Получение электрической энергии

Атомные подводные лодки и надводные корабли

 С 1955 по 1996 гг. в бывшем СССР построено около 250 атомных подводных лодок и 5 надводных кораблей. Помимо этого был сконструирован ядерный реактор (класса "Нюрка"), который предполагалось устанавливать на дизельные подводные лодки. К Северному флоту приписано 2/3 всех атомных подводных лодок России, 1/3 приходится на Тихоокеанский флот. На Черноморском и Балтийском флотах атомные подводные лодки не базируются.

  К концу 80-х годов по общему количеству атомных и дизельных подводных лодок СССР превзошел подводные флоты всех государств, включая США.

 Согласно условиям договоров СНВ-1 и СНВ-2 и в результате физического и морального старения, из боевого состава ВМФ России уже выведено 138 атомных подводных лодок. На сегодня в боевом  составе Северного флота находятся 67 атомных подводных лодок и два атомных крейсера. В состав Тихоокеанского флота входят 42 атомные подводные лодки, один атомный крейсер и один атомный корабль связи.

 Атомные подводные лодки (АПЛ) строились на четырех судостроительных заводах. Строительство первой АПЛ началось в 1955 г. на "Северном машиностроительном предприятии" в г. Северодвинске. 1957 года к строительству АПЛ приступает Амурский завод (г. Комсомольск-На-Амуре) с достроечной базой в поселке городского типа большой Камень. В 1960 г. атомные ПЛ начинают строить еще два завода:

"Красное Сормово" (г. Нижний Новгород), и Ленинградское Адмиралтейское Объединение, (ЛАО, г. Санкт-Петербург). Атомные надводные корабли строились на Балтийском заводе в г. Санкт-Петербурге. Вплоть до 1992 года строилось и спускалось на воду от 5 до 10 АПЛ в год.

  В основном АПЛ строились в г. Северодвинске. Всего здесь было спущено на воду 125 атомных подводных лодок, на Амурском заводе -56 АПЛ, на ЛАО - 39 и на заводе "Красное Сормово" - 25. Те АПЛ, корпуса которых делали в Нижнем Новгороде, транспортировались с помощью специализированного дока по системе внутренних вод России (Волжские и Карельские каналы) в Белое море, где достраивались и проходили испытания в г. Северодвинске.

 Начиная с 1992 года количество строящихся атомных подводных лодок сократилось до 1-2 в год. Сегодня строительством АПЛ занимается только "Северное машиностроительное предприятие" в г. Северодвинске.

  Постановление Советского Правительства о строительстве первой атомной подводной лодки было принято 21 декабря 1952 г. К этому времени уже велись исследования в области создания атомной энергетической установки. Было завершено строительство первого водо-водяного реактора в г. Обнинске (Московская область), немного позже создан реактор на жидко-металлическом теплоносителе. Оба реактора использовались для проведения исследований в области ядерной энергетики, а также служили тренажерами для подготовки экипажей АПЛ. На этих установках проходили обучение члены экипажей первых атомных подводных лодок.

 Формирование экипажа для службы на первой атомной ПЛ началось в 1954 г. В 1955 г. была пущена первая атомная энергетическая установка и началось обучение экипажей для двух первых АПЛ К-3 и К-5. Формирование и обучение экипажей для АПЛ К-8, К-14 и К-19 началось в 1956 г. В этом же году был пущен прототип реактора с жидко - металлическим теплоносителем и началось обучение экипажа для АПЛ с ЖМТ К-27.

 Строительство первой советской атомной подводной лодки К-3 ("Ленинский Комсомол") началось 24 сентября 1955 г. в г. Молотовске (сегодня г. Северодвинск). АПЛ была спущена на воду 9 августа 1957 г., Первый пуск ядерной энергетической установки был дан 3-4 июля 1958 г. Так как США еще 17 января 1954 г. приняли в состав флота первую атомную подводную лодку, Постановлением Совета Министров СССР от 22.10.55 г. было предписано начать строительство атомных ПЛ, не дожидаясь результатов испытаний головной К-3. Принятые на вооружение в США и СССР атомные подводные лодки, оснащенные атомным оружием, могли подойти к берегам противника незамеченными. Это направление развития военной техники способствовало нарастанию гонки вооружения. АПЛ первого поколения были стратегическими АПЛ, которые имели на борту от 3 до 8 баллистических ракет с ядерными боеголовками. В 1992 г. выведена из эксплуатации последняя лодка этой серии.

  С 1971 по 1992 гг. было построено 43 АПЛ второго поколения. Каждая АПЛ этой серии могла нести от 12 до 16 баллистических ракет с дальностью стрельбы 9000 км.Часть АПЛ имели на вооружении крылатые ракеты и предназначались для борьбы с ударными авианосными группировками, и надводными кораблями, и подводными лодками противника. На сегодняшний день АПЛ второго поколения поэтапно выводятся из эксплуатации.

