Fakt istnienia batyskafu, któremu udało się pokonać najgłębszą otchłań, świadczy o technicznej możliwości stworzenia załogowych pojazdów do nurkowania na dowolną głębokość.
Dlaczego żadna z nowoczesnych łodzi podwodnych nie jest nawet bliska możliwości nurkowania – nawet do 1000 metrów?
Pół wieku temu batyskaf, złożony z improwizowanych środków ze standardowej stali i pleksi, dotarł na dno Rowu Mariańskiego. I mógłbym kontynuować moje nurkowanie, gdyby w przyrodzie były duże głębokości. Bezpieczna głębokość projektowa dla Triestu wynosiła 13 kilometrów!
Ponad 3/4 powierzchni Oceanu Światowego przypada na strefę głębinową: dno oceaniczne o głębokości ponad 3000 m. Prawdziwa przestrzeń operacyjna dla floty okrętów podwodnych! Dlaczego nikt nie wykorzystuje tych możliwości?
Podbój wielkich głębin nie ma nic wspólnego z siłą kadłuba „Rekinów”, „Borejewa” i „Wirgini”. Problem jest inny. A przykład z batyskafem „Triest” nie ma z tym absolutnie nic wspólnego.
Są podobne, jak samolot i sterowiec
Batyskaf to „pływak”. Cysterna z benzyną, pod którą zamontowano gondolę załogową. Kiedy balast zostaje zabrany na pokład, struktura nabiera ujemnej wyporności i zapada się w głąb. Po zrzuceniu balastu powraca on na powierzchnię.
W przeciwieństwie do batyskafów, łodzie podwodne muszą wielokrotnie zmieniać głębokość przebywania pod wodą podczas jednego nurkowania. Innymi słowy, łódź podwodna ma możliwość wielokrotnej zmiany rezerwy wyporności. Osiąga się to poprzez napełnienie zbiorników balastowych wodą morską, które podczas wynurzania są przedmuchiwane powietrzem.
Zazwyczaj łodzie wykorzystują trzy systemy powietrzne: powietrze o wysokim ciśnieniu (HPP), powietrze o średnim ciśnieniu (HPA) i powietrze o niskim ciśnieniu (HPP). Na przykład na nowoczesnych amerykańskich statkach o napędzie jądrowym sprężone powietrze jest przechowywane w butlach pod ciśnieniem 4500 psi. cal. Lub po ludzku około 315 kg / cm2. Jednak żaden z systemów zużywających sprężone powietrze nie wykorzystuje bezpośrednio VVD. Nagłe spadki ciśnienia powodują intensywne zamarzanie i zablokowanie zaworów, stwarzając jednocześnie niebezpieczeństwo wybuchów sprężania oparów oleju w układzie. Powszechne stosowanie VVD pod ciśnieniem powyżej 300 atm. stworzy niedopuszczalne zagrożenia na pokładzie łodzi podwodnej.
VVD poprzez system zaworów redukcyjnych jest dostarczany do odbiorców w postaci VVD pod ciśnieniem 3000 funtów. za metr kwadratowy cal (około 200 kg/cm2). To właśnie tym powietrzem przedmuchiwane są główne zbiorniki balastowe. Aby zapewnić działanie pozostałych mechanizmów łodzi, wodowania broni, a także nadmuchu zbiorników trymujących i wyrównujących, stosuje się powietrze „robocze” o jeszcze niższym ciśnieniu około 100-150 kg/cm2.
I tu w grę wchodzą prawa dramatu!
Przy nurkowaniu w głąb morza na każde 10 metrów ciśnienie wzrasta o 1 atmosferę
Na głębokości 1500 m ciśnienie wynosi 150 atm. Na głębokości 2000 m ciśnienie wynosi 200 atm. To dokładnie odpowiada maksymalnej wartości IRR i IRR w systemach podwodnych.
Sytuację pogarsza ograniczona ilość sprężonego powietrza na pokładzie. Zwłaszcza po tym, jak łódź przez długi czas była pod wodą. Na głębokości 50 metrów dostępne rezerwy mogą wystarczyć do wyparcia wody ze zbiorników balastowych, ale na głębokości 500 metrów wystarczy, aby przedmuchać 1/5 ich objętości. Głębokie głębokości to zawsze ryzyko i należy postępować z najwyższą ostrożnością.
Obecnie istnieje praktyczna możliwość stworzenia łodzi podwodnej z kadłubem zaprojektowanym na głębokość nurkowania 5000 metrów. Ale wydmuchiwanie zbiorników na taką głębokość wymagałoby powietrza pod ciśnieniem ponad 500 atmosfer. Projektowanie rurociągów, zaworów i kształtek przeznaczonych do tego ciśnienia, przy zachowaniu ich rozsądnej wagi i wyeliminowaniu wszelkich związanych z tym zagrożeń, jest dziś zadaniem nierozwiązywalnym technicznie.
