Tàu ngầm hạt nhân

Tàu ngầm hạt nhân (tiếng Anh: Nuclear submarine) là một loại tàu ngầm vận hành nhờ năng lượng sinh ra từ phản ứng hạt nhân bên trong Lò phản ứng hạt nhân của tàu. Loại tàu ngầm này có rất nhiều những lợi thế về hiệu năng hoạt động so với loại tàu ngầm diesel - điện trước đó. Nhờ có sức đẩy hạt nhân mà loại tàu này không còn phụ thuộc vào không khí, do đó tàu ngầm không nhất thiết phải nổi lên mặt nước thường xuyên. Mặt khác, với nguồn năng lượng khổng lồ từ hạt nhân, tàu ngầm hạt nhân có thể vận hành tốc độ cao trong một thời gian dài, và thời gian tiêu thụ nhiên liệu cũng được mở rộng, chỉ trừ trường hợp phải tiếp tế đồ ăn. Với thế hệ tàu ngầm hạt nhân hiện tại thì nó có thể vận hành trong 25 năm liên tục mà không phải nạp nhiên liệu.[1] Mặc dù có nhiều ưu điểm như vậy nhưng hiện nay, chỉ có lực lượng hải quân của 5 quốc gia thành viên Hội đồng Bảo an Liên Hiệp Quốc là: Hoa Kỳ, Liên Xô (sau khi Liên Xô sụp đỏ là Nga), Anh, PhápTrung Quốc là có hạm đội tàu ngầm hạt nhân, trong đó, Hải quân Mỹ có 100% hạm đội tàu ngầm đều là tàu ngầm hạt nhân. Ấn Độ là quốc gia duy nhất không thuộc Hội đồng Bảo an Liên Hiệp Quốc có trang bị tàu ngầm hạt nhân, đó là chiếc INS Charka, một chiếc tàu ngầm hạt nhân lớp Shchuka-B mà nước này thuê lại trong 10 năm từ Nga.

Lịch sửSửa đổi

 
USS Nautilus (SSN-571), chiếc tàu ngầm hạt nhân đầu tiên trên thế giới

Ý tưởng chế tạo một loại tàu ngầm chạy bằng hạt nhân được khởi xưởng bởi Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Hải quân (Naval Research Laboratory) từ năm 1939. Nhà vật lý người Mỹ Ross Gunn (1897-1966) được tờ New York Times khen ngợi là: "Một trong những cha đẻ của chương trình tàu ngầm hạt nhân"[2].

Năm 1954, Mỹ đã cho hạ thủy chiếc tàu ngầm hạt nhân đầu tiên trên thế giới, chiếc USS Nautilus, mang mã hiệu SSN-571.[3] Nó đã phá vỡ nhiều kỉ lục về tốc độ, thời gian và khả năng chịu đựng áp lực khi lặn của các tàu ngầm diesel-điện Klasse XXI trước đó của Đức Quốc Xã.

Phòng thí nghiệm Năng lượng Nguyên tử Bettis (thuộc tập đoàn Westinghouse) đảm nhận việc chế tạo lò phản ứng hạt nhân, trong khi công ty Electric Boat, một công ty con của tập đoàn General Dynamics, đảm nhận việc chế tạo con tàu. Sau khi hoàn thành, Đệ Nhất Phu nhân Hoa Kỳ Mamie Eisenhower, vợ của tổng thống Dwight D. Eisenhower, đã ăn mừng bằng một chai champagne trên mũi con tàu. Vào ngày 17/1/1955, con tàu được hạ thủy để chạy thử sau khi rời cảng Gorton, Connecicut. Tàu Nautilus có chiều dài 320 feet (98 m), chi phí cho việc chế tạo là 55 triệu USD (Đôla Mỹ thời giá 1954).

Trong thập niên 50, Hải quân Liên Xô cũng bắt đầu việc chế tạo tàu ngầm hạt nhân để tạo thế cân bằng với Hải quân Mỹ trong Chiến tranh Lạnh. Hải quân Liên Xô bắt đầu hàng loạt các thử nghiệm phản ứng hạt nhân tại Viện Vật lý và Kỹ thuật Điện ở Obninsk dưới sự chỉ đạo của Anatoly Petrovich Aleksandrov (1903-1994), người sau này trở thành giám đốc của Viện Kurchatov, một trong những viện chuyên nghiên cứu về công nghệ hạt nhân hàng đầu của Liên Xô (nay là Nga). Đến năm 1956, lò phản ứng hạt nhân do đội ngũ các nhà vật lý giỏi nhất của Liên Xô thiết kế đã sẵn sàng đi vào hoạt động, trong khi đó, một nhóm các kỹ sư do Vladimir N. Peregudov đã thiết kế phần thân của con tàu. Vượt qua mọi chướng ngại, bao gồm vấn đề về bộ phát bằng hơi nước, rò rỉ phóng xạ, và những khó khăn khác, tàu ngầm hạt nhân mang tên K-3 "Leninskiy Komsomol" của dự án 627 lớp "Kit" (Project 627 Kit, tiếng Nga: Кит), còn gọi là lớp November (November-class) của NATO đã được đưa vào hoạt động vào Hải quân Liên Xô trong năm 1958.

