Оружие будущего:Тайны новейших военных разработок

Дальнейший рост глубины погружения зависит в первую очередь от повышения прочности корпуса. На глубине 2000 м подводная лодка будет испытывать давление 200 атмосфер. Выдержать его сможет либо очень толстый (и тяжелый) корпус, либо имеющий оптимальную конструкцию из высокопрочных материалов. На современных подводных лодках США на долю прочного корпуса приходится около 20 % массы лодки. Грубо можно считать, что при использовании одного и того же материала утяжеление прочного корпуса прямо пропорционально увеличению глубины погружения подводной лодки. Следовательно, увеличение относительной массы прочного корпуса за счет других составляющих нагрузки позволит увеличить глубину погружения подводных лодок. По мнению американских специалистов, только за счет отказа от ограждения выдвижных устройств (перископов, антенн и т. д.) глубина погружения может возрасти на 4 %. Замена поперечных переборок корпуса рамными шпангоутами позволит увеличить предельную глубину на 7 — 10 %.

Для очень больших глубин придется использовать конструкции в виде многосферных корпусов, состоящих из нескольких сопряженных между собой сферических оболочек. Такой корпус при одной и той же относительной массе будет выдерживать большие гидростатические давления, чем цилиндрический корпус. Однако сложность технологии изготовления сферических многослойных конструкций не позволяет пока реализовать ее промышленным способом.

Кроме улучшения конструкции корпуса подводных лодок важным направлением является разработка новых высокопрочных сталей и других конструкционных материалов. В обозримом будущем предел текучести новых марок стали рассчитывают увеличить в два раза, что при соответствующих конструкциях корпуса позволит подводным лодкам опускаться на километровые глубины.

Гораздо лучшие, чем сталь, характеристики имеют титановые и бериллиевые сплавы, которые, кроме того, устойчивы к воздействию морской воды. Но высокая цена этих материалов не позволяет использовать их в массовом масштабе.

Все более возрастает применение неметаллических конструкционных материалов, обладающие малой плотностью, сравнительно высокой механической прочностью, антикоррозийной стойкостью, не-магнитностью и т. п. Изготовление прочных корпусов подводных лодок из материалов, основанных на стеклопластике, возможно уже в настоящее время.

Одним из важнейших качеств подводной лодки является ее скорость в подводном положении. Существуют два главных направления повышения скоростных качеств подводных лодок. Первое из них — это повышение эффективности энергетических установок подводных лодок, второе — совершенствование гидродинамических свойств их корпуса с целью снижения его сопротивления.

Основным путем повышения эффективности энергетических установок сейчас является увеличение их мощности при снижении удельного веса. В этом смысле перспективными считаются газоохлаждаемый реактор, который при одинаковых энергетических мощностях примерно на одну четверть легче водо-водяного, а также одноконтурные энергетические установки с высокотемпературными реакторами и газовыми турбинами. Проводятся поиски новых способов превращения атомной или химической энергии топлива в механическую. Практическая реализация таких методов сможет значительно повысить подводную скорость.

В более далеком будущем предполагается создание единых движительных установок, работающих по принципу гидрореактивных двигателей с паровой струей или за счет непосредственного использования ядерной энергии для ускорения протекающих через движитель масс воды.

Важным путем увеличения скорости является уменьшение сопротивления воды движению субмарины с помощью улучшения гидродинамических свойств ее корпуса. Это возможно за счет уменьшения шероховатости поверхности корпуса и придания ему рациональных обводов. Но здесь уже почти достигнут предел возможных усовершенствований.

Поэтому сейчас активно ищут пути улучшения гидродинамических свойств корпуса подводной лодки на биотехнической основе. Расчетами установлено, что дельфины развивают скорость, в 8—10 раз превышающую их мускульные возможности, если сопротивление их движению принмать равным обычному в кораблестроении. Этому способствует строение кожного покрова у дельфина и физиологический механизм его регулирования, который приводит кожу дельфина в особое состояние, способное превращать турбулентный (вихревой) поток жидкости, обтекающей тело, в ламинарный (слоистый). Ламинарный режим обтекания жидкостью поверхностей движущихся в ней тел резко уменьшает энергетические затраты на преодоление ее сопротивления.

Перемещение подводной лодки происходит в турбулентном режиме обтекания корпуса водой, и образующиеся при этом вихри оказывают сопротивление движению. Специалисты предлагают способы повышения скорости подводной лодки путем искусственной ламинаризации обтекающего ее корпус турбулентного потока.