Текст книги "Подводные лодки"

Автор книги: Майкл ДиМеркурио

Соавторы: Майкл Бенсон
сообщить о нарушении

Текущая страница: 13 (всего у книги 25 страниц)

А что если судно находится в порту и произойдет отказ систем, так что не будут работать насосы системы охлаждения, а команда по какой-либо причине будет бездействовать (отравление пищей, террористический акт и так далее)? Активная зона реактора перегреется из-за недостатка охлаждения, повредит реактор и станет причиной ядерного взрыва. Отсюда следует вывод, что самым безопасным решением проблемы будет разработка такой экстренной системы охлаждения, которая включалась бы автоматически при отказе основной системы охлаждения, когда реактор приостановлен.

Каков же ответ? Сделать систему автоматической и допустить возможность ядерной аварии или закрыть все клапаны и допустить возможность ядерной аварии другого типа?

Опасность безопасности

Это само по себе проблема – безопасная система, которая может стать причиной крупной аварии. Лекарство может быть гораздо страшнее самого заболевания. Это реальность в деле атомной энергии. В конце концов во время аварии на Трёхмильном острове операторы отключили автоматические системы, которые работали в нормальном режиме спасения активной зоны реактора, и они сделали это в интересах безопасности!

И не забудьте, что самая страшная атомная авария всех времен – Чернобыль – стала результатом теста на безопасность! Инженер по безопасности настоял на том, чтобы протестировать основные охлаждающие насосы на случай потери электрического питания. Конструкция АЭС была основана на том, что турбинным генераторам хватит энергии, даже при её отключении, чтобы питать основные охлаждающие насосы, а значит, и снижать активную зону реактора достаточным количеством охлаждающей жидкости. Но эта система никогда не тестировалась, потому что это считалось слишком опасным.

Однако инженер оказался более убедительным, утверждая, что конструкции, которая никогда не проверялась, нельзя доверять. Был составлен протокол теста на безопасность. В 4 часа утра питание электростанции было умышленно отключено.

Это было роковой ошибкой. Насосы системы охлаждения не получили необходимое им количество энергии, и активная зона реактора – на полной мощности – оказалась отрезана от потока охлаждающей жидкости. Результатом оказался взрыв пара, который разорвал реактор на части. Начался пожар, в котором погибли десятки, а может быть, и сотни спасателей, а радиоактивные частицы разнеслись по всей Европе. Эта авария стала причиной многих тысяч раковых заболеваний и эвакуации целого города, который был заражен радиацией (говорят, что сам инженер по безопасности погиб во время аварии).

Но давайте вернёмся к устройству экстренной системы охлаждения. Командование ВМС пошло на компромисс. Когда судно находится в пределах 50-мильной зоны от берега, экстренная система охлаждения работает в режиме «нахождения в порту», при этом она может быть автоматически запущена. Автоматический клапан открывается, когда поток воды от основных охлаждающих насосов становится недостаточным, а также происходит открытие основных клапанов подачи воды экстренной системы охлаждения. Ёмкость для морской воды и аварийные клапаны открыты, чтобы активная зона реактора была защищена потоком холодной воды. Когда подлодка находится от берега на расстоянии, превышающем 50 миль, экстренная система охлаждения работает в режиме «нахождения в море», клапаны подачи морской воды закрыты, ёмкость экстренной системы охлаждения проветривается и автоматические клапаны экстренной системы охлаждения изолированы и деактивированы.

Горячая вода вытекает из реактора под действием силы основных охлаждающих насосов и попадает в паровые генераторы. Они представляют собой вертикальные ёмкости, разделенные на две части. Вода из первичной системы охлаждения попадает через впускное отверстие в пленум и затем через пластину коллектора во все 1800 трубочек U-образной формы парового котла. Эти трубочки являют собой перевёрнутую букву U, и вода сначала течёт по ним вверх, а потом вниз. Затем основная охлаждающая жидкость вытекает из трубочек обратно через пластину коллектора, потом в пленум на дне реактора, через выпускное отверстие и попадает в основные охлаждающие насосы. Снаружи трубочек в верхних ⁴/ ₅реактора охлаждающая жидкость из вторичной системы охлаждения впускается в другую часть парового котла. Горячие трубочки U-образной формы нагревают воду до кипящего состояния и превращают её в пар.

