La clase Alfa , designación soviética Proyecto 705 Lira ( ruso : Лира , que significa " Lira ", nombre de la OTAN Alfa ), era una clase de submarinos de ataque de propulsión nuclear en servicio con la Armada Soviética desde 1971 hasta principios de la década de 1990, con uno en servicio. más tarde con la Armada rusa hasta 1996. Estuvieron entre los submarinos militares más rápidos jamás construidos, y sólo el prototipo de submarino K-222 ( nombre de informe de la OTAN clase Papa) los superó en velocidad sumergida. [3]
Los submarinos del Proyecto 705 tenían un diseño único entre otros submarinos. Además del revolucionario uso de titanio para su casco, utilizó un potente reactor refrigerado por plomo-bismuto como fuente de energía, lo que redujo en gran medida el tamaño del reactor en comparación con los diseños convencionales, reduciendo así el tamaño total del submarino y permitiendo para velocidades muy altas. Sin embargo, esto también significaba que el reactor tenía una vida útil corta y debía mantenerse caliente cuando no estaba en uso. Como resultado, los submarinos se utilizaron como interceptores, y en su mayoría se mantuvieron en el puerto listos para una carrera a alta velocidad hacia el Atlántico Norte .
El proyecto 705 fue propuesto por primera vez en 1957 por MG Rusanov y el trabajo de diseño inicial dirigido por Rusanov comenzó en mayo de 1960 en Leningrado [1] [2] con la tarea de diseño asignada al SKB-143, uno de los dos predecesores (el otro era el TsKB- 16) de la Oficina de Diseño Malakhit , que eventualmente se convertiría en uno de los tres centros de diseño de submarinos soviéticos/rusos, junto con la Oficina de Diseño Rubin y la Oficina Central de Diseño Lazurit .
El proyecto era muy innovador para cumplir con los requisitos más exigentes: velocidad suficiente para perseguir con éxito cualquier barco; la capacidad de evitar armas antisubmarinas y asegurar el éxito en el combate submarino; baja detectabilidad, en particular para los conjuntos MAD aéreos , y también especialmente para los sonares activos; desplazamiento mínimo; y dotación mínima de tripulación.
Se utilizaría un casco especial de aleación de titanio para crear una embarcación pequeña, de baja resistencia, de 1.500 toneladas , con seis compartimentos [2], capaz de alcanzar velocidades muy altas (más de 40 nudos (46 mph ; 74 km/h )) y bucear profundamente. El submarino operaría como interceptor, permaneciendo en el puerto o en ruta de patrulla y luego corriendo para alcanzar a una flota que se acerca. Se ideó una central nuclear de alta potencia refrigerada por metal líquido , que se mantenía líquido en el puerto mediante calentamiento externo. Una automatización extensiva también reduciría en gran medida el número de tripulantes necesarios a sólo 16 hombres.
Los problemas prácticos con el diseño rápidamente se hicieron evidentes y en 1963 el equipo de diseño fue reemplazado y se propuso un diseño menos radical, aumentando todas las dimensiones principales y el peso del buque en 800 toneladas y casi duplicando la tripulación.
Un prototipo de diseño similar, el submarino de misiles de crucero Proyecto 661 o K-162 (desde 1978 K-222 ) (llamado por la OTAN clase Papa ), se construyó en el astillero SEVMASH en Severodvinsk y se completó en 1972. El largo El tiempo de construcción fue causado por numerosos defectos de diseño y dificultades en la fabricación. Probada exhaustivamente, fue puesta fuera de servicio tras un accidente de reactor en 1980. Tenía una velocidad máxima de 41,2 nudos (47,4 mph; 76,3 km/h) y una profundidad de prueba de 400 m (1300 pies). Esto, combinado con otros informes, creó cierta alarma en la Marina de los EE. UU. e impulsó el rápido desarrollo del programa de torpedos ADCAP y de los proyectos del programa de misiles Sea Lance (este último fue cancelado cuando se conoció información más definitiva sobre el proyecto soviético). La creación del torpedo Spearfish de alta velocidad por parte de la Royal Navy también fue una respuesta a la amenaza planteada por las capacidades reportadas de los submarinos del Proyecto 705.
La producción comenzó en 1964 como Proyecto 705 con la construcción tanto en el astillero del Almirantazgo , Leningrado como en Sevmashpredpriyatiye (SEVMASH - Northern Machine-building Enterprise), Severodvinsk . El barco líder, el K-64 , se construyó en Leningrado. Leningrado construyó tres submarinos del Proyecto 705 posteriores, y Severodvinsk construyó tres submarinos del Proyecto 705K (solo se diferencian en la planta del reactor; ver más abajo). El primer barco se puso en servicio en 1971. [2] Los barcos del Proyecto 705 estaban destinados a ser plataformas experimentales, para probar todas las innovaciones y rectificar sus fallas, que luego fundarían una nueva generación de submarinos. Esta naturaleza altamente experimental predeterminó en gran medida su futuro. [ cita necesaria ] En 1981, con la finalización del séptimo buque, terminó la producción. Todos los buques fueron asignados a la Flota del Norte .
