какую толщину льда может пробить подводная лодка при всплытии

Подводные лодки научат пробивать лед в Арктике

Стратегические подводные корабли укрепят для быстрого поднятия на поверхность

Исполнителем заказа Минпромторга выступило центральное конструкторское бюро морской техники «Рубин». В документации на разработку указано, что быстрое всплытие из-под льда может потребоваться либо для выполнения боевого задания, либо для спасения экипажа в случае аварии. Средства разлома льда, которые имеются на лодках сегодня, не позволяют всплыть достаточно быстро без ущерба для корпуса.

«Существующие средства анализа ледовой обстановки, всплытия и конструкции для разрушения ледяного покрова не обеспечивают приемлемый интервал времени и безопасность всплытия в подледных условиях. Быстрое достижение контакта с ледяным покровом и его гарантированное, безопасное для корпуса разрушение необходимы для обеспечения применения боевых средств, достижения тактических целей, обеспечения связи, доступа к атмосфере и, соответственно, спасения экипажа», — говорится в документе.

Как пояснил «Известиям» экс-командир АПЛ «Екатеринбург», председатель санкт-петербургского клуба моряков-подводников Игорь Курдин, для выхода лодки на поверхность, покрытую льдами, предусмотрено два способа: всплытие без хода или, как крайний случай, на ходу с проламыванием льда корпусом.

— Всплытие на ходу чревато повреждениями корпуса, выдвижных устройств, гидроакустического комплекса и торпедных аппаратов. На сегодня о случаях проламывания льда на ходу неизвестно. А всплытие без хода — штатный маневр, достаточно часто применяемый, — сообщил Игорь Курдин.

— Лодка приледняется двумя точками: ограждением рубки и носом. При этом корма уходит вниз. На корме находятся рули и главные винты, задача командира — не повредить их, не поломать об лед. После приледнения цистерны балласта продуваются сжатым воздухом, и лодка всплывает, ломая лед, — добавил Игорь Курдин.

После успешного разлома льда и поднятия на поверхность встает задача очистки от глыб льда палубы лодки — решение этой проблемы также предусмотрено проектом Минпромторга. Игорь Курдин рассказал, что часто оказываются закрыты льдом самые важные для стратегических подводных кораблей части корпуса — ракетные шахты.

— Всплытие из-подо льда делается только для одного — для нанесения ракетно-ядерного удара из надводного положения. Делается это только в арктических районах. Когда после всплытия люди выходят на палубу, вся палуба в огромных глыбах льда. Особенно там, где крышки ракетных шахт, ими можно попытаться сбросить лед, там довольно мощная гидравлическая система, — пояснил Курдин.

По его словам, современные российские подлодки в среднем могут преодолеть 0,6 м льда при всплытии без хода и 0,8 м — при всплытии на ходу. Поиск наиболее тонкого участка льда обеспечит создаваемая в рамках этого проекта программа для систем управления лодки.

— Лед не стоит на месте, он постоянно двигается. Поэтому лодка подо льдом постоянно занята поиском полыньи, чтобы в случае необходимости двинуться туда. Для этого она использует собственные средства наблюдения, средства авиационной и космической разведки, — отметил Курдин.

По его словам, оборудование для определения толщины льда представляет собой эхолот, направленный в сторону поверхности. Зная глубину, на которой находится лодка, можно получить данные о толщине ледяного покрова, используя данные так называемого эхоледомера.

Отдельная задача — создание спасательной камеры для экипажа, которая также должна пробивать лед — для доступа к воздуху и связи со спасателями. После подъема камеры к подводной части льда планируется использовать устройства для его подтопления за счет высокой температуры. Спасательная камера будет оснащена радиосвязью, навигационными приборами и сигнальными буями.

В качестве дополнительного обеспечения безопасности форсирования льда арктическими подводными лодками Минпромторг предлагает создать наземный центр, который будет анализировать ледовую обстановку в акваториях плавания подводных лодок.

Освоить технологию Минпромторг собирается к апрелю 2015 года, а первые изделия могут появиться на подводных лодках в Арктике в 2016-м. На реализацию проекта планируется потратить 285 млн рублей.

