Физика в бою

Как сообщалось в зарубежной печати, скорость одной из проектируемых крылатых торпед должна быть на 14 узлов выше скорости обычной. Кстати, и крылья для торпед, имеющих довольно большую отрицательную плавучесть, оказались невелики. При расчетной скорости 55 узлов и дальности хода 18 км длина крыльев 533-мм торпеды не превысит 9 см, а хорда, т. е. ширина крыла, будет чуть больше 7 см. Такие малые размеры получаются из-за того, что плотность морской воды примерно в 800 раз выше плотности воздуха. А так как плотность входит в формулу подъемной силы крыла (как и скорость потока, и площадь крыла), для создания одинаковой подъемной силы при одной и той же скорости площадь крыла в воде должна быть в 800 раз меньше, чем в воздухе.

Дальность хода крылатых торпед по сравнению с обычными, как считают зарубежные специалисты, может быть увеличена в три раза. Это объясняют тем, что в том же объеме корпуса можно теперь разместить более эффективное, но в то же время более тяжелое топливо, а также ставить и более мощные двигатели, которые при прежних размерах могут иметь существенно больший вес. Особенно это преимущество сказывается при движении торпед на высоких скоростях. Так, при скорости более 60 узлов величина отрицательной плавучести (т. е. тот самый «лишний» вес, который несет на крыльях торпеда) уже почти не сказывается на ее движении, так как гидродинамические силы, куда входит и подъемная сила крыльев, существенно преобладают над гидростатическими.

Большие возможности, как считают зарубежные специалисты, дает применение крыльев для увеличения глубины погружения торпед, которое необходимо для атаки глубоководных подводных лодок. Подсчитано, что при одной и той же прочности материала корпуса глубина погружения торпеды прямо пропорциональна толщине обшивки, т. е., по существу, весу корпуса. А он, как известно, составляет примерно 20 % от полного веса торпеды. Значит, если в два раза увеличить вес корпуса или, что то же самое, увеличить на 20 % отрицательную плавучесть торпеды, можно удвоить глубину ее погружения. Повышение же веса для крылатых торпед существенного значения, как мы видели, не имеет. На рис. 12 показаны общий вид крылатой торпеды, ее предполагаемые дальность и глубина хода (2) в сравнении с характеристиками обычной торпеды (1).

^{Рис. 12. Боевые возможности обычной (1) и крылатой (2) торпеды}

Обратили пристальное внимание на возможности плавания под водой с отрицательной плавучестью и конструкторы подводных лодок. Однако до последнего времени их останавливало одно существенное обстоятельство. Если самолет при выходе из строя двигателя может совершить вынужденную посадку или летчик просто покинет машину, спасаясь на парашюте, остановка двигателя подводной лодки с отрицательной плавучестью неизбежно приведет к тому, что она провалится на большую глубину и будет раздавлена давлением воды. У торпедистов такой проблемы нет. Выход двигателя из строя в боевых условиях означает, что торпеда до цели не дойдет, а если уж это произошло, разрушение ее давлением воды на большой глубине значения не имеет.

Считают, что с появлением более надежных атомных двигателей к этой проблеме уже можно подступиться. Некоторые зарубежные специалисты выдвигают даже конкретную идею создания маленьких крылатых подводных лодок с отрицательной плавучестью, которые действовали бы с палубы большой подводной лодки-носителя. По существу, это уже должен быть подводный авианосец с подводными самолетами. Так опыт аэродинамики пытаются перенести в гидросферу.

У читателя может возникнуть вопрос: ну, хорошо, лодка с крыльями, но под водой — это естественно, а возможно ли, чтобы она, обладая крыльями, порывала, когда необходимо, с водной стихией и совершала полет в воздухе? Иными словами, может ли подводная лодка летать, как самолет?

Попробуем разобраться в этой проблеме.

В самой идее создания летающей подводной лодки вроде бы и нет ничего особенного. Ведь есть же птицы, которые ныряют и плавают под водой, в океане живут рыбы, способные парить в воздухе. Однако когда такой своеобразный гибрид — летающий и плавающий — задумали создать зарубежные военные специалисты, они столкнулись с немалыми трудностями.

Первый вопрос, который предстояло решить: что строить — погружающийся самолет или летающую лодку? Попробовали взять за основу гидросамолет — ведь он уже приспособлен для плаваний. И тут обнаружилось важное обстоятельство: по весу гидросамолеты близки к сверхмалым подводным лодкам, а по объемному водоизмещению к другому подклассу — малым лодкам. Таким образом, выяснилось, что в самолете не соблюден самый главный принцип подводного плавания, вытекающий из закона Архимеда, — равенство весового и объемного водоизмещения.

Следовательно, чтобы гидросамолет плавал под водой, нужно в несколько раз увеличить вес его корпуса и снизить запас плавучести с 300 %, скажем, до 15–30.