La central eléctrica del barco era un reactor moderado por berilio y refrigerado por plomo-bismuto. Estos reactores refrigerados por metal líquido tienen una serie de ventajas sobre otros tipos: [4]
Aunque la tecnología de la década de 1960 apenas era suficiente para producir LMR confiables, que aún hoy se consideran desafiantes, sus ventajas se consideraban convincentes. Se desarrollaron dos plantas de energía de forma independiente, BM-40A por OKB Gidropress (Hydropress) en Leningrado y OK-550 por la oficina de diseño OKBM en Nizhniy Novgorod, ambas usando una solución eutéctica de plomo - bismuto para la etapa de enfriamiento primario y ambas produciendo 155 MW. de poder.
La velocidad de ráfaga diseñada en las pruebas fue de 43 a 45 nudos (49 a 52 mph; 80 a 83 km/h) para todas las embarcaciones, y se podían mantener velocidades de 41 a 42 nudos (47 a 48 mph; 76 a 78 km/h). . La aceleración hasta la velocidad máxima tardó un minuto y la marcha atrás de 180 grados a máxima velocidad tardó sólo 40 segundos. Este grado de maniobrabilidad supera a todos los demás submarinos y a la mayoría de los torpedos que estaban en servicio en ese momento. De hecho, durante el entrenamiento los barcos demostraron ser capaces de evadir con éxito los torpedos lanzados por otros submarinos, lo que requirió la introducción de torpedos más rápidos como el americano ADCAP o el británico Spearfish . Sin embargo, el precio por esto fue un nivel de ruido muy alto a velocidad de ráfaga. [ cita necesaria ] Según la Inteligencia Naval de EE. UU., la velocidad táctica era similar a la de los submarinos clase Sturgeon . [5]
La propulsión de la hélice la proporcionaba una turbina de vapor de 40.000 shp, y se utilizaron dos propulsores eléctricos de 100 kW en las puntas de los estabilizadores de popa para un "arrastre" más silencioso (maniobras tácticas a baja velocidad) y para una propulsión de emergencia en caso de un accidente de ingeniería. . La energía eléctrica era proporcionada por dos turbogeneradores de 1.500 kW, con un generador diésel de respaldo de 500 kW y un banco de 112 baterías de zinc-plata . [2]
La planta OK-550 se utilizó en el Proyecto 705, pero posteriormente, en 705K, se instaló la planta BM-40A debido a la baja confiabilidad del OK-550. Si bien es más confiable, el BM-40A resultó ser mucho más exigente en mantenimiento que los reactores de agua a presión más antiguos . El problema era que la solución eutéctica de plomo/bismuto se solidifica a 125 °C (257 °F). Si alguna vez se endureciera, sería imposible reiniciar el reactor, ya que los conjuntos combustibles se congelarían en el refrigerante solidificado. Así, siempre que se para el reactor, el líquido refrigerante debe calentarse externamente con vapor sobrecalentado . Cerca de los muelles donde estaban amarrados los submarinos, se construyó una instalación especial para suministrar vapor sobrecalentado a los reactores de los buques cuando los reactores estaban apagados. También estaba estacionado un barco más pequeño en el muelle para entregar vapor desde su planta de vapor a los submarinos Alfa. [ cita necesaria ]
Las instalaciones costeras fueron tratadas con mucha menos atención que los submarinos y, a menudo, resultaron incapaces de calentar los reactores de los submarinos. En consecuencia, las plantas debían mantenerse en funcionamiento incluso mientras los submarinos estaban en el puerto. Las instalaciones colapsaron por completo a principios de los años 1980 y desde entonces los reactores de todos los Alfa en funcionamiento se mantuvieron en constante funcionamiento. Si bien los reactores BM-40A pueden funcionar durante muchos años sin parar, no fueron diseñados específicamente para dicho tratamiento y cualquier mantenimiento serio del reactor se volvió imposible. Esto provocó una serie de fallas, incluidas fugas de refrigerante y un reactor averiado y congelado mientras estaba en el mar. Sin embargo, el funcionamiento constante de los reactores resultó mejor que depender de las instalaciones costeras. Cuatro buques fueron dados de baja debido a la congelación del refrigerante. [ cita necesaria ]
Tanto el diseño OK-550 como el BM-40A eran reactores de un solo uso y no podían repostarse porque el refrigerante inevitablemente se congelaría en el proceso. Esto se compensó con una vida útil mucho más larga con su única carga (hasta 15 años), después de lo cual los reactores serían reemplazados por completo. Si bien una solución de este tipo podría potencialmente reducir los tiempos de servicio y aumentar la confiabilidad, sigue siendo más costosa y la idea de reactores de un solo uso era impopular en la década de 1970. Además, el Proyecto 705 no tiene un diseño modular que permita una rápida sustitución de los reactores, por lo que dicho mantenimiento llevaría al menos tanto tiempo como repostar combustible a un submarino normal. [ cita necesaria ]
Como la mayoría de los submarinos nucleares soviéticos, el Proyecto 705 utilizó un doble casco, donde el casco interno resiste la presión y el exterior lo protege y proporciona una forma hidrodinámica óptima. El casco exterior y la vela elegantemente curvados estaban muy aerodinámicos para lograr una alta velocidad y maniobrabilidad sumergidos.
