El hecho de la existencia de un batiscafo, que logró conquistar el abismo más profundo, atestigua la posibilidad técnica de crear vehículos tripulados para bucear a cualquier profundidad.
¿Por qué ninguno de los submarinos modernos está ni siquiera cerca de poder sumergirse, ni siquiera a 1000 metros?
Hace medio siglo, el batiscafo, ensamblado con los medios improvisados de acero estándar y plexiglás, llegó al fondo de la Fosa de las Marianas. Y podría continuar mi inmersión si hubiera grandes profundidades en la naturaleza. ¡La profundidad de diseño segura para Trieste era de 13 kilómetros!
Más de 3/4 del área del Océano Mundial cae en la zona abisal: un lecho oceánico con profundidades de más de 3000 m ¡Espacio operativo genuino para la flota submarina! ¿Por qué nadie aprovecha estas oportunidades?
La conquista de grandes profundidades no tiene nada que ver con la fuerza del casco de los "Tiburones", "Boreyev" y "Virginia". El problema es diferente. Y el ejemplo con el batiscafo "Trieste" no tiene absolutamente nada que ver con eso.
Son similares, como un avión y un dirigible
Batiscafo es un "flotador". Carro tanque con gasolina, con una góndola de tripulación fijada debajo. Cuando se lleva el lastre a bordo, la estructura adquiere flotabilidad negativa y se hunde en profundidad. Cuando se deja caer el lastre, vuelve a la superficie.
A diferencia de los batiscafos, los submarinos necesitan cambiar repetidamente la profundidad de estar bajo el agua durante una inmersión. En otras palabras, el submarino tiene la capacidad de cambiar repetidamente la reserva de flotabilidad. Esto se logra llenando los tanques de lastre con agua de mar, que se sopla con aire al ascender.
Normalmente, los barcos utilizan tres sistemas de aire: aire de alta presión (HPP), presión media (HPA) y aire de baja presión (HPP). Por ejemplo, en los barcos estadounidenses modernos de propulsión nuclear, el aire comprimido se almacena en cilindros a 4500 psi. pulgada. O, humanamente, unos 315 kg / cm2. Sin embargo, ninguno de los sistemas consumidores de aire comprimido utiliza VVD directamente. Las caídas repentinas de presión provocan una congelación intensa y el bloqueo de las válvulas, al mismo tiempo que crean el peligro de ráfagas de compresión de vapores de aceite en el sistema. El uso generalizado de VVD bajo presión superior a 300 atm. crearía peligros inaceptables a bordo del submarino.
El VVD a través de un sistema de válvulas reductoras de presión se suministra a los consumidores en forma de VVD bajo una presión de 3000 lb. por metro cuadrado pulgadas (aproximadamente 200 kg / cm2). Es con este aire con el que se soplan los principales tanques de lastre. Para asegurar el funcionamiento de los otros mecanismos del barco, lanzando armas, así como soplando los tanques de compensación y compensación, se usa aire "de trabajo" a una presión aún más baja de aproximadamente 100-150 kg / cm2.
¡Y aquí es donde entran en juego las leyes del drama!
Con una inmersión en las profundidades del mar por cada 10 metros, la presión aumenta en 1 atmósfera
A una profundidad de 1500 m, la presión es de 150 atm. A una profundidad de 2000 m, la presión es de 200 atm. Esto corresponde exactamente al valor máximo de TIR y TIR en sistemas submarinos.
La situación se ve agravada por los limitados volúmenes de aire comprimido a bordo. Especialmente después de que el barco ha estado bajo el agua durante mucho tiempo. A una profundidad de 50 metros, las reservas disponibles pueden ser suficientes para desplazar el agua de los tanques de lastre, pero a una profundidad de 500 metros, esto solo es suficiente para soplar 1/5 de su volumen. Las profundidades son siempre un riesgo y hay que proceder con la máxima precaución.
Hoy en día, existe la posibilidad práctica de crear un submarino con un casco diseñado para una profundidad de buceo de 5000 metros. Pero soplar los tanques a tal profundidad requeriría aire a una presión de más de 500 atmósferas. Diseñar tuberías, válvulas y accesorios diseñados para esta presión, manteniendo su peso razonable y eliminando todos los peligros asociados, es hoy una tarea técnicamente insoluble.
