Арктика за гранью фантастики. Будущее Севера глазами советских инженеров, изобретателей и писателей
- -
- 100%
- +
АНАТОЛИЙ ГЕОРГИЕВИЧ УФИМЦЕВ (1880–1936) – учёный-самоучка, изобретатель ветроэлектродвигателя.
В начале 1930-х годов свои работы над новыми типами ветроустановок начали инженеры В. П. Ветчинкин и А. Г. Уфимцев. Заглядывая далеко вперёд, они предложили использовать многоветряковые рамные ветроэлектростанции. По этому проекту рамная сверхмощная ветроэлектростанция на 100 тыс. кВт состоит из 224 ветровых колёс (диаметр каждого – 20 м). Ветроколёса смонтированы на общей вертикальной раме, имеющей вид гигантского ромба: «Ромб укреплён на вертикальной поворотной башне, опирающейся своим нижним концом на гидравлический подпятник, а верхним укреплённой в подшипнике, удерживаемом расчалками. С лобовой и тыловой сторон ромба из его центральной башни выступают вперёд и назад горизонтальные решётчатые фермы с растяжками, увеличивающими жёсткость всей конструкции. Задние фермы несут на своих концах поверхность хвостового оперения. Цель этого устройства – повернуть ромб с ветровыми колёсами лобовой стороной на ветер»[46]. Размеры установки велики: ширина ромба до 500 м, вес около 10 тыс. т, высота 350 м (то есть почти равна по высоте самому высокому зданию на свете)[47]. Использование подобных установок – плотин для ветра – возможно было в различных районах страны (в том числе в Заполярье и на Новой Земле).
Ветросиловая плотина В. П. Ветчинкина и А. Г. Уфимцева.
Иллюстрация В. Филатова и Л. Башкирцева к статье Б. Кажинского и А. Кармишина «Ветросиловые плотины» Техника – молодёжи. 1951. № 12. С. 16, 20
Проект большой рамной ветроэлектростанции оказался нерентабельным – по оценке заместителя генерального директора НПО «Циклон» А. Островского, данной в 1980 году, стоимость 1 кВт/ч энергии от ветроагрегата очень велика по сравнению со стоимостью 1 кВт/ч от традиционных производителей. Поэтому впоследствии обращались лишь к идее развития небольших ветроустановок (мощностью до 16 кВт)[48].
Передвижные атомные электростанции
Послевоенные успехи атомной энергетики способствовали разработке мобильных атомных станций, которые предполагалось использовать именно в районах Крайнего Севера (в первую очередь для военных нужд). Основным проектом подвижной АЭС стала ТЭС-3 (транспортабельная атомная электростанция). Идея проекта принадлежала Е. П. Славскому, а непосредственными авторами разработки стали учёные из обнинского Физико-энергетического института Ю. А. Сергеев и Д. Л. Бродер.
Мобильная наземная станция имела двухконтурный водо-водяной реактор и представляла собой комплекс из четырёх гусеничных машин – «энергосамоходов» на увеличенном шасси тяжёлого танка Т-10. На одной такой машине размещался реактор, на второй – парогенератор, компенсатор объёма и насосы первого контура. Третья машина несла генератор, вырабатывавший энергию, а на четвёртом энергосамоходе находились пункт управления станцией и резервное энергетическое оборудование. Станция не могла работать на ходу. Чтобы её запустить, требовалось расставить энергосамоходы в нужном порядке, соединить их трубопроводами для теплоносителя и рабочего тела, проложить кабели.
Ефим Павлович Славский
ЕФИМ ПАВЛОВИЧ СЛАВСКИЙ (07.11.1898–28.11.1991) – советский государственный деятель, один из организаторов и руководителей атомной отрасли в СССР. По образованию – инженер-металлург (в 1933 году окончил Институт цветных металлов и золота в Москве). В 1946–1953 годах – заместитель начальника 1-го главного управления при Совете министров СССР, организатор производства оружейного плутония для первой советской атомной бомбы. В 1953–1955 годах заместитель, а в 1955–1957 – первый заместитель министра среднего машиностроения СССР. В 1957–1986 годах – министр среднего машиностроения СССР. При участии и под руководством Е. П. Славского разрабатывалась советская водородная бомба, строились атомные электростанции, развивалась атомная промышленность, укреплялся ядерный щит страны. Дважды лауреат Сталинской премии. Трижды Герой Социалистического Труда, награждён десятью орденами Ленина, двумя орденами Трудового Красного Знамени, орденами Октябрьской Революции, Оте-чественной войны I степени, многими медалями, иностранными наградами.
