Титан из «Прометея»: исполнилось 100 лет со дня рождения академика Игоря Горынина

Долгие годы этот НИИ, на счету которого разработка секретных сплавов для корпусов атомных подлодок и ледоколов, ядерных реакторов и космических аппаратов, был закрытым. Мало кто из непосвященных знает и имя Игоря Горынина, возглавлявшего институт более 30 лет. А ведь под его руководством были созданы стали для «Ленинского комсомола» и «Ленина», титан для «Анчара», конструкционные материалы для АЭС и многое другое.

Инженер-металловед

Игорь Горынин родился 10 марта 1926 года в Ленинграде. В 1949 году окончил металлургический факультет Ленинградского политеха и пришел в ЦНИИ‑48 Министерства судостроительной промышленности (сегодня — Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов «Прометей» в составе Национального исследовательского центра «Курчатовский институт»).

ЦНИИ‑48 был одним из важнейших научных центров оборонки, занимался корабельной броней, затем — танковой и даже авиационной (для штурмовиков Ил‑2). После войны институт стал головным в создании конструкционных материалов для судостроения, прежде всего военного.

Через девять лет с начала работы в институте Игорь Горынин уже заместитель директора по науке, дальше — главный инженер, а в 1977–2008 годах — гендиректор. После 2008 года — президент и научный руководитель. Он проработал в институте, который теперь носит его имя, 66 лет.

Сталь для первой подлодки

Игорь Горынин пришел в ЦНИИ‑48, когда проектировалась первая в СССР атомная подводная лодка (АПЛ) — К‑3 проекта 627 «Кит», «Ленинский комсомол». Сейчас она на вечной стоянке в Кронштадте, в Музее военно-морской славы. Институту поручили создать высокопрочную свариваемую сталь с пределом текучести 600 Н/мм² (показатель прочности кораблестроительных сталей). Оптимальный химический состав стали АК‑25 всего за месяц подобрала небольшая группа специалистов под началом молодого инженера Горынина. Первую опытную партию выплавили на Ижорском заводе в 1953 году. АПЛ заложили в Молотовске (ныне Северодвинск) в 1955‑м.

В своей статье 1996 года «Металл для корабля» ученый отмечал: «В США строительство первой атомной подводной лодки «Наутилус» было начато несколько ранее, но из стали с пределом текучести 350 Н/мм². Строительство АПЛ (более поздней конструкции, чем «Наутилус». — «СР») из стали HY‑80, близкой по прочности к нашей стали АК‑25, было осуществлено в США только в 1959 году. При этом американская сталь существенно уступает нашей по свариваемости, требует предварительного и сопутствующего подогревов свариваемых кромок до 120–180 °C, в то время как сталь АК‑25 сваривается при обычных температурах. В короткие сроки сталь АК‑25 была освоена на десятках металлургических заводов страны в виде листового, сортового, профильного проката, поковок, отливок. Общий объем ее производства составил около 2,5 млн т. Сталь АК‑25 оказалась прекрасным материалом не только для корпусов АПЛ первого поколения, но и для надводных авианесущих кораблей с уникальной конструктивной защитой от всех видов зарубежного противокорабельного оружия».

Поскольку флот уже с начала 1960‑х требовал увеличить глубину погружения АПЛ, перед институтом поставили задачу разработать материалы с пределом текучести до 1200 Н/мм².

«Были получены новые стали с пределом текучести в полтора-два раза выше пределов текучести сталей АК‑25 и HY‑80, — писал Игорь Горынин. — Удалось обеспечить высокие пластичность, вязкость, взрывостойкость при практически такой же хорошей свариваемости. Из новых сталей построены серии новых атомных подводных лодок. По прочности отечественные стали существенно превосходят стали США и других стран. По свариваемости наши стали также превосходят зарубежные аналоги».

Благодаря горынинскому «Прометею» показатель предела текучести в сравнении с первым послевоенным десятилетием увеличился к 1985 году в два раза. В сравнении с довоенным временем — в три-четыре. Была разработана флотская сталь с пределом текучести порядка 980 Н/мм².

Сплавы для атомных ледоколов

Не осталось без внимания гражданское судостроение. Например, стали АК‑27 и АК‑28 (тоже семейство АК‑25) использовали при строительстве атомных ледоколов «Ленин», «Арктика», «Сибирь» и «Россия».

В «Прометее» создали и серию хладостойких сталей (в частности, марок АБ и ГНБ), по характеристикам также превосходящих зарубежные аналоги. Эти стали шли на корпусы танкеров, газовозов и лихтеровозов торгового флота, морских плавучих самоподъемных и полупогружных буровых установок типа «Шельф» и стационарных ледостойких платформ.

Нужно сказать, что повышение прочности усложняло обеспечение пластических и вязкостных свойств сталей. Требовалось особое внимание к чистоте и равномерности структуры металла — в металлургические процессы были внедрены инновационные технологии, включая вакуумно-дуговой и электрошлаковый переплав. Под руководством Игоря Горынина решалась стратегически важная задача создания и совершенствования нового класса конструкционных материалов — высокопрочных корпусных судостроительных сталей, отличающихся хорошей свариваемостью.

Титановые усилия

Особая страница в биографии Игоря Горынина — внедрение в подводное кораблестроение титана. Постановлением Совмина СССР от 28 августа 1958 года предписывалось проведение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по созданию опытной подводной лодки с корпусом из титанового сплава, ядерной энергетической установкой нового поколения и комплексом противокорабельных крылатых ракет подводного старта.

