Сотворение «Лиры»: история создания первого атомного подводного истребителя

Мы продолжаем рубрику, посвященную родословной отечественных реакторов. Поговорим о ядерной паропроизводящей установке для автоматизированной высокоскоростной АПЛ малого водоизмещения проекта 705 «Лира». Этот истребитель надводных кораблей и субмарин эксперты оценивают как самый неоднозначный образец подводного кораблестроения и до сих пор спорят, был проект 705 прорывом, опередившим свое время, или дорогостоящей технической ошибкой.

Идея создания лодки принадлежала академику Анатолию Александрову и главному конструктору первой отечественной АПЛ проекта 627 Владимиру Перегудову. Их поддержал председатель комиссии президиума Совмина СССР по военно-­промышленным вопросам Дмитрий Устинов и ряд министров. В мае 1960 года они обратились в ЦК КПСС. Специальным постановлением ЦК в июне 1960 года это направление работ было одобрено.

Выбор установки

Для проекта 705 рассматривались три варианта паропроизводящей установки (ППУ): двухконтурная с водо-водяным реактором, одноконтурная с кипящим реактором и двухконтурная с реактором с жидкометаллическим теплоносителем (ЖМТ). Анализ показал, что с учетом ограничения габаритов ППУ, обусловленного особенностями конструкции субмарины, лучшее решение — ​установка с жидкометаллическим теплоносителем. Доводом в пользу такого решения стали и результаты эксплуатации опытной АПЛ проекта 645. В итоге за основу был принят проект ОК‑550 трехпетлевой ППУ разработки ОКБ завода № 92 Миноборонпрома (с 1967 года — ​ОКБМ).

Научным руководителем строительства подлодки была назначена Лаборатория № 2 АН СССР, паропроизводящей установки — ​обнинский Физико-­энергетический институт, главным конструктором АПЛ в целом — ​СКБ № 143 Минсудпрома, а ППУ — ​ОКБ завода № 92. Строительство было поручено ленинградскому заводу «Судомех» Минсудпрома.

Позже с инициативной разработкой собственного варианта ППУ с жидкометаллическим теплоносителем выступил авторский коллектив ФЭИ и ОКБ «Гидропресс», который предложил другое схемно-­конструктивное решение — ​в блочном исполнении и с симметричной схемой (две петли вместо трех), что упрощало состав установки и уменьшало объем монтажных работ на стапеле. Решением комиссии ВПК в октябре 1962 года этот вариант был узаконен под индексом БМ‑40А, а проекту лодки для него присвоен номер 705К. Строительство этой АПЛ поручили Севмашпредприятию в Северо­двинске.

Ученые просили не спешить

Эскизные проекты обеих ППУ, ОК‑550 и БМ‑40А, были утверждены в 1963 году, технические — ​в 1965‑м. Но у БМ‑40А выявился перевес приблизительно на 100 т, проект переработали, заново утвержден он был лишь в 1968 году.

Тепловая мощность обоих реакторов была одинаковой — ​155 МВт, что обеспечивало мощность АПЛ на валах 40 тыс. л. с. Использовались тепловыделяющие элементы стержневого типа диаметром 12 мм. В качестве замедлителя нейтронов применялся металлический бериллий.

Неполадки, проявившиеся к тому времени на полномасштабном стенде-­прототипе 27/ВТ в ФЭИ (зашлаковывание активной зоны), и авария на опытной подлодке проекта 645 потребовали серьезной переоценки и корректировки некоторых важных положений программы создания ядерных установок с ЖМТ для АПЛ. Стала очевидной недопустимость работы установки при течах парогенераторов, что ранее позволялось. Для ОК‑550 и БМ‑40А был разработан специальный регламент: поддержание требуемого качества сплава в контуре, периодическая регенерация сплава и т. д. Проектировщикам пришлось срочно дорабатывать проекты — ​вводить дополнительную биологическую защиту, вносить изменения в конструкции парогенераторов и другие системы, в связи с чем строительство АПЛ замедлилось.

Против использования на АПЛ установок с жидкометаллическим теплоносителем выступал целый ряд ученых (при этом речь не шла о порочности самого направления развития ППУ с ЖМТ). Так, главный конструктор по энергетике СКБ № 143 Павел Дегтярев отказался подписать технический проект лодки проекта 705, а начальник ОКБМ, проектанта ППУ для 705К, Игорь Африкантов выразил в ЦК КПСС мнение о необходимости переделать установку. Были выступления и менее известных специалистов. Суть сводилась к тому, что из-за ряда недоработок и нерешенных научно-­технических проблем оснащать корабли такими установками более чем преждевременно.

ТРИ ФАКТА О ПОДЛОДКЕ ПРОЕКТА 705

• Если на других АПЛ, советских и американских, службу несли 80–100 человек, то в техзадание на 705‑й проект были внесены 16, причем только офицеры. Сокращение достигнуто широким внедрением автоматики. Правда, в ходе проектирования численность будущего экипажа выросла до 31 человека, включая шесть техников-­мичманов и одного матроса, на которого возлагалась роль кока и по совместительству дневального-­уборщика.

• К‑64 стала первой подлодкой с боевой информационно-­управляющей системой «Аккорд». Она следила за обстановкой и состоянием реактора, гидролокатор и вооружение работали самостоятельно, механизирован был даже камбуз. Экипаж субмарины не нес вахту в отсеках — ​вся информация стекалась на центральный пост, набитый индикаторами от палубы до обшивки. Боевая смена состояла всего из восьми человек. Моряки прозвали эти лодки «автоматами».

