50 lat cichego pływania. Atomowe okręty podwodne czeka rewolucja

Okręty podwodne z napędem jądrowym to jeden z kluczowych elementów układanki, która w czasie zimnej wojny powstrzymywała świat z daleka od wojny nuklearnej. Choć w 2014 roku będą obchodzić swoje 60-lecie, ich podstawowy problem wciąż nie został rozwiązany – są stosunkowo głośne, a przez to łatwiejsze do wykrycia. Już niebawem się to zmieni.

Napęd jądrowy ma swoje ograniczenia

Słynna atomowa triada to narzędzie nuklearnego odstraszania, które przez niemal pół wieku z powodzeniem powstrzymywało świat przed zagładą w wyniku wojny jądrowej. Triadę tworzy uzbrojenie przenoszone przez lotnictwo, rakiety bazujące na ziemi oraz te, wystrzeliwane z pokładów okrętów podwodnych.

Okręty podwodne z rakietami jądrowymi spełniły swoje zadanie – sprawiły, ze rozpoczęcie wojny atomowej nie miało sensu, bo przeciwnik zawsze zachowywał możliwość wykonania uderzenia odwetowego. Nie znaczy to jednak, że były bez wad. Ich największym ograniczeniem – i, paradoksalnie, istotną zaletą – był napęd jądrowy.

Z jednej strony zapewniał niemal nieograniczony zasięg, ale z drugiej wymuszał stosowanie określonych rozwiązań konstrukcyjnych i sprawiał, ze atomowy okręt podwodny był z reguły głośniejszy od okrętu z napędem konwencjonalnym.

Dlaczego trudno o ciszę?

Umieszczenie na pokładzie reaktora wraz z osłonami oznacza zazwyczaj wzrost masy i związane z tym zwiększenie długości kadłuba. Choć istnieje wyjątek w postaci francuskich okrętów podwodnych klasy Rubis czy brytyjskich Trafalgar, z kadłubami o długości 73 metrów i 85 metrów, to zazwyczaj napęd jądrowy stosowany jest w okrętach o ponad 100-metrowych kadłubach.

Sama długość nie jest jednak największym problemem. Znacznie istotniejszy jest sposób, w jaki energia produkowana przez reaktor jest wykorzystywana do napędzania okrętu. O tym, jak działa reaktor jądrowy możecie przeczytać m.in. w artykule "Mity i rzeczywistość. Co naprawdę wydarzyło się w elektrowni Fukushima I? [cz. 1.]". Ogólnie rzecz biorąc reakcja jądrowa jest w nim po prostu źródłem ciepła, które podobnie, jak np. w elektrowni węglowej, jest używane do podgrzania wody, napędzającej turbiny.

W większości atomowych okrętów podwodnych turbiny, zasilane przez reaktor napędzają za pośrednictwem mechanicznych przekładni śrubę okrętu, a to – zwłaszcza przy większych prędkościach – oznacza stosunkowo wysoki poziom hałasu.

Następca typu Ohio - reaktor i ciche działanie

Z pozoru lepsze wydaje się inne rozwiązanie – wykorzystanie turbin do zasilenia silnika elektrycznego, który napędzałby śrubę. Ten sposób, choć znacznie cichszy, nie był jednak (poza nielicznymi wyjątkami w latach 60. i 70.) stosowany – wynikało to z jego niższej efektywności.

US Navy chce jednak wrócić do starego pomysłu. Amerykańska marynarka rozpoczęła program wymiany starzejących się atomowych okrętów podwodnych klasy Ohio. Jedną z kluczowych zmian ma być m.in. nowy rodzaj napędu – rezygnacja ze znacznej części połączeń mechanicznych ma zapewnić nowym okrętom zdolność do wyjątkowo cichego działania.

Co więcej, radykalnej zmianie ulegnie również czas eksploatacji reaktorów i paliwa jądrowego – o ile w eksploatowanych obecnie okrętach co 9 lat trzeba wymienić rdzeń i paliwo, to nowe jednostki będą mogły pływać bez uzupełniania paliwa przez 50 lat. Pierwsza z nich ma zostać zwodowana już w 2021 roku (według innego kalendarium, ukończenie pierwszego z serii okrętów planowane jest na 2027 rok -  w Sieci udostępniono prezentację, przedstawiającą detale Ohio Replacement Program).