Los submarinos modernos se basan en el principio de un equilibrio razonable de rendimiento. ¿Por qué construir un casco de alta resistencia que pueda soportar la presión de una columna de agua de un kilómetro de largo cuando los sistemas de superficie están diseñados para profundidades mucho menores? Habiendo hundido un kilómetro, el submarino estará condenado en cualquier caso.
Sin embargo, esta historia tiene sus propios héroes y marginados.
Los submarinistas estadounidenses son considerados forasteros tradicionales en el campo del buceo en aguas profundas
Durante medio siglo, los cascos de los barcos estadounidenses se han fabricado con una sola aleación HY-80 con características muy mediocres. Aleación de alto rendimiento 80 = 80.000 psi de alto rendimiento pulgada, que corresponde al valor de 550 MPa.
Muchos expertos expresan dudas sobre la idoneidad de tal solución. Debido al casco débil, los barcos no pueden aprovechar al máximo las capacidades de los sistemas de ascenso. Que permiten soplar tanques a profundidades mucho mayores. Se estima que la profundidad de trabajo de inmersión (la profundidad a la que el barco puede estar durante mucho tiempo, realizando cualquier maniobra) para los submarinos estadounidenses no supera los 400 metros. La profundidad máxima es de 550 metros.
El uso de HY-80 permite reducir el costo y agilizar el montaje de las estructuras del casco; entre las ventajas, siempre se ha llamado a las buenas cualidades de soldadura de este acero.
Para los ardientes escépticos, que declararán inmediatamente que la flota del "enemigo potencial" se repone masivamente con basura no combatible, se debe tener en cuenta lo siguiente. Esas diferencias en el ritmo de construcción naval entre Rusia y los Estados Unidos se deben no tanto al uso de grados de acero de mayor calidad para nuestros submarinos como a otras circunstancias. De todas formas.
En el extranjero, siempre se ha creído que los superhéroes no son necesarios. Las armas subacuáticas deben ser lo más fiables, silenciosas y numerosas posible. Y hay algo de verdad en esto.
Komsomolets
El esquivo "Mike" (K-278 según la clasificación de la OTAN) estableció un récord absoluto de profundidad de buceo entre los submarinos: 1027 metros.
La profundidad máxima de inmersión de los "Komsomolets" según los cálculos fue de 1250 m.
Entre las principales diferencias de diseño, inusuales para otros submarinos domésticos, hay 10 tanques sin anillo ubicados dentro de un casco duradero. Posibilidad de disparar torpedos desde grandes profundidades (hasta 800 metros). Cápsula de escape emergente. Y lo más destacado es el sistema de emergencia para soplar tanques con la ayuda de generadores de gas.
El cuerpo hecho de aleación de titanio permitió aprovechar todas las ventajas inherentes.
El titanio en sí no era una panacea para conquistar las profundidades del mar. Lo principal en la creación de los Komsomolets de aguas profundas fue la calidad de construcción y la forma de un casco sólido con un mínimo de agujeros y puntos débiles.
La aleación de titanio 48-T con un límite de elasticidad de 720 MPa fue solo ligeramente superior en resistencia al acero estructural HY-100 (690 MPa), del que se fabricaron los submarinos SeaWolf.
Las otras "ventajas" descritas de la caja de titanio en forma de propiedades magnéticas bajas y su menor susceptibilidad a la corrosión no valían la pena la inversión en sí mismas. La magnetometría nunca ha sido un método prioritario para la detección de embarcaciones; bajo el agua, todo lo decide la acústica. Y el problema de la corrosión marina se ha resuelto durante doscientos años con métodos más simples.
El titanio desde el punto de vista de la construcción naval de submarinos domésticos tenía DOS ventajas reales:
a) menor densidad, lo que significó un cuerpo más ligero. Las reservas emergentes se gastaron en otros rubros de carga, por ejemplo, centrales eléctricas de mayor potencia. No es casualidad que los submarinos con casco de titanio (705 (K) "Lira", 661 "Anchar", "Condor" y "Barracuda") fueran construidos como conquistadores de la velocidad.
b) Entre todos los aceros y aleaciones de alta resistencia La aleación de titanio 48-T resultó ser la más avanzada tecnológicamente en el procesamiento y montaje de estructuras de casco.
