Cách đây 70 năm, Hoa Kỳ đã tiến hành công việc chế tạo tàu ngầm chạy bằng năng lượng hạt nhân đầu tiên Nautilus (SSN 571). Đây trở thành một trong những sự kiện mang tính cách mạng trong ngành đóng tàu thế giới.
Công trình nghiên cứu đầu tiên về việc tạo ra một lò phản ứng hạt nhân trên tàu (NR) của Hải quân Hoa Kỳ có từ năm 1939. Tuy nhiên, các sự kiện của Thế chiến II và sự tập trung nỗ lực của các chuyên gia Mỹ, cũng như các nhà khoa học nổi tiếng thế giới từ Châu Âu A. Einstein, N. Bohr, E. Fermi, L. Szilard và những người khác về việc thực hiện chương trình bom nguyên tử của Mỹ (dự án Manhattan) đã hoãn việc đưa năng lượng hạt nhân lên tàu ngầm hơn 15 năm. Tuy nhiên, ngay cả trước khi chiến tranh kết thúc ở Hoa Kỳ, một ủy ban đã được thành lập để phát triển các đề xuất sử dụng năng lượng nguyên tử trong thời kỳ hậu chiến. Trong số đó có việc thành lập nhà máy điện hạt nhân trên tàu (NPP). Thực hiện khuyến nghị này, vào cuối chiến tranh, một nhóm sĩ quan và kỹ sư hải quân đã được tuyển dụng tại Trung tâm Nghiên cứu Hải quân Hoa Kỳ, vào năm 1946, cơ quan này đã tham gia xây dựng lò phản ứng hạt nhân tại trung tâm hạt nhân Oak Ridge.
Nhóm bao gồm kỹ sư điện chỉ huy Hymen Rikover (1900-1986), một người đóng vai trò đặc biệt trong việc chế tạo tàu ngầm hạt nhân đầu tiên trên thế giới Nautilus, cũng như các tàu ngầm hạt nhân thử nghiệm Tullibee, Norwhal, Glenard P. Lipscomb và sản xuất tàu chiến hạt nhân. tàu ngầm thuộc các loại Skipjack, Thresher / Permit, Sturgeon và loạt phụ đầu tiên của Los Angeles. Chẳng trách Rickover được gọi là "bố già" của hạm đội tàu ngầm hạt nhân Mỹ.
Tuy nhiên, vào cuối năm 1947, Tổng cục Đóng tàu Hải quân không ủng hộ các khuyến nghị của nhóm nhằm đẩy nhanh chương trình tạo ra một lò phản ứng hạt nhân với kích thước cho phép đặt nó trong thân tàu ngầm, và đã giải tán nó. Trong khi đó, công việc về hệ thống tên lửa hạt nhân cho tàu ngầm vẫn được tiếp tục và sớm nhận được sự hỗ trợ từ lãnh đạo Hải quân Mỹ. Cục Năng lượng Hạt nhân được thành lập trực thuộc Tổng cục Đóng tàu Hải quân, sau này được chuyển thành Bộ phận Phát triển Lò phản ứng Hải quân của Ủy ban Năng lượng Nguyên tử (nay là Bộ Năng lượng Hoa Kỳ).
Đến cuối năm 1949, việc phát triển dự án nhà máy điện hạt nhân trên tàu đầu tiên đã hoàn thành. Các kỹ sư điện lực đề xuất tạo ra một nguyên mẫu nhà máy điện hạt nhân trên mặt đất và sau khi thử nghiệm, đảm bảo vị trí lắp đặt trên tàu ngầm. Ngay từ đầu, giám đốc dự án H. Rikover đã yêu cầu nguyên mẫu của lò phản ứng phải được đặt bên trong một trụ thép có đường kính khoảng 9 m - tương tự như đường kính dự kiến của thân tàu mạnh mẽ của tàu ngầm tương lai.
Tháng 7 năm 1951, Quốc hội quyết định chế tạo chiếc tàu ngầm hạt nhân đầu tiên trên thế giới. Bộ Hải quân vào tháng 12 năm 1951 đặt tên cho con tàu mới là Nautilus.
Tạo mẫu thử nghiệm trên mặt đất. Vào tháng 1 năm 1950, một quyết định được đưa ra là xây dựng một nguyên mẫu trên mặt đất cho nhà máy điện hạt nhân STR Mark I, một lò phản ứng neutron nhiệt. Việc xây dựng diễn ra gần thị trấn Arco, thuộc bang Idaho, trong một vùng sa mạc và xa các thành phố lớn.