 Строительство первой серии АПЛ третьего поколения (класса "Тайфун") началось в 1977 г. Первая АПЛ этого класса вошла в боевой состав в 1981 г. К 1989 г. было построено 6 АПЛ класса "Тайфун" - самых больших атомных подводных лодок в мире, способных нести 200 ракет с ядерными боеголовками. Идея создания таких мощных атомных подводных лодок заключалась в возможности получения превосходства сил на случай развертывания ядерной войны.

Проект АПЛ (РФ)

Класс АПЛ (НАТО)

Фото

Период разработки документации

941

«Тайфун»

1998-1999


667БДР

«Дельта-III»

2000-2002

667БДРМ

«Дельта-IV»

2001-2002

949А

«Оскар-II»

2001-2002

671РТ

«Виктор-II»

2003- 2004

671РТМ

«Виктор-III»

2004

941

«Тайфун»

2004-2

005

671 и модификации

«Виктор»

2005

 В отличие от лодок второго поколения, на кораблях третьего поколения используется более безопасная и совершенная атомная энергетическая установка, совершенствуются системы электроники и радиотехнического вооружения, понижается шумность подводных лодок. В 1980 г. в боевой состав Северного флота входит первая АПЛ (класса "Оскар- I"), оснащенная крылатыми ракетами типа "Гранит" для борьбы с авианосными группировками противника. Строительства АПЛ (класса "Оскар - II") началось несколькими годами позже. Четыре многоцелевые АПЛ (класса "Сиерра") вошли в боевой состав флота в период между 1984 г. и 1993 г. Корпус этих АПЛ был сделан из титановых сплавов. С 1982 года начинается строительство усовершенствованной версии АПЛ класса "Сиерра" - атомных подводных лодок (класса "Акула"). Эти лодки самые современные среди АПЛ российского ВМФ, имеющие повышенную скрытность за счет увеличения глубины погружения и снижения уровня шумности.

 

 Запуск ракеты на Северном полюсе

 Некоторые АПЛ класса "Акула", построенные в середине 80-х гг., позднее были усовершенствованы с целью уменьшения уровня шумности. Последние АПЛ этого класса имеют уровень шумности меньший, чем те, что были введены в эксплуатацию в 1990 г. Эти подводные лодки классифицируются как "Акула- II" и в длину превосходят АПЛ класса "Акула-I" на 4 метра, В настоящее время продолжается строительство только двух проектов АПЛ третьего поколения (классов "Оскар" и "Акула"). /25/


«Акулы» на отдыхе

 За всю историю строительства АПЛ было создано 5 несерийных или экспериментальных кораблей. Это подводные лодки К-27, "Ноябрь" ЖМТ, К-222 (162), "Папа", К-278, "Комсомолец", класса "Юниформ" и класса "Экс-рей".

 Через год после вступления в состав ВМФ первой АПЛ (К-3) в декабре 1959 года вышло Постановление ЦК КПСС и Совета министров СССР "О создании новой скоростной подводной лодки, новых типов энергетических  установок и научно-исследовательских, опытно-конструкторских и проектных работ для подводных лодок". На этой основе была финансирована и построена единственная в мире АПЛ К-222, подводная скорость которой до сих пор является мировым достижением (44,7 узлов), а промышленность СССР создала новую отрасль с технологией использования титановых сплавов. Позднее были построены серийные АПЛ с титановыми прочными корпусами. Основные преимущества титановых АПЛ заключались в их способности погружаться на  глубину, недоступную стальным атомным подводным лодкам, и развивать большую скорость. Сегодня производство титановых АПЛ прекращено.

 Подводная лодка "Комсомолец", затонувшая у побережья Норвегии в апреле 1989 г., имела возможность применять оружие (торпеды) на глубине около 1000 метров. Это была самая глубоководная АПЛ в мире, установившая рекорд погружения - 1022 м.

 Подводные российские  истребители вражеских субмарин, не всплывая, в том числе под многометровым слоем льда, могут совершить кругосветный боевой поход. СЕМЬ подводных "хищников" третьего поколения: "Барс", "Волк", "Вепрь", "Рысь", "Ягуар", "Леопард" и "Пантера" - получили кошачьи  имена от своих исторических тезок - первых русских лодок императорского подводного флота, созданного по Указу Николая 11 в 1916 г. До 90-х годов в целях секретности почти все советские подлодки были номерными.

 Самые бесшумные в мире атомные субмарины могут круглосуточно вести секретное слежение за "иностранцами". Если потребуется - уничтожать или ставить хитроумные минные поля, а из-под воды наносить ракетные удары по корабельным группировкам и береговым объектам. До сих пор американские моряки называют эту дивизию истребителей, сформированную еще в СССР, "звериным оскалом социализма".

АПЛ "Тигр", пр. 971"Гепард" - подводный охотник.

Рисунок 8 «Кошачье семейство»

  За двадцать лет военной биографии "морские кошки" совершили 33 боевых похода. Провели в них около семи лет и прошли в океанских глубинах более 210 тысяч миль — почти 10 кругосветных плаваний.

 Несмотря на почетный возраст ("Леопард" был заложен в 1988 г., а спущен на воду в 1992 г.), он оказался самым надежным и безопасным в грозном "зверинце" соединения. Стометровое тело субмарины диаметром 14 метров легко идет под водой со скоростью 35 узлов (более 60 км в час), в надводном положении - 20 узлов.

