Приключения под водой

Пользуясь терминологией водолазов, подводную лодку можно представить в виде автономного водолазного снаряжения. Как и в давние времена, когда пользовались водолазным колоколом (до того, как Хэлли и Смитон изобрели способ подачи воздуха с поверхности), люди берут запас воздуха с собой. Кроме того, подводная лодка не связана с поверхностью ни цепями, ни канатами. Она не только обеспечивает экипаж воздухом для дыхания, но и самостоятельно передвигается как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях. Но каким образом?

Возьмите пустую жестяную банку, герметически закрытую, если не считать одного небольшого отверстия снизу и одного сверху. Опустите банку в воду, и вы увидите, что она легко всплывает. Но поскольку через отверстия в нее проникает вода, то она начинает постепенно тонуть и в конце концов упадет на дно. Все тела держатся на воде или тонут в зависимости от того, весят они меньше или больше вытесненной ими воды. Жесть тяжелее воды, поэтому кусок жести, брошенный в воду, тонет. Воздух легче воды, и банка, наполненная воздухом, тоже гораздо легче воды, взятой в том же объеме. Замените воздух достаточным количеством воды, и банка, отяжелев, погрузится под воду. Дерево легче воды, поэтому оно плавает. Даже если деревянный ящик залить водой, он все равно не потонет. Подводные же лодки строят из стали, которая гораздо тяжелее воды, поэтому их лучше всего сравнивать с жестяной банкой.

Подводная лодка снабжена балластными цистернами; когда она находится на поверхности, цистерны наполнены воздухом. В это время лодка весит меньше, чем вода, поэтому и не тонет. Если же в цистерну впустить достаточное количество воды, то она начнет тонуть. Как и в случае с жестяной банкой, она будет погружаться. Почему это происходит — легко понять, проделав опыт с домашними весами. Положите в одну чашу (куда кладут гири) кусок жести, а в другую налейте воды (можно насыпать муки или сахара). Добавляйте воду до тех пор, пока чаши не уравновесятся. После этого достаточно добавить в чашу хотя бы каплю воды, как она сразу же опустится. Отчерпните самую малость, и она поднимется. То же происходит с банкой, наполненной водой, и то же — с подводной лодкой. Обладая положительной плавучестью, она держится на воде, обладая же отрицательной плавучестью, — погружается на дно. Причем разница в весе лодки и в том и в другом положении весьма незначительна.

Разумеется, существует и некая грань, полностью балансирующая вес подводной лодки. В этом случае плавучесть становится нулевой. Однако такая грань едва уловима и практического значения не имеет. Для того чтобы удержать подводную лодку на определенной глубине, необходим весьма жесткий контроль за ее плавучестью. К счастью, этот контроль вполне осуществим.

Вернемся опять к жестяной банке, на этот раз до того, как она затонула. Банка погружается в воду постепенно, пока почти не сравняется верхней стенкой с уровнем воды. До сих пор погружение шло очень медленно: каждая добавочная чайная ложка воды заставляла банку опуститься на какую-то часть дюйма. В этот момент ее плавучесть достигла минимума. Еще немного воды — и она будет утрачена полностью. Добавление даже одной чайной ложки заставит теперь банку погрузиться уже не на какую-то часть дюйма, а на много дюймов, на футы, ярды или даже мили, пока она не достигнет дна. Предположим, что вы прекратите дальнейший доступ воды в банку, сохранив небольшой запас положительной плавучести. Заткните отверстия в банке, и вы обнаружите, что достаточно небольшого толчка, чтобы заставить ее погрузиться под воду. Слегка нажимая сверху, вы можете держать банку под водой сколько угодно. На таком же принципе основано и движение под водой подводной лодки.

Вода принимается в балластные цистерны до тех пор, пока не сократится до минимума положительная плавучесть. Потом включают электромотор и одновременно перекладывают на погружение горизонтальные рули. Когда лодка движется вперед, то вода, давящая на рули, заставляет ее погружаться. Рули подводной лодки оказывают то же действие, что и ваша рука, толкавшая вниз полузатонувшую жестяную банку.

При наличии постоянно действующего фактора, каким является некоторый запас положительной плавучести, подводная лодка может погрузиться на любую заданную глубину. Но, находясь под водой, она не должна менять свой вес, иначе изменится и запас плавучести, и положение лодки. Например, выход одной торпеды облегчает вес лодки в той части, откуда торпеда вышла, более чем на тонну. В этом случае немедленно приводится в действие автоматическое устройство, компенсирующее потерю веса впуском такого же количества воды в специальную торпедозаместительную цистерну.