В отличие от советских моряков, которым приходилось плавать во льдах ежегодно и много, американцам пришлось начинать с нуля. Однако делали они это, как будет показано далее, целеустремлённо, настойчиво, последовательно и с размахом, используя самые современные научные и технологические достижения.
Первое испытательное погружение под лёд с использованием гидролокационных средств было осуществлено в августе 1947 года в районе, расположенном к северу от мыса Барроу, в Чукотском море. Дизельная лодка ВМС США USS Boarfish (SS-327) была специально дооборудована тремя гидролокационными станциями для обеспечения подлёдной навигации. Плавание проходило подо льдом в 12 милях от кромки льда.
Уже в этом первом подлёдном походе на подводной лодке находился будущий выдающийся американский учёный Waldo K. Lyon (Уолдо К. Лион), основатель и бессменный руководитель в течение 51 года Arctic Submarine Laboratory (Арктическая подводная лаборатория). Кратко об истории этой уникальной научной лаборатории мы расскажем несколько позже.
Waldo K. Lyon участвовал в нескольких десятках походов под лёд и обладал огромным личным опытом плавания и всплытия практически во всех районах Арктики. Под его руководством разработаны и испытаны многие технические системы для обеспечения подлёдного плавания подводных лодок нескольких поколений. Пользовался заслуженным уважением у руководства страны и ВМС. Установил такой порядок, при котором ни один поход под лёд не происходил без него самого или сотрудников его лаборатории.
Летом следующего года экипажем дизельной подводной лодки USS Carp (SS/AGSS/IXSS-338) типа Balao под командованием коммандера J.M. Palmer была усовершенствована техника определения места лодки и техника вертикального всплытия в полынье и между плавающими льдами. В сентябре 1948 года эта подводная лодка углубилась на 86 километров от кромки пакового льда в Чукотском море.
С этого времени, по заявлению американцев, подводные лодки могли совершать переходы подо льдами, всплывать в полыньях для зарядки аккумуляторных батарей, погружаться и продолжать переход до момента очередной зарядки или необходимости определения места, а затем снова искать полынью и всплывать. Переход Северным Ледовитым океаном от мыса Барроу к Шпицбергену, по мнению американцев, в то время мог бы быть совершён дизельной подводной лодкой примерно за 33 дня (возможен только летом). Но на подобный переход они не решились, более того, все экспериментальные плавания дизельных лодок осуществлялись только в изученных районах Чукотского моря, поскольку точные карты Северного Ледовитого океана отсутствовали.
В 1949 году подводная лодка USS Baya (ESS 318) под командованием коммандера John D. Mason Jr. (от Лаборатории – доктор Waldo K. Lyon, Arthur Roshon и Rexford Rowry) участвует в совместной американо-канадской научной экспедиции в Беринговом и Чукотском морях.
В 1950–1954 годы американскими и канадскими ледоколами была проведена большая работа по составлению океанографических карт, промеру глубин моря Баффина и проливов Канадского архипелага (именно в этих действиях, очевидно, необходимо видеть основание для последующих успехов американских подводников в преодолении проливов Северо-Западного прохода).
Затем летом 1952 года в составлении карт, промере глубин районов, расположенных восточнее мыса Барроу, участвовала специально оборудованная американская дизельная лодка USS Redfish SS-395 (типа Balao) под командованием коммандера J. P. Bienia (от Лаборатории – доктор Waldo K. Lyon). На ней был установлен ультразвуковой эхолот. Redfish погружалась и проводила промер глубин восточнее мыса Барроу. Затем был совершён переход из моря Бофорта в пролив Мак-Клур (Северо-Западный проход).
В феврале 1953 года ПЛ Redfish совершила ещё один поход в море Бофорта и находилась подо льдом 8 часов.
После получения достаточного опыта плавания дизельных подводных лодок подо льдами Арктики американскими специалистами были сделаны следующие выводы [Турко С. В., 33]:
1. Дизель-электрические энергетические установки оказались неспособными обеспечить длительное подлёдное плавание.