Vào tháng 2 năm 1950, H. Rickover đã hỏi nhà máy đóng tàu hàng đầu của Hải quân Hoa Kỳ, Nhà máy đóng tàu Hải quân Portsmouth, về khả năng phát triển thiết kế và chế tạo vỏ tàu phản ứng hạt nhân cho nguyên mẫu STR Mark I. Đồng thời, quy định rằng tất cả các công việc thiết kế được thực hiện dưới sự lãnh đạo của H. Rikover. Khi ban quản lý xưởng đóng tàu từ chối chấp nhận một điều kiện như vậy, anh ta đã đề nghị công việc cho Xưởng đóng tàu Electric Boat ở Groton, Connecticut. Cuối năm 1952, tàu phản ứng được sản xuất và chuyển giao cho Arco. Vào ngày 30 tháng 3 năm 1953, nguyên mẫu STR Mark I đã đạt đến mức độ nghiêm trọng, và vào ngày 25 tháng 6 cùng năm, việc lắp đặt đã được đưa lên mức công suất định mức.
Đặc biệt chú ý đến hệ thống an ninh. Nó rất nhạy cảm đến nỗi lò phản ứng có thể ngừng hoạt động do thủy thủ trên boong có bước chân nặng nề. Dần dần, số lượng các thông số an toàn bị giảm xuống và độ lệch cho phép của chúng so với tiêu chuẩn được "làm thô".
Trong các thử nghiệm của lò phản ứng sau 24 giờ hoạt động liên tục ở công suất định mức, các kỹ sư cho rằng dữ liệu thu được là đủ và đề nghị hoàn thành các thử nghiệm. Tuy nhiên, Rickover ra lệnh tiếp tục mô phỏng hành trình của một tàu ngầm hạt nhân dưới nước qua Đại Tây Dương: từ Nova Scotia (một tỉnh ở đông nam Canada) đến cảng Fasnet ở tây nam Ireland. Chế độ này đã mô phỏng một chuyến vượt Đại Tây Dương dài gần 2.000 dặm với tốc độ trung bình hơn 20 hải lý / giờ, không dừng lại hoặc nổi lên.
Trong quá trình thực thi chế độ này, một số trường hợp khẩn cấp khá nghiêm trọng đã xảy ra. Vì vậy, sau 60 giờ, máy phát điện tuabin tự động (ATG) thực sự rơi vào tình trạng hư hỏng. Bụi graphit hình thành trong quá trình mài mòn hoạt động bình thường của chổi của chúng đã đọng lại trên các cuộn dây và dẫn đến giảm điện trở cách điện. Một số mét cáp của hệ thống điều khiển NR đã bị hư hỏng, do đó quyền kiểm soát các thông số của lõi bị mất. Một trong hai bơm tuần hoàn của mạch sơ cấp (TsNPK) bắt đầu tạo ra mức ồn tăng lên ở tần số cao. 65 giờ sau khi bắt đầu chế độ, tình hình càng căng thẳng hơn. Một số ống của bình ngưng chính đã bị rò rỉ. Áp suất trong bình ngưng bắt đầu tăng.
Trong khi đó, cuộc thử nghiệm đã hoàn thành. Nhìn chung, STR Mark I đã cung cấp một quá trình chuyển đổi 96 giờ thỏa đáng. Trong thời gian này, điện năng đã được giảm hai lần xuống mức 50% và một lần xuống 30%, nhưng quá trình cài đặt không bao giờ ngừng hoạt động. Việc sửa đổi và phát hiện khuyết tật sau đó cho thấy rằng tất cả các khuyết tật và hư hỏng được phát hiện có thể dễ dàng loại bỏ.
Chế tạo tàu ngầm hạt nhân Nautilus. Hợp đồng của Hải quân với nhà máy đóng tàu Electric Boat được ký kết vào ngày 20 tháng 8 năm 1951. Việc đặt tàu ngầm Nautilus diễn ra vào ngày 14 tháng 6 năm 1952. Trong quá trình xây dựng, việc kiểm soát nghiêm ngặt về tải trọng của tàu ngầm đã được thực hiện. Giá thành của chiếc tàu ngầm năm 1951 có giá 37 triệu USD.
Con thuyền được hạ thủy vào ngày 21 tháng 1 năm 1954. Bà Eisenhower, phu nhân của Tổng thống Hoa Kỳ, trở thành "Mẹ đỡ đầu" đã làm vỡ một chai sâm panh trên thân của bà. Vào ngày 30 tháng 11 năm 1954, tàu ngầm Nautilus trở thành một phần của Hải quân Hoa Kỳ. Sĩ quan chỉ huy đầu tiên của con tàu là Chỉ huy Eugene Wilkinson.
