Opowieść o kampanii wojskowej Posejdona u wybrzeży Stanów Zjednoczonych należy rozpocząć od metody nawigacji pod wodą.
Słona woda morska jest elektrolitem, który zapobiega rozprzestrzenianiu się fal radiowych. Na głębokościach, na których Poseidon ma operować, nie jest możliwe zewnętrzne sterowanie radiowe urządzeniem, a także odbieranie sygnałów z satelitów Glonass/GPS.
Autonomiczny system nawigacji inercyjnej (INS) jest w stanie prowadzić Posejdona przez cały dzień, ale jego możliwości również nie są nieograniczone. Z biegiem czasu SSN akumuluje błąd, a obliczenia tracą ważność. Wymagany jest system pomocniczy wykorzystujący zewnętrzne punkty odniesienia.
Instalacja „beaconów hydroakustycznych” na dole jest bezsensownym wydarzeniem w obliczu wroga, który ma możliwość natychmiastowego wytropienia i zakłócenia jego pracy.
Problem nawigacji podwodnej dla statku kosmicznego Poseidon można rozwiązać tylko za pomocą systemu nawigacji reliefowej. Ale czy możliwe jest przystosowanie systemów nawigacji stosowanych w pociskach manewrujących do pracy pod wodą?
Po pierwsze, wymagana jest mapa dna morskiego.
Mit numer 1. Nie da się zrobić mapy na całej trasie „Posejdona”
W dyskusjach na temat Doomsday Torpedo wielokrotnie wyrażano opinię, że mapowanie całego dna Oceanu Atlantyckiego, od Morza Barentsa do portu w Nowym Jorku, może zająć dekady i wymagać wyjątkowych wysiłków.
W rzeczywistości dla systemu nawigacji opartej na ulgach taka ilość pracy jest zbędna i po prostu niepotrzebna.
Dowodem jest opisana zasada działania systemu TERCOM (Terrain Contour Matching) dla pocisku Tomahawk. Według oświadczenia zachodnich ekspertów, podczas lotu pocisków manewrujących nad lądem wybierane są 64 obszary korekcyjne. Z góry wybierane są odcinki o długości 7-8 km, dla których w pamięci komputera pokładowego znajduje się „referencyjna” mapa cyfrowa.
W normalnych warunkach TERCOM operuje tylko na jednej czwartej trasy (z zasięgiem KR około 2000 km), przez resztę czasu rakieta leci pod kontrolą INS. Akcelerometry i żyroskopy są wystarczająco dokładne, aby przenieść Tomahawk do następnego obszaru korekty, gdzie, według TERCOM, ANN zostanie poprawiony.
Reliefometryczne systemy nawigacyjne obchodziły w zeszłym roku 60-lecie istnienia. Pod koniec lat 50-tych. stały się godnym zamiennikiem systemów korekcji astro. Pociski samosterujące musiały lecieć na małe wysokości, z których nie było widać gwiazd.
Nawet najsilniejszy sztorm nie jest w stanie zakłócić spokoju morskich głębin. Ruch pojazdu podwodnego wiąże się z o rząd wielkości mniejszymi perturbacjami w porównaniu z lotem RR na małych wysokościach w atmosferze. Dlatego dane z systemów inercyjnych na pokładach okrętów podwodnych pozostają wiarygodne przez znacznie dłuższy czas (dzień).
Wniosek, jaki można wysnuć z dostępnych faktów: przy układaniu tras Posejdona wymagane będzie znacznie mniejsze zagęszczenie obszarów korekcyjnych. Oddzielne kwadraty dna oceanu. Wszelkie dalsze pytania należy kierować do Służby Hydrograficznej Marynarki Wojennej.
Mit numer 2. Sonar nie jest w stanie zapewnić wymaganej dokładności skanowania dna
Dopuszczalny błąd pomiaru wysokości reliefu podczas pracy TERCOM nie przekracza 1 metra. Jaką dokładność zapewniają nowoczesne narzędzia hydroakustyczne przeznaczone do mapowania dna? Czy możliwe jest umieszczenie takiego sonaru w kadłubie Posejdona o ograniczonych rozmiarach?