• В «Лирах» впервые появилась спасательная капсула — ​при аварии экипаж переходил во всплывающую рубку. За более чем 20 лет службы при борьбе за живучесть не погиб ни один человек, ни одна лодка не была потеряна.

Неудачи первой лодки

Куратор проекта Анатолий Александров был сторонником широкого применения на подводном флоте реакторов с ЖМТ. Его поддерживали и в ЦК КПСС. При этом риски новых технологий в должной мере не учитывались.

Опытная подлодка проекта 705 с установкой ОК‑550 была спущена на воду 22 апреля 1969 года и достроена к сентябрю 1970‑го. Монтаж и наладка оборудования ядерной установки сопровождались неоднократными серьезными неполадками из-за неотработанности оборудования, чрезмерной ограниченности реакторного отсека и запаздывания проверки работы реакторной установки на наземном стенде.

Комплексные швартовные испытания ядерной двигательной установки на АПЛ проекта 705 прошли в Ленинграде в начале октября 1970 года. После перевода лодки в Северодвинск и ревизии ППУ выявилось много неисправностей и поломок. Из-за недостаточной вибропрочности трубной системы парогенератора мощность вначале была ограничена 60 % номинальной, а в сентябре 1971 года после выхода из строя одной из трех петель — ​36 %.

Государственные ходовые испытания проводили в Белом море в конце 1971 года на двух исправных петлях. По завершении испытаний лодку передали флоту в опытную эксплуатацию и в начале 1972 года перевели на базу ВМФ. Однако уже в феврале 1972 года вышла из строя еще одна петля, 700–800 л сплава попали в отсек, поэтому опытная эксплуатация была прекращена. Лодку отбуксировали в Северодвинск на ремонтный завод «Звездочка». Там ревизия выявила большие коррозионные повреждения труб первого контура, недостаточную вибропрочность и коррозионные повреждения трубных систем парогенераторов. Опытную АПЛ решили не восстанавливать, и она была списана.

Работа над ошибками

Проектировщики и конструкторы учли недочеты, и у следующих АПЛ проекта 705 длина реакторного отсека была увеличена на 1,2 м, внесено много изменений в конструкцию парогенератора и других систем. Решено было также форсировать начатое в 1968 году сооружение в НИТИ натурного наземного стенда КМ‑1 с установкой ОК‑550. Стенд ввели в строй и получили на нем результаты, подтвердившие правильность основных конструкторских решений. Началось серийное строительство АПЛ проекта 705, и до 1981 года было введено в строй три судна: К‑316, К‑373 и К‑463. Стенд КМ‑1 эксплуатировался до 1987 года с нормальным состоянием сплава в первом контуре и с сохранением герметичности твэлов активной зоны вплоть до полной выработки энергозапаса.

Головная лодка проекта 705К с БМ‑40А, получившая шифр К‑123, была достроена к середине 1977 года. В июне межведомственная комиссия провела комплексные швартовные испытания ЯЭУ, в августе — ​ноябре АПЛ прошла заводские и государственные ходовые испытания и была передана флоту (акт приемки подписан в декабре 1977 года). До 1981 года построили еще две лодки этого проекта: К‑432 и К‑493.

В апреле 1982 года в походе на АПЛ К‑123 случилась авария ППУ — ​вследствие неправильных действий экипажа произошел заброс сплава в отсек через импульсную трубку газовой системы. ППУ пришлось замораживать. Последовавшая ревизия выявила также неустраняемые коррозионные повреждения трубных систем парогенератора со стороны второго контура, потребовавшие полной замены отсека ППУ (запасной комплект установки БМ‑40А имелся).

Эксперты спорят

АПЛ проектов 705 и 705К обладали рекордно высокой подводной скоростью, более 40 узлов, и маневренностью. На разгон до полного хода требовалось всего около минуты, на максимальной скорости могли развернуться на 180 градусов и уже через 42 секунды двинуться в обратном направлении. Субмарина могла часами висеть на хвосте у условного противника (был случай, когда лодка преследовала натовскую АПЛ в Северной Атлантике на протяжении 20 часов). Более того, лодка могла уйти от торпеды. За скоростные качества АПЛ проекта 705 занесена в Книгу рекордов Гиннесса.

Вместе с тем даже при исправных ППУ эксплуатация этих лодок имела определенные недостатки — ​сложности с устранением неисправностей из-за небольшого реакторного отсека, необходимость внешнего энергоисточника при нахождении на базе с заглушенным реактором, потребность в регулярной регенерации теплоносителя и др. Из-за этих проблем их стали выводить из эксплуатации. АПЛ проекта 705 были списаны в 1990 году, 705К — ​в 1996‑м.

Об использовании на атомных подлодках реакторов с жидкометаллическим теплоносителем сложилось два противоположных мнения. Большинство экспертов считали этот проект ошибкой из-за аварийности и низкой надежности оборудования. Другие указывали на высокие боевые качества АПЛ: короткое время вывода реактора из подкритичного состояния в энергетический режим, простота управления, скорость и маневренность, благодаря которым можно уклоняться от торпед противника. Эти и другие аргументы доказывают перспективность направления. К тому же ученые и проектировщики решили проблему замораживания и размораживания сплава в установке, однако корабли с жидкометаллическим теплоносителем в настоящее время не строятся.

При подготовке использованы материалы из архива газеты «Атомпресса», электронной библиотеки «История «Росатома» (elib.biblioatom.ru) и других открытых источников. Если вы были участником описываемых событий, знаете интересные факты о создании реакторов или обнаружили неточность в статье, напишите автору: atom‑55@mail.ru.