SeyrüseferAskeri Teknoloji → Melez Atomik HBT: VAU-6

Melez Atomik HBT: VAU-6

Seyir Defteri - Askeri Teknoloji
Cumartesi, 27 Ekim 2018

Proje 651 üzerinde VAU-6 HBT1959 civarında, TsKB-16 (Malachite) tarafından tasarlanan Proje 629 (Nato tanımlası Golf) Sınıfı Sovyet konvansiyonel balistik füze denizaltısının etkinliğini hızlı bir şekilde arttırabilmek amacıyla, üzerine yeni bir yardımcı güç birimi ilâve etmek sûretiyle ortaya çıkartılan Pr. 629M'nin ön tasarımı tamamlanmıştı.

Fakat daha sonra Proje 629M tasarım safhasında terk edilince, bu çalışmada geliştirilmekte olan nükleer çözümün Proje 651 (Nato tanımlaması Juliett) üzerine uygulanmasına karar verildi. Böylelikle ABD ile yaşanmakta olan askeri teknoloji yarışında görece kolay, ucuz ve hızlı bir gelişme elde edilebilmesi umuluyordu.

TsKB-181 (Rubin) [1] tarafından 1959'da tasarımı tamamlandıktan sonra hızla başlatılan üretim programı ile 16 adet inşa edilerek 1963-1968 arasında donanmaya teslim edilen Proje 651 Sınıfı denizaltıların [Resim.1] görevi, keşif uydularından alınan konum bilgileri doğrultusunda taşıdıkları uzun menzilli seyir füzeleri ile ABD uçak gemisi görev kuvvetlerine saldırmaktı.

İlk beş Proje 651 kısmen nâmanyetik çelik ile inşa edildiyse de yaşanan kaynak korozyonu kaynaklı sorunlar sebebiyle daha sonraki araçlar üzerinde sadece ferromanyetik çelik kullanıldı. Yedinci denizaltıdan itibaren de gövde üzerinde 50mm kalınlığında ses-emici kaplamalar uygulanmaya başlandı.

Juliett'lerin ilk üçü üzerinde Kurşun-Asit yerine çok pahalı ama son derece etkin Gümüş-Çinko aküler kullanıldı ve bu aküler ile denizaltı sualtında saatte 17,5mil sürat ile 1,5saat ve iktisâdi sürât ile ise (~2,8mil) 12 gün kadar kesintisiz seyir yapabiliyordu ki bu yetenek dördüncü gemiden sonra kullanılmaya başlanan 4x112 adet 60CM-2 Kurşun-Asit akünün sağladığından neredeyse üç kat kadar daha yüksek bir seyir sığası anlamına gelmekteydi.

Fakat bu seviyedeki bir sualtı seyir yeteneğinin 1960'ların görev ihtiyaçlarına ve tehditlerine karşı bile yetersiz kalması donanma çevrelerinde ciddi bir endişe kaynağıydı. 1960'ların ortasına gelindiğinde, daha önce Proje 629M ile yarım kalan yardımcı güç birimi faaliyetlerine devam edilmesine karar verildi ve çalışmalar tekrar başlatıldı. Proje 651E olarak tanımlanan yeni çalışma ile TsKB-112 (Lazurit) görevlendirildi.


Sovyet Proje 651 SSG'sinin Boyuna Kesiti

Resim.1) Sovyet Proje 651 Sınıfı (Nato tanımlaması Juliett) SSG'nin2 boyuna kesiti.[1]
1963-68 arasında toplam 16 tanesinin SSCB donanmasına teslim edildiği, dalışta 4.130tonluk bu dizel-elektrik denizaltılar 1940'ların meşhur alman Tip-21 tasarımının büyütülmüş bir türevi olarak da kabûl edilebilir.


Hedef mevcut konvansiyonel denizaltılar üzerine kolayca ilave edilerek onların yeteneklerini belirgin seviyede iyileştirebilmekti. 1965-67 aralığında Nikiet3 [2] belirlenen ihtiyaçlarına uygun olarak geliştirilecek ve VAU-6 olarak adlandırılan donanımın teknik tasarımını tamamladı.

1967-69 döneminde VAU-6S tanımlamalı prototipin geliştirme çalışmalarının tamamlanmasından sonra 1970-72 arasında özel bir kara tesisinde sistem kuruldu ve işletme denemeleri başlatıldı. Doğal olarak bu yeni tasarımda çeşitli teknik zorluklar ve sıkıntılar da yaşandı ve geliştirme çalışmaları beklenenden uzun sürdü ve ancak 1980'lere gelindiğinde tasarım yeterli olgunluk seviyesine ulaşabildi.

Gecikmenin temel sebebi bu kadar küçük bir atomik güç kaynağı inşa edebilmenin zorluğuydu ve çözüm ancak bir Kaynar Su Reaktörü kullanmakla mümkün olabildi.