Odpowiedzią na te pytania będą obrazy sonarowe wraków. Na pierwszym – japoński krążownik „Mogami”, odkryty w maju na głębokości 1450 m.
Drugie zdjęcie przedstawia lotniskowiec Hornet, zatopiony w bitwie u wybrzeży wyspy Santa Cruz. Szczątki lotniskowca znajdują się na głębokości 5400 metrów.
Szczegółowość tych obrazów jest niepodważalnym dowodem na korzyść systemów mapowania dna morskiego. Nawiasem mówiąc, zdjęcia wykonała ekipa Paula Allena z jego jachtu, prywatnego statku oceanograficznego R/V Petrel.
Mit numer 3. Topografia dna oceanu może ulec zmianie
Czas minie, a cyfrowe mapy dna morskiego stracą na znaczeniu. Gdzieś za milion lat trzeba będzie skomponować nowe.
Główne zmiany na dnie oceanu związane są z aktywnością wulkaniczną oraz akumulacją osadów dennych pochodzenia organicznego i nieorganicznego.
Według współczesnych obserwacji średnie tempo akumulacji osadów dennych w środkowej części Oceanu Atlantyckiego wynosi 2 centymetry na 1000 lat. W przypadku Oceanu Spokojnego wskazane są jeszcze niższe wartości.
Trudno uwierzyć w realność tych liczb, ale paradoks ma proste wytłumaczenie. Nikt nie rzuca kamieniami na środek oceanu, nikt nie wrzuca żwiru i gruzu M600 do rowu Mariana. Wszystkie przedmioty uwięzione w oceanie najpierw rozpuszczają się i rozkładają w wodzie. Cząsteczki rozpuszczone w morskiej masie potrzebują tysiącleci, aby dotrzeć na dno.
Na obszarach przybrzeżnych tempo akumulacji osadów jest o rząd wielkości wyższe z powodu osadów i osadów nanoszonych przez przepływ rzek. Jednak ocean jest zbyt duży, aby miało to jakiekolwiek znaczenie w tym przypadku.
Pomimo wzmożonej aktywności tektonicznej, częstość kataklizmów na dnie oceanicznym, w połączeniu ze skokami, lawinami i przemieszczeniem warstw gleby jest znacznie niższa niż np. częstość lawin w górach. Załóżmy, że 100 lat temu trzęsienie ziemi spowodowało lawinę na zboczu góry podwodnej. Teraz minie setki tysięcy lat, zanim na jej zboczach zgromadzi się wystarczająca ilość osadu, która pozwoli na kolejny kataklizm.
Młode wulkany podmorskie, struktury przypominające fale wzdłuż grzbietów oceanicznych (powstałe w wyniku przemieszczenia osi Ziemi) – wszystkie są „młode” tylko jak na standardy epok geologicznych. Wiek tych formacji to miliony lat!
W głębinach oceanu panuje ponury spokój. Brak wiatrów, erozji i jakichkolwiek śladów urbanizacji sprawia, że rzeźba jest niezmienna od tysiącleci.
Dla porownania. Ile problemów mają pociski samosterujące przelatujące nad lądem? Proces sporządzania map cyfrowych dla TERCOMu utrudniają sezonowe zmiany rzeźby terenu. Wszędzie spotykane są formy monotonnego reliefu, w których użycie TERCOMu jest fizycznie niemożliwe. Trasy omijają duże zbiorniki wodne, rakiety omijają po drodze pokryte śniegiem równiny i wydmy.
W przeciwieństwie do wymienionych trudności, w głębinach najgłębszego oceanu zawsze znajduje się dno. Pokryta unikalnym „wzórem” reliefowych detali.
System Relief jest najbardziej niezawodnym i realistycznym sposobem nawigacji dla łodzi podwodnej Poseidon.
Dlaczego ta metoda nie została jeszcze zastosowana w praktyce? Odpowiedź brzmi, że nie było takiej potrzeby. W przeciwieństwie do Posejdona, który nieustannie żegluje w głębinach, okręty podwodne regularnie wypływają na powierzchnię, aby prowadzić komunikację. Submarinerzy mają możliwość uzyskania precyzyjnych współrzędnych za pomocą środków nawigacji kosmicznej (Cyclone, Parus, GLONASS, GPS, NAVSTAR).