Nowoczesne okręty podwodne budowane są na zasadzie rozsądnej równowagi osiągów. Po co budować kadłub o wysokiej wytrzymałości, który wytrzymuje ciśnienie słupa wody o długości kilometra, gdy systemy powierzchniowe są projektowane na znacznie płytsze głębokości? Po zatonięciu kilometra łódź podwodna i tak będzie skazana na zagładę.
Jednak ta historia ma swoich własnych bohaterów i wyrzutków.
Amerykańscy okręty podwodne są uważani za tradycyjnych outsiderów w dziedzinie nurkowania głębinowego
Od pół wieku kadłuby amerykańskich łodzi wykonywane są z jednego stopu HY-80 o bardzo przeciętnych właściwościach. Wysokowydajny 80 = 80 000 psi wysokowydajny stop cala, co odpowiada wartości 550 MPa.
Wielu ekspertów wyraża wątpliwości co do adekwatności takiego rozwiązania. Ze względu na słaby kadłub łodzie nie są w stanie w pełni wykorzystać możliwości systemów wynurzania. Które umożliwiają dmuchanie zbiorników na znacznie większych głębokościach. Szacuje się, że robocza głębokość zanurzenia (głębokość, na której łódź może długo przebywać, wykonując dowolne manewry) dla amerykańskich okrętów podwodnych nie przekracza 400 metrów. Maksymalna głębokość to 550 metrów.
Zastosowanie HY-80 pozwala na obniżenie kosztów i przyspieszenie montażu konstrukcji kadłuba, a wśród zalet zawsze wymieniano dobre właściwości spawalnicze tej stali.
Dla zagorzałych sceptyków, którzy od razu oświadczą, że flota „potencjalnego wroga” jest masowo uzupełniana niezdatnymi do walki śmieciami, należy zwrócić uwagę na następujące rzeczy. Te różnice w tempie budowy statków między Rosją a Stanami Zjednoczonymi wynikają nie tyle z zastosowania do naszych okrętów podwodnych wyższej jakości stali, ile z innych okoliczności. W każdym razie.
Za granicą zawsze uważano, że superbohaterowie nie są potrzebni. Broń podwodna powinna być jak najbardziej niezawodna, cicha i liczna. I jest w tym trochę prawdy.
„Komsomolec”
Nieuchwytny „Mike” (K-278 według klasyfikacji NATO) ustanowił absolutny rekord głębokości nurkowania wśród okrętów podwodnych - 1027 metrów.
Maksymalna głębokość zanurzenia „Komsomolec” według obliczeń wynosiła 1250 m.
Wśród głównych różnic konstrukcyjnych, nietypowych dla innych krajowych okrętów podwodnych, znajduje się 10 zbiorników bez pierścieni umieszczonych wewnątrz wytrzymałego kadłuba. Możliwość odpalania torped z dużych głębokości (do 800 metrów). Wyskakująca kapsuła ratunkowa. Główną atrakcją jest system awaryjnego przedmuchiwania zbiorników za pomocą generatorów gazu.
Korpus wykonany ze stopu tytanu umożliwił realizację wszystkich nieodłącznych zalet.
Sam tytan nie był panaceum na podbój morskich głębin. Najważniejszą rzeczą przy tworzeniu głębinowego Komsomolec była jakość wykonania i kształt solidnego kadłuba z minimalną ilością dziur i słabych punktów.
Stop tytanu 48-T o granicy plastyczności 720 MPa był tylko nieznacznie lepszy pod względem wytrzymałości od stali konstrukcyjnej HY-100 (690 MPa), z której wykonano okręty podwodne SeaWolf.
Pozostałe opisane „zalety” tytanowej obudowy w postaci niskich właściwości magnetycznych i mniejszej podatności na korozję same w sobie nie były warte inwestycji. Magnetometria nigdy nie była priorytetową metodą wykrywania łodzi; pod wodą o wszystkim decyduje akustyka. A problem korozji morskiej rozwiązywano od dwustu lat prostszymi metodami.
Tytan z punktu widzenia krajowego budownictwa okrętów podwodnych miał DWIE realne zalety:
a) mniejsza gęstość, co oznaczało lżejsze ciało. Powstające rezerwy przeznaczano na inne elementy obciążenia, np. elektrownie o większej mocy. To nie przypadek, że okręty podwodne z tytanowym kadłubem (705 (K) „Lira”, 661 „Anchar”, „Condor” i „Barracuda”) zostały zbudowane jako zdobywcy szybkości;
b) Wśród wszystkich stali i stopów o wysokiej wytrzymałości Stop tytanu 48-T okazał się najbardziej zaawansowanym technologicznie w obróbce i montażu konstrukcji kadłubowych.