2. При подлёдном плавании в высоких широтах осложняется решение вопросов навигации из-за нерегулярности всплытия лодок для уточнения места и ненадёжности работы гирокомпасов и больших магнитных погрешностей в приполюсных районах.
3. Хотя в Арктике круглый год наблюдаются разводья, но поиск их под водой очень сложен.
4. Толщина льда в Арктическом бассейне редко превышает 25 метров, однако его нижняя кромка, как правило, очень неровная, а потому плавание там возможно только с использованием гидролокации, причём условия распространения звука в водной среде в этих районах подо льдом преимущественно плохие.
Мечта о свободном длительном плавании в Центральном Арктическом бассейне подо льдами с возможностью достичь Северного полюса стала явью только с появлением атомных подводных лодок, сначала в Соединённых Штатах Америки, а затем и в Советском Союзе. Однако и для экипажей атомных подводных лодок лёд оказался сложной загадкой, которую удалось разгадать не сразу.
На основании длительного изучения ледового покрова в Северном Ледовитом океане можно назвать следующие его основные особенности [Гагин В.В., 9].
Центральный Арктический бассейн занимает многолетний паковый лёд, остальное приходится на более слабые льды и чистую воду. Под влиянием ветров и течений арктические льды находятся в постоянном движении. Даже в самое холодное время года поверхность этой шапки изобилует многочисленными трещинами, каналами и полыньями, либо совершенно свободными, либо покрытыми тонким молодым льдом. Большие полосы чистой воды держатся круглый год даже в высоких широтах.
Морской лёд представляет собой сложную трехкомпонентную структуру из твёрдых кристаллов соли и пресного льда, жидкого рассола и мельчайших пузырьков воздуха диаметром до 0,1 миллиметров. Твёрдая компонента образует пористый скелет, промежутки (раковины) которого заполняют рассол и воздушные пузырьки. Соотношение твёрдой, жидкой и газообразной компонент, зависящее от возраста льда, солёности воды, температуры и других факторов, определяет его основные физические свойства. Прочность морского льда зависит от температуры, солёности, количества заключенного в нём воздуха, внутренней структуры. При низких температурах лёд обладает большей прочностью, чем при высоких. С уменьшением солёности прочность льда увеличивается.
Многолетний паковый лёд лишен пузырьков воздуха и сильно уплотнён, его прочность близка к прочности бетона. Состояние нижней поверхности льда, количество солей и содержание пузырьков воздуха в ней влияют на характер рассеяния и поглощения звуковых колебаний.
Дрейфующие в Центральном Арктическом бассейне льды различаются по многим признакам: происхождению, возрасту, подвижности, форме, строению, состоянию поверхности, стадии таяния, торосистости, сплочённости и т. д. Известны следующие формы льдов: молодой, однолетний, двухлетний и паковый лёд. В свою очередь, к молодым льдам относятся серые льды и белый лёд. Толщина их лежит в пределах от 10 до 70 сантиметров; обнаруживаются они приборами и при всплытии представляют опасность для перископов, радиоантенн и других выдвижных устройств подводных лодок.
Толщина однолетнего льда к началу таяния может достигать 1,5–2,0 метров, и за летний период он обычно полностью не исчезает, а сохраняется до нового лёдообразования. Двухлетний лёд толще (2,0 метра и более) и плотнее однолетнего, поэтому и осадка его больше.
Наконец, многолетний паковый лёд. Поскольку многолетний паковый лёд составляет большую часть ледового покрова, он является основным препятствием для всплытия подводных лодок. Толщина пакового льда на относительно гладких местах в среднем равна 3 метрам. Его нижняя поверхность неровная. Например, осадка торосов порой достигает 7–8, а в иных случаях и 16 метров (ниже будут и другие свидетельства очевидцев-подводников). Средняя величина неровностей нижней поверхности пакового льда равна примерно трём метрам, что существенно влияет на характер распространения звуковой энергии, излучаемой гидроакустическими приборами, затрудняя обнаружение полыней. Однако для правильного ориентирования в ледовой обстановке надо знать не только характер поверхности льда, но и его форму, размеры и сплоченность.
