Строительство нового укрытия в Чернобыле: как инженеры создают уникальную стальную конструкцию, способную простоять минимум столетие.

Строительство нового укрытия в Чернобыле: инженеры создают уникальную стальную конструкцию, способную простоять минимум столетие, и настолько большую, что внутри нее будет своя погода, всегда сухая и теплая.
Поздней весной 1986 года в результате ошибок при проведении технических испытаний на четвертом энергоблоке Чернобыльской АЭС случилась катастрофа.

Ядерная реакция вышла из-под контроля, в результате взрыва реактор оказался полностью разрушен. В воздух попало исключительно большое количество радиоактивных веществ.
Эта авария оказалась самой значительной в истории атомной энергетики. С зараженной территории пришлось эвакуировать более 100 тыс. человек, в том числе и обслуживавший станцию город, целиком. Разрушенный реактор был накрыт бетонированным саркофагом, а местность вокруг него быстро обезлюдела и стала называться просто – «зоной». Сегодня «зона» стала территорией экстремального и запрещенного туризма, местом действия апокалиптических фильмов, компьютерных игр, многочисленных историй и легенд. Любителей пугающей романтики, как магнит, тянет брошенный людьми город Припять и, конечно, «саркофаг».

Объект «Укрытие» соорудили над злополучным четвертым энергоблоком уже в ноябре 1986 года. Работа была грандиозная по темпам и масштабам: на строительство железобетонного саркофага ушло 400 тыс. кубометров бетонной смеси и 7 тыс. тонн металлоконструкций. Тем не менее, за прошедшие годы он уже начал разрушаться: около года назад часть навесных плит просто обвалилось.
Состоянием «Укрытия» больше других озаботились жители Европы, так что еще в 2004 году Европейский Банк Реконструкции и Развития (ЕБРР) решил поучаствовать в работах по его восстановлению и обновлению. Объявленный ЕБРР тендер в 2007 году выиграла французская компания NOVARKA, предложившая превратить саркофаг в громадную и безопасную экосистему настолько громадную, что внутри нее будет собственный климат. Работы начались в 2012 году, однако из-за технических и финансовых трудностей не завершены до сих пор: по последним сообщениям, саркофаг должен быть готов в 2017 г.

Строительство ведется в некотором отдалении от реактора на расстоянии 600 м радиационная опасность уже не столь велика, позволяя вести работу в обычном режиме. В готовом состоянии «Арка» будет представлять собой стальную конструкцию общим весом под 30 тыс. т. Она станет одним из самых крупных движущихся сооружений в мире: после завершения строительства саркофаг осторожно переместят и установят над реактором.

Безопасная оболочка шириной 250 м, длиной 150 м и высотой 110 м укроет под собой и сам реактор, и технологический корпус, и вспомогательные сооружения. По некоторым данным строительство обойдется более чем в 1,5 млрд евро, из которых около половины составят взносы международных организаций. Зарубежные специалисты участвуют и в сооружении нового саркофага. По их расчетам, «Арка» стоит своих денег: срок службы ее должен составить не менее 100 лет.
Стоит заметить, что если на уровне земли радиационная опасность для строителей и инженеров не слишком велика, то чем выше над ней подниматься тем больше загрязнение. Многие помещения и участки близ реактора по-прежнему активно «фонят» и выбрасывают в воздух радиоактивные частицы и зараженную пыль. Поэтому для сооружения высотной «Арки» была разработана уникальная технология подъема, позволяющая установить ее 110-метровые сегменты, не поднимаясь на высоту более 30 м.
«Верхние блоки арки (примерно треть ее полной высоты) собираются первыми, поясняет один из руководителей работ Эрик Шмиман (Eric Schmieman).

