Faptul existenței unui batiscaf, care a reușit să cucerească abisul cel mai adânc, mărturisește posibilitatea tehnică de a crea vehicule cu echipaj pentru scufundări la orice adâncime.
De ce niciunul dintre submarinele moderne nu este chiar aproape de a putea scufunda - chiar și la 1000 de metri?
Acum o jumătate de secol, batiscaful, asamblat din mijloacele improvizate din oțel și plexiglas standard, a ajuns la fundul tranșei Mariana. Și aș putea continua scufundarea dacă ar exista adâncimi mari în natură. Adâncimea de proiectare sigură pentru Trieste a fost de 13 kilometri!
Mai mult de 3/4 din aria Oceanului Mondial cade pe zona abisală: un pat oceanic cu adâncimi de peste 3000 m. Spațiu operațional autentic pentru flota de submarine! De ce nu profită nimeni de aceste oportunități?
Cucerirea marilor adâncimi nu are nicio legătură cu puterea corpului „Rechinilor”, „Boreiev” și „Virginia”. Problema este diferită. Iar exemplul cu batiscaful „Trieste” nu are absolut nimic de-a face cu el.
Sunt similare, ca un avion și un dirigibil
Batiscaful este un „plutitor”. Cisterna cu benzină, cu o telegondolă echipată fixată sub ea. Când balastul este luat la bord, structura capătă flotabilitate negativă și se scufundă în adâncime. Când se lasă balastul, acesta revine la suprafață.
Spre deosebire de batiscafe, submarinele trebuie să schimbe în mod repetat adâncimea de a fi sub apă în timpul unei scufundări. Cu alte cuvinte, submarinul are capacitatea de a schimba în mod repetat rezerva de flotabilitate. Acest lucru se realizează prin umplerea rezervoarelor de balast cu apă de mare, care sunt suflate cu aer la urcare.
De obicei, bărcile folosesc trei sisteme de aer: aer de înaltă presiune (HPP), presiune medie (HPA) și aer de joasă presiune (HPP). De exemplu, pe navele nucleare americane moderne, aerul comprimat este stocat în cilindri la 4.500 psi. inch. Sau, uman, aproximativ 315 kg / cm2. Cu toate acestea, niciunul dintre sistemele consumatoare de aer comprimat nu folosește direct VVD. Scăderile bruște de presiune determină înghețarea intensă și blocarea supapelor, creând în același timp pericolul de explozie de compresie a vaporilor de ulei în sistem. Utilizarea pe scară largă a VVD sub presiune peste 300 atm. ar crea pericole inacceptabile la bordul submarinului.
VVD printr-un sistem de supape de reducere a presiunii este furnizat consumatorilor sub formă de VVD sub o presiune de 3000 lb. pe mp inch (aproximativ 200 kg / cm2). Cu acest aer sunt suflate tancurile de balast principale. Pentru a asigura funcționarea celorlalte mecanisme ale ambarcațiunii, lansarea armelor, precum și suflarea garniturilor și egalizarea rezervoarelor, aerul „de lucru” este utilizat la o presiune chiar mai mică de aproximativ 100-150 kg / cm2.
Și aici intră în joc legile dramei!
Cu o scufundare în adâncurile mării la fiecare 10 metri, presiunea crește cu 1 atmosferă
La o adâncime de 1500 m, presiunea este de 150 atm. La o adâncime de 2000 m, presiunea este de 200 atm. Aceasta corespunde exact valorii maxime a IRR și IRR în sistemele submarine.
Situația este agravată de volumele limitate de aer comprimat la bord. Mai ales după ce barca a stat sub apă de mult timp. La o adâncime de 50 de metri, rezervele disponibile pot fi suficiente pentru a deplasa apa din rezervoarele de balast, dar la o adâncime de 500 de metri, aceasta este suficientă doar pentru a sufla 1/5 din volumul lor. Adâncimile profunde sunt întotdeauna un risc și trebuie să procedăm cu cea mai mare prudență.
În zilele noastre, există posibilitatea practică de a crea un submarin cu un corp proiectat pentru o adâncime de scufundare de 5000 de metri. Dar suflarea rezervoarelor la o astfel de adâncime ar necesita aer sub o presiune de peste 500 de atmosfere. Proiectarea conductelor, supapelor și armăturilor concepute pentru această presiune, menținând în același timp greutatea lor rezonabilă și eliminând toate pericolele asociate, este astăzi o sarcină insolubilă din punct de vedere tehnic.
