Atom-U-Boot -Nuclear submarine

Ein Atom-U-Boot ist ein U -Boot , das von einem Kernreaktor angetrieben wird , aber nicht unbedingt nuklear bewaffnet ist. Atom-U-Boote haben gegenüber "konventionellen" (typischerweise dieselelektrischen ) U-Booten erhebliche Leistungsvorteile. Der nukleare Antrieb , der völlig luftunabhängig ist, befreit das U-Boot von der Notwendigkeit, häufig aufzutauchen, wie dies für herkömmliche U-Boote erforderlich ist. Die große Energiemenge, die von einem Kernreaktor erzeugt wird, ermöglicht es Atom-U-Booten, über lange Zeiträume mit hoher Geschwindigkeit zu arbeiten, und die langen Intervalle zwischen den Betankungengewährt eine praktisch unbegrenzte Reichweite, wodurch die Reisezeiten nur durch Faktoren wie die Notwendigkeit, Lebensmittel oder andere Verbrauchsmaterialien aufzufüllen, begrenzt werden.

Die begrenzte Energie, die in elektrischen Batterien gespeichert ist, bedeutet, dass selbst das fortschrittlichste konventionelle U-Boot nur wenige Tage bei langsamer Geschwindigkeit und nur wenige Stunden bei Höchstgeschwindigkeit unter Wasser bleiben kann, obwohl die jüngsten Fortschritte bei luftunabhängigen Antrieben diesen Nachteil etwas gemildert haben. Die hohen Kosten der Nukleartechnologie bedeuten, dass relativ wenige Militärmächte der Welt Atom-U-Boote einsetzen. Innerhalb der sowjetischen U-Boote kam es zu Strahlungsvorfällen, einschließlich schwerer Nuklear- und Strahlungsunfälle, aber amerikanische Marinereaktoren, beginnend mit dem S1W , und Iterationen von Konstruktionen haben seit dem Start der USS Nautilus (SSN-571) im Jahr 1954 ohne Zwischenfälle betrieben.

Geschichte

USS  Nautilus , das erste U-Boot mit Atomantrieb.
Das kleinste U-Boot mit Atomantrieb, das NR-1 der US Navy .

Die Idee für ein U-Boot mit Atomantrieb wurde erstmals 1939 in der United States Navy vom Physiker Ross Gunn des Naval Research Laboratory vorgeschlagen . Die Royal Navy begann 1946 mit der Erforschung von Entwürfen für Atomantriebsanlagen .

Der Bau des weltweit ersten U-Bootes mit Atomantrieb wurde durch die erfolgreiche Entwicklung einer Kernantriebsanlage durch eine Gruppe von Wissenschaftlern und Ingenieuren in den Vereinigten Staaten bei der Naval Reactors Branch des Bureau of Ships und der Atomic Energy Commission ermöglicht . Im Juli 1951 genehmigte der US-Kongress den Bau des ersten U-Bootes mit Atomantrieb, Nautilus , unter der Führung von Captain Hyman G. Rickover , USN (der einen Namen mit Captain Nemos fiktiven U-Boot Nautilus in Jules Vernes Twenty Thousand Leagues teilt ). Under the Sea und eine weitere USS  Nautilus  (SS-168) , die mit Auszeichnung im Zweiten Weltkrieg diente ).

Die Westinghouse Corporation wurde mit dem Bau ihres Reaktors beauftragt. Nachdem das U-Boot bei der Electric Boat Company fertiggestellt war, zerbrach First Lady Mamie Eisenhower die traditionelle Champagnerflasche am Bug der Nautilus , und das U-Boot wurde am 30. September 1954 als USS  Nautilus (SSN-571) in Dienst gestellt verließ Groton, Connecticut , um mit Probefahrten auf See zu beginnen . Das U-Boot war 98 m lang und kostete etwa 55 Millionen US-Dollar. Die britische Admiralität erkannte den Nutzen solcher Schiffe und plante den Bau von U-Booten mit Atomantrieb.  

