Люди, корабли, океаны. 6000-летняя авантюра мореплавания

Зловещий риф

В 1869 г. капитанов и судовые команды всего мира взбудоражило некое необъяснимое явление. В который раз уже газеты оповещали читающую публику о том, что суда в открытом море наталкивались на загадочный «плавающий риф», испускающий к тому же иной раз своеобразное свечение. Самое невероятное заключалось в том, что таинственное это существо могло по всей видимости с фантастической скоростью менять свое место. Два судна, Губернатор Хаггинсон и Христофор Колумб, находились в один и тот же день в двух различных океанах и тем не менее оба они, хотя и в различное время суток, натолкнулись на это чудовище.

На некоторое время эти встречи было прекратились, однако поздней осенью того же года Скотия, следующая через Атлантику при полном штиле обычной судовой дорогой из Бристоля в Нью-Йорк, наскочила внезапно в сумерках на какую-то преграду. Корабль содрогнулся от киля до клотика, однако не потонул, ибо корпус его был разделен переборками. Благодаря им вода, проникнув через двухметровую пробоину в один из отсеков, не смогла распространяться дальше. Лишь позже выяснилось, что камень преткновения, за сообщениями о котором, затаив дыхание, следил весь мир, не морское чудовище, а гигантская подводная лодка по имени Наутилус, оборудованная с полным комфортом и движимая некой таинственной энергией. Командовал ею высокоодаренный инженер, намного опередивший технически свой век… В его полных приключений подводных плаваниях приняли вскоре живейшее участие сотни тысяч людей — читателей завоевавшего огромный успех романа Ж. Верна «80000 километров под водой», в котором и были описаны все эти фантастические события.

Морские аквариумы — студии судостроителей

Летом 1961 г. мировая пресса запестрела вдруг сообщениями, весьма напоминающими те, что приводил Ж. Верн в своем романе. Однако на сей раз происхождением своим они были обязаны отнюдь не писательскому вымыслу. Сообщения эти основывались на подлинных событиях и с запозданием почти на сто лет полностью подтверждали жизненность смелых технических прогнозов писателя.

Что же произошло? Большая подводная лодка под названием Тритон, следуя историческим маршрутом Магеллана, совершила 84-суточное кругосветное подводное плавание, не всплывая ни разу на поверхность.

Корабль этот, имеющий в длину 134 м, весьма своеобразен: водоизмещение его 5900 т; он обладает тремя палубами и обслуживается экипажем из 172 человек. Тритон может принять на борт многомесячный запас продовольствия, а опреснители и электролизные установки безостановочно обеспечивают его и в погруженном состоянии свежим воздухом и питьевой водой. Два атомных реактора обеспечивают судну радиус действия под водой около 17600 км.

Другая атомная лодка, названная по имени своего литературного прототипа Наутилусом, еще в 1958 г. за 69 часов преодолела путь от Пойнт Барроу на побережье Аляски до Гренландского моря. 1830-мильный маршрут проходил частью под ледяной шапкой Северного полюса.

В наши дни можно перечислить уже целую плеяду атомных подводных лодок, для которых подобные достижения вовсе не являются чем-то экстраординарным. Вопрос состоит лишь в том, будут ли эти высокоэффективные подводные суда, служащие пока что исключительно военным целям, иметь перспективы и для торгового судоходства. Ответить на этот вопрос с полным правом можно положительно.

Скорость надводного судна принципиально не может превзойти некоторой определенной границы. Даже если создатели его откажутся от той традиционной праконструкции, что заложена в основу самых современных надводных судов (от киля, являющего собой живое напоминание о челне-однодеревке) и перейдут к строительству качественно иных судов с учетом новейших достижений гидро- и аэродинамики. Чтобы добиться значительно больших скоростей, суда должны научиться скользить в воде, подобно рыбам, легко развивающим скорость до 80 км/час, а в отдельных случаях и выше. Так последуем же за рыбами! Но — как?

Во многих больших морских аквариумах уже несколько лет царит оживленная рабочая атмосфера. Научные группы океанологов, биологов и техников исследуют особенности строения и механизма движения обитателей подводного царства, от одноклеточных до самых больших рыб.

