"СЕВЕРЯНКА" - ПОТАЕННОЕ СУДНО НАУКИ
В. АЖАЖА, действительный член Российской академии естественных наук.
ПОЧЕМУ ПОДВОДНАЯ ЛОДКА?
Строительство подводных кораблей, или, как их когда-то называли, потаенных судов, стало самостоятельной отраслью судостроения на рубеже XIX и XX столетий. Но почему же первую научно-исследовательскую подводную лодку спустили на воду только спустя полвека? Такой вопрос мог возникнуть у многих так же, как он волновал меня в 1957 году во время работы над проектом переоборудования боевой подводной лодки "С-148" проекта 613 в "Северянку". Сделать иллюминаторы, установить вместо боевых аппаратов научные - эти задачи можно было решить и раньше. Но их никто и не ставил.
Причины переделки подлодки в научно-исследовательское судно следует искать не столько в прогрессе техники, несомненно играющего в таких случаях важную роль, сколько в изменившемся отношении человечества к океану и его потенциальным возможностям. На развитие океанологии и других морских наук, среди которых важное место занимают исследования, связанные с проблемами рыболовства, стали выделяться более крупные средства. Растущее внимание к океану заставило по-новому посмотреть на подводные лодки - с точки зрения ее пригодности для науки. Техника и методы, применявшиеся для исследования глубин с надводных судов, зачастую позволяли получить далеко не полную картину того, что происходит под водой. Этот процесс можно сравнить с изучением поверхности земли с самолета, находящегося над облаками. Например, если в разрыве облаков видны деревья, то это может быть не лесной массив, а всего лишь небольшая рощица. И наоборот, травяной покров может означать не степь, а лужайку в лесу. В результате у исследователя собираются случайные данные, на основе которых могут быть сделаны некорректные предположения и даже ложные выводы.
Вот несколько примеров. Один из показателей биологической продуктивности океана - планктон. Его количество обычно определяют, процеживая планктонной сетью вертикальный столб воды от дна до поверхности или между двумя горизонтами. Или буксируют планктонную сеть за судном на заданной глубине. Взвесив улов, рассчитывают количество планктона на единицу объема воды или площади данного района. Через несколько миль или десятков миль операцию повторяют и снова делают расчет, принимая распределение планктона в толще воды равномерным. Данные наносили на карты, их использовали в научных отчетах и трудах. Тогда и в голову не приходило усомниться в их достоверности, но во время погружений "Северянки" можно было увидеть воочию, что планктонные организмы держатся облакообразными скоплениями разной величины и плотности. Пройдет сеть сквозь ядро скопления - один результат, а если окажется за его пределами - совсем другой.
Или еще случай. Как можно судить о составе грунта на каком-либо участке дна, особенно вблизи берега, по данным единичной пробы? Глядя через иллюминаторы "Северянки" во время ее посадки на грунт, мы убедились, что, как правило, даже на незначительных площадях, равных нередко нескольким квадратным метрам, грунт неоднороден. Песок, глина, ил и другие мягкие отложения сплошь и рядом соседствуют со скоплениями ракушки, гравия, гальки, а иногда и валунов. Стало понятно, почему нередко пробы грунта, взятые вроде бы в одном и том же месте, оказывались различными. Даже сочетание разных приборов (геологических трубок, дночерпателей, драг или тралов) не всегда позволяло составить правильную картину распределения донных отложений.
Нельзя сказать, что "Северянка" была единственным в мире обитаемым подводным исследовательским судном. В середине ХХ века за рубежом для научных целей применялись малые подлодки. Они имели небольшую скорость, незначительную дальность плавания и не были рассчитаны на погружение на серьезные глубины. С одной стороны, малая скорость - это достоинство. Именно медленное движение создает наилучшие условия для поиска объектов, наблюдения за ними, уменьшает влияние подлодки, как источника механических колебаний, на окружающую среду, экономит энергию аккумуляторной батареи и, следовательно, позволяет дольше оставаться под водой. Но, с другой стороны, при небольшой скорости лодка хуже управляется, она не может противостоять течению, быстро переходить из одной точки наблюдения в другую. Невыполнимой становится задача удерживать, например, буксируемый прибор или рыболовный трал.
