Текст книги "100 великих рекордов транспорта"

Автор книги: Станислав Зигуненко

сообщить о нарушении

Текущая страница: 21 (всего у книги 32 страниц)

Конверсия под водой

«Тайфун» – самый большой в мире подводный атомоход, разработанный и построенный в СССР. Водоизмещение его, по разным источникам, составляет 25—28 тысяч тонн. Длина более 170, ширина 25 метров, а высота вместе с рубкой, но без выдвижных устройств – перископов, антенн и прочего – 26 метров.

Конструкция лодки уникальна. Это, по сути, тримаран, то есть корабль, имеющий несколько корпусов. Подлодки вообще зачастую имеют по два корпуса: внешний легкий, как бы предохранительный, и внутренний прочный – стальной или титановый, позволяющий выдерживать колоссальные давления при погружениях на сотни метров вглубь. Но чтобы лодка имела три корпуса!

Атомоход «Тайфун»

Главное оружие тяжелого подводного крейсера – два десятка баллистических ракет с десятью ядерными боеголовками на каждой. Масса ракеты около 100 тонн, длина примерно 16 м, диаметр около 2,5 м и она может поражать цели на удалении более 9000 км.

Ныне большинство этих атомоходов выведено из боевой эксплуатации. Боевым кораблям и ракетам найдутся другие дела.

Недавно, например, создана акционерная организация «РАМКОН». В самом ее названии зашифровано то, чем она занимается: ракеты морские, конверсионные. День учреждения этой организации, 19 декабря 1992 года, совпал с первым экспериментальным запуском ракеты с подводной лодки в рамках конверсии. Она взлетела и совершила полет по так называемой квазивертикальной траектории. Это означает, что она поднималась вверх до тех пор, пока в баках было горючее. А потом стала падать. И пока падала, на борту была невесомость.

– В зависимости от высоты, на которую поднимается ракета,– пояснил генеральный директор ассоциации Г.С. Богацкий,– она от 17 до 40 минут бывает в невесомости. Этого времени достаточно для того, чтобы произвести от 0,5 до 5 граммов ценного продукта для электронной промышленности…

Находят другую работу и самим подводным кораблям. Вспомните хотя бы подлодку «Северянка». Двадцать с лишним лет назад это было первое подводное судно, переоборудованное для научных целей.

Ныне подобный проект, но уже совместными усилиями, собираются осуществить российские и американские ученые. Они предлагают взять атомный ракетоносец побольше, например типа «Тайфун», снять с него ракеты и пусковые установки, а освободившееся место занять научным оборудованием. Такая лодка будет весьма полезна, скажем, для поисков полезных ископаемых на морском дне, разведочного бурения на шельфе Северного Ледовитого океана. Добытую же нефть смогут круглый год, независимо от погоды и состояния льдов, перевозить подводные танкеры.

Впрочем, разве только танкерам мешает лед? Через Северный полюс лежит один из кратчайших путей от наших берегов к американским. И по тому пути, как полагают специалисты морского бюро машиностроения «Малахит» (г. Санкт-Петербург), можно перевозить и контейнеры на специально приспособленном для этого подводном судне.

Еще один проект – туристско-пассажирские перевозки под водой. Не секрет, что многие предпочитают летать через океан только потому, что боятся качки, страдают морской болезнью. Подводное судно не качает. Кроме того, в особо живописных районах могут быть предусмотрены специальные остановки, чтобы пассажиры, подобно героям Жюля Верна, смогли через иллюминаторы насладиться живописными красотами морских ландшафтов.

Так что, как видите, подводные корабли и их экипажи осваивают ныне новые, мирные профессии.

В том же петербургском КБ «Малахит» создан и проект подводного контейнеровоза грузоподъемностью 29 400 т, способного ходить автономно под арктическими льдами и, разумеется, в других районах Мирового океана.

Корабль – большой и по нынешним меркам: 238 м в длину, 26,8 в ширину и 20,2 в высоту. Он может принять на борт 912 стандартных 20-футовых контейнеров и со скоростью 20 узлов под водой свезти их в любой порт назначения, причем льды и штормы для него не помеха. Но и на малых глубинах он не беспомощен: осадка при полной загрузке в надводном положении – 16,5 м, прием судов с такой осадкой предусмотрен в любом мало-мальски уважающем себя порту.

