เรือดำน้ำนิวเคลียร์ (nuclear submarine)

วิเชียร รตนธงชัย
กลุ่มวิจัยและพัฒนานิวเคลียร์
สถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน)

เรือดำน้ำพลังงานนิวเคลียร์ลำแรกของโลกเป็นของประเทศสหรัฐอเมริกามีชื่อว่ายูเอสเอสนอติลุส (USS Nautilus) ถูกปล่อยลงทะเลเมื่อวันที่ 22 เมษายน ค.ศ. 1955 และทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญของเรือดำน้ำ จากเดิมที่เป็นเพียงยานใต้น้ำที่เชื่องช้า กลายเป็นเรือรบที่มีความเร็ว 20-25 นอต (knots) และสามารถดำน้ำได้นานหลายสัปดาห์ Nautilus เป็นจุดเริ่มต้นของการพัฒนาเรือดำน้ำรุ่นต่อมาคือชั้น สเกตคลาส (Skate-class)

USS Nautilus
USS San FranciscO

หลังจากเรือดำน้ำชั้น Skate-class แล้ว สหรัฐอเมริกาได้มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง โดยออกแบบเป็นชุดมาตรฐานจัดสร้างโดยบริษัทเอกชน ได้แก่ บริษัท Westinghouse และ GE เรือแต่ละลำจะมีเครื่องปฏิกรณ์ 1 เครื่อง ส่วนอังกฤษได้ให้บริษัท Rolls Royce สร้างเครื่องปฏิกรณ์ลักษณะเดียวกันให้กับเรือดำน้ำของกองทัพเรือ และมีการพัฒนาการออกแบบต่อมาเป็นแบบ PWR-2

ปี 1959 เรือดำน้ำนิวเคลียร์ลำแรกที่มีเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ 2 เครื่องได้เสร็จสมบูรณ์ มีชื่อว่าไทรทัน (Triton) มีความยาว 447 ฟุต กว้าง 37 ฟุต มีเจ้าหน้าที่และลูกเรือ 148 คน เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ 2 เครื่อง ใช้ระบบระบายความร้อนด้วยน้ำ สร้างขึ้นโดยบริษัท General Electric Co. ใบพัดทำงานโดยใช้กระแสไฟฟ้าที่ผลิตโดยเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ เรือดำน้ำลำนี้มีพิสัย 110,000 ไมล์

พลังงานนิวเคลียร์ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงขนานใหญ่ในกองทัพเรือสหรัฐอเมริกา ในปี ค.ศ. 1962 กองทัพเรือสหรัฐอเมริกา มีเรือดำน้ำพลังงานนิวเคลียร์ปฏิบัติการอยู่ 26 ลำ และกำลังสร้างอีก 30 ลำ

 
 
ชั้นของเรือดำน้ำนิวเคลียร์ของสหรัฐอเมริกาที่สร้างหลังปี ค.ศ. 1965
นอกจากสหรัฐอเมริกาแล้ว ประเทศมหาอำนาจอื่น ๆ ก็มีสมรรถนะในด้านเรือดำน้ำนิวเคลียร์ด้วย เช่นประเทศอังกฤษที่มีการแลกเปลี่ยนเทคโนโลยีกับสหรัฐอเมริกา ในขณะที่ฝรั่งเศส รัสเซีย และจีน ต่างก็มีการพัฒนาของตนเอง
 
 
ผังแสดงโครงสร้างระบบขับดันของเรือดำน้ำพลังงานนิวเคลียร์ของอังกฤษ

สำหรับรัสเซียนั้นก็มีเรือดำน้ำออกมาใช้งานทั้งหมด 5 ชั่วรุ่น (generation) และในแต่ละชั่วรุ่นแบ่งเป็นชั้น เช่น ในชั่วรุ่นที่ 3 มีชั้น Oscar-I และ class Oscar-II รวมทั้งชั้น Typhoon-class หรือในชั่วรุ่นที่ 4 มีชั้น Severodvinsk class ซึ่งออกปฏิบัติการในปี 1995

รัสเซียได้พัฒนาการออกแบบทั้งเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบน้ำอัดความดัน และเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบระบายความร้อนด้วยตะกั่ว-บิสมัท (lead-bismuth cooled reactor) ซึ่งแบบหลังนี้ไม่มีการใช้งานแล้ว ได้แก่ เรือดำน้ำชั้น Alfa-class (ลำต้นแบบในชั่วรุ่นที่ 2) ของรัสเซีย ใช้เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบระบายความร้อนด้วยโลหะเหลว (liquid metal cooled reactor: LMR) 1 เครื่อง ซึ่งยูเรเนียมมีสมรรถนะสูงมาก มีกำลัง 155 เมกะวัตต์ความร้อน (MWt) แต่มีปัญหาในการปฏิบัติงาน เนื่องจากต้องทำให้ตะกั่ว-บิสมัท (lead-bismuth) ที่ใช้ระบายความร้อนอยู่ในสภาพแข็งตัวเมื่อดับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ เรือของชั้นนี้มีการสร้างขึ้น 7 ลำ และ ถือว่าไม่ประสบความสำเร็จในการออกแบบ