Die Sowjetunion folgte bald den Vereinigten Staaten bei der Entwicklung von U-Booten mit Atomantrieb in den 1950er Jahren. Angeregt durch die US-Entwicklung von Nautilus begannen die Sowjets in den frühen 1950er Jahren am Institut für Physik und Energietechnik in Obninsk unter Anatoliy P. Alexandrov, dem späteren Leiter des Kurchatov-Instituts , mit der Arbeit an Kernantriebsreaktoren . 1956 begann der erste sowjetische Antriebsreaktor, der von seinem Team entworfen wurde, mit der Betriebserprobung. In der Zwischenzeit arbeitete ein Designteam unter Vladimir N. Peregudov an dem Schiff, das den Reaktor beherbergen sollte. Nach der Überwindung vieler Hindernisse, darunter Dampferzeugungsprobleme , Strahlungslecks und andere Schwierigkeiten, wurde das erste Atom-U-Boot, das auf diesen gemeinsamen Bemühungen basiert, K-3 Leninskiy Komsomol der Projekt-627 - Kit - Klasse, von der NATO als U-Boot der November-Klasse bezeichnet , in Dienst gestellt 1958 in der sowjetischen Marine .

Das erste nuklearbetriebene U-Boot des Vereinigten Königreichs , die HMS  Dreadnought , war mit einem amerikanischen S5W-Reaktor ausgestattet , der Großbritannien im Rahmen des gegenseitigen Verteidigungsabkommens zwischen den USA und Großbritannien von 1958 zur Verfügung gestellt wurde . Die Rumpf- und Kampfsysteme von Dreadnought waren von britischem Design und Bau, obwohl die Rumpfform und die Baupraktiken durch den Zugang zu amerikanischen Designs beeinflusst wurden. Während des Baus der Dreadnought entwickelte Rolls-Royce in Zusammenarbeit mit der Atomenergiebehörde des Vereinigten Königreichs an der Admiralitätsforschungsstation HMS Vulcan in Dounreay ein völlig neues britisches Nuklearantriebssystem. 1960 wurde das zweite britische Atom-U-Boot bei Vickers Armstrong bestellt, und die HMS  Valiant , ausgestattet mit Rolls-Royces Kernkraftwerk PWR1, war das erste rein britische Atom-U-Boot. Weitere Technologietransfers aus den Vereinigten Staaten machten Rolls-Royce im Reaktordesign völlig autark, im Austausch für eine "beträchtliche Menge" an Informationen über U-Boot-Design und Beruhigungstechniken, die aus dem Vereinigten Königreich in die Vereinigten Staaten übertragen wurden. Das Rafting-System für die Valiant -Klasse verschaffte der Royal Navy einen Vorteil bei der U-Boot-Schalldämpfung, den die United States Navy erst erheblich später einführte.

Die Kernkraft erwies sich als ideal für den Antrieb strategischer U-Boote mit ballistischen Raketen (SSB) und verbesserte ihre Fähigkeit, unter Wasser zu bleiben und unentdeckt zu bleiben, erheblich. Das weltweit erste einsatzbereite ballistische Raketen-U-Boot (SSBN) mit Atomantrieb war die USS  George Washington mit 16 Polaris A-1- Raketen, die von November 1960 bis Januar 1961 die erste SSBN-Abschreckungspatrouille durchführte. Die Sowjets hatten bereits mehrere SSBs des Projekts 629 (Golf Klasse) und lagen mit ihrem ersten SSBN, der unglückseligen K-19 des Projekts 658 (Hotelklasse), die im November 1960 in Dienst gestellt wurde, nur ein Jahr hinter den USA zurück. Allerdings trug diese Klasse die gleiche Bewaffnung mit drei Raketen wie die Golfs. Das erste sowjetische SSBN mit 16 Raketen war das Projekt 667A (Yankee-Klasse) , das erste davon wurde 1967 in Dienst gestellt, zu diesem Zeitpunkt hatten die USA 41 SSBN in Auftrag gegeben, die den Spitznamen „ 41 für die Freiheit “ trugen.

Das atomgetriebene U-Boot der Typhoon-Klasse VMF ist das verdrängungsreichste U-Boot der Welt.

Auf dem Höhepunkt des Kalten Krieges wurden etwa fünf bis zehn Atom-U-Boote von jeder der vier sowjetischen U-Boot-Werften ( Sevmash in Sewerodwinsk , Admiralteyskiye Verfi in St. Petersburg, Krasnoye Sormovo in Nischni Nowgorod und Amurskiy Zavod in Komsomolsk-on ) in Dienst gestellt -Amur ). Von den späten 1950er Jahren bis Ende 1997 bauten die Sowjetunion und später Russland insgesamt 245 Atom-U-Boote, mehr als alle anderen Nationen zusammen.

