Jaderná ponorka -Nuclear submarine

Tento článek je o ponorkách poháněných jadernou energií. Pro ponorky nesoucí strategické jaderné zbraně, viz Ponorka s balistickou střelou .

Americká jaderná útočná ponorka třídy Los Angeles

Jaderná ponorka je ponorka poháněná jaderným reaktorem , ale ne nutně jaderně vyzbrojená. Jaderné ponorky mají značné výkonnostní výhody oproti "konvenčním" (typicky diesel-elektrickým ) ponorkám. Jaderný pohon , který je zcela nezávislý na vzduchu, zbavuje ponorku nutnosti často se vynořovat, jak je to nutné u konvenčních ponorek. Velké množství energie generované jaderným reaktorem umožňuje jaderným ponorkám pracovat vysokou rychlostí po dlouhou dobu a dlouhý interval mezi doplňováním palivaposkytuje prakticky neomezený rozsah, takže jediná omezení doby plavby jsou dána takovými faktory, jako je potřeba doplnit zásoby jídla nebo jiného spotřebního materiálu.

Omezený výkon uložený v elektrických bateriích znamená, že i ta nejvyspělejší konvenční ponorka může zůstat ponořená jen několik dní při nízké rychlosti a pouze několik hodin při nejvyšší rychlosti, ačkoli nedávné pokroky v pohonu nezávislém na vzduchu tuto nevýhodu poněkud zlepšily. Vysoké náklady na jadernou technologii znamenají, že relativně málo světových vojenských mocností postavilo jaderné ponorky. U sovětských ponorek došlo k radiačním incidentům, včetně vážných jaderných a radiačních havárií , ale americké námořní reaktory počínaje S1W a iterací konstrukcí fungovaly bez incidentů od vypuštění USS Nautilus (SSN-571) v roce 1954.

Dějiny

USS  Nautilus , první ponorka s jaderným pohonem.
Nejmenší ponorka s jaderným pohonem, NR-1 amerického námořnictva .

Nápad na ponorku s jaderným pohonem poprvé navrhl v námořnictvu Spojených států fyzik Ross Gunn z Naval Research Laboratory v roce 1939. Královské námořnictvo začalo zkoumat návrhy jaderných pohonů v roce 1946.

Stavba první ponorky na světě s jaderným pohonem byla umožněna úspěšným vývojem elektrárny s jaderným pohonem skupinou vědců a inženýrů ve Spojených státech v Pobočce námořních reaktorů Úřadu lodí a Komise pro atomovou energii . V červenci 1951 americký Kongres schválil stavbu první ponorky s jaderným pohonem, Nautilus , pod vedením kapitána Hymana G. Rickovera , USN (sdílející jméno s fiktivní ponorkou kapitána Nema Nautilus ve dvaceti tisících ligách Julese Verna Under the Sea a další USS  Nautilus  (SS-168) , která sloužila s vyznamenáním ve druhé světové válce .

Společnost Westinghouse Corporation byla pověřena výstavbou svého reaktoru. Po dokončení ponorky u Electric Boat Company rozbila první dáma Mamie Eisenhower tradiční láhev šampaňského na Nautilově přídi a ponorka byla uvedena do provozu USS  Nautilus (SSN-571) dne 30. září 1954. 17. ledna 1955 opustil Groton, Connecticut , aby zahájil námořní zkoušky . Ponorka byla 320 stop (98 m) dlouhá a stála asi 55 milionů $. Britská admiralita uznala užitečnost takových plavidel a vytvořila plány na stavbu ponorek s jaderným pohonem.  

