Settant'anni fa, negli Stati Uniti sono stati avviati i lavori per creare il primo sottomarino nucleare Nautilus (SSN 571). Questo divenne uno degli eventi rivoluzionari nella cantieristica mondiale.
Il primo lavoro di ricerca sulla creazione di un reattore nucleare a bordo di una nave (NR) della Marina degli Stati Uniti risale al 1939. Tuttavia, gli eventi della seconda guerra mondiale e la concentrazione degli sforzi di specialisti americani, nonché di scienziati emigrati di fama mondiale provenienti da L'Europa A. Einstein, N. Bohr, E. Fermi, L. Szilard e altri sull'attuazione del programma americano della bomba atomica (il progetto Manhattan) ha posticipato di oltre 15 anni l'introduzione dell'energia nucleare sui sottomarini. Tuttavia, anche prima della fine della guerra negli Stati Uniti, fu creato un comitato per sviluppare proposte per l'uso dell'energia atomica nel dopoguerra. Tra questi c'era la creazione di una centrale nucleare navale (NPP). In seguito a questa raccomandazione, entro la fine della guerra, un gruppo di ufficiali e ingegneri navali fu reclutato presso il Centro di ricerca navale degli Stati Uniti, che nel 1946 prese parte alla costruzione di un reattore nucleare presso il centro nucleare di Oak Ridge.
Il gruppo comprendeva l'ingegnere elettrico comandante Hymen Rikover (1900-1986), un uomo che ha svolto un ruolo eccezionale nella creazione del primo sottomarino nucleare al mondo Nautilus, nonché i sottomarini nucleari sperimentali Tullibee, Norwhal, Glenard P. Lipscomb e la produzione nucleare da combattimento sottomarini del tipo Skipjack, Thresher / Permit, Sturgeon e la prima sottoserie di Los Angeles. Non c'è da stupirsi che Rickover sia chiamato il "padrino" della flotta di sottomarini nucleari statunitensi.
Tuttavia, alla fine del 1947, la Direzione della cantieristica navale non sostenne le raccomandazioni del gruppo di accelerare il programma per la creazione di un reattore nucleare con dimensioni che consentissero di essere collocato nello scafo del sottomarino e lo sciolse. Nel frattempo, sono proseguiti i lavori sui sistemi missilistici nucleari per sottomarini che hanno presto ricevuto il sostegno della leadership della Marina degli Stati Uniti. Il Dipartimento dell'energia nucleare è stato creato sotto la direzione della costruzione navale navale, successivamente trasformato nel settore dello sviluppo dei reattori navali della Commissione per l'energia atomica (ora Dipartimento dell'energia degli Stati Uniti).
Alla fine del 1949 fu completato lo sviluppo del progetto per la prima centrale nucleare a bordo di una nave. Gli ingegneri energetici hanno proposto di creare un prototipo terrestre della centrale nucleare e, dopo averlo testato, garantire il posizionamento dell'installazione su un sottomarino. Fin dall'inizio, il responsabile del progetto H. Rikover ha chiesto che il prototipo del reattore fosse collocato all'interno di un cilindro di acciaio con un diametro di circa 9 m, simile al diametro previsto del robusto scafo del futuro sottomarino.
Nel luglio 1951, il Congresso decise di costruire il primo sottomarino nucleare al mondo. Il Ministero della Marina nel dicembre 1951 diede alla nuova nave il nome Nautilus.
Realizzazione di un prototipo a terra. Nel gennaio 1950 fu presa la decisione di costruire un prototipo a terra per la centrale nucleare STR Mark I, un reattore a neutroni termici. La costruzione è avvenuta nei pressi della cittadina di Arco, nello stato dell'Idaho, in una zona desertica e lontana dalle grandi città.
Nel febbraio 1950, H. Rickover chiese al principale cantiere navale della US Navy, il Portsmouth Naval Shipyard, la possibilità di sviluppare un progetto e produrre uno scafo di reattore nucleare per il prototipo STR Mark I. Allo stesso tempo, fu stabilito che tutto il lavoro di progettazione è stato condotto sotto la guida di H. Rikover. Quando la direzione del cantiere navale si rifiutò di accettare tale condizione, offrì il lavoro a Electric Boat Shipyard a Groton, nel Connecticut. Alla fine del 1952 viene fabbricato il reattore e consegnato ad Arco. Il 30 marzo 1953 il prototipo STR Mark I raggiunse il livello di criticità e il 25 giugno dello stesso anno l'impianto fu portato alla potenza nominale.
Particolare attenzione è stata dedicata al sistema di sicurezza. Era così sensibile che il reattore poteva essere spento a causa del pesante passo del marinaio sul ponte. A poco a poco, il numero di parametri di sicurezza è stato ridotto e le loro deviazioni consentite dalla norma sono state "irruvidite".