เรือดำน้ำที่มีขนาดใหญ่ที่สุดมีระวางบรรทุก 26,500 ตัน เป็นของรัสเซียชั้น Typhoon-class ใช้เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ PWR ขนาด 190 เมกะวัตต์ความร้อน (MWt) 2 เครื่อง ซึ่งออกมาทำลายสถิติชั้น Oscar-II class ที่มีระวางบรรทุก 24,000 ตัน และใช้เครื่องปฏิกรณ์แบบเดียวกัน

 
 
เรือดำน้ำชั้น Oscar-II class ของรัสเซีย

ถ้าเปรียบเทียบถึงระดับความปลอดภัยกับสหรัฐอเมริกาแล้ว รัสเซียมีการเกิดอุบัติเหตุร้ายแรงจำนวนหลายครั้ง โดยมีปัญหาจากเครื่องปฏิกรณ์ 5 ครั้ง มีการรั่วไหลของรังสีอีกมากกว่านั้น แต่หลังจากปี ค.ศ. 1970 ซึ่งได้ออกเรือดำน้ำที่ใช้เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ PWR รุ่นที่สาม รัสเซียได้ให้ความสำคัญกับระบบความปลอดภัยมากขึ้น

ประวัติการสร้างเรือดำน้ำนิวเคลียร์ของรัสเซีย

Generation

Project

NATO
Name

Russian
Name

Type

Reactors Per Vessel

No. Built

Features

First

627, 627A

November

Kit

SSN

2 PWR*/VM-A

13

1955-1963.

Prototype

645

November 645

ZhMT

SSN

2 LMR**/VT-1

1

Laid down in 1958, launched in 1962, and commissioned in 1963. 
In 1968, 9 deaths occurred in a reactor accident. 
In 1981, sunk to 50 meters in the Kara Sea.

First

658, 658M

Hotel

 

SSBN

2 PWR/VM-A

8

1958-1964. 
First strategic submarine.

First

659, 659T

Echo I

 

SSGN

2 PWR/VM-A

5

 

Prototype

661

Papa

Anchar

SSGN

2 PWR/VM-5 m

1

World's first titanium hull submarine.

First

675, 675M, 675MKV

Echo II

 

SSGN

2 PWR/VM-A

29

1961-1967.

Second

667A

Yankee

Navaga, Nalim

SSBN

2 PWR/OK-700/VM-4

34

1964-1974.
Outfitted with 16 ballistic missiles with a range  of 3,000 km. 
Similar to American submarine class George Washington. 
No longer operative and are currently being dismantled. 

Second

667AR

Yankee Notch

Grosha

SSGN

2 PWR/type unknown

 

Converted from SSBN as a result of SALT limitations.

Second 

667B

Delta I

Murena

SSBN

2 PWR/OK-700/VM-4

18

1971-1977.
Outfitted with 12  ballistic missiles with a range capability of 9,000 km.
A modified version of the Yankee class.

Second

667BD

Delta II

Murena-M

SSBN

2 PWR/OK-700/VM-4

4

1973-1975.
Outfitted with 16 ballistic missiles.

Second

667BDR

Delta III

Kalmar

SSBN

2 PWR/OK-700/VM-4-2

14

1975-1981.
Outfitted with 16 ballistic missiles.

Second 

667BDRM

Delta IV 

Delfin

SSBN

2 PWR/VM-4

7

1981-1992.
Outfitted with 16 ballistic missiles.

Second

670A

Charlie I

Skat

SSGN

1 PWR/OK-350/VM-4

11

1967-1972.
Attack submarine equipped with cruise missiles.
Designed to counter hostile aircraft carriers and surface ships.
All based in the Pacific Fleet.

Second

670M

Charlie II

Skat M

SSGN

1 PWR/OK-350/VM-4

6

1973-1980.
Attack submarine equipped with cruise missiles.
Designed to attack hostile aircraft carriers and surface ships.
All based in the Northern Fleet.

Second

671, 671V, 671K

Victor I

Kefal I (Yersy)

SSN

1 PWR/OK-300/VM-4

15

1965-1974.
Built to attack enemy submarines. 

