Грехи атомных крейсеров, или Зачем реактор на перспективном российском эсминце?
Когда настало время прощаться, ни одна скупая слеза не скатилась по щекам моряков. Крейсер «Техас» был без сожаления выброшен на свалку, несмотря на свои юные 15 лет и четверть века оставшегося ресурса.
11 тысяч тонн стальных конструкций, крылатые ракеты «Томагавк» и планы по дальнейшей модернизации с установкой системы «Иджис» - все оказалось напрасным. Что же сгубило крейсер «Техас»? Почему практически новый корабль был безжалостно разделан на гвозди?
На первый взгляд, причиной безвременного списания «Техаса», а также его трех грозных систер-шипов - «Вирджинии», «Миссиссиппи» и «Арканзаса» стало окончание Холодной войны. Но ведь многие из их ровесников остались в строю!- те же эсминцы «Спрюэнс» проходили под звездно-полосатым флагом еще по 10 и более лет. Не меньшим долголетием отличались фрегаты «Оливер Х. Перри» - половина из них до сих пор числится в составе ВМС США, другие были переданы союзникам – Турции, Польше, Египту, Пакистану, где были с восторгом приняты местными моряками.
Парадокс? Вряд ли. Янки в первую очередь списывали наиболее неэффективные, затратные и сложные в эксплуатации образцы техники.
15 лет – не возраст для боевого корабля. Для сравнения, средний возраст современных американских крейсеров УРО типа «Тикондерога» - 20…25 лет, и, согласно планам ВМС США, они будут находиться в действующем составе флота до середины следующего десятилетия. На илл. - атомный ракетный крейсер "Арканзас"
Крейсер «Техас» подвело его «горячее сердце» - адский агрегат D2G, внутри которого невидимым огнем горели урановые сборки, ежесекундно выделяя 150 Мегаджоулей теплоты.
Ядерная силовая установка (ЯСУ) наделяла корабль фантастическими боевыми способностями – неограниченная дальность плавания, высокая крейсерская скорость хода - без оглядки на запасы топлива на борту. Кроме того, ЯСУ обеспечивала герметичность надстройки, ввиду отсутствия развитых дымоходов и воздухозаборников – немаловажный фактор в случае применения противником оружия массового поражения. Согласитесь, преимуществ немало.
Увы, за красивой сказкой о «семи кругосветных походах без захода в порт» скрывались несколько нелицеприятных истин:
1. Автономность корабля ограничивается НЕ только запасами топлива. Продовольствие, технические жидкости, ремонт – всякий раз придется встречаться с кораблем комплексного снабжения или делать заход в ближайшую военно-морскую базу/ПМТО. Не говоря о таком простом и очевидном условии, как выносливость экипажа – технике и людям необходим отдых.
2. Кругосветный поход на полной скорости в 30 узлов – не более чем красивая фантазия. Корабли редко ходят поодиночке: фрегаты, десантные корабли (БДК, «Мистраль» - макс. 15..18 уз.), корабли снабжения, океанские буксиры и морские спасательные комплексы, тральщики, эскортируемые суда торгового флота – боевая служба ВМФ может включать в себя самые различные задачи.
При действии в составе эскадр атомный крейсер теряет все свои преимущества - установить ЯСУ на каждый «Мистраль», фрегат или торговое судно не представляется возможным.
3. Ядерная силовая установка вкупе со своими контурами охлаждения и сотнями тонн биологической защиты занимает гораздо БОЛЬШЕ места, чем машинное отделение обычного крейсера, даже с учетом необходимого запаса тысяч тонн мазута или более легких фракций нефти.
Впрочем, полностью отказаться от обычной ГЭУ в пользу ЯСУ не удастся: согласно принятым нормам безопасности, на всех атомоходах стоят аварийные дизель-генераторы и имеются запасы горючего.
Вот такая экономия.
