Заглянем в будущее - Семенов Николай Николаевич (читать книги бесплатно полностью без регистрации .txt) 📗
Следует отметить, что, несмотря, на казалось бы, довольно негативные практические результаты использования атомных силовых установок на судах транспортного флота, во многих странах продолжаются интенсивные научно-исследовательские и конструкторские работы по улучшению характеристик судовых атомных установок и соответственно судов.
В 1958–1963 годах в Японии проводились проектно-поисковые разработки и выполнены проекты атомного танкера дедвейтом (дедвейт — суммарный вес всех переменных грузов в тоннах) 45 тысяч тонн, пассажирского и исследовательского океанографического судов. Были спроектированы шведско-норвежский рудовоз дедвейтом 67 тысяч тонн и танкер с атомной силовой установкой в Нидерландах. Проводились такие же работы в Дании. В 1958–1959 годах были спроектированы подводные атомные танкеры дедвейтом 41 500 и 21 200 тонн в США. В 1963 году там же по контракту с Канадой была исследована экономическая целесообразность создания атомных подводных танкеров для транспортировки нефти в арктических районах Канады, причем расчеты показали, что подводный танкер с АЭУ будет лишь на 30 процентов дороже надводных танкеров с обычной энергетической установкой.
Дальнейшие разработки в области атомных силовых установок идут по пути совершенствования их конструкций, в первую очередь за счет совмещения в едином блоке агрегатов активной зоны, парогенерирующих и паросепарирующих устройств, циркуляционных насосов, а также части вспомогательного оборудования парового контура. Это должно снизить стоимость и существенно повысить надежность их работы.
В этих же целях принимались меры к снижению давления воды в паровом контуре. В некоторых проектах оно достигалось путем использования вместо воды других теплоносителей, как-то: перегретого пара, воздуха и т. д.
В результате научных исследований были существенно улучшены весовые характеристики реакторов и параметры рабочего процесса установок. Если вес атомных двигателей вместе с биологической защитой, установленных на атомном ледоколе «Ленин» и грузопассажирском судне «Саванна», отнести к их мощностям, то на 1 л. с. соответственно приходилось 80 и 125 килограммов, на рудовозе «Отто Хан» — свыше 90, на проектируемых же он снижен до 29 и 13,9 килограмма. Давление теплоносителя в первом контуре предусматривалось снизить со 123–180 атмосфер до 45,7, а давление во втором контуре увеличить с 28–35 до 46–62 атмосфер и температуру с 240–310 до 460–510 градусов, что позволяет использовать высокоэффективные современные паровые турбины.
Многочисленные технико-экономические расчеты, проведенные в разных странах, учитывающие новые, более прогрессивные параметры атомных силовых установок, показывают, что принципиально уже на данном этапе их развития возможно создание атомных судов, которые смогут успешно конкурировать по экономическим показателям с обычными судами.
Например, расчеты, проведенные в США, показывают, что атомные суда грузоподъемностью 7100 тонн, оборудованные атомными реакторами 63OA и CNSG, могут развивать скорость в 30 узлов против 21 узла, развиваемую судами с обычной силовой установкой, занимающей такое же пространство (с учетом запасов топлива). Такой выигрыш в скорости делает эти суда практически столь же экономичными, как и обычные, при эксплуатации их в Северной Атлантике, а на более протяженных тихоокеанских линиях атомные суда могут дать и больший экономический эффект.
Расчеты, произведенные английскими фирмами, показывают, что использование атомных силовых установок может быть достаточно эффективным на пассажирских лайнерах, крупнотоннажных танкерах и рефрижераторных судах.
Можно с достаточной уверенностью считать, что использование как в ближайшие годы, так и в отдаленном будущем атомных силовых установок мощностью 30–100 и более тысяч л. с. для крупнотоннажных и скоростных судов получит широкое распространение.
