Атомная подводная лодка — это подводная лодка с ядерным реактором, но не обязательно с ядерным вооружением. Атомные подводные лодки имеют значительные технические преимущества перед «обычными» (обычно дизель-электрическими ) подводными лодками. Ядерная двигательная установка, будучи полностью независимой от воздуха, освобождает подводную лодку от необходимости часто всплывать на поверхность, как это необходимо для обычных подводных лодок. Большое количество энергии, вырабатываемой ядерным реактором, позволяет атомным подводным лодкам эксплуатироваться на высокой скорости в течение длительного времени, а большой интервал между дозаправками предоставляет практически неограниченный диапазон, в результате чего единственные ограничения на время рейса накладываются такими факторами, как необходимость пополнения запасов еды или других расходных материалов.
Ограниченная мощность, хранящаяся в электрических батареях, означает, что даже самая совершенная обычная подводная лодка может оставаться под водой только в течение нескольких дней на малой скорости и всего несколько часов на максимальной скорости, хотя недавние достижения в области воздухонезависимых двигателей несколько улучшили этот недостаток. Высокая стоимость ядерных технологий означает, что относительно немногие из вооруженных сил мира имеют на вооружении атомные подводные лодки. На советских подводных лодках происходили радиационные инциденты, в том числе серьезные ядерные и радиационные аварии, но американские военно-морские реакторы, начиная с S1W и итераций конструкций, работали без происшествий с момента запуска USS Nautilus (SSN-571) в 1954 году.
Идея атомной подводной лодки была впервые предложена в ВМС США физиком Военно - морской исследовательской лаборатории Россом Ганном в 1939 году. Королевский флот начал исследования проектов ядерных силовых установок в 1946 году.
Постройка первой в мире атомной подводной лодки стала возможной благодаря успешной разработке ядерной двигательной установки группой ученых и инженеров в США в Отделении морских реакторов Бюро кораблей и Комиссии по атомной энергии. В июле 1951 года Конгресс США санкционировал строительство первой атомной подводной лодки « Наутилус » под руководством капитана Хаймана Дж. Риковера, USN (имя которого совпадает с именем вымышленной подводной лодки капитана Немо « Наутилус » в « Двадцати тысячах лье » Жюля Верна). «Под морем » и еще один военный корабль США « Наутилус » (SS-168), отличившийся во время Второй мировой войны ).
Корпорация Westinghouse получила задание построить свой реактор. После того, как подводная лодка была завершена в Electric Boat Company, первая леди Мейми Эйзенхауэр разбила традиционную бутылку шампанского о нос « Наутилуса », и 30 сентября 1954 года подводная лодка была введена в строй USS Nautilus (SSN-571). 17 января 1955 года она вылетел из Гротона, штат Коннектикут, для начала ходовых испытаний. Подводная лодка имела длину 320 футов (98 м) и стоила около 55 миллионов долларов. Признавая полезность таких судов, британское адмиралтейство разработало планы строительства атомных подводных лодок.
Советский Союз вскоре последовал за Соединенными Штатами в разработке атомных подводных лодок в 1950-х годах. Вдохновленные американской разработкой Nautilus, Советы начали работу над ядерными двигательными реакторами в начале 1950-х годов в Физико-энергетическом институте в Обнинске под руководством Анатолия П. Александрова, который позже стал главой Курчатовского института. В 1956 году первый советский двигательный реактор, разработанный его коллективом, начал эксплуатационные испытания. Тем временем группа конструкторов под руководством Владимира Николаевича Перегудова работала над корпусом, в котором должен был разместиться реактор. После преодоления многих препятствий, в том числе проблем с парообразованием, утечкой радиации и других трудностей, на вооружение поступила первая атомная подводная лодка, основанная на этих совместных усилиях, К-3 « Ленинский комсомол » проекта 627 « Кит », именуемая в НАТО подводной лодкой класса «Ноябрь». в ВМФ СССР в 1958 г.
Первая атомная подводная лодка Соединенного Королевства HMS Dreadnought была оснащена американским реактором S5W, предоставленным Великобритании в соответствии с Соглашением о взаимной обороне между США и Великобританией 1958 года. Корпус и боевые системы дредноута были британского дизайна и конструкции, хотя на форму корпуса и методы строительства повлиял доступ к американским разработкам. Во время строительства дредноута компания Rolls - Royce в сотрудничестве с Управлением по атомной энергии Соединенного Королевства на Адмиралтейской исследовательской станции HMS Vulcan в Доунри разработала совершенно новую британскую ядерную силовую установку. В 1960 году у Vickers Armstrong была заказана вторая британская атомная подводная лодка, и HMS Valiant, оснащенная ядерной установкой Rolls-Royce PWR1, стала первой полностью британской атомной подводной лодкой. Дальнейшая передача технологий из Соединенных Штатов сделала Rolls-Royce полностью самодостаточной в конструкции реактора в обмен на «значительный объем» информации о конструкции подводных лодок и методах снижения шума, переданной из Соединенного Королевства в Соединенные Штаты. Система рафтинга для класса Valiant дала Королевскому флоту преимущество в глушении подводных лодок, которое ВМС США представили значительно позже.
