Marina sovietica/russa1971 - 1996: SSN Project 705 Lira (russo: Лира), nome in codice NATO Alfa. Il progetto Sapphire, era un'operazione militare segreta degli Stati Uniti

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La classe Alfa, designazione sovietica Progetto 705 Lira (in russo: Лира, che significa "Lira", nome in codice NATO Alfa), era una classe di sottomarini d'attacco a propulsione nucleare in servizio con la Marina sovietica dal 1971 all'inizio degli anni '90, e successivamente con la Marina russa fino al 1996. Erano tra i sottomarini militari più veloci mai costruiti, solo il prototipo K-222 (codice NATO Papa) che li superava in velocità in immersione.

I sottomarini Project 705 avevano un design unico tra gli altri sottomarini. Oltre all'uso rivoluzionario del titanio per lo scafo, utilizzavano come fonte di energia un potente reattore veloce raffreddato al piombo-bismuto, che riduceva notevolmente le dimensioni del reattore rispetto ai progetti convenzionali, riducendo così le dimensioni complessive del sottomarino, e consentendo velocità molto elevate. Tuttavia, il reattore aveva una vita breve e doveva essere tenuto al caldo quando non veniva utilizzato. Di conseguenza, i sottomarini furono usati come intercettori, per lo più tenuti in porto pronti per una corsa ad alta velocità nel Nord Atlantico.

Progettazione, sviluppo e preproduzione

Il progetto 705 fu proposto per la prima volta nel 1957 da MG Rusanov e il lavoro di progettazione iniziale guidato da Rusanov iniziò nel maggio 1960 a Leningrado con l'incarico di progettazione assegnato a SKB-143, uno dei due predecessori (l'altro era TsKB- 16) del Malakhit Design Bureau, che alla fine sarebbe diventato uno dei tre centri di progettazione di sottomarini sovietici/russi, insieme al Rubin Design Bureau e al Lazurit Central Design Bureau.

Il progetto era altamente innovativo per soddisfare requisiti esigenti: 

• velocità sufficiente per inseguire con successo qualsiasi nave; 
• capacità di evitare armi ASW e di garantire il successo nel combattimento subacqueo; 
• bassa rilevabilità, in particolare per gli array MAD aviotrasportati, e anche soprattutto per i sonar attivi; 
• Dislocamento minimo; 
• equipaggio ridotto al minimo.

Uno speciale scafo in lega di titanio era stato utilizzato per mettere a punto una piccola unità a sei compartimenti da 1.500 tonnellate, a bassa resistenza idrodinamica, in grado di raggiungere velocità molto elevate (superiori ai 40 nodi e immersioni profonde. Il sottomarino operava come intercettore, rimanendo in porto o sulla rotta di pattugliamento per poi raggiungere in velocità una flotta ostile in avvicinamento. È stato ideato un impianto nucleare ad alta potenza raffreddato a metallo liquido, mantenuto allo stato liquido in porto attraverso il riscaldamento esterno. Un'ampia automazione riduceva anche notevolmente il numero dell'equipaggio necessario a soli 16 uomini.

I problemi pratici con il progetto divennero presto evidenti e nel 1963 il team di progettazione fu sostituito e fu proposto un progetto meno radicale, aumentando tutte le dimensioni principali e il peso dell’SSN di 800 tonnellate e quasi raddoppiando l'equipaggio.

Un prototipo di un progetto simile, il sottomarino missilistico da crociera Project 661 o K-162 (dal 1978 K-222) (indicato dalla NATO come classe Papa), fu costruito presso il cantiere SEVMASH di Severodvinsk e completato nel 1972. Il lungo il tempo di costruzione era stato causato da numerosi difetti di progettazione e difficoltà di produzione. Ampiamente testata, fu messa fuori servizio a seguito di un incidente al reattore nel 1980. Aveva una velocità massima di 44,7 nodi e una profondità di prova di 400 m. Questo combinato con altri rapporti aveva creato un certo allarme nella US NAVY e aveva spinto il rapido sviluppo del programma di siluri ADCAP e il Progetti di programmi missilistici Sea Lance (quest'ultimo fu cancellato quando si sono rese note informazioni più definitive sul progetto sovietico). La creazione del siluro ad alta velocità Spearfish da parte della Royal Navy fu anche una risposta alla minaccia rappresentata dalle capacità segnalate dei sottomarini del Progetto 705.