Интересная деталь: в порт такой корабль будет заходить с выключенным атомным реактором – так что экологи могут не волноваться. Ход в таком случае обеспечивают три дизель-генератора мощностью 1500 кВт.

Между прочим, сама главная энергоустановка довольно скромна по мощности – всего 38 000 кВт. Относительно невелик и экипаж – 35 человек. Зато для каждого из них, включая матросов, предусмотрены отдельные каюты. Плюс спортзал, кают-компания, салон, библиотека, столовая, санчасть – словом, все необходимое для комфортной работы в условиях подводного плавания продолжительностью до 50 суток.

Вокруг реакторного моноблока расположены продублированные средства биологической защиты. Отключение реактора в аварийной ситуации (не предусмотреть и не просчитать их было бы непростительно) – автоматическое. Всплывающий атомоход вполне способен проломить лед своим мощным корпусом. Если же полученные повреждения окажутся столь значительны, что экипажу придется покинуть судно, на борту предусмотрена мини-подлодка, способная принять весь экипаж. Так что, как видим, горький опыт прошлых аварий даром не прошел.

Еще одна существенная деталь: полная загрузка (или выгрузка) нового судна может осуществляться 4 собственными кранами, что очень удобно при обслуживании арктических зимовок, не располагающих соответствующей разгрузочной техникой.

Подобные проекты разрабатывают не только на «Малахите». В будущем, как полагает генеральный конструктор Центрального СКБ морской техники «Рубин» Е.А. Горигледжан, можно будет строить специализированные подводные суда – как научно-исследовательские, так и транспортные. Скажем, подводные танкеры в Арктике куда надежнее обычных, надводных, – ведь подо льдами не бывает штормов, да и сами ледовые поля и айсберги не страшны…

В этом стремлении своих коллег поддерживают и сотрудники знаменитого нижегородского СКБ «Лазурит». Здесь создан оригинальный проект использования подводных лодок в мирных целях. По словам инженера-конструктора С.В. Чураева, подводные технологии ныне становятся необходимыми в результате того, что добыча газоконденсата и нефти все больше переходит с поверхности суши на море. Большие разведанные запасы газоконденсата находятся ныне в трудно доступных районах, например, Карского моря, где 11 месяцев в году тяжелые ледовые условия.

Поэтому действовать обычными методами, то есть бурить с поверхности моря, не представляется возможным – ледовые поля, скорее всего, снесут и вышку, и понтон, на котором она находится. Вот специалисты и предлагают перейти к чисто подводных технологиям – то есть бурение будет производиться из-подо льда. Точно так же – подо льдом – будет затем проходить и добыча полезных ископаемых.

Чисто практически этот может выглядеть так. Сердцем комплекса станет подводное буровое судно, которое будет осуществлять бурение сразу целого куста скважин непрерывно и круглый год. Если месторождение оказывается перспективным, то здесь же по соседству устраивается подводный модуль для обслуживающего персонала, хранилище для добытого газоконденсата, подводный блок очистки и сжижения добытого газа и причальное устройство для загрузки опять-таки подводных танкеров…

Конструкторы предусматривают два варианта исполнения проекта. В нем могут быть задействованы как корабли с атомными энергетическими установками, так и с обычными – дизель-электрическими.

По примеру «Шквала»

Эпоха холодной войны ознаменовалась новым этапом гонки вооружений. Причем СССР и США изо всех сил совершенствовали не только термоядерное оружие и стратегические ракеты. По свидетельству кандидата технических наук А. Пирожкова, в конце 70-х годов ХХ века от агентов ГРУ поступила секретная информация: в недрах НАТО начаты научно-исследовательские работы над проектом создания подводного истребителя.

Понятное дело, у нас тут же была создана исследовательская группа, которая должна была дать заключение: насколько реален подобный проект. Эксперты взялись за дело всерьез и вскоре представили руководству страны несколько возможных вариантов осуществления подобной затеи. Среди прочего, например, рассматривался проект противолодочного комплекса, который должен был включать в себя корабль-матку, на борту которого размещались бы несколько сверхскоростных подводных истребителей.

Эта идея базировалась на последних достижениях советской науки и техники того времени. В частности, наши гидродинамики нашли возможность во много раз снизить сопротивление движущегося под водой объекта за счет создания вокруг него искусственной газовой каверны.