"Los más avanzados tecnológicamente" no significa simple. Pero las cualidades de soldadura del titanio al menos permitieron el montaje de estructuras.
Overseas tenía una visión más optimista del uso de aceros. Para la fabricación de cascos para nuevos submarinos del siglo XXI, se propuso acero de alta resistencia de la marca HY-100. En 1989, Estados Unidos sentó las bases para el líder SeaWolfe. Después de dos años, el optimismo ha disminuido. El casco de SeaWolfe tuvo que desmontarse y empezar de nuevo.
Ahora se han resuelto muchos problemas, y las aleaciones de acero con propiedades equivalentes al HY-100 están encontrando aplicaciones más amplias en la construcción naval. Según algunos informes, dicho acero (WL = Werkstoff Leistungsblatt 1.3964) se utiliza en la fabricación de un casco duradero de submarinos no nucleares alemanes "Tipo 214".
Existen aleaciones aún más fuertes para la construcción de carcasas, por ejemplo, aleación de acero HY-130 (900 MPa). Pero debido a las malas propiedades de soldadura, los constructores navales consideraron imposible el uso del HY-130.
Aún no hay noticias de Japón.
耐久 significa límite elástico
Como dice el viejo refrán, "Hagas lo que hagas bien, siempre hay un asiático que lo hace mejor".
Hay muy poca información en fuentes abiertas sobre las características de los buques de guerra japoneses. Sin embargo, los expertos no se detienen ante la barrera del idioma o el secreto paranoico inherente a la segunda armada más fuerte del mundo.
De la información disponible, se deduce que los samuráis, junto con los jeroglíficos, utilizan ampliamente designaciones en inglés. En la descripción de los submarinos, hay una abreviatura NS (Naval Steel - acero naval), combinada con índices digitales 80 o 110.
En el sistema métrico, "80" cuando se designa un grado de acero probablemente significa un límite elástico de 800 MPa. El acero más resistente NS110 tiene un límite elástico de 1100 MPa.
Desde el punto de vista estadounidense, el acero estándar para los submarinos japoneses es el HY-114. Mejor y más duradero: HY-156.
Escena muda
"Kawasaki" y "Mitsubishi Heavy Industries" sin grandes promesas y "Poseidons" aprendieron a hacer cascos con materiales que antes se consideraban incompatibles e imposibles en la construcción de submarinos.
Los datos dados corresponden a submarinos obsoletos con una instalación independiente del aire del tipo "Oyashio". La flota consta de 11 unidades, de las cuales las dos más antiguas, que entraron en servicio en 1998-1999, fueron transferidas a la categoría de unidades de capacitación.
"Oyashio" tiene un diseño mixto de doble casco. La suposición más lógica es que la sección central (casco resistente) está hecha del acero más duradero NS110, se utiliza un diseño de doble casco en la proa y la popa del barco: una carcasa ligera y aerodinámica hecha de NS80 (presión interior = exterior presión), cubriendo los tanques de lastre principal fuera del casco resistente. …
Los submarinos japoneses modernos del tipo "Soryu" se consideran "Oyashio" mejorados al tiempo que conservan las soluciones de diseño básicas heredadas de sus predecesores.
Con su robusto casco de acero NS110, la profundidad de trabajo de Soryu se estima en al menos 600 metros. El límite es 900.
Dadas las circunstancias presentadas, las Fuerzas de Autodefensa japonesas cuentan actualmente con la flota más profunda de submarinos de combate.
Los japoneses "exprimen" todo lo posible de los disponibles. Otra pregunta es cuánto ayudará esto en un conflicto naval. Para el enfrentamiento en las profundidades del mar, se requiere una central nuclear. Las lamentables "medias tintas" japonesas con el aumento de la profundidad de trabajo o la creación de un "barco a batería" (el submarino Oryu que sorprendió al mundo) parece una buena cara para un mal juego.
Por otro lado, la tradicional atención al detalle siempre ha permitido a los japoneses tener una ventaja sobre el enemigo. La aparición de una planta de energía nuclear para la Armada japonesa es cuestión de tiempo. Pero, ¿quién más en el mundo tiene tecnologías para fabricar cajas ultrarresistentes de acero con un límite elástico de 1100 MPa?
