книги из ГПНТБ / Диомидов М.Н. Покорение глубин

Гидрореактивного судового движителя установить два электрода и подавать на них мощные, но короткие импульсы электрического тока, то электрический разряд будет выбрасывать воду из раструба движителя. В остальном цикл работы движителя такой же, как и при взрывоподобном сгорании топлива. В данном случае электри­ ческая энергия будет непосредственно трансформироваться в ме­ ханическую энергию выбрасываемой струи воды.

Инженеры предполагают, что каждое крупное судно будет иметь не один, а несколько десятков гидрореактивных движителей. Это позволит создать большую и плавную тягу. Выполнив часть движителей поворотными, можно обеспечить хорошую управляе­ мость судна. Применение атомных установок на подводных судах позволяет намного увеличить мощность двигателя, а следовательно, и скорость хода. Поэтому большое значение придается разработке наиболее выгодной формы корпуса. Корпусам быстроходных под­ водных лодок придают легко обтекаемую каплеобразную или си­ гарообразную форму, так как благодаря этому удается снизить сопротивление водной среды движению судна. На первый взгляд кажется невероятным, чтобы идущее на глубине подводное судно встречало меньшее сопротивление воды, чем надводное (при рав­ ных размерениях и скорости). Однако это так, и при равных усло­ виях рационально спроектированное подводное судно благодаря снижению затрат мощности на волнообразование может иметь бо­ лее высокие гидродинамические свойства и развивать большую скорость, чем надводное судно.

Выбор таких обтекаемых форм подсказан самой природой, ко­ торая эволюционным путем в течение многих миллионов лет со­ вершенствовала наиболее рациональные формы тела и устройства «движителей» быстроходных рыб. Многочисленные обитатели моря пересекают с большой скоростью огромные расстояния, из­ меряемые многими тысячами километров.

Оптимальная гидродинамическая форма, совершенные движи­ тели и рули — хвост и плавники — и особые свойства поверхности тела рыб и морских животных внимательно изучаются инжене­ рами. Многое из созданного природой копируется при создании быстроходных подводных судов.

Дальнейшее повышение скорости подводных судов связано

снеобходимостью не только увеличения мощности двигателей, но

ипреодоления кавитационного барьера. Не вдаваясь в подроб­ ности теории кавитации, это явление можно объяснить так: при сверхвысоких скоростях на поверхности тела, движущегося в воде, периодически возникают пузырьки водяного пара. Когда эти пу­ зырьки лопаются, поверхность тела подвергается громадному дав­ лению. Происходит явление, напоминающее концентрацию энергии взрыва, которая приводит к разрушению самых прочных материа­ лов. Кавитация хорошо известна кораблестроителям по многочис­ ленным случаям разрушений быстроходных гребных винтов.

Исследования кавитационного эффекта и опыты с моделями привели к неожиданным результатам. Оказалось, что вредное

252

явление кавитации может быть даже полезным. Было установ­ лено, что при определенных условиях движения модели в воде на сверхвысокой скорости возникает столь большая кавитационная полость, что вся модель помещается в ней, соприкасаясь с водой лишь небольшой поверхностью в носовой и кормовой части. Это открытие позволит в будущем создавать подводные суда, которые при сверхвысоких скоростях будут полностью покрыты тонкой па­ ровой оболочкой, не только предохраняющей обшивку от кавита­ ционного разрушения, но и снижающей сопротивление трения воды о корпус.

На больших глубинах исчезнут потери энергии на волнообразо­ вание. Вся мощность энергетической установки будет затрачи­ ваться на преодоление трения и перемещения массы воды, равной объему судна, за корму со скоростью, равной его движению. По­ добный процесс «широко известен в природе»; достаточно вспом­ нить глубоководных кальмаров, развивающих скорость свыше 70 км/ч. ..

При наличии мощной энергетической установки, работающей, например, на ядерном горючем, подводные суда смогут развивать скорости свыше 100 уз. Пока это дело будущего, но развитие науки и техники открывает все новые перспективы.

Мы рассказали лишь о нескольких проблемах, над которыми работают кораблестроители многих стран, добиваясь дальнейшего увеличения скорости и дальности плавания подводных судов. Во многих странах созданы специальные круговые бассейны, в кото­ рых моделируется сверхбыстрое движение тел на глубине; гидро­ динамические и кавитационные трубы; к услугам ученых сложней­ шая исследовательская аппаратура и вычислительные центры.

Техника подводного плавания развивается исключительно бы­ стрыми темпами. Уже никого не удивляют ни скорости более 30 уз, ни переходы под Льдами Северного полюса, ни кругосветные пла­ вания боевых лодок без всплытия на поверхность.

