Мирный атом взламывает льды: наш атомный ледокольный флот
59 лет назад, 5 декабря 1957 года со стапелей сошло первое в мире надводное судно, приводившееся в движение ядерным реактором — атомный ледокол «Ленин». С этого корабля, 30 лет проводившему суда по Северному Ледовитому океану, началась история отечественного атомного ледокольного флота. Россия — единственная страна в мире, строящая и использующая атомные ледоколы.
Ледокол — это корабль, предназначенный для прокладки во льдах прохода для обычных кораблей. Также ледоколы используются для решения научно-исследовательских задач в арктических и антарктических широтах. Эти суда имеют высокопрочный корпус, у которого носовая (а у некоторых ледоколов — и кормовая) часть имеет особую форму, позволяющую не только проламывать лёд как таран, но и продавливать его под своим весом.
История ледоколов восходит ещё к середине 19 века. Несколько десятилетий они использовались для хождения по замёрзшим рекам и морским заливам. А первым в мире арктическим ледоколом стал «Ермак», построенный для Российской Империи в Англии в 1898 году, и прослуживший аж до 1963 года.
Чем выше масса ледокола и мощность его силовой установки, тем большую толщину льда он способен проломить. Для работы в акваториях Северного и Южного полюсов планеты, где моря покрыты сплошным льдом толщиной в несколько метров, нужны достаточно крупные и мощные суда. Лишь несколько стран используют ледоколы, способные плавать в высоких широтах, что объясняется их географическим положением. И в этом отношении Россия уникальна — всё наше северное побережье огромной протяжённости находится за полярным кругом и омывается водами Северного Ледовитого океана.
Красные линии — Северный и Южный полярные круги.
Широка страна моя родная: наши северные границы простираются от западного края Баренцева моря до середины Чукотского. Практически половина окружности.
Наших предков нужно благодарить за то, что они раздвинули границы государства от Европы до Северной Америки. Это дало нам огромные запасы полезных ископаемых, которые много раз спасали нашу страну в войнах и экономических катаклизмах. Например, Норильский горно-металлургический комбинат в годы войны был главным поставщиком стратегически важного ресурса — никеля. Сегодня на северном побережье и в устьях рек Обь и Енисей находится ряд городов, портов и посёлков, которые имеют важнейшее значение для снабжения многочисленных труднодоступных городов и посёлков. Через порты на северном побережье вывозится нефть, газ, металлы и многие другие ценные ресурсы. Более того, вдоль наших полярных границ идёт самый короткий маршрут из Европы на Дальний Восток. Он носит название Северного морского пути (СМП).
Синяя линия — Северный морской путь.
Именно благодаря СМП существуют многочисленные населённые пункты и предприятия на бескрайних северных просторах. В некоторые города и посёлки можно добраться лишь двумя способами: самолётом или морем. Но есть одна проблемка: большую часть года СМП покрыт льдами. Причём не такими, какие на реках и прудах сверлят фанаты зимней рыбалки. Здесь всё более чем серьёзно — это же Заполярье. Толщина льда может достигать 4 и более метров. Так что без мощнейших ледоколов просто не обойтись.
Первые ледоколы были паровыми, работали на угле. Но это было очень неэффективное топливо: корабли вынуждены были возить огромные запасы угля, и всё равно приходилось часто заходить в порты и пополняться. Необходимость повышения мощности и увеличения автономности привела к созданию дизельных ледоколов. Но суровые льды, гигантская протяжённость Северного морского пути и небольшое количество портов требовали создания ещё более мощных судов, способных ломать более толстый лёд и работать долгие месяцы без дозаправки.
Так появился «Ленин».
Прошло всего 12 лет после окончания войны, а СССР смог впервые в мире запустить на орбиту искусственный спутник. Это случилось 4 октября 1957 года. И почти ровно через два месяца был спущен на воду корпус ледокола «Ленин». Это был не только первый атомный надводный корабль, но и первый атомный гражданский (за три года до этого американцы выпустили в океан первую атомную подводную лодку «Наутилус»).