Источник

КОГДА ЛЕД КРЕПЧЕ ЖЕЛЕЗА

Освещение ледовой обстановки для подводных лодок в арктических районах

Ледовая обстановка — состояние ледового покрова на морях и внутренних водных путях, влияющее на условия и безопасность плавания кораблей (судов), характер и способы боевых действий кораблей сил флота. Ледовая обстановка характеризуется количеством льда, его толщиной, уровнем деформированности, сплоченности, подвижности, положением и состоянием кромки льда, наличием и размерами трещин, полыней и разводий [1].

Для определения ледовой обстановки проводится ледовая разведка — сбор и изучение данных о характере и состоянии ледового покрова в полностью или частично замерзающих морях с целью обеспечить боевые и повседневные действия сил флота (войск), плавание судов и другие виды хозяйственной и научной деятельности. В задачи ледовой разведки входит всестороннее изучение ледового покрова: границ его распространения, толщины, сплоченности; наличия трещин и разводий в нем; положения кромки льда; направления и скорости его дрейфа; возраста; торосистости льда, а также поиск ледяных островов и определение других характеристик ледяного покрова.

Данные ледовой разведки используются для разработки ледовых прогнозов и решения частных задач, например, организации дрейфующих станций, создания взлетно-посадочных полос и так далее. Ледовая разведка проводится летательными аппаратами, метеорологическими искусственными спутниками Земли, кораблями и судами, наземными и дрейфующими гидрометеостанциями, дрейфующими автоматическими радиометеостанциями. Технические средства ледовой разведки могут быть визуальными или инструментальными: РЛС бокового обзора, измерители толщины льда, эхоледомеры, обнаружители разводий, аэрофотосъемочная аппаратура, радиационные термометры, актинометрические датчики [2] и так далее.

В зависимости от сложившейся обстановки или полученных приказов, подводная лодка, действующая подо льдом, должна быть способна в кратчайшее время всплыть в надводное положение. Такое всплытие осуществляется на чистой воде (в полынье (рис. 1), разводье, канале и т. п.); с проламыванием льда (рис. 2); в полынье, образовавшейся от взрыва торпед, подготовленных для подрыва льда.

Подготовка к всплытию во льдах — длительная и кропотливая работа. Предпочтительнее всплывать на «чистой воде» в полынье (рис. 4), разводье (рис. 5) или с продавливанием тонкого льда. Но это не всегда возможно. Если подводная лодка длительное время находится в ограниченном районе, где определен дрейф льда, разведаны участки чистой воды или ровного тонкого льда, то трудностей не возникает. Сложнее, когда по 12–24 часа нет информации о ледовой обстановке. За это время небольшие участки открытой воды под действием дрейфа и подвижек льда затягиваются, ровный тонкий лед наращивает толщину и торосится, а траектория дрейфа льда очень сложна (рис. 6) [4].

При невозможности всплыть в полынье (на чистой воде) подводная лодка проламывает лед. Подводная лодка того или иного типа в зависимости от конструктивных особенностей «продавливает» лед только определенной толщины (рис. 7).

Толщина однолетнего льда к началу таяния может достигать 1,5–2,0 метров, и за летний период он обычно полностью не исчезает, а сохраняется до нового ледообразования. Двухлетний лед (2,0 метра и более) толще и плотнее однолетнего, поэтому и осадка его больше. Многолетний паковый лед занимает большую часть ледового покрова Арктики, это основное препятствие для всплытия подводных лодок. Толщина пакового льда на относительно ровных участках равна в среднем 3–3,5 метрам. Нередки торосы (рис. 8) с заглублением до 20,0 метров [5]. Все подводники, готовящиеся к походам в Арктику, должны уяснить: лед крепче железа.

Рис. 1. Внешний вид полыньи в Арктике

Учитывается глубина и скорость хода подводной лодки, которые влияют на выбор применяемых средств. К средствам ледовой разведки подводной лодки относятся эхоледомеры (рис. 10), гидроакустический комплекс, станции миноискания (рис. 11), навигационные обнаружители (рис. 12) и оптико-электронные средства (рис. 13).

