Почему подводная лодка не может всплыть, если легла на дно
В фильмах и книгах про подводников иногда рассказывают драматичные сцены, как подводная лодка лежит на дне, экипаж отчаянно пытается продуть цистерны, и... о чудо! — судно медленно, но верно отрывается от грунта и устремляется вверх. В реальности всё гораздо страшнее и сложнее. Если подводная лодка легла на дно, у неё есть лишь крошечный шанс когда-либо снова увидеть солнечный свет.
В большинстве случаев прилёгшая на дно подлодка уже не всплывёт. Потому что физика не даст ей это сделать.
Эффект «присоски»
Многие ошибочно полагают, что главная проблема — это вес. Да, лодка тяжелая, но она сконструирована так, чтобы плавать. Так что вес тут ни при чём.
Представьте, что вы наступили в грязь и пытаетесь оторвать ногу. Вы чувствуете сопротивление? Под водой происходит нечто похожее, только масштаб катастрофический.
Когда лодка ложится на дно, вода выдавливается из зазора между корпусом и грунтом. Если грунт илистый или песчаный, он буквально обволакивает корпус. Давление воды сверху (атмосфера + толща воды) давит на лодку, а снизу воды (которая могла бы вытолкнуть её) уже нет — её вытеснил корпус.
Если грунт вязкий, возникает эффект прилипания. Чтобы оторваться от дна, лодке нужно преодолеть не только свой вес, но и силу поверхностного натяжения и вязкость грунта. Это как пытаться вытащить ногу из болота или только что залитого бетона.
Лодка погружается в ил, как в болото. Ил плотно облегает корпус, и оторвать его можно только с огромной мощностью двигателей.
Если на дне песок или гравий, возникает другая опасность — винты и рули окажутся заблокированы. Она не сможет дать ход назад, чтобы «раскачать» корпус и отлипнуть. Если на дне скалы, лодка банально может повредить какие-то свои части, в том числе корпус.
Если дно глубоко
Если лодка легла на дно где-то очень глубоко, то ситуация становится ещё хуже. Для всплытия подлодка использует балластные цистерны. Чтобы погрузиться, в них закачивают воду, чтобы всплыть — вытесняют воду сжатым воздухом. Вроде бы всё просто и надёжно.
Но на глубине, например, 200 метров, давление воды составляет около 20 атмосфер. Чтобы выдуть воду из цистерн, воздух в них должен быть ещё более сжатым. Если запаса воздуха не хватает, чтобы создать давление, превышающее забортное, воздух не может «вытолкнуть» воду, и лодка не всплывает.
И тут нужно понимать ещё одну вещь. Каждая подводная лодка имеет предельную глубину погружения. Если она ложится на дно ниже этой отметки (например, из-за потери хода или отказа систем), начинается процесс разрушения.
Давление воды на такой глубине настолько велико, что начинает «играть» даже толстый прочный корпус. Вода начинает проникать через заклёпки, сальники и клапаны. Появляется водотечность. В этот момент лодка теряет плавучесть не потому, что не хочет всплывать, а потому, что внутрь поступает вода, утяжеляющая её. Начинается цепная реакция: чем глубже, тем страшнее, и выбраться уже невозможно.
На практике всё ещё страшнее. Подводная лодка — это сложный организм. Чтобы всплыть, ей нужны три вещи: электроэнергия (для насосов, клапанов, приборов), сжатый воздух и работающая система управления.
Если лодка «легла на дно» из-за аварии (пожар, короткое замыкание, затопление отсека), скорее всего, эти системы повреждены. Экипаж может быть заблокирован в отсеках, а механизмы — обесточены. Без энергии открыть клапаны вентиляции или запустить насосы невозможно.
Подводная лодка на дне — это заложник законов Архимеда, гидростатики и собственной прочности. Всплытие лежащей на дне подводной лодки — это в прямом смысле практически чудо. История знает несколько случаев, когда отчаянные меры экипажа — например, сброс тяжёлого киля или экстренное продувание балласта — позволяли подводной лодке совершить почти невозможное и вернуться на поверхность, но это исключение из правил.
