Еще более замечательным оказался примененный Крепиным способ получения из океана электрической энергии при помощи термоэлементов, а также способы накопления и использования этой энергии для движения и вооружения подлодки.
Ток из термоэлектрических трос‑батарей поступал в аккумуляторы. Но это не были те громоздкие, тяжелые, малоемкие аккумуляторы, которыми приходилось пользоваться обыкновенным подлодкам и которые способны были накоплять в себе электрическую энергию не более чем на двадцать‑тридцать часов подводного плавания. Три батареи из новых аккумуляторов – маленьких, легких, обладавших огромной емкостью, – полностью заряженные, обеспечивали «Пионеру» освещение, отопление, двигательную силу и еще некоторые технические нужды для непрерывного пятнадцатидневного перехода в подводном положении. Лишь после этого срока в аккумуляторных батареях истощался весь запас электрической энергии, и они требовали новой зарядки. Для этого подлодка должна была останавливаться и пускать в ход свои трос‑батареи.
Эти аккумуляторы были блестящим достижением знаменитого Московского института физических проблем, который давно уже заслужил мировую известность своими работами в области низких температур, приближающихся к абсолютному нулю (‑273,2 °C). Одной из важнейших проблем, которые разрабатывал институт, было явление электрической сверхпроводимости при низких температурах.
Явление сверхпроводимости заключается в том, что многие металлы, сплавы и химические соединения металлов при определенной для каждого из них температуре вблизи абсолютного нуля внезапно теряют способность сопротивления пропускаемому через них электрическому току. Ток протекает в них, не теряя в виде теплоты части своей энергии, которая обычно расходуется на преодоление сопротивления проводника. Благодаря этому в замкнутом кольце из свинцовой, например, проволоки, помещенном в жидкий гелий, температура которого равна минус 271,9 °C, электрический ток сохраняется в течение нескольких суток.
Институту физических проблем после долгих и настойчивых поисков удалось найти такой сплав металлов, который при температуре, отделенной от абсолютного нуля всего лишь двумя сотыми градуса, превращался в сверхпроводник с необычайно большой энергоемкостью и длительным временем релаксации, то есть временем сохранения тока после прекращения действия электродвижущей силы. Институт, по предложению правительственных органов, создал для подлодки Крепина крохотные, легкие аккумуляторы, которые могли накоплять в себе огромные запасы электроэнергии, долго хранить их и по мере надобности отдавать.
Больше всего, однако, поразила Павлика огромная, неслыханная скорость, которую «Пионер» способен был развивать под водой. В то время как подлодки обычного типа в подводном плавании не могли достигать скорости более двадцати узлов, «Пионер» легко делал по восьмидесяти узлов – то есть столько же, сколько делали самые быстроходные надводные катера‑торпедоносцы и «охотники» за подлодками.
Как же Крепину удалось добиться такой неслыханной скорости при огромном сопротивлении, которое оказывает вода кораблю, особенно при подводном плавании?
Известно, что самые лучшие подводные пловцы – рыбы, киты и головоногие. В течение сотен миллионов лет миллионами поколений в непрерывной борьбе за существование они приспособлялись к водной среде. Побеждали, выживали и оставляли потомство лишь те, кто был лучше вооружен и быстрее двигался в своей родной стихии… В результате их тела приняли формы, которые лучше всего обеспечивают быстроту движения при наименьшей затрате сил. Это – форма торпеды и форма висящей капли жидкости с выпуклостью впереди и утончением к заднему концу. Обе эти формы имеют наибольший диаметр в первой трети своей передней части. Несмотря на это, уже давно было доказано, что именно они оказывают наименьшее сопротивление окружающей среде – воде или воздуху – при движении вперед. Струи воды или воздуха плавно обтекают такие формы и так же плавно сливаются позади, не образуя там засасывающих вихрей.