Петли охлаждения

Трубопровод системы охлаждения реактора состоит из двух петель, двух кругов, по которым вода проходит путь от реактора до паровых котлов и обратно. Но инженеры-атомщики называют его реактором, использующим воду под давлением, система охлаждения которого состоит из двух петель. Основная охлаждающая жидкость реактора никогда не контактирует с атмосферой. Она циркулирует, нагревается и нагревает воду во вторичной петле, пока она не превратится в пар. Поэтому паровая петля нерадиоактивна, что ведет к повышенной безопасности.

Но в реакторе, который использует кипящую воду, дело обстоит иначе: вода кипит в активной зоне реактора, и получающийся в результате этого пар поступает к турбинам. Это гораздо более сложная в обращении система, потому что паровая часть реактора имеет такую же степень радиоактивности, как и сам реактор. Кроме этого, паровая турбина требует проведения очистных процедур. ВМФ выбрал реакторы, использующие воду под давлением, а не паровые реакторы, потому что первые гораздо более стабильны в работе.

Оставаясь стабильным

Под стабильностью здесь понимается тот факт, что изменения в реакторе не ведут к его разрушению или неконтролируемой ядерной реакции. Например, обычный реактор, использующий воду под давлением, работает на 30 % мощности. Теперь попробуйте открыть дроссели и довести мощность до 50 %, забрав больше пара из паровых котлов. Когда вы проделываете это, паровые котлы забирают тепловую энергию из основной охлаждающей жидкости, поэтому жидкость, покидающая котлы, имеет более низкую температуру. Эта вода пониженной температуры попадает в реактор. Она имеет более высокую плотность, чем предыдущая порция жидкости, поэтому основная охлаждающая жидкость является ещё и модератором, то есть эта вода замедляет нейтроны, чтобы они могли участвовать в реакциях, и сводит к минимуму утечку нейтронов, вследствие этого меньшее количество нейтронов вырывается из активной зоны реактора, повышая мощность реактора.

Эффективное замедление нейтронов тоже повышает мощность реактора. При запуске дроссели открываются, повышая мощность активной зоны реактора. Другими словами, мощность реактора последовала за необходимостью подачи пара, и, следовательно, активная зона реактора остаётся стабильной.

С реактором, использующим кипящую воду, ситуация иная. В нем, когда дроссель открыт, давление в трубе, через которую из реактора выходит пар, надает. При этом в реакторе образуется больше пара, а значит, повышается мощность. Но подождите, ведь по сравнению с жидкой водой пар является плохим модератором, поэтому нейтроны начинают просачиваться из активной зоны реактора, меньшее количество нейтронов замедляется. Поэтому мощность реактора падает. Вы хотели больше мощности, а реактор выдает меньше! В этом случае вам придется вмешаться, используя клапаны повышенного давления Руба Голдберга, чтобы стабилизировать ситуацию.

А теперь представим ещё более ужасную ситуацию: вы требуете от реактора меньше пара. Если вы закроете дроссельные клапаны, забирая меньше пара, потому что вам необходимо меньше мощности, давление пара в реакторе возрастет и пузырьки пара в реакторе взорвутся. Что только что было паром, становится водой, а вода хороший модератор. Поэтому мощность реактора возрастет. Вы просили меньше мощности, а реактор выдает вам больше! Снова от вас требуется для стабилизации ситуации частичное вмешательство в систему. По мнению адмирала Риковера, такая система является менее безопасной.

Предотвращаем кипение воды: аппарат повышенного давления

Вы, наверное, заметили, что мы говорим о воде, имеющей температуру 260 °C, как будто таковая существует в природе. Но как же такое может быть? Вы слышали, что вода закипает при температуре 100 °C. Иначе как вы приготовите макароны?

Каким-то образом ВМФ удалось заставить воду оставаться в жидком состоянии при этой температуре. Как они этого добились? Часть ответа состоит в следующем: воде требуется очень обширное помещение, чтобы превратиться в пар, потому что пар занимает куда большее пространство, чем жидкость такого же объема. Представьте себе, что вы решили сварить макароны и налили воды до краев кастрюли, а потом приварили крышку. Когда температура воды повысится, там не будет никакого пара, потому что под крышкой слишком мало места для молекул воды, чтобы удалиться на достаточное расстояние. Вода останется жидкостью. Вообще-то вы могли бы и дальше нагревать воду до температуры 260 °C. Но тут существует один момент: вода внутри кастрюли будет испытывать огромное давление (оно повысится с атмосферного 1 атм до чудовищного давления 115 атм).