Теперь перед народами всего мира стоит задача огромной, первостепенной важности: добиться, чтобы усилия лучших инжене­ ров и ученых многих стран были направлены не на гонку вооруже­ ний и развитие средств уничтожения — вооруженных ракетами атомных подводных лодок и ракетных баз, а на создание мирной подводной техники флота для исследования океанских глубин, превращение океана в рационально организованное хозяйство — неисчерпаемый источник пищевого и минерального сырья и энергии.

* *

*

Для освоения Мирового океана необходимы самые разнообраз­ ные специализированные глубоководные суда. Среди них особое место занимают оснащенные специальной аппаратурой тихоходные суда, предназначенные для проведения научных исследований, раз­ ведения рыб и морских млекопитающих и выполнения всевозмож­ ных хозяйственных работ на любых глубинах, до максимальных

253

включительно. Такие суда строятся с поворотными гребными вин­ тами, обеспечивающими движение по вертикали и горизонтали.

Другие типы подводных судов должны быть быстроходными. Можно предположить, что в их числе значительную часть составят суда подводного рыбохозяйственного флота, которые будут зани­ маться перегоном морских животных, ловить рыбу и добывать мор­ ских животных. Промысловые суда будут поднимать свой улов из глубин и доставлять его к плавучим базам-заводам (для перера­ ботки в консервы и всевозможные копчености, посолы и т. д.) или на рыбоморозильные рефрижераторные суда для перевозки на бе­ реговые холодильники.

Плавучие базы — большие океанские суда, подобные рыбо­ промысловой базе Восток, будут заниматься добычей и переработ­ кой морепродуктов. Представьте себе, что база несет на себе фло­ тилию из десяти — двадцати подводных рыболовных судов, похожих на бескрылые самолеты. Маленькие суда, назовем их подводными траулерами, не нужно поднимать из воды и укреплять на палубе базы, даже если предполагается переход в другой промысловый район или возвращение в порт. Место крепления судов-малюток — не палуба, а днище базы. Как рыбы-прилипалы, маленькие судаторпеды будут «приклеиваться» к днищу на время перехода базы или стоянки, когда траулер заканчивает свой очередной глубоко­ водный промысел.

Если заглянуть на базу из-под воды, то можно увидеть, что под днищем базы, справа и слева от киля, вытянулись два ряда трау- леров-малюток. Своими острыми носами они направлены вперед, и поэтому их торпедообразные тела не вызывают большого сопро­ тивления воды движению базы. Для крепления маленьких судов в днище базы сделаны специальные захваты и ниши с люками, ве­ дущими внутрь корпуса...

Закончив промысел, подводный траулер подойдет под днище базы и займет положение носом вперед, строго под входной нишей. Если теперь траулер несколько привсплывет, то его выступающая рубка (где находится входной люк) войдет в нишу, а захваты при­ жмут траулер к днищу базы и будут прочно удерживать его на месте. Пилот-рыбак откроет люк, выйдет из кабины траулера в нишу, а затем через специальную шахту поднимется во внутрен­ ние помещения базы. ..

Конечно, если потребуется, то можно будет и поднять траулер на палубу базы. Для этого следует запроектировать в днище базы специальную шлюзовую камеру; в такую камеру зайдет траулер и специальный лифт поднимет его из воды.

Плавучие базы должны иметь мощную ультразвуковую стан­ цию для связи с подводными траулерами во время их промысла и гидролокаторы кругового обзора для обнаружения косяков рыбы на различных глубинах и на больших расстояниях: это позволит наводить подводные траулеры на косяки. Диспетчер-наводчик бу­ дет «видеть» и районы концентрации рыбы и находящиеся в глу­ бине траулеры. Держа постоянную звукоподводную связь с пило­

254

тами траулеров, он укажет им места скопления рыбы или направ­ ление движения косяков. Лов рыбы быстроходными подводными траулерами, наводимыми, ультразвуковой станцией плав-базы, бу-

Буксируемый разведчик

дет напоминать полет истребителей, наводимых на цель при по­

мощи наземных радарных установок.

Каждый траулер оборудуют и собственным гидролокатором, но, разумеется, дальность его действия будет значительно меньше, чем у мощной ультразвуковой станции базы.

255

Какими же можно представлять себе подводные траулерымалютки?

В любом случае такое судно сохранит прочный корпус, способ­ ный выдержать давление воды. Прочный корпус, в зависимости от глубины предельного погружения, будет выполнен в виде пусто­ телого шара или цилиндра со сферическими днищами. На нашем рисунке изображен глубоководный траулер, имеющий два прочных корпуса: шарообразную кабину пилота и цилиндрическую камеру двигателя.