Аквариумы — эти огромные живые «каталоги моделей» — помогли наряду с прочим установить, что природа сотворила 6000 разновидностей диатомей, вынужденных при жизни таскать с собой свой гроб — практически неразрушимую кремниевую скорлупку, которая служит одновременно и жильем и транспортным средством. Особь диатомей представляет собой своеобразное крохотное стеклянное подводное судно с турбинным двигателем. С помощью этого реактивного двигателя диатомей могут передвигаться и по суше. Диатомей составляют крупнейшую биологическую группу нашей планеты: ведь в обеих сферах обитания — и в море и на суше — они размножаются в умопомрачительных количествах.

Попав на сушу, они выталкивают с одного конца струю жидкости, обтекающую их кремниевый панцирь, и тут же засасывают ее снова через отверстие на другом конце, чем и обеспечивают свое передвижение. Таким путем они создают своего рода жидкие рельсы, пользуясь которыми сами могут «плыть» посуху.

Не меньший интерес для судостроителя представляет и двигательный механизм других морских одноклеточных — флагеллатов (жгутиковых). При помощи созданного самой природой весла — жгутика, закрученного наподобие винта — микроскопическое тельце этого водяного жителя перемещается вперед с молниеносной быстротой. Крошечная монада способна дать сто очков вперед быстрейшему океанскому лайнеру с его сложнейшей техникой!

Но у морских обитателей можно поучиться и еще кое-чему. Немецкий специалист по бионике, доктор Крамер, много времени посвятил проблеме борьбы с микрозавихрениями, которые образуются в воде вокруг многих плавающих тел (в частности, судов) и тормозят их движение. Пытаясь разрешить эту проблему, он вплотную занялся изучением самых крупных и самых быстрых жителей моря.

Дельфин-афалина из семейства зубатых китов, формы которого с точки зрения гидродинамики отнюдь не идеальны, легко развивает скорость до 55 км/час. Может быть, все дело в технике плавания? 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.

О том, что подводное грузовое судно способно беспрепятственно пересечь Северный Ледовитый океан и любое другое замерзающее море, мы уже упоминали. Северо-Западный и Северо-Восточный проходы станут благодаря этому судоходными в любое время года. К тому же отпадает надобность в ледоколах, обходящихся казне в довольно крупную сумму. И в Америку из Европы и Азии (или наоборот) подводные суда смогут ходить наикратчайшим путем: через Северный полюс. В наши дни этот маршрут доступен лишь самолетам.

Мирное подводное судоходство, вполне осуществимое в самое ближайшее время, будет приобретать все большее значение в мореплавании будущего, и проблема эта неразрывно связана с атомной энергией. Ведь, покуда подводные лодки вынуждены через определенное время всплывать для подзарядки электрических аккумуляторов и пополнения запасов кислорода, такое «поэтапное» дальнее подводное судоходство было бы эффективным разве что только для военных целей. Детищем войны был и тот самый первый подводный фрахтер Дейчланд, который доставил в первую мировую войну из Вильгельмсхафена в Нью-Йорк красители и химикаты, а обратным рейсом привез никель и каучук. Главнейшей задачей здесь было — пройти незамеченными под носом у противника. Обширный опыт, накопленный ведущими морскими державами во время походов боевых атомных подводных лодок, принципиально доказал уже техническое превосходство подводного мореплавания.

Первый атомный корабль

Научные работы по созданию первого пробного атомного двигателя для подводной лодки, проводившиеся Комиссией по атомной энергии США, были в основном завершены еще в 1948 г. В это же время соответствующие заказы поступили и в промышленность. В начале 1949 г. приступили к монтажу прототипа корабельного реактора — Mark I (SIW). Монтаж и опробывание установки длились до марта 1953 г. В июне того же года двигатель был подвергнут прогонке, длительность которой соответствовала времени пересечения Атлантики в подводном положении без всплытия. При этом была замерена и интенсивность радиоактивного излучения. Данные этих измерений были использованы впоследствии для создания на корабле защитной экранирующей системы.

Далее следовало выяснить, как ведет себя реактор при внезапных изменениях нагрузки, как функционирует система очистки тракта циркуляции воды и т. д. Что же касается обучения будущего обслуживающего персонала, то здесь на арене истории мореплавания вновь повторился в модернизированном виде тот самый древнеримский спектакль, когда обучение моряков происходило на сухом берегу.