Second

671RT

Victor II

Kefal II

SSN

1 PWR/OK-300/VM-4

7

Built to attack enemy submarines.

Second

671RTM

Victor III

Shchuka

SSN

2 PWR/OK-300/VM-4

26

Built to attack enemy submarines.

Prototype

685

Mike

Plavnik

SSN

1 PWR/OK-650 b-3

1

Titanium hull.
Worlds' deepest diving nuclear submarine.
Laid down in 1978, launched in 1983, commissioned in 1984. Sank in 1989.

Prototype

705, 705K

Alfa

Lira

SSN

1 LMR/OK-550/BM-40A

7

Noisy, but built for speed.
Titanium hull.
Reactors called "single use reactors" with operational lifetimes of 70 years.
All are based in the Northern Fleet.
No longer built after the late 1980s.

Third

941

Typhoon

Akula

SSBN

2 PWR/OK-650/VV

6

1977-1989.
World's largest submarine.
Equipped with 200 nuclear warheads.
Six submarines built with a seventh in halted construction.

Third

949

Oscar I

Granit

SSGN

2 PWR/OK-650 b

2

1978-present.
Equipped with cruise missiles.
Designed to hunt and sink hostile aircraft carriers.

Third

949A

Oscar II

Antey

SSGN

2 PWR/OK-650 b

11

Equipped with 24 cruise missiles.

Third/Prototype

945, 945A, 945B

Sierra I

Barracuda I

SSN

1 PWR/OK-650

4

1982-1993.
Titanium hull.
Quiet enough to avoid detection by NATO's SOSUS tracking system.

Third

971

Akula
(Akula II)

Bars

SSN

1 PWR/OK-650 b

12

Quietest, fastest, most modern submarine.
Class renamed to Akula II.
Current construction projects have been delayed due to lack of financing.

Fourth

885

Severodvinsk

Severodvinsk

 

1 PWR/KPM


 
 
 
 
 
 
 
 
 

Prototype under construction since December 1993; scheduled for transfer to the navy in 1998 at the earliest.
Subsequent construction could begin in 2002-2004 at Severodvinsk shipyard.
According to this schedule, it would enter service in 2006-2008.
Considered the most advanced nuclear-powered submarine in the world by US experts.
To be equipped with a monoblock design reactor.

Fifth

935

Borey

Yuriy Dolgorukiy

SSBN

 

 

Approximately half the size of the Typhoon Class. 
Will be outfitted with at least 12 ballistic missiles.
If completed, it would be the fifth generation of submarines, entering service in 2004.

Other

10831

10831

AS-12

Mini

1 PWR/type unknown

1

Based in the Northern Fleet.

Other

1851

X-Ray

AS-11

Mini

1 PWR/type unknown

1

Built in 1982.
Based in the Northern Fleet.

Other

1910

Uniform

--

Mini

1 PWR/type unknown

3

1982-1994.
Based in the Northern Fleet.

*PWR = pressurized water reactor. **LMR = liquid metal reactor.
(ตารางจากเว็บไซต์ http://www.nti.org/db/nisprofs/russia/naval/subtable.htm)

ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1950 ถึงปี ค.ศ. 2003 รัสเซียสร้างเรือดำน้ำพลังงานนิวเคลียร์จำนวน 248 ลำ (เรือผิวน้ำ 5 ลำ) ใช้เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ 468 เครื่อง โดยยังมีการปฏิบัติงานอยู่ในปัจจุบัน 60 ลำ ตอนปลายสงครามเย็นในปี ค.ศ. 1989 คาดว่ารัสเซียมีเรือดำน้ำที่กำลังสร้างและที่ปฏิบัติการอยู่รวม 400 ลำ แต่ต่อมาได้มีการยกเลิกไป 250 ลำ จากโครงการลดกำลังอาวุธ ในปัจจุบันรัสเซียและสหรัฐอเมริกามีเรือดำน้ำที่ใช้งานอยู่ในแต่ละประเทศมากกว่า 100 ลำ ขณะที่อังกฤษและฝรั่งเศสมีน้อยกว่า 20 ลำ ส่วนจีนมี 6 ลำ รวมแล้วมีเรือดำน้ำพลังงานนิวเคลียร์ที่ยังใช้งานอยู่ทั้งหมดประมาณ 160 ลำ

 

สหรัฐอเมริกา

รัสเซีย

ฝรั่งเศส

อังกฤษ

จีน

รวม

จำนวนที่สร้าง

179

245

12

24

5-6

465-466

จำนวนคาดว่าปลดประจำการ ถึงปี ค.ศ. 2000

100

180

4

15

0

299

 
ถอดความจาก Nuclear-powered Ships
เว็บไซต์ http://www.uic.com