инВ этой статье, Уважаемый читатель, я продолжу приводить некоторые интересные факты и соображения о первом атомном ледоколе «Ленин».
Штрихи к строительству ледокола.
Идея создания атомных ледоколов для обслуживания северного морского театра потенциальных боевых действий имела значительную военную составляющую. Атомоходы должны были обеспечивать гидрографические исследования, действия подводного флота для нанесения удара через Северный ледовитый океан, а также поддержку работоспособности Севморпути. Так что проектирование и постройка ускоренными темпами было, по сути, следствием холодной войны. И если «Ленин» был все же гражданским судном, то на последующих атомных ледоколах проекта 10520 (головной «Арктика») сразу предусматривалась установка оборонительного вооружения. Для этого подготовлено место под ракетные и артиллерийские установки и системы управления огнем. Так что при необходимости апгрейд мирного судна до военного вспомогательного корабля займет минимум времени.
Тема ледокола ленинградского ЦКБ-15 (ныне ЦКБ «Айсберг») назвалась «Проект 92» по номеру урана в периодической системе Менделеева. Такой же номер появился у мурманской «Базы 92» для обслуживания, которая через много лет стала ФГУП «Атомфлот».
Основным моментом проектирования был выбор компоновочного решения и формы корпуса. Задача, для которой строится ледокол с точки зрения теории корабля принципиально отличается от обычного грузового судна, где одной из главных характеристик является уменьшение гидродинамического сопротивления. Ледокол должен прокладывать корпусом широкий и чистый проход во льдах, легко маневрировать и сопротивляться сжатию ледяных полей. Поэтому корпус получается широким и коротким, а форма подводной части напоминает скорлупу яйца. Такие обводы, ставшие классическими, применил на практике еще в 19 веке норвежский исследователь Севера Фритьоф Нансен для своего судна «Фрам», построенного не менее известным кораблестроителем Колином Арчером.
Ледяные поля при сжатии уходят под корпус, и давление на судовой набор уменьшается. Подобная конструкция судна не оптимальна для движения по чистой воде. (Не знаю, как на «Ленине», а на мелкосидящем атомном ледоколе «Таймыр» на полном ходу надстройка вибрирует так, что мелкие вещи прыгают по столу.) Обводы нового ледокола разрабатывались с использованием испытаний модели в специальном опытовом ледовом бассейне, где она движется сквозь реальный лед. Находится это сооружение в «Арктическом и антарктическом научно-исследовательский институте», существующим с 30-х годов.
Одной из главных проблем была склонность к бортовой качке, поскольку похожий на игрушку -неваляшку корпус не создавал ей должного гидравлического противодействия. Для устранения было решено поднять тяжелое оборудование паропроизводящей атомной установки как можно выше, чтобы раскачиванию при внешнем воздействии препятствовала инерция. Это, естественно, уменьшало метацентрическую высоту - характеристику, определяющую остойчивость. Путем сложных расчетов и моделирования удалось найти компромисс, причем этот опыт оказался бесценным для создания следующих кораблей.
Корпус ледокола не помещался в цех, поэтому сборка велась на открытом стапеле. При постройке впервые были применены новые методы и материалы, например специально разработанная высокопрочная сталь корпуса. Расчеты показывали, что если спускать ледокол на воду обычным способом, когда он катится по спусковым дорожкам стапеля, то из-за большой осадки судно зароется в дно. Пришлось прикреплять к корпусу специальные понтоны, чтобы избежать удара, а надстройку собирать уже у достроечной стенки отдельными секциями. Но все трудности были преодолены, и к сентябрю 59-го года «Ленин» был готов выйти на ходовые испытания.
«Ленин» выходит на простор.
Единственным путем для ледокола с Адмиралтейских верфей на простор Балтики, и далее на Север, был Ленинградский судоходный канал, по которому в порт проходят все крупнотоннажные суда. Но осадка судна составляла почти одиннадцать метров, а глубина канала только десять, поэтому требовалось или поднять корпус понтонами, или демонтировать часть оборудования, что долго и затратно. Но начальник гидрографической службы Кронштадта Арон Лейбман предложил альтернативное решение, напомнив о наводнениях на Неве. Гидрографы вели многолетние наблюдения, и как раз осенью происходит прилив, который поднимает уровень воды на 2-3 метра, что было достаточно для прохода «Лениным» мелководья. Брошенная идея: «ничего не делать, а только ждать у моря погоды», быстро завладела умами начальства различных уровней, и Лейбмана заставили оформить предложение в виде руководства к действию.
Но от предсказанного срока прилива прошла неделя и другая, а большой воды все не было. Автор и непосредственные причастные сидели, как на иголках, было приказано немедленно информировать начальника службы о первых признаках подъема воды. Наши обратились к шведам и финнам, чтобы те тоже сразу сообщили о приливе, но природа словно издевалась над моряками.
Через много лет контр-адмирал в отставке Арон Абрамович Лейбман, перебравшийся на склоне лет в США, рассказывал, что его вызвали в КГБ и недвусмысленно спросили, показывая на его подпись под проектом проводки ледокола: «Где обещанная вода?»
