La clase Alfa , designación soviética Proyecto 705 Lira ( en ruso : Лира , que significa " Lira ", nombre de informe de la OTAN Alfa ), fue una clase de submarinos de ataque de propulsión nuclear en servicio en la Armada soviética desde 1971 hasta principios de la década de 1990, con uno en servicio en la Armada rusa hasta 1996. Estaban entre los submarinos militares más rápidos jamás construidos, y solo el prototipo submarino K-222 ( nombre de informe de la OTAN clase Papa) los superaba en velocidad sumergida. [3]
Los submarinos del Proyecto 705 tenían un diseño único entre otros submarinos. Además del uso revolucionario de titanio para su casco, utilizaba un potente reactor refrigerado por metal líquido de plomo y bismuto como fuente de energía, lo que reducía enormemente el tamaño del reactor en comparación con los diseños convencionales, reduciendo así el tamaño general del submarino y permitiendo velocidades muy altas. Sin embargo, también significaba que el reactor tenía una vida útil corta y tenía que mantenerse caliente cuando no se usaba. Como resultado, los submarinos se usaban como interceptores, en su mayoría mantenidos en puerto listos para una carrera de 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 a SKB-143, uno de los dos predecesores (el otro es TsKB-16) del Malakhit Design Bureau , que eventualmente se convertiría en uno de los tres centros de diseño de submarinos soviéticos/rusos, junto con Rubin Design Bureau y Lazurit Central Design Bureau .
El proyecto fue altamente innovador para cumplir con los exigentes requisitos: velocidad suficiente para perseguir con éxito a cualquier barco; capacidad de evitar armas antisubmarinas y asegurar el éxito en el combate submarino; baja detectabilidad, en particular para los conjuntos MAD aerotransportados , y también especialmente para los sonares activos; desplazamiento mínimo; y una tripulación mínima.
Se utilizaría un casco especial de aleación de titanio para crear un buque pequeño, de bajo arrastre, de 1.500 toneladas y seis compartimentos [2] capaz de alcanzar velocidades muy altas (superiores a 40 nudos (46 mph ; 74 km/h )) y de bucear a gran profundidad. El submarino funcionaría como interceptor, permaneciendo en el puerto o en ruta de patrulla y luego acelerándose para alcanzar a una flota que se aproximara. Se ideó un reactor nuclear refrigerado por metal líquido de alta potencia , que se mantenía líquido en el puerto mediante calefacción externa. La amplia automatización también reduciría en gran medida el número de tripulantes necesarios a solo 16 hombres.
Los problemas prácticos con el diseño se hicieron evidentes rápidamente 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 ) (denominado por la OTAN como clase Papa ), fue construido en el astillero SEVMASH en Severodvinsk y terminado en 1972. El largo tiempo de construcción fue causado por numerosos defectos de diseño y dificultades en la fabricación. Probado exhaustivamente, fue retirado del servicio después de 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 (1.300 pies). Esto combinado con otros informes creó cierta alarma en la Armada de los EE. UU. e impulsó el rápido desarrollo de los proyectos del programa de torpedos ADCAP y del programa de misiles Sea Lance (este último fue cancelado cuando se conoció información más definitiva sobre el proyecto soviético). La creación del torpedo de alta velocidad Spearfish por parte de la Marina Real también fue una respuesta a la amenaza que suponían las supuestas capacidades de los submarinos del Proyecto 705.
La producción comenzó en 1964 como Proyecto 705 con construcción tanto en el astillero del Almirantazgo , Leningrado como en Sevmashpredpriyatiye (SEVMASH - Empresa de construcción de maquinaria del norte), Severodvinsk . El barco líder, el K-64 , se construyó en Leningrado. Leningrado construyó tres submarinos posteriores del Proyecto 705, y Severodvinsk construyó tres submarinos del Proyecto 705K (solo se diferenciaban en la planta del reactor; ver más abajo). El primer buque fue comisionado en 1971. [2] Los barcos del Proyecto 705 estaban destinados a ser plataformas experimentales en sí mismos, 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 requerida ] En 1981, con la finalización del séptimo buque, la producción terminó. Todos los buques fueron asignados a la Flota del Norte .