Cho đến ngày 17 tháng 1 năm 1955, chiếc tàu ngầm tiếp tục có mặt tại bức tường trang bị của nhà máy đóng tàu Electric Boat. Con tàu đang được tinh chỉnh các thông số thiết kế. Điều khó khăn nhất là đảm bảo khả năng tự chủ dưới nước, được giải thích là do hoạt động không đạt yêu cầu của hệ thống tái tạo không khí và điều hòa không khí.
Vào tháng 5 năm 1955, một chiếc thuyền đi từ New London, Connecticut đến Puerto Rico, 1.300 dặm trong 84 giờ. Vào đầu năm 1957, thời gian cho phép ở dưới nước được tăng lên 16 ngày (khoảng 385 giờ). Và chỉ đến cuối năm 1958, thời gian ở dưới nước liên tục mới đạt giá trị thiết kế - 31 ngày.
Các đặc điểm chính của tàu ngầm hạt nhân Nautilus: lượng choán nước thông thường / dưới nước - 2980/3520 tấn; chiều dài - 97,5 m, chiều rộng - 8,5 m, chiều cao - 6, 7 m, tốc độ trên mặt nước / dưới nước - 20/23 hải lý / giờ; tầm bay - 40.000 dặm (với lò phản ứng hạt nhân được lắp đặt trong lần đại tu lần thứ hai). Độ sâu lặn thử nghiệm - 213,4 m. Thủy thủ đoàn gồm 101 người, trong đó có 12 sĩ quan.
Thuyền có sáu ống phóng ngư lôi ở mũi tàu loại Mk 50 cỡ nòng 533 mm để bắn ngư lôi Mk 14 Mod 6, Mk 16 Mod 6, Mk 16 Mod 8, Mk 37 Mod 1b và Mod 3. Hệ thống điều khiển hỏa lực - Mk 101 Mod 6. Cơ số đạn bao gồm 24 ngư lôi (6 - trong ống phóng ngư lôi và 18 - trên giá treo). Tàu ngầm hạt nhân có một trạm sonar chủ động / thụ động (GAS) thuộc loại AN / SQS-4 với một ăng ten hình trụ ở mũi tàu. Phạm vi phát hiện ở chế độ tìm hướng tiếng vang là 5 dặm, tần số hoạt động là 14 kHz.
Thân tàu mạnh mẽ của tàu ngầm Nautilus được làm bằng thép HTS và được chia bằng các vách ngăn kín nước thành sáu khoang. Đầu mũi tàu có các đường trục, cuối đuôi tàu có dạng hình nón với các khung hình tròn. Lần đầu tiên trên con thuyền này, có thể cung cấp cho toàn bộ thủy thủ một bến đỗ thường xuyên, từ bỏ nguyên tắc "bến ấm", khi một thủy thủ đã thay đổi chế độ canh gác chiếm bất kỳ bến tự do nào mà người canh gác gần đây đã lên.. Quản đốc và thủy thủ được bố trí trong buồng lái có boong ba tầng, sĩ quan - ở cabin, chỉ huy tàu có cabin riêng. Các khu sinh hoạt được bố trí trong các gian 2, 3 và 6.
NPP Westinghouse bao gồm: một lò phản ứng nước điều áp kiểu S2W với công suất nhiệt 50 MW với hai máy tạo hơi nước (SG) và ba máy bơm tuần hoàn sơ cấp cho mỗi SG, hai tổ máy bánh răng tăng áp chính với tuabin áp suất cao và thấp với một tổng công suất hiệu dụng 15.000 lít giây, hai bình ngưng chính, hai trục cánh quạt với cánh quạt năm cánh. Bảo vệ sinh học của các lò phản ứng hạt nhân đảm bảo giảm bức xạ xuyên qua xuống mức thấp hơn nền tự nhiên - khoảng 3 rem trong 30 năm.
Hoạt động của tàu ngầm hạt nhân Nautilus. Vào lúc 11 giờ ngày 17 tháng 1 năm 1955, Nautilus từ bỏ dây neo đậu tại bến Thuyền Điện và lần đầu tiên phát triển một khóa học dưới nhà máy điện hạt nhân. Thuyền trưởng Eugene Wilkinson đã gửi một báo cáo lịch sử: "Đang triển khai năng lượng hạt nhân".