Submarinele moderne sunt construite pe principiul unui echilibru rezonabil de performanță. De ce să construim o carenă de înaltă rezistență care să reziste la presiunea unei coloane de apă de un kilometru atunci când sistemele de suprafață sunt proiectate pentru adâncimi mult mai mici? După ce s-a scufundat un kilometru, submarinul va fi condamnat în orice caz.
Cu toate acestea, această poveste are proprii eroi și proscriși.
Submarinarii americani sunt considerați străini tradiționali în domeniul scufundărilor în adâncime
Timp de o jumătate de secol, corpurile bărcilor americane sunt fabricate dintr-un singur aliaj HY-80 cu caracteristici foarte mediocre. Randament ridicat-80 = aliaj de randament ridicat de 80.000 psi inch, care corespunde valorii de 550 MPa.
Mulți experți își exprimă îndoieli cu privire la adecvarea unei astfel de soluții. Datorită corpului slab, bărcile nu sunt în măsură să exploateze pe deplin capacitățile sistemelor de ascensiune. Care permit suflarea rezervoarelor la adâncimi mult mai mari. Se estimează că adâncimea de lucru a scufundării (adâncimea la care barca poate fi mult timp, făcând orice manevre) pentru submarinele americane nu depășește 400 de metri. Adâncimea maximă este de 550 de metri.
Utilizarea HY-80 face posibilă reducerea costurilor și accelerarea asamblării structurilor corpului; printre avantaje, calitățile bune de sudare ale acestui oțel au fost întotdeauna numite.
Pentru scepticii înflăcărați, care vor declara imediat că flota „dușmanului potențial” este completată masiv cu gunoi necombatabil, ar trebui menționate următoarele. Aceste diferențe în ritmul construcției navale între Rusia și Statele Unite se datorează nu atât utilizării de oțeluri de calitate superioară pentru submarinele noastre, cât și altor circumstanțe. Oricum.
În străinătate, s-a crezut întotdeauna că supereroii nu sunt necesari. Armele subacvatice ar trebui să fie cât mai fiabile, silențioase și numeroase. Și există ceva adevăr în asta.
„Komsomolets”
Evazivul „Mike” (K-278 conform clasificării NATO) a stabilit un record absolut pentru adâncimea de scufundare printre submarine - 1027 metri.
Adâncimea maximă de scufundare a „Komsomolets” conform calculelor a fost de 1250 m.
Printre principalele diferențe de proiectare, neobișnuite pentru alte submarine interne, există 10 tancuri fără inel situate în interiorul unei corpuri rezistente. Posibilitatea de a trage torpile de la adâncimi mari (până la 800 de metri). Casetă de evacuare pop-up. Iar punctul culminant principal este sistemul de urgență pentru suflarea rezervoarelor cu ajutorul generatoarelor de gaz.
Corpul din aliaj de titan a făcut posibilă realizarea tuturor avantajelor inerente.
Titanul în sine nu a fost un panaceu pentru cucerirea adâncurilor mării. Principalul lucru în crearea Komsomolets de apă adâncă a fost calitatea construcției și forma unei corpuri solide cu un minim de găuri și puncte slabe.
Aliajul de titan 48-T cu un randament de 720 MPa a fost doar ușor superior ca rezistență față de oțelul structural HY-100 (690 MPa), din care au fost fabricate submarinele SeaWolf.
Celelalte „avantaje” descrise de carcasa din titan sub formă de proprietăți magnetice reduse și susceptibilitatea mai mică la coroziune nu au meritat în sine investiția. Magnetometria nu a fost niciodată o metodă prioritară pentru detectarea bărcilor; sub apă, totul este decis de acustică. Iar problema coroziunii marine a fost rezolvată de două sute de ani prin metode mai simple.
Titanul din punctul de vedere al construcției navale submarine interne a avut DOUĂ avantaje reale:
a) densitate mai mică, ceea ce însemna un corp mai ușor. Rezervele emergente au fost cheltuite pe alte elemente de încărcare, de exemplu, centrale electrice cu putere mai mare. Nu este o coincidență faptul că submarinele cu un corp de titan (705 (K) „Lira”, 661 „Anchar”, „Condor” și „Barracuda”) au fost construite ca cuceritori ai vitezei.
b) Dintre toate oțelurile și aliajele de înaltă rezistență aliajul de titan 48-T sa dovedit a fi cel mai avansat tehnologic în procesarea și asamblarea structurilor corpului.
