Гидролокация сродни радиолокации. Излучатель с подлодки посылает в воду короткий звуковой импульс. Затем производится автоматическое переключение на приемное устройство, и излучатель превращается в гидрофон, способный принять эхо. Типичный гидролокационный излучатель представляет собой «акустический прожектор». Он может изменять направление относительно курса лодки, а иногда и наклон посылаемого звукового пучка. Расстояние до обнаруженного объекта вычисляется по времени пробега посланного импульса.
Таковы в главных чертах устройство и действие любой подводной лодки. Для возникновения сегодняшней флотилии научно-исследовательских подводных судов не потребовалось революционных технических изобретений или ломки прежних понятий, как это случилось при покорении космоса.
Подводное кораблестроение сложилось как самостоятельная отрасль судостроения еще на рубеже XIX и XX столетий. Но почему же научно-исследовательские подводные лодки строятся и спускаются на воду только сейчас? Такой вопрос может возникнуть у многих так же, как он волновал меня в 1957 году во время работы над проектом переоборудования боевой подводной лодки в «Северянку». Смонтировать иллюминаторы, установить вместо вооружения научную аппаратуру — эти задачи для судостроителей не представили бы особых затруднений, если бы их пришлось решать и раньше. Но таких задач до последнего времени никто и не ставил.
Очевидно, главные причины массового появления научно-исследовательских подлодок следует искать не в прогрессе техники, который, несомненно, в таких случаях всегда играет способствующую роль, а в изменившемся отношении человечества к океану и его потенциальным возможностям. На развитие океанологии и других морских наук, куда в первую очередь входят исследования, направленные на развитие рыболовства, стали выделяться более крупные средства. Растущее внимание к океану заставило по-новому посмотреть и на подводную лодку — с точки зрения ее пригодности для науки.
К сегодняшнему дню число подводных судов науки, по-видимому, уже превысило 150, если относить сюда и подлодки, которые, как обычно указывают в рекламных проспектах фирмы-изготовители, строятся и могут использоваться не только для научных, но и для производственных и туристских целей — в зависимости от спроса. Примером могут служить построенные западногерманской фирмой «Сильвестр» двухместные лодочки с рабочей глубиной погружения 35 метров. Первая партия из 15 таких лодок была изготовлена еще в июне 1964 года, следующая партия, около 20 штук, была поставлена во Францию и Италию.
Исследовательские подлодки более маневренны, чем боевые. Некоторые из них имеют вертикальный мотор для зависания подобно вертолету, другие для улучшения поворотливости снабжены добавочным носовым или кормовым винтом, иногда в так называемой поворотной насадке. Характерно, что блюдцеобразные лодки, отдаленно напоминающие своей формой донных рыб, например камбал, обладают хорошей маневренностью в горизонтальной плоскости, а лодки, поперечное сечение которых подобно сечению тела рыб, обитающих в толще воды, хорошо маневрируют по вертикали.
Большинство используемых сейчас для научных целей лодок имеет малую скорость, незначительную дальность плавания и рассчитано на умеренные глубины. С одной стороны, малая скорость — это достоинство. Именно медленное движение, граничащее с остановками, создает наилучшие условия для поиска объектов, их рассматривания, уменьшает влияние подлодки как источника механических колебаний на окружающую среду, экономит энергию аккумуляторной батареи и, следовательно, позволяет дольше оставаться под водой. Но, с другой стороны, при небольшой скорости лодка хуже управляется, она не может противостоять течению, быстро переходить из одной точки наблюдения в другую или перемещаться. Удерживать движущийся объект (например, буксируемый прибор или рыболовный трал) в поле видимости или слышимости для такой лодки — задача невыполнимая. А если нужно быстро измерить температуру или соленость вдоль какого-то направления, то есть, говоря иначе, выполнить температурный разрез? Или обследовать заданный район в минимальный срок? Идеальным было бы сочетание малой скорости (1–2 узла) с высокой (10–15 и более узлов), но как этого добиться? Высокая скорость, да еще поддерживаемая в течение длительного времени, требует мощного и крупного источника энергии, то есть громадных аккумуляторных батарей. Установка же громоздкой и тяжелой батареи потребует увеличения водоизмещения. Получается круг, из которого трудно вырваться: заданная скорость хода и дальность плавания лодки повлияют на водоизмещение еще при проектировании, а водоизмещение зависит, оказывается, и от глубины погружения. Схема здесь такая: чем глубже, тем прочнее и толще должен быть водонепроницаемый корпус, тем тяжелее лодка, но и тем больше ее объем, обеспечивающий необходимую плавучесть.