Heute setzen sechs Länder irgendeine Art von atomgetriebenen strategischen U-Booten ein: die Vereinigten Staaten, Russland, das Vereinigte Königreich, Frankreich, China und Indien. Mehrere andere Länder, darunter Brasilien und Australien, haben laufende Projekte in verschiedenen Phasen zum Bau von U-Booten mit Atomantrieb.

Im Vereinigten Königreich wurden alle ehemaligen und aktuellen Atom-U-Boote der britischen Royal Navy (mit Ausnahme von drei: HMS  Conqueror , HMS  Renown und HMS  Revenge ) in Barrow-in-Furness (bei BAE Systems Submarine Solutions oder seinem Vorgänger ) gebaut VSEL ​​), wo der Bau von Atom-U-Booten fortgesetzt wird. Die Conqueror ist das einzige atomgetriebene U-Boot der Welt, das jemals ein feindliches Schiff mit Torpedos angegriffen hat und den Kreuzer ARA  General Belgrano während des Falklandkriegs 1982 mit zwei Mark 8-Torpedos versenkte .

Technologie

HMS  Astute , ein fortschrittliches atomgetriebenes Angriffs-U-Boot .

Der Hauptunterschied zwischen konventionellen U-Booten und Atom-U-Booten ist das Energieerzeugungssystem . Atom-U-Boote setzen für diese Aufgabe Kernreaktoren ein. Sie erzeugen entweder Strom, der Elektromotoren antreibt , die mit der Propellerwelle verbunden sind, oder nutzen die Reaktorwärme, um Dampf zu erzeugen , der Dampfturbinen antreibt (vgl. nuklearer Schiffsantrieb ). Reaktoren, die in U-Booten verwendet werden, verwenden in der Regel stark angereicherten Brennstoff (oft mehr als 20 %), damit sie eine große Energiemenge aus einem kleineren Reaktor liefern und länger zwischen den Betankungen arbeiten können – was aufgrund der Position des Reaktors im Druckkörper des U-Bootes schwierig ist.

Der Kernreaktor versorgt auch die anderen Subsysteme des U-Bootes mit Energie, wie z. B. zur Aufrechterhaltung der Luftqualität, zur Frischwassergewinnung durch Destillation von Salzwasser aus dem Meer, zur Temperaturregelung usw. Alle derzeit verwendeten Marine-Kernreaktoren werden mit Dieselgeneratoren betrieben als a Notstromsystem. Diese Motoren sind in der Lage, Notstrom für die Abfuhr der Zerfallswärme des Reaktors sowie genügend Strom für einen Notantriebsmechanismus bereitzustellen. U-Boote können bis zu 30 Betriebsjahre Kernbrennstoff transportieren. Die einzige Ressource, die die Zeit unter Wasser begrenzt, ist die Verpflegung der Besatzung und die Wartung des Schiffes.

Die Schwäche der Stealth-Technologie von Atom-U-Booten ist die Notwendigkeit, den Reaktor zu kühlen, selbst wenn sich das U-Boot nicht bewegt. etwa 70 % der Reaktorausgangswärme werden an das Meerwasser abgeführt. Dies hinterlässt eine „thermische Welle“, eine Wolke aus warmem Wasser geringerer Dichte, die zur Meeresoberfläche aufsteigt und eine „thermische Narbe“ erzeugt, die durch Wärmebildsysteme , z . B. FLIR , beobachtbar ist . Ein weiteres Problem ist, dass der Reaktor immer läuft und Dampfgeräusche erzeugt, die auf dem Sonar zu hören sind , und die Reaktorpumpe (die zur Zirkulation des Reaktorkühlmittels verwendet wird) erzeugt ebenfalls Geräusche, im Gegensatz zu einem herkömmlichen U-Boot, das sich fast weiterbewegen kann lautlose Elektromotoren.

Abstammung

Marine der Vereinigten Staaten

USS Skipjack , das führende Schiff der ersten amerikanischen Schiffsklasse , das einen Albacore - Rumpf verwendet .

Stillgelegt

Ein U-Boot der Ohio -Klasse.

Betriebsbereit

In Entwicklung

Sowjetische/russische Marine

Victor I, eine russische Angriffs-U-Boot-Klasse

Stillgelegt

ein U-Boot der Akula -Klasse

Einsatzfähige U-Boote

In Entwicklung

Königliche Marine (Vereinigtes Königreich)

HMS Trenchant , ein U-Boot der Trafalgar -Klasse

Stillgelegt

Betriebsbereit

In Entwicklung

Französische Marine

Le Redoutable , das erste Atom-U-Boot mit ballistischen Raketen der französischen Marine

Stillgelegt

Betriebsbereit

In Entwicklung

Marine der chinesischen Volksbefreiungsarmee

ein U-Boot der Han-Klasse (Typ 091).