Produzione

La produzione iniziò nel 1964 come Progetto 705 con la costruzione sia presso il cantiere dell'Ammiragliato di Leningrado, sia presso il Sevmashpredpriyatiye (SEVMASH - Northern Machine-building Enterprise), di Severodvinsk. L’unità principale, la K-64, fu costruita a Leningrado. Leningrado costruì tre successivi sottomarini del Progetto 705 e Severodvinsk costruì tre sottomarini del Progetto 705K (diversi solo per l'impianto del reattore). La prima nave fu commissionata nel 1971.  I sottomarini nucleari del Progetto 705 dovevano essere esse stesse piattaforme sperimentali, per testare tutte le innovazioni e correggere i loro difetti, che in seguito avrebbero costituito una nuova generazione di sottomarini. Questa natura altamente sperimentale aveva per lo più predeterminato il loro futuro.  Nel 1981, con il completamento della settima nave, la produzione terminò. Tutte gli SSN furono assegnati alla Flotta del Nord.

Propulsione

L’unità era alimentata da un reattore veloce raffreddato al piombo-bismuto (LCFR). Tali reattori hanno una serie di vantaggi rispetto ai tipi più vecchi: 

• A causa della maggiore temperatura del liquido di raffreddamento, la loro efficienza energetica è fino a 1,5 volte superiore;
• La durata senza rifornimento può essere aumentata più facilmente, in parte grazie alla maggiore efficienza;
• I sistemi di piombo-bismuto liquido non possono causare un'esplosione e solidificarsi rapidamente in caso di perdita, migliorando notevolmente la sicurezza;
• Gli LCFR sono molto più leggeri e più piccoli dei reattori raffreddati ad acqua, che era il fattore principale quando si considerava la scelta del reattore per i sottomarini del Progetto 705.

Anche se la tecnologia degli anni '60 era appena sufficiente per produrre LCFR affidabili, che ancora oggi sono considerati impegnativi, i loro vantaggi erano considerati convincenti. Due reattori furono sviluppati in modo indipendente, BM-40A da OKB Gidropress (Hydropress) a Leningrado e OK-550 dall'ufficio di progettazione OKBM a Nizhniy Novgorod, entrambi utilizzando una soluzione eutettica piombo - bismuto per lo stadio di raffreddamento primario, ed entrambi producevano 155 MW di potenza.

La velocità di scoppio progettata nei test era di 43–45 kn per tutte le unità e si potevano sostenere velocità di 41–42 kn. L'accelerazione alla massima velocità richiedeva un minuto e l'inversione di 180° alla massima velocità richiedeva solo 40 secondi. Questo grado di manovrabilità superava tutti gli altri sottomarini e la maggior parte dei siluri che erano in servizio all'epoca. Infatti, durante l'addestramento i sottomarini si erano dimostrati in grado di eludere con successo i siluri lanciati da altri sottomarini, che avevano richiesto l'introduzione di siluri più veloci come l'ADCAP americano o lo Spearfish britannico. Tuttavia, il prezzo per questo era un livello di rumore molto elevato alla velocità di burst. Secondo l'intelligence navale degli Stati Uniti, la velocità tattica era simile ai sottomarini Sturgeon.

La propulsione veniva fornita all’elica da una turbina a vapore da 40.000 shp, e due propulsori elettrici da 100 kW sulle punte degli stabilizzatori di poppa venivano utilizzati per uno "strisciamento" più silenzioso (manovre tattiche a bassa velocità) e per la propulsione di emergenza in caso di incidente tecnico. L'energia elettrica era fornita da due turbogeneratori da 1.500 kW, con un generatore diesel di riserva da 500 kW e un banco di 112 batterie zinco-argento. 