La planta motriz del barco era un reactor refrigerado por plomo y bismuto y moderado por berilio. Este tipo de reactores refrigerados por metal líquido tienen una serie de ventajas con respecto a otros tipos: [4]
Aunque la tecnología de los años 60 apenas era suficiente para producir reactores de gran potencia fiables, que hoy en día se consideran un reto, sus ventajas se consideraron convincentes. Se desarrollaron de forma independiente dos centrales eléctricas, la BM-40A por OKB Gidropress (Hydropress) en Leningrado y la OK-550 por la oficina de diseño OKBM en Nizhniy Novgorod, ambas utilizando una solución eutéctica de plomo y bismuto para la etapa de refrigeración primaria, y ambas produciendo 155 MW de potencia.
La velocidad de ráfaga diseñada en las pruebas fue de 43-45 nudos (49-52 mph; 80-83 km/h) para todos los buques, y se podían mantener velocidades de 41-42 nudos (47-48 mph; 76-78 km/h). La aceleración a la velocidad máxima tomó un minuto y la marcha atrás de 180 grados a plena velocidad tomó solo 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 ADCAP estadounidense o el Spearfish británico . Sin embargo, el precio de esto fue un nivel de ruido muy alto a la velocidad de ráfaga. [ cita requerida ] Según la Inteligencia Naval de EE. UU., la velocidad táctica era similar a los submarinos de la clase Sturgeon . [ 5 ]
La hélice estaba propulsada por una turbina de vapor de 40.000 shp, y se utilizaban 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 la propulsión de emergencia en caso de accidente de ingeniería. La energía eléctrica era proporcionada por dos turbogeneradores de 1.500 kW, con un generador diésel de reserva de 500 kW y un banco de 112 baterías de zinc-plata . [2]
La planta OK-550 se utilizó en el Proyecto 705, pero más tarde, en el 705K, se instaló la planta BM-40A debido a la baja fiabilidad de la OK-550. Aunque más fiable, la BM-40A resultó ser mucho más exigente en cuanto a mantenimiento que los antiguos reactores de agua a presión . 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 de combustible se congelarían en el refrigerante solidificado. Por lo tanto, siempre que se apaga el reactor, el refrigerante líquido debe calentarse externamente con vapor sobrecalentado . Cerca de los muelles donde estaban amarrados los submarinos, se construyó una instalación especial para entregar vapor sobrecalentado a los reactores de los buques cuando estos se apagaban. También se estacionó un barco más pequeño en el muelle para entregar vapor desde su planta de vapor a los submarinos Alfa. [ cita requerida ]
Las instalaciones costeras recibieron mucho menos atención que los submarinos y a menudo resultaban incapaces de calentar los reactores de los submarinos. En consecuencia, las plantas tuvieron que mantenerse en funcionamiento incluso mientras los submarinos estaban en el puerto. Las instalaciones se averiaron por completo a principios de la década de 1980 y desde entonces los reactores de todos los Alfas operativos se mantuvieron en funcionamiento constante. Si bien los reactores BM-40A pueden funcionar durante muchos años sin parar, no fueron diseñados específicamente para ese 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 desmantelados debido a la congelación del refrigerante. [ cita requerida ]
Tanto el diseño OK-550 como el BM-40A eran reactores de un solo uso y no podían ser reabastecidos ya que el refrigerante inevitablemente se congelaría en el proceso. Esto se compensaba 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 esta solución podría reducir potencialmente los tiempos de servicio y aumentar la confiabilidad, sigue siendo más costosa, y la idea de los reactores de un solo uso era impopular en la década de 1970. Además, el Proyecto 705 no tiene un diseño modular que permita la sustitución rápida de los reactores, por lo que dicho mantenimiento llevaría al menos tanto tiempo como el reabastecimiento de combustible de un submarino normal. [ cita requerida ]
Como la mayoría de los submarinos nucleares soviéticos, el Proyecto 705 utilizaba un casco doble, en el que el interior resiste la presión y el exterior la protege y proporciona una forma hidrodinámica óptima. El casco exterior elegantemente curvado y la vela eran muy aerodinámicos para lograr una alta velocidad sumergida y maniobrabilidad.
