Многие подлодки снабжены манипуляторами (механическими руками) для сбора образцов и выполнения рабочих операций. Оператор управляет манипуляторами, наблюдая через иллюминаторы или с помощью телевидения. Манипуляторы снабжаются сменным рабочим инструментом: захватом, черпаком, буром или стаканом для взятия проб грунта. Часть лодок можно назвать «однорукими», они имеют по одному манипулятору. На других — два и даже четыре. Из них два верхних нужны для выполнения рабочих операций, а два нижних — для закрепления лодки у дна. Пока еще подводные манипуляторы далеки от совершенства, в основном из-за того, что трудно удержать подлодку неподвижно над объектом работ. Оператору требуются минуты для выполнения действий, которые по обстановке иногда должны выполняться за секунды. Нужна большая ловкость и осторожность, особенно если хочешь поймать живое существо, даже такое сравнительно малоподвижное, как омар или краб.
28 августа 1963 года командиру американской научно-исследовательской подводной лодки «Триест-2» Кичу потребовалось 15 минут, чтобы захватить манипулятором кусок медного трубопровода погибшей подлодки «Трешер», весивший 4,5 килограмма. Пилот «Элвина» Рэйни сообщает, что также около 15 минут уходит на взятие с помощью манипулятора колонки грунта длиной 45 и диаметром 5,75 сантиметра. Эта манипуляция состояла из выбора удобного места у дна в поле зрения иллюминатора, извлечения грунтовой трубки из рамы, внедрения трубки в осадочный слой, извлечения из грунта и установки в раму. Рэйни считает, что на суше эта работа могла бы быть выполнена любым рабочим и заняла бы около минуты. Проблему составляет пока и навигация малой подводной лодки. Основные средства навигации здесь — компас, эхолот и лаг. Сложность состоит в том, что невозможно применить обычные для мореплавания ориентиры и способы определения места — по небесным светилам, маякам, знакам или радиомаякам. Малой подлодке легко «заблудиться» из-за неточного знания курса и скорости, времени, затрачиваемого на обход препятствий при плавании у дна, и главное — из-за сноса течениями.
Поэтому такая подводная лодка все время держит гидроакустический контакт с обеспечивающим надводным судном, снабженным, как правило, средствами точного кораблевождения.
На больших лодках можно установить инерциальную навигационную систему. Несмотря на то что принцип действия этой системы чрезвычайно прост, ее создание потребовало привлечения самых последних достижений в области гироскопических приборов, механики, вакуумной и вычислительной техники.
Представим себе, что нам точно известно исходное место движения подводной лодки. Переход от состояния покоя или равномерного прямолинейного движения к движению с другой скоростью невозможен без ускорений. Ускорения можно точно замерить с помощью инерциальных датчиков (акселерометров) на основе второго закона механики. По ускорениям можно рассчитать скорости и, следовательно, пройденное расстояние. Все эти операции автоматически выполняет сложный и пока относительно громоздкий комплекс аппаратуры, который и называется инерциальной системой.
Ее главное преимущество — в полной независимости от внешних источников навигационной информации. Значит, подводная лодка, определив перед погружением свое место, например радионавигационным способом или с помощью навигационных спутников Земли, может плавать довольно продолжительное время, не всплывая. При этом разница между счислимым (расчетным) и фактическим местом увеличивается незначительно. Например, во время трансполярного перехода атомной подводной лодки «Наутилус» (1958 год) ошибка в расчетном месте достигла 10 миль после прохождения подо льдами расстояния, равного 1830 милям (ошибка чуть более 0,5 процента).
Другой вид современной навигационной аппаратуры — гидроакустические, иначе доплеровские лаги. Входящая в состав лага электронно-вычислительная машина вычисляет по скорости величину пройденного расстояния относительно дна. Таким образом — и это очень важно — учитываются влияние течений и боковые перемещения. Принцип действия лага основан на эффекте Доплера[8]: скорость подводной лодки измеряется по разности частот гидроакустических сигналов, излучаемых четырьмя преобразователями под углом 80 градусов к вертикали, и их отражений от морского дна. Гидроакустические лаги дают ошибки при определении малых скоростей (до 2 узлов). А это как раз находится в диапазоне экономической скорости большинства научно-исследовательских подводных лодок.
Малые лодки доставляются обычно в район исследований на борту надводной обеспечивающей плавбазы или на буксире. Когда искали водородную бомбу у берегов Испании, малые лодки перебрасывали на транспортных самолетах, а потом перегружали на борт надводного судна. Ограниченный запас энергии и плохие мореходные качества для плавания на поверхности заставляют малую лодку полностью зависеть от обеспечивающего судна-носителя. Причем спуск подлодки на воду и подъем с воды в штиль при наличии спуско-подъемного устройства не представляют трудности. Но уже при небольшом волнении перегрузочная операция перерастает в спасательную. Плавбаза должна подойти к раскачивающейся и заливаемой волнами лодке, закрепить подъемный трос, бережно поднять лодку, аккуратно поставить в гнездо на неустойчивой палубе и транспортировать к следующей точке погружения. На малых лодках численность экипажа невелика, а длительность одного погружения не превышает нескольких часов.
Естественно, что так называемой обитаемости на таких лодках большого значения не придается. Исследователи-гидронавты либо сидят как в малолитражном автомобиле, либо лежат на амортизирующих матрасах, приблизившись лицом к иллюминатору. Углекислый газ удаляется химпоглотителем, кислород из баллонов подается в атмосферу лодки через определенное время. Проблемы питания и санитарии сведены к минимуму.
Другое дело — большие подводные лодки, способные находиться под водой неделями. Тогда обитаемость становится в один ряд с оснащением научной аппаратурой и другими техническими характеристиками. Она превращается в одно из важнейших качеств исследовательской подводной лодки, поскольку прямо влияет на работоспособность экипажа. В идеале человек в герметичном корпусе лодки должен иметь возможность нормально дышать, принимать пищу, выполнять ту или иную работу и отдыхать, то есть делать все то, что он обычно делает на суше. Если квалифицировать деятельность гидронавта под водой как обычную работу в необычных условиях, то для ее нормального выполнения нужно всемерно снижать необычность окружающей обстановки. Здесь и создание нужного микроклимата, и поддержание неизменного газового состава воздуха, и снижение шумности, и рациональная организация труда, отдыха, питания и даже медицинского обслуживания. Для исследовательской подлодки с атомным источником энергии появляется еще один, пожалуй, самый важный фактор — безопасная радиационная обстановка в отсеках.
Тема эта очень обширна, и поэтому останавливаться подробно на каждом факторе невозможно. На больших лодках в этом смысле сделано многое, начиная от индивидуальных спальных мест и горячего четырехразового питания до надежной биологической защиты. Так, во время наших плаваний на «Северянке» каждый член научной группы «базировался» на свою подвесную койку в носовом отсеке. Чтобы компенсировать недостаток солнечного света, корабельный врач производил периодическое облучение каждого члена экипажа кварцевыми лампами. Но были и свои «но». Во время плавания в северных широтах температура в носовом отсеке падала до 8 градусов. Приходилось и работать и спать в меховой одежде. В научном посту «Северянки» была организована двух-, а реже трехсменная вахта у иллюминаторов и приборов (соответственно по три или по два научных сотрудника в каждой смене в зависимости от программы наблюдений). И хотя во время длительных экспедиционных походов (25–30 суток) самочувствие и работоспособность исследователей были хорошими, двухсменная вахта все-таки изнуряла. Чтобы наблюдения шли непрерывно, была отработана взаимозаменяемость. Члены научной группы овладели «смежными» профессиями.