Betriebsbereit

In Entwicklung

Indische Marine

INS Arihant , das einheimische Atom-U-Boot der indischen Marine.

Stillgelegt

Betriebsbereit

In Entwicklung

  • 2 U-Boote der Arihant -Klasse mit den Codenamen S4 und S4* sollen bis 2021 bzw. 2023 zu Wasser gelassen werden. Dies werden die letzten 2 U-Boote der Arihant -Klasse mit jeweils 7.000 Tonnen Verdrängung sein.
  • Projekt 75 alpha - 6 Atom-U-Boote im Rahmen dieses Projekts sollen in den kommenden Jahren in der indischen Marine eingesetzt werden (in Entwicklung)
  • INS 'Chakra 3- Vertrag über 3 Milliarden US-Dollar unterzeichnet, um 1 U-Boot der Akula-Klasse aus Russland zu leasen, das bis 2025 geliefert werden soll
  • S5-Klasse – Eine große geplante Nachfolgeklasse von U-Booten der Arihant - Klasse – 3 U-Boote sollen gebaut werden (in Entwicklung)

Brasilianische Marine

In Entwicklung

Königliche australische Marine

Im Rahmen des im September 2021 angekündigten AUKUS- Abkommens werden das Vereinigte Königreich und die Vereinigten Staaten die Royal Australian Navy beim Erwerb von U-Booten mit Atomantrieb unterstützen. Frankreich war von diesem Abkommen enttäuscht, da es die Annullierung eines französisch-australischen Abkommens über 90 Milliarden US-Dollar für den Bau von U-Booten mit konventionellem Antrieb beinhaltet. Das AUKUS-Abkommen hat die Spannungen mit China erhöht, da es möglicherweise die westliche Dominanz in der Indo-Pazifik-Region verstärken wird.

Unfälle

Reaktorunfälle

Einige der schwersten Nuklear- und Strahlenunfälle mit Todesopfern in der Welt waren mit Unfällen mit Atom-U-Booten verbunden. Bislang waren dies alles Einheiten der ehemaligen Sowjetunion . Zu den Reaktorunfällen, die zu Kernschäden und der Freisetzung von Radioaktivität aus Atom-U-Booten führten, gehören:

  • K-8 , 1960: Unfall mit Kühlmittelverlust ; erhebliche Radioaktivität freigesetzt.
  • K-14 , 1961: Der Reaktorraum wurde wegen nicht näher bezeichnetem "Ausfall von Reaktorschutzsystemen" ersetzt.
  • K-19 , 1961: erlitt einen Unfall mit Kühlmittelverlust, bei dem 8 Menschen starben und mehr als 30 weitere Menschen übermäßiger Strahlung ausgesetzt waren. Die Ereignisse an Bord des U-Bootes werden durch den Film K-19: The Widowmaker dramatisiert .
  • K-11 , 1965: beide Reaktoren wurden beim Auftanken beim Anheben der Reaktorbehälterköpfe beschädigt; Reaktorabteile wurden 1966 vor der Ostküste von Novaya Zemlya in der Karasee versenkt.
  • K-27 , 1968: Reaktorkernschaden an einem seiner mit flüssigem Metall (Blei-Bismut) gekühlten VT-1-Reaktoren , was zu 9 Todesfällen und 83 weiteren Verletzungen führte; 1982 in der Karasee versenkt.
  • K-140 , 1968: Der Reaktor wurde durch eine unkontrollierte, automatische Leistungserhöhung während der Werftarbeiten beschädigt.
  • K-429 , 1970: Ein unkontrolliertes Anlaufen des Schiffsreaktors führte zu einem Brand und der Freisetzung von Radioaktivität
  • K-116 , 1970: erlitt einen Unfall mit Kühlmittelverlust im Hafenreaktor; erhebliche Radioaktivität freigesetzt.
  • K-64 , 1972: Der erste flüssigmetallgekühlte Reaktor der Alfa-Klasse fiel aus; Reaktorraum verschrottet.
  • K-222 , 1980: Das U-Boot der Papa-Klasse hatte während der Wartung in der Werft einen Reaktorunfall, während die Marinebesatzung des Schiffes zum Mittagessen aufgebrochen war.
  • K-123 , 1982: der U-Boot-Reaktorkern der Alfa-Klasse wurde durch ein Flüssigmetall-Kühlmittelleck beschädigt; Das U-Boot wurde acht Jahre lang außer Betrieb gesetzt.
  • K-431 , 1985: Ein Reaktorunfall beim Auftanken führte zu 10 Todesfällen und 49 weiteren Personen erlitten Strahlenschäden.
  • K-219 , 1986: erlitt eine Explosion und einen Brand in einem Raketenrohr, was schließlich zu einem Reaktorunfall führte; Ein 20-jähriger Matrose, Sergei Preminin , opferte sein Leben, um einen der Bordreaktoren zu sichern. Das U-Boot sank drei Tage später.
  • K-192 , 1989 (umklassifiziert von K-131 ): erlitt einen Unfall mit Kühlmittelverlust aufgrund eines Bruchs in der Steuerbord-Reaktorschleife .