Najszybszy pod wodą
W tej części artykułu nie będziemy omawiać konkretnych rozwiązań technicznych, konstrukcja „Posejdona” objęta jest zasłoną wojskowej tajemnicy.
Mamy jednak możliwość, na podstawie odtajnionych charakterystyk, obliczyć inne powiązane ze sobą parametry bezzałogowego pojazdu podwodnego z elektrownią jądrową.
Na przykład deklarowana prędkość jest znana - 100 węzłów. Jaka jest moc elektrowni Posejdona?
Istnieje praktyczna zasada. Dla dowolnego obiektu przemieszczenia moc elektrowni wzrasta do trzeciej potęgi prędkości.
Przykład. Radziecka torpeda „53-38” (53 – nawiązanie do kalibru, 38 – rok przyjęcia) miała trzy tryby prędkości: 30, 34 i 44, 5 węzłów o mocy silnika 112, 160 i 318 KM. odpowiednio. Jak widać, zasada nie kłamie.
A wiek samej torpedy nie ma z tym absolutnie nic wspólnego. Jedna i ta sama torpeda wymagała trzykrotnie większej mocy, aby zwiększyć prędkość ruchu o 1,5 raza.
Kolejny przykład jest ciekawszy. Ciężka torpeda „65-73” kalibru 650 mm miała długość 11 metrów i masę 5 ton. Torpeda została wyposażona w krótkotrwały silnik turbogazowy 2DT o mocy 1,07 MW (1450 KM) - jeden z najpotężniejszych, jakie kiedykolwiek zastosowano w broni torpedowej. Dzięki niemu prędkość projektowa produktu „65-73” mogła osiągnąć 50 węzłów.
Pytanie teoretyczne: jaka moc silnika może zapewnić prędkość 100 węzłów dla torpedy 65-73?
Prędkość podwoi się, co oznacza, że wymagana moc elektrowni wzrośnie ośmiokrotnie. Zamiast 1450 KM otrzymujemy wartość 11 600 KM.
Nadszedł czas, aby zwrócić się do torpedy atomowej Posejdona.
Na podstawie informacji o przeznaczeniu „torpedy jądrowej” i planowanym wystrzeleniu z okrętów podwodnych lotniskowców (na przykład informacje o wystrzeleniu z eksperymentalnego okrętu podwodnego z silnikiem Diesla „Sarov”), należy zauważyć że rozmiar „Posejdona” jest znacznie bardziej zgodny z bronią torpedową niż rozmiar okrętów podwodnych. Najmniejszy z nich (krajowy „Lira” i francuski „Ruby”) miał wyporność około 2,5 tysiąca ton.
Kaliber, długość i wyporność Posejdona mogą być wielokrotnie wyższe niż osiągi torped 650 mm. Dokładne wartości są nam nieznane. Ale w tym przypadku różnice nie mają większego znaczenia przy ocenie wymaganej mocy elektrowni. Aby osiągnąć prędkość 50 węzłów, Posejdon, podobnie jak torpeda 65-73, potrzebuje co najmniej 1450 KM, przy 100 węzłach co najmniej 11 600 KM. (8,5 MW) moc użyteczna.
W jaki sposób silnik o tej samej mocy jest wystarczający dla urządzeń o różnych rozmiarach?
W przypadku obiektów przemieszczeń, których wymiary różnią się w ramach tego samego rzędu wielkości, różnica przemieszczeń nie wymaga gwałtownego zwiększenia mocy elektrowni. Uderzającym przykładem jest: przy tej samej prędkości jazdy elektrownie typowego niszczyciela i lotniskowca różnią się tylko dwa razy, przy 10-krotnej różnicy w wyporności tych okrętów! Dużo więcej problemów wynika z chęci zwiększenia prędkości o 3 węzły.
