Физика в бою

Но такая машина — весом 150–300 т — при прежней мощности двигателей не полетит. А если подвести под общий знаменатель лодку? Облегчить ее корпус и принять запас плавучести в 300 %? Такая лодка будет очень долго погружаться, причем лишь на незначительную глубину, низкими будут у нее ходовые и маневренные характеристики.

В зарубежной печати проектируемое подводно-летное средство назвали сабпланом, что означает погружающийся самолет. Это говорит о том, что за основу взят все-таки самолет. Предполагаемый вес сабплана 6–7 т, примерно тот же, что и у сверхмалой лодки. Рассчитывают, что он будет летать со скоростью 300–400 км/час при дальности полета 1000–1800 км и иметь скорость подводного хода 9—18 км/час при дальности плавания под водой 70–90 км. Глубина погружения сабплана 25–50 м, вес полезного груза до 700 кг.

Считают, что по формам машина будет напоминать современный гидросамолет (рис. 13). На сабплане думают установить три воздушно-реактивных двигателя: один на фюзеляже и два на пилонах над крыльями. Фюзеляжный двигатель предназначен для полета в район боевых действий, а крыльевые — после выполнения заданий.

^{Рис. 13. Возможный вид подводной лодки-самолета}

Так какие же проблемы, по мнению зарубежных специалистов, встали при создании погружающегося самолета? Основная — уменьшение габаритов оборудования сабплана.

Объем его корпуса уменьшается по сравнению с гидросамолетом в 4 раза. А ведь в таком маленьком корпусе нужно разместить не только всю авиационную «начинку», но и оборудование сверхмалой подводной лодки: ее энергетическую установку, запасы энергии для подводного плавания, торпеды, мины или другое оружие весом до 700 кг. При всем этом хотя бы 30 % объема корпуса надо оставить для цистерн главного балласта, без которых нельзя погрузиться и всплыть.

В ходе проектирования возникают и другие проблемы. Как уже говорилось, в район выполнения боевой задачи сабплан полетит на одном фюзеляжном двигателе. Так как единица объема машины будет иметь значительный вес, этот двигатель должен быть небольшим, легким и достаточно мощным. В то же время сабплан должен обладать развитыми крыльями с большой подъемной силой. Тогда его взлетно-посадочная скорость будет небольшой, он сможет взлетать и садиться при значительных волнах.

Во время полета в заданный район сабплан израсходует примерно половину горючего, которое, как предполагают, разместится в цистернах главного балласта. Перед посадкой на воду машину надо подготовить к подводному плаванию. К этому моменту горючее в балластных цистернах должно быть или израсходовано или удалено, а другие переменные грузы размещены так, чтобы центр тяжести сабплана находился на одной вертикали и несколько ниже центра его водонепроницаемого объема.

Как же будет осуществляться плавание под водой? Для этого в кормовой части будет установлен гребной винт, приводимый в движение электромотором или парогазовой турбиной. Так как скорость подводного хода сабплана сравнительно невелика, сопротивление крыльев, очевидно, не будет очень большим. Однако на управляемость сабплана крылья окажут большое влияние.

Для плавания подводной лодки с нулевой плавучестью под водой крылья не нужны. Кстати, и наличие их практически не скажется на устойчивости движения лодки. Маневренные же характеристики крылатой подводной лодки в вертикальной плоскости даже улучшаются.

При погружении сабплана через каждые 10 метров давление на него будет возрастать на одну атмосферу. Значит, при глубине погружения 25–50 м корпус должен быть рассчитан на давление в 5—10 атм. С такими давлениями авиационным конструкторам обычно не приходится иметь дело. Следовательно, корпус сабплана должен быть построен не только по правилам строительной механики самолета, но и по законам строительной механики подводной лодки.

Выполнять боевую задачу под водой невозможно без современного гидроакустического оборудования, да и без обыкновенного перископа. Понятно, что без совмещения ряда функций приборов и органов управления, обеспечивающих полет и плавание сабплана, будет невозможно втиснуть всю аппаратуру в корпус машины. Совмещение потребуется и при обеспечении аварийно-спасательными средствами экипажа самолета на случай аварии под водой и в воздухе.

После выполнения боевой задачи сабплан должен выйти под водой из опасной зоны, всплыть к поверхности и взлететь с помощью двух крыльевых двигателей. Взлет — наиболее трудная проблема. Уже говорилось, что запас плавучести сабплана не может быть выше примерно 15–30 %. Поэтому при взлете крыльевые двигатели должны буквально вырвать машину из воды. Для этого, очевидно, будут использоваться рули высоты и закрылки, причем не только в воздухе, но и в воде.