Россия – резкий поворот-2

Например, о том, что 29 марта 2016 года в России открылся, - в присутствии президента Путина – новый оборонный завод, «Нижегородский завод 70-летия победы»...

... Который уже в конце 2016 - начале 2017 года вышел на проектную мощность по производству пусковых установок для комплексов С-400. И который оснащен оборудованием, позволяющим ему в кратчайшие сроки перепрофилироваться на производство новых устройств. Первым на очереди среди них стоит система С-500, уже проходящая испытания. Кроме ЗРС и РЛС завод будет также выпускать оборудование для атомных реакторов.

Строился завод начиная с 2011 года на территории Нижегородского машзавода, первоначальное называние которого, - Артиллерийский завод имени Сталина. Именно на этом заводе, кстати, начинал свой трудовой путь академик Федор Митенков, участвовавший и в разработке еще газодиффузионных устройств для обогащения урана.

Хотя в начале 1950-х первые советские газодиффузионные обогатительные комбинаты уже работали в Новоуральске и в Томске, существовала большая проблема: они пожирали огромное количество электроэнергии.

Когда во время Второй мировой войны США приступили к программе создания атомной бомбы, центрифужный метод разделения изотопов был выбран как наиболее обещающий успех способ наработки высоко обогащенного урана. Но технологические проблемы преодолеть не удалось. И американцы с раздражением объявили такой метод невозможным. И во всем мире так считали, пока не уразумели, что в Советском Союзе центрифуги крутятся, да еще как крутятся...

... В США, когда отказались от центрифуг, было решено использовать для получения урана-235 метод газовой диффузии. Где для нормального протекания процесса требуется газ по всей цепочке подогревать, поддерживая определенный уровень давления. И на каждой ступени (а их, - туча) должен работать насос. Все это требует огромных энергетических затрат. Насколько огромных? - На первом советском разделительном производстве для получения 1 кг обогащенного урана нужной концентрации требовалось затратить 600 000 кВт-час электроэнергии. Обращаю внимание – киловатт.

Даже сейчас во Франции газодиффузионный завод почти полностью съедает выработку трех блоков построенной рядом АЭС. Американцам, у которых, якобы, вся промышленность частная, пришлось специально построить государственную электростанцию, чтобы по специальному тарифу питать газодиффузионный завод. Эта электростанция до сих пор в госсобственности и по-прежнему использует спецтариф.

«Эксперт», № 20, 2013

http://nvo.ng.ru/armament/2012-09-14/8_uran.html

В Горьком же в начале 1950-х группа ученых и конструкторов под руководством Федора Митенкова смогла «создать компрессор так называемого половинного расхода, который потреблял электроэнергии в разы меньше, чем его предшественник»...

О запуске первого советского спутника 4 октября 1957 года с ликованием узнал весь мир. А событие, произошедшее 4 ноября того же года в Верх-Нейвинске, долго оставалось тайной для самых лучших разведок мира. Там был пущен опытный завод, на котором обогащать уран стали методом центрифужного разделения изотопов. Когда в 1958 году завод в Верх-Нейвинске вышел на расчетный режим, оказалось, что энергопотребление на единицу работы разделения (ЕРР) в 20 (!) раз меньше диффузионного метода, а себестоимость — вдвое меньше...

Немецкие корни ? – Гнилые. Но лучше амерских

Многие ибанцы кричат о немецких корнях советской технологии центрифуг. Не рассказывая при этом всей истории. Да, в нацистской Германии в рамках атомного проекта велись эксперименты по разделению урана. И да, - один из участников этого проекта, инженер-физик Геронт Циппе, оказался среди других немецких военнопленных, отправленных в СССР...

.. Под началом Макса Штеенбека, своего соотечественника и тестя, Циппе до 1954 года занимался экспериментальными исследованиями — сначала в Лаборатории «А» в Сухуми (будущий Сухумский физико-технический институт), а последние два года — в особом конструкторском бюро на Кировском заводе в Ленинграде.

Но, - дальше начальной стадии дела у немцев не пошли...

... Как свидетельствуют участники и очевидцы тех событий, немецкие ученые не знали отказа в материалах для исследований. В июле 1952 года Штеенбека и его помощников перевели из Сухумского института в Ленинград, в ОКБ Кировского завода. Да еще усилили группу выпускниками политехнического института с профильной кафедры ядерных исследований. Была поставлена задача изготовить и испытать два агрегата по схеме Циппе-Штеенбека. За дело взялись горячо, однако уже в первом квартале 1953-го работу прекратили, не доводя до испытаний: стало ясно, что предложенная конструкция не годится для серийного производства.

