Ученые, инженеры, конструкторы стремятся отыскать наиболее оптимальную форму подводных лодок, наиболее эффективную конструкцию рулей направления, рубки и т. д.
В процессе исследований было установлено, что отношение длины лодки к ее ширине должно составлять приблизительно 6:1. Весьма важным считается, чтобы палуба лодки не имела выступающих деталей, ограждение рубки было по возможности более обтекаемым, а число отверстий во внешней обшивке — минимальным. Корма должна быть остроконечной. Исследование формы винтов показало, что наиболее эффективными являются пятилопастные винты сравнительно большого диаметра. Бросается в глаза необычная конструкция кормовой рулевой группы, напоминающая систему управления цеппелина. Более всего оправдали себя формы корпусов, выполненных по образу и подобию тел самых крупных обитателей моря — кита и акулы. Все эти мероприятия не только улучшают маневренные свойства лодки, но и уменьшают сопротивление воды ее движению.
Глаза подводного корабля
Вместе с развитием подводного судоходства возникла и проблема навигационного обеспечения длительных плаваний без всплытия на поверхность. Рулевого погруженной подводной лодки можно уподобить шоферу, ведущему свой грузовик с завязанными глазами.
Для точного определения своего истинного места дизельные подводные лодки времен второй мировой войны вынуждены были время от времени всплывать: одного поднятия перископа для этого было недостаточно. Если возникала необходимость плыть несколько часов под водой, пользовались так называемым одографом. Это — связанный с гирокомпасом самописец курса, автоматически регистрирующий на бумажной ленте пройденный путь. Усовершенствованный одограф связан, помимо гирокомпаса, еще и с лагом и наносит пройденный путь непосредственно на морскую карту.
Первые подводные лодки, плававшие под полярными льдами, избежали аварий главным образом благодаря эхолотам, автоматически регистрирующим положение корабля относительно морского дна и ледового купола.
В дополнение к ним, в направлении передней полусферы, работал еще один звуколокатор, своевременно сигнализировавший о препятствиях по курсу лодки.
Чтобы отыскать под ледяным куполом обратную дорогу, не оставалось ничего иного, как целиком положиться на старый, добрый гирокомпас. Однако вблизи полюса этот прибор работать не может. Кроме того, если смотреть с Северного полюса, то все направления будут ориентированы на юг! Это еще более усугубляло трудности подледной навигации.
Для компенсации неточностей в определении своего места прецизионный гироскоп подводной лодки следует регулярно, с интервалами не более часа, подстраивать. И не только в полярных водах, но и в любых других морях планеты. Это осуществляется путем визирования неподвижных звезд при подвсплытии под перископ. Именно так: имеются уже приборы, с помощью которых все необходимые пеленги можно брать через перископ. Однако истинный качественный скачок в подводной навигации произошел лишь с введением так называемых инерциальных систем, перенятых в несколько измененном виде от космических ракет. Работают они следующим образом.
С началом плавания приборы подводного судна точно юстируются по известным координатам исходной точки. С первого же метра, пройденного лодкой, в действие вступает счетно-решающий автомат, который непрерывно получает данные от компаса и лага и, сопоставляя их с исходными, вычисляет текущие координаты места судна. Три прецизионных гироскопа, оси которых взаимно перпендикулярны, вращаются со скоростью 20 000 об/мин. Гироскопическая группа находится на стабилизированной платформе, сохраняющей постоянно горизонтальное положение (относительно земной поверхности), независимо от того, кренится ли лодка или вообще плывет кверху дном.
Изменения в направлении движения лодки непрерывно фиксируются и многими другими устройствами. Так, например, специальный прибор, смонтированный на внешней обшивке в корме, постоянно регистрирует силу течений, поперечных курсу лодки.
Вся информация поступает в судовую электронную счетную машину вместе с данными лага и эхолота и служат для уточнения в определении места судна.
Главное достоинство этой системы состоит в том, что она безукоризненно действует при любом состоянии погоды. И пусть внутренние волны или сильные подводные течения стремятся сбить лодку с курса — капитан всегда знает, где находится его корабль, не подвсплывая и не беря пеленгов по радиомаякам или светилам. Переюстировка гироскопов требуется лишь спустя довольно длительное время. Правда, весит это совершеннейшее из навигационных устройств что-то около 50 т[55]. И все же, подводные грузовые суда будущего не смогут обойтись без такой системы, позволяющей точно определять текущие координаты своего места в море. До тех пор, по крайней мере, пока все суда не перейдут на телеуправление.
Другим не столь дорогим способом улучшения навигационного обеспечения могла бы явиться прокладка подводных трасс, «обвехованных» глубинными гидроакустическими буями. Схема такой системы могла бы выглядеть примерно так.
На определенных глубинах и на расчетных расстояниях один от другого ставят на якоря пластмассовые контейнеры с портативными атомными генераторами, сохраняющими свою работоспособность в течение многих лет. Буи излучают кодовые звуковые сигналы, принимая которые при помощи гидрофонов, подводный танкер всегда может определить свое место. Звук под водой распространяется, как известно, намного быстрее и значительно дальше, чем в воздухе.
Нерешенной до сих пор остается и проблема приема и передачи радиосообщений подводными судами, находящимися в подводном положении. Радиоволны, распространяющиеся в атмосфере, не проникают сквозь толщу воды. Для установления радиосвязи подводным кораблям пришлось бы выпускать из под воды на поверхность моря антенну на тросе длиной до 100 м. Понятно, что на ходу это едва ли возможно. Однако без связи с берегом подводное судно, по существу, деградирует до уровня парусника тех отдаленных времен, когда суда полностью теряли во время плаваний всякий контакт с сушей. Полагают, что одним из путей разрешения этой конфликтной ситуации могло бы явиться создание развернутой системы сверхмощных береговых радиопередатчиков[56].
Новая Саванна
Уже несколько лет Мировой океан бороздят первые надводные суда с атомным приводом. Об одном из них, известном советском ледоколе
Эксперименты со строительством и внедрением в судоходство торговых судов с атомными двигателем проводилось в те же годы и в других странах. К таким судам относятся американская Саванна, германский танкер
Атомная Саванна предназначена для перевозки грузов и пассажиров и при длине 168,5 м может развивать скорость до 20,25 узла. В качестве двигателя служит реактор, охлаждаемый водой под давлением. Запасов атомного горючего хватает на 300 000 морских миль, т. е. примерно на три года плавания.
Машинная установка судна состоит из паровой турбины «Де Лаваль», которая, через двойной редуктор, развивает мощность на валу в 20000 л. с. В качестве аварийных двигателей предусмотрены два дизеля и паровой котел. Общая стоимость постройки исчисляется в 40 миллионов долларов. Специалисты