Сбор, обработка и подготовка информации с целью доведения до командира подводной лодки достоверных данных о ледовом покрове являются задачами навигационно-гидрографического и гидрометеорологического обеспечения. Необходимо определить и выявить координаты кромок сплошного и дрейфующего льда; наличие крупных полыней, разводий, каналов, однолетних ледяных полей; толщину льда, направления и скорости его дрейфа; опасные и особо опасные явления гидрометеообстановки; прогноз ледовой обстановки и т.д. Собранную, обработанную и подготовленную информацию управляющий командный пункт передает на подводную лодку [7, 8].

Рис. 3. Пуск ракеты

Ледовая разведка в интересах подводной лодки, действующей в арктических районах, осуществляется силами различных ведомств и подразделений обеспечения флота: самолетами и вертолетами гражданской авиации и Воздушно-космических сил, судами и кораблями Российской Федерации, орбитальной группировкой космических аппаратов дистанционного зондирования Земли, дрейфующими станциями «Северный полюс», гидрографическими экспедициями, автоматическими ледовыми гидрометеостанциями. Главная задача освещения ледовой обстановки — гарантированно довести до подводной лодки достоверную и своевременную информацию о ней для конкретного района действий.

Рис. 4. При всплытии в полынье возможна и такая встреча

Актуальность применения перечисленных выше средств велика. Дело в том, что информация от системы «Север», действующей в интересах гражданского судоходства, подводным лодкам не поступает. Хотя и предусмотрено доведение системой ледовых карт, прогнозов, рекомендаций в формате электронной картографической навигационно-информационной системы (ЭКНИС) практически в реальном времени. И группировка Российских искусственных спутников Земли не в полном объеме освещает Арктический регион (рис. 14), из-за чего потенциальная возможность улучшения ледовой разведки не реализуется. В результате информация о толщине льда, сплоченности, дрейфе, наличии полыней и разводий доступна только от иностранных искусственных спутников Земли.

Рис. 5. Небольшое разводье среди льда

Ситуацию с мониторингом ледовой обстановки в незондируемых сегодня районах должны были исправить радиолокационные космические аппараты серии «Арктика-Р». Они предназначались для вскрытия ледовой обстановки, проведения разведки нефти, газа и других полезных ископаемых в арктическом регионе (рис. 15). Однако данный проект пока не реализован.

Рис. 7. Лед на носовой надстройке подводной лодки, хорошо видна структура льда

Большой интерес для обеспечения подледного плавания (ПЛ) представляет опыт использования автономных и телеуправляемых необитаемых подводных аппаратов (АНПА, ТНПА) для работы в ледовых условиях.

Рис. 9. Редкое гостеприимство Арктики

Возрастающий интерес к освоению арктического шельфа, необходимость обеспечения походов подводных лодок в арктические районы, научная и экономическая целесообразность диктуют необходимость иметь в России такие аппараты.

Рис. 13. Выраженная граница льда, наблюдаемая в оптикоэлектронные средства

Тема полярных исследований с использованием АНПА и ТНПА изучается в США, Великобритании, Германии, Дании, Норвегии, Японии, Китае. Эти страны уже имеют аппараты, способные работать в ледовых условиях: Autosub, Bluefin-2, ROV Nereid, DeepC, MARIDAN, SeaOTTER, HUGIN 3000 и 4500, Urashima и другие [9]. На АНПА Autosub с помощью направленного вверх многолучевого эхолота (МЛЭ) EM 2000 еще в 2004 году удалось получить 3D-изображение нижней кромки льда. Ширина полосы обследования составила около 100 метров.

• улучшение характеристик, наглядности и полноты отображения информации собственных средств ледовой разведки, установленных на подводной лодке, включая морское телевидение, станции миноискания, эхоледомеры, обнаружители и т.п.;

• создание внешних средств ледовой разведки (автономных или телеуправляемых), передающих на носитель (подводную лодку) информацию по кабельному или гидроакустическому каналу связи (возможны другие каналы), а также средств ледовой разведки, дрейфующих вместе со льдом, либо стационарно размещенных на дне и обеспечивающих многостороннюю связь с корреспондентом;

• доведение ледовой обстановки до подводной лодки в реальном масштабе времени;

• проведение научных исследований по вычислению полыней, тонкого льда в различных арктических районах, по карто­графированию морского дна.

1. Морской словарь. Т. 1. — М.: Воениздат МО СССР, 1959.