На робкие ответы, что он не может управлять стихией, было строго сказано, что если в течение трех дней прилива не будет, то товарищу Лейбману не поздоровится. Спустившись с лестницы и дойдя почти до выхода из здания, гидрограф увидел вестового, который ждал его с радостной вестью, что прилив начался. Не успевший сдать пропуск начальник службы помчался в кабинет, откуда только-что вышел, и четко доложил людям в штатском, что вода пошла.
- Ну видите, - сказали ему, - Стоило нам взяться за дело, и сразу все сдвинулось. Так и доложим руководству: беседу провели, проблему решили!
А Лейбман поспешил на ледокол, потому что счет шел на минуты. Вода поднялась на 2 метра и 70 сантиметров и держалась примерно два с половиной часа. «Ленин» едва успел пройти канал, опоздай он на 20 минут, и сел бы на мель. Помогло специальное дополнительное навигационное оборудование для позиционирования судна, которое установили по указанию тех же гидрографов, потому что наводнение обычно сопровождалось туманом, как было и в этот раз.
Опыт, сын ошибок трудных.
«Ленин» успешно выполнял свой задачи, служа еще и символом прогресса СССР, но и испытания и эксплуатация вскрыли много недоработок, что естественно для столь новаторского проекта. Корабелы упомянут и недопустимую вибрацию винтов, из-за которых ледоколу пришлось после ходовых вернуться на родной Адмиралтейский завод. При этом прилив уже не портил людям нервы, а поднял воду для прохода по Ленинградскому каналу без проволочек.
Неудачной оказалась и конструкция ледовых ящиков. Это водозаборники для конденсаторов турбин и охлаждения энергетической установки в целом. Ящики оказались расположены выше, чем надо, и забивались льдом. Проблему пришлось решать на коленке, для чего добавили эжекторы, которые подавали внутрь объема ящиков теплую воду. Она растапливала мелкую ледяную крошку, забивавшую приемные решетки, что исправило положение.
Большой проблемой «атомного сердца» ледокола стали главные циркуляционные насосы. Они были горизонтального исполнения, подобные обычным, использующимся повсеместно в котельных и прочих сооружениях. Но оказалось, что для высоких параметров среды, да еще и при меняющемся режиме работы, и валы, и подшипники не выдерживали нагрузок. Ремонт шел за ремонтом, но этот органический недостаток невозможно было исправить. Надо было менять компоновку всей атомной установки, переделывать биозащиту, и прочее, что было просто нереально. Неудачная конструкция никогда более не повторялась. Для всех транспортных установок после, той, первой, используются вертикальные бессальниковые насосы. В герметичном корпусе находится омываемый водой ротор электродвигателя, который держится сверху на опорном подшипнике скольжения, а снизу расположено рабочее колесо.
Насосы стали одной из важных причин, по которой проектант энергетической установки горьковский ОКБМ, настаивал на ее замене несовершенной, скроенной на живую нитку первой ОК-150 на современную ОК-900.
Среди происшествий на АППУ всегда упоминают:
- остановку циркуляции теплоносителя через реактор №2 во время ремонта все тех-же насосов в феврале 1965 года. Это привело к разрушению 60 % тепловыделяющих сборок, так что для перегрузки топлива пришлось, по сути, вытаскивать всю внутреннюю конструкцию активной зоны целиком.
- разуплотнение одного из двух парогенераторов на реакторе №3 в сентябре 1965, и течь воды первого контура во второй. Реактор до конца навигации работал на половинной мощности на оставшемся парогенераторе.
- пожар во время ремонта в аппаратной, а также неустранимая течь в реакторе №1 в 1966 году.
- и, как завершающий аккорд в этой драматической истории, повреждение установки во время ремонта в начале 1967 года, когда для устранения течи в третьем контуре понадобилось частично демонтировать биозащиту. Защита была выполнена монолитной из особого бетона. Ее раздолбили отбойным молотком так неумело, что повредили и то оборудование за ней.
Во многих статьях упоминаются эти происшествия, как конкретные причины замены установки. На самом деле ясность, что ОК-150 надо менять была уже в конце 1965 года, и отразилось в постановлении комиссии Президиума Совмина СССР от февраля 65-го. Основные проектные решения ОК-900 были утверждены в мае 66-го, а техпроект готов к концу лета.
Поскольку руководством страны ставилась задача снова ввести ледокол «Ленин» в строй к столетию его тезки, то идея выполнить сверхсложную замену оспаривалась в основном судостроителями. Они, по-ретроградски, говорили, что многое для ремонта уже готово, а проект и постройка новой установки — это ответственность и риск. Но проектанты ЦКБ-15 и ОКБМ выступили единым строем, и в апреле 1967 вопрос был окончательно приземлен, а символ мирного атома засиял с новой силой.
Сама замена описана много раз во всех удивительных подробностях, остается лишь подчеркнуть, что «Ленин» дал колоссальное понимание, о том, как надо строить мощные ледоколы и транспортные атомные установки. Как королевская «Р-7» открыла дорогу для космонавтики на десятилетия вперед, так «Ленин» стал основой всего ледокольного флота России.
Статья Ледокол Ленин часть 1.