Размеры прочной кабины должны обеспечивать удобное разме­ щение в ней пилота-рыболова и всей аппаратуры. Здесь должны

быть установлены приборы управления двигателями и рулями, на­ вигационные приборы (гирокомпас, указатели скорости и глу­ бины), аппаратура ультразвуковой телефонной связи и гидроло­ катор для обнаружения косяков рыбы или каких-либо препятствий. Здесь же будут расположены приборы для выброса трала и на­ блюдения за его работой при тралении, а также закрытия трала после заполнения рыбой. Кабина должна быть обеспечена балло­ нами с кислородом, аппаратурой регенерации воздуха и рядом других устройств и приборов, о которых уже не раз говорилось.

В верхней части кабины, несколько выступающей за пределы обводов судна, будет расположен входной люк, открывающийся как изнутри, так и снаружи. Ниже люка расположен иллюминатор, через который пилот может вести наблюдение. Конструкции люка, иллюминатора и наружных светильников, по-видимому, не будут значительно отличаться от уже применяемых.

Второй — цилиндрический — прочный корпус предназначен для размещения в нем энергетической установки, работающей,

256

например, на ядерном горючем или на смеси, включающей топливо и окислитель. Для передачи мощности энергетической установки движителям может быть применена электропередача, наиболее гибкая и простая в управлении. В этом случае на валу двигателя будет установлен мощный, но малогабаритный автоматически ра­ ботающий генератор, а ток, вырабатываемый им, будет по кабелю передаваться двум электродвигателям водометов (общей мощ­ ностью около 500 кет).

Движение траулера со скоростью хода около 20 уз или больше (во всех случаях превосходящей скорость рыбы, для лова которой предназначено судно) будет осуществляться с помощью движите­ лей, расположенных с обоих бортов. Электродвигатель и «насос»- водомет каждого движителя работают в воде и «не боятся» наруж­ ного давления, поэтому они расположены в общем цилиндрическом корпусе, встроенном в небольшие крылья. Вода забирается через открытое переднее отверстие этого корпуса и с силой выбрасыва­ ется насосом движителя через заднюю дюзу; реактивная сила от­ брасываемой струи воды и двигает траулер.

Для защиты водометов от попадания рыбы или каких-либо предметов передние (приемные) отверстия корпусов движителей следует закрывать решетками.

Запасы горючего (в случае применения жидкого топлива) можно разместить в легком корпусе; по мере расходования топливо будет замещаться водой. В легкий корпус, который лучше всего изготовить из алюминиевого сплава, заключены оба прочных кор­ пуса. Для уменьшения сопротивления на больших скоростях лег­ кому корпусу должна быть придана наиболее удобообтекаемая форма с плавными обводами выступающих частей; носовая часть будет заостренной.

Легкий корпус — это не только обтекаемый кожух для разме­ щения прочных корпусов и отдельных устройств. Именно он обес­ печивает судну положительную плавучесть. Для этого свободные внутренние объемы легкого корпуса, как и в поплавке батискафа, должны быть заполнены легкой жидкостью.

Если в случае выхода из строя двигателей, заклинивания ру*. лей или по каким-либо другим причинам судно потеряет ход и уп­ равление, то оно благодаря положительной плавучести обяза­ тельно всплывет на поверхность, где будет обнаружено надвод­ ными судами.

Для значительного увеличения плавучести по бортам вдоль корпуса можно расположить резиновые камеры. В обычном со­ стоянии они плотно прилегают к корпусу, не нарушая плавности его обводов, но как только потребуется, пилот направит в камеры сжатый воздух, хранящийся в особых баллонах. Эти камеры, за­ полненные воздухом, раздуваются и, наподобие поплавков-понто­ нов, надежно поддерживают траулер на плаву.

Небольшие крылья, в которые, как у самолетов, встроены дви­ жители, будут иметь и горизонтальные рули. Пилот поворачивает эти рули при помощи электропривода, и судно, подобно самолету,

257

начинает пикировать вниз, подниматься вверх или плыть строго го­ ризонтально. В кормовой части корпуса расположен и вертикаль­ ный руль (также управляемый электроприводом), при помощи ко­ торого будет осуществляться поворот судна в правую или левую сторону при его подводном и надводном движении. Для повыше­ ния устойчивости на курсе в кормовой части неподвижно закреп­ лены стабилизаторы.