Поэтому в основной системе охлаждения есть специальная ёмкость, соединённая с системой трубой (вода переносит давление). Эта ёмкость называется аппаратом повышенного давления, и её основная функция состоит в том, чтобы поддерживать давление внутри системы на отметке 115 атм.

Нагреватели нагревают воду в аппарате повышенного давления и создают пузырьки пара внутри неё, где вода и пар сосуществуют при 325 °C и давлении 115 атм так же, как вода и пар сосуществуют при температуре 100 °C и давлении 1 атм.

Если нагреватели аппарата повышенного давления выйдут из строя, давление основной охлаждающей жидкости будет падать, пока реактор не начнет кипятить воду. Это неполадка в работе реактора, известная как «потеря давления»: она оказывает похожее воздействие на ситуацию, называемую «недостатком охлаждения».

Для предотвращения утечки охлаждающей жидкости и неполадок в системе охлаждения реактора в трубопроводе основной системы охлаждения были установлены специальные клапаны вблизи реактора. Если одна из петель системы охлаждения даст течь, оператор дает сигнал с панели управления реактором на закрытие прерывающих клапанов системы и предотвращает потерю охлаждающей жидкости. В результате этого при помощи гидравлического привода в трубопровод опускается большая пластина. Но система спроектирована таким образом, что вместо использования гидравлического масла, она использует саму охлаждающую жидкость, поступающую из клапана водяных, ёмкостей из нержавеющей стали, в которых вода находится под давлением. Для изоляции аппарата повышенного давления можно использовать при необходимости ещё один изоляционный клапан.

Минимум того, что вам нужно знать:

• Силовой установкой называют всё, что обычно находится в задней части подлодки и состоит из реактора, парового двигателя и цепи зубчатых передач.

• Модератор – вещество, которое замедляет активные быстрые нейтроны, образующиеся при распаде урана в результате молекулярных столкновений. Это похоже на замедление бильярдного шара при столкновении его с другим шаром.

• Риковер потребовал от своих инженеров полностью закрытый, законсервированный насос, который будет использовать основную охлаждающую жидкость для того, чтобы она циркулировала вокруг мотора.

• Вода в реакторе разогревается до гораздо больших температур, чем точка кипения, но она остается жидкостью из-за того, что находится под давлением.

Глава 13
Вырабатываем энергию, часть 2

В этой главе

• Как избежать риска воздействия радиации.

• Радиоактивность.

• Как дышать под водой.

• Смыв.

Вы можете избежать рисков, связанных с радиацией, тремя способами: это – время, расстояние и экранирование. Время: мы имеем в виду сведение к минимуму времени контакта с радиацией. Расстояние: мы имеем в виду тот факт, что уровень радиации в носовом отсеке подлодки ниже, чем в экранированном тоннеле реакторного отсека. Уровень радиации снижается с расстоянием. И, наконец, экранирование – это способ оградить ваше тело от прямого действия радиации.

Избегая свечения: экранирование

Одним из способов экранирования является использование свинца. Свинец не пропускает гамма-излучение, которое похоже на рентгеновские лучи. Гамма-лучи – это электромагнитные волны, которые разрушают ткани. Подобно тому, как раковые больные чувствуют слабость при лечебном облучении, гамма-излучение из реактора заставит вас чувствовать радиационную слабость, если вы не защищены свинцовым экраном или экраном из какого-либо другого тяжёлого элемента.

Нейтронное излучение можно оградить чем-то, содержащим водород Н ₂, потому что он представляет собой протон с вращающимся вокруг него электроном. Протон имеет такую же массу, как и нейтрон, а по законам физики объект замедляется лучше всего при столкновении с другим объектом такой же массы. Если вы хотите замедлить бильярдный шар, то попробуйте сначала ударить им о борт стола. Это столкновение с объектом большой массы нисколько не снижает скорость шара. Но когда вы ударяете шаром по скоплению таких же шаров, после нескольких столкновений он остановится, потому что шары поглощают кинетическую энергию шара.

Так же дело обстоит и с нейтронным излучением. Вам нужно использовать несколько протонов, а водород как раз содержит необходимое количество протонов. Это может быть вода или гидрокарбон, например, парафин, бензин или масло.

