Зачем ядерный реактор на перспективном российском эсминце
«Проектирование нового эсминца ведется в двух вариантах: с обычной энергетической установкой и с ядерной энергетической установкой. Этот корабль будет обладать более универсальными возможностями, а также повышенной огневой мощью. Он будет способен действовать в дальней морской зоне как одиночно, так и в составе группировок кораблей ВМФ»
— Пресс-служба Минобороны РФ, заявление от 11 сентября 2013 г.
Силовая установка — сердце любой техники. К источнику энергии жестко привязаны параметры всех механизмов и подсистем, входящих в состав рассматриваемой конструкции. Выбор силовой установки — наиболее сложный этап в проектировании технической системы, от правильности которого (и наличия подходящей СУ) зависит всё.
Целесообразность наличия ядерной силовой установки на перспективном российском эсминце вызывает долгие дискуссии. Каждая из сторон приводит заслуживающие внимание аргументы, при этом официальные источники не дают никаких конкретных разъяснений по поводу характеристик и облика будущего корабля.
Исходные данные таковы. На сегодняшний день необходимость наличия ядерной силовой установки (ЯСУ) подтверждена на трех классах кораблей и судов:
— на подводных лодках (причина очевидна — потребность в мощной воздухонезависимой силовой установке);
— на ледоколах, ввиду их длительной работы в режиме максимальной мощности. Коэффициент использования установленной мощности для современных атомных ледоколах составляет 0,6…0,65 — вдвое выше, чем у любого боевого корабля ВМФ. Ледоколы буквально «надрываются» во льдах, при этом не имея возможности уйти с трассы для пополнения запасов топлива;
— на суперавианосцах, где чудовищные размеры и мощности делают невыгодным использование обычных СУ. Впрочем, британские конструкторы с недавнего времени опровергли данное утверждение — на новом авианосце предпочтение было отдано газовым турбинам. При этом, «Куин Элизабет» (60 тыс. тонн) планировалось оснастить чрезвычайно энергозатратной системой — электромагнитной катапультой EMALS.
Необходимость оснащения ЯСУ кораблей других классов выглядит сомнительно. К началу ХХI в. мире практически не осталось боевых надводных атомоходов класса крейсер/эсминец. Более того, за рубежом отсутствуют какие-либо планы по созданию подобных кораблей. Американцы списали все свои атомные крейсеры еще в середине 90-х годов, с формулировкой «неоправданно высокая стоимость эксплуатации, при отсутствии конкретных преимуществ».
Единственное исключение — российский тяжелый атомный ракетный крейсер «Петр Великий» (одновременно считающийся самым крупным и дорогим не авианесущим кораблем в мире) и его собрат — модернизируемый в настоящий момент ТАРКР «Адмирал Нахимов» (бывш. крейсер «Калинин», спущенный на воду три десятилетия назад).
Казалось бы, все очевидно: перспективный атомный эсминец для ВМФ РФ выглядит полным анахронизмом. Но проблема гораздо глубже, чем это представляется на первый взгляд.
Доводы «против» и «за»
Аргументация противников строительства атомных эсминцев базируется на пяти «постулатах», выдвинутых в докладе оперативного управления штаба ВМС США в 1961 году:
1. Фактор увеличения дальности плавания на максимальных скоростях для надводных кораблей не имеет решающего значения. Другими словами, у военных моряков отсутствует необходимость в пересечении морей и океанов на 30-узловом ходу.
Патрулирование, контроль над морскими коммуникациями, поиск подлодок, сопровождение конвоев, гуманитарные и военные операции в прибрежной зоне — все это требует гораздо меньших скоростей. Движению полным ходом зачастую препятствуют погодные условия и гидрографическая обстановка. Наконец, стоит задуматься о сохранности ресурса механизмов — головной «Орлан» («Киров», он же «Адмирал Ушаков») окончательно «убил» свою силовую установку во время похода к месту гибели «Комсомольца». Четверо суток на полном ходу!
2. Более высокая стоимость корабля с ЯСУ. В то время, когда писался упомянутый доклад, было известно, что постройка атомного крейсера получается в 1,3—1,5 раза дороже постройки аналогичного по составу вооружения корабля с обычной силовой установкой. Сравнение стоимости эксплуатации произвести не удалось, ввиду отсутствия в те годы опыта эксплуатации атомоходов.