Опытный пуск готовой станции состоялся в 1961 году. Испытания продолжались до 1965 года. Параллельно обнинские конструкторы разрабатывали плавучую АЭС «Север» (её предполагалось использовать как для оборонных задач, так и в помощь нефтяникам, работавшим на арктическом шельфе). Станция должна была иметь два водо-водяных реактора мощностью по 3 МВт. Но в 1967 году Министерство обороны отказалось от плавучей станции, при этом были свёрнуты и все работы по ТЭС-3.
Так выглядели энергосамоходы станции ТЭС-3 – транспортабельной атомной электростанции
http://masterok.livejournal.com/443215.html
Другой вариант наземной передвижной АЭС был создан белорусскими конструкторами и получил название «Памир-630Д». Начатая под руководством В. Б. Нестеренко в 1963 году, разработка его отдельных узлов затянулась на многие годы. Станция была полностью готова лишь в 1980-х годах.
Станция имела одноконтурный реактор, который размещался на трёхосном автоприцепе с тягачом МАЗ-994. С целью уменьшения расхода воды в качестве теплоносителя и рабочего тела на АЭС «Памир» использовалась высокотоксичная тетраокись азота. Всего в комплексе были задействованы пять машин. Первый пуск станции состоялся незадолго до чернобыльской аварии. В 1988 году проект был свёрнут[49]. Аналогичные проекты передвижных АЭС создавались в США.
В наши дни также существуют проекты подвижных АЭС для Арктики, один из которых – плавучая АЭС «Академик Ломоносов» – находится на стадии постройки (ввод в эксплуатацию намечен на 2019 год).
Планы гидростроительства в Арктике
Традиционный способ получения дешёвой электроэнергии – использование гидроресурсов. В 30–60-х годах ХХ века руководство СССР взялось за масштабные проекты гидростроительства в целях индустриализации страны. Затронули они и арктическую зону, правда, большая часть проектов так и не была реализована.
Ведущая организация по проектированию ГЭС «Гидропроект» прорабатывала варианты строительства гигантских гидросооружений в Арктике, среди которых особо следует отметить два мегапроекта – Нижнеобскую и Нижнеленскую ГЭС.
Нижнеобскую ГЭС рассматривали как важнейшую часть планируемой Единой энергетической системы для перераспределения потоков энергии между европейской частью СССР и Сибирью. Всего предполагалось соорудить три гидроэнергетических каскада на реках Обь, Иртыш, Томь. Нижнеобская ГЭС задумывалась как последняя в ряду каскада из 10 обских ГЭС и проектировалась как самая масштабная. Её предварительная мощность составляла 6 млн кВт/ч с площадью водохранилища в 113 тыс. км2 (для сравнения – площадь Белого моря порядка 90 тыс. км2). Проектировали три варианта створа плотины – Нарыкарский, Андринский и Салехардский, последний рассматривался как приоритетный. Нижнеобская ГЭС должна была обеспечить электроэнергией промышленность Тюменской области и Урала. Проект активно обсуждали на различных уровнях власти, а также в экспертном обществе, вокруг него сталкивались интересы сторонников развития гидроэнергетики с одной стороны и нефтяной и газовой отрасли с другой. К началу проектирования перспективы нефтегазоносности территории, попадающей под затопление, были ещё не ясны. Строительство Нижнеобской ГЭС поддерживал Тюменский обком КПСС, и оно вполне могло быть реализовано, если бы не открытие в 1950-х годах газовых и нефтяных месторождений в Сибирском Приуралье и Среднем Приобье, после чего проект был постепенно забыт.