Затем к ним присоединяются опоры, и вся конструкция подвешивается на высоте 30 м. Опоры закрепляются, к ним добавляются нижние части и всё снова поднимается на 30 м. Так продолжается до тех пор, пока мы не доберемся до 110-метровой высоты».
Для этого подъема вокруг «Арки» установлены 10 высотных башен, каждая их которых оснащена мощным гидравлическим подъемным устройством, и домкратами, которые соединены с 52-мя стальными тросами. Точность работы этой системы достигает миллиметров, позволяя манипулировать всей громадной конструкцией с аккуратностью ювелира. Кстати, если сами башни, как и большинство других элементов конструкции, были собраны специально для работы с саркофагом, домкраты имеют свою и печальную историю: в 2001 году их использовали для подъема частей затонувшей в Баренцевом море подлодки «Курск».
Первый сегмент «Арки» был поднят в ноябре 2012 года, последний третий почти год спустя. Параллельно (хотя и с перерывами на самые суровые зимние месяцы) ведутся работы по монтажу сегментов один к другому. Когда конструкция будет собрана, к крыше ее с внутренней стороны будет подвешен мощный мостовой кран, движущийся по шести 96-метровым стальным балкам. Управляться кран будет полностью удаленно, с помощью системы, разработка которой поручена американской робототехнической компании PaR.

Кран сможет использовать на выбор три инструмента классический грузовой крюк на тросе, специальную «бочку» для безопасного перемещения людей, либо подвешенную на шести надежных тросах платформу MTP, которая сможет доставить дистанционно управляемых роботов, вооруженных пилами, дрелями, отбойными молотками и другими инструментами, для работы в тех местах, куда отправлять людей было бы слишком безрассудно.
Лишь после монтажа мостового крана «Арка» начнет медленное движение для того, чтобы окончательно похоронить под собой разрушенный реактор. Вся операция должна занять около двух дней: тяжелая металлическая конструкция будет двигаться по рельсам, в начале которых на месте строительства, и в конце у реактора она будет опираться на 400 свай, уходящих в землю на глубину 26 м.
Чтобы облегчить работу дизельных двигателей, которые должны двигать махину весом 30 тыс. т, инженеры максимально снизили силу трения, которую им придется преодолевать: двигаться «Арка» будет опираясь на 17-метровые подшипниковые колеса, покрытые тефлоном, пока осторожно не встанет на место на ближайшие 100 лет. «В мире существует совсем немного стальных конструкций, которые продержались такое время, говорит Эрик Шмиман. Первое, что приходит в голову, это Эйфелева башня, для защиты которой от коррозии ее постоянно покрывают новой краской. Проделывать подобное с нашим саркофагом мы не можем: уровень радиации в такой близости от реактора еще слишком опасен».

Чтобы избавиться от коррозии, внешняя поверхность стальной конструкции будет постоянно обдуваться кондиционерами: сухой воздух будет циркулировать в 12-метровом пустом пространстве, отделяющем металлические балки от облицовки. Влажность этого воздуха будет поддерживаться на уровне менее 40%, при котором конструкционная сталь практически не корродирует. Система кондиционирования понадобится громадная: чтобы эффективно продувать 45 тыс. куб. м воздуха в час, ей понадобится создавать давление около 50 Па, да еще и подогревать его. По словам инженеров, «Арка» станет самым большим сооружением в мире, в котором поддерживается собственная «погода», отличная от внешней среды. Впрочем, из-за сухости воздуха дождя здесь не будет никогда.
И, конечно, вся громада саркофага будет сейсмостойкой, способной выдержать землетрясение магнитудой до 6-ти. По периметру ее будут располагаться датчики сотрясений и акселерометры, готовые поднять тревогу при любом смещении конструкции или земли под ней. После завершения строительства дальнейшие работы по эксплуатации саркофага будут проводиться представителями Украины. В стране не имеется подготовленных защищенных хранилищ для высокорадиоактивных веществ, так что реактор со всей своей опасной пылью останется на месте еще надолго куда больше ближайшего столетия: по оценке местных специалистов, «зона» должна быть законсервирована на 20 000 лет.

Источник: naked-science.ru

Первым новым типом оружия, появившимся в индустриальном XX веке, стал струйный огнемёт. Причем производители первоначально планировали его не как армейское, а как полицейское оружие для разгона демонстрантов. Странный способ усмирять собственных граждан, сжигая их дотла.