Все возрастающая мощность энергетических установок вызывает совершенствование тяговых устройств и движителей, которое идет, во-первых, по пути дальнейшего улучшения конструкций гребного винта и, во-вторых, — создания принципиально новых движителей.
В 60-е годы конструкторы гребных винтов все чаще обращаются к принципу регулируемого шага. Применение таких винтов позволит путем подбора оптимального шага обеспечить максимальный к.п.д. движителя. Кроме того, винты с регулируемым шагом обеспечивают реверсирование тяги на движителе при использовании газовых турбин.
Находят все более широкое применение суперкавитирующие гребные винты.
Хорошая перспектива применения и у водометных движителей в связи с расширением сферы применения судов на подводных крыльях и воздушной подушке. Идея водометного движителя состоит в следующем.
Забортная вода засасывается мощными насосами и выбрасывается за кормой судна над поверхностью воды, обеспечивая реактивную тягу. Количество воды, перебрасываемой насосами, меньше, чем захватываемое гребным винтом, но выходная скорость струи выше. К.п.д. водометных движителей при скоростях движения свыше 50 узлов может достигать 50–55 процентов.
Суда водометного типа более легкие, простые, безопасные для плавания по мелководью и удобные в обслуживании.
При скоростях движения свыше 100 узлов все водные тяговые устройства оказываются малоэффективными, поэтому для высокоскоростного движения водного транспорта, очевидно, самыми перспективными могут стать воздушные винты большого диаметра, к.п.д. которых может достигать порядка 80–85 процентов. Применение реактивных движителей в этом случае менее экономично.
Габариты и веса судов морского транспорта ограничиваются значительно меньше, чем габариты и веса других видов транспорта. Поэтому флот допускает более широкое применение новых силовых установок, таких, как атомные, и, возможно, мощных МГД-генераторов, обеспечивающих высокую эффективность использования горючего.
Однако технический прогресс в области двигателей, диктуемый объективными условиями экономического и социального развития страны, будет затрагивать и другие виды транспорта. Остановимся на развитии автомобильного транспорта и, в частности, его энергетической базы.
Автомобильный транспорт в силу особых свойств, обусловливающих возможности широкого использования в народном хозяйстве, развивается исключительно высокими темпами. Если первый автомобиль появился в 1885 году и к 1 января 1900 года общее количество автомобилей в мире составляло 6200 единиц, то на 1 января 1972 года число их перевалило за четверть миллиарда, а по прогнозам ряда специалистов на конец нашего столетия мировой парк достигнет 500–750 миллионов автомобилей.
Отечественное автомобилестроение фактически возникло в годы первых пятилеток, и если на 1 января 1931 года мировой автомобильный парк уже составлял 35,8 миллиона единиц, то в СССР их было только 28,5 тысячи. Однако массовое поточное производство автомобилей на Горьковском, Московском и других автозаводах позволило успешно оснащать народное хозяйство автомобилями и за период с 1935 по 1970 год увеличить грузооборот автомобильного транспорта с 3,5 до 220,8 миллиарда тонно-километров.
И тем не менее автомобиль еще не принял на себя того объема работы, какой он выполняет в экономически развитых зарубежных странах. Доля грузооборота автомобильного транспорта в нашей стране в настоящее время составляет 6–7 процентов, что почти в четыре раза ниже уровня, достигнутого в ряде капиталистических стран. А роль, принадлежащая автомобильному транспорту в обслуживании народного хозяйства, исключительно важна. Без него не может нормально развиваться регулярная кооперация предприятий на базе специализации, являющаяся самым перспективным направлением развития промышленного производства, не может быть развернута организация современного поточного крупноблочного строительства жилых и промышленных зданий, невозможна индустриальная организация крупного сельскохозяйственного производства, немыслимы современные способы открытой разработки полезных ископаемых. Наконец, автомобильный транспорт в большинстве случаев начинает и завершает транспортный процесс, являясь транспортом-посредником между клиентурой и магистральными видами транспорта.