Сегодня экономическая подводная скорость (то есть скорость хода, при которой расход энергии на одну милю пути наименьший, а дальность плавания наибольшая) не превышает 2–4 узлов. А подводная дальность непрерывного плавания исчисляется в среднем несколькими десятками миль. Особняком стоят большие подлодки, такие, как «Северянка» или «Бен Франклин». Они способны проходить под водой сотни миль. Однако если малым ходом лодка может идти под водой десятки часов, то дать самый полный ход она может лишь на какой-то час. Но и этого достаточно, чтобы израсходовать энергоресурсы аккумуляторной батареи полностью. Зарядку аккумуляторов делают с помощью дизель-генератора обеспечивающей плавбазы или в порту. Большие лодки способны эту процедуру выполнять и самостоятельно своим дизелем. Тем же самым, который позволяет над водой плыть на десятки тысяч миль.
Около 30 процентов всех исследовательских лодок способно погружаться не глубже 30–50 метров, достичь 100-метрового рубежа могут 66 процентов лодок, в том числе и глубоководные, рассчитанные на километровые глубины; на 300 метрах могут работать 37 процентов лодок, на 600 — 23, на 1000 — 14, на 2000 — 6, на 6000 — 2 процента; на 11000 метров рассчитана одна подводная лодка — «Архимед», принадлежащая Франции. Установивший рекорд глубины «Триест-1» переделан в «Триест-2» с меньшей глубиной погружения. Любопытно, что лодки редко погружаются до предела своих возможностей. Американская «Дип Куэст» за два года лишь дважды побывала на рабочей глубине. По-видимому, достижение глубины — это не всегда главное. Зачем, скажем, подлодке, занятой изучением волнения моря с помощью направленного вверх эхолота, погружаться слишком глубоко? Даже в шторм достаточно погрузиться на несколько десятков метров и избавиться от мешающего влияния волнения. Главное — это выполнение научной программы.
Зрительное наблюдение на подводных лодках ведут через иллюминаторы или оптические трубы. Есть лодки с замкнутой телевизионной системой[7], иногда она заменяет иллюминаторы. Почти все лодки имеют наружные светильники для улучшения условий видимости и для обеспечения фото- или киносъемки.
Как известно, условия видимости под водой зависят от освещенности (естественной или искусственной) и прозрачности морской воды. На ее величину влияет количество взвесей, находящихся в море. Поэтому при удалении от берега обычно прозрачность морской воды увеличивается.
По сообщению Жака Пикара, гидронавты, совершавшие в 1969 году дрейф на лодке «Бен Франклин» в струе Гольфстрима, встретили водную массу, прозрачность которой была около 100 метров, то есть превышала традиционную «сверхпрозрачность» Саргассова моря, достигающую 66 метров.
Привыкший к темноте человеческий глаз может определить проникновение дневного света до глубины 800 метров. Его полное исчезновение, регистрируемое чувствительной фотопластинкой, происходит на глубинах, превышающих 1500 метров. И все равно, в морской воде нет такой прозрачности, как в космическом пространстве или хотя бы в атмосфере. Искусственный спутник с высоты 36 000 километров «видит» около 30 процентов поверхности нашей планеты, а с высоты, допустим, 200 километров площадь обзора уменьшается до 3 процентов; в поле зрения наблюдателя, находящегося на вершине Останкинской башни (534 метра), попадает 0,00002 процента поверхности Земли. А в поле зрения подводного наблюдателя попадает совсем уж ничтожный процент площади дна даже при редкой прозрачности 60 метров. При угле обзора направленного вниз иллюминатора 60 градусов и хорошей освещенности диаметр «высматриваемого» круга немногим превысит 50 метров. Это значит, что в отличие от привычных земных условий километр как мера длины под водой должен быть заменен метром.