Наиболее практичные экраны на подлодках содержат воду (экран вокруг активной зоны реактора содержит воду для поглощения нейтронов и снижения уровня нейтронной радиации) и полиэтилен, вид пластика, который имеет форму блоков. Тоннель реакторного отсека экранирован слоем свинца толщиной 18 сантиметров и слоем полиэтилена толщиной 36 сантиметров.

В передней части реакторного отсека находится ёмкость с маслом для дизельной силовой установки. Ёмкость служит одновременно хранилищем масла и экраном. Ёмкость самовосполняющаяся: когда масло используется, то дно ёмкости заполняется морской водой, так что масло плавает сверху. При этом недостатка экранирования не произойдет, и команда не получит дозу радиации.

Основная опасность радиоактивности состоит в действии нейтронов, потому что они, подобно субатомным пулям, жестоко рвут ткани. Вы можете выжить после большой дозы гамма-излучения и даже рассказать об этом, но небольшой дозы нейтронного излучения будет достаточно, чтобы отправить вас на тот свет.

Первые русские подлодки класса «Ноябрь» имели настолько неэффективное экранирование, что лишь некоторые моряки-подводники, служившие на них, доживали до 50 лет – многие умирали молодыми от рака.

Ядерное измерительное оборудование, которое контролирует мощность реактора и уровень нейтронов, размещается в экранированной ёмкости. Оборудование выходит из строя вместе с экраном. Это оборудование – достижение инженерной мысли, отличающее американский флот от русского, на котором атомное оборудование редко работает так, как нужно.

Ядерное оборудование

Хватит о радиоактивности. Давайте вернемся к рассмотрению энергии и к тому, как подлодки её вырабатывают. Мы подошли к паровой установке. Основной частью паровой установки являются паровые генераторы или котлы. Горячая основная охлаждающая жидкость, поступающая из реактора в паровой котел, нагревает воду в нем до температуры кипения.

Вода в паровом котле имеет температуру 82 °C и давление 31 атм. Давление достигается за счёт впускового насоса котла, который представляет собой огромный многоосевой насос размером с холодильник.

В воде содержится большое количество химических элементов, которые предотвращают коррозию внутри котлов. Когда вода в котлах соприкасается с U-образными трубами, содержащими основную охлаждающую жидкость, имеющую температуру 260 °C, она начинает кипеть.

Поток воды должен пройти несколько крутых поворотов. Хотя пар может это сделать, капли воды не могут и падают обратно в котел. Пар из котла сначала проходит сквозь стенку между реакторным отсеком и машинным отделением, а потом сразу через изоляционный клапан. Один (MS-2) по левому борту, другой (MS-1) по правому.

Клапан закрывает трубопровод и предотвращает утечку пара. Пар проходит дальше к большим трубопроводам – один по левому борту, другой по правому, – потом к турбинам. Трубопровод делает виток перед поворотом вниз на пути к турбине. Поскольку вода нагревается выше температуры окружающей среды на 235 °C, труба расширяется на несколько сантиметров. Без этого витка трубы разрушались бы после нескольких циклов нагрева и охлаждения.

Трубы соединены с турбиной через клапаны, называемые дроссельными клапанами. Один открывается вручную оператором. Другой – автоматический дроссельный клапан, предназначен для того, чтобы поддерживать постоянную скорость турбины. Этот дроссель называют ведущим.

Дальше, ближе к верхнему концу турбинных генераторов, пенистая смесь воды и пара проходит сквозь шевронные сепараторы, которые названы так, потому что по форме напоминают знаки отличия сержантов « > ».

MS обозначает основной пар (англ. Main steam), вид пара под высоким давлением и имеющего высокую температуру. Пар меньшего давления и более низкой температуры называется вспомогательным паром.

Бортовой турбинный генератор

Первая турбина в системе трубопроводов – это бортовой турбинный генератор. Это большая коробка из изолированной стали, внутри которой находятся вращающиеся лопатки ротора, и статические лопатки, которые не вращаются. Можно сказать, что турбина – это чёрный ящик, который превращает тепловую энергию пара в механическую. Она проделывает это в две ступени.

Первая ступень является дискретной и работает на том же принципе, что и обычные водяное колесо. Поток пара проходит через ротор (вращающуюся часть турбины) и поворачивает колесо турбины.