В то время как проект группы Штеенбека потерпел фиаско, в феврале того же 1953 года была выведена на рабочие обороты газовая центрифуга с жестким ротором конструкции советского инженера Виктора Сергеева...

... За год до этого Сергеев с группой специалистов из особого КБ Кировского завода, где он тогда работал, был командирован в Сухуми для ознакомления с экспериментами Штеенбека и его команды. «Именно тогда он задал Штеенбеку технический вопрос о расположении отборников газа в виде трубок Пито, — приоткрыл важные подробности ветеран центрифужного производства ПО «Точмаш» Олег Чернов, хорошо знавший Сергеева и работавший вместе с ним.

- Вопрос был сугубо техническим и содержал, по сути, подсказку, как сделать конструкцию центрифуги работоспособной. Но доктор Штеенбек проявил категоричность: «Они станут тормозить поток, вызывать турбулентность, и никакого разделения не будет!» Спустя годы, работая над мемуарами, он об этом пожалеет: «Идея, достойная того, чтобы исходить от нас! Но мне она в голову не приходила…»

По словам Олега Чернова, Циппе перед отъездом в Германию имел возможность ознакомиться с опытным образцом центрифуги Сергеева и гениально простым принципом ее работы. Оказавшись на Западе, «хитрый Циппе», как его нередко называли, запатентовал конструкцию центрифуги в 13 странах...

... Первые лица в советском атомном ведомстве, узнав о таком интеллектуальном коварстве, шум поднимать не стали — если следовать официальной версии, «чтобы не вызывать подозрений и повышенного интереса к этой теме у военно-технической разведки США». Пусть, мол, думают, что Советы довольствуются неэкономичным, как и у них, газодиффузионным методом… И во всем «цивилизационном» мире так и считали, пока не уразумели, что в Советском Союзе центрифуги крутятся, да еще как крутятся.

В 1956 году, переехав в США, Циппе построил там работающую установку, воспроизведя по памяти опытный образец Сергеева. Однако увлечь американцев он не сумел. В отношении новой машины, как в свое время и по конструкции Штеенбека, был вынесен вердикт: для промышленного использования непригодна.

http://www.popmech.ru/technologies/13637-i-vse-taki-ona-vertitsya/

Только через 15 лет, когда все-таки стало известно, что в СССР все обогащение урана производится центрифугами, в Европе реализовали патент Циппе. В 1971 году был создан концерн URENCО, принадлежащий трем европейским государствам – Великобритании, Нидерландам и Германии. Акции концерна разделены между странами поровну.

Однако при идентичности способа действия центрифуги URENCO имеют принципиальные конструкторские отличия. Это объясняется тем, что герр Циппе был знаком только с опытным образцом, сделанным в Сухуми. Если советские центрифуги всего метр в высоту, то европейский концерн начал с двухметровых, а машины последнего поколения выросли в колонны по 10 метров. Но и это не предел. Американцы, у которых все, - самое большое в мире - построили машины высотой 12 и 15 метров...

... Только их завод закрылся, не успев открыться, еще в 1991 году. О причинах они скромно умалчивают, но они известны – аварии и несовершенство техники. Плененные и купленные мозги, похоже, кончились, а своих в этой сфере человеческой деятельности, - йок. Впрочем, в США работает центрифужный завод, принадлежащий URENCO. Продает топливо американским АЭС.

Чьи центрифуги лучше? - Длинные машины на порядок производительнее маленьких российских. Длинные работают на надкритичных скоростях. В 10-метровой колонне внизу собираются молекулы, содержащие уран-235, а вверху – уран-238. Гексафторид из нижней части перекачивается в следующую центрифугу. В технологической цепочке длинных центрифуг требуется во много раз меньше. Зато, когда речь идет о стоимости производства, обслуживания и ремонта, цифры меняются на противоположные.

Так что, российский уран для топливных сборок реакторов АЭС занимает 40% мирового рынка.

На российском уране работает половина американских АЭС ( и накинутый на Америку атомный наш поводок становится все прочнее: Недавно вот прошло сообщение: ««Росатом» пристроил «ТВС-Квадрат» в США»). В 2012 году экспортные заказы принесли России более 3 млрд. долларов.

Российскими машинами пятого и шестого поколения оборудованы предприятия, построенные в 1990-е годы в Китае. Пытливые китайцы, кстати, разобрали образцы по винтику и сделали абсолютно такие же. Однако есть в этих центрифугах некий русский секрет, который не то что воспроизвести, даже понять, в чем он состоит, никто не может. Не работают абсолютные копии, хоть ты тресни.