Với năng lượng hạt nhân, việc chế tạo bộ phận đẩy cho tên lửa đạn đạo tàu ngầm chiến lược trở nên lý tưởng, nhờ đó tăng khả năng giữ dưới nước và không bị phát hiện. tàu ngầm hạt nhân với tên lửa đạn đạo chiến lược đầu tiên có tên là USS George Washington (SSBN-598) với 16 quả tên lửa Polaris A-1. Liên Xô cũng đã có một vài tàu ngầm hạt nhân trong dự án 629 (lớp Golf), và chỉ sau 1 năm, tàu ngầm K-19 của dự án 658 (lớp Hotel) đã được hoạt động lần đầu vào tháng 11-1960.[4][5]

 
Lớp VMF Typhoon là các tàu ngầm chạy bằng năng lượng hạt nhân có lượng giãn nước lớn nhất thế giới.[6]

Công nghệ của tàu ngầm hạt nhânSửa đổi

 
Tàu ngầm HMS Astute, loại tàu ngầm hạt nhân tấn công tiên tiến.[7]

Điểm khác biệt chính giữa tàu ngầm hạt nhân loại thường và loại hạt nhân là ở hệ thống phát năng lượng. Tàu ngầm hạt nhân sử dụng lò phản ứng hạt nhân cho việc phát năng lượng. Các lò phản ứng còn có thể cung cấp điện cho motor điện nối với chân vịt hoặc sử dụng phản ứng tỏa nhiệt để sản xuất hơi nước, phục vụ cho việc quay turbine hơi nước. Các lò phản ứng sử dụng nhiên liệu đã được làm giàu uranium 235 (thường hơn 20%), nhờ đó mà sẽ sản sinh ra một lượng công suất khổng lồ, giúp cho tàu ngầm hạt nhân có thể vận hành trong thời gian dài - điều mà khó có thể thực hiện do vị trí của lò phản ứng có thể nguy hiểm vì áp suất lớn của thân tàu.

Lò phản ứng hạt nhân cũng có thể cung cấp nguồn cho các hệ thống ngầm khác, như là cân bằng dưỡng khí, sản xuất nước uống bằng việc bỏ muối từ nước biể̀n, điều chỉnh áp suát và vân vân. Tất cả các lò của hải quân hiện tại đều vận hành với máy phát diesel và hệ thống khôi phục nguồn. Những động cơ này có khả năng cung cấp nguồn điện khẩn cấp phòng khi lò quá tải nhiệt, cũng như là đủ điện cung cấp cho bộ phận đẩy bằng cơ học. tàu ngầm hạt nhân có thể vận hành tới 30 năm khi mang nhiên liệu hạt nhân. Trở ngại duy nhất làm giới hạn thời gian ở dưới nước của tàu ngầm hạt nhân là sự cung cấp thức ăn và bảo trì thân tàu.

Điểm yếu của tàu ngầm hạt nhân khi sử dụng công nghệ tàng hình là phải làm mát lò khi tàu không di chuyển; khoảng tới 70% lượng nhiệt từ lò thoát ra và truyền vào nước biển. Điều này sẽ tạo nên "vùng dậy sóng nhiệt", một lượng nước ấm có mật độ thấp nổi lên trên bề mặt biển. Do đó sẽ tạo nên "vết nhiệt" mà có thể quan sát được nhờ hệ thống dò ảnh nhiệt, ví dụ FLIR chẳng hạn.[8] Một vấn đề khác đó là lò phản ứng chạy thường xuyên, do đó tạo nên tiếng hơi nước và rất dễ bị phát hiện bởi SONAR, và bơm phản ứng (dùng cho chu trình tải nhiệt) cũng sẽ tạo ra tiếng động, trái ngược với tàu ngầm thông thường, có thể chạy một cách tĩnh lặng với motor điện.[citation needed]