Говоря попросту, это означало, что торпеда или даже вся подводная лодка двигалась в этаком воздушном пузыре, вовсе не соприкасаясь с водой. Скорости при этом, естественно, резко возрастали.

Поначалу эта идея была испытана и доведена до практической реализации в конструкции суперторпеды «Шквал». Первые испытания ее начались еще в 1963 году, а через 14 лет, в 1977 году скоростная торпеда-ракета «Шквал» (ВА-111) была поставлена на вооружение ВМФ СССР.

В отличие от обычных торпед, способных двигаться со скоростью 60—70 узлов, «Шквал» развивает скорость до 200 узлов (370 км/ч), что является абсолютным мировым рекордом. Правда, недавно промелькнуло сообщение, что сначала американцы, а потом и иракцы провели испытания аналогичных устройств, способных развивать скорость до 400 км/ч. Но это пока лишь экспериментальные пуски, в то время как наш «Шквал» состоит на вооружении уже около трех десятков лет.

Поскольку сопротивление воды примерно в 800 раз больше, чем воздуха, для разгона и подержания высокой скорости торпеде требуется огромная тяга, которую нельзя получить от обычных двигателей с гребными винтами. Поэтому «Шквал» и аналогичные ему конструкции используют ракетные ускорители.

При пуске сначала срабатывает стартовый ускоритель, который за 4 секунды разгоняет торпеду до крейсерской скорости, а затем отстреливается. После этого в дело вступает маршевый реактивный двигатель, работающий на гидрореагирующем топливе, в состав которого входит алюминий, магний, литий, а в качестве окислителя используется забортная вода.

Однако, как уже говорилось, из-за огромного сопротивления воды даже ракетным двигателям не по силам обеспечить высокую скорость просто так. «Шквал» движется, используя эффект суперкавитации в газовом пузыре. Для этого в носовой части агрегата расположен кавитатор. Он представляет собой пластинку эллиптической формы с заточенными краями. При достижении скорости порядка 80 м/с вблизи края пластины жидкость начинает бурлить, образуя множество газовых пузырьков, обволакивающих торпеду сплошной завесой.

Но этого еще мало: чтобы получить газовый пузырь нужный размеров, в «Шквале» используется дополнительный наддув. Сразу за кавитатором в носу торпеды расположен ряд отверстий, через которые специальный газогенератор выдает дополнительные порции газов. Это и позволяет пузырю охватить весь корпус торпеды от носа до кормы.

Аналогичным образом, как полагает украинский изобретатель Ю. Сидорюк, можно создать кавитационный пузырь и для целой подлодки. И она полетит в воде, словно ракета.

Впрочем, субмарина эта будет сравнительно небольших размеров. «Современные технологии позволяют сократить экипаж подлодки до минимума или вообще обойтись без него», – считает Сидорюк. А все задачи по разведке, поиску целей и пуску торпед вполне можно поручить и автоматике.

Кстати, аналогично рассуждают и эксперты НАТО. Специалисты утверждают, что через 15—20 лет в британских ВМС ядерные субмарины с экипажами уступят место подлодкам-роботам, которые призваны совершить революцию в морских сражениях.

Согласно планам Минобороны Великобритании, «обычным» подлодкам с экипажами останутся лишь функции управления соединениями боевых роботов – подводных ракет и доставка их к месту боевых действий.

Покорители рекордных глубин

Для исследования больших глубин исследователи стали использовать батисферы – прочные оболочки сферической формы с герметично закрывающимся люком и прочным иллюминатором для наблюдения. Такую сферу подвешивают на тросе и спускают в воду с судна обеспечения.

Проект такого аппарата американцы К. Ричардсон и Дж. Уолкотт представили еще в 1848 году. Но осуществить свой проект они не смогли. И их опередил У. Базен, который в 1865 году сумел опуститься в сфере собственной конструкции на глубину 75 м.

В начале ХХ века исследованиями глубин весьма заинтересовался биолог У. Биб. Он ознакомился с проектом батисферы капитана Дж. Батлера и сумел добиться, чтобы она была построена. Сфера диаметром около 1,5 м была целиком отлита из стали и весила 2,5 т. Толщина стенок составляла чуть больше 3 см. Аппарат имел узкий 35-сантиметровый люк, небольшие иллюминаторы из кварцевого стекла диаметром 152 мм и рули для поворота вокруг оси.