Нижнеленская ГЭС проектировалась в так называемой ленской «трубе» – узком месте перед впадением реки в море Лаптевых, где она проходит через Верхоянский хребет. Планировалось, что длина плотины будет порядка 2300 м, а высота – 118 м. Площадь Нижнеленского моря составляла в проекте свыше 60 тыс. км2, а акватория водохранилища распространялась на 1500 км вверх по реке практически до Якутска. Годовая проектная мощность ГЭС – около 100 млрд кВт/ч, что в четыре раза мощнее Братской ГЭС. В случае успеха Лена превратилась бы в глубоководную трассу, которую планировалось продолжить каналом Лена – Охотское море. Подобная водная система позволяла бы морским судам с Северного морского пути через Лену и канал напрямую попадать в акваторию Тихого океана, сократив путь на несколько тысяч километров[50].
Технические сложности, отсутствие прямых потребителей электроэнергии поблизости от планируемой плотины и трудно просчитываемые экологические последствия привели к приостановке данного проекта.
Великие транспортные коридоры
Жизнь настойчиво требовала создания северного пути. Без дорог нельзя было осваивать один из богатейших, но суровейших районов страны. Это не вызывало сомнений. Спор развернулся по другому поводу: каким быть северному пути? Морским или железнодорожным? Или, может быть, воздушным? В перспективе рассматривалась даже идея создания мощного дирижабельного флота…
Э. Т. Кренкель. RAEM – мои позывныеО транспортном значении Арктики, о Северо-Восточном проходе – этом кратчайшем пути на Дальний Восток – европейцы задумывались очень давно. Мореплаватели разных стран пытались проложить морской путь через Ледовитый океан. Но решающая роль принадлежала России, а впоследствии – Советскому Союзу. Расширение границ империи на север, задачи освоения новых территорий и использования их богатств, создание постоянно действующей транспортной артерии, развитие торговли – всё это неумолимо требовало организации сквозных плаваний по морям Северного Ледовитого океана. К началу ХХ века власть и специалисты отлично понимали, как могла бы преобразить экономическую жизнь отдалённых районов страны прокладка Северного морского пути, связывающего Архангельск (впоследствии и Мурманск) с Петропавловском-на-Камчатке (и с Владивостоком). Первое сквозное плавание в направлении с востока на запад совершила гидрографическая экспедиция под руководством Б. А. Вилькицкого на ледокольных пароходах «Таймыр» и «Вайгач» в 1914–1915 годах. Впервые за одну навигацию Северный морской путь был пройден экспедицией О. Ю. Шмидта в 1932 году на ледокольном пароходе «Александр Сибиряков». Постановлением Совета народных комиссаров СССР за № 1873 от 17 декабря 1932 года было образовано Главное управление Северного морского пути при Совете народных комиссаров СССР (ГУСМП), на которое возлагалась задача «проложить окончательно Северный морской путь от Белого моря до Берингова пролива; оборудовать этот путь, держать его в исправном состоянии и обеспечить безопасность плавания» по нему[51]. Таким образом, морской транспортный коридор начал функционировать на постоянной основе.
Существовала также и задача транспортного освоения Европейского Севера и Сибири, вовлечения этих регионов в единую транспортную систему страны. Инженеры и энтузиасты данной идеи разрабатывали проекты, предполагавшие создание наземных и воздушных широтных транспортных коридоров, интегрированных в единую систему сообщения речных и морских путей.
Среди дел Госплана СССР, хранящихся в Российском государственном архиве экономики, имеются документы 30-х годов ХХ века, посвящённые проектным идеям создания сквозных водных путей, связывающих европейскую часть России с Дальним Востоком. Все предложенные идеи представляют собой вариации смешанного водного (морского и речного) широтного пути с прорытием каналов для связи между собой систем великих северных рек и использованием тех или иных участков Северного морского пути.
В начале 1930-х годов вопрос создания надёжной трассы, связывающей воедино запад и восток страны, стал как никогда актуальным и носил военно-политический характер. В сентябре 1931 года японские войска оккупировали Маньчжурию, а 1 марта 1932 года провозгласили марионеточное государство Маньчжоу-Го с протяжённой границей с Советским Союзом. Именно вдоль неё тянулась нить Транссибирской железной дороги, связывавшей центр с востоком страны. Помимо того, что СССР окончательно терял контроль над Китайско-Восточной железной дорогой (что произошло 23 марта 1935 года, когда СССР под давлением Японии продал КВЖД Маньчжоу-Го)[52], возникала угроза в случае военного конфликта полностью потерять связь с Дальним Востоком – достаточно было нарушить сообщение по Транссибу.