Экономическая подводная скорость, то есть скорость хода, при которой минимален удельный расход энергии, не превышала 2-4 узлов * . А дальность непрерывного плавания под водой исчислялась в среднем несколькими десятками миль. Однако если дать лодке самый полный ход, энергии аккумуляторов хватало всего на час. Заряжать аккумуляторы приходилось с помощью дизель-генератора на обеспечивающей плавбазе или в порту.
Большие подлодки, такие, как "Северянка", способны проходить под водой сотни миль, а аккумуляторы подзаряжаются своим дизелем. В надводном положении лодка покрывает тысячи миль.
Перед надводными судами исследовательские подводные лодки также имели ряд преимуществ.
Во-первых, подводное судно позволяло доставлять аппаратуру и исследователей непосредственно к объекту наблюдений и находиться вблизи него. То есть подводная лодка была не чем иным, как подвижным глубоководным герметичным носителем. Она могла опускаться на дно или находиться в толще воды. Исследователь получал возможность самостоятельно вести наблюдения и пользоваться показаниями приборов. Исследования можно было проводить более оперативно, а их результаты стали значительно достовернее.
Во-вторых, с помощью подлодки удавалось проводить комплексные измерения в трехмерном пространстве. Надводное научно-исследовательское судно позволяет выполнить несколько гидрологических станций в сутки, то есть сделать остановки в океане для выполнения измерений. При этом невозможно опустить за борт сразу все многочисленные приборы - лебедок не хватит. Находясь же на подводной лодке можно двигаться в нужном направлении и при этом непрерывно измерять и регистрировать недоступные глазу свойства среды: температуру, соленость, электропроводность, радиоактивность и многое другое.
В-третьих, на глубине лодка не зависит от погоды, тогда как на надводных научно-исследовательских судах уже при волнении 3-4 балла прекращали работы со многими опускаемыми за борт приборами, в том числе и с малыми подлодками.
В-четвертых, технический уровень кино- и фотоаппаратуры в те годы был низок по сравнению с возможностями человеческого глаза. Находясь на подлодке, исследователь через иллюминатор мог выбрать объект съемки, определить освещенность, установить фокус.
Правда, следует сказать, что неисправности на подводной лодке в отличие от надводных судов таят большие опасности для экипажа. Поэтому к надежности механизмов и систем предъявляют самые высокие требования. В процессе строительства подлодка проходит более 50 тысяч испытаний. Ее просвечивают рентгеном, зондируют ультразвуком, воздействуют на нее агрессивными химикатами, подвергают давлению воды. На лодках устанавливают детекторы неисправностей, включающие аварийную сигнализацию или дающие команду на всплытие. Тем не менее происшествия с подводными лодками, в том числе с нашей, все-таки случались.
Был такой эпизод и в первом рейсе "Северянки". Мы шли на глубине ста метров, когда снаружи, в районе первого отсека, где находились члены научной экспедиции, раздался оглушительный взрыв, потрясший восьмидесятиметровое стальное тело подводного корабля. Зазвучали сигнальные звонки, а из репродукторов корабельной трансляции прозвучала команда: "Аварийная тревога! Осмотреться в отсеках!" Матросы в одно мгновение вытащили из укрытий аварийный инструмент, приготовили спасательные легководолазные костюмы. Было слышно, как в центральном посту заработали водяные насосы.
Первой мыслью было: "Наскочили на мину!" Осмотрели отсек - все в порядке, вроде не тонем, поступления воды и видимых повреждений нет. Доложили в центральный пост. Через несколько минут был дан отбой тревоги, но окончательно все подозрения исчезли лишь после всплытия.
При наружном осмотре лодки обнаружили, что лопнула лампа одного из верхних светильников. Это ее толстая стеклянная колба с огромной силой разорвалась на глубине, заставив нас поволноваться.
Но этот случай был единственным, и поэтому человек с нормальной психикой переставал думать об опасности. С каждым следующим рейсом праздничное волнение, смешанное с тревожным чувством неизвестности, проходило, и основное внимание участников подводных экспедиций занимала работа.
Отметив, что окружающая среда влияет на судно, необходимо признать, что происходит и обратный процесс. Исследовательское подводное судно представляет собой сложную систему, работа которой сопровождается возникновением целого ряда физических и химических полей и искажением существующих природных полей.