«Внимание к титановым сплавам было привлечено в связи с их великолепными судостроительными свойствами — высокой удельной прочностью по сравнению со сталями, абсолютной коррозионной стойкостью в морской воде, немагнитностью», — писал Игорь Горынин. Тут же в статье отмечалось, что никто и представить себе не мог хрупкие титановые сплавы материалом для корпусов АПЛ: «Достаточно сказать, что образец из титана в то время при простом падении со стола разваливался на части. Да и масса полуфабрикатов не превышала 1,5 т, что позволяло получить корпус только в виде лоскутного одеяла».

Титану сопротивлялись целые конструкторские коллективы. Переубедить их помог, как бы сказали сегодня, административный ресурс. Министр судостроительной промышленности Борис Бутома, один из отцов советского океанского флота, безоговорочно верил в русскую металлургию — и не ошибся. Вот свидетельство Игоря Горынина: «Благодаря четкой организации работ в масштабах всей страны удалось решить проблему получения судостроительных титановых сплавов и построить самые скрытные быстроходные глубоководные АПЛ. По уровню развития титановой промышленности и объемам применения титановых сплавов в судостроении Россия далеко опередила все страны мира».

Титановые сплавы «Прометея» для атомного подводного флота характеризовались высоким показателем предела текучести — 686–735 Н/мм².

Атомарины-рекордсмены

Первой титановой подлодкой стала принятая в состав флота в 1969 году опытная К‑162 (проект 661 «Анчар»), предназначенная в первую очередь для борьбы с авианосными ударными группами вероятного противника. Это, собственно, была первая в мире скоростная титановая АПЛ, способная действовать на глубине 400 м и развившая на испытаниях рекордную подводную скорость — 44,7 узла, свыше 80 км/ч. При 90–92 %-й мощности реакторной установки К‑162 шла в подводном положении с наибольшей скоростью 42 узла и могла поддерживать режим длительного хода на уровне 37–38 узлов. В мире не было (да и сейчас нет) авианосного соединения, которое оторвалось бы от такого охотника. Для сравнения: максимальная скорость новейшего американского авианосца типа «Джеральд Р. Форд» — 31 узел.

Титановая К‑162 проекта 685 «Плавник», построенная в 1978–1983 годах как опытный особо глубоководный корабль, имела рабочую глубину погружения уже 1 км. Титановые корпусы из сплавов «Прометея» шли и в серии — автоматизированных маневренных АПЛ-истребителей проектов 705 и 705К «Лира» (с жидкометаллическим реактором, научный куратор их строительства — академик Анатолий Александров) и больших многоцелевых атомных ракетно-торпедных подлодок проектов 945 «Барракуда» и 945А «Кондор».

Алюминиевый путь

Сталями и титаном вклад нашего героя в судостроение не исчерпывается. Для создания в интересах военного флота скоростных кораблей с динамическими принципами поддержания (на воздушной подушке и подводных крыльях, а также экранопланов) авиационные алюминиевые сплавы оказались непригодными, и «Прометей» вынужден был искать свой «алюминиевый путь». В результате появился ряд высокопрочных сплавов с хорошей свариваемостью, высокой коррозионной стойкостью. На их основе кораблестроители создали, например, уникальный малый ракетный корабль на подводных крыльях МРК‑5 проекта 1240 «Ураган», способный топить ракетами в ядерном снаряжении вражеские корабли любых классов (полный ход «Урагана» — 60 узлов, 111 км/ч), серийные десантные корабли-амфибии на воздушной подушке проектов 12321 «Джейран» и 12322 «Зубр», с которых морская пехота с техникой может высаживаться на сушу, не замочив ног, колес и гусениц.

Из алюминиевых сплавов «Прометея» строились и многие гражданские речные и морские суда на подводных крыльях, начиная с «Ракет» и «Комет».

Реакторные материалы

«Прометей» — это еще и корабельная ядерная энергетика. Институт разрабатывал конструкционные материалы для корпусов атомных реакторов подводных и надводных кораблей. Эти материалы обеспечивали гораздо более высокую радиационную стойкость изделий, чем зарубежные стали.

Поначалу парогенераторы, теплообменники и системы охлаждения забортной воды изготавливались из нержавеющих сталей и на первом этапе эксплуатации корабельных атомных энергетических установок доставляли неприятности. «Прометей» предложил вместо них титановые сплавы. Предложение себя полностью оправдало.

Участие «Прометея» в становлении и развитии мирной атомной энергетики началось в середине 1950‑х. Институт взялся за конструкционные материалы для АЭС. В числе первых работ — теплоустойчивая сталь 48ТС для корпусов реакторов Нововоронежской АЭС и атомного ледокола «Ленин».

Сегодня «Прометей» — национальный лидер в атомно-энергетическом материаловедении. Его конструкционные материалы и технологические ноу-хау нашли применение в ядерных энергетических реакторах ВВЭР, РБМК и БН. Вклад «Прометея» есть и в плавучей атомной теплоэлектростанции «Академик Ломоносов», и в ядерных энергоустановках космических аппаратов. Так что Игорь Горынин — корифей воистину гигантского масштаба: от глубин океана до орбитальных высот.

Став стратегически важной персоной в отечественной науке, ученый не забыл о своей альма-матер. В 1983 году профессор Игорь Горынин основал в Ленинградском политехническом институте (ныне Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого) кафедру «Новые конструкционные материалы и технологические процессы», которую и возглавил.

Работу Игоря Горынина высоко ценило государство. Он получил орден Ленина, орден Октябрьской Революции, два ордена Трудового Красного Знамени, ордена «За заслуги перед Отечеством» II и III степени, орден Почета, Ленинскую премию, Государственную премию СССР, две Государственные премии Российской Федерации. Может, когда-нибудь надпись «Академик Горынин» украсит борт военного или гражданского судна. Есть же на Северном флоте судно специального назначения «Владимир Перегудов», названное в честь конструктора первой советской АПЛ, к созданию которой непосредственное отношение имеет и Игорь Горынин.