100 великих достижений в мире техники - Станислав Зигуненко

Исследования невидимой субмарины ведутся сейчас и в Университете Дьюка, Северная Каролина. Задача исследователей – сделать субмарину невидимой для гидролокаторов. Такая лодка сможет действовать практически безнаказанно: для ее обнаружения придется разрабатывать устройства, использующие иные физические принципы, либо глубоко модернизировать существующие сонары. Говоря иначе, материал, которым будет покрыт корпус лодки, должен обладать отрицательным коэффициентом преломления.

Впервые идею такого материала высказал в 1968 году советский физик Виктор Веселаго. Он пришел к заключению, что с таким материалом почти все известные оптические явления распространения волн существенно изменяются, хотя в то время материалы с отрицательным коэффициентом преломления еще не были известны. Веселаго предсказал, что определенные оптические явления будут совершенно другими. Возможно, самым поразительным из них является рефракция – отклонение электромагнитной волны при прохождении границы раздела двух сред. В нормальных условиях волна появляется на противоположной стороне линии, проходящей перпендикулярно этой границе (нормаль к поверхности).

Однако если один материал (например, воздух или вода) имеет положительный коэффициент преломления, а другой – отрицательный, волна будет появляться на той же стороне нормали к поверхности, что приходящая волна. Такая особенность и создает возможность для направления падающего излучения в обход объекта. У природных материалов коэффициент преломления больше единицы. Любопытно, что скорость распространения волн в таких материалах также должна быть отрицательной. Это свойство делает метаматериалы идеальными для маскировки объектов, так как их невозможно обнаружить средствами радио– и акустической разведки в определенном диапазоне частот.

Самая большая «акула»

Летом 2002 года на судостроительной верфи в Северодвинске, где строятся практически все российские субмарины, флоту была передана очередная атомная подводная лодка (АПЛ) класса «Акула» (по классификации НАТО – «Тайфун»).

Подводный крейсер стратегического назначения «Дмитрий Донской» отличается не имеющей аналогов в мире конструкцией – внутри легкого корпуса под противогидроакустическим покрытием находятся пять прочных титановых обитаемых корпусов, два из которых, главные, расположены параллельно друг другу в форме катамарана.

Ее прототип – сконструированная С.Н. Ковалевым подлодка ТК-208 – был заложен на предприятии «Севмаш» 3 марта 1977 года и спущен на воду 23 сентября 1980 года. Однако испытания показали наличие многих недоработок. В итоге лодку приняли на вооружение лишь в 1984 году, а заступила на боевое дежурство первая из «Акул» в конце 1985 года.

Лодки этого класса предназначались для слежения за американскими морскими авиационно-ударными соединениями и противодействия атомным ракетным субмаринам США стратегического назначения Ohio с твердотопливной ракетой Trident, а потому и получили у американцев прозвище – «убийцы авианосцев».

ТК-208 занесен в Книгу рекордов Гиннесса как самый большой подводный корабль в мире. Его длина – 172 м, ширина – 23,3 м, водоизмещение – 23 200 т (надводное) и 48 000 т (подводное), осадка – 11 м, надводная скорость – 12 узлов, подводная – 25 узлов, предельная глубина погружения – 500 м.

Эта АПЛ проекта 941 разрабатывалась известным Санкт-Петербургским ЦКБ «Рубин» под началом академика Игоря Спасского. Специально под этот проект на «Севмаше» соорудили новый цех – самый большой эллинг в мире.

Схема в виде катамарана позволила повысить «живучесть» субмарины, ее взрыво– и пожаробезопасность, расширить возможности по ремонту и модернизации. В передней и задней частях лодки размещены два прочных модуля для перехода из одного корпуса в другой. Всего в лодке 19 отсеков.

Атомная подводная лодка класса «Акула» – самая большая в мире

В каждом из параллельных прочных корпусов находится по водяному реактору на тепловых нейтронах ОК-650 мощностью по 50 тыс. лошадиных сил каждый, четыре турбогенератора по 3200 кВт и два дизель-генератора ДГ-750. В качестве резервных средств движения могут использоваться два электродвигателя постоянного тока по 190 кВт.