В фильмах и книгах про подводников иногда рассказывают драматичные сцены, как подводная лодка лежит на дне, экипаж отчаянно пытается продуть цистерны, и... о чудо! — судно медленно, но верно отрывается от грунта и устремляется вверх. В реальности всё гораздо страшнее и сложнее. Если подводная лодка легла на дно, у неё есть лишь крошечный шанс когда-либо снова увидеть солнечный свет.
В большинстве случаев прилёгшая на дно подлодка уже не всплывёт. Потому что физика не даст ей это сделать.
Эффект «присоски»
Многие ошибочно полагают, что главная проблема — это вес. Да, лодка тяжелая, но она сконструирована так, чтобы плавать. Так что вес тут ни при чём.
Представьте, что вы наступили в грязь и пытаетесь оторвать ногу. Вы чувствуете сопротивление? Под водой происходит нечто похожее, только масштаб катастрофический.
Когда лодка ложится на дно, вода выдавливается из зазора между корпусом и грунтом. Если грунт илистый или песчаный, он буквально обволакивает корпус. Давление воды сверху (атмосфера + толща воды) давит на лодку, а снизу воды (которая могла бы вытолкнуть её) уже нет — её вытеснил корпус.
Если грунт вязкий, возникает эффект прилипания. Чтобы оторваться от дна, лодке нужно преодолеть не только свой вес, но и силу поверхностного натяжения и вязкость грунта. Это как пытаться вытащить ногу из болота или только что залитого бетона.
Лодка погружается в ил, как в болото. Ил плотно облегает корпус, и оторвать его можно только с огромной мощностью двигателей.
Если на дне песок или гравий, возникает другая опасность — винты и рули окажутся заблокированы. Она не сможет дать ход назад, чтобы «раскачать» корпус и отлипнуть. Если на дне скалы, лодка банально может повредить какие-то свои части, в том числе корпус.
Если дно глубоко
Если лодка легла на дно где-то очень глубоко, то ситуация становится ещё хуже. Для всплытия подлодка использует балластные цистерны. Чтобы погрузиться, в них закачивают воду, чтобы всплыть — вытесняют воду сжатым воздухом. Вроде бы всё просто и надёжно.
Но на глубине, например, 200 метров, давление воды составляет около 20 атмосфер. Чтобы выдуть воду из цистерн, воздух в них должен быть ещё более сжатым. Если запаса воздуха не хватает, чтобы создать давление, превышающее забортное, воздух не может «вытолкнуть» воду, и лодка не всплывает.
И тут нужно понимать ещё одну вещь. Каждая подводная лодка имеет предельную глубину погружения. Если она ложится на дно ниже этой отметки (например, из-за потери хода или отказа систем), начинается процесс разрушения.
Давление воды на такой глубине настолько велико, что начинает «играть» даже толстый прочный корпус. Вода начинает проникать через заклёпки, сальники и клапаны. Появляется водотечность. В этот момент лодка теряет плавучесть не потому, что не хочет всплывать, а потому, что внутрь поступает вода, утяжеляющая её. Начинается цепная реакция: чем глубже, тем страшнее, и выбраться уже невозможно.
На практике всё ещё страшнее. Подводная лодка — это сложный организм. Чтобы всплыть, ей нужны три вещи: электроэнергия (для насосов, клапанов, приборов), сжатый воздух и работающая система управления.
Если лодка «легла на дно» из-за аварии (пожар, короткое замыкание, затопление отсека), скорее всего, эти системы повреждены. Экипаж может быть заблокирован в отсеках, а механизмы — обесточены. Без энергии открыть клапаны вентиляции или запустить насосы невозможно.
Подводная лодка на дне — это заложник законов Архимеда, гидростатики и собственной прочности. Всплытие лежащей на дне подводной лодки — это в прямом смысле практически чудо. История знает несколько случаев, когда отчаянные меры экипажа — например, сброс тяжёлого киля или экстренное продувание балласта — позволяли подводной лодке совершить почти невозможное и вернуться на поверхность, но это исключение из правил.