У. Биб и О. Бартон со своей батисферой

Атмосфера внутри батисферы очищалась при помощи вентилятора, который прогонял воздух через кассеты с порошком хлорида кальция для удаления углекислого газа. А дозированные порции кислорода поступали из двух баллонов емкостью по 600 л.

На глубину батисфера опускалась с борта баржи «Реди» на стальном тросе диаметром 22 мм, намотанном на барабан лебедки. Кроме троса баржу с батисферой связывали два телефонных кабеля, по которым с гидронавтами поддерживалась постоянная связь, и два электрических провода. Внутри батисферы, рядом с иллюминатором, был установлен мощный светильник в 1,5 кВт, что оказалось весьма неудачным решением, поскольку лампа очень сильно нагревалась, свет ее бил в глаза, мешая наблюдению через соседний иллюминатор. Да и вообще комфорт оставлял желать лучшего – исследователям приходилось все время сидеть на корточках или поджав ноги под себя.

Тем не менее начиная с лета 1930 года, Биб и Бартон провели серию спусков под воду у острова Нонсач, неподалеку от Бермудских островов. Исследователям удалось спуститься до глубины 800 м, поставив мировой рекорд.

Однако когда после первой серии погружений батисферу опустили на глубину 915 м, при подъеме она оказалась полностью заполненной водой. Не выдержало уплотнение иллюминатора, но, на счастье, этот испытательный спуск проходил без участия людей.

Пришлось провести модернизацию. И 11 августа 1934 года Уильям Биб и Отис Бартон опустились на глубину, рекордную для того времени – 923,5 м.

Далее в 1949 году у берегов Калифорнии Отис Бартон, уже без Биба, опустился на глубину 1006 м, а 16 августа 1949 года – на 1375 м, пробыв под водой 2 часа 19 минут.

В СССР начали заниматься глубоководными спусками во второй половине 30-х годов ХХ века. В 1936 году инженеры Михайлов, Нелидов и Кюнстлер создали проект одноместной батисферы, предназначенной для исследований на глубинах до 600 м. Корпус батисферы состоял из двух стальных полусфер с фланцами. Внутренний диаметр собранной сферы был равен 1,75 м. В сфере имелось отверстие под входной люк и несколько отверстий под иллюминаторы.

Наряду с батисферами для подводных погружений использовались и гидростаты, имевшие форму цилиндра со сферическими днищами. Такой корпус позволял с большими удобствами разместить экипаж и аппаратуру.

Первым гидростатом, опустившимся на глубину свыше 400 м, была конструкция американского инженера Ганса Гартмана. Погружение происходило в 1911 году в Средиземном море. С гидростата, опущенного на глубину 458 м, Гартман сделал несколько фотоснимков. А после всплытия рассказал об испытанном им ужасе, поскольку под воздействием глубинного давления внутри камеры стал раздаваться треск «наподобие пистолетных выстрелов».

Тем не менее работы по совершенствованию гидростатов продолжались. Были даже попытки создать нечто вроде «подводного танка», способного ползать по дну. Именно такую конструкцию имел, например, гидростат Рида с экипажем из двух человек.

В России работы по проектированию и строительству гидростатов начались в 20-х годах ХХ века по заказу ЭПРОНа – Экспедиции подводных работ особого назначения. Дело в том, что флотскому инженеру В.С. Языкову удалось собрать сведения о гибели в районе Балаклавской бухты в 1854 году парусно-винтового фрегата «Черный принц» с золотыми монетами на борту. Для подъема столь ценного груза инженер Е.Г. Даниленко построил гидростат с глубиной погружения 150 м. Воздух для экипажа подавался с катера по резиновому шлангу.

Однако золотой груз экспедиции заполучить так и не удалось. Правда, погружения в Балаклавской бухте не прошли даром. Экспедиция подводных работ получила богатый опыт, который позволил ее членам в дальнейшем поднять 110 затонувших судов.

А сам гидростат Даниленко затем успешно использовался на Белом и Балтийском морях. С его помощью, в частности, была обнаружена канонерская лодка «Русалка», затонувшая в 1893 году в Финском заливе.