Рубка подводного крейсера имеет ледовые укрепления и крышу округлой формы для всплытия из-подо льда толщиной до 2,5 м. АПЛ оснащена навигационным комплексом «Симфония», боевой информационно-управляющей системой, гидроакустической станцией миноискания «Арфа», эхоледомером «Север», радиолокационным и телевизионным комплексами. С борта «Дмитрия Донского» можно осуществлять радио– и спутниковую связь. Цифровой гидроакустический комплекс «Скат-3», включающий четыре гидролокационные станции, способен одновременно следить за 10–12 подводными целями.

Между главными корпусами в два ряда расположены 20 шахт с твердотопливными трехступенчатыми баллистическими ракетами РСМ-52. Каждая из них имеет 10 боевых блоков индивидуального наведения. Дальность полета – около 10 тыс. км (для сравнения: дальность американского «Трайдента» – около 12 тыс. км). Одним залпом «Дмитрий Донской» способен уничтожить 200 крупных наземных целей на площади в 9 тыс. кв. км. Пуски ракет можно производить с глубины до 50 м.

Последнее время с подлодки «Дмитрий Донской», а также с борта АПЛ «Юрий Долгорукий» производились испытательные пуски межконтинентальной баллистической ракеты морского базирования Р30 3М30 «Булава-30» (она же – РСМ-56 в международных договорах, SS-NX-30 – по классификации НАТО).

Эта новейшая российская трехступенчатая твердотопливная ракета может нести от шести до десяти гиперзвуковых маневрирующих ядерных блоков индивидуального наведения по 100–150 килотонн, способных менять траекторию полета по высоте и курсу. Разработана в Московском институте теплотехники, максимальная дальность полета 8 тыс. км, стартовая масса 36,8 т, система управления – инерциальная. Полезная нагрузка – 1150 кг, длина в пусковом контейнере – 12,1 м, длина без головной части – 11,5 м.

Кроме ракет, боекомплект АПЛ типа «Акула» включает 22 торпеды и торпедо-ракеты типа «Вьюга», «Шквал» и «Водопад». Дальность полета последней составляет 60 км. Этот комплекс был принят на вооружение в 1981 году, но до сих пор не имеет аналогов в мире.

Схема действия торпедо-ракеты «Водопад» такова. С подлодки она выпускается в подводном положении как торпеда. Добравшись до поверхности, она взлетает ракетой, преодолевая таким образом до 20 км. После этого ракета снова уходит под воду, превращаясь в торпеду с самонаводящейся головкой, которая и атакует цель с самой неожиданной стороны.

Шесть 533-мм и 650-мм торпедных аппаратов АЛЛ способны применять практически все стоящие на вооружении торпеды и ракето-торпеды данного калибра. Торпедные аппараты имеют устройство быстрого заряжания, они могут применяться также и для постановки мин.

Для защиты субмарины в надводном положении от атак с воздуха используются 8 переносных зенитно-ракетных комплексов «Игла».

Пожалуй, к недостаткам «Акулы» следует отнести ее громадное водоизмещение. По этому параметру «Дмитрий Донской» превосходит даже авианосец «Адмирал Горшков». Причем ровно половину веса составляет балластная вода, из-за чего лодку окрестили «водовозом».

Этот конструктивный недостаток объясняется следующим: при переводе ракет с жидкого топлива на твердое они резко увеличили свои размеры. Кроме того, твердотопливная Р-39 получилась крайне тяжелой – 96 т.

Еще один недостаток: система охлаждения реактора забортной водой спроектирована так, что корабль постоянно должен находиться в холодных водах северных морей.

Поэтому одновременно с проектом 941 было развернуто строительство береговой базы на побережье Северного Ледовитого океана, а также специального плавучего тылового обеспечения.

Думали конструкторы и о том, что делать с этими громадинами после окончания срока их службы, ведь стоит снять с «Тайфуна» вооружение, и можно заполнить это пространство, например, рудой массой до 40 тыс. т. Причем кормовая часть, включая энергетическую установку, не требует изменений. И скорость движения такого «рудовоза» будет в 2–3 раза больше, чем у надводного ледокольного транспорта. Сегодня существует еще несколько патентов по созданию подводных танкеров и сухогрузов. Однако ни одно предложение пока не претворено в жизнь из-за отсутствия необходимых финансовых средств.

Летающие подлодки, ныряющие самолеты

Работа над этим полуфантастическим проектом ведется уже около 100 лет. За это время предлагались различные конструкции, но сама идея оставалась неизменной – инженеры хотели создать техническое чудо – аппарат, который бы одинаково хорошо чувствовал себя как в воздухе, так и под водой.