Подводный крейсер

Проф. Г. ПОКРОВСКИЙ

Подводный корабль дальнего действия — вот какое требование ставит перед техникой современная морская война. Действительно, большинство государств отделено огромными расстояниями от их колоний, где они черпают важнейшее сырье для своей промышленности. Точно так же многие страны, весьма отдаленные друг от друга, связаны теснейшим образом в хозяйственном и политическом отношениях. Эти пути проходят преимущественно по морям и океанам. И несомненно, что нападение на флот противника, разбросанный на огромных просторах океана, будет одной из наиболее действительных форм ведения будущей войны. Вместе с тем развитие современной морской авиации чрезвычайно затрудняет неожиданные операции на больших расстояниях. Поэтому для таких операций необходимо боевое средство, которое позволило бы действовать быстро и скрытно. Наиболее подходят для этого подводные корабли, имеющие большую скорость, сильное вооружение и обладающие способностью весьма долго идти под водой.

А между тем существующие сейчас подводные лодки отстают по скорости передвижения от надводного флота. Скорость подводного хода даже самых совершенных лодок не превышает сейчас 12 узлов, то есть 22 км в час. В то же время линкоры ходят со скоростью около 25 узлов, крейсеры — 35 узлов и, наконец, торпедные катера имеют скорости, превосходящие 45 узлов.

Тихоходность подводного корабля значительно снижает его тактическую ценность. Но это не единственный недостаток подводных лодок. Находясь под водой, они имеют также и сравнительно очень малый радиус действия, например, при скорости около 10 узлов — не более 200 км.

Все эти недостатки происходят от устройства механизмов подводных кораблей. Обычно основными двигателями подводного корабля являются дизель-моторы, иногда паровые машины или турбины высокого давления. Все они для своей работы нуждаются в большом количестве воздуха, точнее — кислорода, без которого невозможно сжигание топлива. Поэтому такие двигатели вообще могут работать только при надводном ходе судна, когда можно беспрепятственно брать воздух из атмосферы. Чтобы обеспечить подводный ход, устраивается вторая силовая установка, состоящая из электромоторов и питающих их электрическим током аккумуляторов. Такая установка может работать свободно под водой, потому что не нуждается в воздухе вовсе.

Перископы подводного крейсера при полном его ходе в погруженном состоянии поднимают высокие буруны и требуют особых мер маскировки. Передний из двух показанных перископов снабжен дальномером: задний перископ дает панораму по всем направлениям.

Однако, именно все недостатки подводных лодок, о которых мы говорили, и вызываются особенностями аккумуляторов. Даже самые совершенные аккумуляторы весьма тяжелы и объемисты. Чтобы запасти в них такое количество энергии, которое заключено в одной тонне нефти, необходимо иметь несколько десятков тонн аккумуляторов. Кроме того, аккумуляторы довольно нежны и легко портятся.

Запас электроэнергии в аккумуляторах может быть только весьма ограничен, вот почему и невозможно получить при большой скорости подводного хода значительного радиуса действия. Поэтому приходится использовать работу дизелей не только для передвижения по поверхности, но и для пополнения запасов электроэнергии, необходимой в подводном плавании. В то время, когда лодка находится над водой, имеющиеся электромоторы приспосабливают так, чтобы они работали от дизелей, как динамо-машины, и возобновляли бы зарядку аккумуляторов. Это избавляет от необходимости возвращаться слишком скоро в базу, но это все не решает задачи дальнодействия подводного корабля.

Совершенно ясно, какое неудобство, а иногда и прямую опасность представляет собой необходимость обязательно подниматься на поверхность для возобновления запасов электроэнергии в аккумуляторах. Помимо этого, описанные установки современных подводных лодок чрезвычайно сложны и громоздки.

Все это заставляет искать другие способы разрешения задачи о подводном ходе корабля. Можно, например, для работы дизелей под водой запасаться воздухом в стальных сосудах, где он сжат до больших давлений. Прочность сосудов при современной технике их изготовления позволяет довести давление приблизительно до двухсот атмосфер. При таких условиях в сосуде можно уместить объем воздуха, превосходящий в двести раз объем воздуха в тех же сосудах при обычном атмосферном давлении.

Однако, даже и при таких условиях мы получаем тоже очень малый радиус действия. Помимо этого, при таком решении задачи необходимо имeть аппаpат для выбpасывания отработанныx газов в воду и компрессоры для накачивания воздуха в сосуды. К тому же нужно помнить, что сосуды с очень большим запасом сильно сжатого воздуха достаточно громоздки, могут взорваться и поэтому представляют известную опасность.

Несколько больший запас воздуха можно бы иметь, если запасать его в жидком виде при достаточно низкой температуре — ниже минус 182°. Такой жидкий воздух не только давал бы кислород для сжигания топлива, но мог бы служить еще дополнительным источником энергии. Его можно было бы «подогревать» в замкнутых сосудах, хотя бы при помощи окружающей морской воды. Жидкий воздух при этом испарялся бы и давал очень высокое давление, которое можно было бы использовать для повышения мощности дизелей. Повышение мощности получалось бы оттого, что сжатый воздух, расширяясь в цилиндрах дизелей и оказывая давление на их поршни, производил бы значительную дополнительную работу, помимо работы, совершаемой сгорающим топливом.