В цифрах это означает буквально следующее:
ГЭУ современного Иджис-эсминца «Орли Берк» представляет комбинацию из четырех газовых турбин General Electric LM2500 (знаменитый агрегат, применяется на кораблях ВМС в 24 странах мира), а также трех резервных дизель-генераторов. Суммарная мощность – порядка 100 тысяч л.с.
Масса турбины LM2500 – без малого 100 тонн. Четыре турбины – 400 тонн.
Запас топлива на борту «Берка» - 1300 тонн керосина JP-5 (что обеспечивает дальность плавания 4400 миль на скорости 20 уз.)
Вы спросите, отчего автор так ловко пренебрег массами станин, насосов, теплоизоляционных контуров и вспомогательного оборудования машинного отделения? Ответ прост – в данном случае это уже не имеет значения.
Ведь перспективная разработка КБ Африкантова – «компактный» ядерный реактор РИТМ-200 для строящегося атомного ледокола ЛК-60Я имеет массу 2200 тонн (комбинация из двух реакторов). Мощность на валах ледокола – 80 тысяч л.с.
2200 тонн! И это без учета биологической защиты реакторного отсека, а также двух главных турбогенераторов, их питательных, конденсатных, циркуляционных насосов, вспомогательных механизмов и гребных электродвигателей.
Нет, к ледоколу здесь претензий нет. Атомный ледокол - машина во всех отношениях замечательная, в полярных широтах без ЯСУ не обойтись. Но всему должно быть свое время и место!
Установить подобную силовую установку на перспективный российский эсминец – решение, как минимум сомнительное.
На самом деле, американский «Берк» - здесь не самый удачный пример. Более современные образцы, например британские эсминцы «Тип 45» с удачной комбинацией дизель-генераторов, ГТД и полным электродвижением демонстрируют еще более впечатляющие результаты – при сходном запасе топлива они могут пройти до 7000 морских миль! (от Мурманска до Рио-де-Жанейро – куда уж больше?!)
Атомный кресер "Техас" и крейсер типа "Тикондерога"
Что касается упомянутого в начале статьи крейсера «Техас» - с ним сложилась аналогичная ситуация. При сходном составе вооружения, он был минимум на 1500 тонн крупнее неатомного крейсера типа «Тикондерога». При этом он был медленнее «Тики» на пару узлов.
4. Эксплуатация корабля с ЯСУ, при прочих равных условиях, оказывается дороже эксплуатации корабля с обычной силовой установкой. Известно, что ежегодные затраты на эксплуатацию «Техаса» и его систер-шипов превышали аналогичные показатели «Тикондерог» на 12 млн. долларов (солидная сумма, особенно по меркам 20-летней давности).
5. ЯСУ ухудшает живучесть корабля. Вышедшую из строя газовую турбину можно отключить. Но как быть с поврежденным контуром или (о, ужас!) активной зоной реактора? Оттого посадка на мель или боевые повреждения корабля с ЯСУ – происшествие мирового масштаба.
6. Наличие ЯСУ на борту корабля затрудняет его визиты в зарубежные порты и усложняет проход Суэцким и Панамским каналом. Особые меры безопасности, радиационный контроль, согласования-разрешения.
Например, для американцев стало неприятным сюрпризом, когда их атомным кораблям запретили приближаться к берегам Новой Зеландии. Запугивание «коммунистической угрозой» ни к чему не привело – новозеландцы лишь посмеялись над Пентагоном и посоветовали янки внимательнее изучить глобус.
Сложно, затратно, неэффективно.
Сей немалый список прегрешений стал причиной списания всех 9 атомных крейсеров ВМС США, в том числе, четырех относительно новых «Вирджиний». Янки при первой же возможности избавились от этих кораблей, и ни разу не пожалели о принятом решении.