Kaynar Su Reaktörü

İcat edildiği günden bu yana geçen sürede enerji üretmek amacıyla muhtelif türde atom reaktörleri geliştirilmiştir ve yeni yaklaşımlar üzerinde de halen çalışılmaktadır. Karaya kurulu enerji santralleri ele alınırsa, kullanılan soğutucuya göre mevcut türler için:

  1. Basınçlı Su Reaktörleri (%65)
  2. Kaynar Su Reaktörleri (%17)
  3. Sıvı Metal Reaktörleri
  4. Gaz Reaktörleri
  5. Erimiş Tuz Reaktörleri

şeklinde bir sıralama yapılabilir. Parantez içindeki değerler, bugün için dünya üzerinde işletilmekte olan 453 nükleer santralin çok büyük bir bölümünün Basınçlı Su türünde olduğunu, ikinci en yaygın türün ise Kaynar Su olduğunu ifade etmektedir. Ülkelere göre eğilimler de değişiklik gösterir, örneğin kara konuşlu uygulamalar için ingilizler Gaz, japonlar ise Kaynar Su türü reaktör teknolojilerini tercih etmektedir, mesela Fukushima Daichi de Kaynar Su temellidir...

Gemi ve Denizaltı uygulamalarında bugün için dünya denizlerinde yüzmekte olan atom reaktörlerinin tamamı Basınçlı Su türüdür. Uzun zaman önce hizmet dışına çıkartılan Proje 705 Sınıfı Sovyet denizaltıları üzerinde tercih edilmiş olan Sıvı Metal (Kurşun-Bizmut) soğutmalı reaktörler de deniz uygulamaları için ikinci önemli türdür ve bugün için terk edilmiş olsa da Çin merkezli bâzı çalışmalar olumlu bir şekilde ilerlerse yakında Sıvı Metalin tekrar denize dönebileceği tahmin edilmektedir.

Bu yazıya konu olan VAU-6 ise bünyesinde bir Kaynar Su reaktörü barındırıyor olmasıyla günümüze kadar bu türün denizde kullanılmasına ait tek numune olması açısından da son derece önemlidir.

Kaynar Su reaktörleri doğrudan çevrim ile yani soğutucu olarak kullanılan saf suyun reaktör çekirdeğinin içinden geçtikten sonra oluşan buharın doğrudan türbine gönderilmesi esasıyla çalışır. Bu sayede, örneğin bir Basınçlı Su reaktörüne göre daha küçük, hafif ve düşük maliyetli bir çözüm oluşturabilir çünkü basınç kazanı, ısı değiştirici vs. ile bütün bu ilave dolaşımları sağlayan karmaşık tesisatlara ihtiyaç kalmaz. Ama diğer taraftan türbin devresi radyoaktif maddelere doğrudan temas edeceğinden ilave bazı koruma önlemlerine ihtiyaç duyulur vs.


VAU-6

Kara temelli VAU-6S üzerinde kapsamlı ve zaman alıcı ar-ge çalışmaları devam ederken 651E üzerine uygulanacak gerçek VAU-6'nın nihâi tasarımı da tamamlandı. Ortaya çıkan donanım [Resim.1] denizaltının kıçaltına haricî bir silindirik/konik bağımsız mukavim bölme içine yerleştirilecek tam otomatik çalışan bir atomik enerji kaynağıydı. 6,5m uzunluğunda ve 2,9m çapındaki yapı toplam 70ton ağırlığındaydı ve denizaltının azami dalış derinliğiyle de tamamen uyumluydu.

Bu kadar küçük, göreceli ucuz ve karmaşık olmayan bir enerji üretme sistemi hedefine ulaşabilmek de ancak Kaynar Su reaktörü merkezinde bir sistem tasarlamakla mümkün olabilmiştir.

1978'de, Pr. 651 Sınıfının 1965'de donanmaya teslim edilen dördüncü gemisi dolayısıyla nâmanyetik dış cidara ve Kurşun-Asit akülere sahip Kuzey Filosundan K-68, yardımcı atomik tahrik birimi VAU-6'nın yerleştirilmesi için seçildi.

Tersaneye alınan denizaltı üzerine oldukça uzun bir bakım çalışması uygulandı; mevcut dış cidar kaplaması tamamen değiştirildi, torpil kovanları onarıldı, direkler söküldü vs. buna rağmen pek iyi durumda olmayan dizeller değiştirilmedi.

Ve nihayet [Resim.2] üzerinde görülen 6,5m uzunluğundaki deneysel atomik HBT de denizaltı üzerine yerleştirildi. Öngörülen reaktör ömrü 12.000saat ve sistemin tam yükte arızasız devamlı çalışma süresi 2.000saat idi.