L'impianto OK-550 è stato utilizzato sul Progetto 705, ma successivamente, sul 705K, fu installato l'impianto BM-40A a causa della scarsa affidabilità dell'OK-550. Sebbene più affidabile, il BM-40A si era comunque rivelato molto più esigente nella manutenzione rispetto ai vecchi reattori ad acqua pressurizzata. Il problema era che la soluzione eutettica piombo/bismuto si solidifica a 125°C (257°F). Se mai si indurisse, sarebbe impossibile riavviare il reattore, poiché i gruppi di combustibile verrebbero congelati nel refrigerante solidificato. Pertanto, ogni volta che il reattore viene spento, il liquido refrigerante deve essere riscaldato esternamente con vapore surriscaldato. Vicino ai moli dove erano ormeggiati i sottomarini, era stata costruita una struttura speciale per fornire vapore surriscaldato ai reattori dei sottomarini nucleari quando i reattori erano spenti. Anche una nave più piccola era di stanza al molo per fornire vapore dal suo impianto a vapore ai sottomarini Alfa.

Gli impianti costieri venivano trattati con molta meno attenzione rispetto ai sottomarini e spesso risultavano incapaci di riscaldare i reattori dei sottomarini. Di conseguenza, gli impianti dovevano essere mantenuti in funzione anche mentre i sottomarini erano in porto. Le strutture si erano completamente guastate all'inizio degli anni '80 e da allora i reattori di tutti gli Alfa operativi erano stati tenuti costantemente in funzione. Sebbene i reattori BM-40A siano stati in grado di funzionare per molti anni senza interruzioni, non erano stati specificamente progettati per tale trattamento e qualsiasi seria manutenzione del reattore era diventata un’operazione impossibile. Ciò aveva comportato a una serie di guasti, tra cui perdite di refrigerante e un reattore rotto e congelato mentre era in mare. Tuttavia, il costante funzionamento dei reattori si era rivelato migliore rispetto alle strutture costiere. Quattro unità erano state dismesse a causa del congelamento del refrigerante.

Entrambi i progetti OK-550 e BM-40A erano reattori monouso e non potevano essere riforniti poiché il refrigerante si sarebbe inevitabilmente congelato durante il processo. Ciò era stato compensato da una durata molto più lunga sul loro unico carico (fino a 15 anni), dopodiché i reattori sarebbero stati completamente sostituiti. Sebbene una tale soluzione possa potenzialmente ridurre i tempi di servizio e aumentare l'affidabilità, è ancora più costosa e l'idea dei reattori monouso era impopolare negli anni '70. Inoltre, il Progetto 705 non utilizzava un design modulare che avrebbe consentito una rapida sostituzione dei reattori, quindi tale manutenzione avrebbe richiesto almeno il tempo necessario per rifornire un normale sottomarino.

Scafo

Come la maggior parte dei sottomarini nucleari sovietici, il Progetto 705 utilizzava un doppio scafo, dove lo scafo interno resiste alla pressione e quello esterno lo protegge e fornisce una forma idrodinamica ottimale. Lo scafo e la vela esterni graziosamente curvi erano altamente idrodinamici per un'elevata velocità e manovrabilità in immersione.

A parte i prototipi, tutti e sei i sottomarini Project 705 e 705K sono stati costruiti con scafi in lega di titanio, che all'epoca era rivoluzionario nel design dei sottomarini a causa del costo del titanio e delle tecnologie e attrezzature necessarie per lavorarci. Le difficoltà nell'ingegneria divennero evidenti nel primo sottomarino che fu rapidamente dismesso dopo che si svilupparono crepe nello scafo. Successivamente, la metallurgia e la tecnologia di saldatura sono state migliorate e non si sono verificati problemi allo scafo sulle navi successive. I servizi segreti americani sono venuti a conoscenza dell'uso di leghe di titanio nella costruzione recuperando trucioli di metallo caduti da un camion mentre lasciava il cantiere navale di San Pietroburgo. 