Высота русской центрифуги примерно 1 метр. Они собраны в каскады по 20 штук. В цехе располагаются в три яруса. Всего в цехе 700 000 центрифуг. Дежурный инженер ездит вдоль ярусов на велосипеде. Гексафторид урана в процессе разделения, который политики и СМИ называют обогащением, проходит всю цепочку из сотен тысяч центрифуг. Роторы центрифуг вращаются со скоростью 1500 оборотов в секунду. Да, да, полторы тысячи оборотов в секунду, а не в минуту. Для сравнения: скорость вращения современных бормашин – 500, максимум 600 оборотов в секунду. При этом на российских заводах роторы крутятся непрерывно 30 лет. Рекорд – более 32 лет. Фантастическая надежность! Наработка на отказ – 0,1%. Один отказ на 1 тыс. центрифуг в год.

По причине сверхнадежности у нас только в 2012 году началась замена центрифуг пятого и шестого поколений на аппараты девятого поколения. Потому что от добра добра не ищут. Но они уже отработали три десятилетия, пора уступить место более производительным. Старые центрифуги вращались на подкритичных скоростях, то есть ниже той скорости, при которой они могут пойти вразнос. А вот аппараты девятого поколения работают на надкритичных оборотах – проходят опасную черту и дальше работают устойчиво. Никакой информации о новых центрифугах нет, фотографировать их запрещено, чтобы не расшифровать габариты. Можно только предполагать, что они имеют традиционный метровый размер и скорость вращения порядка 2000 оборотов в секунду.

Ни один подшипник таких скоростей не выдержит. Поэтому ротор оканчивается иглой, которая опирается на корундовый подпятник. А верхняя часть вращается в постоянном магнитном поле, вообще ни с чем не соприкасаясь. И даже при землетрясении не случится биения ротора с разрушением. Проверено.



Вначале не все, конечно, и в нашем проекте шло гладко. Главной бедой самых первых установок была их недолговечность. И хотя вращались они поначалу со скоростью «всего» 10000 оборотов в минуту, совладать с огромной кинетической энергией ротора было далеко не просто.

— Машины-то ваши разрушаются! — язвительно упрекнул разработчиков на одном из совещаний в Минсредмаше начальник главка Александр Зверев, имевший звание генерала НКВД. - А вы что хотели? Чтобы они еще и размножались?! — дерзко парировал руководивший в то время проектом заместитель главного конструктора Анатолий Сафронов...

... По первоначальным расчетам, толщина наружных стенок корпуса центрифуги должна была быть 70 мм — как танковая броня. Попробуй такую махину раскрути… Но методом проб и ошибок нашли-таки компромиссное решение. Был создан специальный сплав — прочнее и легче стали. Корпуса современных центрифуг, по словам тех, кому довелось их увидеть и подержать в руках на ПО «Точмаш» во Владимире, никаких ассоциаций с танковой броней не вызывают: обычные с виду пустотелые цилиндры с отшлифованной до блеска внутренней поверхностью.


http://nvo.ng.ru/armament/2012-09-14/8_uran.html

Издали их можно принять за обрезки труб с соединительными фланцами на концах. Длина — не больше метра, в диаметре — сантиметров двадцать. А на Уральском электрохимическом комбинате из них собраны гигантские каскады длиною в сотни метров. Знаки на стенах и специальная разметка на окрашенном бетонном полу в технологических проходах указывают, что здесь принято перемещаться на велосипеде. Правда, не быстрее 5−10 км/ч. Внутри гудящих едва слышно центрифуг совсем другие скорости — ротор на игле с корундовым подпятником, «подвешенный» в магнитном поле, делает 1500 оборотов в секунду! В сравнении с первым изделием ВТ-3Ф 1960 года выпуска его разогнали почти в десять раз, а срок безостановочной работы увеличили с трех лет до 30.

Наверное, трудно найти другой пример, когда бы техника демонстрировала такую надежность при столь экстремальных параметрах. Как рассказал заместитель начальника центрифужного производства Валерий Лемперт, на комбинате в Новоуральске еще работают машины, которые «Точмаш» поставил туда 30 лет назад: «Это было, наверное, третье поколение центрифуг, а сейчас серийно производится восьмое и запускается в опытное производство девятое».