Во многом ответом на данный внешнеполитический вызов стало появление вышеупомянутого Постановления СНК «Об организации при Совете народных комиссаров Союза ССР Главного управления Северного морского пути». Крайне важно было создать резервную действующую магистраль и демонстрировать её жизнеспособность. Именно поэтому в 1932–1934 годах особое внимание уделялось так называемым «сквозным рейсам», среди которых наиболее известны первый сквозной рейс по трассе Северного морского пути с запада на восток «Сибирякова» в 1932 году и потерпевшее неудачу плавание парохода «Челюскин» в 1934 году.
Конечно, было бы неправильно сводить историю создания ГУСМП только к решению внешнеполитических задач. Разумеется, в принятии такого решения играли роль и большие экономические интересы (эксплуатация богатств Сибири и Дальнего Востока, развитие неосвоенных территорий), и общий ход технического прогресса, предоставившего инструменты для решения поставленных задач: ледоколы, авиацию и научное сопровождение. В совокупности все эти факторы позволили уже в первой половине 1930-х годов осуществлять масштабные морские операции в высокоширотной Арктике.
Тем не менее в 1930-х годах параллельно с активным комплексным развитием трассы Северного морского пути в Госплане СССР рассматривали альтернативные варианты транспортных коридоров.
Одним из таких вариантов было строительство Великого Северного пути (железной дороги), которое активно продвигал в 1920-е годы художник и общественный деятель А. А. Борисов. Но этот проект ввиду огромных затрат и сроков реализации был отклонён в начале 1930-х годов (см. главу «Великий Северный путь»).
В начале 1930-х годов, видимо, ощущая актуальность задачи, энтузиасты-инженеры и проектировщики разработали и прислали на имя И. В. Сталина предложения по развитию водных транспортных коридоров; в дальнейшем эти предложения отправили на рецензию в Госплан СССР и отложили в архив экономики (РГАЭ, бывший ЦГАНХ)[53].
Сущность всех проектов сводилась к предложениям о том, как избежать столкновения с тяжёлыми арктическими льдами и обойти наиболее труднопроходимые участки Северного морского пути теми или иными речными путями.
Служебная записка по поводу проекта К. А. Беляева «Реконструкция северного морского пути» и почтовый конверт на имя И. В. Сталина, в котором была направлена записка от П. П. Евдокимова «Великий Сев. Морской путь Сталина»
РГАЭ. Ф. 4372. Оп. 32. Д. 289. Л. 8
Предложения во многом напоминают контуры древних водно-волоковых путей по Сибири с выходом в арктические моря. Только там, где раньше поморы и казаки переволакивали свои суда, предлагалось построить каналы со шлюзами, а на реках провести работы по дноуглублению. В записке инженера В. Н. Кузнецова эти проекты объединены тремя понятиями: «Северный полярный путь» (по трассе Северного морского пути), «Северный путь» (по Беломорско–Балтийскому каналу им. Сталина, Белому морю, Тазу, Нижней Тунгуске, Вилюю, Алдану, Мае и далее в Охотское море) и «Южный путь» (по Волге, Каме, Тоболу, Оби и Обь-Енисейскому каналу, Верхней Тунгуске (Ангаре), Байкалу, включая необходимое строительство Лена-Байкальского канала через Байкальский хребет высотой порядка 2000 м и длиной канала 200 км, и наконец, Амуру)[54].
Авторы записок и проектов предлагали следующие принципиальные решения:
1) Для сокращения пути вокруг полуострова Ямал прорыть канал, соединяющий Байдарацкую губу в Карском море с Обской губой (см. главу «Изменить направление устья Оби»).
2) Организовать речной обход вокруг полуострова Таймыр путём шлюзования рек полуострова и постройки соединительных каналов[55].