Andere schwere Unfälle und Untergänge

  • USS  Thresher  (SSN-593) , 1963: ging bei Tieftauchtests mit 129 Besatzungs- und Werftpersonal an Bord verloren; Spätere Untersuchungen ergaben, dass das Versagen einer gelöteten Rohrverbindung und die Eisbildung in den Ballast-Blasventilen das Auftauchen verhinderten. Der Unfall veranlasste eine Reihe von Sicherheitsänderungen an der US-Flotte. Thresher war das erste von nur zwei U-Booten, das mehr als 100 Todesopfer an Bord hatte, gefolgt von den 118 im Jahr 2000 verlorenen russischen Kursk .
  • K-3 , 1967: Das erste sowjetische Atom-U-Boot erlitt einen Brand im Zusammenhang mit dem Hydrauliksystem, bei dem 39 Seeleute ums Leben kamen.
  • USS  Scorpion  (SSN-589) , 1968: ging auf See verloren, offensichtlich durch Implosion beim Untergang. Was dazu führte , dass Scorpion in seine Quetschtiefe abstieg, ist nicht bekannt.
  • USS  Guitarro  (SSN-665) , 1969: sank aufgrund von unsachgemäßer Ballastierung auf der Pierseite in der Werft. Das U-Boot wurde schließlich fertiggestellt und in Betrieb genommen.
  • K-8 , 1970: Ein Feuer und ein Abschleppunfall führten zum Untergang des U-Bootes und zum Verlust aller 52 an Bord verbliebenen Besatzungsmitglieder.
  • K-56 , 1973: Eine Kollision mit einem anderen sowjetischen Schiff führte zur Überflutung des Batterieschachts und vielen Todesfällen der Besatzung durch Chlorgas.
  • K-429 , 1983: Das U-Boot sank aufgrund von Überschwemmungen durch unsachgemäße Tauchausrüstung und Werftfehler auf den Meeresgrund, wurde aber später geborgen; 16 Besatzungsmitglieder wurden getötet.
  • K-278 Komsomolets , 1989: Das sowjetische U-Boot sankaufgrund eines Feuers in der Barentssee .
  • K-141 Kursk , 2000: mit allen 118 Besatzungsmitgliedern an Bord auf See verloren; Die allgemein akzeptierte Theorie besagt, dass ein Leck von Wasserstoffperoxid im vorderen Torpedoraum zur Detonation eines Torpedosprengkopfs führte, der wiederum etwa zwei Minuten später die Explosion eines halben Dutzend anderer Sprengköpfe auslöste.
  • Ehime Maru und USS Greeneville , 2001: Das amerikanische U-Boot tauchte unter dem japanischen Trainingsschiff auf. Neun japanische Besatzungsmitglieder, Schüler und Lehrer wurden getötet, als ihr Schiff infolge der Kollision sank.
  • K-159 , 2003: Sinkt in der Barentssee, während es zur Verschrottung abgeschleppt wird, wobei neun Besatzungsmitglieder getötet werden.
  • USS  San Francisco  (SSN-711) , 2005: Kollision mit einem Seamount im Pazifischen Ozean. Ein Besatzungsmitglied wurde getötet und 23 weitere verletzt.
  • USS  Miami  (SSN-755) , 2012: Das vordere Abteil des U-Bootes wurde von einem Brandstifter in der Werft zerstört, was Schäden mit geschätzten Reparaturkosten von 700 Millionen US-Dollar verursachte. Während ursprünglich Reparaturen geplant waren, wurde das Boot aufgrund von Budgetkürzungen anschließend verschrottet.

Siehe auch

Anmerkungen

Verweise

Weiterlesen

Externe Links