Lo scafo pressurizzato era suddiviso in sei compartimenti stagni, di cui solo il terzo (centrale) era presidiato e gli altri erano accessibili solo per manutenzione. Il terzo compartimento aveva paratie sferiche rinforzate che potevano resistere alla pressione alla profondità di prova e offrivano una protezione aggiuntiva all'equipaggio in caso di attacco. Per migliorare ulteriormente la sopravvivenza, la nave era dotata di una capsula di salvataggio eiettabile. 

Il requisito di profondità del test originale specificato per il Progetto 705 era di 500 m, ma dopo il completamento del progetto preliminare, SKB-143 aveva proposto di ridurre questo requisito a 400 m. La riduzione della profondità del test e l'assottigliamento dello scafo pressurizzato avrebbero compensato l'aumento di peso del reattore, del sistema sonar e delle paratie trasversali.  Il mito comune secondo cui gli Alfa potevano immergersi a 1.000 m o più in profondità è radicato nelle stime dell'intelligence occidentale fatte durante la Guerra Fredda. 

Sistema di controllo

Per questi sottomarini fu sviluppata una suite di nuovi sistemi, tra cui: 

• Sistema di informazione e controllo del combattimento Akkord (Accord), che riceveva ed elaborava dati idroacustici, televisivi, radar e di navigazione da altri sistemi, determinando la posizione, la velocità e la traiettoria prevista di altre navi, sottomarini e siluri. Le informazioni venivano visualizzate sui terminali di controllo, insieme alle raccomandazioni per il funzionamento di un singolo sottomarino, sia per l'attacco che per l'evasione dei siluri, o per il comando di un gruppo di sottomarini;
• Sistema di controllo delle armi Sargan che controllava l'attacco, la ricerca dei siluri e l'uso di contromisure, sia tramite comando umano anche automatico se necessario;
• Sistema idroacustico (sonar) automatizzato Okean (Ocean) che forniva dati sui bersagli ad altri sistemi ed eliminava la necessità che i membri dell'equipaggio lavorassero con apparecchiature di rilevamento;
• Sistema di navigazione Sozh e sistema di controllo della rotta Boksit (Bauxite), che integrava il controllo di rotta, profondità, assetto e velocità, per manovre manuali, automatizzate e programmate;
• Il sistema Ritm (Rhythm) controllava il funzionamento di tutti i macchinari a bordo, eliminando la necessità di personale per la manutenzione del reattore e di altri macchinari, che era stato il fattore principale nella riduzione del numero di membri dell’equipaggio;
• Sistema di monitoraggio delle radiazioni Alfa;
• TV-1 sistema ottico televisivo per osservazione esterna.

Tutti i sistemi del sottomarino erano completamente automatizzati e tutte le operazioni che richiedevano una decisione umana venivano eseguite dalla sala di controllo. Sebbene tale automazione sia comune sugli aerei, altre navi militari e sottomarini hanno più squadre separate che eseguono questi compiti. L'intervento dell'equipaggio era richiesto solo per cambi di rotta o combattimenti e non veniva eseguita alcuna manutenzione in mare. A causa di questi sistemi, il turno di combattimento dei sottomarini Alfa era composto solo da otto ufficiali di stanza nella sala di controllo. Mentre i sottomarini nucleari hanno in genere da 120 a 160 membri dell'equipaggio, il numero dell'equipaggio inizialmente proposto era di 14: tutti i ufficiali, tranne il cuoco. Successivamente venne considerato più pratico avere a bordo un equipaggio aggiuntivo che potesse essere addestrato per operare con la nuova generazione di sottomarini e il numero venne aumentato a 27 ufficiali e quattro ufficiali di mandato. Dato che la maggior parte dell'elettronica era di nuova concezione e si prevedevano guasti, era di stanza a bordo un equipaggio aggiuntivo per monitorare le loro prestazioni. Alcuni problemi di affidabilità erano legati all'elettronica, ed è possibile che alcuni incidenti si sarebbero potuti prevedere con sistemi di monitoraggio più maturi e meglio sviluppati. Le prestazioni complessive sono state considerate buone per un sistema sperimentale.

