„Posejdon” wyruszy do bitwy, prowadzony przez dno morskie
Opowieść o kampanii wojskowej Posejdona u wybrzeży Stanów Zjednoczonych należy rozpocząć od metody nawigacji pod wodą.
Słona woda morska jest elektrolitem, który zapobiega rozprzestrzenianiu się fal radiowych. Na głębokościach, na których ma operować Poseidon, nie jest możliwe zewnętrzne sterowanie radiowe pojazdem, a także odbieranie sygnałów z satelitów Glonass/GPS.
Autonomiczny system nawigacji inercyjnej (INS) jest w stanie prowadzić Posejdona przez cały dzień, ale jego możliwości również nie są nieograniczone. Z biegiem czasu SSN akumuluje błąd, a obliczenia tracą swoją wiarygodność. Wymagany jest system pomocniczy wykorzystujący zewnętrzne punkty orientacyjne.
Instalacja „beaconów hydroakustycznych” na dole jest bezsensownym przedsięwzięciem w obliczu wroga, który ma możliwość natychmiastowego śledzenia i zakłócania jego pracy.
Problem nawigacji podwodnej dla aparatu Posejdona można rozwiązać tylko za pomocą systemu nawigacji opartej na reliefie. Ale czy możliwe jest przystosowanie systemów nawigacji stosowanych w pociskach manewrujących do pracy pod wodą?
Najpierw potrzebujesz mapy dna morskiego.
Mit nr 1. Nie da się zmapować całej trasy Posejdona
W dyskusjach na temat „torpedy Doomsday” wielokrotnie powtarzano, że mapowanie całego dna Oceanu Atlantyckiego, od Morza Barentsa po port w Nowym Jorku, może zająć dekady i wymagać wyjątkowych wysiłków.
W rzeczywistości, w przypadku systemu nawigacyjnego z ulgą, taka ilość pracy jest zbędna i po prostu niepotrzebna.
Dowodem jest opisana zasada działania systemu TERCOM (Terrain Contour Matching) dla pocisku Tomahawk. Według oświadczenia zachodnich ekspertów, podczas lotu pociskiem manewrującym nad lądem wybierane są 64 regiony korekcji. Z góry wybierane są segmenty o długości 7-8 km, dla których w pamięci komputera pokładowego znajduje się „referencyjna” mapa cyfrowa.
W normalnych warunkach TERCOM operuje tylko na jednej czwartej trasy (z zasięgiem lotu CR około 2000 km), przez resztę czasu rakieta leci pod kontrolą INS. Dokładność akcelerometrów i żyroskopów wystarczy, aby Tomahawk znalazł się w kolejnym obszarze korekcyjnym, gdzie według TERCOM będą dokonywane korekty działania INS.
W ubiegłym roku systemy nawigacji ulgowej obchodziły 60-lecie istnienia. Pod koniec lat 50. stały się godnym zamiennikiem systemów astrokorekcyjnych. Pociski Cruise musiały lecieć na małe wysokości, skąd gwiazdy nie były widoczne.
Nawet najsilniejszy sztorm nie jest w stanie zakłócić spokoju głębin morskich. Ruch pojazdu podwodnego wiąże się z o rząd wielkości mniej perturbacjami w porównaniu z lotem RC na małej wysokości w atmosferze. Dlatego dane z systemów inercyjnych na pokładach okrętów podwodnych pozostają wiarygodne przez znacznie dłuższy czas (dni).
Z dostępnych faktów można wyciągnąć wniosek, że przy układaniu tras Posejdona wymagane będzie znacznie mniejsze zagęszczenie obszarów korekcyjnych. Oddzielne kwadraty dna oceanu. Wszelkie dalsze pytania należy kierować do służby hydrograficznej Marynarki Wojennej.
Mit 2. Sonar nie jest w stanie zapewnić wymaganej dokładności skanowania dna
Dopuszczalny błąd pomiaru wysokości reliefu podczas pracy TERCOM nie przekracza 1 metra. Jaką dokładność zapewniają nowoczesne narzędzia sonarowe przeznaczone do mapowania dna? Czy możliwe jest umieszczenie takiego sonaru w ograniczonym kadłubie Posejdona?