Aparte de los prototipos, los seis submarinos del Proyecto 705 y 705K se construyeron con cascos de aleación de titanio , lo que supuso una revolución en el diseño de submarinos en aquel momento debido al coste del titanio y a 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 desmantelado tras la aparición de grietas en el casco. Más tarde, se mejoraron la metalurgia y la tecnología de soldadura y no se experimentaron problemas de casco en 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 presurizado estaba dividido en seis compartimentos estancos, de los cuales sólo el tercero (central) estaba ocupado por tripulantes 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 buque estaba equipado con una cápsula de rescate eyectable. [7]
El requisito original de profundidad de prueba especificado para el Proyecto 705 era de 500 metros (1.600 pies), pero después de que se completó el diseño preliminar, SKB-143 propuso relajar este requisito a 400 metros (1.300 pies). La reducción de la profundidad de 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 podían sumergirse a 1.000 metros (3.300 pies) o más tiene sus raíces en estimaciones de inteligencia occidentales realizadas durante la Guerra Fría. [ cita requerida ]
Se desarrolló un conjunto de nuevos sistemas para estos submarinos, entre ellos: [ cita requerida ]
Todos los sistemas del submarino estaban completamente automatizados y todas las operaciones que requerían decisiones humanas se realizaban desde la sala de control. Si bien esta automatización es común en los aviones, otros buques militares y submarinos tienen varios equipos separados que realizan estas tareas. La intervención de la tripulación solo era necesaria para cambios de rumbo o combate y no se realizaba ningún mantenimiento en el mar. Debido a estos sistemas, el turno de combate de los submarinos Alfa consistía solo en 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 de 14: todos oficiales, excepto el cocinero. Más tarde se consideró más práctico tener tripulación adicional a bordo que pudiera ser entrenada para operar la nueva generación de submarinos y el número se aumentó a 27 oficiales y cuatro suboficiales. Además, dado que la mayoría de la electrónica era de nuevo desarrollo y se esperaban fallas, se estacionó tripulación adicional para monitorear su desempeño. Algunos problemas de confiabilidad estaban relacionados con la electrónica, y es posible que se hubieran podido prever algunos accidentes con sistemas de monitoreo más maduros y mejor desarrollados. El rendimiento general se consideró bueno para un sistema experimental. [ cita requerida ]
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]
En los submarinos de la clase Alfa se produjeron dos accidentes por pérdida de refrigerante . [10] En 1971, una soldadura deficiente en el sistema de vapor permitió que la humedad se filtrara a una zona donde recogió cloruros y luego se condensó y goteó sobre las tuberías de refrigeración primarias que contenían el refrigerante de metal líquido. Esto provocó la corrosión y la rotura de las tuberías de refrigeración primarias en la orden de trabajo 900. Después de esto, se consideró que la evolución adecuada del diseño era pasar a un reactor de tipo piscina integral.
El segundo incidente ocurrió en el Proyecto 705K (Orden de Trabajo 105). Los tubos del generador de vapor en la sección del evaporador se corroyeron y dejaron escapar vapor hacia el sistema primario. La presión aumentó en el sistema primario, que estaba diseñado para soportar la presión total en este incidente. Sin embargo, no se había seguido un paso de procedimiento que ordenaba que una válvula de un manómetro sensible se cerrara durante el funcionamiento. Como resultado, la alta presión pudo alcanzar el instrumento sensible y atravesarlo, vertiendo aerosoles contaminados con polonio en la parte habitada del compartimiento del reactor. Si bien el reactor podría haberse reparado, se decidió reemplazarlo por completo por uno nuevo. [10]
Los Alfas, como casi todos los demás submarinos nucleares, nunca llegaron a emplearse en combate. Sin embargo, el gobierno soviético hizo un buen uso de ellos, exagerando el número previsto de buques, [ cita requerida ] que se suponía que permitirían obtener 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 forma fiable a los submarinos de la clase Alfa.