Sovětský svaz brzy následoval Spojené státy ve vývoji ponorek s jaderným pohonem v 50. letech 20. století. Stimulováni americkým vývojem Nautilu , Sověti začali pracovat na reaktorech s jaderným pohonem na počátku 50. let 20. století v Ústavu fyziky a energetiky v Obninsku pod vedením Anatolije P. Alexandrova, později se stal vedoucím Kurčatovova institutu . V roce 1956 zahájil první sovětský pohonný reaktor navržený jeho týmem provozní zkoušky. Mezitím konstrukční tým pod vedením Vladimira N. Peregudova pracoval na nádobě, ve které bude umístěn reaktor. Po překonání mnoha překážek, včetně problémů s výrobou páry , úniků radiace a dalších potíží , vstoupila do služby první jaderná ponorka založená na těchto společných snahách, K-3 Leninskiy Komsomol třídy Project 627 Kit , nazývaná NATO ponorkou třídy November . v sovětském námořnictvu v roce 1958.

První ponorka Spojeného království s jaderným pohonem HMS  Dreadnought byla vybavena americkým reaktorem S5W , který byl Británii poskytnut na základě dohody o vzájemné obraně mezi USA a Velkou Británií z roku 1958 . Trup a bojové systémy Dreadnoughtu byly britského designu a konstrukce, ačkoli tvar trupu a konstrukční postupy byly ovlivněny přístupem k americkým návrhům. Během stavby Dreadnought vyvinul Rolls-Royce ve spolupráci s britským úřadem pro atomovou energii na výzkumné stanici admirality, HMS Vulcan v Dounreay zcela nový britský jaderný pohonný systém. V roce 1960 byla od Vickerse Armstronga objednána druhá britská ponorka s jaderným pohonem a HMS  Valiant , vybavená jadernou elektrárnou PWR1 od Rolls-Royce, byla první čistě britskou jadernou ponorkou. Další technologické transfery ze Spojených států učinily Rolls-Royce zcela soběstačným v konstrukci reaktoru výměnou za „značné množství“ informací o konstrukci ponorky a technikách ztišení přenesených ze Spojeného království do Spojených států. Systém raftingu pro třídu Valiant poskytl Royal Navy výhodu v umlčování ponorek, kterou námořnictvo Spojených států zavedlo až podstatně později.

Jaderná energie se ukázala jako ideální pro pohon ponorek strategických balistických střel (SSB), čímž se výrazně zlepšila jejich schopnost zůstat ponořená a nedetekována. První operační ponorkou s balistickými střelami s jaderným pohonem (SSBN) na světě byla USS  George Washington s 16 střelami Polaris A-1 , která provedla první odstrašující hlídku SSBN od listopadu 1960 do ledna 1961. Sověti již měli několik SSB projektu 629 (Golf třída) a byli jen rok pozadu za USA se svým prvním SSBN, nešťastným K-19 z Projektu 658 (třída Hotel), uvedeným do provozu v listopadu 1960. Tato třída však měla stejnou výzbroj se třemi raketami jako Golfy. První sovětský SSBN se 16 raketami byl Projekt 667A (třída Yankee) , první z nich vstoupil do služby v roce 1967, do té doby USA uvedly do provozu 41 SSBN, přezdívaných „ 41 za svobodu “.

Ponorka třídy VMF Typhoon s jaderným pohonem je ponorkou s největším výtlakem na světě.

Na vrcholu studené války bylo přibližně pět až deset jaderných ponorek uváděno do provozu z každého ze čtyř sovětských podmořských loděnic ( Sevmaš v Severodvinsku , Admiraltejskij Verfi v Petrohradě, Krasnoje Sormovo v Nižném Novgorodu a Amurskij Zavod v Komsomolsku. -Amur ). Od konce 50. let do konce roku 1997 Sovětský svaz a později Rusko postavily celkem 245 jaderných ponorek, což je více než všechny ostatní země dohromady.

Dnes šest zemí nasazuje nějakou formu strategických ponorek s jaderným pohonem: Spojené státy, Rusko, Spojené království, Francie, Čína a Indie. Několik dalších zemí včetně Brazílie a Austrálie má probíhající projekty v různých fázích na stavbu ponorek s jaderným pohonem.

