Подводные корабли науки

На больших лодках можно установить инерциальную навигационную систему. Несмотря на то, что принцип действия этой системы чрезвычайно прост, ее создание потребовало привлечения самых последних достижений в области гироскопических приборов, механики, вакуумной и вычислительной техники.

Представим себе, что нам точно известно исходное место движения подводной лодки. Переход от состояния покоя или равномерного прямолинейного движения к движению с другой скоростью невозможен без ускорений. Ускорения можно точно замерить с помощью инерциальных датчиков (акселерометров) на основе второго закона механики. По ускорениям можно рассчитать скорости и, следовательно, пройденное расстояние. Все эти операции автоматически выполняет сложный и пока относительно громоздкий комплекс аппаратуры, который и называется инерциальной системой.

Ее главное преимущество – в полной независимости от внешних источников навигационной информации. Значит, подводная лодка, определив перед погружением свое место, например радионавигационным способом или с помощью навигационных спутников Земли, может плавать довольно продолжительное время, не всплывая. При этом разница между расчетным и фактическим местом увеличивается незначительно. Например, во время трансполярного перехода атомной подводной лодки «Наутилус» (1958 год) ошибка в расчетном месте достигла 10 миль после прохождения подо льдами расстояния, равного 1830 милям (ошибка чуть более 0,5 процента).

Другой вид современной навигационной аппаратуры – гидроакустические, иначе доплеровские лаги. Входящая в состав лага электронно-вычислительная машина вычисляет по скорости величину пройденного расстояния относительно дна. Таким образом – и это очень важно – учитываются влияние течений и боковые перемещения. Принцип действия лага основан на эффекте Доплера (Австрийский физик X. Доплер установил, что частота принимаемого звука меняется в зависимости от скорости взаимного движения источника и приемника колебаний. В нашем случае источники были установлены на носу лодки, а приемники – на корме. Стало быть, частота сигналов менялась в зависимости от скорости лодки): скорость подводной лодки измеряется по разности частот гидроакустических сигналов, излучаемых четырьмя преобразователями под углом 80 градусов к вертикали, и их отражений от морского дна. Гидроакустические лаги дают ошибки при определении малых скоростей (до 2 узлов). А это как раз находится в диапазоне экономической скорости большинства научно-исследовательских подводных лодок.

Малые лодки доставляются обычно в район исследований на борту надводной обеспечивающей плавбазы или на буксире. Когда искали водородную бомбу у берегов Испании, малые лодки перебрасывали на транспортных самолетах, а потом перегружали на борт надводного судна. Ограниченный запас энергии и плохие мореходные качества для плавания на поверхности заставляют малую лодку полностью зависеть от обеспечивающего судна-носителя. Причем спуск подлодки на воду и подъем с воды в штиль при наличии спускоподъемного устройства не представляют трудности. Но уже при небольшом волнении перегрузочная операция перерастает в спасательную. Плавбаза должна подойти к раскачивающейся и заливаемой волнами лодке, закрепить подъемный трос, бережно поднять лодку, аккуратно поставить в гнездо на неустойчивой палубе и транспортировать к следующей точке погружения. На малых лодках численность экипажа невелика, а длительность одного погружения не превышает нескольких часов.