Odpowiedzią na te pytania będą obrazy sonarowe szczątków statków. Na pierwszym znajduje się japoński krążownik Mogami, odkryty w maju tego roku na głębokości 1450 m.
Drugie zdjęcie przedstawia lotniskowiec Hornet, zatopiony w bitwie u wybrzeży wyspy Santa Cruz. Pozostałości lotniskowca znajdują się na głębokości 5400 metrów.
Szczegółowość tych obrazów jest niepodważalnym dowodem na korzyść systemów mapowania dna morskiego. Nawiasem mówiąc, zdjęcia wykonał zespół Paula Allena z zarządu jego
Mit nr 3. Rzeźba dna oceanu może ulec zmianie
Czas minie, a cyfrowe mapy dna stracą na znaczeniu. Gdzieś za milion lat trzeba będzie zrobić nowe.
Główne zmiany na dnie oceanicznym związane są z aktywnością wulkaniczną oraz akumulacją osadów dennych pochodzenia organicznego i nieorganicznego.
Według współczesnych obserwacji średnie tempo akumulacji osadów dennych w środkowej części Oceanu Atlantyckiego wynosi 2 centymetry na 1000 lat. Dla Oceanu Spokojnego podane są jeszcze niższe wartości.
Trudno uwierzyć w realność tych liczb, ale paradoks ma proste wytłumaczenie. Nikt nie rzuca kamieniami na środek oceanu, nikt nie wsypuje żwiru i żwiru M600 do rowu Mariana. Wszystkie obiekty, które dostają się do oceanu, najpierw rozpuszczają się i rozkładają w wodzie. Mijają tysiące lat, zanim cząsteczki rozpuszczone w morzu dotrą do dna.
Na obszarach przybrzeżnych tempo akumulacji osadów jest o rząd wielkości wyższe z powodu osadów i osadów przenoszonych przez rzeki. Jednak ocean jest zbyt duży, aby miało to w tym przypadku jakiekolwiek znaczenie.
Mimo wzmożonej aktywności tektonicznej częstość kataklizmów na dnie oceanicznym związanych ze skokami, lawinami i przemieszczeniami warstw gleby jest znacznie niższa niż np. częstość lawin śnieżnych w górach. Załóżmy, że 100 lat temu trzęsienie ziemi spowodowało lawinę na zboczu góry podwodnej. Zajmie teraz setki tysięcy lat, zanim na jej zboczach zgromadzi się wystarczająca ilość osadów, które umożliwią kolejny kataklizm.
Młode podwodne wulkany, przypominające fale budowle wzdłuż grzbietów oceanicznych (powstałe w wyniku przesunięcia osi Ziemi) – wszystkie są „młode” tylko jak na standardy epok geologicznych. Te formacje mają miliony lat!
W głębinach oceanu panuje mroczny spokój. Brak wiatrów, erozji i jakichkolwiek śladów urbanizacji sprawia, że rzeźba nie zmienia się od tysięcy lat.
Dla porownania. Ile problemów przelatują nad lądem pociski manewrujące? Proces sporządzania map cyfrowych dla TERCOMu utrudniają sezonowe zmiany rzeźby terenu. Wszędzie występują formy jednolitego reliefu, w których użycie TERCOMu jest fizycznie niemożliwe. Trasy omijają duże zbiorniki wodne, rakiety omijają po drodze pokryte śniegiem równiny i wydmy.
W przeciwieństwie do tych trudności, w głębinach najgłębszego oceanu zawsze jest dno. Pokryta unikalnym "wzórem" reliefowych detali.
System ulg jest najbardziej niezawodnym i realistycznym sposobem nawigacji dla okrętu podwodnego Poseidon.
Dlaczego ta metoda nie została jeszcze wprowadzona w życie? Odpowiedź brzmi, że nie było to konieczne. W przeciwieństwie do Posejdona, który nieustannie zanurza się w głębinach, okręty podwodne regularnie wypływają na powierzchnię na sesje komunikacyjne. Submarinerzy mają możliwość uzyskania dokładnych współrzędnych za pomocą narzędzi nawigacji kosmicznej (Cyclone, Parus, GLONASS, GPS, NAVSTAR).