В 1944 году по проекту инженера А.З. Каплановского был построен гидростат ГКС-6, предназначенный для аварийно-спасательных работ. Корпус гидростата выполнен из стальных цилиндров и рассчитан для погружений на глубины до 400 м. Вес гидростата вместе с грузом составил одну тонну. При отдаче груза, прикрепленного к днищу, аппарат приобретал небольшую положительную плавучесть и самостоятельно всплывал.

В 1960 году на Балтийском заводе построили гидростат «Север-1» из прочной легированной стали. Расчеты показали, что гидростат может погружаться на глубину до 750 м. В конической части корпуса имелись пять иллюминаторов из органического стекла. Над входным люком на поворотной головке закреплены прожектор и фотовспышка, срабатывающая одновременно с открытием затвора фотокамеры. Кинокамера была установлена на кольцевой направляющей внутри гидростата. В нижней части гидростата закреплена чугунная балластная плита, которая сбрасывалась в аварийной ситуации.

Спуски гидростата «Север-1» велись с экспедиционного судна «Тунец» в начале 60-х годов в районах Норвежского и Баренцева морей. Всего в гидростате совершено более 600 погружений, позволивших получить данные о составе косяков рыб, провести наблюдения за изменением поведения рыбы в зависимости от сезона и времени суток, изучить распределение водорослей в Белом море.

Еще для исследовательских целей во всем мире было построено десятка полтора подобных аппаратов. Но все они обладали одним существенным недостатком – привязка к кораблю обеспечения не позволяла вести автономных исследований.

Поэтому в мире стали строить мини-подлодки для исследовательских целей. Одним из первых такое «ныряющее блюдце» построил уже известный нам Ж.И. Кусто в 1957 году. Затем его примеру последовали другие конструкторы. В частности, сотрудники ленинградского института Гипрорыбфлота создали в 60-е годы ХХ века для Тихоокеанского НИИ морского рыбного хозяйства и океанографии (сокращенно – ТИНРО) 305-тонную субмарину, способную «нырять» на 300 м, плавать там в любом направлении со скоростью 9 узлов, зависать над грунтом и садиться на него.

Пока первенец ленинградцев осваивался в стихии, инженеры работали над вторым аппаратом для дальневосточников. И вот 12 ноября 1974 года капитан Михаил Гирс, задраил крышку входного люка на «ТИНРО-2». Эта мини-субмарина была примерно в шесть раз короче предшественницы, в два раза уже и весила всего 10 т. Зато свободно оперировала на 400-метровой глубине!

В августе следующего года на Балтике началась проверка экспериментального подводного аппарата «ОСА-3—600», созданного на сей раз в московском отделении Гипрорыбфлота. Его стальной сферический корпус с четырьмя крыльчатыми движителями походил на «ныряющее блюдце» Кусто. Зато маневренность у «осы» была отменной, а рабочая глубина доходила до 600 м.

Словом, у каждого нового аппарата неизменно улучшаются те или иные характеристики и, конечно, увеличивается глубина погружения. Однако преодолеть километры, отделяющие поверхность океана от дна, способны только батискафы (в переводе с греческого – «глубоководные суда»).

В 1959 году в ленинградском отделении Гипрорыбфлота были созданы батискафы Б-5 и Б-11. Цифра в названии указывала максимальную глубину погружения в километрах. По замыслу разработчиков, каждый из них предстояло оснастить механической рукой-манипулятором, ловушкой для морских животных. При этом команда, состоящая из трех человек, могла вести и научные исследования.

Спустя шесть лет ленинградцы оформили проект ДСБ-11 – батискафа, с помощью которого предполагалось изучать тектонические процессы на океанском дне.

Велись подобные разработки и за рубежом. В частности, в 70-е годы американские исследователи получили в свое распоряжение глубоководный аппарат «Алвин», известный, к примеру, тем, что в ноябре 1979 года обнаружил на дне Калифорнийского залива «черных курильщиков» – подводные гейзеры, выбрасывающие перегретую и насыщенную минеральными веществами воду. Причем вокруг каждого «курильщика» были обнаружены неведомые ранее формы жизни.

А в 1986 году «Алвин» опускался на дно в районе гибели знаменитого «Титаника».

Гордостью же французов, в частности, является глубоководный аппарат «Наутил», способный работать на глубинах до 6 км. Титановый корпус позволяет команде из трех человек вполне комфортно чувствовать себя на многокилометровой глубине.