Il motivo principale alla base del piccolo equipaggio e dell'elevata automazione non era solo quello di consentire una riduzione delle dimensioni del sottomarino, ma piuttosto di fornire un vantaggio nella velocità di reazione sostituendo le lunghe catene di comando con l'elettronica istantanea, accelerando qualsiasi azione.

Caratteristiche generali:

• Dislocamento: 2.300 tonnellate in superficie, 3.200 tonnellate in immersione;
• Lunghezza: 81,4 mt
• Larghezza : 9,5 m
• Pescaggio : 7,6 m.

Profondità:

• Operazione abituale: 350 m
• Profondità di prova : 400 m
• Profondità di schiacciamento: forse oltre 1300 m, cifra di profondità contraddetta da un'autorevole pubblicazione russa. 

Scomparti: 6

• Equipaggio: 27 ufficiali, 4–18 sottufficiali; Fonte russa: 32 
• Reattore: reattore OK-550 o reattore BM-40A, reattore veloce raffreddato al piombo-bismuto, 155 MW
• Turbine a vapore: OK-7K, 40.000 shp (30.000 kW)
• Propulsione: 1 elica
• Velocità (sommerso): ~ 40 nodi.

Tubi lanciasiluri da 533 mm:

• 18-20 siluri SET-65A o SAET-60A (o)
• 18-20 missili da crociera SS-N-15 (o)
• 20-24 mine (o)
• un mix di quanto sopra.

Sistemi:

• Radar di ricerca di superficie Topol MRK.50 (Snoop Tray).
• Radar del sistema di navigazione Sozh
• Comunicazioni subacquee MG-21 Rosa
• Comunicazioni satellitari Molniya
• Antenne per comunicazioni radio Vint & Tissa
• Sistema di controllo del combattimento Accord
• Sistema antincendio Leningrado-705
• Sonar oceanico attivo/passivo
• Sonar di rilevamento mine MG-24 luch
• Ricevitore di intercettazione sonar Yenisei
• Bucht ESM/ECM
• Chrome-KM IFF.

Gli Alfa, come quasi tutti gli altri sottomarini nucleari, non furono mai effettivamente utilizzati in combattimento. Tuttavia, il governo sovietico ne fece ancora buon uso, esagerando il numero pianificato di unità, che si presumeva consentissero di ottenere la superiorità navale pedinando i principali gruppi di navi e distruggendoli in caso di guerra. Gli Stati Uniti risposero avviando il programma ADCAP e la Royal Navy britannica il programma siluro Spearfish, per creare siluri con la portata, la velocità e l'intelligenza per inseguire in modo affidabile i sottomarini classe Alfa.

Gli Alfa dovevano essere solo i primi di una nuova generazione di sottomarini leggeri e veloci e, prima del loro smantellamento, esisteva già una famiglia di progetti derivati, tra cui il Progetto 705D, armato con siluri a lungo raggio da 650 mm, e il Progetto 705A variante del missile balistico che doveva essere in grado di difendersi con successo contro i sottomarini d'attacco. Tuttavia, la spinta principale dello sviluppo dell'SSN russo/sovietico era invece focalizzata verso unità più grandi e più silenziose che alla fine divennero il sottomarino classe Akula.

Le tecnologie e le soluzioni sviluppate, testate e perfezionate su gli Alfa hanno costituito la base per i progetti futuri. La suite di sistemi di controllo dei sottomarini è stata successivamente utilizzata nella classe Akula, o sottomarini d'attacco del Progetto 971 che hanno un equipaggio di 50 persone, più dell'Alfa ma comunque meno della metà degli altri sottomarini d'attacco. I sottomarini classe Akula rappresentano un ibrido delle classi Alfa e Victor III, combinando l'array sonar invisibile e trainato del Victor III con l'automazione della classe Alfa.