Ранним утром 30 июля 1915 года английские войска были ошеломлены небывалым зрелищем: со стороны немецких окопов внезапно вырвались громадные языки пламени и с шипением и свистом хлестнули в сторону англичан. «Совершенно неожиданно первые линии войск на фронте были охвачены пламенем, – с ужасом вспоминал очевидец, – Не было видно, откуда появился огонь. Солдат как будто окружило неистово крутящееся пламя, которое сопровождалось громким ревом и густыми облаками черного дыма; то здесь, то там в окопы или траншеи падали капли кипящего масла. Крики и вой потрясали воздух. Бросая оружие, английская пехота в панике бежала в тыл, без единого выстрела оставив свои позиции. Так вступили на поля сражений огнеметы.




Огонь за плечами.

Впервые ранцевый огненный прибор предложил в 1898 году российскому военному министру русский изобретатель Зигер-Корн. Прибор нашли сложным и опасным в употреблении и на вооружение не приняли под предлогом «нереальности».

Три года спустя немецкий изобретатель Фидлер создал огнемет аналогичной конструкции, который без колебаний был принят на вооружение рейсвера. В результате Германии удалось значительно опередить другие страны в разработке и создании образцов нового оружия. Применение отравляющих газов уже не достигало целей – у противника появились противогазы. Стремясь сохранить инициативу, немцы использовали новое оружие – огнеметы. 18 января 1915 года был сформирован добровольческий саперный отряд для испытания нового оружия. Огнемет использовали под Верденом против французов и англичан. В обоих случаях он вызвал панику в рядах вражеской пехоты, немцам удалось занять позиции противника с небольшими потерями. Никто не мог остаться в траншее, когда за бруствер лился огненный поток.

На русском фронте немцы впервые применили огнеметы 9 ноября 1916 года в бою под Барановичами. Однако здесь им не удалось добиться успеха. Русские солдаты понесли потери, но не растерялись и упорно оборонялись. Немецкая пехота, поднявшаяся под прикрытием огнеметов в атаку, натолкнулась на сильный ружейно-пулеметный огонь. Атака была сорвана.

Германская монополия на огнеметы просуществовала недолго – к началу 1916 года все воющие армии, в том числе и Россия, имели на вооружении различные системы этого оружия.

К конструированию огнеметов в России приступили весной 1915 года, еще до применения их германскими войсками, и уже через год на вооружение был принят ранцевый огнемет конструкции Таварницкого. Тогда же русские инженеры Странден, Поварин, Столица изобрели фугасный поршневой огнемет: из него горючая смесь выбрасывалась не сжатым газом, а пороховым зарядом. В начале 1917-го огнемет под названием СПС уже поступил в серийное производство.

Как устроены.

Независимо от типа и конструкции принцип действия огнемётов одинаков. Огнемёты (или пламеметы, как говорили раньше) представляют собой приборы, выбрасывающие струи легко воспламеняющейся жидкости на расстояние от 15 до 200 м. Жидкость выбрасывается из резервуара через специальный брандспойт силой сжатого воздуха, азота, углекислоты, водорода или пороховых газов и зажигается при выходе из брандспойта специальным зажигателем.

В Первую мировую применялись огнемёты двух типов: ранцевые в наступательных действиях, тяжелые – при обороне. Между мировыми войнами появился третий вид огнемета – фугасный.

Ранцевый огнемёт представляет собой стальной резервуар емкостью 15–20 л, наполненный горючей жидкостью и сжатым газом. При открывании крана жидкость через гибкий резиновый шланг и металлический бранспойт выбрасывается наружу и поджигается зажигателем.

Тяжелый огнемёт состоит из железного резервуара емкостью около 200 л с выводной трубой, крана и скоб для переноски вручную. Брандспойт с ру-кояткой управления и зажигателем подвижно укреплен на лафете. Дальность полета струи 40–60 м, сектор поражения 130–1800. Выстрелом из огнемета поражается площадь 300–500 м2. Одним выстрелом может быть выведено из строя до взвода пехоты.