Podsumujmy. Podczas jazdy z deklarowaną prędkością 100 węzłów (185,2 km/h) pojazd Poseidon będzie potrzebował elektrowni o mocy użytkowej co najmniej 8,5 MW (11 600 KM).
Ustalmy tę wartość jako dolną granicę i skupimy się na niej w przyszłości.
Czy 8, 5 megawatów to dużo czy mało? Jak ten wskaźnik wypada w porównaniu z charakterystyką innych okrętów i broni morskiej?
Jak na pojazd podwodny o wyporności kilkudziesięciu ton, 8,5 MW to wielkość monstrualna. Więcej niż elektrownia atomowa wielozadaniowego okrętu podwodnego Ryubi może się rozwinąć.
7 MW (9500 KM) na wale napędowym pozwala francuskiemu okrętowi podwodnemu o wadze 2500 ton rozwinąć pod wodą prędkość 25 węzłów.
Jednak miniatura „Rube” nie została zbudowana dla płyt, ale w celu zaoszczędzenia pieniędzy. O wiele bardziej znaczącym przykładem jest sowiecki wielozadaniowy okręt podwodny pr. 705 (K) „Lira”!
Pomimo znacznie dużych rozmiarów „Lyra” w przybliżeniu odpowiadała „Ryubi” w przemieszczeniu. Statek nawodny - 2300 ton, podwodny - 3000 ton. Tytanowa koperta była lżejsza niż stalowa. A sama Lyra była gwiazdą pierwszej wielkości. Wyposażona w reaktor z płynnym metalowym płynem chłodzącym, rozwijała prędkość ponad 40 węzłów pod wodą!
1,6 razy szybciej niż Rube. Jaką moc miała elektrownia Lyry? Zgadza się, 1, 6 sześcianów.
29 megawatów (40 000 KM) o mocy cieplnej reaktora 155 MW. Znakomita wydajność jak na łódź podwodną o tak małych rozmiarach.
W dzisiejszych czasach twórcy Posejdona stają przed jeszcze trudniejszym i nietrywialnym zadaniem. Umieść elektrownię jądrową o 3, 4 razy mniejszej mocy (8,5 MW) w obudowie o około 50-60 razy mniejszej przemieszczeniu.
Innymi słowy, właściwa wydajność energetyczna reaktora jądrowego Poseidon powinna być 15 razy wyższa niż reaktora z chłodziwem ciekłym metalem (LMC), który był używany w okrętach podwodnych Projektu 705 (K). Taką samą, 15-krotnie większą sprawność właściwą powinny wykazywać wszystkie mechanizmy związane z zamianą energii cieplnej reaktora na energię translacyjną ruchu pojazdu podwodnego.
100 węzłów to bardzo duża prędkość w wodzie, wymagająca EKSKLUZYWNYCH kosztów energii. Zapewne ci, którzy narysowali piękną figurę „100 węzłów”, nie do końca zdawali sobie sprawę z paradoksalnego charakteru sytuacji.
W przeciwieństwie do pocisku podwodnego Szkwal, zastosowanie silnika rakietowego na paliwo stałe dla Posejdona nie wchodzi w rachubę - ma on deklarowany zasięg przelotowy 10 000 km. „Torpeda Apokalipsy” wymaga instalacji nuklearnej, która dostarcza 15 razy większą moc właściwą niż wszystkie znane reaktory z ciekłym metalem paliwowym.
Główne dyskusje związane z pojawieniem się torpedy atomowej Posejdona toczą się w płaszczyźnie gospodarki i kompleksu wojskowo-przemysłowego. Głośne wypowiedzi o stworzeniu cudownej broni padały na tle, delikatnie mówiąc, skromnych sukcesów w tworzeniu tradycyjnej broni. Od 2014 roku do Marynarki Wojennej nie przyjęto ani jednego atomowego okrętu podwodnego.
Z drugiej strony, jak wiesz, wszystko jest możliwe, jeśli chcesz. Jednak do tworzenia technologii, które zapewniają wielokrotny wzrost możliwości, samo pragnienie może nie wystarczyć. Z reguły takim badaniom towarzyszą wyniki pośrednie, ale Posejdona otacza nieprzenikniona zasłona tajemnicy.