Отныне и впредь за океаном не строят иллюзий на счет атомоходов – все дальнейшие проекты надводных боевых кораблей - эсминцы «Орли Берк», что будут составлять основу миноносных сил ВМС США до 2050-х годов или тройки перспективных эсминцев «Замволт» - все они оснащены обычной, неатомной ГЭУ.
Ядерные силовые установки уступают по критерию стоимость/эффективность (обширное понятие, куда входят все вышеописанные факторы) даже котлотурбинным установкам полувековой давности. Что же касается современные разработок в области корабельных ГЭУ, то применение перспективных схем FEP или CODLOG (полное электродвижение с комбинацией из газовых турбогенераторов полного хода и высокоэкономичных дизель-генераторов крейсерского хода) позволяет добиться еще лучших показателей. При несении боевой службы в удаленных районах Мирового океана такие корабли практически не уступают по автономности кораблям с ядерными силовыми установками (при несопоставимой стоимости ЯСУ и обычной ГЭУ по типу CODLOG).
Разумеется, ЯСУ не является «дьяволом во плоти». Ядерный реактор имеет два ключевых преимущества:
1. Колоссальная концентрация энергии в урановых стержнях.
2. Выделение энергии без участия кислорода.
Исходя из данных условий и нужно искать правильную область применения для корабельных ЯСУ.
Все ответы известны с середины прошлого века:
Возможность получения энергии без кислорода была по достоинству оценена на подводном флоте – там готовы отдать любые деньги, лишь бы подольше оставаться под водой, сохраняя при этом 20-узловой ход.
Что касается высокой концентрации энергии, этот фактор приобретает ценность лишь в условиях высокого энергопотребления и необходимости длительной работы в режиме максимальной мощности. Где наличествуют подобные условия? Кто день и ночь бьется со стихией, прокладывая себе путь сквозь полярные льды? Ответ очевиден – ледокол.
Другой один крупный потребитель энергии – авианосец, точнее, установленные на его палубе катапульты. В этом случае мощная, производительная ЯСУ оправдывает свое предназначение.
Продолжая мысль, можно вспомнить специализированные корабли, например атомный разведчик «Урал» (судно связи пр. 1941). Обилие «прожорливых» в энергетическом плане радаров и электроники, а также необходимость длительного нахождения посреди океана («Урал» предназначался для наблюдения за американским ракетным полигоном на атолле Кваджалейн) – в данном случае, выбор ЯСУ в качестве главной энергетической установки корабля был вполне логичным и оправданным решением.
Вот, пожалуй, и все.
Грузо-пассажирский атомоход "Саванна"
Остальные попытки установить ЯСУ на надводные боевые корабли и суда торгового флота увенчались неудачей. Американский коммерческий атомоход «Саванна», немецкий атомный рудовоз «Отто Ган», японский грузо-пассажирский атомоход «Муцу» - все проекты оказались нерентабельны. После 10 лет эксплуатации янки поставили свой атомоход на прикол, немцы и японцы демонтировали ЯСУ, заменив её на обычный дизель. Как говорится, слова излишни.
Наконец, безвременное списание американских атомных крейсеров и отсутствие за рубежом новых проектов в этой области – все это явно свидетельствует о бесперспективности применения ЯСУ на современных боевых кораблях классов «крейсер» и «эсминец».
Забег по граблям?
Возродившийся интерес к проблеме ЯСУ на надводных боевых кораблях – не что иное, как попытка разобраться в недавнем заявлении о ходе проектирования перспективного отечественного эсминца:
«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»
- представитель пресс-службы Минобороны РФ по Военно-морскому флоту (ВМФ) Игорь Дрыгало, 11 сентября 2013 г.
Не знаю, как насчет связи между ядерной силовой установкой и огневой мощью эсминца, но связь между ЯСУ, размерами и стоимостью корабля прослеживаются вполне себе отчетливо: такой корабль выйдет крупнее, дороже и, как следствие, его постройка займет больше времени – в то время, как ВМФ необходимо срочное насыщение надводными боевыми кораблями океанской зоны.