Вторая ступень тоже дискретная. Пар проходит через статор (не вращающуюся часть) и ротор (вращающуюся часть), расширяясь и увеличивая скорость. И эта скорость направлена, так же, как в ракетном двигателе, на то, чтобы вращать ротор. После таких многократных ступеней турбина сбрасывает отработанный пар в конденсатор.

Ведущий клапан удерживает количество оборотов турбины на отметке 3600 оборотов в минуту, независимо от нагрузки генератора. Валы генератора и турбины соединены. Генератор – металлический ящик, внутри которого находятся статор с медной обмоткой. Внутри статора вращается ротор, который приводится в движение турбиной. Ротор также имеет медную обмотку.

Идея состоит в том, что при вращении проволочной петли внутри магнитного поля возникает электрический ток. Статор создает магнитное поле. При вращении ротора в магнитном поле в обмотке ротора вырабатывается электрический ток. Для этого требуется колоссальная вращающая сила, которую обеспечивает турбинная часть агрегата. Генератор преобразует механическую энергию в электрическую. Следовательно, комбинация генератор-турбина преобразует тепловую энергию пара в электрическую.

Электроэнергия от генератора подается на не жизненно важные шины. Шина в данном случае представляет собой центр энергетической нагрузки. Примеры таких центров:

• Основные питающие насосы.

• Конденсационные насосы.

• Гидравлические насосы.

Не жизненно важные шины соединены с жизненно важными посредством размыкателя. Основные приборы, нуждающиеся в энергии, получают её от бортовых турбинных генераторов, если дела идут нормально. Но если происходит отказ турбины, то энергия поступает из мотора-генератора, который преобразует постоянный ток аккумуляторной батареи в переменный.

Вот несколько примеров приборов, которые жизненно необходимы подлодке:

• Основные охлаждающие насосы малой скорости.

• Основные насосы подачи морской воды.

• Бортовое освещение.

• Машина для приготовления кофе в вахтенной комнате.

Имеются два бортовых турбинных генератора – один по правому, другой по левому борту.

Основные двигатели

Вторая пара турбин в паровой системе состоит из основных двигателей – один по левому, другой по правому борту. У них есть режим движения вперёд и режим движения назад. Первый из них контролируется дросселем движения вперёд, второй – дросселем движения назад.

Стадии процесса такие же, как и у бортового турбинного генератора – импульсная и реакционная. Каждый из двигателей вращает свой вал, который связан с понижающей шестерней. Хотя они развивают колоссальную мощность (около 15 000 лошадиных сил каждый), они имеют небольшие размеры по сравнению с дизельной силовой установкой такой же мощности. Дизельная установка имела бы размер четырёхэтажного дома, может быть, в два раза больше дома, чтобы обладать подобной мощностью, тогда как основные двигатели не превосходят по размерам легковой автомобиль.

Разность в размерах настолько огромна отчасти оттого, что пар чрезвычайно эффективен. Но нужно также отметить, что основные моторы являются лишь частью цикла. Если вы сложите массу и объем реакторного отсека, бортовых турбинных генераторов, основного конденсатора и всего периферийного оборудования, то окажется, что огромная дизельная силовая установка занимает меньше места, чем атомное оборудование.

Основной конденсатор

Пар, выбрасываемый из основных двигателей и бортовых турбинных генераторов, имеет очень низкие давление и температуру. Их можно сравнить только с температурой и давлением, которые он имеет при входе в турбину (давление на входе в турбину 29 атм, температура на входе в турбину 235 °C; давление на выходе из турбины 0,33 атм, температура на выходе из турбины 71 °C).

Пар нужно либо выпускать за борт, иначе он заполнит все судно (открытый цикл), или он должен возвращаться в паровые котлы (закрытый цикл). Открытый цикл не имеет смысла, потому что вам тогда придется закачивать огромные объемы воды в паровые котлы. С практической точки зрения на судне лучше использовать закрытый цикл и многократно использовать пар из турбин. Опять же с практической точки зрения лучше конденсировать пар в воду и качать воду обратно в турбины.