Durante i test del reattore dopo 24 ore di funzionamento continuo alla potenza nominale, gli ingegneri hanno ritenuto sufficienti i dati ottenuti e hanno suggerito di completare i test. Tuttavia, Rickover ordinò di continuare a simulare il passaggio di un sottomarino nucleare sott'acqua attraverso l'Atlantico: dalla Nuova Scozia (una provincia nel Canada sudorientale) al porto di Fasnet nell'Irlanda sudoccidentale. Il regime ha simulato una traversata transatlantica di quasi 2.000 miglia a una velocità media di oltre 20 nodi, senza fermarsi o affiorare.
Durante l'esecuzione di questo regime, si sono verificate diverse emergenze piuttosto gravi. Quindi, dopo 60 ore, i generatori a turbina autonomi (ATG) sono effettivamente caduti in rovina. La polvere di grafite formata durante la normale usura operativa delle loro spazzole si è depositata sugli avvolgimenti e ha portato a una diminuzione della resistenza di isolamento. Diversi metri di cavi del sistema di controllo NR sono stati danneggiati, a seguito dei quali è stato perso il controllo sui parametri del nucleo. Una delle due pompe di circolazione del circuito primario (TsNPK) ha iniziato a creare un aumento della rumorosità alle alte frequenze. 65 ore dopo l'inizio del regime, la situazione è diventata ancora più tesa. Diversi tubi del condensatore principale hanno perso. La pressione nel condensatore iniziò a salire.
Nel frattempo, l'esperimento è stato completato. Nel complesso, STR Mark I ha fornito una transizione soddisfacente di 96 ore. Durante questo periodo, la potenza è stata ridotta due volte al livello del 50% e una volta al 30%, ma l'impianto non è mai stato messo fuori servizio. La revisione successiva e il rilevamento dei difetti hanno mostrato che tutti i difetti e i danni rilevati possono essere facilmente eliminati.
Costruzione del sottomarino nucleare Nautilus. Il contratto della Marina con il cantiere navale Electric Boat fu firmato il 20 agosto 1951. La posa del sottomarino Nautilus avvenne il 14 giugno 1952. Durante il processo di costruzione, fu effettuato uno stretto controllo sul carico di peso del sottomarino. Il costo del sottomarino nel 1951 era di 37 milioni di dollari.
La barca fu varata il 21 gennaio 1954. La signora Eisenhower, moglie del presidente degli Stati Uniti, divenne la "madrina" che ruppe una bottiglia di champagne sulla sua prua. Il 30 novembre 1954, il sottomarino Nautilus entrò a far parte della Marina degli Stati Uniti. Il primo comandante della nave fu il comandante Eugene Wilkinson.
Fino al 17 gennaio 1955, il sommergibile continuò ad essere al muro di allestimento del cantiere navale Electric Boat. La nave veniva messa a punto in base ai parametri di progettazione. La cosa più difficile era garantire l'autonomia sott'acqua, che si spiegava con il funzionamento insoddisfacente del sistema di rigenerazione e condizionamento dell'aria.
Nel maggio 1955, una barca salpò da New London, Connecticut a Porto Rico, 1.300 miglia in 84 ore. All'inizio del 1957, la durata consentita della permanenza sott'acqua è stata aumentata a 16 giorni (circa 385 ore). E solo alla fine del 1958 la durata della permanenza continua sott'acqua ha raggiunto il valore di progetto - 31 giorni.
Le principali caratteristiche del sottomarino nucleare Nautilus: dislocamento normale / subacqueo - 2980/3520 tonnellate; lunghezza - 97,5 m, larghezza - 8,5 m, altezza - 6, 7 m, velocità a superficie piena / subacquea - 20/23 nodi; autonomia di crociera - 40.000 miglia (con reattore nucleare installato durante la seconda revisione). Profondità di immersione di prova - 213,4 m L'equipaggio era composto da 101 persone, tra cui 12 ufficiali.
La barca aveva sei tubi lanciasiluri di prua del tipo Mk 50 di calibro 533 mm per sparare siluri Mk 14 Mod 6, Mk 16 Mod 6, Mk 16 Mod 8, Mk 37 Mod 1b e Mod 3. Il sistema di controllo del fuoco - Mk 101 Mod 6. Le munizioni includevano 24 siluri (6 - in tubi lanciasiluri e 18 - su rastrelliere). Il sottomarino nucleare aveva una stazione sonar attiva/passiva (GAS) del tipo AN/SQS-4 con un'antenna cilindrica a prua. Il raggio di rilevamento nella modalità di ricerca della direzione dell'eco è di 5 miglia, la frequenza operativa è di 14 kHz.