Нереализованный проект атомного большого противолодочного корабля пр. 1199 "Анчар"
О том, что ЯСУ в реальности мало влияет на повышение боевой мощи корабля (скорее даже наоборот) сегодня было сказано уже немало. Что касается стоимости эксплуатации такого монстра, то здесь тоже все предельно очевидно: заправка обычном корабельным топливом – керосином, соляром (не говоря уже о котельном мазуте) – выйдет ГОРАЗДО дешевле, чем «вечный двигатель» в виде ядерного реактора.
Позвольте процитировать данные из отчета для Конгресса США (Navy Nuclear-Powered Surface Ships: Background, Issues, and Options for Congress, 2010 год): янки честно признались, что оснащение надводного боевого корабля ЯСУ автоматически увеличит стоимость его жизненного цикла на 600-800 миллионов долларов, по сравнению с его неатомным аналогом.
В этом легко убедиться, сопоставив средний «пробег» эсминца в течение всего цикла его службы (обычно не более двух-трех сотен тысяч миль) с расходом топлива (тонн/1 милю пути) и стоимость 1 тонны горючего. А после сравнить получившуюся сумму со стоимостью перезарядки реактора (с учетом утилизации отработавшего ядерного топлива). Для сравнения: перезарядка многоцелевой атомной лодки может обойтись за раз в сумму до 200 млн. долларов, а стоимость перезарядки реакторов авианосца «Нимиц» составила 510 млн. долл. в ценах 2007 года!
Немаловажное значение будут иметь последние годы жизни атомного корабля – вместо банального потопления в виде мишени или аккуратной разделки на металл, потребуется сложная и дорогостоящая утилизация радиоактивных руин.
Постройка атомного эсминца могла иметь смысл лишь в одном случае – отсутствии у России необходимых технологий в области создания морских газотурбинных установок.
М90ФР
Увы, это совершенно не так – например, НПО «Сатурн» (г. Рыбинск), при участии ГП НПКГ «Зоря-Машпроект» (Украина) разработало готовый образец перспективного корабельного ГТД М90ФР – близкий аналог американской турбины LM2500.
Что касается надежных и эффективных корабельных дизель-генераторов – всегда к услугам мировой лидер, финская компания Wärtsilä, к услугам которой прибегли даже надменные британцы при создании своего эсминца «Тип 45».
Все проблемы имеют доброе решение – было бы желание и настойчивость.
Но в условиях, когда отечественный Военно-морской Флот испытывает острый дефицит кораблей океанской зоны, мечтать об атомных супер-эсминцах, как минимум, несерьезно. Флоту срочно требуется «свежие силы» - пяток (а лучше - десяток) «Бёркоподобных» универсальных эсминцев полным водоизмещением 8-10 тыс. тонн, а не пара атомных монстров, чье строительство должно завершится до 203…-ого года.
Скромный герой морских просторов - танкер «Иван Бубнов» (проект 1559-В).
Серия из шести танкеров пр. 1559-В строилась в 1970-х годах для Военно-Морского Флота СССР - именно благодаря им флот был способен действовать на любом удалении от родных берегов.
Танкеры проекта оборудованы устройством передачи грузов в море на ходу траверзным способом, позволяющим выполнять грузовые операции при значительном волнении моря. Широкая номенклатура передаваемых грузов (мазута — 8250 тонн, дизельного топлива — 2050 тонн, авиатоплива — 1000 тонн, питьевой воды — 1000 тонн, котельной воды 450 тонн, смазочного масла (4 сортов) — 250 тонн, сухих грузов и продовольствия по 220 тонн) позволяет причислять танкеры этого проекта к кораблям комплексного снабжения.
А это - янки
По материалам:
http://npo-saturn.ru/
http://dic.academic.ru/
http://bastion-karpenko.narod.ru/
http://www.fas.org/
http://navy-matters.beedall.com/
Информация