«Ленин» был образцом передовой техники, одним из достижений науки и промышленности Советского Союза: длина 134 м, водоизмещение 16 тыс. тонн, мощность на гребных валах достигала 32 МВт. Для сравнения: у американского ледокола береговой охраны Glacier, бывшего в то время одним из крупнейших в мире, длина была 94 м, водоизмещение 8,5 тыс. тонн, а мощность всего лишь 16 МВт. Система балластных цистерн на «Ленине» позволяла изменять крен судна, раскачивая его с боку на бок, при возникновении угрозы затирания льдами с бортов.
Первый арктический встречается с первым атомным — «Ленин» и «Ермак»:
С 1967 по 1970 год «Ленин» проходил модернизацию — три реактора мощностью по 90 МВт заменили на два по 159 МВт. Так выглядела силовая установка с тремя реакторами:
Модернизация была проведена потому, что первые установленные на «Ленине» реакторы оказались очень ненадёжны. В 1965 году произошла авария, которая продемонстрировала ещё и низкую ремонтопригодность силовой установки ледокола. Поэтому старые реакторы сняли… просто вырезав дыру в корпусе и сбросив их на дно.
Ледокол стал настоящим локомотивом Северного морского пути: он проводил через льды и спасал из ледового плена многочисленные грузовые суда, участвовал в научных экспедициях. Благодаря вводу в строй такого небывало мощного ледокола, способного дробить льды, которые были не по зубам его дизельным предшественникам, удалось существенно удлинить период навигации на СМП и увеличить общий грузопоток.
Дозиметристы проверяют реакторы ледокола:
За три десятилетия своей службы «Ленин» провёл 3741 корабль, прошёл 654 000 миль, из которых во льдах — 563 000. В 1989 первенец атомного надводного флота превратили в корабль-музей. Если будете проездом в солнечном Мурманске, то можете побывать на «Ленине» с экскурсией.
Долгое время «Ленин» был единственным атомным ледоколом. А в 1975 году в строй вошёл более мощный корабль проекта 1052 — «Арктика» (с 1982 по 1986 носил имя «Леонид Брежнев»). С длиной 148 м и водоизмещением 23 460 тонн он стал крупнейшим ледоколом в мире. Два реактора мощностью по 171 МВт приводили в действие паропроизводительные установки, обеспечивающие на гребных валах мощность до 49 МВт. Ледокол мог преодолевать льды толщиной до 2,8 м. Автономность плавания — не по ядерному топливу, а по провизии — составляла 7,5 месяцев.
Толщина внешнего корпуса ледокола в самых нагруженных зонах достигала 48 мм. «Арктика» тоже имел систему балластных цистерн, позволявшую менять как крен, так и дифферент корабля, что повышало эффективность дробления толстых льдов и не давало ледоколу застрять. Этот атомоход мог ломать лёд не только носом, но и кормой.
«Арктика» стал головным кораблём в самой массовой серии наших атомных ледоколов. Всего таких кораблей было построено 6. Несмотря на сугубо мирные задачи, проект 1052/10521 подразумевал возможность быстрого оснащения ледоколов вооружением, превратив их во вспомогательные крейсеры.
В 1977 году «Арктика» стал первым кораблём в мире, который своим ходом (не дрейфуя) дошёл до Северного Полюса. Это нам, дилетантам, кажется чем-то будничным: подумаешь, ледокол ведь, проложили курс по линейке и попёрли льды ломать до самой макушки планеты. Но даже для мощнейшего ледокола того времени это было очень сложной задачей: огромные торосы, течение и ветер могли привести к поломке конуса одного из винтов, что сразу бы снизило мощность ледокола на треть. Чтобы этого избежать, маршрут к Северному Полюсу прокладывали в районах, где по статистике наблюдений вероятность мощных подвижек льда была наименьшей.
Поход прошёл успешно, и 17 августа 1977 года ледокол «Арктика» прибыл в точку с координатами 90° северной широты и 0° восточной долготы. Во время похода были подтверждены высокие ходовые характеристики нового атомного ледокола, собраны многочисленные данные о поведении корпуса корабля в разных режимах хода в условиях дробления особенно толстых льдов, впервые испытано оборудование для дистанционного определения толщины льда, испытана система спутниковой навигации в высоких широтах, и так далее.