В настоящее время данный пункт по-прежнему вызывает больше всего вопросов. Основную тайну представляет стоимость тепловыделяющих урановых сборок (с учетом их транспортировки и утилизации). Тем не менее, согласно недавним подсчетам, при сохранении текущей динамики цен на нефть стоимость 30-летнего жизненного цикла надводных кораблей основных классов, в среднем, окажется на 19% выше, чем стоимость цикла у их неатомных аналогов. Постройка атомного эсминца будет целесообразна лишь при увеличении цены на нефть до $233 за баррель к 2040 году. Существование атомного десантного корабля (по типу «Мистраля») будет выгодно лишь в случае роста цены на нефть до $323 за баррель к 2040 году (из расчета 4,7% в год).
Рост энергопотребления и монтаж перспективного оборудования на борту эсминцев также не слишком заботит моряков. Возможностей существующих корабельных генераторов хватает для питания суперрадаров c пиковой мощностью 6 МВт. В случае появления еще более прожорливых систем (AMDR, 10 мегаватт) конструкторы предлагают решить проблему установкой дополнительного генератора в одном из вертолетных ангаров «Орли Берка», без кардинальных изменений в конструкции и ущерба для боевых возможностей маленького эсминца.
Стоп! А кто вообще сказал, что ядерная силовая установка должна иметь большую мощность, чем аналогичная по размерам газовая турбина?! Об этом и пойдет речь в следующем абзаце.
3. По состоянию на начало 60-х, веса и габариты корабельных ЯСУ заметно превышали аналогичные показатели обычных ГЭУ (при одинаковой мощности на валах винтов). Реактор, с его контурами охлаждения и биологической защитой весил ничуть не больше водяного котла или газовой турбины с запасом топлива.
Ядерная паропроизводящая установка (ЯППУ) — это еще не все. Для преобразования энергии перегретого пара в кинетическую энергию вращающихся винтов, необходим главный турбозубчатый агрегат (ГТЗА). Он представляет собой громоздкую турбину с редуктором, которая не уступает по габаритам обычной газовой турбине.
Становится понятно, отчего атомные крейсеры времен холодной войны всякий раз оказывались крупнее своих неатомных коллег.
Есть все основания полагать, что данная ситуация сохраняется и по сей день. Заявленные показатели перспективных ядерных паропроизводящих установок, пригодных для установки на корабли (РИТМ 200, 80 тыс. л.с., масса 2200 тонн) наводят на определенные выводы: ЯППУ весит никак не меньше комплекта газовых турбин (типичная LM2500 весит в пределах 100 тонн, каждый из эсминцев оснащен четырьмя такими установками) и необходимого запаса топлива (средний показатель для современных крейсеров и эсминцев — 1300…1500 тонн).
Из представленного рекламного буклета ОКБМ им. И.Африкантова не ясно, входит ли в эту цифру (2200 тонн) масса турбогенераторов, но совершенно очевидно, что в это значение не включены массы гребных электродвигателей. (прим. ЯППУ «РИТМ 200» была создана для новейших ледоколов пр. 22220 с полным электродвижением).
И это притом, что любой атомоход в обязательном порядке оснащается резервной ГЭУ (дизели/котлы), позволяющей в случае аварии ЯСУ доползти до берега на минимальном ходу. Таковы стандартные требования безопасности.
Машинное отделение десантного вертолетоносца "Америка".
Корабль приводится в движение двумя газовыми турбинами "Дженерал Электрик" LM2500
Корабль приводится в движение двумя газовыми турбинами "Дженерал Электрик" LM2500
4. Четвертый постулат гласит, что для обслуживания ЯСУ необходимо большее количество обслуживающего персонала, притом более высокой квалификации. Что влечет за собой дальнейший рост водоизмещения и стоимости эксплуатации корабля.
Возможно, данная ситуация была справедлива для начала атомной эры флота. Но уже в 70-е годы она утратила смысл. В этом легко убедиться, взглянув на численность экипажей атомных подводных лодок (в среднем 100-150 чел.). Для управления огромным двухреакторным «батоном» (пр.949А) хватило 130 человек. Рекорд у неподражаемой «Лиры» (пр. 705), чей экипаж состоял из 32 офицеров и мичманов!
5. Важнейшее замечание. Автономность корабля ограничена не только запасами топлива. Есть еще автономность по провизии, по боекомплекту, по ЗИПу и расходникам (смазочным материалам и т.д.). К примеру, расчетный запас продовольствия на борту «Петра Великого» составляет всего 60 суток (при численности экипажа 635 чел.)