Ядерная энергия оказалась идеальной для приведения в движение стратегических подводных лодок с баллистическими ракетами (SSB), значительно улучшив их способность оставаться под водой и оставаться незамеченными. Первой в мире действующей атомной подводной лодкой с баллистическими ракетами (ПЛАРБ) был USS George Washington с 16 ракетами Polaris A-1, который провел первое патрулирование ПЛАРБ сдерживания в ноябре 1960 г. - январе 1961 г. Советы уже имели несколько ПЛАРБ проекта 629 (Golf класса) и всего на год отставали от США с их первой ПЛАРБ, злополучной К-19 проекта 658 (класс Гостиница), введенной в строй в ноябре 1960 года. Однако этот класс нес такое же трехракетное вооружение, как и «Гольфы». Первой советской ПЛАРБ с 16 ракетами стал проект 667А (класс «Янки»), первая из которых поступила на вооружение в 1967 году, к тому времени США ввели в строй 41 ПЛАРБ, получившую прозвище « 41 за свободу ».
Атомная подводная лодка VMF класса Typhoon является самой большой водоизмещающей подводной лодкой в мире.В разгар холодной войны на каждом из четырех заводов советских подводных лодок ( Севмаш в Северодвинске, Адмиралтейские верфи в Санкт-Петербурге, Красное Сормово в Нижнем Новгороде и Амурский завод в Комсомольске-на- Дону) вступало в строй от пяти до десяти атомных подводных лодок. -Амур ). С конца 1950-х до конца 1997 года Советский Союз, а затем и Россия построили в общей сложности 245 атомных подводных лодок, больше, чем все остальные страны вместе взятые.
Сегодня шесть стран развертывают те или иные формы стратегических подводных лодок с ядерными силовыми установками: США, Россия, Великобритания, Франция, Китай и Индия. Несколько других стран, включая Бразилию и Австралию, на разных этапах реализуют проекты по строительству атомных подводных лодок.
В Соединенном Королевстве все бывшие и нынешние атомные подводные лодки британского Королевского флота (за исключением трех: HMS Conqueror, HMS Renown и HMS Revenge ) были построены в Барроу-ин-Фернесс (в компании BAE Systems Submarine Solutions или ее предшественнике). ВСЭЛ ), где продолжается строительство атомных подводных лодок. Conqueror - единственная в мире атомная подводная лодка, которая когда-либо атаковала вражеский корабль торпедами, потопив крейсер ARA General Belgrano двумя торпедами Mark 8 во время Фолклендской войны 1982 года.
Основное различие между обычными подводными лодками и атомными подводными лодками заключается в системе выработки электроэнергии. Атомные подводные лодки используют для этой задачи ядерные реакторы. Они либо вырабатывают электричество, которое приводит в действие электродвигатели, соединенные с гребным валом, либо используют тепло реактора для производства пара, который приводит в движение паровые турбины (например, атомные морские силовые установки ). Реакторы, используемые на подводных лодках, обычно используют высокообогащенное топливо (часто более 20%), чтобы они могли вырабатывать большую мощность от меньшего реактора и дольше работать между дозаправками, что затруднено из-за расположения реактора внутри прочный корпус подводной лодки.
Ядерный реактор также обеспечивает энергией другие подсистемы подводной лодки, такие как поддержание качества воздуха, производство пресной воды путем дистилляции соленой воды из океана, регулирование температуры и т. д. Все используемые в настоящее время корабельные ядерные реакторы работают с дизельными генераторами в качестве система резервного питания. Эти двигатели способны обеспечить аварийную электроэнергию для отвода остаточного тепла реактора, а также достаточно электроэнергии для питания аварийного двигательного механизма. Подводные лодки могут нести ядерное топливо на срок до 30 лет эксплуатации. Единственным ресурсом, ограничивающим время пребывания под водой, является снабжение экипажа продовольствием и обслуживание судна.
Слабость технологии малозаметности атомных подводных лодок заключается в необходимости охлаждения реактора, даже когда подводная лодка не движется; около 70% тепла реактора рассеивается в морскую воду. Это оставляет «тепловой след», шлейф теплой воды с меньшей плотностью, который поднимается к поверхности моря и создает «тепловой шрам», который можно наблюдать с помощью тепловизионных систем, например, FLIR. Другая проблема заключается в том, что реактор работает постоянно, создавая паровой шум, который можно услышать на гидролокаторе, а насос реактора (используемый для циркуляции теплоносителя реактора) также создает шум, в отличие от обычной подводной лодки, которая может перемещаться почти со скоростью бесшумные электродвигатели.
В соответствии с соглашением AUKUS, о котором было объявлено в сентябре 2021 года, Великобритания и США будут помогать ВМС Австралии в приобретении атомных подводных лодок. Франция была разочарована этим соглашением, поскольку оно предполагает отмену франко-австралийской сделки на 90 миллиардов долларов по строительству подводных лодок с обычными двигателями. Соглашение AUKUS усилило напряженность в отношениях с Китаем, поскольку оно, возможно, усилит западное доминирование в Индо-Тихоокеанском регионе.
Некоторые из самых серьезных ядерных и радиационных аварий по количеству погибших в мире связаны с авариями атомных подводных лодок. На сегодняшний день все это были подразделения бывшего Советского Союза. К авариям реакторов, приведшим к повреждению активной зоны и выбросу радиоактивности атомных подводных лодок, относятся:
Военный корабль США "Трешер"
Военный корабль США Скорпион
К-278 Комсомолец