USS Enterprise – pierwszy atomowy

Andrzej Nitka

„We are legend”

USS Enterprise – pierwszy atomowy

1 grudnia 2012 r. w bazie morskiej Norfolk w stanie Wirginia odbyła się ceremonia wycofania ze służby Enterprise’a. Podczas tej uroczystości na jego trapie, obok nazwy i znaku taktycznego, znalazło się hasło „We are legend” – jesteśmy legendą. To prawda, ten okręt to legenda. Był pierwszym na świecie lotniskowcem atomowym i służył przez 51 lat, dłużej niż jakakolwiek inna jednostka tej klasy w US Navy. To tylko dwa z wielu powodów, aby bliżej zapoznać się z jego historią.

Droga do atomowego lotniskowca Pojawienie się pod koniec II wojny światowej broni atomowej oraz podział państw na dwa przeciwstawne bloki militarne legło u podstaw nowego wyścigu zbrojeń, tym razem o wymiarze globalnym. Proces ten dotyczył nie tylko samej broni jądrowej, ale także środków jej przenoszenia. Początkowo US Navy jako nosicieli tego uzbrojenia, stosowała samoloty operujące z pokładów lotniskowców oraz pociski skrzydlate Regulus startujące zarówno z pokładów okrętów nawodnych, jak i podwodnych. Dopiero później skoncentrowała swoją uwagę na pociskach balistycznych odpalanych spod wody, z okrętów podwodnych o napędzie atomowym.

Zastosowanie napędu atomowego na okrętach podwodnych pokazało, jak bardzo zwiększają się zdolności bojowe jednostek w niego wyposażonych. Przed rokiem 1950 US Navy nie zajmowała się poważnie opracowywaniem projektu lotniskowca atomowego, koncentrując się na projektach okrętów podwodnych, krążowników oraz niszczycieli o siłowni jądrowej.

Przez krótki czas rozważano wyposażenie pierwszego powojennego lotniskowca United States (CVA 58) w ten rodzaj napędu. Jednak szybka skasowano ten program, w wyniku kontrowersyjnej rywalizacji z siłami powietrznymi w kwestii, który z tych rodzajów sił zbrojnych lepiej nadaje się do wykonywania uderzeń strategicznych na cele lądowe (znanej pod hasłem „bombowiec B-36 czy lotniskowce typu United States”). Spowodowało to, że koncepcja ta w tym czasie nie wyszła poza sferę zamierzeń.

Sytuacja zmieniła się w sierpniu 1950 r., kiedy to Szef Operacji Morskich, adm. Forrest P. Sherman (CNO, Chief of Naval Operations, dowódca US Navy) zlecił Biuru Okrętów (Bureau of Ships) przeprowadzenie prac studyjnych nad lotniskowcem uderzeniowym o napędzie jądrowym – nuclear-powered attack carrier (CVAN). W listopadzie 1951 r. Połączone Szefostwo Sztabów określiło formalne wymagania dla pierwszego lotniskowca atomowego. 16 lutego 1954 r. Biuro ogłosiło wstępną charakterystykę tego okrętu. Miała to być jednostka przystosowana do operowania samolotów o masie do 45,36 t, mająca 4 podnośniki lotnicze i tyle samo katapult parowych oraz cechująca się takim samym poziomem ochrony (opancerzony pokład lotniczy), co lotniskowiec Forrestal (CVB 59, wnet CVA 59) z napędem konwencjonalnym, którego budowa miała właśnie się rozpocząć.

Prace nad lotniskowcem z siłownią atomową były kolejną próbą odegrania przez US Navy ważnej roli w działaniach strategicznych prowadzonych przez siły zbrojne Stanów Zjednoczonych. Według poglądów marynarki opracowywany właśnie przez firmę North American Aviation nowy bombowiec pokładowy (późniejszy A-5 Vigilante), będzie zdolny do wykonywania za pomocą broni jądrowej uderzeń na cele położone w głębi lądu, w tym również na obiekty strategiczne. Ponadto dzięki możliwości rozwijania prędkości naddźwiękowej oraz stosunkowo niewielkim rozmiarom będzie miał większe szanse na zaatakowanie silnie bronionych ośrodków, niż poddźwiękowe międzykontynentalne bombowce US Air Force, takie jak Convair B-36 Peacemaker czy Boeing B-47 Stratojet.