С пресной водой проблем нет — её получают прямо на борту в любых необходимых количествах. Но есть проблемы с надежностью механизмов и оборудования. Как и с выносливостью экипажа — моряки не могут проводить по полгода в открытом море без схода на берег. Людям и технике необходим отдых.
Наконец, дискуссии вокруг неограниченной дальности плавания теряют смысл при обсуждении действий в составе эскадры. Оснастить ЯСУ каждый вертолетоносец, тральщик или фрегат не представляется возможным — атомному эсминцу, так или иначе, придется тащиться вместе со всеми, наблюдая, как другие корабли пополняют запас топлива с помощью КСС и флотских заправщиков.
Сторонники применения ЯСУ, напротив, утверждают, что любые измышления по поводу автономности по запасам провизии являются дешевой провокацией. Наибольшие проблемы всегда доставляет топливо. Тысячи тонн топлива! Все остальное — продовольствие, ЗИП — имеет сравнительно компактные размеры. Их можно легко и быстро доставить на корабль или заранее складировать в отсеках (когда известно, что намечается поход на полную автономность).
Британский эсминец HMS Daring.
На сегодняшний день это самый совершенный эскадренный миноносец в мире
На сегодняшний день это самый совершенный эскадренный миноносец в мире
Есть свои серьезные аргументы и у противников ядерной энергии. Лучшие из современных ГЭУ, построенные по перспективной схеме с полным электродвижением (FEP) и использующие комбинацию из дизелей экономического хода и форсажных газовых турбин (CODLOG), демонстрируют впечатляющую эффективность и экономичность. Скромный эсминец "Дэринг" способен преодолеть на одной заправке до 7000 морских миль (от Мурманска до Рио-де-Жанейро).
При действии в удаленных морских районах автономность такого корабля почти не отличается от автономности атомохода. Меньшая крейсерская скорость, по сравнению с атомным кораблем, не имеет решающего значения в век радаров, авиации и ракетного оружия. Притом, как уже отмечалось выше, атомоход также не может непрерывно двигаться со скоростью 30+ узлов — в противном случае, ему потребуется ежегодный капремонт с полной заменой ГЭУ.
В это же время один флотский заправщик (корабль комплексного снабжения) способен заправить пять-десять таких эсминцев за один рейс!
Эсминцы «Гуаньчжоу» (пр. 052В, борт № 168) и «Хайкоу» (пр. 052С, борт. № 171) принимают топливо у ККС «Цяньдаоху» (борт. № 887)
Из других аргументов, выдвигаемых противниками строительства атомных надводных кораблей, следует отметить сомнения в высокой живучести атомного эсминца и его безопасности в случае получения боевых повреждений. Ведь поврежденная газовая турбина — обычная груда металла. Поврежденная активная зона реактора — смертельный излучатель, способный прикончить всех, кому удалось пережить атаку противника.
Факты свидетельствуют, что страхи по поводу последствий повреждения реактора сильно преувеличены. Достаточно вспомнить гибель АПЛ «Курск». Страшный взрыв, уничтоживший несколько отсеков, не вызвал радиационной катастрофы. Оба реактора были автоматически заглушены и благополучно пролежали целый год на глубине свыше 100 метров.
Светлая память павшим
Стоит добавить, что помимо локального бронирования реакторного отсека, корпус самого реактора выполнен из мощного массива металла толщиной в дециметр. Ни одна из современных ПКР не способна потревожить активную зону реактора.
Живучесть атомохода вряд ли сильно отличается от живучести обычных эсминцев. Боевая стойкость корабля с ЯСУ может оказаться даже выше, благодаря отсутствию на борту тысяч тонн горючего. В то же время, его гибель может вызвать непоправимые последствия для окружающих. Этот риск стоит всегда учитывать, отправляя атомоход на войну. Любое ЧП на его борту, пожар или посадка на мель станут происшествиями мирового масштаба (как это происходит с АПЛ).