Aparte de los prototipos, los seis submarinos del Proyecto 705 y 705K se construyeron con cascos de aleación de titanio , lo que fue revolucionario en el diseño de submarinos en ese momento debido al costo del titanio y las tecnologías y equipos necesarios para trabajar con él. [6] Las dificultades en la ingeniería se hicieron evidentes en el primer submarino que fue rápidamente dado de baja después de que se desarrollaran grietas en el casco. Posteriormente se mejoraron la metalurgia y la tecnología de soldadura y no se experimentaron problemas en el casco de los buques posteriores. Los servicios de inteligencia estadounidenses se enteraron del uso de aleaciones de titanio en la construcción al recuperar virutas de metal que cayeron de un camión al salir del astillero de San Petersburgo. [5]
El casco de presión estaba dividido en seis compartimentos estancos, de los cuales sólo el tercer compartimento (centro) estaba tripulado y los demás eran accesibles sólo para mantenimiento. El tercer compartimento tenía mamparos esféricos reforzados que podían soportar la presión a la profundidad de prueba y ofrecían protección adicional a la tripulación en caso de ataque. Para mejorar aún más la capacidad de supervivencia, el barco estaba equipado con una cápsula de rescate eyectable. [7]
El requisito de profundidad de prueba original especificado para el Proyecto 705 era de 500 metros (1600 pies), pero después de que se completó el diseño preliminar, SKB-143 propuso relajar este requisito a 400 metros (1300 pies). La reducción de la profundidad de la prueba y el adelgazamiento del casco de presión compensarían los aumentos de peso del reactor, el sistema de sonar y los mamparos transversales. [1] [2] El mito común de que los Alfa podrían sumergirse a 1.000 metros (3.300 pies) o más profundamente tiene sus raíces en estimaciones de la inteligencia occidental realizadas durante la Guerra Fría. [ cita necesaria ]
Se desarrolló un conjunto de nuevos sistemas para estos submarinos, que incluyen: [ cita necesaria ]
Todos los sistemas del submarino estaban totalmente automatizados y todas las operaciones que requerían decisión humana se realizaban desde la sala de control. Si bien dicha automatización es común en los aviones, otros barcos y submarinos militares cuentan con múltiples equipos separados que realizan estas tareas. La intervención de la tripulación fue necesaria sólo para cambios de rumbo o combate y no se realizó ningún mantenimiento en el mar. Gracias a estos sistemas, el turno de combate de los submarinos Alfa estaba formado por sólo ocho oficiales estacionados en la sala de control. Si bien los submarinos nucleares suelen tener entre 120 y 160 miembros de tripulación, el número de tripulación propuesto inicialmente era 14: todos oficiales, excepto el cocinero. Posteriormente se consideró más práctico tener tripulación adicional a bordo que pudiera ser entrenada para operar la nueva generación de submarinos y el número se incrementó a 27 oficiales y cuatro suboficiales. Además, dado que la mayoría de la electrónica era de nuevo desarrollo y se esperaban fallas, se asignó tripulación adicional para monitorear su desempeño. Algunos problemas de fiabilidad estaban relacionados con la electrónica y es posible que algunos accidentes se hubieran podido prever con sistemas de vigilancia más maduros y mejor desarrollados. El rendimiento general se consideró bueno para un sistema experimental. [ cita necesaria ]
La razón principal detrás de la pequeña tripulación y la alta automatización no era solo permitir una reducción en el tamaño del submarino, sino más bien proporcionar una ventaja en la velocidad de reacción al reemplazar largas cadenas de mando con electrónica instantánea, acelerando cualquier acción. [8]
Los Alfa, como casi todos los demás submarinos nucleares, nunca se utilizaron en combate. Sin embargo, el gobierno soviético todavía hizo un buen uso de ellos, exagerando el número planificado de buques, [ cita necesaria ] que se suponía que permitirían ganar superioridad naval siguiendo a los principales grupos de buques y destruyéndolos en caso de guerra. Estados Unidos respondió iniciando el programa ADCAP , y la Marina Real Británica el programa de torpedos Spearfish , para crear torpedos con el alcance, la velocidad y la inteligencia necesarios para perseguir de manera confiable a los submarinos de clase Alfa.
