Волнообразные движения туловища дельфина, действительно, весьма специфичны. К тому же оказалось, что водяные вихри вокруг его тела при движении не возникают. При более внимательном исследовании этого загадочного феномена выяснилось, что дельфин обладает удивительно эластичной кожей, тотчас прогибающейся при самом легком давлении воды, благодаря чему и предотвращается образование вихрей, препятствующих увеличению скорости.
Используя этот принцип, ученые попытались создать искусственного дельфина — лодку, закрытую специальным обтекателем, оклеили полосами из пористой резины и обтянув ее сверху синтетической кожей, заполнили промежутки между листами особым высоковязким раствором. При подводной буксировке этой конструкции в застекленном опытовом бассейне было установлено, что обшивка, действительно, заметно снижает эффект образования вихрей. Торможение при этом уменьшается примерно на 50 %. Весьма вероятно, что в будущем подводные суда станут обтягивать чехлами из такой искусственной дельфиньей кожи.
Дельфины, служившие «натурщиками» еще судостроителям Древней Греции, весьма заинтересовали и исследователей в области навигации: было установлено, что путем своеобразных вибрирующих движений головы они способны излучать до 200 ультразвуковых импульсов в секунду. С помощью такого природного гидролокатора они могут обнаруживать добычу даже в самой замутненной воде. При проведении экспериментов дельфинам завязывали глаза и, несмотря на это, они тотчас же находили брошенный в воду мяч.
Благоприятный гидродинамический эффект сопутствует и гигантским китам. Они обязаны им своему великолепному жировому «нижнему белью» и притуплённой, каплеобразной форме туловища. Подобную форму уже переняли для некоторых типов атомных подводных лодок.
В последнее время внимание ученых привлекла и каракатица. Во-первых, своей нервной системой: у этого водяного обитателя крупнейшие, весьма напоминающие человеческие, нервные клетки. И, во- вторых, — своим необычным двигательным аппаратом. (Следует отметить, впрочем, что за особый вкус ее мяса каракатица пользуется большим почетом и среди гурманов.)
Двигательный аппарат кальмара, одного из древнейших и своеобразнейших жителей моря (из семейства головоногих), устроен по принципу водомета. Через регулярные интервалы времени кальмар вбирает в себя воду и с силой выталкивает ее. Наблюдения за кальмарами натолкнули французского инженера Ружеро на мысль о разработке атомного подводного грузового судна, движимого, вместо винтов, реактивной силой водяной струи. Двигаясь по тому же принципу, что и кальмар, такое судно сможет развить весьма высокую скорость: ведь техника позволяет значительно ускорить процесс засасывания и выталкивания воды.
Современная бионика возвела в ранг «звезд» и таких «солистов ансамбля аквариумов и океанариумов», как электрический угорь и тропическая рыба нотоптерус (из семейства спинноперых). Этих водяных жителей можно лишить зрения и слуха, но и тогда они оказываются в состоянии отыскивать и хватать добычу, четко отличая при этом друзей от врагов. Такая удивительная способность объясняется электрическим полем, которое постоянно окружает их и одновременно служит им оружием.
Исследование природы и свойств этого электрического поля, заменяющего им глаза и уши, несомненно окажется полезным подводному мореплаванию будущего.
От пытливого взора биоников не укрылись и черепахи, хотя их медленное передвижение и необтекаемые формы и не сулили, казалось бы, никаких эффективных открытий. Впрочем, в данном случае мореходные свойства черепах интересовали ученых меньше всего. Что их поразило, так это та почти сверхъестественная уверенность, с которой черепахи через каждые два года, пройдя для этого порой тысячи миль, возвращаются точно на ту же самую отмель. А ведь черепахи в море — всего лишь иммигранты, переселившиеся сюда некогда с земной тверди! И свои чуть ли не кругосветные путешествия они предпринимают с единственной целью — отложить яйца.
