Подводная одиссея. "Северянка" штурмует океан

Проблема «взаимоотношения» подводного исследовательского аппарата со средой и объектом исследования очень сложна и интересна. Здесь она затронута лишь с одной целью — показать ее значимость при оценке эффективности действий исследовательской подводной лодки и необходимость дальнейшей разработки. Примеры брались главным образом из практики наблюдений за рыбами, хотя физическое поле лодки влияет не только на них. Причем степень влияния поля и его составляющих зависит не только от восприимчивости окружающей среды,, но и от характеристики самой подводной лодки.

Очевидно, обзор всех «за» и «против» применения подводных аппаратов для океанологических и других исследований будет не полным, если не коснуться самого главного критерия эффективности, который сводится в конечном счете к сопоставлению затрат с научной отдачей. Это важно сделать прежде всего потому; что и смысл книги} пожалуй,, в том, чтобы представить подводные суда как богатейший и еще, по сути дела, слабо затронутый резерв технических средств исследования Мирового океана, как весьма перспективное дополнение к надводным судам.

Этот критерий, по–видимому, должен выражаться дробным числом, в знаменатель которого выносятся затраты (например, суточные расходы), а в числитель — достигнутый научный эффект. Действительно, чем выше эффект и меньше затраты — тем выше и критерий и эффективность в целом. Поскольку назначением всякого исследовательского средства, в том числе и подводного, является получение научной информации, то результатом его суточной деятельности, то есть эффектом, должна быть какая-то сумма замеров (наблюдении). Но специфика подводных методов исследований состоит в том, что трудность получения информации возрастает с глубиной. Судите сами: исследовать дно на глубине 10 метров легче, чем на 10 километрах. Да и подлодка для такой глубины всего пока одна. Поэтому в числитель нужно добавить сомножитель, выражающий зависимость критерия эффективности от глубины. Он показывает, что ценность информации, полученной с глубины, будет выше и определяется особо.

Но такой критерий справедлив только для неподвижных исследовательских средств. Его можно применить к опущенному на тросе со стоящего на якоре судна прибору; гидростату (не дрейфующему с кораблем); к аппаратуре, устанавливаемой на дне или на якоре; к подводной лодке, совершившей посадку на грунт; даже к неподвижному водолазу–наблюдателю.

Но наблюдения в одной точке или станции не всегда позволяют составить нужную картину, то есть не обладают достаточной информативностью. Выход из этого — или умножение числа станций, или использование подвижных носителей аппаратуры и наблюдателей, к которым относятся исследовательские подводные лодки. Тогда в числитель критерия эффективности войдет еще один сомножитель — дальность подводного плавания.

Это один подход к оценке эффективности, о котором мы рассказали упрощенно. Назовем его статистическим, поскольку здесь предлагается путь подсчета единиц информации, то есть числа замеров [18] .

Деятельность лодки можно планировать заранее. Можно, исходя из производительности установленных приборов, прикинуть число замеров. Но ведь под водой множество неизвестного, незапланированного, ради чего большинство исследователей и стремятся под воду. Они готовы за открытие какого-либо нового явления или живого объекта отдать тысячи замеров, выполненных по программе.

18

При всем этом наблюдатель у иллюминатора или другого зрительного устройства, допустим экрана телевизора, может быть рассмотрен как элемент наблюдательной системы с производительностью около одной единицы информации в секунду. (По современным данным скорость ввода информации в длительную память составляет менее 1 бит/сек.)

Стало быть, кроме статистического критерия, основанного на оценке стоимости единицы информации, можно говорить о критерии логическом, когда единицы информаций несоизмеримы по своему научному значению.

С сожалением приходится говорить о том, что нам не довелось поплавать подо льдом.«Северянка» проходила вплотную у кромки больших ледяных полей, лавировала в мелком битом льду. Но нырять под лед командир не решался, оберегая людей и корабль. Ведь по замыслу конструкторов «Северянка» на подледное плавание не рассчитана. Время не военное, задачи сугубо мирные — зачем рисковать? А пробыть при случае под ледяным куполом лодка все-таки смогла бы. Правда, недолго — из-за ограниченной энергоемкости ее аккумуляторной батареи. Научная группа все время искала этот случай, придумывала его, но верный морскому уставу командир оставался непреклонен…

А через несколько лет началась самая настоящая подледная эпопея. Хотя она не связана впрямую с сюжетом книги, о ней следует непременно рассказать, потому что именно подледные плавания могут быть ярким примером использования подводных лодок для получения научной информации из мест, недоступных для других источников. Например, только с подводных лодок можно произвести массовые измерения толщины льда, так как такие измерения с самолета не дают желаемой точности. При подледном плавании подводной лодки, кроме того, непрерывно или эпизодически могут фиксироваться температура, соленость, прозрачность, освещенность и другие физико–химические характеристики морской воды, а также непрерывный профиль морского дна.