Это производится в левом и правом основных конденсаторах. Конденсатор – огромный горизонтальный цилиндрический сосуд. Морская вода закачивается в трубы внутри него, их этих же труб выходит нар. Морская вода имеет обычно очень низкую температуру, около –2 °C, (содержание соли в ней позволяет ей иметь более низкую температуру, чем обычная температура замерзания свежей воды). Даже в тропиках морская вода достигает 21 °C, что всё равно гораздо холоднее, чем пар при температуре 76,5 °C.

В любом случае, при соприкосновении пара с холодной водой он конденсируется. Если вы вынете бутылку из холодильника в тёплый влажный день, то бутылка сразу покрывается влагой снаружи. Это как раз то, что происходит внутри конденсаторов.

Конденсат стекает вниз и собирается в ёмкости, называемой горячим колодцем, на дне конденсатора.

Основная система подачи морской воды

Она поставляет морскую воду внутрь корпуса подлодки через обратные клапаны и 48-сантиметровый трубопровод к основным насосам морской воды. Эти насосы качают воду извне через трубы конденсатора.

При отказе основного насоса подачи морской воды, конденсатор перестает работать, а впускной клапан турбины закрывается (потому что при неработающем конденсаторе пару некуда деваться).

Итак, основная система подачи морской воды необходима для сохранения хода. Но система с трубами такого большого диаметра, да ещё и испытывающая давление морской воды, способна затопить подлодку и потянуть её на дно за несколько минут. Поэтому запасные клапаны в комнате управления реактором могут изолировать корпус судна вместо основных клапанов трубопровода морской воды.

Конденсат, который скапливается в горячих колодцах конденсаторов, выкачивается оттуда конденсационными насосами. Насосы имеют относительно малую мощность, поэтому они просто перемещают воду к более мощным насосам.

Основная система подачи воды

Конденсат, который выкачивается насосами, отправляется к всасывающим клапанам основных подающих насосов, представляющим собой вертикальные 12-этапные осевые насосы, которые поднимают давление воды по пути к паровым котлам до давления около 30 атм. После прохождения через основной подающий насос вода больше не является конденсатом, теперь это вода паровых котлов.

Вода дальше проходит через регуляционный клапан, который либо открывается, либо закрывается, поддерживая необходимый уровень пара в паровом генераторе. Его роль достаточно важна, потому что если бы клапан был всё время открыт, то подающий насос переполнил бы паровые котлы водой.

Система контроля уровня воды в паровых генераторах использует датчики уровня и потока воды для того, чтобы верно задать положение регуляционного клапана.

Итак, вода, выходя из паровых котлов, делает полный круг – в турбины, в конденсатор, в горячий колодец, через конденсационные насосы, основной подающий насос, регуляционный клапан и обратно в паровой котёл.

Понижающая шестерня

Валы основных двигателей вращают шестерни внутри понижающей шестерни. Турбины основных двигателей эффективно работают на больших скоростях, а винт эффективен на малых скоростях. Чтобы эти два компонента совпадали, понижающая шестерня понижает обороты основных двигателей (10 000 оборотов в минуту) до оборотов винта (200 оборотов в минуту). Валы основных двигателей вращают малую шестерню, которая, в свою очередь, вращает большую шестерню около 5 метров в диаметре. Эта шестерня присоединена к валу.

Давайте заглянем в будущее: понижающая шестерня, хоть и является инженерным чудом, всё-таки чересчур шумна. Ей на смену придут электромоторы. В будущем основные двигатели будут представлять собой турбинные генераторы, которые будут вырабатывать переменный ток с помощью электрогенераторов. Электрический ток из этих генераторов будет подаваться к мотору, работающему на переменном гаке и расположенном снаружи корпуса судна. Он и будет вращать винт. Он будет куда более эффективным и менее шумным.

Только у инженера есть ключи для доступа к понижающей шестерне. Это предотвращает поломку шестерён вследствие попадания в них фонарей и инструментов. Это также предохраняет подлодку от саботажа: ключ, кинутый между шестерён, может поставить подлодку в док на год.

Сцепление

Оно ничем не отличается от сцепления на вашем автомобиле. Оно управляется с помощью гидравлики и предназначено для того, чтобы разъединять вал и понижающую шестерню, Как только понижающая шестерня и основные двигатели отсоединены от вала, зубчатая передача разгружается и её может провернуть аварийный мотор. В случае «потери» реактора судно может подняться на перископную глубину, запустить воздух через шноркель, запустить дизельную силовую установку и подать питание на аварийный мотор, Так можно продолжать двигаться, всплывая и снова погружаясь, со скоростью примерно 5 узлов.