2. Военно-морской энциклопедический словарь. — М.: Воениздат, 2003.

3. Военная энциклопедия. Т. 6. — М.: Воениздат, 2002.

4. Деев М.Г. Льды Арктики и климат Северного полушария. — М.: Мысль, 1986. — 245 с.

5. Арикайнен А.И., Чубаков К.Н. Азбука ледового плавания. — М.: Транспорт, 1987. — 223 с.

6. Дреммог В.В., Шифрин Л.С. Навигационная гидрометеорология, второе издание. — М.: Транспорт, 1978. — 178 с.

7. Бушуев А.В., Волков Н.А., Лощилов В.С. Атлас ледовых образований. — Л.: Гидрометеоиздат, 1974. — 139 с.

8. Дерюгин К.К., Карелин Д.Б. Ледовые наблюдения на морях. — Л.: Гидрометиздат, 1954. — 168 с.

9. Аналитический отчет Тяжелые автономные необитаемые аппараты ч. 1, 2. — СПб: Рубин, 2016.

Источник

Взломанный лед: как подводные ракетоносцы научили всплывать в Арктике

Сегодня это крупнейший мировой научно-исследовательский центр. Вот лишь небольшой перечень направлений его деятельности: фундаментальные исследования в области морской и речной техники; разработка и обоснование программ кораблестроения и судостроения; разработка и экспертиза проектов морских и речных кораблей, судов и сооружений; исследования в области гидродинамики, прочности, энергетики и электроэнергетических систем, физических полей, гидроакустики; проектирование электротехнического оборудования, гребных винтов, движительных комплексов; проектные решения и разработки по созданию платформ для добычи нефти и газа на морском шельфе.

Обо всех направлениях его деятельности рассказать в одной публикации невозможно.

Например, в центре ведут работы по адаптации разработок, которые велись исключительно в военных целях, к гражданскому судостроению. В частности, в рамках проекта «ЭкоБот» создается энергомодуль на топливных элементах. Он будет построен на базе отечественных батарей топливных элементов с твердополимерным электролитом и конвертора органического топлива. Планируется, что его мощность составит один мегаватт. Этого хватит и на движение судна, и на его освещение, и на работу приборов.

По словам специалистов, простота в эксплуатации, автоматическое управление и увеличение сроков техобслуживания делают их пригодными для оснащения даже безэкипажных судов.

Россия возвращается в Арктику всерьез и навсегда. Для обеспечения этого возврата необходимы совершенно новые разработки в области арктических технологий. И они ведутся.

Сейчас в Крыловском центре просчитаны концептуальные проекты судов и морской техники высокого ледового класса. Это целая линейка атомных и дизель-электрических ледоколов для использования на Севморпути и Арктическом шельфе, научно-исследовательские суда для работы в полярных широтах, включая научно-исследовательские суда для рыбопромысловой отрасли, имеющие уникально низкий уровень шума, суда для развития шельфовых проектов, начиная с судов 3D-сейсморазведки, арктических буровых судов и заканчивая всеми видами буровых и эксплуатационных платформ для широкого диапазона глубин, ледовых и метеорологических условий.

Для исследований в области строительства различных объектов в Арктике введена в эксплуатацию ландшафтная аэродинамическая труба, которая по своим техническим возможностям является уникальной даже по мировым меркам. Благодаря большим размерам ее рабочей части можно проводить аэродинамические испытания крупномасштабных портовых сооружений, терминалов отгрузки углеводородов, угля, руд, а также макетов кораблей, судов, морских платформ, прибрежных объектов военной и гражданской инфраструктуры. По полученным результатам будут даваться конкретные рекомендации по конфигурации и размещению корабельных надстроек и вертолетных площадок, наиболее благоприятным местам строительства различных объектов.

Такие исследовательские работы при создании ледоколов в нашей стране ведутся впервые. И «Лидер» действительно станет лидером в части реализованных в нем ноу-хау с хорошей предварительной проработкой.

В истории Крыловского центра есть одна малоизвестная страница, связанная с Арктикой. «Российская газета» рассказывает об этом первой.

Все американские подлодки, всплывавшие в Арктике, были многоцелевыми. Стратеги у них не всплывают до сих пор. И почти каждое всплытие превращалось в проблему. Иногда удавалось высунуть из-подо льда только рубку, случалось, что всплывшая субмарина намертво вмерзала в лед, и «утопить» ее обратно получалось с огромным трудом.