W celu maksymalnego wykorzystania możliwości tych samolotów planiści US Navy postulowali stworzenie całkowicie „atomowych” zespołów floty, składających się jedynie z jednostek o napędzie jądrowym. Trzonem takiej grupy miały być 1-2 lotniskowce oraz okręty eskorty (krążowniki i fregaty). Dzięki nowemu rodzajowi napędu zespół mógł przez długi czas utrzymywać prędkość maksymalną, a więc szybko pojawić się w rejonie, skąd samoloty mogły uderzyć na swoje cele, zaś po ich powrocie natychmiast się stamtąd wycofać. Pierwszymi okrętami zespołu nowego rodzaju (z prototypami jednostek w każdej z tych klas) był właśnie Enterprise (CVAN 65), krążownik rakietowy Long Beach (CGN 9) i fregata rakietowa Bainbridge (DLGN 25), przeklasyfikowana w połowie 1975 r. na krążownik rakietowy z sygnaturą CGN 25.

Projekt i układ napędowy
Projekt pierwszego lotniskowca atomowego nosił oznaczenie SCB-160 i został opracowany na podstawie równolegle powstających dwóch pierwszych jednostek typu Kitty Hawk (SCB-127/127A), które z kolei były rozwinięciem wcześniejszych lotniskowców typu Forrestal (SCB-80). W związku z tym nowy okręt zachował ogólny układ konstrukcyjny swych nieatomowych pobratymców, jednak – co zrozumiałe – wprowadzono również wiele zmian. Najważniejsze dotyczyły oczywiście układu napędowego.

Na lotniskowcu zamontowano 8 wodnociśnieniowych reaktorów jądrowych (Pressurized Water Reactors – PWR) typu A2W o mocy cieplnej 150 MW każdy, współpracujących z 32 generatorami pary Foster-Wheeler(zw. też wytwornicami pary lub wymiennikami ciepła, po 4 na każdy reaktor). W tego typie reaktorów woda spełnia jednocześnie rolę chłodziwa (nośnika energii) i moderatora. System taki – przetestowany na amerykańskich okrętach podwodnych – był sprawdzony, a tym samym bezpieczny. W tego rodzaju siłowni woda krążąca w obiegu pierwotnym wykonuje pewną liczbę cykli przechodząc przez reaktor, a stamtąd kierowana jest do wytwornicy pary. Chłodziwo obiegu pierwotnego musi być utrzymane pod dużym ciśnieniem, by uniknąć wrzenia i zamiany w parę. Para w górnej części obiegu pierwotnego jest używana jedynie do skompensowania zmian w poziomie chłodziwa, w zależności od zmian temperatury wlotowej i wylotowej. Energia cieplna jest przekazywana z wody obiegu pierwotnego do wody pod normalnym ciśnieniem w obiegu wtórnym w wymienniku ciepła, w wyniku czego woda krążąca w tym obiegu zmienia stan skupienia i staje się parą, a następnie przechodzi do turbiny parowej. Gdy to już nastąpi, i – upraszczając – odda energię na śruby napędowe, para kierowana jest do serii skraplaczy, gdzie zmienia się ponownie w wodę i wraca w postaci płynnej do wytwornicy pary, powtarzając cykl pracy. Skraplacze używają wody morskiej do obniżenia temperatury i wymagają stałego jej przepływu zarówno w czasie ruchu okrętu, jak i w trakcie postoju, jeżeli tylko reaktory są włączone, do czego konieczne jest wykorzystywanie pomp. Woda stosowana w obiegu pierwotnym jest dwukrotnie destylowana, tak aby usunąć z niej sól, co zdecydowanie wpływa na zmniejszenie jej promieniotwórczości. Ciśnienie robocze w obiegu pierwotnym reaktorów typu A2W wynosiło 160 kG/cm2, a temperatura 280oC, zaś w obiegu wtórnym odpowiednio 24 kG/ /cm2 i 240oC.

Pełna wersja artykułu w magazynie MSiO 1s/2014