Melez Atomik HBT: VAU-6

Resim.2) Melez Atomik HBT: VAU-6.
Sistem mevcut Pr.651'in kıçaltında, haricî ve bağımsız bir silindirik/konik hücre içine yerleştirildi. Bu bölme denizaltının azami dalış derinliği ile uyumluydu.
Aynı zamanda ihtiyaç halinde denizaltıdan hücreye geçiş de bir kaporta (5) üzerinden mümkündü.
Temel donanımları açıklamak gerekirse:
1 - Reaktör, 2 - Kurşun koruma katmanı, 3 - Buhar türbini, 4 - Jeneratör
5 - Kaporta, 6 - Yoğuşma kabı, 7 - Koruma birimi, 8 - Reaktör kazanı


Yerleşim ve bakım kolaylığı amacıyla reaktör bölmenin kıçına, darbe emici esnek takozlara bağlı turbojeneratör ise vasata yerleştirildi. Reaktör ve türbin arasındaki mesafe 700mm'ydi. 5MW ısıl gücündeki reaktör 30-35bar basınç altında kararlı bir şekilde çalışabiliyordu. Tek mil üzerinde iki kademeli türbinin tahrik ettiği 3-fazlı 400Hz alternator 600kW üretmekteydi ve aynı mil üzerinden güç alan 8.000devir/dak ile çalışan bir besleme tulumbası mevcuttu.

1984 yazının sonlarına doğru denizaltı tekrar denize indirildi. 1985'de seyir tecrübeleri başladı. VAU-6 ile denizaltı saate 6mile varan seyir süratlerini idame ettirebiliyordu. İlk denemelerde ciddi bir sıkıntı yaşanmadı ve ortaya çıkan tek sıkıntı 25°'yi aşan meyillerde otomatik acil durum koruma sisteminin devreye girmesiydi bu şartlar sert deniz koşullarında denizaltı satha yükselirken meydana gelmekteydi.

1987'de önce Kuzey Denizinin soğuk şartlarında ve sonra orta Atlantiğin sıcak sularında seyir tecrübeleri başarıyla gerçekleştirildi ve Ağustos 1987'de de K-68 ilk askeri göreve çıktı. Fakat kısa bir süre sonra SSCB çökünce bu çalışmanın devam ettirilmesini sağlayacak maddi kaynaklar ortadan kalktı ve artık idame ettirilemeyen K-68 1993 itibarı ile hizmetten alınarak geri dönüşüm için sırasını beklemeye başladı.

Yine de VAU-6 ile kendini ispatlayan bu küçük ve melez nükleer HBT kavramının dizel-elektrik denizaltı teknolojine yapabileceği katkının önümüzdeki dönemde Çin başta olmak üzere bazı yeni gelişmelere işaret ediyor olmasını gözden kaçırmamak gerekir ki yakında bu konunun da ele alınması düşünülmektedir...

Türkiyenin neden ciddi bir şekilde denizaltılar için nükleer tahrik seçeneklerine yönelmesi gerektiğini gösteren bir numune olarak melez atomik havadan bağımsız tahrik sistemi VAU-6 bile yeterlidir. Tip214 üzerindeki %100 dışa bağımlı, fâhiş fiyatlı ve işletme maliyetli, yetersiz performanslı, büyük ve ağır HBT donanımı belki 300 saat boyunca ancak 240kWsaat güç üretebilirken, 1970'lerin teknolojine sahip VAU-6 kabaca eşdeğer ağırlıkta bir donanım ile aylar boyunca kesintisiz 600kWsaat üretebilmekteydi.

♦ Açıklamalar

1. TsKB: Центральное конструкторское бюро / Tsentral'noye Konstruktorskoye Byuro, türkçesi ile Merkezî Tasarım Ofisi [geri]
2. SSG: Seyir Füzesi taşıyan konvansiyonel denizaltı [geri]
3. 1952'de kurulan Nikiet, bilhassa Sovyet/Rus atom denizaltıları alanında olmak üzere en önemli katkıları sağlamış ve halen faal bir nükleer teknoloji, mühendislik ve araştırma merkezidir. [geri]

♦ Kaynaklar

1. Rubin genelağ sitesi - http://ckb-rubin.ru
2. Nikiet genelağ sitesi - http://nikiet.ru
3. БОЛЬШАЯ РАКЕТНАЯ ПОДВОДНАЯ ЛОДКА пр. 651Э СО ВСПОМОГАТЕЛЬНОЙ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКОЙ (ВАУ-6), 2008, И. В. Иванов - В. А. Полежаев
4. http://www.deepstorm.ru
5. Boiling Water Reactors, R.A. Chaplin
6. Boiling Water Reactors, 2014, M. Ragheb
7. WNA - http://www.world-nuclear.org
 







Telif Hakkı © 1997-2018 [uskudar.biz] - sürüm 5.5.1 - Bütün Hakları Saklıdır. Kullanım şartları için tıklayın!
Joomla! GNU/GPL lisansı altında özgür bir yazılımdır.