Progetto Zaffiro

Il progetto Sapphire era un'operazione militare segreta degli Stati Uniti per recuperare 1.278 libbre (580 kg) di combustibile di uranio altamente arricchito destinato ai sottomarini classe Alfa da un magazzino presso l'impianto metallurgico di Ulba fuori Ust-Kamenogorsk nell'estremo oriente del Kazakistan, dove era immagazzinato con poca protezione dopo la caduta dell'Unione Sovietica.  Il materiale, noto come ossido di uranio-berillio, era stato prodotto dall'impianto Ulba sotto forma di barre di combustibile ceramico per l'uso da parte dei sottomarini. "Il governo kazako non aveva idea che questo materiale fosse lì", confermarono in seguito funzionari kazaki a Graham Allison di Harvard, un analista della sicurezza nazionale. Nel febbraio 1994 fu scoperto da Elwood Gift, un ingegnere dello stabilimento Y-12 di Oak Ridge, nel Tennessee, conservato in lattine d'acciaio delle dimensioni di un litro in un caveau largo circa venti piedi e lungo trenta piedi. Alcuni erano su scaffali metallici mentre altri erano posti sul pavimento. I barattoli erano coperti di polvere.  Presto giunse voce che l'Iran aveva ufficialmente visitato il sito cercando di acquistare combustibile per il reattore. Washington aveva istituito una squadra di tigri e l'8 ottobre 1994 la Sapphire Team decollò dalla McGhee Tyson Air National Guard Base su tre C-5 Galaxy oscurati. Aerei cargo con 130 tonnellate di equipaggiamento. Il team impiegò sei settimane, lavorando su turni di dodici ore, sei giorni alla settimana, per elaborare e inscatolare le 1.050 lattine di uranio. Il Sapphire Team ultimò la ricannatura dell'uranio il 18 novembre 1994 a un costo compreso tra dieci e trenta milioni di dollari (costo effettivo classificato). Le lattine furono caricate in 447 fusti speciali da cinquantacinque galloni per il trasporto sicuro negli Stati Uniti. Cinque C-5 Galaxy furono poi inviati dalla Dover Air Force Base, Delaware, per recuperare la squadra e l'uranio, ma quattro furono costretti a tornare indietro a causa del maltempo. Solo un singolo C-5, che trasportava 30.000 libbre di rifornimenti donati per gli orfanotrofi della zona di Ust-Kamenogorsk, riuscì a passare. Alla fine arrivò un secondo C-5 e i due aerei trasportarono l'uranio a Dover, da dove fu poi trasportato a Oak Ridge per essere miscelato per il combustibile del reattore.

Disattivazione

La prima unità venne dismessa nel 1974 e tutte e sette prima della fine del 1996. La K-123 era stata sottoposta a un refitting tra il 1983 e il 1992 e il suo compartimento del reattore era stato sostituito con un reattore ad acqua pressurizzata VM-4. Dopo essere stata utilizzata per l'addestramento, fu ufficialmente dismessa il 31 luglio 1996. Lo smantellamento delle navi ha comportato la singolare complicazione che, essendo il reattore raffreddato da metalli liquidi, le barre nucleari si erano fuse con il refrigerante quando il reattore era stato fermato e metodi convenzionali in quanto, per lo smontaggio, il reattore non era disponibile. Il Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies della Francia ha progettato e donato attrezzature speciali per un bacino di carenaggio dedicato (SD-10) a Gremikha, utilizzato per rimuovere e immagazzinare i reattori fino a quando non potranno essere definitivamente smantellati.

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(Fonti: “SVPPBELLUM.BLOGSPOT.COM", Web, Google, Wikipedia, You Tube)