Việc hoàn thiện tàu ngầm hạt nhân vẫn tiếp tục trong các cuộc thử nghiệm. Vào đầu tháng 2 năm 1957, con thuyền đã đi được 60.000 dặm dưới nước. Trong thời gian 1957-1959. Nautilus đã thực hiện nhiều nhiệm vụ khác nhau, bao gồm cả việc thực hiện bốn lần để đến Bắc Cực. Điều này chỉ được thực hiện vào ngày 3 tháng 8 năm 1958, khi con thuyền do William Anderson chỉ huy. Tàu ngầm lúc 23 giờ. 15 phút. đi qua điểm cực Bắc ở độ sâu khoảng 120 m dưới lớp băng dày 7,6 m.
Từ ngày 28 tháng 5 năm 1959 đến ngày 15 tháng 8 năm 1960, tàu ngầm hạt nhân đã trải qua đợt đại tu và tiếp nhiên liệu đầu tiên của AZ YR tại Nhà máy Đóng tàu Hải quân Portsmouth. Từ cuối tháng 10 đến giữa tháng 12 năm 1960, Nautilus ở Địa Trung Hải cùng với Hạm đội 6 của Hoa Kỳ. Sau đó, thuyền tham gia một số cuộc tập trận của NATO ở Đại Tây Dương. Vào mùa thu năm 1962, chiếc tàu ngầm đã tham gia vào cuộc phong tỏa của hải quân Cuba.
Từ ngày 17 tháng 1 năm 1964 đến ngày 15 tháng 5 năm 1966, cuộc đại tu lần thứ hai và tái nạp điện cho AZ YR đã diễn ra. Vào mùa xuân năm 1966, chiếc tàu ngầm đã đi được 300.000 dặm dưới nước. Trong mười hai năm tiếp theo, cô tham gia vào một số chương trình nghiên cứu của Hải quân.
Người ta lưu ý rằng thiết kế không thành công của thân tàu và cấu trúc thượng tầng của tàu ngầm hạt nhân đã dẫn đến rung động dữ dội. Hoạt động hiệu quả của GAS và tính bí mật của tàu ngầm hạt nhân được đảm bảo ở tốc độ chỉ dưới 4 hải lý / giờ. Bài học này của Nautilus đã được tính đến trong quá trình phát triển các dự án tiếp theo về tàu ngầm hạt nhân, vốn có hình dạng thân tàu hợp lý hơn.
Nautilus bên bức tường của Bảo tàng lực lượng tàu ngầm
Vào mùa xuân năm 1979, Nautilus khởi hành từ Groton trong chuyến đi cuối cùng dưới nước đến Nhà máy đóng tàu Hải quân Đảo Mare, nơi con tàu ngừng hoạt động. Tàu ngầm hạt nhân chính thức bị loại khỏi Danh sách Tàu chiến vào ngày 3 tháng 3 năm 1980.
Nhà trưng bày bảo tàng. Vào tháng 10 năm 1979, Hải quân quyết định chuyển đổi Nautilus thành một mảnh bảo tàng. Vào tháng 5 năm 1982, chiếc tàu ngầm đã được công nhận là Di tích Lịch sử Quốc gia.
Việc chuyển đổi thành một mảnh bảo tàng được thực hiện tại nhà máy đóng tàu Mare Island. Lõi của lò phản ứng hạt nhân đã được dỡ bỏ. YAR đã được lưu và băng phiến. Đối với lối vào và lối ra của du khách, hai lỗ hở được khoét trên thân tàu chắc chắn ở phía bên phải (phía trước). Các ngăn 1, 2 và 6 có sẵn cho du khách.
Năm 1985, Nautilus được kéo đến Groton và được đưa vào vùng biển của Bảo tàng Lực lượng Tàu ngầm. Tàu ngầm hạt nhân được mở cửa cho khách tham quan vào ngày 11 tháng 4 năm 1986, nhân kỷ niệm 86 năm thành lập lực lượng tàu ngầm của Hải quân Hoa Kỳ. Năm 2002, con thuyền được sửa chữa 5 tháng trên Electric Boat với chi phí 4,7 triệu USD.
Có khoảng 250.000 du khách trên tàu Nautilus mỗi năm. Thật không may, số phận của tàu ngầm hạt nhân nội địa đầu tiên K-3 "Leninsky Komsomol" (về nó, xem tạp chí "National Defense", số 12 năm 2008), mà họ cũng muốn chuyển đổi thành một bảo tàng, vẫn chưa rõ ràng.