3) Организовать речной обход вокруг Чукотского полуострова путём соединения притоков реки Лены с реками Охотского моря через Становой хребет, опять же по контурам древних волоковых путей[56].
Все предложенные проекты после тщательного рассмотрения в Госплане и профильных институтах были отвергнуты. Несмотря на очевидные грандиозные затраты, невозможно было существенно ни удлинить сроки навигации, ни организовать проход крупнотоннажных морских судов по речным путям.
Данные выводы бросали тень на эффективность принятого решения о развитии Северного морского пути, и в итоге предложенные проектные идеи не нашли поддержки и развития. Тем не менее специалисты Госплана отмечали, что идеи заслуживают внимания, так как попутно могут возникнуть ценные мысли в отношении общего развития водного транспорта на Крайнем Севере. Северный морской путь, таким образом, с 1930-х годов стал важнейшей национальной транспортной магистралью в СССР, связывавшей всю страну в широтном направлении наряду с Транссибом и зарождавшейся дальней авиацией. Данные выводы показывали эффективность принятого решения о развитии Северного морского пути.
«Большой Беломорстрой» и Кольский канал
Официальное открытие Беломорско-Балтийского канала им. Сталина (ББК), проложенного по старинному водному пути из Онежского озера в Белое море и построенного в рекордные сроки (1 год и 9 месяцев) преимущественно силами заключённых, состоялось 5 августа 1933 года. Длина ББК составила 227 км, из них пятая часть – искусственные водные пути, представляющие собой сложную систему из 19 шлюзов, 51 дамбы, 15 плотин, 12 водоспусков и других гидротехнических сооружений.
Новый транспортный путь дал толчок развитию экономики Карелии и Кольского полуострова, позволил начать активную эксплуатацию природных богатств края; по линии ББК со временем стали развиваться новые центры экономического роста – Повенец, Надвоицы, Сегежа, Медвежьегорск, Беломорск. Перед войной по каналу провели подводные лодки и миноносцы, которые сыграли важную роль в формировании Северного флота и в обороне Заполярья.
Тем не менее уже во время строительства ББК были очевидны его ограничения – небольшая глубина (в то время она составляла 3,65 м) и ширина гидротехнических сооружений, не позволявшие проходить крупным морским судам. Именно поэтому параллельно со строительством ББК и после его завершения активно велись работы по проектированию второй линии шлюзов, проработке решений по углублению и расширению гидротехнических сооружений, а также постройке нового канала на участке Кандалакша – Мурманск[57].
В служебных документах того времени будущий водный путь именовался по-разному: «Большой Беломорско-Балтийский и Кольский канал», «Глубоководный путь Финский залив – Баренцево море», «Большой Беломорстрой»[58]. Разработкой нового водного пути занималось проектное бюро Беломорско-Балтийского комбината НКВД, которое в ходе подготовки проектной документации аккумулировало и проработало множество идей, способных оживить громадную территорию края[59].
В целом проект «Большого Беломорстроя» разбивался на две части: первая – это углубление и расширение Беломорско-Балтийского водного пути от Финского залива (Ленинграда) до Белого моря (Сороки, нынешнего города Беломорска) длиной 877 км. Вторая часть – строительство Кольского канала через Кольский полуостров от Кандалакши до Мурманска длиной 246 км.
Рассматривали два варианта прохождения Кольского канала – по реке Ниве или по реке Колвице до озера Имандра, далее по реке Коле до Кольского залива. В качестве оптимального был выбран вариант по реке Ниве. На трассе канала запроектировали 26 шлюзов напором 10–13 м (разность уровней между наивысшей точкой водораздельного участка Кольского канала и уровнем моря равна 147 м). Предполагалось построить крупный порт на озере Имандра близ будущего города Апатиты[60].
Константин Андреевич Вержбицкий
Полковник-инженер КОНСТАНТИН АНДРЕЕВИЧ ВЕРЖБИЦКИЙ (?–16.05.1941) – заместитель главного инженера строительства Беломорско-Балтийского канала и заместитель начальника Белбалткомбината ОГПУ (с 17.08.1932). В 1932 году осуждён по п. 7 ст. 58. на 10 лет за контрреволюционное вредительство (срыв пуска канала), но в том же году досрочно освобождён и по итогам строительства награждён орденом Ленина (Постановление от 04.08.1933, но орден прислан только 04.06.1941). Вержбицкий был отправлен в ОКБ (Особое конструкторское бюро) для дальнейшей работы над проектом Беломорканала. Работал в управлении «Гидрострой», входившем в систему НКВД, стал его начальником (02.1941).
