Владимир Орлов - Трактат о вдохновенье, рождающем великие изобретения
Неизвестно, когда началась бы эпоха великих географических открытий, если бы муза техники, фантастической шутки ради, подсказала человечеству схему парохода раньше, чем идею парусника. Согласился бы Колумб пересечь на малютке-пароходишке Атлантический океан и пустился бы Магеллан в кругосветное плавание, озираясь на тающий угольный бункер?
Проблема автономности плавания, насущная для прошлых времен, остается жизненной и сегодня. И особенно остро ощущают ее моряки-полярники, покорители северных морей.
Шестьдесят шесть лет прошло с того дня, когда, возвращаясь с заседания Географического общества, адмирал С. О. Макаров доверительно сообщил Ф. Ф. Врангелю: «Я знаю, как можно достигнуть Северного полюса, но прошу вас об этом пока никому не говорить: надо построить ледокол такой системы, чтобы он мог ломать полярные льды… Это потребует миллионов, но это выполнимо».
Адмирал Макаров осуществил свой гениальный замысел: был построен «Ермак», положивший начало дружине русских ледоколов богатырской силы. При их помощи советские люди освоили Северный морской путь, сочетая в единой героической эпопее романтические подвиги моряков, ученых, авиаторов…
И все же современные ледоколы и транспортные суда ледокольного типа, работающие на угольном и нефтяном топливе, не могут плавать по всему арктическому бассейну. Их стесняет неусыпная забота о пополнении топливом. Они вынуждены держаться прибрежной полосы. К техническим факторам прибавляется фактор моральный: непрестанная угроза застрять во льдах без топлива заставляет капитанов осторожно расходовать его запасы. Очень часто поэтому ледоколы работают не на полную мощность.
Между тем развитие производительных сил Советского Союза поставило задачу создания нового, могучего, совершенного ледокольного флота, который проводил бы ускоренно караваны судов по трассе Северного морского пути и позволил бы продлить период навигации, расширить трассу в сторону более высоких широт.
В идеале мыслился мощный ледокол с неограниченной автономностью плавания, способный преодолеть любую зону Арктики. Никакими обычными средствами невозможно было соорудить такое судно. Оно могло быть построено лишь на основе всесильной техники атомного века. Поэтому директивами XX съезда КПСС, определившими развертывание работ по созданию атомных силовых установок для транспортных целей, было предусмотрено также строительство ледокола с атомным двигателем.
Ледокол был заложен на Ленинградской верфи 25 августа 1956 года и спущен на воду 5 декабря 1957 года. В честь великого вождя он был назван «Ленин». В могучем облике корабля мир увидел не только флагмана советской ледокольной флотилии — открывателя новых районов Арктики, но и флагмана грядущего всемирного флота атомных кораблей, открывателя новых возможностей мирного применения атомной энергии.
Выражаясь языком моряков, атомный ледокол представляет собой гладкопалубное судно с умеренной седловатостью, удлиненной надстройкой и двумя мачтами. Он имеет четыре непрерывные палубы и две платформы. На открытой части шлюпочной палубы размещены катера и спасательные шлюпки, а в кормовой части — взлетная площадка для вертолета и ангар.
Морской волк, привыкший оценивать взыскательным глазом форму кораблей, вероятно, останется удовлетворен этим судном. Его крепко слаженный корпус хорошо защищен от волн, захлестывающих судно на ходу; при длине в 134 метра ледокол имеет почти 30-метровую ширину, что способствует лучшей маневренности во льдах; гармоничная, продуманная форма носовой части позволяет значительно увеличить давление на лед; предусмотрительно заваленный борт у мидель-шпангоута защитит надстройки во время швартовки и когда придется обкалывать затертые льдами суда.
Судостроители опирались на богатую многолетнюю практику ледового плавания, на натурные испытания одного из существующих ледоколов, на исследование малых моделей в опытном бассейне, на новейшие теоретические изыскания. В результате получился отличный oбpaзец корабельного зодчества. Кораблестроители, вступая в атомный век, не посрамили своего древнего искусства.
Быстролетные яхты сравниваются с альбатросом, но ледокол по сложности своих движений, быть может, более, чем другое судно, напоминает живое существо.