Los Alfas estaban destinados a ser sólo los primeros 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 la variante de misiles balísticos del Proyecto 705A que se pretendía que pudiera defenderse con éxito contra submarinos de ataque, por lo que no necesitaba bastiones patrullados . Sin embargo, el principal impulso del desarrollo de los SSN rusos/soviéticos se centró en cambio en los barcos más grandes y silenciosos que finalmente se convirtieron en el submarino de clase Akula . [ cita requerida ]
Las tecnologías y soluciones desarrolladas, probadas y perfeccionadas en los Alfas formaron la base de los diseños futuros. El conjunto de sistemas de control de submarinos se utilizó más tarde en los submarinos de ataque de la clase Akula , o Proyecto 971, que tienen una tripulación de 50 personas, más que el Alfa, pero menos de la mitad que otros submarinos de ataque. Los submarinos de la clase Akula representan un híbrido de las clases Alfa y Victor III , que combina el sistema de sonar furtivo y remolcado del Victor III con la automatización de la clase Alfa. [ cita requerida ]
El Proyecto Zafiro fue una operación militar encubierta de los Estados Unidos para recuperar 580 kg de combustible de uranio altamente enriquecido destinado a los submarinos de clase Alfa de un almacén en la Planta Metalúrgica Ulba en las afueras de Ust-Kamenogorsk en el extremo oriental de Kazajstán , donde se almacenó con poca protección después de la caída de la Unión Soviética . [11] El material, conocido como óxido de uranio-berilio, fue producido por la planta Ulba en forma de barras de combustible de cerámica para su uso en los submarinos. "El gobierno kazajo no tenía idea de que este material estaba allí", dijeron más tarde los funcionarios kazajos a Graham Allison, un analista de seguridad nacional de Harvard. [11] 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 nueve metros de largo. Parte de él estaba en estantes de alambre mientras que otros estaban en el suelo. Las latas estaban cubiertas de polvo. [11] Pronto se supo 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 voló desde la Base de la Guardia Nacional Aérea McGhee Tyson en tres aviones de carga C-5 Galaxy negros con 130 toneladas de equipo. El equipo tardó seis semanas, trabajando turnos de doce horas, seis días a la semana, en procesar y enlatar las 1.050 latas de uranio. El Equipo Zafiro terminó de reenvasar el uranio el 18 de noviembre de 1994 a un costo de entre diez y treinta millones de dólares (costo 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 C-5 Galaxy desde la Base de la Fuerza Aérea de Dover , Delaware , para recuperar el equipo y el uranio, pero cuatro se vieron obligados a regresar debido al mal tiempo. Sólo un C-5, que transportaba 14.600 kilos de suministros que los habitantes de Tennessee habían donado para los orfanatos de la zona de Ust-Kamenogorsk, logró pasar. Finalmente llegó un segundo C-5 y los dos aviones llevaron el uranio a Dover, desde donde fue transportado a Oak Ridge para mezclarlo y utilizarlo como combustible para el reactor. [11]
El primer buque fue desmantelado en 1974, cinco más en 1990 y el séptimo en 1996. El K-123 fue sometido a una remodelación entre 1983 y 1992 y su compartimiento del reactor fue reemplazado [2] por un reactor de agua presurizada VM-4 . Después de ser utilizado para entrenamiento, fue desmantelado oficialmente el 31 de julio de 1996. El desmantelamiento de los barcos implicó la singular complicación de que, al estar el reactor enfriado por metales líquidos, las barras nucleares se fusionaron con el refrigerante cuando se detuvo el reactor y los métodos convencionales para desmontar el reactor no estaban disponibles. [12] El Comisariado de Energía Atómica y Energías Alternativas de Francia diseñó y donó equipo especial para un dique seco dedicado (SD-10) en Gremikha , que se utilizó para retirar y almacenar los reactores hasta que pudieran ser desmantelados. [13]
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