Napęd[34]
Pierwszyą jednostką pływającą na jakiej zamontowano reaktor atomowy był amerykański okręt
podwodny USS "NAUTYLUS" który został zwodowany 21 stycznia 1954 roku. Wydarzenie to
było punktem zwrotnym w historii okrętów podwodnych, dzieki temu napędowi
uległa całkowitej eliminacji konieczność wynurzania się na powierzchnie,
a czas przebywania w zanurzeniu oraniczony jest jedynie poprzez czynnik ludzki (fizyczna i psychiczna kondycja
załogi). Obecnie reaktor na "NAUTYLUSIE" jest już wygaszony, a okręt
pełni rolę muzeum. Najwięcej informacji związanych z zasadą działania i wyglądem
niektórych elementów układu napędowego na atomowych okrętach podwodnych można
przedstawić na przykładzie amerykańskich okrętów typu "LOS ANGELES".
CIEKAWOSTKA: Starszym typem napędu stosowanym na okrętach podwodnych jest tak zwany napęd konwencjonalny,
bądź klasyczny będący połczeniem silników i akumulatorów. Pierwsze z nich to silniki spalinowe "Dilsla",
pracujące w czasie wynurzenia jednostki, lub pod chrapami. Drugimi
zaś silnikami jakie okręt posiada są silniki elektryczne napędzające jednostkę kiedy przebywa w zanurzeniu.
Układ ten jest o wiele prostszy niż napęd atomowy. Płynąc na powierzchni
jednostka włącza "Diesle" napędzające prądnice ładujące akumulatory. Część
prądu poświęcana jest także od razu na motory elektryczne, które poruszają okręt.
a) Napęd atomowy (nuklearny)
To nowoczesne oceaniczne jednostki długości ok. 115 m., szerokości
12m i maksymalnej głębokości zanurzenia wynoszącej ok. 400 m(najnowocześniejsze wspóczesne okręty podwodne o napędzie
atomowym dorównują wyprnościa lotniskowcą z okresu II Wojny Światowej). Pierwszą rzeczą
którą należy sobie uświadomić jest fakt: jedynym celem tzw. energetycznego
reaktora atomowego jest wytworzenie energii cieplnej potrzebnej do zmiany wody
w nasyconą parę wodną. Następnie para ta pod wysokim ciśnieniem napędza rozmaite
turbiny obracające śrubą napędową, oraz prądnicami. Na czym polega proces rozszczepienia
atomu dość łatwo można sobie wyobrazić. Wyobraźmy sobie ,że reaktor to pokój z
podłogą pokrytą pułapkami na myszy, a do każdej z nich przyczepione są dwie
piłeczki ping-pongowe. Pułapki są atomami uranu, a piłeczki są dołączonymi do nich
dwoma neutronami. Kiedy uderzymy piłeczką w pułapkę, strzeli ona, co spowoduje uwalnienie
jej dwóch piłeczek. Oto efekt zderzenia neutronu z jądrem atomu
uranu: atom ulega rozczepieniu, uwalniając dwa następne neutrony i energię w postaci
ciepła. Proces ten zachodzi coraz szybciej, do momentu uwolnienia wszystkich piłeczek
w naszym. Taki niekontrolowany proces ma miejsce w przypadku wybuchu bomby atomowej.
W reaktorze energetycznym o to jednak
chodzi. Trzeba spowolnić reakcję wpuszczając do pokoju np. kilka małp, by zaczepiwszy
gdzieś u sufitu wyłapywały część uwalniających się piłeczek. W reaktorze rolę takich wyłapywaczy
pełnią pręty kontrolne, wykonane z materiałów które absorbują nadmiar
neutronów ( kadm, hafn ), pozwalając na kontrolowanie przebiegu reakcji. Powstałe
w ten sposób ciepło wykorzystane jest do ogrzania wody, tak by uzyskana w ten sposób nasycona
para wodna pod bardzo wysokim ciśnieniem posłużyła do napędzenia okrętowych turbin.
W ten sposób tę samą ilość materiału, która wystarczyła by do wywołania jednorazowej
eksplozji, na okręcie wykorzystuje się przez lata. Większość ciepła wytwarzanego
przez reaktor gromadzi się w tak zwanym obiegu pierwotnym. Jest to układ przewodów
wypełnionych chłodziwem
( na bazie całkowicie czystej chemicznie wody ), które przyjmuje ciepło z rdzenia
reaktora . Stamtąd przechodzi ono przez wymiennik ciepła do obiegu wtórnego.
To tu właśnie podgrzewa się wodę, by wytworzyć parę. Para ta utrzymywana jest pod olbrzymim
ciśnieniem i podgrzewana do temperatury kilkuset stopni Celcjusza. Z kolei zawarta w niej
energia kinetyczna porusza przez przekładnie redukcyjne srubą znajdującą się na końcu wału napędowego.
Wydaje się to proste ale użycie reaktora ma jednak pewne
wady. Pierwszym problemem jest zabezpieczenie załogi zanurzonej jednostki przed promieniowaniem.
b) Napęd konwencjonalny (klasyczny)
Po naładowaniu akumulatorów okręt może się zanurzyć i korzystać z nich do wyczerpania
energii. Ten rodzaj napędu jest dużo gorszy pod względem prędkości i autonomiczności
okrętu od napędu atomowego. Wadą jest konieczność wynurzania się ( średnio raz na tydzień ), by naładować baterie.
Ze względu na niższe koszty budowy i utrzymania, a ponad to ze wzglądu na jeszcze jedną bardzo istotną zaletę,
której nie posiadają jednostki atomowe jakę jest to bezgłośność to właśnie klasyczne okręty podwodne stanowią zdecydowaną większość.
Okręty konwencjonalne
nie posiadając na swych pokładach turbin, będących przyczyną niepożądanych hałasów,
w zanurzeniu nie wydają praktycznie żadnych dźwięków.
Znakomicie nadają się więc do kontrolowania mniejszych akwenów położonych w
pobliżu swoich wybrzeży gdzie przyczajone w zanurzeniu czekają na wroga, a w
czasie ładowania baterii mają zapewnioną osłonę z powietrza.