Краснознаменный крейсерский атомоход ныряет на глубину 500 метров и может провести не одну боевую схватку с противником. На экипаж в 70 человек (в основном офицеры, мичманы и 10 матросов срочной службы) - 8 торпедных аппаратов, комплекс малогабаритных крылатых ракет РК-55 "Гранат" (аналог американских "Томагавков") и много другого убийственного вооружения.

 “Леопард” по конструкции гораздо сложнее космических станций. Недаром системы жизнеобеспечения первых звездных аппаратов отрабатывались на подводных лодках. Автономность АПЛ велика, и в Мировом океане для нас нет недосягаемых точек. Мощный атомный реактор обеспечивает всю жизнь на лодке. Вода для бани, питья, приготовления пищи добывается в океане, а затем “варится” в специальных опреснителях. Воздух тоже берется из морской воды. Продолжительность боевого похода ограничивается только запасом продуктов. Подлодка может идти на автопилоте по заданным бортовым компьютером курсу, глубине и т.д. При этом “зверьком” управляют 3 человека.

  С помощью ядерного реактора на гребной вал подлодки “выбегает” сумасшедшая мощь – “табун в 43 тысячи лошадиных сил”. И это при том, что реактор работает на 40% своих возможностей.

2. Альтернативные источники энергии.
2.1. Понятие и классификация альтернативных источников энергии

Альтернативный источник энергии — способ, устройство или сооружение, позволяющее получать электрическую энергию (или другой требуемый вид энергии) и заменяющий собой традиционные источники энергии, функционирующие на нефти, добываемом природном газе и угле. Цель поиска альтернативных источников энергии — потребность получать её из энергии возобновляемых или практически неисчерпаемых природных ресурсов и явлений.

 К альтернативным или как их иногда называют возобновляемым источникам энергии (ВИЭ) относят солнечную, ветровую, геотермальную, энергию приливов, волновую, биоэнергетику и энергию разности температур глубин морей и океанов и другие "новые" виды возобновляемой энергии.

Таблица 2

Классификация источников.

тип источников

преобразуют в энергию

Ветряные

движение воздушных масс

Геотермальные

тепло планеты

Солнечные

электромагнитное излучение солнца

Гидроэнергетические

падение воды

Биотопливные

теплоту сгорания возобновляемого топлива (например, спирта)

Принято условно разделять ВИЭ на две группы:

  Традиционные: гидравлическая энергия, преобразуемая в используемый вид энергии ГЭС мощностью более 30 МВт; энергия биомассы, используемая для получения тепла традиционными способами сжигания (дрова, торф и некоторые другие виды печного топлива); геотермальная энергия.

 Нетрадиционные: солнечная, ветровая, энергия морских волн, течений, приливов и океана, гидравлическая энергия, преобразуемая в используемый вид энергии малыми и микроГЭС, энергия биомассы, не используемая для получения тепла традиционными методами, низкопотенциальная тепловая энергия и другие "новые" виды возобновляемой энергии.

 

2.2.Виды альтернативных источников энергии и их применение. 

2.2.1. Энергия солнечного света.

 

Солнечная энергетика или гелиоэнергетика представляет собой использование солнечного излучения для получения энергии в каком-либо виде; солнечная энергетика использует возобновляемый источник энергии и в перспективе может стать экологически чистой, то есть не производящей вредных отходов — производство энергии с помощью солнечных электростанций хорошо согласовывается с концепцией распределённого производства энергии.
Выделяют несколько способов получения электричества и тепла из солнечного излучения:

получение электроэнергии с помощью фотоэлементов; преобразование солнечной энергии в электричество с помощью тепловых машин: паровые машины (поршневые или турбинные), использующие водяной пар, углекислый газ, пропан-бутан, фреоны; двигатель Стирлинга и так далее; гелиотермальная энергетика — нагревание поверхности, поглощающей солнечные лучи и последующее распределение и использование тепла (фокусирование солнечного излучения на сосуде с водой для последующего использования нагретой воды в отоплении или в паровых электрогенераторах); термовоздушные электростанции (преобразование солнечной энергию в энергию воздушного потока, направляемого на турбогенератор); солнечные аэростатные электростанции (генерация водяного пара внутри баллона аэростата за счет нагрева солнечным излучением поверхности аэростата, покрытой селективно-поглощающим покрытием); преимущество — запаса пара в баллоне достаточно для работы электростанции в темное время суток и в ненастную погоду.

 Солнечная энергия – это кинетическая энергия излучения (в основном света), образующаяся в результате реакций в недрах Солнца. Поскольку её запасы практически неистощимы (астрономы подсчитали, что Солнце будет «гореть» еще несколько миллионов лет), ее относят к возобновляемым энергоресурсам. 

 Солнечная энергия, падающая на поверхность одного озера, эквивалентна мощности крупной электростанции.

Получение энергии с помощью фотоэлементов

 

 Солнечная энергия - наиболее грандиозный, дешевый, но и, пожалуй, наименее используемый человеком источник энергии.


На главную