Мы знаем, что исследовательские глубоководные аппараты покорили самую глубокую точку планеты - Марианскую впадину. Аппараты "Мир" достигают отметки 6000 метров, что позволяет им работать в 98% площади мирового океана. Могут ли военные подводные лодки погружаться так глубоко? Казалось бы, затаиться на максимальной глубине - мечта подводника.
Если вкратце - нет, не могут. И вот почему.
Требования к конструкции
Подводные лодки — это герметичные корпуса, которые могут работать на глубине под водой. Они механически сбалансированы за счёт равномерного распределения гидростатического давления на их поверхности.
Подводные лодки сконструированы таким образом, чтобы выдерживать очень высокие нагрузки и давление, возникающие в результате гидростатического воздействия столба воды.
При проектировании любой подводной лодки всегда следует учитывать теорию линейного увеличения гидростатического давления и глубины. Когда мы выбираем конкретную конструкцию подводной лодки, она может оставаться на плаву только на определённой глубине, за пределами которой она разрушается из-за превышения предельных значений давления.
Хранение кислорода является серьёзной проблемой для аппаратов с экипажем. Все подводные лодки спроектированы таким образом, чтобы на борту имелся пригодный для дыхания кислород в зависимости от количества членов экипажа и дальности плавания. По понятным причинам эта ёмкость ограничена.
Кроме того, на очень больших глубинах плотность кислорода увеличивается из-за возрастания градиента давления, а значит, и скорость его расходования тоже выше. Кроме того, различные факторы, такие как силовая установка, механизмы, средства связи, боеприпасы и энергоснабжение, вносят свои правки в требования к техническим параметрам. Чем больше оборудования установлено на субмарину, тем сложнее создать оптимальные условия для всех систем. Исходя из этого, подводные лодки сконструированы так, чтобы работать только на определённой глубине.
Итак, какова же эта глубина? Ответ на этот вопрос очень относительный. Он зависит от различных факторов, таких как срок службы судна, его конструкция, свойства материалов и условия, в которых оно будет эксплуатироваться.
Исходя из требований к судну, выбираются материалы и конструктивные параметры таким образом, чтобы при желаемых условиях эксплуатации, даже при максимально допустимых пределах безопасности, судно оставалось неповреждённым и выполняло свою функцию.
Градации глубины погружения
Глубина погружения подводной лодки, определяющая её способность работать и передвигаться под водой, является наиболее важным параметром, который учитывается с самого начала проектирования. Эта глубина не является единой величиной и имеет различные градации. К ним относятся:
Нормальная глубина или испытательная глубина: это глубина, на которой подводная лодка работает в нормальных условиях. Нормальные условия могут означать различные аспекты, начиная от отсутствия внешней угрозы или конфликта и заканчивая благоприятными погодными условиями и состоянием моря. При таких обстоятельствах подводная лодка рассчитана на работу в определённом диапазоне глубин. Это также называется испытательной глубиной, так как подводная лодка проходит испытания на таких уровнях. Испытательная глубина — это наименьшее значение глубины погружения подводной лодки.
Максимальная рабочая глубина: это максимально допустимый предел, на котором подводная лодка может работать при любых обстоятельствах, чтобы обеспечить целостность и функциональность. В чрезвычайных ситуациях, таких как военное время или очень суровые погодные условия, подводная лодка может погружаться гораздо глубже, чем в обычных условиях, в зависимости от требований. Этот показатель обозначает максимальную глубину без ущерба для структурной целостности аппарата, работоспособности систем и любых аспектов, связанных с выживанием экипажа. С практической точки зрения, максимальная рабочая глубина не является чем-то абсолютным и может сильно варьироваться, поскольку проектировщики устанавливают этот предел с достаточным запасом прочности.
Проектная глубина: это критическая точка для подводной лодки, которую не следует превышать даже в самом худшем случае. Это максимальный предел, за которым вероятность разрушения конструкции и общего технического повреждения, включая выход из строя механизмов, оборудования, потерю связи и т. д., очень высока. Для всех практических целей это можно считать верхним пределом запаса максимальной рабочей глубины.
Предельная глубина: это верхний предел расчётной глубины, который можно назвать точкой разрушения, при которой конструкция подводной лодки разрушается из-за высокого давления. Она принимается с запасом, превышающим расчётную глубину, для обеспечения запаса прочности.
Таким образом, эти значения глубины могут быть расположены для конструкции подводной лодки следующим образом:
- Нормальная глубина
- Максимальная рабочая глубина
- Проектная глубина
- Предельная глубина
Максимальная глубина, на которую погружались подводные лодки, была вполне в пределах расчётной глубины для всех практических целей. Существует разница между тем, на какую глубину погружались подводные лодки, и тем, на какую глубину они действительно могут погружаться.
Подводные аппараты «Триест» и «Дипси Челленджер» вошли в историю как достигшие самой глубокой точки на Земле на дне Марианской впадины.
Однако, поскольку количество оборудования на военных подводных лодках несколько больше, чем на исследовательских батискафах, то и работают они на гораздо меньшей глубине со значительным запасом прочности. Прочность корпусов военных подводных лодок определяется не только статическим давлением, но и такими неприятными вещами, как воздействие ударной волны. Отсюда необходимость использовать высококачественные материалы, конструкцию с двойным корпусом и усиленными рёбрами жёсткости.
Точные технические характеристики любой военной подлодки засекречены, нет абсолютных подтверждений того, насколько глубоко они могут работать. Мы приводим здесь информацию, доступную в открытых источниках.
Итак, глубина погружения
Известно, что военные подводные лодки погружались на глубину до 1500 м. И этот показатель в пределах расчетной глубины.
Считалось, что советские/российские подводные лодки класса «Акула» ("Тайфун" по классификации НАТО), самые большие из когда-либо построенных, могут погружаться на глубину 1200–1300 м. Последняя из них зачем-то была выведена из эксплуатации в начале 2023 года.
По оценкам аналитиков, ударные подводные лодки класса «Ясень» могут погружаться на глубину около 600 м. В то же время российские атомные подводные лодки с баллистическими ракетами класса «Борей» могут погружаться на глубину около 500 м.
Военно-морской флот США также располагает внушительным флотом подводных лодок, в том числе класса «Лос-Анджелес», способных погружаться на глубину до 600–700 м. Их несекретная испытательная глубина составляет около 250 м, но это далеко не предел. Считается, что атомные подводные лодки класса «Огайо» также способны погружаться на глубину более 500 м, хотя их рабочая глубина составляет 300 м.
Считается, что подводные лодки класса «Виргиния» являются преемниками лодок класса «Лос-Анджелес» и обладают высокими техническими характеристиками. При испытательной глубине погружения около 500 м они, вероятно, спроектированы для работы на ещё больших глубинах — от 800 до 900 м.
Китайские атомные подводные лодки, такие как проект 094 «Цзинь», и дизель-электрические Type 212 ВМС Германии способны погружаться на глубину около 400 м.
Подводные лодки класса Arihant ВМС Индии погружались до 300 метров и, как считается, способны работать глубже в сложных условиях.
Спасибо за внимание!
Есть что добавить? Нашли неточность в статье? добро пожаловать в комментарии. Любая критика приветствуется.