Los Alfa estaban destinados a ser sólo el primero de una nueva generación de submarinos ligeros y rápidos, y antes de su desmantelamiento, ya existía una familia de diseños derivados, incluido el Proyecto 705D, armado con torpedos de largo alcance de 650 mm, y el Proyecto 705A. Variante de misil balístico que estaba destinado a poder defenderse con éxito contra el ataque de submarinos, por lo que no necesitaba bastiones patrullados . Sin embargo, el principal impulso del desarrollo del SSN ruso/soviético se centró en los barcos más grandes y silenciosos que eventualmente se convirtieron en los submarinos de clase Akula . [ cita necesaria ]
Las tecnologías y soluciones desarrolladas, probadas y perfeccionadas en Alfa formaron la base para futuros diseños. El conjunto de sistemas de control submarino se utilizó más tarde en los submarinos de ataque clase Akula , o Proyecto 971, que tienen una tripulación de 50 personas, más que el Alfa pero aún menos de la mitad que otros submarinos de ataque. Los submarinos de clase Akula representan un híbrido de las clases Alfa y Victor III , combinando el conjunto de sonar sigiloso y remolcado del Victor III con la automatización de la clase Alfa. [ cita necesaria ]
El Proyecto Zafiro fue una operación militar encubierta de los Estados Unidos para recuperar 1278 libras (580 kg) de combustible de uranio muy enriquecido destinado a los submarinos clase Alfa de un almacén en la planta metalúrgica de Ulba en las afueras de Ust-Kamenogorsk en el extremo oriental de Kazajstán , donde estaba almacenado con poca protección después de la caída de la Unión Soviética . [10] El material, conocido como óxido de uranio-berilio, fue producido por la planta de Ulba en forma de barras de combustible cerámicas para uso de los submarinos. "El gobierno kazajo no tenía idea de que este material estaba allí", dijeron más tarde funcionarios kazajos a Graham Allison, analista de seguridad nacional de Harvard. [10] En febrero de 1994 fue descubierto por Elwood Gift, un ingeniero de la planta Y-12 en Oak Ridge, Tennessee , almacenado en latas de acero del tamaño de un cuarto de galón en una bóveda de unos seis metros de ancho y diez metros de largo. Algunos estaban en estantes de alambre mientras que otros estaban en el suelo. Las latas estaban cubiertas de polvo. [10] Pronto llegó la noticia de que Irán había visitado oficialmente el sitio buscando comprar combustible para el reactor. Washington creó un equipo tigre , y el 8 de octubre de 1994 el Equipo Zafiro salió volando de la Base de la Guardia Nacional Aérea McGhee Tyson en tres aviones de carga C-5 Galaxy oscurecidos con 130 toneladas de equipo. Al equipo le llevó seis semanas, trabajando en turnos de doce horas, seis días a la semana, procesar y envasar las 1.050 latas de uranio. El Equipo Zafiro terminó de reexpanar el uranio el 18 de noviembre de 1994 con un coste de entre diez y treinta millones de dólares (coste real clasificado). Las latas se cargaron en 447 tambores especiales de cincuenta y cinco galones para su transporte seguro a los Estados Unidos. Se enviaron cinco Galaxy C-5 desde la Base de la Fuerza Aérea de Dover , Delaware , para recuperar al equipo y el uranio, pero cuatro se vieron obligados a regresar debido al mal tiempo. Sólo logró pasar un C-5, que transportaba 30.000 libras de suministros que los habitantes de Tennessee habían donado para los orfanatos del área de Ust-Kamenogorsk. Finalmente llegó un segundo C-5 y los dos aviones transportaron el uranio a Dover, desde donde fue transportado a Oak Ridge para ser mezclado como combustible para el reactor. [10]
El primer buque fue dado de baja en 1974 y los siete antes de finales de 1996. El K-123 se sometió a una reparación entre 1983 y 1992 y se reemplazó el compartimiento de su reactor [2] con un reactor de agua a presión VM-4 . Después de ser utilizado para entrenamiento fue oficialmente dado de baja el 31 de julio de 1996. El desmantelamiento de los barcos conllevó la singular complicación de que, al estar el reactor enfriado por metales líquidos, las varillas nucleares se fusionaban con el refrigerante cuando el reactor estaba parado y los métodos convencionales para su desmontaje el reactor no estaba disponible. [11] El Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternativas de Francia diseñó y donó equipos especiales para un dique seco exclusivo (SD-10) en Gremikha , que se utilizó para retirar y almacenar los reactores hasta que pudieran ser desmantelados. [12]