Najszybszy pod wodą
W tej części artykułu nie będziemy omawiać konkretnych rozwiązań technicznych, konstrukcja Posejdona objęta jest zasłoną wojskowej tajemnicy.
Mamy jednak możliwość, na podstawie odtajnionych charakterystyk, obliczyć inne powiązane ze sobą parametry bezzałogowego pojazdu podwodnego z elektrownią jądrową.
Na przykład deklarowana prędkość jest znana - 100 węzłów. Jaka jest moc elektrowni Poseidon?
Istnieje praktyczna zasada. Dla dowolnego obiektu przemieszczenia moc elektrowni wzrasta do trzeciej potęgi prędkości.
Przykład. Radziecka torpeda „53-38” (53 to nawiązanie do kalibru, 38 to rok przyjęcia) miała trzy tryby prędkości: 30, 34 i 44,5 węzła o mocy silnika 112, 160 i 318 KM. odpowiednio. Jak widać, zasada nie kłamie.
A sam wiek torpedy nie ma z tym nic wspólnego. Ta sama torpeda potrzebowała trzy razy więcej mocy, aby zwiększyć swoją prędkość o 1,5 raza.
Kolejny przykład jest ciekawszy. Ciężka torpeda „65-73” kalibru 650 mm miała długość 11 metrów i masę 5 ton. Torpeda została wyposażona w krótkotrwały silnik turbogazowy 2DT o mocy 1,07 MW (1450 KM) - jeden z najpotężniejszych, jakie kiedykolwiek zastosowano w torpedzie bronie. Dzięki niemu prędkość projektowa produktu „65-73” mogła osiągnąć 50 węzłów.
Pytanie teoretyczne: jaką moc silnika może zapewnić torpeda 65-73 z prędkością 100 węzłów?
Prędkość podwoi się, co oznacza, że wymagana moc elektrowni wzrośnie ośmiokrotnie. Zamiast 1450 KM otrzymujemy wartość 11 KM.
Nadszedł czas, aby zwrócić się do torpedy atomowej Posejdona.
W oparciu o informacje o przeznaczeniu „torpedy jądrowej” oraz o tym, że planują wystrzelić ją z okrętów podwodnych lotniskowców (na przykład informacje o wystrzeleniu z eksperymentalnego okrętu podwodnego z napędem spalinowo-elektrycznym Sarov), należy wskazać, że wymiary Posejdon są znacznie bardziej spójne z bronią torpedową niż rozmiary łodzi podwodnych. Najmniejszy z nich (krajowy „Lira” i francuski „Rubin”) miał wyporność około 2,5 tysiąca ton.
Kaliber, długość i wyporność Posejdona mogą być kilkakrotnie wyższe niż osiągi torped 650 mm. Nie znamy dokładnych wartości. Ale w tym przypadku różnice nie mają większego znaczenia w ocenie wymaganej mocy elektrowni. Aby osiągnąć prędkość 50 węzłów, Posejdon, podobnie jak torpeda 65-73, potrzebuje co najmniej 1450 KM, przy 100 węzłach co najmniej 11600 KM. (8,5 MW) moc użyteczna.
W jaki sposób różne rozmiary urządzeń potrzebują silnika o tej samej mocy?
W przypadku obiektów przemieszczeń, których rozmiary różnią się w tej samej kolejności, różnica przemieszczeń nie wymaga gwałtownego zwiększenia mocy elektrowni. Uderzającym przykładem jest: przy tej samej prędkości jazdy moc elektrowni typowego niszczyciela i lotniskowca różni się tylko dwa razy, przy 10-krotnej różnicy w wyporności tych okrętów! Dużo więcej problemów wynika z chęci zwiększenia prędkości o 3 węzły.
Podsumujmy. Podczas poruszania się z deklarowaną prędkością 100 węzłów (185,2 km/h) aparat Posejdona będzie wymagał elektrowni o mocy netto co najmniej 8,5 MW (11 600 KM).