Те же проблемы были и у нас. В Крыловском центре над их решением бились долгие годы. Было проведено множество расчетов и огромное количество сложнейших экспериментов. И только в 1979 году первый советский атомный подводный ракетоносец смог взломать ледовый панцирь и всплыть.

Пусть об этом расскажет непосредственный участник тех событий, ныне советник генерального директора «Крыловского государственного научного цента» Валерий Николаевич Поляков.

Вот его воспоминания:

— В конце 1970-х годов состоялась серия натурных экспериментов по всплытию стратегических атомных подводных лодок в арктических льдах. Причины интереса к Арктике тогда были совершенно понятны.

Во-первых, в арктических льдах не ходят иностранные надводные боевые корабли, и, следовательно, опасность обнаружения ими наших подлодок отсутствовала.

Во-вторых, полеты иностранных самолетов ПЛО в Арктике сопряжены с большими трудностями, требуют большого опыта и их появление в арктическом небе было достаточно редким событием, особенно в сравнении с акваториями Атлантического и Тихого океанов.

В-третьих, нашим подводным ракетоносцам с баз на Кольском полуострове в арктические акватории можно было попасть без преодоления мощных противолодочных рубежей в Северной Атлантике, а вот американским субмаринам надо было либо проходить мелководным Беринговым проливом из Тихого океана, либо протяженным маршрутом из баз на Атлантическом побережье США и в северной Англии.

После прихода на работу в Крыловский научный центр, тогда ЦНИИ им. А.Н. Крылова, мне пришлось активно заниматься всем комплексом вопросов, связанных с отработкой методик боевого применения АПЛ в ледовых условиях. Поэтому закономерным стало мое включение в состав группы ученых и специалистов промышленности, принявшей участие в боевом походе атомного подводного ракетоносца в Арктику, что оставило неизгладимый след в моей памяти.

Подводный ракетоносец, следуя нашим рекомендациям, без проблем взломал лед и всплыл. Четверо специалистов, включая меня, были высажены на лед, после чего подлодка погрузилась в глубину. А мы остались одни среди белого безмолвия. Даже страшно было думать о том, что наша субмарина еще раз всплыть не сможет. Однако она, совершив циркуляцию подо льдом, снова всплыла в двухстах метрах от места нашей высадки. Радость наша была неописуемой.

Более десяти раз мы всплывали из-подо льда, толщина которого достигала порой двух метров, раз за разом на практике успешно отрабатывая методики боевого применения атомных подводных ракетоносцев в арктических условиях. Прямо оттуда, с борта подводной лодки, руководству Советского Союза был направлен подробный доклад о результатах всего комплекса проведенных работ, в итоге получивший его высокую оценку. Как следствие этого арктического похода трое из экипажа АПЛ были удостоены звания Герой Советского Союза, на долю же командированных ученых и специалистов выпала Государственная премия.

При следующих походах в Арктику, уже в начале 1980-х, производились учебные пуски по Камчатскому полигону Кура.

Был отработан способ всплытия во льдах, позволяющий избавиться от тяжелого ручного труда по освобождению палубы от взломанного льда. Эксперименты позволили уточнить ледовую нагрузку на корпус всплывающей подводной лодки и соответственно более правильно определять местную прочность корпусных конструкций.

Можно добавить, что наш способ всплытия во льдах оказался настолько уникальным, что его удалось даже запатентовать. Американские подводники, наверное, сейчас знают эту технологию всплытия, но не применяют ее. Вероятно, просто потому, что рядом с ними не было и нет таких специалистов Крыловского научного центра, которые научили наших подводников не бояться льда еще 40 лет назад.

Источник

Взорванный лед. Как действуют ракетные атомоходы в Арктике

МОСКВА, 14 сен — РИА Новости, Николай Протопопов. Толстые паковые льды над головой, кромешная темнота и абсолютная изоляция от внешнего мира — ровно 55 лет назад, 14 сентября 1963-го, советская атомная подлодка К-178 начала первый в истории подледный трансарктический переход с баллистическими ракетами на борту. Моряки Северного флота за две недели преодолели четыре с половиной тысячи миль и отработали десятки маневров, включая всплытие в полынье.