Фугасный огнемёт по устройству и принципу действия отличается от ранцевых – огнесмесь из резервуара выбрасывается давлением газов, образующихся при сгорании порохового заряда. На сопло надевается зажигательный патрон, а в зарядник вкладывается пороховой выбрасывающий патрон с электрическим запалом. Пороховые газы выбрасывают жидкость на 35–50 м.

Основной недостаток струйного огнемёта – малая дальность действия. При стрельбе на большие расстояния требуется увеличение давления системе, но сделать это непросто – огнесмесь просто пульверизируется (разбрызгивается). Бороться с этим можно только повышением вязкости (загущением смеси). Но при этом свободно летящая горящая струя огнесмеси может и не долететь до цели, полностью сгорев в воздухе.

Коктейль.

Вся ужасающая мощь огнемётно-зажигательного оружия заключается в зажигательных веществах. Температура их горения составляет 800–10000С и более (до 35000С) с очень устойчивым пламенем. Огнесмеси не содержат окислителей и сгорают за счет кислорода воздуха. Зажигательные вещества представляют собой смеси различных легко воспламеняющийся жидкостей: нефти, бензина и керосина, легкого каменноугольного масла с бензолом, раствор фосфора в сероуглероде и др. Огнесмеси на основе нефтепродуктов могут быть как жидкими, так и вязкими. Первые состоят из смеси бензина с тяжелым моторным топливом и смазочным маслом. При этом образуется широкая завихренная струя интенсивного пламени, летящая на 20–25 метров. Горящая смесь способна затекать в щели и отверстия объектов-целей, но значительная часть ее сгорает в полете. Самый же главный недостаток жидких смесей состоит в том, что они не прилипают к предметам.

Иное дело напалмы, то есть загущенные смеси. Они могут прилипать к предметам и тем самым увеличивать площадь поражения. В качестве их горючей основы используют жидкие нефтепродукты – бензин, реактивное топливо, бензол, керосин и смесь бензина с тяжелым моторным топливом. В качестве загустителей чаще всего используют полистирол или полибутадиен.

Напалм легко воспламеняется и прилипает даже к влажным поверхностям. Затушить водой его невозможно, поэтому он плавает на поверхности, продолжая гореть. Температура горения напалма 800–11000С. Более высокой температурой горения – 1400–16000С – обладают металлизированные зажигательные смеси (пирогели). Их изготавливают путем добавления в обычный напалм порошков некоторых металлов (магния, натрия), тяжелых нефтепродуктов (асфальта, мазута) и некоторых видов горючих полимеров – изобутилметакрилата, полибутадиена.

Люди-зажигалки.

Армейская профессия огнемётчика была исключительно опасной – как правило, к врагу надо было подобраться на несколько десятков метров с огромной железякой за спиной. По неписаному правилу солдаты всех армий Второй мировой войны не брали огнемётчиков и снайперов в плен, их расстреливали на месте.

На каждого огнемётчика приходилось как минимум полтора огнемета. Дело в том, что фугасные огнеметы были одноразовыми (после срабатывания требовалась заводская перезарядка), и работа огнемётчика с таким оружием была сродни саперной. Фугасные огнемёты вкапывали перед собственными траншеями и укреплениями на расстоянии нескольких десятков метров, оставляя на поверхности только замаскированное сопло. При подходе противника на расстояние выстрела (от 10 до 100 м) огнёметы приводились в действие («подрывались»).

Показателен бой за Щучинковский плацдарм. Первый огненный залп батальон смог сделать лишь через час после начала атаки, уже потеряв 10% личного состава и всю артиллерию. Было подорвано 23 огнемета, уничтоживших 3 танка и 60 пехотинцев. Попав под огонь, немцы отходили на 200–300 м и начинали безнаказанно расстреливать советские позиции из танковых орудий. Наши бойцы переходили на запасные замаскированные позиции, и ситуация повторялась. В итоге батальон, израсходовав почти весь запас огнеметов и потеряв более половины состава, уничтожил к вечеру еще шесть танков, одно самоходное орудие и 260 фашистов, с трудом удержав плацдарм. Этот классический бой показывает преимущества и недостатки огнеметов – они бесполезны на расстоянии более 100 м и ужасающе эффективны при неожиданном применении практически в упор.