В подготовленном главным инженером Белбалткомбината К. А. Вержбицким в 1933 году технологическом очерке особо отмечалось, что «перестроенный на глубоководный путь Канал им. т. Сталина (Повенец – Сорока) и его естественное продолжение Кольский канал (Кандалакша – Мурманск), являясь морскими воротами Советского Союза в Арктику, представляют собою головной, западный участок Северного морского пути и звено проектируемой единой водной системы Союза, соединяющей четыре моря»[61].
Проектировщики предложили в качестве наиболее рационального габарит шлюза 245 х 24,5 м. Такой шлюз мог пропускать любые, уже работающие и даже проектирующиеся в то время в СССР, суда и ледоколы Севморпути. Гарантированная глубина на всём водном пути предполагалась 7,4 м, а на участке Имандра – Кольский залив 8,4 м. Уже в первый год эксплуатации по каналу должны были перевезти около 10 млн т грузов. При этом расчётная себестоимость одного тонно-километра составляла 0,63 руб., притом что на Мурманской железной дороге она была 0,99 руб.[62] Завершить строительство планировали в 1942 году. Тем не менее расчёты показывали убыточность Кольского канала из-за чрезмерных издержек на строительство и содержание в северных условиях гидротехнических сооружений. К тому же Мурманская железная дорога с переходом на более эффективную электрическую тягу могла взять на себя предполагаемый грузооборот.
В итоге большая проектная подготовительная работа так и не была востребована в связи с началом Великой Отечественной войны, а затем и с активным развитием Мурманской железной дороги.
Ямальский канал. Проект К. Д. Носилова
Морской транспортный коридор всё-таки был трудным для освоения из-за климатических условий Арктики, из-за удалённости от центра страны. Инженерам и изобретателям представлялось, что можно сделать его более эффективным, если соединить некоторые речные системы северных рек каналами.
Проект строительства канала, пересекающего полуостров Ямал и соединяющего реку Обь с Байдарацкой губой Карского моря, имеет давнюю историю.
В XVI–XVII веках, а возможно, и ранее поморы проложили волоковой путь в Мангазею – богатый пушниной регион за Уралом, где в 1601 году появился одноимённый город. Промышленники на кочах переволакивались через Ямал по реке Мутной, далее шли группой озёр и выходили в Обскую губу по реке Зелёной[63].
В 1806 году один из крупнейших администраторов в области горнозаводского дела обер-берг-гауптман А. Ф. Дерябин представил графу Румянцеву проект Ямальского канала, который совпадал с указанным направлением через реку Мутную и реку Зелёную. Для проверки был командирован инженер Попов, который, побывав на месте, предложил свой вариант – через реку Юрибей. Древний волоковой путь и водные системы Ямала исследовались также в 1876 году экспедицией Русского географического общества под руководством инженера Матвеева, а в 1908 году по поручению всё того же Русского географического общества экспедицией Б. М. Житкова.
Наибольшую активность в деле продвижения идеи строительства канала через Ямал проявил известный исследователь Севера, этнограф и писатель Константин Дмитриевич Носилов.
Константин Дмитриевич Носилов
КОНСТАНТИН ДМИТРИЕВИЧ НОСИЛОВ (29.10.1858–03.02.1923) – путешественник, исследователь Новой Земли, Ямала, этнограф, писатель, журналист. Во время трёх зимовок на Новой Земле в 1887–1891 годах проводил комплексные географические исследования, изучал быт переселённых туда семей самоедов, открыл на Кармакульской станции школу для местных жителей. В 90-х годах XIX века и начале ХХ века организовывал этнографические поездки в низовья Оби и на Ямал. Одним из первых на Севере использовал фотоаппарат. Разрабатывал проекты транспортного освоения Севера и Сибири. Активно публиковал этнографические очерки, статьи и рассказы.