Исследовательское судно «Атлантис» и глубоководный аппарат «Алвин»

Причем работает «Наутил» обычно в паре с подводным роботом «Робин», который при погружении располагается в носовой части аппарата. При достижении рабочей глубины робот начинает действовать самостоятельно, удаляясь от аппарата на длину соединительного кабеля (около 60 м).

Как известно, самое глубоководное океаническое погружение 23 января 1960 года совершил батискаф ВМС США «Триест» швейцарского производства, управляемый доктором Жаком Пиккаром и лейтенантом Дональдом Уолшем. Он достиг глубины 10 911 м во впадине Челленджер Марианского желоба, который находится в 400 км к юго-западу от о. Гуам в Тихом океане.

На сегодняшний день в Марианской впадине, самой глубокой точке Мирового океана, сумели побывать лишь две экспедиции. Тридцать пять лет спустя после «Триеста» там побывала японская дистанционная управляемая субмарина «Хайко». Теперь Марианскую впадину намерены осмотреть американцы.

При этом они вовсе не собираются рисковать жизнями своих моряков-глубоководников. На дно пойдет опять-таки дистанционно управляемый аппарат. Похоже, эра обитаемых глубоководных аппаратов вообще подходит к концу.

По словам геолога Дэна Форнари, научного руководителя Вудхоудского океанографического института, до сих пор исследователям удавалось лишь увидеть илистое дно на телеэкране и убедиться, что подводный аппарат они рассчитали правильно, и он выдержал сумасшедшее давление глубинных водных слоев. Теперь же ученые хотят по-серьезному провести исследования Марианской впадины.

Вудхоудский океанографический институт, расположенный на южной оконечности полуострова Кейп-Код, штат Массачусетс, является одним из крупнейших в мире научных центров этого профиля. Институту принадлежит несколько исследовательских судов и глубоководная подлодка «Элвис», которая, наряду нашими «Мирами», использовалась при изучении места катастрофы «Титаника». Теперь здесь строится новая подлодка гибридного класса.

Главный конструктор Энди Боуэн поясняет, что обычно подобные аппараты бывают двух типов. Одни ведут исследования на основании программы, заложенной в бортовой компьютер. Другие же получают энергию для работы и указания с борта судна сопровождения по толстенному кабелю, который с увеличением глубины становится настолько тяжелым, что начисто лишает аппарат какой-либо маневренности.

Ныне же ученые и конструкторы решили объединить достоинства обоих видов аппаратов. Управлять новой подлодкой будут с борта сопровождающего судна. Но все команды будут передавать по тончайшему, но сверхпрочному оптическому кабелю. А вот двигаться подлодка будет за счет собственных аккумуляторных батарей, расположенных на борту. Интересно, что кабель, весящий в воде менее 1 кг на 1 км длины, был позаимствован у военных, которые применяли его для дистанционного управления одним из видов торпед. Сам корпус частично изготовлен из сверхпрочной керамики, способной выдержать давление на глубине в 11 км. Для освещения используют прожекторы на светодиодах, потребляющие куда меньше энергии, чем электролампочки.

Работа по исследованию Марианской впадины планируется следующим образом. Сначала аппарат в автономном режиме произведет картирование определенного района морского дна. Если на нем будут замечены какие-то интересные объекты, то они затем будут тщательно обследованы под руководством оператора.

При этом возможно взятие проб воды, а также образцов со дна с помощью дистанционно управляемого манипулятора. Самое замечательное, пожалуй, состоит в том, что для гибридного исследовательского аппарата не понадобится специально оснащенное судно сопровождения. Его роль может выполнить практически любое судно, способное выйти в открытый океан. Это сделано специально, поскольку новый аппарат планируется использовать в качестве своеобразной «скорой помощи». Туда, где он понадобится, аппарат будет доставлен на самолете. Затем его погрузят на борт готового к выходу в море судна и выйдут в заданный район исследования.

Таким образом, океанографы надеются оперативно проследить за извержениями морских вулканов, исследовать морские районы, из которых доносятся загадочные звуки, и т.д.

Первый выход в море планируется через четыре года. Первая цель экспедиции уже определена – Марианская впадина. Затем ученые намерены обследовать океан в районе Северного полюса.