А сравнительно недавно наши специалисты запатентовали «Сооружение для размещения грузов под водой». Причем такое сооружение было предложено не кем-нибудь, а группой конструкторов прославленного Северного машиностроительного предприятия, имеющего самый большой в мире опыт атомного подводного кораблестроения, для освоения полярных шельфовых нефтяных и газовых месторождений. Попробуйте доказать, что в своей конверсионной разработке они не опирались на отработанные конструкции…
Металлический цилиндр с двойными стенками, днище тоже двойное. В обечайке – выдвижные опоры, балластные цистерны и – бетон! Все это сооружается на берегу, сталкивается (скатывается?) в воду, буксируется к месту работы. Там балластные цистерны заполняются и цилиндр вертикально, на торец, ставится на дно. Предложены и специальные люки для бурового инструмента.
При диаметре, значительно большем, чем у прочных корпусов подводных лодок, описанное «изделие» сможет работать на глубинах до 3 км. А ведь для боевых подводных лодок один километр, достигнутый в свое время «Комсомольцем», – непревзойденный и по сей день мировой рекорд!
В заметке сказано, что бетонная подлодка обладает отрицательной плавучестью. То есть, говоря проще, плавает, как топор. Может ли быть такое?
Во-первых, не забывайте, что внутри любой субмарины, из какого бы материала она ни была сделана, достаточно пустого, то есть заполненного воздухом пространства. А стало быть, если соблюсти закон Архимеда, плавать сможет и бетонное корыто.
Ну, а если даже бетонную подложку сделали специально потяжелее, плавучесть ей можно обеспечить точно так же, как обеспечивают подъемную силу самолетам, которые, как известно, намного тяжелее воздуха. Ведь законы гидроаэродинамики для воды и воздуха во многом одинаковы. В воде даже легче обеспечить необходимую подъемную силу, поскольку она в 800 раз плотнее воздуха.
Причем, как показывает анализ, для такой подлодки вполне подходящей может оказаться форма этакой «летающей тарелки» или, если хотите, «ныряющего блюдца».
Моторы с винтами, которые для удобства маневрирования можно сделать даже поворачивающимися в горизонтальное или вертикальное положение, позволят лодке доплыть до нужной точки Мирового океана. А потом – стоп, моторы! – и она плавно опустится на дно. И затаится до нужного момента.
Вот вам и еще один вариант «сундука с ракетами», обнаружить который до старта еще труднее, чем судно-арсенал адмирала Крекича. Ведь на большой глубине, затаившуюся на дне субмарину будет весьма нелегко отличить от подводной скалы.
Экипаж на такой лодке надо свести до минимума, а лучше и вообще обойтись без него. Тем более что современная техника вполне позволяет авторулевому, ориентирующегося по сигналам системы GPS или ГЛОНАС, вывести корабль в нужную точку с точностью до метров.
Опустившись на дно, такой «сундук с ракетами» может годами ждать команды на запуск ракет. А дождавшись, тут же и запустить их по заранее намеченным целям.
Можно возразить, что применение ракет большой дальности проблематично с глубин в тысячи метров – ну, это кому как. Во всяком случае, с глубины 1020 м все тот же «Комсомолец» торпедами (обычными, не реактивными) успешно стрелял. Да, штатовские «Трайденты» запускаются с глубины в полсотни метров, не больше, зато наши РСМ-52 («главный калибр» «Тайфунов») спокойно уходят к целям с глубины 400 м… А если вспомнить еще одну старую идею – всплывающие контейнеры с ракетами, то понятно, что глубина особым препятствием здесь не является.
Субмарина-невидимка
Невидимость приобретает все большую популярность. Вслед за неуловимыми самолетами, танками и спутниками на повестке дня создание невидимой субмарины. Речь идет не об известной технологии малой заметности «стеллс». Цель работы, результаты которой ученые надеются представить через 2–3 года, – создание действительно не видимого в определенном диапазоне волн объекта. Для этого используются метаматериалы, которым приданы свойства, не встречающиеся в природе. Математическая модель нового класса материалов, так называемых метаматериалов, уже существует, сообщает интернет-портал iXBT.
Исследования невидимой субмарины ведутся сейчас в Университете Дьюка, Северная Каролина. Задача исследователей – создать покрытие для субмарины, которое сделает ее невидимой для гидролокаторов. Такая лодка сможет действовать практически безнаказанно: для ее обнаружения придется разрабатывать устройства, использующие иные физические принципы либо глубоко модернизировать существующие сонары.
С точки зрения физики материал, которым будет покрыт корпус лодки, должен обладать отрицательным коэффициентом преломления. Впервые идею такого материала высказал в 1968 году советский физик Виктор Веселаго. Он пришел к заключению, что с таким материалом почти все известные оптические явления распространения волн существенно изменяются, хотя в то время материалы с отрицательным коэффициентом преломления еще не были известны. Веселаго предсказал, что определенные оптические явления будут совершенно другими.