Ve Spojeném království byly všechny bývalé a současné jaderné ponorky Britského královského námořnictva (s výjimkou tří: HMS  Conqueror , HMS  Renown a HMS  Revenge ) postaveny v Barrow-in-Furness (v BAE Systems Submarine Solutions nebo jeho předchůdci VSEL ​​), kde pokračuje výstavba jaderných ponorek. Conqueror je jediná ponorka s jaderným pohonem na světě, která kdy zasáhla nepřátelskou loď torpédy a během války o Falklandy v roce 1982 potopila křižník ARA  General Belgrano dvěma torpédy Mark 8 .

Technika

HMS  Astute , pokročilá útočná ponorka s jaderným pohonem .

Hlavním rozdílem mezi konvenčními ponorkami a jadernými ponorkami je systém výroby energie . Jaderné ponorky pro tento úkol využívají jaderné reaktory . Buď vyrábějí elektřinu, která pohání elektromotory připojené k hřídeli vrtule , nebo se spoléhají na teplo reaktoru k výrobě páry , která pohání parní turbíny (srov . jaderný námořní pohon ). Reaktory používané v ponorkách obvykle používají vysoce obohacené palivo (často více než 20 %), které jim umožňuje dodávat velké množství energie z menšího reaktoru a pracovat déle mezi výměnami paliva – což je obtížné kvůli poloze reaktoru v tlakovém trupu ponorky.

Jaderný reaktor také dodává energii do dalších subsystémů ponorky, např. pro udržování kvality vzduchu, výrobu sladké vody destilací slané vody z oceánu, regulaci teploty atd. Všechny v současnosti používané námořní jaderné reaktory jsou provozovány s dieselovými generátory jako záložní napájecí systém. Tyto motory jsou schopny poskytnout nouzovou elektrickou energii pro odvod tepla z rozpadu reaktoru , stejně jako dostatek elektrické energie pro napájení nouzového pohonného mechanismu. Ponorky mohou nést jaderné palivo po dobu až 30 let provozu. Jediným zdrojem, který omezuje čas pod vodou, je zásoba jídla pro posádku a údržba plavidla.

Slabinou technologie stealth jaderných ponorek je potřeba chladit reaktor, i když se ponorka nepohybuje; asi 70 % tepla na výstupu reaktoru se odvádí do mořské vody. To zanechá „tepelnou brázdu“, oblak teplé vody nižší hustoty, který stoupá k mořské hladině a vytváří „tepelnou jizvu“, kterou lze pozorovat termovizními systémy, např. FLIR . Dalším problémem je, že reaktor stále běží, což vytváří hluk páry, který je slyšet na sonaru , a čerpadlo reaktoru (používané k cirkulaci chladiva reaktoru) také vytváří hluk, na rozdíl od konvenční ponorky, která se může pohybovat téměř tiché elektromotory.

Rodová linie

Námořnictvo Spojených států

Viz také: Námořnictvo Spojených států
USS Skipjack , vedoucí loď první třídy amerických lodí, která používala trup Albacore .

Vyřazeno z provozu

Ponorka třídy Ohio .

Provozní

Ve vývoji

Sovětské/ruské námořnictvo

Viz také: Sovětské námořnictvo a ruské námořnictvo
Victor I, ruská útočná ponorka třídy

Vyřazeno z provozu

ponorka třídy Akula

Operační ponorky

Ve vývoji

Royal Navy (Spojené království)

Viz také: Royal Navy
HMS Trenchant ponorka třídy Trafalgar

Vyřazeno z provozu

Provozní

Ve vývoji

francouzské námořnictvo

Viz také: Francouzské námořnictvo
Le Redoutable , první jaderná ponorka francouzského námořnictva s balistickou raketou

Vyřazeno z provozu

Provozní

Ve vývoji

Námořnictvo Čínské lidové osvobozenecké armády

Viz také: Námořnictvo lidové osvobozenecké armády
ponorka třídy Han (typ 091).