Впервые на службу кораблю была поставлена энергия, не обязанная своим происхождением ни мускулам, ни ветру, ни ископаемому горючему. То был совершенно новый, нехимический, источник энергии, в основе которого лежало явление распада элементов. Эта первозданная энергия позволяла сделать явью миф о Летучем Голландце, вечно скитающемся по морям и не нуждающемся в гаванях. Однако это требовало поначалу самых фундаментальных испытаний на суше. Соответствующая береговая установка и до сих пор служит еще для обучения экипажей атомных подводных лодок.

В январе 1954 г. атомный Наутилус сошел со стапеля. Но приказ о проведении испытаний лодки флотское командование подписало лишь в декабре. Задержка объясняется тем, что сварные трубы всей паропроводной системы следовало заменить бесшовными.

Во время первого плавания, которое состоялось лишь в 1955 г., новый Наутилус оставил за кормой свыше 1000 морских миль и совершил 50 погружений. На втором пробном походе планировалась отработка подводных маневров на высоких скоростях, а также погружения и стоянки на больших глубинах.

Водоизмещение Наутилуса составляет 2900 т в надводном положении и 4000 т — в подводном. В длину лодка имеет 90 м, в ширину — 7 м; двигатели ее развивают мощность от 15 000 до 20 000 л. с. Максимальная скорость под водой составляет 21 узел.

Помещения для команды на Наутилусе окрашены в радостные, светлые тона и оборудованы весьма комфортабельно: его создатели стремились хотя бы частично снять с людей ту огромную психическую нагрузку, которой они подвергаются в течение многих суток, а то и недель, непрерывного подводного плавания.

Основным узлом атомной подводной лодки является цилиндрический реактор, охлаждаемый водой под давлением и забранный в кожух из толстых листов углеродистой стали. Диаметр его почти два, а высота примерно три метра. Каналы реактора состоят из циркония. Проницаемость этого металла для нейтронов в шестнадцать раз больше, чем у нержавеющей стали. Кроме того, он не подвергается коррозии, не чувствителен к ударам и обладает хорошей теплопроводностью.

Реактор окружен цилиндрическим котлом, в который нагнетается под давлением морская вода, для защиты экипажа от радиоактивного излучения. Диаметр этого котла 2,7 м, высота — 7,6 м. Автоматические приборы, связанные со счетчиком Гейгера, регулируют спуск радиоактивной воды. Одновременно вода отделяет реактор от теплообменника. Специальные приборы показывают степень радиоактивного заражения в тракте циркуляции пара, не имеющем системы защиты от излучений.

В качестве теплоносителя используют обычно дистиллированную воду. Замедлителем для торможения нейтронов служит графит или тяжелая вода. Питается реактор стержнями из урана-238, обогащенного ураном-235. Урановые стержни вставляются коаксиально в холодные трубки, через которые протекает теплоноситель, вся же система таких трубок размещается в активной зоне реактора, заполненной замедлителем.

Корпус реактора покрыт изнутри слоем вещества, отражающего нейтроны обратно в активную зону. Как уже упоминалось, снаружи реактор закрыт кожухом из углеродистой стали, окруженным первичным экраном биологической защиты. Этот экран абсорбирует проникающие сквозь отражатель нейтроны и гамма-лучи.

В процессе ядерной реакции выделяется тепло, которое передается теплоносителю (в данном случае теплоносителем служит дистиллированная вода). Эта нагретая до весьма высокой температуры вода прокачивается циркуляционным насосом по замкнутому циклу через трубопровод в парогенератор, отдающий в свою очередь тепло во вторичный контур. Отсюда вода попадает обратно в теплонакопитель и поднимается по трубкам к тепловыделяющим элементам, которые вновь доводят ее до перегретого состояния.

Из парогенератора пар устремляется в сепараторы, а оттуда, по главному паропроводу, — к машинам. Отработанный пар идет в конденсатор. Этим заканчивается вторичный цикл.

Чтобы перегретая вода не обратилась в пар еще в первичном контуре, ее следует нагнетать под высоким давлением. Высокая скорость циркуляции воды обеспечивает интенсивную теплоотдачу.

Энергетическая установка подводной лодки занимает довольно много места: примерно половину общего объема внутренних помещений корабля. Габариты реактора таковы, что ширина атомной подводной лодки оказывается существенно большей, чем у дизельных лодок.

