При проектировании «Лидера» его силовую установку старались максимально унифицировать с установкой ледоколов пр. 22220. Предполагается использовать четыре турбогенератора по 36 МВт (на пр. 22220 установлено два таких ТГ). Завод «Киров-Энергомаш» поставит турбины, а РУСЭЛПРОМ – генераторы.
Для испытаний этих турбин будет использоваться введенный в эксплуатацию в 2017 году стенд для испытаний паротурбинных установок мощностью до 75 МВт. Он не имеет аналогов в России и странах СНГ. Ранее подобные турбины отправляли для испытаний на Харьковский турбинный завод. Первой на новом стенде была испытана паротурбинная установка для атомного ледокола «Арктика», выпущенная заводом «Киров-Энергомаш» (входит в холдинг «Кировский завод»).
При проектировании прорабатывались различные варианты движительно-рулевого комплекса:
С трехвальной гребной установкой и тремя гребными электродвигателями;
С четырехвальной гребной установкой и четырьмя гребными электродвигателями.
Трехвальная гребная установка является классическим решением движительного комплекса ледоколов. Данная схема реализована практически на всех действующих дизель-электрических и на всех атомных ледоколах. Однако это решение в применении к проектируемому атомному ледоколу мощностью 120 МВт имеет ряд отрицательных аспектов, в том числе существенное увеличение диаметров винтов.
Вместе с тем согласно предварительным расчетам минимальные значения диаметра гребных винтов на трехвальном ледоколе получаются больше 8 м, а на четырехвальном – около 7 м, что существенным образом может сказаться на защищенности винтов от воздействия льда. В четырехвальном варианте предусматривается размещение двух рулей, что также положительно влияет на маневренные характеристики и обеспечевают резервирования управляемости. Таким образом, по результатам рассмотрения вариантов движительного комплекса к дальнейшей разработке был принят вариант с четырехвальной гребной установкой.
Ледокол «Лидер» будет оборудован системой электродвижения переменного тока с вентильно-индукторными асинхронными гребными электродвигателями. На каждый гребной вал будут работать гребные электродвигатели (ГЭД) мощностью 30 МВт в составе двух двигателей, мощностью 15 МВт каждый, установленных друг за другом на одной оси вращения, то есть соединённых в тандем.
РУСЭЛПРОМ выиграл тендер на проектирование и поставку электродвигателей для этого проекта. Для проекта 22220 РУСЭЛПРОМ уже разработал целую линейку электродвигателей подобного типа.
На территории Крыловского центра будет введен в эксплуатацию уникальный стенд для испытания судовых электродвигателей мощностью до 40 МВт. На нем предполагагается провести и цикл испытаний гребных электродвигателей ледокола «Лидер».
Перспективные российские атомные ледоколы «Лидер» будут оснащены не имеющими аналогов в мире адаптивными гребными винтами из графенового материала. Уникальные изделия, разработку которых ведет Крыловский государственный научный центр (КГНЦ), будут неуязвимы для льда и смогут в зависимости от скорости ледокола принимать оптимальную форму. Графен обеспечивает снижение уровня вибрации лопастей и повышение эффективности работы винтов. За счет создания новой структуры материала лопасть будет подстраиваться под обтекающий гидродинамический поток в зависимости от скорости.
Графен, впервые полученный в 2004 году, считается революционным материалом XXI века. Это двумерная аллотропная форма углерода, в которой объединенные в кристаллическую решетку атомы образуют слой толщиной в один атом. Уникальность материала в его прочностных и электрических свойствах. Так, лист графена площадью в один метр и толщиной в один атом выдерживает предмет массой до 4 кг. При этом изделия из уникального материала отличаются гибкостью и способны самостоятельно «затягивать дыры» в своей структуре.
В СМИ появляются мнения о том, что в связи с изменением климата и ускорящимся таянием арктических льдов ледоколы типа «Лидер» могут оказаться невостребованными. Однако, у сотрудников Арктического и антарктического научно-исследовательского института есть определенные концепции по этому поводу. Есть гипотезы, что это явление носит циклический характер и в данный момент мы находимся где-то на пике потепления.
Но даже при той скорости потепления, которая есть, на ближайшие 50 лет ледоколы подобного типа будет задействованы по полной схеме. Впрочем, изменить планы строительства ледоколов-гигантов может быстро меняющаяся экономическая ситуация в стране и в мире. Если сейчас планируется построить три «Лидера», то в будущем, это число вполне может быть скорректировано.
Для работы в Западном секторе Арктики для замены ледоколов проектов 10520 и 10521, срок службы которых подходит к концу, ЦКБ «Айсберг» проектирует оффшорный ледокол проекта 10570 мощностью на гребных валах 40 МВт. Это обеспечат атомные реакторы РИТМ-200Б и винторулевые колонки – 2×12 МВт и ВФШ с приводом от ГЭД – 1×16 МВт.