Il robusto scafo del sommergibile Nautilus è realizzato in acciaio HTS e diviso da paratie stagne in sei compartimenti. L'estremità di prua aveva linee di perno, l'estremità di poppa aveva una forma conica con cornici circolari. Per la prima volta su questa imbarcazione è stato possibile dotare l'intero equipaggio di cuccette regolari, abbandonando il principio della "cuccetta calda", quando un marinaio che aveva cambiato posto di guardia occupava una qualsiasi cuccetta libera da cui il guardiano si era appena alzato. I capisquadra e i marinai erano alloggiati in cabine di pilotaggio con cuccette a tre livelli, ufficiali - nelle cabine, il comandante della nave aveva una cabina separata. Gli alloggi erano situati in 2, 3 e 6 scomparti.
La centrale nucleare di Westinghouse comprendeva: un reattore ad acqua pressurizzata del tipo S2W con una potenza termica di 50 MW con due generatori di vapore (SG) e tre pompe di circolazione primaria per ogni SG, due gruppi turboriduttori principali con turbine ad alta e bassa pressione con una capacità totale effettiva di 15.000 litri sec., due condensatori principali, due alberi di trasmissione con eliche a cinque pale. La protezione biologica dei reattori nucleari ha garantito una diminuzione delle radiazioni penetranti a un livello inferiore allo sfondo naturale - circa 3 rem in 30 anni.
Funzionamento del sottomarino nucleare Nautilus. Alle 11 del 17 gennaio 1955, Nautilus abbandonò le linee di ormeggio al molo delle barche elettriche e per la prima volta sviluppò un corso sotto la centrale nucleare. Il capitano Eugene Wilkinson ha inviato un rapporto storico: "In corso sul nucleare".
Durante i test sono proseguite le operazioni di finitura del sottomarino nucleare. All'inizio di febbraio 1957, la barca percorse 60.000 miglia sott'acqua. Durante il 1957-1959. Nautilus ha svolto vari compiti, incluso fare quattro tentativi per raggiungere il Polo Nord. Ciò fu fatto solo il 3 agosto 1958, quando la barca fu comandata da William Anderson. Sottomarino alle 23. 15 minuti. ha attraversato la punta del Polo Nord ad una profondità di circa 120 m sotto banchisa spessa 7,6 m.
Dal 28 maggio 1959 al 15 agosto 1960, il sottomarino nucleare subì la prima revisione e rifornimento dell'AZ YR presso il cantiere navale di Portsmouth. Da fine ottobre a metà dicembre 1960, Nautilus fu nel Mediterraneo con la 6a flotta degli Stati Uniti. Successivamente, la barca ha partecipato a una serie di esercitazioni NATO nell'Atlantico. Nell'autunno del 1962, il sottomarino prese parte al blocco navale di Cuba.
Dal 17 gennaio 1964 al 15 maggio 1966 ebbe luogo la seconda revisione e ricarica dell'AZ YR. Nella primavera del 1966, il sottomarino aveva superato 300.000 miglia sott'acqua. Nei successivi dodici anni, ha partecipato a numerosi programmi di ricerca della Marina.
Si noti che il design fallito dello scafo e della sovrastruttura del sottomarino nucleare ha portato a intense vibrazioni. L'efficiente funzionamento del GAS e la segretezza del sottomarino nucleare erano assicurati a velocità solo inferiori a 4 nodi. Questa lezione di Nautilus è stata presa in considerazione nello sviluppo di successivi progetti di sottomarini nucleari, che hanno ricevuto una forma dello scafo più snella.
Nautilus al muro del Museo delle forze sottomarine
Nella primavera del 1979, Nautilus salpò da Groton per il suo ultimo viaggio sottomarino al cantiere navale dell'isola di Mare, dove la nave fu dismessa. Il sottomarino nucleare è stato ufficialmente escluso dall'elenco delle navi da guerra il 3 marzo 1980.
Esposizione museale. Nell'ottobre 1979, la Marina decise di convertire il Nautilus in un pezzo da museo. Nel maggio 1982, il sottomarino è stato dichiarato monumento storico nazionale.
La trasformazione in pezzo da museo è stata effettuata presso il cantiere navale di Mare Island. Il nucleo del reattore nucleare è stato scaricato. YAR viene salvato e messo in naftalina. Per l'ingresso e l'uscita dei visitatori, sono state praticate due aperture nel robusto scafo sul lato destro (anteriore). 1, 2 e 6 scomparti sono disponibili per i visitatori.
Nel 1985, Nautilus fu rimorchiato a Groton e collocato nelle acque del Museum of Submarine Forces. Il sottomarino nucleare è stato aperto ai visitatori l'11 aprile 1986, nel giorno dell'86° anniversario dell'istituzione delle forze sottomarine della Marina degli Stati Uniti. Nel 2002, la barca ha subito una riparazione di cinque mesi su Electric Boat per un costo di $ 4,7 milioni.
Ci sono circa 250.000 visitatori ogni anno a bordo del Nautilus. Sfortunatamente, il destino del primo sottomarino nucleare domestico K-3 "Leninsky Komsomol" (a riguardo vedi la rivista "National Defense", n. 12, 2008), che volevano anche convertire in un museo, non è ancora chiaro.