Д. И. Менделеев в начале прошлого века очень много внимания уделил проблемам исследования Арктики и планам организации высокоширотных экспедиций. Вдохновленный успешными плаваниями ледокола «Ермак», Менделеев предполагал также использовать подводную лодку. Он писал: «Между множеством дел России не следует забывать мирную победу надо льдами и, по моему мнению, можно суверенностью достигнуть Северного полюса и проникнуть дней в десять от мурманских берегов в Берингов пролив. Я до того убежден в успехе попытки, что готов был бы приняться за дело, хотя мне уже 70 лет, и желал бы еще дожить до выполнения этой задачи, представляющей интерес, захватывающей сразу и науку, и технику, и промышленность, и торговлю». По замыслу Менделеева, подводная лодка для арктической экспедиции должна была иметь в длину 50 метров, в ширину 10 и объем 2100 кубических метров. Для того времени это были колоссальные размеры (военные лодки тогда едва достигали в длину 20 метров и имели водоизмещение порядка 100—150 тонн). Понимая непригодность существовавших двигателей для длительного подледного плавания, Дмитрий Иванович предложил пневматический двигатель. Резервуары для его питания должны были содержать свыше 8 кубических метров воздуха под давлением 900 атмосфер. Общая длина внутренних воздухопроводов должна была составить около 26 километров. Царское правительство отказало Д. И. Менделееву в необходимых средствах.

Выше рассказывалось о первых подледных и высокоширотных плаваниях русских и советских подводных лодок. Можно добавить, что перед Великой Отечественной войной профессор В. Ю. Визе разработал проект использования подводных лодок в зимнее время для перевозки грузов между Мурманском и дальневосточными портами. В 1965 году с аналогичным проектом выступил профессор Г. И. Покровский.

В 1941—1945 годах советские подводные лодки, выполняя боевые задания, более сотни раз погружались под лед. Попытки проникнуть под лед американцы начали осуществлять по окончании Второй мировой войны, опираясь в какой-то мере на опыт плаваний германских подводных лодок у кромки льда, а также в редких случаях и во льдах Гренландского и Баренцева морей. В 1946—1947 годах у кромки льдов в Южном Ледовитом океане плавала американская дизель–электрическая подлодка «Сеннет». Первое в американском флоте успешное погружение под лед совершила в Чукотском море 1 августа 1947 года подлодка «Бофиш». — Она прошла подо льдом 3 мили. После этого участник похода В. Лайон создал эхоледомер — прибор, дающий возможность определять расстояние от лодки до нижней поверхности льда и толщу льда и фиксировать на самописце профиль нижней поверхности ледяных полей. Через год образцы этого оборудования были установлены на подводной лодке «Карп». Опытные плавания дизель–электрических лодок подо льдом совершали и английские подводники.

Эти подледные плавания позволили сделать вывод, что дизельные подводные лодки могут продвигаться подо льдом, выбирать открытые пространства и всплывать для зарядки аккумуляторных батарей. Однако практическая энергоемкость позволяет им обходиться без всплытий ограниченное время (не более 30 часов при скорости движения до 3 узлов).

С появлением атомного двигателя возможности подводных лодок по срокам нахождения под водой и по скоростям плавания резко улучшились. Спущенная на воду в январе 1955 года американская атомная подводная лодка «Наутилус» уже в 1957 году совершила 3 похода подо льдами Северной Атлантики и Северного Ледовитого океана. Во время плавания в августе 1958 года эта подлодка прошла под Северным полюсом и за 96 часов покрыла расстояние 1830 миль.

К 1960 году атомными подлодками были отработаны задачи длительных подледных плаваний (около 40 суток), всплытий из подольда в любое время года, подледных плаваний на мелководье и т. п. После четырех подледных плаваний на атомных лодках В. Лайон писал: «К настоящему времени мы можем оперировать в арктической среде в любых условиях: в мелких водах, среди айсбергов, вокруг островов по каналам, в условиях полной ночи и в течение 24 часов дневного света летом».

Наблюдения, выполненные во время подледных плаваний подводных лодок, представляют значительный научный интерес. Так, по данным В. Лайона, летом ледяной покров представляет собой скопление дрейфующих обломков тающих льдин всевозможной величины, формы и толщины, больших плоских ледяных образований (полей) толщиной 1,6 — 3,6 метра и льдин со старыми грядами торосов толщиной 9 метров и более, возникших в результате разлома и нагромождения плоских полей. В это время наблюдаются отдельные участки чистой воды (около 5 процентов) различной формы. Некоторые из них могут быть пригодны для всплытия лодок.