Он энергично владеет передним и задним ходом, совершает крутые развороты-циркуляции в нешироких разводьях. Но ему удаются и некоторые другие маневры, которые моряки ледокольного флота шутливо именуют «фигурами высшего пилотажа».
Пробираясь через ледяное поле, он продавливает лед. Носовая часть скошена. Корабль на полном ходу взбирается на льдину и проламывает ее своей тяжестью. Но бывает, что льдина не поддается. И тогда начинают действовать мощные пропеллерные насосы производительностью по 4 тысячи тонн в час. Они нагнетают в носовые цистерны морскую воду, и лед проламывается. Случается, что нос судна застревает во льду, как колун в колоде. Тогда воду из носовых резервуаров стремительно перекачивают в кормовые. Нос судна поднимается, но, возможно, и могучие усилия заднего хода окажутся недостаточными, чтобы освободить корабль. Его надо раскачать. Предусмотрено и это: попеременно наполняют водой цистерны, расположенные по бокам, так называемые креновые цистерны. Судно кренится с борта на борт. Выражаясь образно, оно протискивается сквозь льды, работая «головой и боками».
Три винта ледокола — «коренник» и два «пристяжных» (половинной мощности) — составляют буйную подводную тройку. Их суммарная мощность 44 тысячи лошадиных сил.
«Пробивное действие» ледокола, способность преодолевать льды, связывают обычно с его энерговооруженностью — отношением мощности двигателя к водоизмещению судна. Водоизмещение ледокола—16 тысяч тонн. Значит, на тонну приходится 2,75 лошадиной силы! Эта цифра намного превосходит показатели сильнейших ледоколов мира, в том числе и крупнейшего американского судна «Глетчер». Она достаточна для того, чтобы ледокол продвигался непрерывным ходом через лед толщиной в полтора человеческих роста с завидной скоростью в два узла.
В новом ледоколе все эти сложные маневры осуществляются посредством энергии атомного ядра.
Некоторые думают, что винты и другие механизмы ледокола приводятся в движение каким-то особым, не похожим на предшествующие, атомным двигателем. На самом деле это не так. Винты и механизмы ледокола вращаются от обычных электромоторов. Но питаются эти моторы от атомной электростанции, установленной на корабле.
Атомная электростанция на корабле! Далеко шагнула ядерная энергетика, если реактор атомной электростанции — громоздкое сооружение, размещавшееся на первых порах в здании крепостного типа, — перешел на зыбкий борт корабля! И не один, а три реактора установлены на ледоколе, и каждый из них почти в четыре раза мощнее, чем прославленный ныне реактор первой атомной электростанции Академии наук СССР.
Примечательной технической особенностью, упростившей дело, явилось то, что в реакторах ледокола в качестве замедлителей нейтронов применен не графит, как на первой атомной электростанции, и не сравнительно дорогая тяжелая вода, а обычная, самая простая вода. Она же служит и теплоносителем, передатчиком тепла от урана к генераторам пара. Это водоводяные реакторы.
Оказалось, что основа древней гидроэнергетики, основа паровой энергетики— простая вода — исправно служит и энергетике атомной!
Но каким путем удалось применить в реакторе простую воду? Нам ответят: подбором размеров, пропорций ураново-водяной решетки, путем целесообразного расположения в воде стержней обогащенного урана.
Ответ разочаровывает. Уж очень все просто.
Но разве открытие целесообразных размеров и пропорций не способно вызвать чудо? Гениально найденные пропорции бессмертны. Не случайно, что в советском павильоне на последней Всемирной выставке в Брюсселе, как бы воскреснув через тысячи лет, торжествовали пропорции Парфенона.
Над размерами и пропорциями решеток реакторов работают сильные научные коллективы. О них думают в нейтронных лабораториях, где потоки нейтронов исследуют на механических установках с непринужденностью баллистиков, изучающих полет пуль; о них думали экспериментаторы, работавшие на универсальных моделях — призмах, напоминающих огромные детские кубики, позволяющие гибко составлять из них разнообразные решетки. О них думают теоретики, анализирующие системы уравнений столь громоздкие, что при виде их впало бы в отчаяние любое математическое общество прошлых лет, тех недавних лет, когда не было возможности призвать на помощь грандиозные электронные счетные машины. Но вот уже проведена громадная работа. Размеры и пропорции найдены. И на вооружение атомной энергетики принята простая вода.