Я говорю об этом потому, что конструкторы подчас не задумываются, какую дисгармонию может внести их детище в сбалансированное природой равновесие мира глубин.
На какое же расстояние от подводной лодки распространяются поля, действующие на подводные существа? Частичный ответ дает таблица, составленная на основании отечественных и иностранных данных.
Дальность распространения полей определялись с помощью наиболее чувствительных современных приборов. В некоторых случаях рецепторы, то есть воспринимающие органы морских животных, видимо, могут улавливать возмущения внешней среды на больших расстояниях, а в других случаях их чувствительность ниже, чем у аппаратуры, созданной человеком. Примеров воздействия "Северянки" на окружающий мир за время экспедиций было множество.
Так, 16 декабря 1960 года подлодка двигалась со скоростью 2 узла в полной темноте в протянувшемся на две с половиной мили скоплении сельди. Когда мы включили прожектора, в первый момент нам показалось, что сельдь быстро уплывает от лодки. Спустя 15-20 секунд в передней части лодки отчетливо стали слышны удары рыб о корпус, а в лучах прожекторов появилась масса быстро и беспорядочно движущейся рыбы. Через полторы минуты рыба исчезала и даже не регистрировалась эхолотами. Но все повторялось, когда мы выключали прожектора и снова входили в косяк.
Было ясно, что искусственный свет отпугивал сельдь. Это подтверждалось и тем, что появлявшиеся в освещенной зоне рыбы не скапливались у самих светильников, а беспорядочно ударялись о корпус подводной лодки, леерные стойки и тросы. Было видно, как на стекло верхнего иллюминатора падал дождь чешуи.
На окружающую среду действует не только движущаяся лодка, но и неподвижная.
В апреле 1959 года в поисках промысловой рыбы в районе мурманского побережья мы несколько раз садились на грунт. Однажды в Териберской губе как только осело облако частиц, вызванное прикосновением лодки к грунту, наблюдавшие в иллюминаторы вахтенные увидели, как во многих местах дно "ожило". С него медленно поднимались имеющие такую же, как грунт, окраску камбалы и, энергично двигая хвостами, устремлялись под корпус "Северянки". Под лодку поползли и до того неподвижные крабы. По-видимому, и камбалы и крабы искали под корпусом лодки защиту от проникающего сквозь толщу воды дневного света, который действовал на них раздражающе.
ПЕРЕКОВАННЫЙ МЕЧ
Построенная в 1953 году "Северянка" в 1957 году закончила свою "военную" карьеру и была переоборудована в научно-исследовательское судно. Это произошло во многом благодаря члену-корреспонденту АН СССР, адмиралу флота СССР И. С. Исакову.
Из носового отсека убрали торпедные аппараты. В прочном корпусе установили три иллюминатора. Два из них были расположены по бокам с наклоном на 15 градусов под горизонт. Третий иллюминатор был направлен в зенит. Иллюминаторы снабдили системой ближнего и дальнего освещения, а возле них в отсеке смонтировали штативы для кино- и фотоаппаратов и кресла для наблюдателей.
На лодке поставили два эхолота типа НЭЛ-5р. К ним кроме самописцев подключили электронные отметчики. Из штатного оборудования остались гидролокатор шагового поиска и шумопеленгаторная станция.
Для измерения температуры и солености морской воды были установлены термосолемер системы ВНИРО и электротермометр МВМУ-4. Специально для "Северянки" во ВНИРО модернизировали подводный телевизор типа 3/80, предназначенный для наблюдения в подводном положении прямо по курсу. Устройство для взятия проб грунта состояло из укрепленной на левом борту лодки наружной направляющей трубы и подвешенной в ней на тросе грунтовой трубки ГОИН-3. Перечисленные приборы были установлены стационарно. Кроме того, использовался ряд переносных приборов.
Отсек с научным оборудованием выполнял также роль кубрика для членов научной группы. Каждый из нас "базировался" на своей подвесной койке. Правда, работать и спать приходилось в меховой одежде, поскольку во время плавания в северных широтах температура в отсеке падала до 8оС.