Нездоровое внимание публики к атомным кораблям, подогреваемое нечистыми на руку лжеэкологами, создает большие проблемы для развития корабельных ЯСУ. И если запрет на приближение к берегам Н. Зеландии вряд ли имеет какое-то значение для отечественного флота, то международный запрет вход атомоходов в акваторию Чёрного моря может доставить множество хлопот и проблем ВМФ России. Базирование эсминцев в Севастополе окажется невозможным. Кроме того, возникнут проблемы при проходе Суэцким и Панамским каналами. Владельцы гидротехнических сооружений не упустят удобного случая и, помимо длительной бумажной волокиты, обложат моряков тройной данью.
Зачем же России атомный эсминец?
С технической стороны, атомные эсминцы не будут иметь никаких серьезных преимуществ или недостатков перед кораблями с обычными ГЭУ (газотурбинной или комбинированной типа).
Более высокая скорость крейсерского хода, неограниченная (в теории) автономность по запасам топлива и отсутствие необходимости дозаправок в течение всего боевого похода… Увы, все эти преимущества вряд ли могут быть реализованы на практике, в ходе реальных боевых служб ВМФ. И оттого не представляют особого интереса для флота. В остальном, ядерные и обычные ГЭУ имеют примерно равные веса, габариты и обеспечивают одинаковую мощность на валах винтов. Опасностью радиационных аварий можно пренебречь — как показывает опыт эксплуатации отечественного ледокольного флота, вероятность такого события близка к нулю.
Единственным недостатком корабельных ЯСУ является их более высокая стоимость. По крайней мере, на это указывают данные открытых отчетов ВМС США и отсутствие атомных эсминцев в составе зарубежных флотов.
Другой недостаток кораблей с ЯСУ связан с географическим положением России — Черноморский флот остается без эсминцев.
В то же время, использование ЯСУ на российских кораблях имеет под собой ряд важных предпосылок. Как известно, силовые установки были всегда слабым местом отечественных кораблей. Застывшие у пирсов эсминцы пр. 956 с «убитыми» котлотурбинными ГЭУ стали притчей во языцех, как и океанские походы авианесущего крейсера «Адмирал Кузнецов» в сопровождении спасательных буксиров (на случай очередной поломки ГЭУ). Специалисты высказывают претензии к чересчур сложной и запутанной схеме газотурбинной ГЭУ ракетных крейсеров типа «Атлант» (пр. 1164) — с теплоутилизационным контуром и вспомогательными паровыми турбинами. Наблюдательные фотографы будоражат общественность фотографиями российских корветов пр. 20380, выбрасывающих шапки густого дыма. Будто пред нами не новейшие корабли, построенные по технологии «стелс», а колесный пароход на реке Миссисипи.
И на фоне этого безобразия — бесчисленные мировые турне атомного крейсера «Петр Великий», что без остановки носится по всему Земному шару. Маневры в Атлантике, Средиземка, Тартус — и вот уже громада крейсера, в сопровождении ледоколов, теряется в тумане в районе Новосибирских островов. Не меньшую надежность и эффективность демонстрируют российские атомные ледоколы (впрочем, слово «российские» здесь лишнее — атомных ледоколов нет ни у одной страны мира, кроме РФ). 30 июля 2013 года атомный ледокол «50 лет Победы» в сотый раз добрался до Северного полюса. Впечатляет?
Выходит, русские кое-чему научились. Если у нас имеется столь успешный опыт в разработке и эксплуатации корабельных ЯСУ — почему бы не использовать его при создании перспективных боевых кораблей? Да, очевидно такой корабль получится дороже своего неатомного аналога. Но, по факту, альтернативы ЯСУ у нас просто нет.
Также не стоит забывать, что в отличие от американского флота, у нас совершенно иная концепция развития ВМФ.
Янки сделали ставку на массовое строительство эсминцев, с применением полной стандартизации и унификации их узлов и механизмов (что, впрочем, не слишком помогло — корабли все равно получились чудовищно сложными и дорогими).
Наша надводная компонента, в силу различных национальных особенностей, будет выглядеть иначе: пара-тройка крупных ударных эсминцев, сходных по размером с экспериментальным американским эсминцем «Замволт», в окружении более дешевых и массовых фрегатов. Российские эсминцы будут дорогим «штучным товаром», и применение ЯСУ вряд ли окажет заметное влияние на стоимость эксплуатации этих монстров. Атомный эсминец или эсминец с обычной ГЭУ? На мой взгляд, каждый из этих вариантов в нашем случае является беспроигрышным. Главное, чтобы ОСК и Минобороны поскорее переходили от слов к делу и начинали строительство новых российских кораблей класса «эсминец».
Информация