Provozní

Ve vývoji

indické námořnictvo

Viz také: Indické námořnictvo
INS Arihant , domorodá jaderná ponorka indického námořnictva.

Vyřazeno z provozu

Provozní

Ve vývoji

  • 2 ponorky třídy Arihant s kódovým označením S4 a S4* mají být vypuštěny do roku 2021 a 2023. Budou to poslední 2 ponorky třídy Arihant s výtlakem 7 000 tun každá.
  • Projekt 75 alpha - 6 jaderných ponorek v rámci tohoto projektu je plánován k nasazení v indickém námořnictvu v nadcházejících letech (ve vývoji)
  • INS 'čakra 3- Podepsána smlouva o 3 miliardách dolarů na pronájem 1 ponorky třídy Akula z Ruska, která má být dodána do roku 2025
  • Třída S5 – Plánované velké pokračování ponorek třídy Arihant – 3 ponorky budou postaveny (ve vývoji)

Brazilské námořnictvo

Viz také: Brazilské námořnictvo

Ve vývoji

Královské australské námořnictvo

Viz také: Královské australské námořnictvo

Podle dohody AUKUS , oznámené v září 2021, Spojené království a Spojené státy pomohou Královskému australskému námořnictvu při získávání ponorek s jaderným pohonem. Francie byla touto dohodou zklamaná, protože zahrnuje zrušení francouzsko-australské dohody ve výši 90 miliard dolarů na stavbu konvenčně poháněných ponorek. Dohoda AUKUS zvýšila napětí s Čínou, protože možná zvýší západní dominanci v indicko-pacifickém regionu.

Nehody

Viz také: Seznam potopených jaderných ponorek

Havárie reaktorů

Některé z nejvážnějších jaderných a radiačních nehod podle počtu obětí na světě zahrnovaly nehody na jaderných ponorkách. K dnešnímu dni to byly všechny jednotky bývalého Sovětského svazu . Mezi havárie reaktorů, které vedly k poškození aktivní zóny a uvolnění radioaktivity z ponorek s jaderným pohonem, patří:

  • K-8 , 1960: utrpěl nehodu se ztrátou chladicí kapaliny ; se uvolnila značná radioaktivita.
  • K-14 , 1961: reaktorový prostor byl vyměněn kvůli blíže nespecifikovanému „poruchu systémů ochrany reaktoru“.
  • K-19 , 1961: utrpěl nehodu se ztrátou chladicí kapaliny, která měla za následek 8 úmrtí a více než 30 dalších lidí bylo nadměrně vystaveno radiaci. Události na palubě ponorky zdramatizuje film K-19: The Widowmaker .
  • K-11 , 1965: oba reaktory byly poškozeny při doplňování paliva při zvedání hlav reaktorových nádob; reaktorové prostory se potopily u východního pobřeží Nové Zemly v Karském moři v roce 1966.
  • K-27 , 1968: zažil poškození jádra reaktoru na jednom z jeho tekutým kovem (olovo-bismut) chlazených reaktorů VT-1 , což mělo za následek 9 úmrtí a 83 dalších zranění; potopil v Karském moři v roce 1982.
  • K-140 , 1968: reaktor byl poškozen po nekontrolovaném automatickém zvýšení výkonu během práce v loděnici.
  • K-429 , 1970: nekontrolované spuštění lodního reaktoru vedlo k požáru a uvolnění radioaktivity
  • K-116 , 1970: utrpěl havárii se ztrátou chladicí kapaliny v přístavním reaktoru; se uvolnila značná radioaktivita.
  • K-64 , 1972: první reaktor třídy Alfa chlazený tekutým kovem selhal; reaktorový prostor sešrotován.
  • K-222 , 1980: ponorka třídy Papa měla havárii reaktoru při údržbě v loděnici, když lodní posádka odešla na oběd.
  • K-123 , 1982: jádro ponorkového reaktoru třídy Alfa poškozené únikem chladicí kapaliny z tekutého kovu; ponorka byla vyřazena z provozu na osm let.
  • K-431 , 1985: Nehoda reaktoru při doplňování paliva měla za následek 10 úmrtí a 49 dalších lidí utrpělo radiační zranění.
  • K-219 , 1986: utrpěl výbuch a požár v trubce rakety, což nakonec vedlo k havárii reaktoru; 20letý námořník Sergei Preminin obětoval svůj život, aby zajistil jeden z palubních reaktorů. Ponorka se potopila o tři dny později.
  • K-192 , 1989 (překlasifikován z K-131 ): utrpěl nehodu se ztrátou chladicí kapaliny v důsledku přerušení smyčky reaktoru na pravoboku .

