Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2004 № 11
Впрочем, одно дело получить эффект в лаборатории, изучить его, так сказать, под микроскопом, и совсем другое — применить на практике. Первыми это, как уже сказано, удалось сделать Михаилу Меркулову и его коллегам. Советские конструкторы использовали сверхкавитацию прежде всего при создании супербыстрых торпед. Хотя сами по себе торпеды намного меньше подлодок, а движутся быстрее субмарин, пришлось немало потрудиться, прежде чем грозные снаряды начали передвигаться под водой на больших скоростях (см. подробности в «ЮТ» № 1 за 2002 г.).
В данном случае инженеры, во-первых, должны были решить проблему подводного движителя. Обычные винты здесь не работают, так как в воду погружен только нос объекта. В конце концов, конструкторы догадались установить на подводные аппараты… ракетные двигатели. Они ведь обычно работают в вакууме, так что отсутствие воды для них благо, а не помеха в работе.
Во-вторых, нужно было подобрать или даже создать сверхпрочные материалы, которые бы могли предотвратить деформацию носа объекта под воздействием очень высоких давлений.
В-третьих, когда аппарат достигал предельной скорости, образуемая воздушная полость уже не могла охватить всю торпеду — «пузырь» как бы не поспевал за ней; в итоге появились проблемы с устойчивостью. Пришлось пойти на хитрость и создать впереди дополнительную полость, выводя часть выхлопных газов подводной ракеты через нос.
В итоге к 1977 году наши конструкторы создали торпеду «Шквал», способную развивать скорость до 500 км/ч. Слухи о ее существовании просочились за рубеж. Но западные эксперты долгое время не верили им, пока в 1995 году британский военный журнал «Интернейшенл Дефенс Ревю» не подтвердил авторитетно: уникальная разработка существует. А через месяц-другой Москва продемонстрировала один из прототипов «Шквала» на выставке оружия в Абу-Даби.
Было показано, как торпеда выстреливается из подводной лодки с помощью специальной механической катапульты. Это придает ей мощный первоначальный толчок, позволяющий образовать сверхкавитационную полость и включить ракетный двигатель.
Тем не менее, технология создания торпед типа «Шквал», некоторые конструктивные особенности ее до сих пор держатся в секрете.
Выглядит «Шквал», быть может, и неказисто, зато обладает огромной скоростью.
«Подводные пули»
Спохватившиеся американцы, в свою очередь, стали интенсивно разрабатывать подобные аппараты. Говорят, несколько лет назад им удалось разогнать небольшое подводное тело до скорости 5400 км/ч! Однако зарубежным специалистам явно не хватает опыта, накопленного российскими инженерами. Поэтому не случайно вокруг «Шквала» все время идет какая-то подозрительная возня: разведслужбы норовят похитить секреты ракеты-торпеды. Нашумевший судебный процесс над Эдмондом Поупом — лишнее тому свидетельство.
Тем не менее, сегодня некоторые зарубежные источники утверждают, что достижения русских превзойдены. Американцы сосредоточили свое внимание на «подводных пулях» — особых снарядах, которые могут передвигаться в воде вообще без двигателей.
Так в 1997 году исследователи из Центра военно-морского подводного вооружения в Чайна-Лейк, Калифорния, объявили о создании новой сверхзвуковой системы обезвреживания мин. Снаряд без двигателя, с тщательно спроектированным плоским носом, выстреливается из подводного орудия и переходит звуковой барьер, заставляя детонировать окрестные мины.
Очевидно, здесь есть свои хитрости. Ведь если выстрелить в воду обычным снарядом из артиллерийского орудия, то сила торможения воды остановит его через считаные десятки метров.
Впрочем, отсутствие двигателя все же сокращает дальность полета американского снаряда. Тем не менее, данная технология, по словам ее создателей, позволяет достичь скорости 2500 м/с, что является рекордом даже для самолетов.
Полет на алюминии?
Инженеры убеждены: фундаментальных причин, мешающих создать подводные аппараты, которые смогут двигаться быстрее пули, не существует. Нужно лишь решить ряд технических проблем.