Трал или сетка-накопитель рыбы особым способом укладыва­ ется в специальное помещение (также расположенное в кормовой части легкого корпуса) и при свободном плавании находится в сло­ женном состоянии. Как только судно подходит к облавливаемому косяку рыбы, открываются специальные носовые отверстия; встречная струя воды выбрасывает трал через кормовое отверстие, он раскрывается от встречного напора воды, как парашют, и бук­ сируется судном. Трал движется несколько ниже судна, которое как бы проносится над основным косяком рыбы, в его более раз­ реженном слое. Само собой разумеется, что скорость судна после выброса трала и по мере его заполнения рыбой будет замедляться. Трал имеет сетной мешок, так называемый куток, отверстие кото­ рого после заполнения рыбой должно быть затянуто специальным тросом. При густом скоплении рыбы трал может быть заполнен в течение нескольких десятков минут.

Как только подводный траулер с заполненным тралом подой­ дет к плавучей базе, начнется заполнение воздухом резиновых ка­ мер. Эти камеры-понтоны поднимут судно настолько, что вся его кормовая часть будет находиться над водой (с целью удобства крепления нового трала, подготовленного заранее для укладки в кормовой отсек). Сдав на базу трал с уловом и получив новый трал, пилот выпустит воздух из камер, и судно снова уйдет в оче­ редной промысловый рейс в глубь моря. ..

Команда подводного траулера-малютки может состоять всего из одного человека. «Подводный рыбак» будет вести свое судно в глубинных водах, держать связь с судном-базой, которое наведет его на косяки рыбы, выбрасывать сеть и после ее заполнения вы­ водить судно с уловом на поверхность.

Вморе не всегда имеются густые скопления рыбы. Для концен­ трации рыбы перед устьем трала или другим залавливающим устройством может быть установлен ультразвуковой конус. Коль­ цевой излучатель ультразвука, расположенный в носовой части рыболовного судна, образует в толще воды огромную воронку впереди идущего судна. Ультразвуковые стенки конуса не будут тормозить ход судна, но, являясь непреодолимым препятствием для рыбы, соберут ее с большого пространства и сгонят к залавливаю­ щему устройству.

Правда, для ультразвукового барьера придется расходовать значительную энергию, но создание мощных источников электро­ энергии поможет разрешить эту проблему.

Вдальнейшем, когда техника подводного лова будет хорошо

изучена и освоена, вместо трала применяют новые орудия лова; бу-

258

дет также решена проблема управления ультразвуком на расстоя­ нии (подобно современному управлению по радио). Инженеры смогут полностью автоматизировать судно-малютку для дистан­ ционного управления им с плавучей базы. В этом случае в прочной стальной сфере будет находиться уже не человек, а сложная элек­ тронная аппаратура, воздействующая на соответствующие органы управления.

Постройка экспериментального подводного траулера-малютки для лова рыбы на различных глубинах — безусловно непростая задача. Однако опыт постройки больших скоростных подводных кораблей с атомными установками, опыт постройки малых (одно- и двухместных) боевых подводных лодок, а также прогулочных и исследовательских аппаратов для плавания на глубине дает осно­ вания полагать, что при современном развитии техники решение такой задачи вполне реально. Очень многое из того, о чем мы только мечтали, уже осуществлено при помощи тех аппаратов, с устройством которых читатель ознакомился.

Область применения быстроходных подводных судов не огра­ ничится добыванием рыбы при помощи трала. Такие суда с успе­ хом могут использоваться для охоты за крупными морскими хищ­ никами, например, за теми, с которыми не могут справиться над­ водные суда.

Суда для охоты за хищниками должны быть, естественно, наи­ более быстроходными. Они будут оборудованы специальными пуш­ ками и гарпунами,'способными не только поражать крупных хищ­ ников, но и подманивать их на поверхность. Вместо гарпуна с длин­ ным линем и автоматически надувающимся буем могут быть применены, например, газовые снаряды. Такой снаряд не будет взрываться; его пороховой заряд постепенно выпустит большое количество газа, который раздует тело пораженного животного, после чего оно, как пробка, выскочит на поверхность моря.

Быстроходные суда-охотники можно будет использовать и для подводной охоты за китами. Пользуясь высокой скоростью, пре­ вышающей скорость китов, на таких судах можно производить выборочный промысел китов, т. е. бить только самцов, которые по своему возрасту, размерам или виду подлежат убою.

Но не только для промысла рыбы и морских животных могут использоваться глубоководные быстроходные суда-малютки. Они будут незаменимы, например, для сгона рыбы, рассредоточенной на больших пространствах, в плотные скопления для более эффек­ тивного облова или перегонки косяков на более продуктивные мор­ ские «пастбища». Подобные «пастухи» будут оборудованы специ­ альной аппаратурой, способной создавать гидроакустические лучизаслоны, отгоняющие рыбу в нужном направлении.

Быстроходные подводные суда потребуются также для транс­ портировки пассажиров в подводные города и обслуживающего персонала к глубоководным промышленным предприятиям, для вы­ полнения аварийно-спасательных операций и т. д.

260