Как им это удается? Вполне вероятно, что выяснение особенностей функционирования их системы ориентации и управления может привести к результатам, которые явились бы фундаментом для постройки принципиально новой навигации: ведь то, что черепахи ориентируются по звездам, кажется почти неправдоподобным.
Суда без дымных шлейфов
Как утверждает Р. Г. Перельман, опубликовавший в Москве книгу «Атомные двигатели», в не столь отдаленном будущем предполагается создание подводных пассажирских судов с атомным приводом для плаваний в арктических и антарктических водах. По мнению советского автора, подобные суда должны превзойти ледоколы: для их рейсов не потребуется чудовищных затрат энергии на раскалывание метровой толщи ледяного панциря. Плавать такие суда смогут в любое время года и гораздо быстрее, чем ледоколы, сумеют преодолеть Северный морской путь.
Давайте-ка попробуем подняться на борт такого судна… Мощные прожекторы освещают зеленоватую воду под ледяным покровом, и прильнувшим к иллюминаторам пассажирам кажется, что они попали в гигантский аквариум. Именно для них, пассажиров, эти прожекторы и включили: капитану и штурману они практически не нужны. Специальные гидролокационные приборы непрерывно зондируют грунт и ледяной купол и проецируют очертания обеих этих отражающих поверхностей на экран, мерцающий голубоватым светом в штурманской рубке.
Луч другой гидроакустической станции ощупывает пространство впереди судна, чтобы избежать столкновения с подводной скалой или встречной субмариной. Пассажирам здесь куда уютнее, чем на надводных судах: ни качки, ни морской болезни.
На верфях заложены уже первые большие подводные танкеры. Речь идет о многопалубных конструкциях, нефтяные танки которых будут окружать атомный реактор, словно яичный белок — желток. Система эта обладает тем преимуществом, что благодаря ей танкер сможет плавать на довольно значительной глубине: нефтяная рубашка надежно экранирует судно от давления воды. Глубокое погружение позволит танкеру-субмарине использовать подводные течения, которые нередко несут свои воды навстречу протекающим в тех же районах поверхностным течениям.
Подводный танкер будет плавать на глубинах около 90 м, где отсутствует волновое сопротивление и не страшны ни волны, ни штормы.
Самый новейший 250000-тонный танкер нашего времени развивает скорость до 19–20 узлов и на пути от Персидского залива до Европы отсасывает из своих танков несколько процентов их содержимого для обеспечения горючим собственных двигателей.
Нефтяные топки позволили (по сравнению с угольными) снизить общий вес принимаемого на борт топлива примерно на 5 %. Атомный подводный танкер далеко превосходит эти надводные суда с нефтяными топками: развивая скорость до 30 узлов, он не нуждается в топливных танках. Стержень урана-235 или плутония-239 весом в несколько граммов заменяет на подводном танкере многие сотни тонн горючего.
Итак, множество аргументов говорит в пользу подводного судоходства. Подытожим их еще раз. Подводные суда сами почти не образуют волн (и прежде всего — тормозящих носовых волн!). Ветер, буря, морские волны — им не помеха. Поэтому прямой зависимости между скоростью судна и коэффициентом сопротивления воды его движению здесь нет. Сравнение кривой сопротивления движению подводного танкера с такой же кривой надводного показывает, что обе они пересекаются при скорости порядка 19 узлов. При более высоких скоростях кривая, соответствующая надводному танкеру, все более круто забирает вверх.
И в конструктивном решении и с позицией уменьшения собственного веса — все преимущества на стороне подводных судов. Для надводных судов важнейшими являются продольные связи, обеспечивающие прочность корпуса. Вес их составляет большую долю общего веса набора.
У подводных же судов строительные элементы, противодействующие давлению воды, могут быть выполнены относительно меньшими как по весу, так и по габаритам. Это техническое преимущество проявляется тем резче, чем длиннее корпус судна. Увеличение объема нефтяных цистерн на подводных танкерах вовсе не требует одновременного и обязательного увеличения прочного корпуса.