Прежде всего, необходима мощная и компактная двигательная установка, приспособленная для данных конкретных условий. Многие специалисты полагают, что большие перспективы тут имеет ракетный двигатель, использующий в качестве топлива… алюминиевый порошок. Правда, как мы уже писали в «ЮТ» № 1 за 1999 год, до недавних пор попытки его создания особого успеха не принесли. Очередная же обещает стать удачнее хотя бы потому, что алюминиевая пудра будет применена не в двигателе внутреннего сгорания и не для выработки электричества, а в качестве топлива ракетного двигателя. Причем в качестве окислителя тогда может быть использована забортная вода, так что резервуары с кислородом уже не понадобятся.
Однако поверхность алюминия быстро окисляется. Это предохраняет алюминиевые изделия от дальнейшей коррозии и обычно считается полезным свойством данного металла. Но окисная пленка мешает горению алюминия, поэтому приходится принимать специальные меры. Например, порошок алюминия вводят непосредственно в водоворот воды, где и происходит горение.
Согласитесь, пламя в воде — не такое уж обычное явление, его придется детально исследовать. Кроме того, необходимо подумать и о том, как удалять из двигателя расплавленный алюминий, образующийся в качестве побочного продукта реакции.
Впрочем, ракеты на горящем алюминии хороши только для коротких расстояний. А для дальних подводных путешествий, видимо, придется использовать ядерный реактор. Говорят, с его помощью сверхзвуковая субмарина сможет пересечь Атлантику менее чем за час. Если, конечно, не наткнется на какое-то препятствие по дороге.
Дело в том, что пока сверх кавитационные объекты плохо поддаются управлению. Специалисты полагают, что подобные трудности — явление временное. И в будущем им удастся создать не только сверхскоростные, но и высокоманевренные подлодки.
Виктор ЧЕТВЕРГОВ
СОЗДАНО В РОССИИ
Математика спасения
Трагедии «Комсомольска» и «Курска», их предшественников, похоже, заставили все же специалистов всерьез обратить внимание на проблемы повышения безопасности плавания атомных субмарин, эффективного устранения неисправностей, а также своевременной и правильной эвакуации экипажа с терпящего бедствие корабля…
Вот что рассказали нашему корреспонденту Антону Петрову специалисты, занимающиеся созданием математических моделей тех или иных процессов, происходящих на судне.
Атомная подводная лодка уходит в учебное плавание.
… Для начала мне дали порулить самой что ни на есть современной атомной подводной лодкой. Сделать это оказалось не так уж сложно. В руке моей оказалась рукоятка, весьма похожая на джойстик компьютерной «стрелялки», а на дисплее стали высвечиваться результаты моей «самодеятельности». А чтобы я нечаянно не загнал ситуацию в тупик, компьютер услужливо прогнозировал, что произойдет с лодкой через несколько минут, если я буду упорствовать в выполнении тех или иных своих действий.
«Не надо забывать, что современный подводный корабль — это огромная махина длиной более сотни метров и водоизмещением в десятки тысяч тонн, прокомментировала ситуацию внимательно следившая за моими действиями С.К. Данилова, завсектором компьютерного обучения подводников Института проблем управления Российской академии наук. — Это все же не истребитель, и результат воздействия на рукоятку управления становится очевиден далеко не сразу»…
Почему моим наставником оказалась милейшая Светлана Константиновна, а не контр-адмирал или, по крайней мере, капитан первого ранга? Да потому, что, во-первых, никто и ни под каким видом не допустит новичка сразу за штурвал настоящего корабля. И меня посадили за тренажер. А во-вторых, мой собеседник оказался как раз тем человеком, который обучает и офицеров высшего ранга азам управления самыми новейшими кораблями. Даже теми, которые пока существуют лишь на листах ватмана да в памяти компьютера.
Об авиационных и космических тренажерах вы, наверное, уже наслышаны. Пи одного пилота, ни единого космонавта, как известно, не выпускают в полет прежде, чем он не выполнит десятки тренировок на земле в тренажерных комплексах. Теперь эту хорошую традицию перенесли и на море.
Первыми из моряков, кстати, свои действия в кризисных ситуациях стали отрабатывать на тренажерах операторы корабельных атомных реакторов. Теперь очередь дошла и до судоводителей…
Пока я вам все это рассказывал, подлодка под моим управлением худо-бедно научилась следовать по прямой. Опускать ее на заданную глубину, всплывать наилучшим образом, а также швартовать к причалу эту махину я решил поучиться как-нибудь в другой раз. И так на лбу почему-то появилась испарина, хотя в зале было не жарко…