Возможно, самым поразительным из них является рефракция – отклонение электромагнитной волны при прохождении границы раздела двух сред. В нормальных условиях волна появляется на противоположной стороне линии, проходящей перпендикулярно этой границе (нормаль к поверхности).
Однако, если один материал (например, воздух или вода) имеет положительный коэффициент преломления, а другой – отрицательный, волна будет появляться на той же стороне нормали к поверхности, что приходящая волна. Такая особенность и создает возможность для направления падающего излучения в обход объекта. У природных материалов коэффициент преломления больше единицы. Любопытно, что скорость распространения волн в таких материалах также должна быть отрицательной. Это свойство делает метаматериалы идеальными для маскировки объектов, так как их невозможно обнаружить средствами радио– и акустической разведки в определенном диапазоне частот.
В последние 30 лет исследования явлений, связанных с отрицательным коэффициентом преломления, ведутся по всему миру, особенно после открытия нанотрубок. Причиной интенсификации этих исследований в последние годы стало появление нового класса искусственно модифицированных материалов с особой структурой, которые называются метаматериалами.
Электромагнитные свойства метаматериалов определяются элементами их внутренней структуры, размещенными по заданной схеме на микроскопическом уровне. Собственно структурирующие слои, направляющие волну в обход объекта, состоят из игл размером около 10 нанометров, внедренных в полимер или полупроводник. Стоимость подобных невидимых покрытий пока поистине астрономическая.
Субмарина класса «Вирджиния», построенная с применением технологии «стеллс», спущена на воду в 2007 году
В настоящее время уже существуют метаматериалы, способные замаскировать от наблюдения объекты в диапазонах СВЧ и ИК. В 2006 году был показан прототип устройства из метаматериала, способного делать объекты не видимыми для микроволнового излучения, а год спустя – аналогичное устройство для инфракрасных лучей. В области видимого света пока делаются лишь первые шаги – создан материал, хорошо работающий в красной области спектра.
Ученые пока не решили, как сочетать в одном покрытии слои, которые могли бы работать во всем диапазоне видимого света, и создание настоящей шапки-невидимки откладывается на дальнюю перспективу.
Но даже монохроматический вариант устройства может быть использован, например, для сокрытия объектов от приборов ночного видения, которые, как правило, работают на одной длине волны в ИК-диапазоне. Другое применение – скрыть объект от систем лазерного наведения огнестрельного или другого оружия.
Кроме того, разработку можно применить для улучшения акустических показателей помещений и даже для постройки зданий, защищенных от землетрясений. Колебания земной коры будут просто обходить такие постройки, не причиняя им вреда.
Мегаяхты миллиардеров
Впрочем, огромные деньги тратятся не только на военные проекты. Сильные мира, привыкшие ни в чем себе не отказывать, не скупятся и на суда, предназначенные для приятного времяпровождения.
Так, еще в 1929 году на гамбургскую судоверфь поступил заказ на постройку гигантской быстроходной яхты, оснащенной по последнему слову техники. Заказчик, пожелавший остаться неизвестным, посулил мастерам огромные деньги за работу и приказал использовать самые лучшие материалы.
Спустя два года красавица яхта «Саварона» длиною 136 м была спущена на воду. Заказчица – ею оказалась Эмили Кадваладер, внучка знаменитого инженера Джона Реблинга, построившего Бруклинский мост в Нью-Йорке, – пришла в восхищение. «Бредовая идея» обошлась ей в 4 млн долларов, зато корабль Эмили сделал ее знаменитой на весь мир; она наслаждалась триумфом.
Яхта «Леди Мура»
Впрочем, длилось это недолго. Совершив несколько путешествий по Средиземноморью и Атлантике, миссис Кадваладер решила, что пора привести яхту к берегам Соединенных Штатов. И тут Эмили с ужасом узнала, что за построенное за границей судно ей придется заплатить американским властям огромный налог да к тому же выложить кругленькую сумму за оформление необходимых документов. Яхту пришлось выставить на продажу.
Покупатель на «Саварону» нашелся не сразу: запрошенная цена оказалась слишком высокой, ее пришлось снизить до 1 млн долларов. В результате яхта перешла к президенту Турции Мустафе Кемалю Ататюрку, а после его смерти была передана турецкому флоту. После Второй мировой войны «Саварона» долгое время оставалась невостребованной, пока владельцы турецкой верфи не решили реконструировать яхту, вложив в это дело почти 20 млн долларов. Были реставрированы и заново отделаны 17 роскошных апартаментов, изящная гостиная с восточными диванами, построены мраморные бассейны, турецкая баня и тренажерный зал, а на палубе появилась площадка для вертолета.