Лодка отправилась в свой первый поход в декабре 1958 года и по декабрь 1960 года совершила шесть экспедиционных рейсов. С 1961 по 1963 год она прошла средний ремонт, и до 1966 года были проведены еще четыре экспедиции.
Научная группа состояла из шести специалистов (численность экипажа - 50 человек). Поначалу была организована двухсменная вахта у иллюминаторов и приборов. Однако двухсменная вахта по 12 часов действовала изнуряюще. Решено было перейти на три смены, но для этого пришлось овладеть "смежными" профессиями. Дело в том, что хотя научным хозяином лодки был Всесоюзный научно-исследовательский институт морского рыбного хозяйства и океанографии (ВНИРО), кроме "рыбохозяйственных" исследований проводились работы по изучению физики океана (гидроакустика, гидрооптика, измерение течений, волнения, физических показателей водной среды и др.), геологии (визуальное изучение дна и фотографирование, взятие проб грунта и др.), химии (анализ проб воды, измерение радиоактивности и др.). Соответственно в научной группе были специалисты разных направлений. В частности, среди моих коллег по науке в плавании участвовали гидрооптик О. А. Соколов, ихтиологи Д. В. Радаков и Б. С. Соловьев, морской геолог Д. Е. Гершанович.
Иногда океан преподносил нам сюрпризы. Об одном из них сохранилась дневниковая запись.
Около четырех часов утра мы увидели такое, что, наверное, долго не будет давать мне покоя... Опершись лбом о кожаную подушечку, укрепленную над стеклом иллюминатора, я вглядывался в освещенное пространство и считал сельдей. Ихтиолог Борис Соловьев занимался тем же у другого иллюминатора. Тишина нарушалась четкими ударами самописцев эхолотов и дыханием спящих. В этот момент я и увидел "лиру". Иначе нельзя было назвать медленно проплывающее перед глазами незнакомое животное.
Представьте себе часто изображаемую легендарную лиру - эмблему поэзии, высотой сантиметров в тридцать, перевернутую основанием вверх. Собственно "лира" - это две симметрично согнутые тонкие лапы-щупальца, отливающие изумрудом и покрытые поперечными полосами, наподобие железнодорожного шлагбаума. Лапы беспомощно свисали из небольшого, напоминающего цветок лилии прозрачного студенистого тела с оранжевыми и ярко-синими точками. "Лира" была наполнена каким-то пульсирующим светом. Этот свет, напоминающий горение газовой горелки, пробегал от тела по щупальцам.
Почти одновременно со мной двух "лир" обнаружил и Борис. Бесполезно щелкнув несколько раз фотоаппаратом, заранее зная, что снимки не получатся, - так, для очистки совести, - мы взяли "лир" на карандаш и сделали несколько зарисовок. Всего до начала дня нам встретилось девять экземпляров.
Нам так и не удалось установить, что же это было. В определителях и справочниках сведения об этом подводном жителе отсутствовали, и мы не знали, как его классифицировать. Возможно, когда-нибудь о таинственной "лире" станет известно больше, потому что размах морских исследований растет.
За время экспедиционных рейсов лодка совершила сотни длительных погружений на глубины до 170 метров, провела в океане 9 месяцев, пройдя 25 000 миль. Неоднократно "Северянка" взаимодействовала с научно-исследовательскими и промысловыми судами. Наиболее значительными результатами работ стали данные о сезонных и региональных изменениях оптических характеристик вод; о распределении ихтиофауны. Было даже сделано открытие - обнаружен зоогеографический феномен пассивной (путем переноса течением) миграции скоплений зимующей атлантическо-скандинавской сельди из района Фарерских островов к норвежскому побережью (явление пассивного дрейфа подтверждено в 1966 году наблюдениями канадской подлодки "Пайсиз").
Литература:
Ажажа В. канд. техн. наук. Второе открытие океана // Наука и жизнь, 1969, № 2.
Ажажа В. канд. техн. наук. О летучем голландце, дьявольском море и Бермудском треугольнике // Наука и жизнь, 1976, № 9.
Из истории подводных лодок // "Наука и жизнь", 1969, № 2.
Комментарии к статье
* Узел - единица скорости судов, равная одной морской миле (1,852 км) в час.
См. в номере на ту же тему
А. КОРОЛЕВ - Дети и внуки "Северянки".
Читайте в любое время