Прочный корпус разделен водонепроницаемыми переборками на носовой торпедный отсек, носовое жилое помещение, аккумуляторный отсек, центральный пост и другие посты управления, реакторный отсек, турбинный отсек и кормовое жилое помещение.

В качестве вспомогательных двигателей служат дизели и питаемые от аккумуляторов электромоторы. Решающим для экипажа является обеспечение свежим воздухом в подводном положении. Эта задача решается системой регенерации и кондиционирования воздуха. Ее фильтры поглощают все запахи, проникающие из турбинного отсека, трюмов и камбуза. Нагретый воздух, поступающий из реакторного и турбинного отсеков, доводится до комнатной температуры. В соответствии с установленной нормой поддерживается постоянной и влажность воздуха.

Воздух, поступающий на регенерацию, проходит через абсорбционный фильтр, задерживающий углерод. Специальный регулятор периодически подает в атмосферу подводной лодки свежий кислород, хранящийся в баллонах, либо добываемый путем электролиза морской воды.

Все морские державы непрестанно ведут самые интенсивные исследования, направленные на повышение мореходных качеств подводных судов с атомным приводом.

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 Ленин, мы уже говорили. Детище передовой науки и техники победившего социализма, он более десятка лет успешно совершает рейсы по Северному морскому пути и по праву считается флагманом советского ледокольного флота.

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 Отто Хаан и одно японское судно. Первое из них, Саванна, водоизмещением 22000 т, было названо в память о комбинированном парусно-паровом судне, которое в начале прошлого века впервые пересекло Атлантику, используя наряду с парусами и силу пара. Она вышла в первое плавание в 1962 г., после чего была «выведена в отставку».

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 утверждают, что при постройке второго судна такого же типа общие затраты (включая и стоимость реактора) могли бы быть снижены примерно на 40 %. Но даже при этом стоимость постройки и, чего нельзя не учитывать, обслуживания будет значительно превосходить аналогичные статьи расходов для судов с обычными, традиционными двигателями.

И все же можно ожидать, что в ближайшие десятилетия двигатели, использующие ядерную энергию, будут находить в судостроении все большее распространение. Экономическое преимущество таких двигателей наиболее эффективно могло бы проявиться на суперсудах с дедвейтом в несколько сотен тысяч тонн, т. е. на гигантских танкерах. Перед атомным судоходством стоит еще немало нерешенных проблем. Однако нет сомнения, что научно-техническая революция в судостроении и смежных областях промышленности сделает возможным выполнение многих важных задач, которые в наши дни кажутся неразрешимыми.

Суда летят над водой

Около двух десятков лет назад на внутренних водных путях получило права гражданства судно нового типа. Как и все обычные моторные суда, оно движется при помощи винта, вращаемого мотором. Однако конструкция его весьма своеобразна. Под корпусом на особых стойках, напоминающих детские ходули, крепятся так называемые подводные крылья. С возрастанием скорости на эти крылья начинает действовать значительная подъемная сила, выталкивающая судно из воды, так что корпус его весь оказывается в воздухе и практически скользит над водой.

По сравнению с обычными, суда на подводных крыльях обладают тем несомненным преимуществом, что могут развить одинаковую с ними скорость, имея двигатели вполовину меньшей мощности. Максимальная скорость таких судов достигает 200 км/час. Имеются уже суда на подводных крыльях, предназначенные для плавания по морю.

Несколько лет назад заговорили о судах на воздушной подушке, хотя, собственно говоря, это уже больше и не суда. Сжатый воздух, с силой вырывающийся через направленные вниз и скошенные несколько назад сопла, поднимает судно над поверхностью воды и толкает его вперед. Оно скользит на воздушной подушке, используя для своего движения, как и самолет, не воду, а воздух. Вода нужна при этом лишь как подстилающая поверхность. Одно из судов такого типа, созданное швейцарским инженером Вейландом, успешно служит в течение нескольких лет паромом для перевозки пассажиров через Ла-Манш, выгодно отличаясь от других морских паромов весьма высокой скоростью.

Советское судно на воздушной подушке Радуга, разработанное в Горьком для волжского судоходства, мчится со скоростью 120 км/час, поднимаясь над водой на 15 см. Вперед его толкает расположенный в корме авиационный мотор. Второй мотор служит для создания под судном воздушной подушки.

