Siedemdziesiąt lat temu w Stanach Zjednoczonych rozpoczęto prace nad stworzeniem pierwszego okrętu podwodnego o napędzie atomowym Nautilus (SSN 571). Stało się to jednym z rewolucyjnych wydarzeń w światowym przemyśle stoczniowym.
Pierwsze prace badawcze nad stworzeniem okrętowego reaktora jądrowego (NR) Marynarki Wojennej USA datuje się na 1939 r. Jednak wydarzenia II wojny światowej i koncentracja wysiłków amerykańskich specjalistów, a także światowej sławy naukowców emigracyjnych z Europa A. Einstein, N. Bohr, E. Fermi, L. Szilard i inni w sprawie realizacji amerykańskiego programu bomby atomowej (projekt Manhattan) opóźnili wprowadzenie energii jądrowej na okrętach podwodnych o ponad 15 lat. Jednak jeszcze przed końcem wojny w Stanach Zjednoczonych powołano komisję do opracowania propozycji wykorzystania energii atomowej w okresie powojennym. Wśród nich było stworzenie okrętowej elektrowni jądrowej (NPP). Zgodnie z tym zaleceniem pod koniec wojny zwerbowano grupę oficerów marynarki i inżynierów w Centrum Badawczym Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych, które w 1946 r. brało udział w budowie reaktora jądrowego w ośrodku jądrowym w Oak Ridge.
W skład grupy weszli inżynier elektryk komandor Hymen Rikover (1900-1986), człowiek, który odegrał wyjątkową rolę w stworzeniu pierwszego na świecie atomowego okrętu podwodnego Nautilus, a także eksperymentalnych atomowych okrętów podwodnych Tullibee, Norwhal, Glenard P. Lipscomb i produkcji bojowej nuklearnej okręty podwodne typu Skipjack Thresher/Permit, Sturgeon oraz pierwsza podseria Los Angeles. Nic dziwnego, że Rickover nazywany jest „ojcem chrzestnym” amerykańskiej floty atomowych okrętów podwodnych.
Jednak pod koniec 1947 r. Dyrekcja Budowy Okrętów Marynarki Wojennej nie poparła zaleceń grupy dotyczących przyspieszenia programu budowy reaktora jądrowego o wymiarach pozwalających na umieszczenie go w kadłubie okrętu podwodnego i rozwiązała go. W międzyczasie trwały prace nad systemami rakiet nuklearnych dla okrętów podwodnych, które wkrótce otrzymały wsparcie kierownictwa Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych. Departament Energii Jądrowej został utworzony w ramach Dyrekcji Budowy Okrętów Morskich, później przekształcony w Sektor Rozwoju Reaktorów Morskich Komisji Energii Atomowej (obecnie Departament Energii USA).
Do końca 1949 roku zakończono opracowywanie projektu pierwszej okrętowej elektrowni jądrowej. Energetycy zaproponowali stworzenie naziemnego prototypu elektrowni jądrowej, a po jego przetestowaniu zapewnić umieszczenie instalacji na łodzi podwodnej. Od samego początku kierownik projektu H. Rikover domagał się umieszczenia prototypu reaktora wewnątrz stalowego cylindra o średnicy około 9 m - zbliżonej do oczekiwanej średnicy mocnego kadłuba przyszłego okrętu podwodnego.
W lipcu 1951 Kongres podjął decyzję o budowie pierwszego na świecie atomowego okrętu podwodnego. Ministerstwo Marynarki Wojennej w grudniu 1951 roku nadało nowemu okrętowi nazwę Nautilus.
Stworzenie prototypu naziemnego. W styczniu 1950 roku podjęto decyzję o budowie naziemnego prototypu dla elektrowni jądrowej STR Mark I, reaktora neutronów termicznych. Budowa miała miejsce w pobliżu miasta Arco, w stanie Idaho, na terenie pustynnym i z dala od dużych miast.
W lutym 1950 r. H. Rickover zwrócił się do wiodącej stoczni US Navy, Portsmouth Naval Shipyard, o możliwość opracowania projektu i produkcji kadłuba reaktora jądrowego dla prototypu STR Mark I. Jednocześnie zastrzeżono, że wszelkie prace projektowe został przeprowadzony pod kierownictwem H. Rikovera. Kiedy zarząd stoczni odmówił przyjęcia takiego warunku, zaproponował pracę stoczni Electric Boat Shipyard w Groton w stanie Connecticut. Pod koniec 1952 roku zbiornik reaktora został wyprodukowany i dostarczony do Arco. 30 marca 1953 prototyp STR Mark I osiągnął poziom krytyczności, a 25 czerwca tego samego roku instalacja została doprowadzona do mocy znamionowej.
Szczególną uwagę zwrócono na system bezpieczeństwa. Był tak czuły, że reaktor mógł zostać wyłączony z powodu ciężkich kroków marynarza na pokładzie. Stopniowo redukowano liczbę parametrów bezpieczeństwa, a ich dopuszczalne odchylenia od normy „podrasowano”.