Инженер Крепин отказался от обычной остроносой формы корпуса подлодки и придал своему «Пионеру» форму кашалота, так как по расчетам конструктора выходило, что, несмотря на свои огромные размеры и вес, кашалот затрачивает на движение каждого квадратного метра своей поверхности меньше силы, чем всякий другой обитатель вод.
Далее, всем уже давно известно большое значение слизи, покрывающей тела почти всех водных организмов, особенно таких, которые не сидят на месте, а активно и быстро двигаются. И действительно, слизь сильно уменьшает трение и сопротивление воды во время движения в ней. Крепина увлекла мысль увеличить быстроту движения «Пионера», покрыв его корпус чем‑нибудь вроде слизи. Однако, если бы и удалось покрыть поверхность «Пионера» искусственной слизью, все равно она непрерывно смывалась бы водой. После долгих поисков Крепин нашел совершенно неожиданный выход. В тех случаях, когда необходимо было достичь особенно больших скоростей, он окружал корпус «Пионера» вместо слизи слоем горячего пара. Пользуясь своими неиссякаемыми запасами электроэнергии, «Пионер» с ее помощью нагревал весь наружный корпус подлодки до температуры в две тысячи градусов. При такой температуре небольшой слой окружающей воды мгновенно превращался в пар. Вследствие быстрого движения подлодки все новые и новые слои воды приходили в соприкосновение с ее накаленной поверхностью, непрерывно создавая вокруг нее сплошную газообразную оболочку. Этим устранялось трение воды и возникало трение в газообразной среде, плотность которой, правда, была более значительной, чем плотность атмосферного воздуха, но во много раз ниже плотности воды. Образующийся вокруг подлодки пар, как только она удалялась из данной точки, немедленно охлаждался под влиянием окружающей низкой температуры и превращался опять в воду, не достигая поверхности, в виде пузырей.
Наконец, инженер Крепин решил отказаться от винтов. Только ракета, по твердому убеждению Крепина, могла дать возможность использовать в полной мере и огромную мощность его электростанции, и колоссальную прочность и жароупорность металла, из которого построен был «Пионер». Казалось бы, в такой плотной среде, как вода, меньше всего можно было ожидать появления естественных реактивных двигателей. Между тем давно уже известно, что некоторые водные организмы, такие, например, великолепные пловцы, как головоногие, отлично пользуются этим способом движения, втягивая воду в свои воронки спереди по движению и затем сильным сжатием выбрасывая ее оттуда назад.
Но для реактивного движения нужно очень много горючего, способного при сгорании освобождать огромное количество двигательной энергии. Откуда же «Пионер» мог получать это горючее и как он хранил его запасы, вероятно очень значительные, судя по длительности непрерывного плавания, на которую он был способен? И здесь, как во многих других случаях, конструктору «Пионера» пришел на помощь все тот же Мировой океан, с его неистощимыми ресурсами, с огромными, не использованными еще возможностями.
Океан должен был дать «Пионеру» в неограниченном количестве гремучий газ, страшная сила взрывов которого достаточно известна.
Чтобы получить этот газ, необходимо иметь в своем распоряжении два газа – водород и кислород; именно те, которые, соединившись, образуют воду. Добывать их можно различными способами, но самый простой – это разложение воды путем электролиза. Для этого в сосуд с подкисленной водой погружают два электрода, соединенные с источником электрического тока. Когда через воду пропускают электрический ток, то на одном электроде – анода – из воды выделяется и собирается в виде пузырьков кислород, а на другом – катоде – водород. Оба газа по трубам переходят в отдельные хранилища. Если затем выпустить их, смешав в определенных количествах, то получится гремучий газ.
Достаточно пропустить через этот газ электрическую искру, чтобы произошел взрыв. Для получения реактивного движения эти взрывы надо производить в специальной камере, помещаемой позади корабля или ракеты. Камера эта должна иметь наружное выходное отверстие, которое расширяется в дюзу (раструб). Когда в камере происходит взрыв, образующийся при этом водяной пар стремится вырваться из нее и ударяет с огромной силой во все ее стороны.