Тяговый элемент

Многие новички ошибочно полагают, что это винт обеспечивает движение судна. Это не так. Винт движет тяговый элемент, который присоединен к корпусу судна. Он-то как раз и обеспечивает движение судна.

Этот элемент – один из факторов, ограничивающих скорость. Когда судно движется с максимальной скоростью, корпус дрожит, видимо, из-за перегрузки тягового элемента.

Аварийный мотор – огромный двигатель, который приводится в движение переменным током. Он позволяет судну двигаться, даже если произошла приостановка реактора. Для этого не нужно подниматься на поверхность – аварийная дизельная установка, получая воздух через шноркель, обеспечивает его необходимой энергией. Но если вам не удалось вновь запустить реактор, то вам предстоит довольно трудное путешествие назад в порт из-за запаха дизельного топлива на борту и из-за того, что вы можете скоро почувствовать морскую болезнь. Дизельный выхлоп будет всасываться через шноркель, и поэтому у всех членов команды начнет болеть голова. Оставаясь на перископной глубине 24 часа в сутки, вы сделаете из подлодки город больных морской болезнью, и все благодаря замечательному цилиндрическому корпусу подлодки.

Валовые водяные замки

Валовые водяные замки окружают 30-сантиметровый вал там, где он проходит сквозь корпус, чтобы не допустить морскую воду в населенный отсек подлодки. Сделать герметичным корпус легко, а вот сделать герметичным вращающийся вал очень сложно.

Валовые водяные замки делают это благодаря воде, которую выкачивают изнутри корпуса насосы вспомогательной водяной системы, потому что вода имеет более высокое давление, чем морская вода за бортом.

Электрическая силовая установка

Бортовые турбинные генераторы обеспечивают питанием нежизненно важные устройства. Прерыватели соединяют нежизненно важные устройства левого и правого борта с жизненно важными устройствами левого и правого борта, а последние с моторами-генераторами.

Моторы-генераторы просто соединяют сторону переменного тока электрической силовой установки со стороной постоянного тока через аккумуляторы постоянного тока. Чтобы батарея постоянного тока могла обеспечивать питанием устройства переменного тока, на стороне постоянного тока мотора-генератора находится мотор постоянного тока. Мотор постоянного тока соединен с валом, который присоединен к генератору переменного тока.

Постоянный ток превращается в механическую энергию в моторе, а механическая энергия превращается обратно в электрический ток, но на этот раз в переменный ток через сторону переменного тока генератора. Со стороны постоянного тока расположены устройства, работающие на постоянном токе и присоединенные к прерывателям мотора-генератора и аккумулятора.

Аккумулятор

Аккумулятор – лучший друг подводника. Он помогает ему выжить, когда ни один другой источник энергии не выручит. Он обитает под торпедным отсеком и состоит примерно из 100 секций. Хотя аккумуляторы обладают большим набором полезных свойств, существует одна неприятная тенденция: когда аккумулятор заряжается, вырабатывается водород.

Заряд аккумуляторов измеряется в ампер-часах, а разрядка зависит от нагрузки на него. Для восстановления реактора требуется включение двух основных охлаждающих насосов, конденсационного насоса и основного подающего насоса. Эти устройства разрядят аккумулятор меньше чем за полчаса. Если рестарт произведен непрофессионально, то может потребоваться использование дизельной силовой установки как дополнения к аккумулятору.

Известны случаи, когда водород, вырабатываемый во время зарядки аккумулятора, становился причиной гибели подлодок, например, подлодки класса «Гольф», поднятой со дна спасательным аппаратом «Гломар Эксплорер».

Выпариватель

Пресная вода вырабатывается специальным устройством, называемым выпаривателем. Морская вода из вспомогательной системы подачи воды поступает в ёмкость. Пар низкого давления из вспомогательной системы подачи воды пускается снаружи ёмкости. Морская вода кипит, пар выводится из ёмкости и конденсируется в конденсаторе вспомогательной системы подачи морской воды. Чистая пресная вода откачивается насосами и поступает в специальные ёмкости для пресной воды. Оставшаяся в ёмкости вода имеет очень высокий уровень содержания соли. Система выглядит очень простой, но она постоянно ломается.