Podczas testów reaktora po 24 godzinach ciągłej pracy przy mocy znamionowej inżynierowie uznali, że uzyskane dane są wystarczające i zaproponowali zakończenie testów. Jednak Rickover zlecił kontynuowanie prac symulujących przejście atomowej łodzi podwodnej pod wodą przez Atlantyk: z Nowej Szkocji (prowincja w południowo-wschodniej Kanadzie) do portu Fasnet w południowo-zachodniej Irlandii. Reżim symulował przeprawę transatlantycką o długości prawie 2000 mil ze średnią prędkością ponad 20 węzłów, bez zatrzymywania się i wynurzania.
Podczas wykonywania tego reżimu miało miejsce kilka dość poważnych sytuacji kryzysowych. Tak więc po 60 godzinach autonomiczne turbogeneratory (ATG) faktycznie popadły w ruinę. Pył grafitowy powstający podczas normalnego zużycia eksploatacyjnego ich szczotek osadzał się na uzwojeniach i prowadził do spadku rezystancji izolacji. Uszkodzeniu uległo kilka metrów kabli układu sterowania NR, w wyniku czego utracono kontrolę nad parametrami rdzenia. Jedna z dwóch pomp obiegowych obwodu pierwotnego (TsNPK) zaczęła wytwarzać zwiększony poziom hałasu przy wysokich częstotliwościach. 65 godzin po rozpoczęciu reżimu sytuacja stała się jeszcze bardziej napięta. Kilka rurek głównego skraplacza wyciekło. Ciśnienie w skraplaczu zaczęło rosnąć.
Tymczasem eksperyment został zakończony. Ogólnie rzecz biorąc, STR Mark I zapewnił zadowalające 96-godzinne przejście. W tym czasie moc została zredukowana dwukrotnie do poziomu 50% i raz do 30%, ale instalacja nigdy nie została wyłączona. Późniejsze przeglądy i wykrycie defektów pokazały, że wszystkie wykryte defekty i uszkodzenia można łatwo wyeliminować.
Budowa atomowej łodzi podwodnej Nautilus. Kontrakt Marynarki Wojennej ze stocznią Electric Boat został podpisany 20 sierpnia 1951 r. Układanie okrętu podwodnego Nautilus nastąpiło 14 czerwca 1952 r. W trakcie budowy prowadzono ścisłą kontrolę obciążenia masą łodzi podwodnej. Koszt łodzi podwodnej w cenach z 1951 r. Wyniósł 37 milionów dolarów.
Łódź została zwodowana 21 stycznia 1954 r. Pani Eisenhower, żona prezydenta Stanów Zjednoczonych, została „matką chrzestną”, która rozbiła butelkę szampana na jej dziobie. 30 listopada 1954 okręt podwodny Nautilus stał się częścią US Navy. Pierwszym dowódcą statku był komandor Eugene Wilkinson.
Do 17 stycznia 1955 łódź podwodna nadal znajdowała się na ścianie wyposażenia stoczni Electric Boat. Statek był dostosowywany do parametrów projektowych. Najtrudniej było zapewnić autonomię pod wodą, co tłumaczyło niezadowalająca praca układu regeneracji powietrza i klimatyzacji.
W maju 1955 r. łódź wypłynęła z New London w stanie Connecticut do Puerto Rico, 1300 mil w 84 godziny. Na początku 1957 r. zwiększono dopuszczalny czas przebywania pod wodą do 16 dni (około 385 godzin). I dopiero pod koniec 1958 r. czas ciągłego przebywania pod wodą osiągnął wartość projektową - 31 dni.
Główne cechy atomowej łodzi podwodnej Nautilus: wyporność normalna / podwodna - 2980/3520 ton; długość - 97,5 m, szerokość - 8,5 m, wysokość - 6,7 m, prędkość całopowierzchniowa / podwodna - 20/23 węzły; zasięg przelotowy - 40 000 mil (z reaktorem jądrowym zainstalowanym podczas drugiego remontu). Głębokość nurkowania próbnego – 213,4 m. Załoga liczyła 101 osób, w tym 12 oficerów.
Łódź posiadała sześć dziobowych wyrzutni torpedowych typu Mk 50 kalibru 533 mm do strzelania torpedami Mk 14 Mod 6, Mk 16 Mod 6, Mk 16 Mod 8, Mk 37 Mod 1b i Mod 3. System kierowania ogniem - Mk 101 Mod 6. Amunicja obejmowała 24 torpedy (6 – w wyrzutniach torped i 18 – na stojakach). Atomowy okręt podwodny posiadał aktywną/pasywną stację sonarową (GAS) typu AN/SQS-4 z cylindryczną anteną na dziobie. Zasięg wykrywania w trybie wyszukiwania kierunku echa wynosi 5 mil, częstotliwość robocza wynosi 14 kHz.
Solidny kadłub łodzi podwodnej Nautilus jest wykonany ze stali HTS i podzielony wodoszczelnymi grodziami na sześć przedziałów. Koniec dziobowy miał linie obrotowe, koniec rufowy miał kształt stożkowy z okrągłymi wręgami. Po raz pierwszy na tej łodzi udało się zapewnić całej załodze regularne koje, rezygnując z zasady „ciepłej koi”, gdy marynarz, który przesiadł się z wachty, zajmował dowolną wolną koję, z której niedawno wstał wacht.. Brygadziści i marynarze zakwaterowani byli w kokpitach z trzypoziomowymi pryczami, oficerowie - w kabinach, dowódca statku miał osobną kabinę. Pomieszczenia mieszkalne znajdowały się w 2, 3 i 6 przedziałach.