Ustalimy tę wartość jako dolną granicę i skupimy się na niej w przyszłości.
Czy 8,5 megawata to dużo czy mało? Jak ten wskaźnik wypada w porównaniu z charakterystyką innych okrętów i broni morskiej?
Jak na pojazd podwodny o wyporności kilkudziesięciu ton, 8,5 MW to wielkość monstrualna. Więcej niż elektrownia jądrowa wielozadaniowego okrętu podwodnego Ryubi jest zdolna do rozwoju.
7 MW (9500 KM) na wale napędowym umożliwia 2500-tonowemu francuskiemu okrętowi podwodnemu rozwinięcie podwodnej prędkości 25 węzłów.
Jednak miniatura Ryubi nie została zbudowana dla płyt, ale w celu zaoszczędzenia pieniędzy. O wiele bardziej znaczącym przykładem jest sowiecki wielozadaniowy okręt podwodny pr. 705 (K) „Lira”!
Pomimo znacznie większych rozmiarów, Lira w przybliżeniu odpowiadała Ryubi pod względem przemieszczenia. Wody powierzchniowe w/i - 2300 ton, podwodne - 3000 ton. Tytanowa koperta była lżejsza niż stalowa. A sama Lyra była gwiazdą pierwszej wielkości. Wyposażony w ciekły metalowy reaktor chłodzący, rozwijał podwodne prędkości ponad 40 węzłów!
1,6 razy szybciej niż Ryubi. Jaką moc miała elektrownia Lyra? Zgadza się, 1,6 sześcianu.
29 megawatów (40 000 KM) o mocy cieplnej reaktora 155 MW. Znakomita wydajność jak na łódź podwodną o tak małych rozmiarach.
Wnioski z warsztatu K-123, wiodącego okrętu podwodnego projektu 705 (K)
Dziś twórcy Posejdona stają przed jeszcze trudniejszym i nietrywialnym zadaniem. Umieść elektrownię jądrową o 3,4 razy mniejszej mocy (8,5 MW) w kadłubie o około 50-60 razy mniejszej wyporności.
Innymi słowy, właściwa wydajność energetyczna reaktora jądrowego Poseidon powinna być 15 razy wyższa niż reaktora z płynnym chłodziwem metalowym (LMC), który był używany na okrętach podwodnych Projektu 705 (K). Taką samą, 15-krotnie większą sprawność właściwą, powinny wykazywać wszystkie mechanizmy związane z zamianą energii cieplnej reaktora na energię translacyjną pojazdu podwodnego.
100 węzłów to bardzo duża prędkość w wodzie, wymagająca WYJĄTKOWYCH kosztów energii. Prawdopodobnie ci, którzy narysowali piękną figurę „100 węzłów” nie do końca zdawali sobie sprawę z paradoksu sytuacji.
W przeciwieństwie do podwodnego pocisku Shkval, użycie silnika rakietowego na paliwo stałe dla Posejdona jest wykluczone - deklarowany jest dla niego zasięg 10 000 kilometrów. Torpeda Apokalipsy wymaga elektrowni jądrowej zapewniającej 15 razy większą moc właściwą niż wszystkie znane reaktory LMC.
Główne dyskusje związane z pojawieniem się torpedy atomowej „Posejdon” toczą się na płaszczyźnie gospodarki i kompleksu wojskowo-przemysłowego. Głośne wypowiedzi o stworzeniu cudownej broni padały na tle, delikatnie mówiąc, skromnego sukcesu w tworzeniu tradycyjnej broni. Od 2014 roku do Marynarki Wojennej nie przyjęto ani jednego atomowego okrętu podwodnego.
Z drugiej strony, jak wiadomo, wszystko jest możliwe na życzenie. Jednak do tworzenia technologii, które zapewniają wielokrotny wzrost możliwości, jedno pragnienie może nie wystarczyć. Z reguły takim badaniom towarzyszą wyniki pośrednie, ale Posejdona otacza nieprzenikniona zasłona tajemnicy.
informacja