Další velké nehody a potopení

  • USS  Thresher  (SSN-593) , 1963: byla ztracena při hloubkových potápěčských testech se 129 posádkou a pracovníky loděnice na palubě; pozdější vyšetřování dospělo k závěru, že selhání pájeného potrubního spoje a tvorba ledu ve ventilech pro vyfukování balastu zabránily vynoření. Nehoda motivovala řadu bezpečnostních změn v americké flotile. Thresher byla první z pouhých dvou ponorek, která přesáhla 100 mrtvých na palubě, a přidalo se k ní 118 ztracených ruských ponorek v roce 2000.
  • K-3 , 1967: první sovětská jaderná ponorka zažila požár spojený s hydraulickým systémem, při kterém zahynulo 39 námořníků.
  • USS  Scorpion  (SSN-589) , 1968: byla ztracena na moři, zřejmě kvůli implozi při potopení. Co způsobilo , že Scorpion sestoupil do své drtivé hloubky, není známo.
  • USS  Guitarro  (SSN-665) , 1969: potopila se na straně mola v loděnici kvůli nesprávné zátěži. Ponorka byla nakonec dokončena a uvedena do provozu.
  • K-8 , 1970: požár a nehoda vlečení vedly k potopení ponorky a ztrátě všech 52 členů posádky, kteří zůstali na palubě.
  • K-56 , 1973: kolize s jiným sovětským plavidlem vedla k zaplavení studny baterie a mnoha úmrtím posádky v důsledku plynného chlóru.
  • K-429 , 1983: ponorka se potopila na dno oceánu kvůli záplavám v důsledku nesprávné montáže na ponor a chyb v loděnici, ale později byla obnovena; Zahynulo 16 členů posádky.
  • K-278 Komsomolets , 1989: Sovětská ponorka se potopila v Barentsově moři kvůli požáru.
  • K-141 Kursk , 2000: ztracen na moři se všemi 118 členy posádky na palubě; obecně přijímaná teorie je, že únik peroxidu vodíku v přední torpédové místnosti vedl k detonaci torpédové hlavice, která zase spustila explozi půl tuctu dalších hlavic asi o dvě minuty později.
  • Ehime Maru a USS Greeneville , 2001: Americká ponorka se vynořila pod japonským cvičným plavidlem. Devět japonských členů posádky, studentů a učitelů bylo zabito, když se jejich loď potopila v důsledku srážky.
  • K-159 , 2003: potopil se v Barentsově moři, když byl vlečen k sešrotování, zabil devět členů posádky.
  • USS  San Francisco  (SSN-711) , 2005: srazila se s podmořskou horou v Tichém oceánu. Jeden člen posádky byl zabit a 23 dalších bylo zraněno.
  • USS  Miami  (SSN-755) , 2012: Přední část ponorky byla zničena požárem, který založil žhář v loděnici a způsobil škodu s odhadovanými náklady na opravu 700 milionů USD. Zatímco opravy byly původně plánovány, kvůli škrtům v rozpočtu byla loď následně sešrotována.

  • USS Thresher

  • USS Scorpion

  • K-278 Komsomolets

Viz také

Poznámky

Reference

Další čtení

externí odkazy