Советские огнеметчики умудрялись применять фугасные огнеметы и в наступлении. Например, на одном участке Западного фронта перед ночной атакой закопали на расстоянии всего 30–40 м от немецкой деревянно-земляной оборонительной насыпи с пулеметными и артиллерийскими амбразурами 42 (!) фугасных огнемета. С рассветом огнеметы были подорваны одним залпом, полностью уничтожив километр первой линии обороны противника. В этом эпизоде восхищает фантастическая смелость огнеметчиков – закапывать 32-кг цилиндр в 30 м от пулеметной амбразуры!

Не менее героическими были действия огнеметчиков с ранцевыми огнеметами РОКС. Бойцу с дополнительными 23 кг за спиной требовалось под смертельным огнем противника добежать до траншей, подобраться на расстояние 20–30 м к укрепленному пулеметному гнезду и только после этого произвести залп. Вот далеко не полный список немецких потерь от советских ранцевых огнеметов: 34 000 человек, 120 танков, самоходных орудий и бронетранспортеров, более 3000 ДОТов, ДЗОТов и других огневых точек, 145 автомашин.

Костюмированные сжигатели.

Немецкий вермахт в 1939–1940 годах использовал переносной огнемет обр. 1935 года, напоминавший огнеметы времен Первой мировой войны. Для защиты самих огнеметчиков от ожогов были разработаны специальные кожаные костюмы: куртка, брюки и перчатки. Облегченный «малый улучшенный огнемет» обр. 1940 года мог обслуживать на поле боя всего один боец.

Чрезвычайно эффективно немцы использовали огнеметы при захвате бельгийских пограничных фортов. Десантники высадились прямо на боевое покрытие казематов и огнеметными выстрелами в амбразуры заставили огневые точки замолчать. При этом использовалась новинка: Г-образный наконечник на брандспойт, который позволял огнеметчику при выстреле стоять сбоку от амбразуры или действовать сверху.

Бои зимой 1941 года показали, что при низких температурах немецкие огнеметы непригодны из-за ненадежного воспламенения горючей жидкости. На вооружение вермахта был принят огнемет обр. 1941 года, в котором был учтен опыт боевого применения немецких и советских огнеметов. По советскому образцу в системе воспламенения горючей жидкости были использованы воспламенительные патроны. В 1944-м для парашютных частей был создан огнемет одноразового применения FmW 46, напоминающий гигантский шприц весом 3,6 кг, длиной 600 мм и диаметром 70 мм. Он обеспечивал огнеметание на 30 м.

В конце войны 232 ранцевых огнемета были переданы подразделениям пожарной охраны рейха. С их помощью сжигали трупы мирных жителей, погибших в бомбоубежищах при авиабомардировках германских городов.

В послевоенное время в СССР был принят на вооружение легкий пехотный огнемет ЛПО-50, обеспечивающий три огненных выстрела. Сейчас он производится в Китае под наименованием Тип 74 и состоит на вооружении многих стран мира, бывших участниц Варшавского договора и некоторых стран Юго-Восточной Азии.

На смену струйным пришли реактивные огнеметы, где огнесмесь, заключенная в герметичную капсулу, доставляется реактивным снарядом на сотни и тысячи метров. Но это уже другая история.

Советский Змей-Горыныч.

В начале войны советские конструкторы предприняли дерзкую попытку установить тяжелый пехотный фугасный огнемет на знаменитый штурмовик ИЛ-2. Замысел был эффектный: превратить самолет в этакого Змея Горыныча, сжигающего языком пламени, к примеру, танковую колонну противника. Но испытания показали, что из-за большой скорости самолета огнесмесь разбрызгивается и дальность огнеметания резко снижается, поэтому поражающий эффект достигается только на сверхмалых высотах – до 10 м, да и в этом случае каждой цели достается слишком малая порция огнесмеси. От применения «огнедышащего дракона» пришлось отказаться.

Алексей Ардашев