W skład EJ Westinghouse wchodziły: jeden reaktor wodny ciśnieniowy typu S2W o mocy cieplnej 50 MW z dwoma wytwornicami pary (SG) i trzema pompami obiegu pierwotnego dla każdego SG, dwie główne turboprzekładnie z turbinami wysokiego i niskiego ciśnienia o łączna pojemność efektywna 15 000 litrów s, dwa główne kondensatory, dwa wały śrubowe ze śrubami pięciołopatkowymi. Ochrona biologiczna reaktorów jądrowych zapewniała zmniejszenie promieniowania przenikliwego do poziomu poniżej naturalnego tła – około 3 remy w ciągu 30 lat.
Eksploatacja atomowej łodzi podwodnej Nautilus. O godzinie 11 17 stycznia 1955 Nautilus zrezygnował z cumowania w doku Electric Boat i po raz pierwszy opracował kurs pod elektrownią atomową. Kapitan Eugene Wilkinson wysłał historyczny raport: „W toku energetyki jądrowej”.
Podczas testów kontynuowano wykańczanie atomowej łodzi podwodnej. Na początku lutego 1957 r. łódź przepłynęła 60 000 mil pod wodą. W latach 1957-1959. Nautilus wykonywał różne zadania, w tym podejmował cztery próby dotarcia na Biegun Północny. Dokonano tego dopiero 3 sierpnia 1958 roku, kiedy łodzią dowodził William Anderson. Okręt podwodny o godzinie 23. 15 minut. przeszedł przez punkt bieguna północnego na głębokości około 120 m pod lodem o grubości 7,6 m.
Od 28 maja 1959 r. do 15 sierpnia 1960 r. atomowy okręt podwodny przeszedł pierwszy przegląd i tankowanie AZ YR w Stoczni Marynarki Wojennej w Portsmouth. Od końca października do połowy grudnia 1960 r. Nautilus przebywał na Morzu Śródziemnym wraz z 6. Flotą Stanów Zjednoczonych. Następnie łódź uczestniczyła w kilku ćwiczeniach NATO na Atlantyku. Jesienią 1962 okręt podwodny wziął udział w morskiej blokadzie Kuby.
Od 17 stycznia 1964 do 15 maja 1966 odbył się drugi przegląd i doładowanie AZ YR. Do wiosny 1966 roku łódź podwodna przepłynęła 300 000 mil pod wodą. W ciągu następnych dwunastu lat uczestniczył w wielu programach badawczych marynarki wojennej.
Należy zauważyć, że nieudana konstrukcja kadłuba i nadbudówki atomowej łodzi podwodnej doprowadziła do intensywnych wibracji. Sprawne działanie GAZ i tajność atomowej łodzi podwodnej zapewniono przy prędkościach poniżej 4 węzłów. Ta lekcja Nautilusa została uwzględniona przy opracowywaniu kolejnych projektów atomowych okrętów podwodnych, które otrzymały bardziej opływowy kształt kadłuba.
Nautilus pod ścianą Muzeum Okrętów Podwodnych
Wiosną 1979 roku Nautilus wypłynął z Groton w swój ostatni podwodny rejs do stoczni Mare Island Naval Shipyard, gdzie statek został wycofany z eksploatacji. Atomowy okręt podwodny został oficjalnie wykluczony z Listy okrętów wojennych 3 marca 1980 roku.
Wystawa muzealna. W październiku 1979 roku Marynarka Wojenna podjęła decyzję o przekształceniu Nautilusa w eksponat muzealny. W maju 1982 roku łódź podwodna została uznana za Narodowy Zabytek Historyczny.
Przebudowa na eksponat muzealny została przeprowadzona w stoczni Mare Island. Rdzeń reaktora jądrowego został rozładowany. YAR jest uratowany i unieruchomiony. W celu wejścia i wyjścia zwiedzających w mocnym kadłubie po prawej (frontowej) stronie wycięto dwa otwory. Dla zwiedzających dostępne są 1, 2 i 6 przedziałów.
W 1985 roku Nautilus został odholowany do Groton i umieszczony na wodach Muzeum Sił Podwodnych. Atomowy okręt podwodny został otwarty dla zwiedzających 11 kwietnia 1986 r., w dniu 86. rocznicy utworzenia sił podwodnych Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych. W 2002 roku łódź przeszła pięciomiesięczny remont na łodzi elektrycznej kosztem 4,7 miliona dolarów.
Każdego roku na pokładzie Nautilusa jest około 250 000 odwiedzających. Niestety, los pierwszego krajowego atomowego okrętu podwodnego K-3 „Leninsky Komsomol” (o tym patrz magazyn „Obrona Narodowa”, nr 12, 2008), który również chcieli przekształcić w muzeum, jest nadal niejasny.