Эта задача безусловно заслуживает внимания. Однако, в настоящее время она не может считаться вполне разрешенной, потому что пока не существует достаточно мощных и легких аппаратов для сжигания воздуха и не разработаны способы длительного хранения больших масс жидкого воздуха. Тем не менее работа в этом направлении может привести к значительным успехам, особенно если запасать не просто жидкий воздух, а жидкий кислород.

*

К разрешению проблемы подводного крейсера дальнего плавания можно подойти и с иной стороны. Посмотрите, как быстро двигаются в воде различные рыбы. Скорости движения акул и некоторых других рыб превосходят лучшие современные подводные корабли. Эти скорости получаются в конечном итоге за счет химических и физиологических процессов в жабрах и мышцах рыбы, основанных на использовании воздуха, растворенного всегда в том или ином количестве в воде. В жабрах кислород, растворенный вводе, переходит в кровь рыбы. Кровь доставляет этот кислород к мышцам, где за счет окисления веществ, полученных из пищи, возникает механическая работа, которая приводит в движение плавники рыбы.

Так рыбы извлекают воздух из воды и используют его для таких химических процессов, которые дают большую механическую мощность и позволяют тем самым развивать очень высокую скорость.

Невольно возникает мысль: нельзя ли устроить так, чтобы подводный корабль, подобно рыбе, извлекал прямо из воды необходимый для работы машин и дыхания команды воздух? Попытаемся набросать в грубых чертах фантастическую картину такого подводного крейсера будущего.

Схема работы механизмов подводного крейсера, использующего растворенный в воде воздух.

Морская вода попадает в особый аппарат, где из нее извлекается растворенный воздух. Этого можно достичь, например, быстрым понижением давления. При скором ходе крейсера морская вода попадает в этот аппарат самотеком через специальный приемник; при тихом же ходе или во время стоянки вода подается центробежным насосом. Далее этот воздух сжимается компрессором и направляется в главные моторы, приводящие в движение гребные валы с винтами. Часть получаемого воздуха используется для вентиляции помещений. В стальных баллонах хранится аварийный запас сжатого воздуха.

Отработанное газы главного и компрессорного моторов направляются в особый аппарат, куда подается извне морская вода. Газы растворяются в этой воде и выбрасываются вместе с ней по другой трубе наружу.

Предположим, что наш фантастический подводный крейсер имеет водоизмещение около 1800 т при надводном положении и около 2500 т, находясь под водой. Главные машины его состоят из четырех дизель-моторов по 8 тыс. л. с. каждый. Такой крейсер сможет развивать скорость до 27— 29 узлов в надводном положении и 21—23 узлов при движении под водой. Понижение скорости подводного хода объясняется тем, что надводная часть крейсера при погружении будет создавать дополнительное сопротивление.

Мы видим, что подводный крейсер, использующий растворенный в воде воздух, не нуждается в аккумуляторах. Вместо этого весьма тяжелого груза можно будет брать большой запас топлива, которого хватило бы на путь в 10—15 тыс. км. Это сделает подводный крейсер практически не зависимым от промежуточных баз.

Уменьшив по возможности высоту крейсера, можно обеспечить ему подводный ход даже при сравнительном мелководье. Все выступающие части корпуса, так же как и его передняя и задняя оконечности, снабжены ножницами, которые автоматически перерезают самые толстые стальные тросы. Поэтому наш подводный крейсер может безболезненно проходить через самые тяжелые сетевые заграждения. В герметически закрываемом ангаре, который устроен в корпусе, помещается складной гидросамолет. Вооружение крейсера состоит из двух 15-сантиметровых орудий, установленных в герметически вращающейся башне, спаренного зенитного орудия и восьми торпедных аппаратов. В специальном закрытом отсеке имеются два малых торпедных катера, вооруженные пулеметами и глубинными бомбами.

Разрез фантастического подводного крейсера дальнего плавания.

Таким представляется нам будущий подводный крейсер, который сможет с большой скоростью покрывать огромные расстояния, не всплывая на поверхность.

Читатель может задать вполне естественный вопрос: а почему бы не получать необходимый кислород из воды, разлагая ее просто на составные элементы — водород и кислород?

Теоретически это, конечно, возможно, но практически совершенно бессмысленно. На разложение воды пришлось бы затратить значительно больше энергии, чем ее можно было бы получить потом при сжигании в этом кислороде соответствующего количества нефти или иного горючего вещества. Поэтому разложение воды не может заменить извлечения тем или иным способом растворенного в воде воздуха, которое теоретически должно осуществляться со значительно меньшей затратой энергии.

Не исключена также возможность того, что будут построены такие двигатели, которые работали бы без горения и были бы основаны на непосредственном превращении свободной химической энергии в механическую работу. Что такие двигатели в принципе возможны, убеждает нас существование непосредственного преобразования химической энергии в механическую, происходящее в организме животных и человека. Эта проблема может иметь для техники будущего большое принципиальное значение; она указывает путь к замене неэкономичных тепловых двигателей двигателями иного рода, вероятно, значительно более совершенными.