Синтез автомобиля, корабля и самолета — вот что такое судно на воздушной подушке!

Роботы на морях

В один из солнечных летних дней 1905 г. у Лазурного берега, где море лучится едва переносимой для глаз пронзительной синевой, случилось происшествие, вызвавшее настоящую техническую сенсацию. На рейде Антиба, галс за галсом, ходил миноносец. Нежащаяся на пляже праздная публика не обращала на корабль ни малейшего внимания. Ни один репортер не удостоил его даже взглядом.

Тем более возбужденной выглядела на этом безмятежном фоне небольшая группа людей, часть которых была в морской форме, а часть — в штатском. Самым оживленным, подвижным как ртуть, казался среди них Эдуард Бранли.

Бранли крутил верньеры некого странного прибора, а все остальные, сгрудившись вокруг, с интересом следили за его манипуляциями. Легкий поворот рычажка — и взоры всех присутствующих тут же устремляются в морскую синь. И всякий раз непроизвольно срываются с их губ возгласы удивления. Да и есть от чего: ведь каждый раз в этот самый миг миноносец делал поворот! Но главное волшебство было еще впереди…

— Господа, теперь я скомандую миноносцу выстрелить торпеду. Следите внимательно!

Едва Бранли произнес эти слова, едва успел нажать какую-то кнопку своего «зловещего» аппарата, как рядом с миноносцем возник пенный бурун, с бешеной скоростью помчавшийся прямо к кораблю-цели. Затем прогремел взрыв. Все удалось и на этот раз!

— Ну, парень! Невероятно! — воскликнул в восторге французский морской офицер и крепко пожал' изобретателю руку.

Всполошенные взрывом купальщики обратили, наконец, внимание на экспериментаторов и стайками потянулись к ним…

Эдуард Бранли управлял с берега кораблем без экипажа, используя им же разработанную беспроволочную телемеханическую схему. И удалось ему это еще в 1905 г.! Тем не менее, как нередко случается с большими открытиями, намного опережающими свой век, и эта техническая эскапада была вскоре предана забвению. Многие ли читают научно-технические журналы по судоходству? Да и там об этом выдающемся событии была напечатана всего лишь небольшая заметка. Впрочем, даже те, кто прочел, расценили это сообщение не более, как курьез.

В самом деле, зачем еще нужны суда без экипажей, когда и так предостаточно моряков, и далеко не каждый из них имеет работу! И вообще, что станется с Морским корпусом, этой гордостью, этой элитой Франции, если из подобных игрушек получится что-либо серьезное?

В наши дни эксперименты Эдуарда Бранли расценивают по-иному. То, что он успешно осуществил в 1905 г. на рейде Антиба, было глубокой разведкой в интересах судов будущего: он убедительно доказал, что судоходство без людей — отнюдь не утопия.

Пройдет время, и такие суда-роботы будут пересекать океаны! В один прекрасный день где-то в порту, в центре телеуправления рейсами, у пульта, оборудованного телевизионным экраном и светящимся глобусом, будет сидеть человек… В посту полумрак, едва слышно монотонно жужжит работающий «электронный мозг» — вычислительная машина. Мерцают неоновым светом индикаторные лампочки… Кто же этот человек? Скорее всего тот самый легендарный капитан, что одновременно несет службу на шести различных судах.

Вчерашняя утопия завтра станет реальностью. Автоматизация не по дням, а по часам наращивает на судах свой потенциал. Уже автоматизирован машинный привод, управляемый электронно-вычислительной машиной по заранее составленной программе. Такие регулировочные операции, как изменение скорости оборотов винта, включение заднего хода и многие другие программируются довольно давно. Следует упомянуть, что в целях более эффективного использования движущей силы привода в океаны стали уже посылать морские буксиры-толкачи, которые могут проводить до трех несамоходных грузовых судов.

Как следствие такой автоматизации, на судах заметно сократились экипажи. Так, на Идемицу Мару, судне, которое до 1968 г. было самым большим в мире, плавает всего 32 человека.

На автоматизированных морских судах завтрашнего дня все без исключения работы будут выполняться роботами, управляемыми «электронным мозгом». Одно такое судно-автомат вступило уже на свою океанскую вахту. Это — 138 000-тонный танкер Сейко Мару, управляемый компьютером, который не только следит за машиной, но и командует погрузкой и разгрузкой.