В 2008 году ледокол «Арктика» был выведен из эксплуатации по причине технического и морального устаревания. Сейчас он ожидает своей очереди на утилизацию.
Как уже говорилось выше, корабли проекта 1052 были самыми массовыми в нашем атомном ледокольном флоте. Помимо «Арктики» были построены:
- «Сибирь», введён в эксплуатацию в 1977 году. После «Арктики» он стал вторым в мире надводным кораблём, самостоятельно добравшимся до Северного Полюса (25 мая 1987 года). Он прослужил в северных морях до 1993 года, а потом был законсервирован. «Сибирь» стал первым атомным ледоколом, отправленным на утилизацию.
- «Россия», введён в эксплуатацию в 1985 году. Построен по модернизированному проекту 10521.
Выше уже упоминалось, что ледоколы проекта «Арктика» могли быть достаточно быстро переоборудованы во вспомогательные крейсеры. Состав вооружения был бы таким:
- РЛС «Фрегат».
- Две артиллерийские установки АК-100.
- Четыре зенитные шестиствольные артиллерийские установки АК-630.
- Комплекс радиоэлектронного подавления ПК-2.
Во время ходовых испытаний на «России» был смонтирован весь набор вооружения. По завершении испытаний ледокол снова «огражданили»:
В 2013 году ледокол выведен из эксплуатации и находится в отстое.
- «Советский Союз», введён в строй в 1990 году. На баке смонтирована РЛС управления огнём артиллерийской установки (серый цилиндр перед рубкой).
Ледокол проработал всего 20 лет: с 2010 года находится в отстое. Существуют планы по продлению его ресурса и повторному введению в строй.
- «Ямал», введён в эксплуатацию в 1993 году. Самый старый из ныне действующих ледоколов проекта «Арктика». Корпус «Ямала» покрыт специальной износоустойчивой краской с уменьшенным коэффициентом трения.
На этом снимке хорошо видно, как ледокол справляется с толстым льдом: благодаря пологому, покатому корпусу корабль выезжает на лёд и проламывает его своим весом.
В плавучем доке на ремонте:
- »50 лет Победы». Самый молодой из ледоколов класса «Арктика», был спущен на воду ещё в 1993 году, но из-за нехватки денег был достроен и введён в строй только в 2007 году. На сегодняшний день является самым мощным ледоколом в мире — длина 159 м, водоизмещение 23 439 тонн. Но скоро на пьедестал «самого большого и мощного» взойдёт другой корабль (об этом ниже).
»50 лет Победы» на 10 метров длиннее остальных ледоколов класса «Арктика» благодаря дополнительному отсеку. В нём расположены системы утилизации всех отходов жизнедеятельности экипажа и пассажиров. То есть на корабле используется замкнутый цикл переработки отходов, которые не попадают в океан.
Для уменьшения трения об лёд используется система пневмообмыва: в нижней части корпуса, под ватерлинией, проходит ряд отверстий, через которые под высоким давлением нагнетается воздух. На этом снимке их можно увидеть по обеим сторонам форштевня:
А металлические овалы — это ледостойкие платино-ниобиевые аноды, уменьшающие коррозию ледового пояса корабля.
В 2013 году »50 лет Победы» привёз на Северный Полюс Олимпийский огонь:
При всей своей мощи, у ледоколов класса «Арктика» есть одна особенность — довольно большая осадка. Из-за этого они не могут входить в устья таких рек, как Обь и Енисей. А это необходимо для проведения грузовых судов от «большой воды» до ряда северных портов, нефтеналивных терминалов и терминалов сжиженного природного газа.
Поэтому в 1988 и 1989 году по заказу Советского Союза в Финляндии было построено два мелкосидящих ледокола. Затем они были отбуксированы в Ленинград, где на них установили силовые установки и достроили. Ледоколы получили названия «Таймыр» и «Вайгач».