Ледовый плен

С военной точки зрения Арктика всегда была стратегически важным регионом для США и СССР, особенно в разгар холодной войны. В 1958-м американская атомная субмарина «Наутилус» первой прошла от Аляски до Гренландии, изучив кратчайшие маршруты для подхода и нанесения ракетно-ядерных ударов по СССР. В 1962-м советские подводники тоже осуществили подобный переход. Однако в обоих случаях это были торпедные подлодки без баллистических ракет.

Экипажу под командованием капитана первого ранга Аркадия Михайловского командование поручило освоить поиск в сплошном ледовом поле участков чистой воды, подходящих для всплытия и стрельбы баллистическими ракетами. Во время перехода изучался рельеф дна, оценивались возможности радиосвязи и навигационной аппаратуры в высоких широтах, впервые выполнялись десятки других операций, необходимых при решении стратегических задач. О важности этого похода говорит и то, что корабль и экипаж осматривал и провожал в поход лично главнокомандующий ВМФ СССР адмирал Сергей Горшков.

Атомная подводная лодка К-178 проекта 658 — одна из первых советских субмарин, способная кроме торпед нести также баллистические ракеты Р-13 надводного старта с ядерными зарядами. Подлодка погружалась на глубину до трехсот метров, под водой развивала скорость до 26 узлов, в надводном положении — семь-восемь узлов. Численность экипажа — 104 человека, автономность плавания — до 50 суток.

Попасть в полынью

Лодка К-178 ушла под паковый лед в 150 милях севернее Земли Франца-Иосифа. Курс пролегал строго на север до параллели 84 градуса северной широты, после пересечения которой лодка двинулась на восток до меридиана острова Врангеля и затем снова повернула на юг. Первое всплытие провели уже через несколько часов похода. Просвет в толще льда искали практически на ощупь — командир корабля не отрывался от перископа.

Подледный поход — это сильнейшее психологическое напряжение для экипажа. Ведь случись любая нештатная ситуация, всплыть не получится — сверху льды толщиной несколько десятков метров. Для подстраховки носовые торпедные аппараты зарядили двумя боевыми торпедами, чтобы в случае чего пробить хоть какую-нибудь полынью.

Поход продолжался 16 дней — 30 сентября 1963-го подводная лодка ошвартовалась у пирса в бухте Крашенинникова. В общей сложности она прошла почти четыре с половиной тысячи миль. Из них в подводном положении — три с половиной тысячи, в том числе подо льдами — более полутора тысяч.

«Подводные» космонавты

По словам бывшего командира АПЛ, Героя России Александра Астапова, который в 1993-м совершил подледный переход примерно по тому же маршруту, что и К-178, любая операция на борту в таких условиях требует высочайшего уровня подготовки всех без исключения членов экипажа.

«Над головой у тебя десятки метров льда, и ты не можешь всплыть в любой момент, — рассказывает он РИА Новости. — Поэтому безопасность стоит на первом месте. Аварийная ситуация — значит, надо всплывать, а через слишком толстые льды невозможно пробиться. Приходится с помощью гидроакустического оборудования постоянно искать полыньи, засекать и контролировать их координаты, чтобы при необходимости туда вернуться. Торпеды тоже не панацея — высока вероятность просто не найти образовавшийся после взрыва просвет, который очень быстро закроется».

Сегодня Северный Ледовитый океан и в целом Арктика — зона особого интереса России. Российские моряки накопили огромный опыт подводного плавания, боевого патрулирования в высоких широтах, освоения Арктической зоны и приполюсных районов.

«В интересах безопасности мы были там всегда. Мы полностью сохранили отечественную школу подледного плавания и, более того, в последние несколько лет обогатились новым опытом. Речь идет об успешной практике межфлотских переходов подводных лодок подо льдами Арктики», — заявил журналистам главнокомандующий ВМФ России Владимир Королев на праздновании 60-летия атомного подводного флота России.

Экипажи ракетных подводных лодок стратегического назначения постоянно совершенствуют мастерство подледного плавания, а отряды кораблей Северного флота ежегодно совершают походы по акватории Северного морского пути.

Источник