Алексей Кукушкин – Линкор "Трамп". Гнев Персии. (страница 7)
«Они хотят чего? — пробормотал он, смотря на цифры требуемой мощности. — Это… это потребует больше электричества, чем небольшой город, и всё это должно расположиться на подвижной платформе, которая ещё и будет нырять в штормовую волну».
Техническое задание было простым по формулировке и адски сложным по сути, требовалось создать главную энергетическую установку (ГЭУ) для перспективного надводного корабля. Её задача не просто двигать вперёд махину водоизмещением более 40 000 тонн со скоростью 30+ узлов. Её главной функцией было питание «специальных потребителей»: электромагнитных рельсотронов и высокоэнергетических лазерных систем, с пиковой потребляемой мощностью, сравнимой с кратковременной нагрузкой на региональную энергосеть. При этом установка должна была обладать чудовищной надёжностью, ремонтопригодностью в море и, что было самым изощрённым требованием, обеспечивать практически мгновенный переход от режима экономичного хода к режиму «боевого разряда». Конструкторам пришлось забыть всё, что они знали о корабельных ГЭУ.
Первая проблема была философской, так как чисто газотурбинная установка, как на эсминцах типа «Арли Бёрк», давала быструю реакцию, но была прожорлива и не обеспечивала нужной базовой устойчивой мощности для «спецпотребителей». Атомный реактор, как на авианосцах, давал энергию «в избытке», но был слишком громоздок, дорог, а главное, его инерционность и сложность быстрого изменения режима делали его плохим партнёром для рельсотрона, требующего гигантского, но кратковременного энерговыброса.
Решение родилось в муках. Инженеры GE вернулись к архивам, к концепции COGAG (Combined Gas turbine And Gas turbine) — комбинированной газотурбинной установки. Но не в классическом виде. Они разработали гибридную схему, позже получившую кодовое название «Циклоп». Её основу составляли четыре новейших газовых турбины LM9000 морского базирования — адаптированных авиационных двигателей, чья мощность и эффективность были беспрецедентны. Две из них работали бы постоянно, обеспечивая ход и базовые потребности корабля. Ещё две включались в работу для развития полного хода или, что было ключевым, для подзарядки суперконденсаторных батарей и накопительных колец «энергетического ядра».
Однако сами по себе турбины не решали проблему «мгновенного удара». Для этого в схему был интегрирован массив литий-полимерных суперконденсаторов и маховиковых накопителей. Они выступали в роли гигантского «буфера», в котором турбины относительно плавно заряжали их в постоянном режиме, а в момент выстрела рельсотрона или работы лазера на полной мощности энергия за миллисекунды «сливалась» с этих накопителей, что было похоже на работу фото-вспышки: конденсатор копит заряд, а потом отдаёт его в виде краткой, но ослепительной вспышки энергии.
Проблемы начались на этапе детального проектирования. Выяснилось, что традиционные системы редукторов и валов, передающие мощность от турбин на винты, не справятся с новыми нагрузками и требованиями к компоновке. Требовалась полностью электрическая трансмиссия, и здесь GE столкнулись с призраком утраченных технологий. Опыт создания мощных электродвигателей и генераторов для надводных кораблей в США был почти утерян со времён Второй мировой, когда такие системы ставились на некоторые авианосцы и линкоры. Чертежи пожелтели, специалисты ушли, цепочки поставок распались.
Пришлось начинать почти с чистого листа, опираясь на наработки из области ветрогенерации и локомотивостроения. Инженеры сутками не выходили из лабораторий в Скенектади, испытывая новые изоляционные материалы для обмоток, которые должны были выдерживать не только огромные мощности, но и солёную, вибрирующую среду корабля. Системы управления мощностью, по сути, стали аналогом управляющей электроники для гигантского гибридного автомобиля, только в миллион раз сложнее.
Кульминацией испытаний стал провал первого полноразмерного прототипа «генератор-двигатель» блока. Во время теста на максимальную нагрузку в корпусе супер-проводящего генератора возник резонанс, приведший к короткому замыканию и физической деформации сердечника. Ущерб составил миллионы долларов. В отчёте написали «непредвиденные гармонические колебания», а по сути, физика сказала «нет».
Спасение пришло откуда не ждали. Молодой инженер-физик, ранее работавший в ЦЕРНе, над системами питания Большого адронного коллайдера, предложил применить принципы активного магнитного подвеса вала и динамического гашения колебаний, используемые в ускорителях частиц. Это была чистая авиационно-космическая технология, никогда не применявшаяся в таком масштабе на море. Её внедрение отбросило график на четыре месяца, но решило проблему.