Их длина — 151 м, водоизмещение — 20 000 тонн. Осадка — 8,1 м, на три метра меньше, чем у ледоколов класса «Арктика». Мощность у «Таймыра» и «Вайгача» тоже поменьше, 32,5 МВт на валах, поэтому они способны преодолевать лёд толщиной только до 2 метров.
В 1988 году вступил в строй атомный лихтеровоз «Севморпуть». Этот корабль предназначен для перевозки грузов в контейнерах и лихтерах. Хотя и не ледокол в классическом смысле понимании, однако «Севмпорпуть» вполне может проложить себе дорогу во льдах толщиной до 1 м.
К слову, по размерам он вдвое крупнее ледоколов класса «Арктика»: длина 260 м, водоизмещение 61 880 тонн.
Планировалось построить и второй лихтеровоз, но развал СССР поставил на этих планах крест. В 2007 году «Севморпуть» был выведен из эксплуатации и списан. Но позднее он был восстановлен, и в 2016 году снова вошёл в строй. Вполне наглядная иллюстрация тезиса о возрождении российского Севера.
К «Севморпути» пришвартован дизельный ледокол «Капитан Николаев»:
На сегодняшний день «Севморпуть» является единственным в мире грузовым кораблём с ядерной силовой установкой.
Было бы ошибкой считать, что ледоколы проекта «Арктика» — советской разработки — это пик развития нашего атомного ледокольного флота. К счастью, несмотря на все политические и экономические трудности, развитие Северного морского пути продолжается. Более того, четыре ныне действующих атомных ледокола сегодня загружены работой под завязку — практически 10 месяцев в году они водят корабли.
К тому же всё когда-нибудь ломается. Не вечны и ледоколы, ресурс имеющихся сегодня атомных ледоколов по большей части уже выработан. Поэтому несколько лет назад было принято решение разработать проект нового ледокола. Им стал проект 22220 (класса ЛК-60Я), головной корабль которого будет носить имя «Арктика» — наследник «Арктики» 1052/10521. В этом году корпус головного ледокола был спущен на воду:
Это будет самый крупный и мощный ледокол в мире. Вот его параметры в сравнении с параметрами »50 лет Победы», который сегодня считается «самым-самым»: длина 173 м (159 м), водоизмещение 33 540 т (23 439 тонн), мощность на валах — 60 МВт (49 МВт). Это позволит ему преодолевать лёд толщиной до 3 метров.
Более того, ледоколы проекта 22220 заменят как «магистральные» ледоколы класса «Арктика», так и мелкосидящие класса «Таймыр». Благодаря системе балластных цистерн они смогут менять свою осадку с 8,5 м до 10,5 м. Поэтому новые ледоколы называются «двухосадочными».
Головную «Арктику» планируется ввести в строй уже в 2017 году. Сейчас идёт строительство второго ледокола проекта 22220 — «Сибирь» (ввод в строй в 2019 году). Размещён заказ и на третий — «Урал» (ввод в строй в 2020 году).
Более того, изменения в мировой экономике требуют обеспечить круглогодичную навигацию на всём протяжении Северного морского пути. При всей своей мощности даже ледоколы проекта 22220 на это не способны, так как 2–3 месяца в году толщина льда может превышать их возможности. Поэтому уже сегодня ведётся проектирование еще более мощного ледокола класса ЛК-110Я: с мощностью на валах до 110 МВт и с возможностью преодоления льдов толщиной до 4 м.
Как вы понимаете, они будут ещё больше, тяжелее и шире (40 м). Последнее особенно важно, так как ширина ледокола определяет ширину кораблей, которые могут за ним следовать. Современным крупным танкерам на Северном морском пути требуется сразу два ледокола, обеспечивающих достаточно широкий проход. Перспективный ЛК-110Я сможет проводить достаточно большие суда в одиночку. Хотя и его ширины будет недостаточно для грузовых судов шириной около 50 м.
Правда, ждать постройки этого монстра ещё долго: при самых оптимистичных прогнозах, не ранее 2025 года. На сегодняшний день доступны такие изображения перспективного суперледокола:
