Схема работы двигателя подводной лодки. Сверху: дизель – электромотор. Внизу: дизель – водородный двигатель.
Новое в устройстве подводной лодки
Запас электроэнергии в аккумуляторах подводной лодки настолько мал, что его хватит всего лишь на 1-2 часа полного хода под водой. Если нужно дольше или чаще скрываться под водой, приходится строго экономить энергию и сбавлять ход до 3-5 узлов. Тогда энергии хватит иа 20- 30 часов подводного хода. Все же наступает в конце концов момент, когда весь запас энергии в аккумуляторах иссякает и их нужно снова зарядить. А для этой цели нужно всплыть на поверхность. Хорошо, если ни вблизи, ни на горизонте нет кораблей противника, – тогда задача решается просто. А как быть, если враг близко, если нельзя всплыть, а лодка не имеет подводного хода, потеряла движение, застыла на месте и не может ни атаковать, ни уйти? Необходимость время от времени всплывать на поверхность для зарядки аккумуляторов- большой недостаток в устройстве подводной лодки.
Аккумуляторы имеют еще и другой недостаток- тяжелым грузом лежат они в нижних помещениях корабля, составляя десятки, а то и сотни тонн излишнего водоизмещения. Как хорошо было бы обойтись без них, без их отягчающего веса! Как хорошо и удобно было бы иметь только один двигатель и для надводного и для подводного хода и не всплывать поневоле! Еще не так давно это было мечтой подводников, и, казалось, неосуществимой.
Дизельмотор не годится для подводного хода, даже если каким-нибудь способом удалось бы снабдить его достаточным запасом воздуха. Ведь отработанный газ, как в торпеде, будет пузырьками выходить на поверхность, получится пузырчатый след, и это позволит обнаружить лодку. Как же быть? Хорошо бы иметь под водой такое горючее, которое вовсе не давало бы следа. Но как решить такую задачу?
Еще С. К. Джевецкий больше 40 лет назад разработал проект подводной лодки с единым двигателем для надводного и подводного хода. Тогда этот проект не был осуществлен, и задача решалась уже в наши дни. На поверхности такой двигатель питают обычным жидким топливом, а под водой – смесью из кислорода и водорода. Оба эта газа добываются… во время плавания из морской воды.
Когда лодка идет в надводном положении, работает мотор надводного хода. Он приводит в движение динамомашину – получается электрический ток. Но теперь этот ток уже не накапливается в аккумуляторах, их нет на корабле. Ток идет в особый аппарат – электролизер. Там он разлагает поступающую извне морскую воду на кислород и водород. Оба газа собираются в отдельные резервуары, сжимаются в них и хранятся как горючее для подводного хода. Подводная лодка погружается. Прекращается подача жидкого горючего в мотор; вместо него в цилиндры того же мотора подаются водород и кислород. Водород сгорает в кислороде, но отработанного газа не получается. Никакие пузырьки не поднимаются на поверхность. Кислород и водород- составные части воды; когда эти газы сгорают в цилиндрах мотора, продукты их сгорания уходят в море в виде воды и бесследно исчезают.
Такое решение задачи избавляет от аккумуляторов и, по видимому, обеспечивает лодку при подводном ходе на большой срок, освобождая ее от необходимости всплывать для пополнения запаса горючего.
Примерная схема подводной лодки, которой не приходится всплывать на поверхность для возобновления запаса воздуха и зарядки аккумуляторов. Особая труба, подобие «воздушного перископа», снабжает ее воздухом.
1 – Клапан в трубе препятствует проникновению воды. 2 – Выхлоп отработанных газов двигателя. 3 – Полая мачта обтекаемой формы, через которую проходят трубопроводы для приема воздуха и выхлопа газов двигателя. 4- Ходовой перископ. 5 – Боевой перископ в опущенном положении, в – Механизмы погружения и всплывания. 7 – Один дизельмотор движет лодку по ее курсу, другой заряжает аккумуляторные батареи. 8 – Электромотор подводного хода. 9- Камбуз. 10- Аккумуляторные батареи. 11-Офицер у перископа в центральном посту. 12 – Балластные цистерны. 13 – Жолоб для укладки опущенной мачты (с трубопроводами). 14 – Водонепроницаемый кожух шарнирного соединения мачты с корпусом лодки.
Уже в конце второй мировой войны стало известно, что существуют подводные лодки со специальной трубой, со своего рода «воздушным перископом». Корабль всплывает лишь настолько, чтобы незаметно высунуть на поверхность верхний конец этой трубы, и через нее засасывает необходимый двигателям воздух.
Все же до сих пор скрытность подводной лодки недостаточна. Если ее не видно с поверхности, то ее могут услышать. Ведь механические «уши» есть и на надводных кораблях. Эти «уши» улавливают шум винтов подводной лодки и открывают не только ее присутствие под водой, но и указывают, где и на каком расстоянии она прячется. Значит, нужно сделать подводную лодку бесшумной. Эта задача, по видимому, уже частично решена – во вторую мировую войну было немало случаев, когда подводные лодки проскальзывали в глубину защищенных баз противника, мимо ряда настороженных шумопеленгаторных станций и беспрепятственно добирались до кораблей противника, топили и повреждали их и так же благополучно выбирались в открытое море.
Но для выслеживания противника и для атаки подводной лодке снова приходится жертвовать своей скрытностью, всплывать под перископ. А это снова связывает подводную лодку с поверхностью – бурун от перископа выдает ее противнику. Значит, нужно снабдить подводный корабль такими «глазами», которые «видели» бы сквозь толщу морской воды. Но под водой лодка «слепа». Значит, только ощупывание противника может заменить ей «зрение». Новейшие звуковые (гидроакустические) приборы, особые механические '«уши», которые заменяют кораблю осязание, нащупывают противника, определяют его курс и расстояние, на котором он находится, заменяют подводной лодке ее перископ и выводят в атаку без необходимости высунуть его на поверхность. Подводный корабль становится подлинно невидимым в бою.
Итак, подводная лодка сделалась полностью скрытной, ее не видно и не слышно. Как будто теперь в бою ничто не выдает места, где она скрывается. Оказывается, это не совсем так.
Проект подводной лодки, вооруженной летающими бомбами (по рисунку, опубликованному в зарубежной печати). По мысля авторов таких проектов, на корпусе подводной лодки можно надстроить водонепроницаемый ангар для радиоуправляемых самолетов-снарядов с ракетными двигателями.
Мы уже знаем о пузыре, вздымаемом газами или сжатым воздухом при торпедном выстреле подводной лодки. Затем остался еще пузырчатый след торпеды на воде. Там, где этот след начался, – место, где притаилась подводная лодка, туда и устремятся ее надводные противники. Не так давно появились в печати сведения о том, что и эта задача была решена подводниками во время второй мировой войны. Только беспузырная стрельба и бесследная торпеда делают подводный корабль полностью скрытным.
Но малая подводная скорость такой подводной лодки окажется ее слабым местом.
Ученые и техники еще не научились накапливать во всякого рода аккумуляторах столько энергии, чтобы ею можно было питать достаточно мощные двигатели и увеличить скорость подводных лодок, особенно подводную скорость. Но уже в последние годы отдельные изобретатели в своих проектах пытались увеличить эту скорость другими способами. Так например, в одном из проектов описана трансконтинентальная подводная «винтовая» лодка для скоростной перевозки почты и грузов с одного континента на другой. По внешнему виду она напоминает торпеду и состоит из двух корпусов. Во внутреннем корпусе цилиндрической формы находятся помещение для команды, складские помещения, двигатели и гироскоп, уравновешивающий судно. Другой, внешний корпус образован наружной стальной обшивкой, которая вращается вокруг неподвижного внутреннего корпуса с помощью специального привода и на особых подшипниках. Внешняя стальная оболочка снабжена металлическими ребрами, вьющимися по всей ее длине наподобие винта. Когда двигатель вращает эту оболочку, спиральные ребра ввинчиваются в воду, как резьба обыкновенного шурупа в дерево, я заставляют лодку двигаться вперед. Изобретатель считал, что такая подводная лодка должна переплывать Атлантический океан за 10-12 часов. Любопытно, что идея и даже детали проекта такой подводной лодки не новы. Еще в 1889 году русский инженер Апостолов взял патент на подводную лодку такого же устройства. Но в те времена уровень техники еще не позволял осуществить столь смелую идею.