Параллельно решалась другая головоломка, как теплоотвод. КПД даже самых совершенных турбин и генераторов далёк от 100%. Огромная мощность означала гигантские потери в виде тепла. Традиционные забортные радиаторы не справлялись. Решение нашли в двухконтурной системе, где внутренний контур с дистиллированной водой отводил тепло к компактным, но суперэффективным титановым теплообменникам, которые, в свою очередь, передавали тепло забортной воде через миллионы микротрубок, увеличивающих площадь контакта в сотни раз. Эта система, прозванная «Лёгкие кита», сама по себе стала прорывом.
Когда финальный прототип ГЭУ «Циклоп» был собран в испытательном цеху и впервые выведен на полную комплексную нагрузку, это было зрелище, достойное апокалипсиса. Рёв турбин, напоминавший взлёт реактивного лайнера, гудел сквозь звукоизолирующие стены. На панелях управления десятки экранов полыхали зелёными и жёлтыми кривыми. Имитатор выстрела рельсотрона сымитировал запрос на гигаджоуль энергии за 0,2 секунды. Система отреагировала. Мощность с суперконденсаторов была отдана в полную нагрузку без просадки напряжения на основных шинах. Тихий щелчок реле был для команды Келсо громче любого салюта.
Эндрю Келсо, наблюдая за графиками, обернулся к своему заму, седому ветерану, строившему установки для «Спрюэнсов».
— Ну что, Билл? Получилось?
Тот медленно вытер очки.
— Получилось, Энди. Чёрт возьми, получилось. Мы только что заставили законы физики танцевать под нашу дудку. Интересно, они там, на верфи, хоть представляют, какое сердце мы для их железки сварили?
Через неделю коробка с чипом, содержащим все управляющие алгоритмы и цифрового двойника ГЭУ, под вооружённой охраной была отправлена в Бремертон. Сердце для «Defiant» было готово. Оно было капризным, сложным, стоило целое состояние и требовало для обслуживания новых, ещё не написанных инструкций. Но оно билось, и его ритм был ритмом новой эры, где корабль черпал свою мощь не в порохе, а в контролируемой ярости электричества.
Визит президента
День визита выдался типичным для Бремертона: низкое, мокрое небо цвета свинца, с которого непрерывно сеялась мелкая, пронизывающая морось. Туман, словно вата, забивал дальние уголки фьорда, но прямо над стапелем «Дельта» он рассеивался, разрываемый жаром тысяч процессов и яростным светом ксеноновых прожекторов. Казалось, сама природа отступила перед этим рукотворным чудовищем.
Кортеж из чёрных «Сибурбанов» миновал КПП и остановился у самого края гигантской строительной площадки. Из машины вышел президент. Он был одет не в деловой костюм, а в тёмную ветровку с президентской печатью, на голове бейсболка с логотипом «ВМС США», которую ему тут же вручили. Дождь моментально засеребрил её козырёк.
Его первый взгляд был обращен не на встречающих директора Вулфа и доктора Вогеля в касках и жилетах, а вверх. Туда, где из тумана и дождя выплывал силуэт. Корпус «Defiant» уже обрёл форму. Ещё без надстроек, без орудийных башен, он возвышался на стапеле, как чёрный, зазубренный горный хребет, поросший лесами стальных лесов. По его рёбрам, сшитым ровными швами плазменной сварки, стекали ручьи воды, сверкая в свете прожекторов, это была не картинка, не макет, а подавляющая, материальная реальность.
— Вау, — произнёс Глава Белого дома, не скрывая искреннего, почти детского изумления. Он обвёл взглядом стройплощадку. — Это… это по-настоящему. Очень по-настоящему, гораздо больше, чем я себе представлял.
Его сопровождали не только охрана, но и пара операторов с камерами, ловивших каждый жест. Но президент, казалось, забыл о них. Он шагнул под навес, где шла сборка одной из секций надстройки. Рабочие в заляпанных краской комбинезонах, с лицами, усталыми и сосредоточенными, оторвались от работы. На секунду воцарилась тишина, нарушаемая лишь гудением где-то в глубине цеха и шипением дождя.
— Ребята! — голос президента, привыкший заполнять пространство, прозвучал здесь немного иначе, как бы уважительнее. — Вы делаете историю! Вы видите это? — Он ткнул пальцем в сторону корпуса. — Это величайший корабль в мире, и вы его строите. Вы, а не какие-то там заокеанские конкуренты.
Один из сварщиков, мужчина лет пятидесяти с седыми висками из-под каски, медленно снял затемнённый щиток. Его звали Рэй. Он смотрел на президента не с восторгом, а с тяжёлой, испытующей серьёзностью.
— Мистер президент, — сказал он хрипло. — Мы строим. Каждый день. По шестнадцать часов. Вопрос в том, успеем ли мы к вашему сроку? И что будет с нами, когда мы его построим? Верфь снова заглохнет?