Napęd[34]


a) Napęd atomowy (nuklearny)

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".
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.


CIEKAWOSTKA:

Problem ten odczuli szczególnie Rosjanie, których pierwsze klasy atomowych okrętów podwodnych, dla zaoszczędzenia pieniędzy i czasu były całkowicie pozbawione osłon biologicznych. Krótko mówiąc były one pływającymi wylęgarniami raka, zapewniającymi szpitalom wojskowym stałe dostawy nieuleczalnie chorych pacjentów. Dowódca pierwszego radzieckiego atomowego okrętu podwodnego K3 w wywiadzie udzielonym po zimnej wojnie jednej z zagranicznych gazet zeznał, że według rozkazów z dowództwa floty mógł on nakazać wynurzenie dopiero gdy normalna dawka promieniowania dopuszczalna na jednego człowieka w ciągu jednego dnia została przekroczona stukrotnie!!! W tym samym wywiadzie czytamy również , że podczas pewnej awarii układu chłodzenia reaktora w latach sześćdziesiątych napromieniowane chłodziwo ( na szczęście była to woda ) wyciekło do wnętrza maszynowni, po czym było zbierane tak zwanym sposobem "na babę". Czytając dalej dowiadujemy się, że ów tajemniczy sposób to po prostu zbieranie przez załogę wody szmatami, które następnie wyciskano do wiadra, z kąt napromieniowane chłodziwo trafiało najnormalniej w świecie za burtę. Obecnie na szczęście dla podwodniaków na okrętach stosuje się osłony biologiczne. Najczęściej wygląda to tak że sam reaktor przypomina wielką kapsułę otoczoną ze wszystkich stron materiałem izolującym np. ołowiem lub chemicznie uzdatnianym plastikiem. Przed reaktorem znajduje się natomiast ogromny zbiornik z ropą ( paliwem dla silnika pomocniczego ), która dodatkowo wykazuje zdolności pochłaniania zagrażających zdrowiu człowieka cząstek elementarnych. Oczywiście dokładnego wyglądu reaktora, oraz skład chemicznego jego osłon biologicznych możemy się jedynie domyślać, gdyż są to jedne z najbardziej strzeżonych tajemnic Pentagonu, oraz Kremla.

b) Napęd konwencjonalny (klasyczny)

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.
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.