„Najbardziej zaawansowana technologicznie” nie znaczy prosta. Ale spawalnicze właściwości tytanu pozwoliły przynajmniej na montaż konstrukcji.
Zagraniczni mieli bardziej optymistyczny pogląd na wykorzystanie stali. Do produkcji kadłubów nowych okrętów podwodnych XXI wieku zaproponowano stal o wysokiej wytrzymałości marki HY-100. W 1989 roku Stany Zjednoczone położyły podwaliny pod wiodącego SeaWolfe. Po dwóch latach optymizm osłabł. Kadłub SeaWolfe musiał zostać rozebrany i uruchomiony od nowa.
Wiele problemów zostało już rozwiązanych, a stopy stali o właściwościach równoważnych właściwościom HY-100 znajdują szersze zastosowanie w przemyśle stoczniowym. Według niektórych doniesień, taka stal (WL = Werkstoff Leistungsblatt 1.3964) jest używana do produkcji wytrzymałego kadłuba niemieckich niejądrowych okrętów podwodnych „Typ 214”.
Istnieją jeszcze mocniejsze stopy do budowy obudów, na przykład stal stopowa HY-130 (900 MPa). Jednak ze względu na słabe właściwości spawalnicze stocznie uważały, że użycie HY-130 jest niemożliwe.
Brak wiadomości z Japonii.
耐久 oznacza granicę plastyczności
Jak mówi stare powiedzenie: „Cokolwiek robisz dobrze, zawsze jest Azjata, który robi to lepiej”.
W otwartych źródłach jest bardzo mało informacji o cechach japońskich okrętów wojennych. Ekspertów nie powstrzymuje jednak bariera językowa ani paranoidalna tajemnica tkwiąca w drugiej najsilniejszej marynarce wojennej na świecie.
Z dostępnych informacji wynika, że samuraje wraz z hieroglifami powszechnie używają angielskich oznaczeń. W opisie okrętów podwodnych występuje skrót NS (Naval Steel - naval steel), w połączeniu z cyfrowymi indeksami 80 lub 110.
W systemie metrycznym „80” przy oznaczeniu gatunku stali najprawdopodobniej oznacza granicę plastyczności 800 MPa. Mocniejsza stal NS110 ma granicę plastyczności 1100 MPa.
Z amerykańskiego punktu widzenia standardową stalą dla japońskich okrętów podwodnych jest HY-114. Lepszy i trwalszy - HY-156.
Wycisz scenę
„Kawasaki” i „Mitsubishi Heavy Industries” bez żadnych głośnych obietnic i „Posejdon” nauczyli się robić kadłuby z materiałów, które wcześniej uważano za niekompatybilne i niemożliwe do budowy okrętów podwodnych.
Podane dane odpowiadają przestarzałym okrętom podwodnym z niezależną od powietrza instalacją typu „Oyashio”. Flota składa się z 11 jednostek, z których dwie najstarsze, które weszły do służby w latach 1998-1999, zostały przeniesione do kategorii jednostek szkoleniowych.
„Oyashio” ma mieszaną konstrukcję podwójnego kadłuba. Najbardziej logiczne założenie jest takie, że część środkowa (mocny kadłub) wykonana jest z najtrwalszej stali NS110, na dziobie i rufie zastosowano konstrukcję dwukadłubową: lekka, opływowa skorupa wykonana z NS80 (ciśnienie wewnątrz = na zewnątrz ciśnienia), przykrywając główne zbiorniki balastowe na zewnątrz mocnego kadłuba….
Współczesne japońskie okręty podwodne typu „Soryu” uważane są za ulepszone „Oyashio” przy zachowaniu podstawowych rozwiązań konstrukcyjnych odziedziczonych po poprzednikach.
Dzięki solidnemu stalowemu kadłubowi NS110 głębokość robocza Soryu szacowana jest na co najmniej 600 metrów. Limit to 900.
Biorąc pod uwagę przedstawione okoliczności, Japońskie Siły Samoobrony dysponują obecnie najgłębszą flotą bojowych okrętów podwodnych.
Japończycy „wyciskają” z dostępnego wszystko, co możliwe. Kolejne pytanie brzmi, jak bardzo pomoże to w konflikcie morskim. Do konfrontacji w głębinach morskich potrzebna jest elektrownia jądrowa. Żałosne japońskie „półśrodki” ze zwiększeniem głębokości pracy czy stworzeniem „łodzi na baterie” (okręt podwodny Oryu, który zaskoczył świat) wygląda jak dobra twarz do złej gry.
Z drugiej strony tradycyjna dbałość o szczegóły zawsze pozwalała Japończykom mieć przewagę nad wrogiem. Powstanie elektrowni jądrowej dla japońskiej marynarki wojennej jest kwestią czasu. Ale kto jeszcze na świecie dysponuje technologiami wytwarzania ultra wytrzymałych obudów ze stali o granicy plastyczności 1100 MPa?