„Cele mai avansate tehnologic” nu înseamnă simplu. Dar calitățile de sudare ale titanului au permis cel puțin asamblarea structurilor.
De peste mări avea o viziune mai optimistă asupra utilizării oțelurilor. Pentru fabricarea corpurilor pentru noi submarine din secolul XXI, a fost propus oțelul de înaltă rezistență al mărcii HY-100. În 1989, Statele Unite au pus bazele liderului SeaWolfe. După doi ani, optimismul a scăzut. Coca SeaWolfe a trebuit să fie demontată și a început din nou.
Multe probleme au fost rezolvate acum, iar aliajele de oțel echivalente în proprietăți cu HY-100 găsesc aplicații mai largi în construcția navală. Potrivit unor rapoarte, un astfel de oțel (WL = Werkstoff Leistungsblatt 1.3964) este utilizat la fabricarea unui corp durabil de submarine nemucleare germane „Tip 214”.
Există aliaje chiar mai puternice pentru construcția de carcase, de exemplu, aliajul de oțel HY-130 (900 MPa). Dar, din cauza proprietăților slabe de sudare, constructorii navali au considerat imposibilă utilizarea HY-130.
Nici o veste din Japonia încă.
耐久 înseamnă rezistență la randament
Așa cum spune vechea zicală: „Orice ai face bine, există întotdeauna un asiatic care o face mai bine”.
Există foarte puține informații în sursele deschise despre caracteristicile navelor de război japoneze. Cu toate acestea, experții nu sunt opriți de bariera lingvistică sau de secretul paranoic inerent celei de-a doua cea mai puternică marină din lume.
Din informațiile disponibile, rezultă că samuraii, împreună cu hieroglifele, utilizează pe scară largă denumirile în limba engleză. În descrierea submarinelor, există o abreviere NS (Naval Steel - naval steel), combinată cu indicii digitali 80 sau 110.
În sistemul metric, „80” atunci când se desemnează un grad de oțel înseamnă cel mai probabil o rezistență la randament de 800 MPa. Oțelul mai puternic NS110 are o rezistență la randament de 1100 MPa.
Din punct de vedere american, oțelul standard pentru submarinele japoneze este HY-114. Mai bun și mai durabil - HY-156.
Scenă mută
„Kawasaki” și „Mitsubishi Heavy Industries” fără nicio promisiune puternică și „Poseidons” au învățat să facă corpuri din materiale care anterior erau considerate incompatibile și imposibile în construcția submarinelor.
Datele date corespund submarinelor învechite cu o instalație independentă de aer de tipul "Oyashio". Flota este formată din 11 unități, dintre care cele două cele mai vechi, care au intrat în serviciu în 1998-1999, au fost transferate în categoria unităților de instruire.
„Oyashio” are un design mixt cu carenă dublă. Cea mai logică presupunere este că secțiunea centrală (corpul puternic) este realizată din cel mai durabil oțel NS110, un design cu carena dublă este utilizat în prova și pupa bărcii: o carcasă ușoară simplificată din NS80 (presiune în interior = exterior presiune), acoperind rezervoarele de balast principale în afara corpului puternic …
Submarinele japoneze moderne de tip „Soryu” sunt considerate „Oyashio” îmbunătățite, păstrând în același timp soluțiile de proiectare de bază moștenite de la predecesorii lor.
Cu carena robustă din oțel NS110, adâncimea de lucru a Soryu este estimată la cel puțin 600 de metri. Limita este de 900.
Având în vedere circumstanțele prezentate, forțele japoneze de autoapărare au în prezent cea mai profundă flotă de submarine de luptă.
Japonezii „stoarce” tot posibilul din disponibil. O altă întrebare este cât de mult va ajuta acest lucru într-un conflict naval. Pentru confruntarea în adâncurile mării, este necesară o centrală nucleară. Jalnicul „jumătate măsoară” japonez odată cu creșterea adâncimii de lucru sau cu crearea unei „bărci cu baterii” (submarinul Oryu care a surprins lumea) arată ca o față bună pentru un joc rău.
Pe de altă parte, atenția tradițională pentru detalii a permis întotdeauna japonezilor să aibă un avantaj asupra inamicului. Apariția unei centrale nucleare pentru marina japoneză este o chestiune de timp. Dar cine altcineva din lume are tehnologii pentru fabricarea carcaselor ultra-puternice din oțel cu o rezistență la randament de 1100 MPa?