Danh sách các tàu ngầm hạt nhânSửa đổi

  MSửa đổi

Ngưng hoạt độngSửa đổi

  • SCB-64: USS Nautilus (SSN-571)
  • SCB-64A: USS Seawolf (SSN-575)
  • SCB-121: Skate class attack submarines
  • SCB-132: USS Triton (SSRN-586)
  • SCB-137A: USS Halibut (SSGN-587)
  • SCB-154: Skipjack class attack submarines
  • SCB-178: USS Tullibee (SSN-597)
  • SCB-180A: George Washington class ballistic missile submarines
  • SCB-180: Ethan Allen class ballistic missile submarines
  • SCB-188: Permit class attack submarines
  • SCB-188A: Sturgeon class attack submarines
  • SCB-216: Lafayette class ballistic missile submarines
  • SCB-216: James Madison class ballistic missile submarines
  • SCB-216: Benjamin Franklin class ballistic missile submarines
  • NR-1
  • SCB-245: USS Narwhal (SSN-671)
  • SCB-302: USS Glenard P. Lipscomb (SSN-685)

Đang hoạt độngSửa đổi

  • SCB-303: Lớp Los Angeles
  • SCB-304: Lớp Ohio
  • Lớp Seawolf
  • Lớp Virginia

Đang phát triểnSửa đổi

  • Ohio replacement SSBN(X) (In development)

 Liên Xô NgaSửa đổi

Ngưng hoạt độngSửa đổi

Đang vận hànhSửa đổi

Đang phát triểnSửa đổi

  • Project 885 (Graney) attack submarines (Sea trials)

  Vương Quốc AnhSửa đổi

Ngưng hoạt độngSửa đổi

  • HMS Dreadnought (S101)
  • Valiant class attack submarines
  • Resolution class ballistic missile submarines
  • Churchill class attack submarines
  • Swiftsure class attack submarines

Đang vận hànhSửa đổi

  • Trafalgar class attack submarines
  • Vanguard class ballistic missile submarines
  • Astute class attack submarines

Đang phát triểnSửa đổi

  • Vanguard replacement SSBN (In development)

  PhápSửa đổi

Ngưng hoạt độngSửa đổi

  • Redoutable class ballistic missile submarines

Đang vận hànhSửa đổi

  • Rubis class attack submarines
  • Triomphant class ballistic missile submarines

Đang phát triểnSửa đổi

  • Barracuda class attack submarines (In development)

  Trung QuốcSửa đổi

Đang vận hànhSửa đổi

Đang phát triểnSửa đổi

  • Type 095 attack submarines (In development)
  • Type 096 (Tang) ballistic missile submarines (In development)

  Ấn ĐộSửa đổi

Ngưng hoạt độngSửa đổi

Đang vận hànhSửa đổi

  • INS Chakra leased Russian Akula Class attack submarine, named after the previous INS Chakra
  • Arihant class submarine - INS Arihant (undergoing sea trials)

Đang phát triểnSửa đổi

  • Arihant class submarine - 1 in sea trial as INS Arihant, 1 or 2 under construction next one is named INS Aridhaman)
  • Indian Navy SSN programme - 6 submarines to be built.[10]

  BrazilSửa đổi

Đang phát triểnSửa đổi

  • SNB Álvaro Alberto - SN10 attack submarines[11]

Tham khảoSửa đổi

  1. ^ Naval Technology – SSN Astute Class – Attack Submarine
  2. ^ “Nguồn”.
  3. ^ USS Nautilus (SSN-571)
  4. ^ Gardiner & Chumbley, p. 403
  5. ^ “Nuclear-powered ballistic missile submarines - Project 667A”. Truy cập ngày 26 tháng 7 năm 2015.
  6. ^ Submarine Milestones – Largest Subs; 1981: Typhoon Class (Soviet and Russian) National Geographic
  7. ^ “Exclusive: Royal Navy's most advanced submarine HMS Astute set for home on the River Clyde”. Daily Record. ngày 13 tháng 11 năm 2009. Truy cập ngày 20 tháng 11 năm 2009.
  8. ^ Samuel Upton Newtan Nuclear War I and Other Major Nuclear Disasters of the 20th century p.291, AuthorHouse, 2007 ISBN 978-1-4259-8511-0
  9. ^ “Finally flying colors: Yury Dolgoruky nuclear sub joins Russian Navy”. RT English. Truy cập ngày 26 tháng 7 năm 2015.
  10. ^ “India to Build 6 Nuclear-Powered Submarines – Navy Chief |”. idrw.org. Truy cập ngày 4 tháng 12 năm 2015.
  11. ^ “Defesa Aérea & Naval » » Submarino Nuclear Brasileiro 'Alvaro Alberto' (SN 10)”. Defesa Aérea & Naval. Truy cập ngày 26 tháng 7 năm 2015.

Liên kết ngoàiSửa đổi