«В конструкции нашей центрифуги ничего сверхсложного нет. Все дело в отработке технологии до мельчайших деталей и строгом контроле качества, — объясняет Татьяна Сорокина, которая десятки лет «вела» на заводе технологию изготовления опорной иглы для ротора. — Такие иглы делают из обычной рояльной проволоки, из которой тянут струны. А вот способ закалки наконечника — это наше ноу-хау».

Свое объяснение секретам российской центрифуги дал на склоне лет и один из главных ее создателей — Виктор Сергеев. По свидетельству инженера Олега Чернова, на вопрос спецслужб, а что же нужно охранять в этом изделии и в чем его главный секрет, конструктор ответил лаконично: «Люди».

Как и в остальных сферах нашего хайтека. Взять, например, Анатолия Борейшо, который в 1985 году защитил диссертацию на соискание докторской степени по сопловым блокам мощных химических лазеров, а затем стал заведующим созданной в «Военмехе» кафедры лазерной техники. Ее работники и выпускники позже составили костяк компании «Лазерные системы».

--- В институте мы всегда себя позиционировали следующим образом: мы — инженеры, и если задача понятна с физической точки зрения, то мы ее решаем, — рассказывает Анатолий Борейшо. — Наша цель — облечь идею в прибор, в какую-то машину, и заставить все это работать»...

Одной из самых интересных разработок военмеховцев стал технологически очень сложный сопловый блок для мощных газодинамических лазеров мегаваттного класса...

Это были закрытые работы.

--- Как-то в библиотеке Академии наук, — вспоминает Борейшо, — я столкнулся со свежей статьей американских разработчиков, где они представляли схематически похожую конструкцию, только совсем маленькую, как принципиально новый блок газодинамических лазеров. Было чувство гордости за свою работу и в то же время немножко обидно, что мы сделали подобный агрегат раньше и намного более мощным, а об этом никто не знал.

Чувство обиды было с лихвой компенсировано через несколько лет, когда американские специалисты, впервые появившиеся в институте, увидев эти самые блоки, были просто потрясены: оказалось, что в 1986 году, когда вышла их статья, они прекратили работы в этом направлении, так как не видели технологической возможности сделать конструкцию большего размера, которая могла бы обеспечить необходимую мощность газодинамического лазера.

Начало 2000-х годов ознаменовалось еще одним технологическим достижением компании: были разработаны и поставлены в Сирию и Китай мобильные лидарные комплексы (МЛК) для определения концентрации веществ в атмосфере (лидары, от Light Detection and Ranging, — технология получения и обработки информации об удаленных объектах с помощью активных оптических систем).

Первоначально заказ был размещен у другого, более крупного предприятия, но когда пришлось сдавать техническую документацию, выяснилось, что у горе-разработчиков, кроме краткого текста отчета, ничего нет. Оказавшись в безвыходной ситуации, те были вынуждены обратиться в «Лазерные системы».

--- Мы взялись за это дело, потому что чувствовали себя способными в своей области на многое и нам было все равно, за что браться, лишь бы было интересно, причем о деньгах думали в последнюю очередь (Анатолий Борейшо).

В итоге заказчики получили уникальный продукт — первые в мире мобильные многодлинноволновые лидарные комплексы с большой дальностью мониторинга. Дело в том, что военным требовались устройства для определения наличия в атмосфере веществ, которые обнаруживаются только в среднем инфракрасном диапазоне волн около 10 микрометров. В этом диапазоне обычные лидары работали на дистанциях километр-два, и для систем дальней разведки в оптической системе пришлось использовать приемы, привычные в радиотехнике. Тогда только шли лабораторные исследования в этой области, и применение технологии гетеродинирования считалось очень сложным, а «мы взяли и поставили их в мобильный комплекс («Смуглянка»), который мог работать в условиях тряски, увеличив дальность обнаружения искомых веществ сразу в десять раз — до 15 километров. Это был просто прорыв».

По словам Алексея Борейшо , генерального директора ОАО «Объединение научно-производственных компаний», в которое входят и «Лазерные системы», благодаря лидарным разработкам появилось целое новое направление, из которого выросла примерно треть разработок компании, а если брать и «Сокол» — разработанный уже в наше время для российского МВД детектор следов взрывчатых веществ, в котором также присутствует лазерный спектральный анализ, — то и больше половины.

... Это очень высокотехнологичное направление. Причем если при разработке мощных лазеров, которые сейчас постепенно уходят из ассортимента компании, было куда больше физики, механики, оптики, то в экологических и метеорологических приборах как минимум половину успеха обеспечивают специальные очень сложные математические алгоритмы и софт, написанный на основе этих алгоритмов...