Z czym się je okręty podwodne
Okręt podwodny to wszakże nie koń („jaki jest, każdy widzi”)
W bieżącym numerze opisujemy klika programów symulujących okręty podwodne. Okręt podwodny to wszakże nie koń („jaki jest, każdy widzi”) i nie wszyscy wiedzą co to takiego i z czym się to je?
Zacznijmy od samej nazwy. Takie pływadło nazywa się okrętem podwodnym, a nie jak to sugerują niektórzy spece łodzią podwodną. Proszę spojrzeć na dane techniczne zamieszczone obok opisu Silent Service. Czy ponad dwa tysiące ton żelastwa i różnych mechanizmów można nazwać łodzią?
Dwa słoiki
W bardzo dużym przybliżeniu okręt podwodny przypomina swoją budową mały słoik umieszczony w dużym. Ten mały słoik jest szczelnym, mocnym stalowym walcem, w którym umieszczone są wszystkie ważne urządzenia okrętu i – oczywiście – jego załoga. Fachowo zwany on jest kadłubem sztywnym lub żywym, gdyż musi on wytrzymać ogromne ciśnienie wody na dużych głębokościach i zapewnia żywotność całego okrętu. Ponieważ jednak walcem trudno się pływa (jeśli nie wierzysz, to przepłyń się przewróconą beczką), to jest on obudowany drugim kadłubem posiadającym kształt opływowy. Ma on znacznie słabszą konstrukcję, gdyż nie podlega on ciśnieniu wody, a nazywany jest kadłubem lekkim.
Z pewnością zastanawiasz się, jak to jest możliwe, że zanurza się cały okręt, a ciśnienie wody działa tylko na kadłub mocny. Jest tak dlatego, że kadłub lekki jest otwarty i woda ciśnie na niego z obu stron – od zewnątrz i wewnątrz, a więc działające siły się znoszą. Jest to związane z samą zasadą zanurzania się okrętu (niestety, kłania się tu nijaki Archimedes). Aby okręt (każdy) utrzymywał się na powierzchni, to siła wyporu musi równoważyć jego ciężar. Jeśli ciężar okrętu jest większy niż wypór (czyli ciężar wypartej przezeń wody), to wtedy on tonie. Dla zanurzenia okrętu podwodnego wystarczy więc tylko zwiększyć jego ciężar lub zmniejszyć wypór.
Zwiększenie ciężaru jest kłopotliwe, bo skąd wziąć dodatkowa obciążenia. Znacznie prostsze jest zmniejszenie wyporu. W tym celu wystarczy tylko zrobić dziury w kadłubie lekkim, aby woda swobodnie mogła się dostać do jego wnętrza. Wypór samego kadłuba sztywnego jest znacznie mniejszy i okręt się zanurza. Przyjrzyj się rysunkom 1 i 2, które ilustrują te dwa stany pływania.
Należy jeszcze rozwiązać problem przechodzenia z jednego do drugiego stanu. Droga „w dół” jest prosta: górne otwory w kadłubie lekkim zamykamy pokrywami, które noszą nazwą odwietrzników. Gdy odwietrzniki są zamknięte, to do przestrzeni między kadłubem lekkim i sztywnym (a dokładnie do jej części zwanej zbiornikami balastowymi) dostanie się tylko trochę wody – tyle, ile zmieści się po niewielkim sprężeniu znajdującego się tam powietrza (rys. 1).
Po otwarciu odwietrzników, woda wypycha powietrze ze zbiorników balastowych i okręt zanurza się (rys. 3).
Większym problemem jest powrót na powierzchnię. Aby to umożliwić okręt podwodny jest wyposażony w zbiorniki ze sprężonym powietrzem. Najpierw zamyka się odwietrzniki, a następnie do zbiorników balastowych wpuszcza się sprężone powietrze (czynność ta jest nazywana szasowaniem balastów), które wypycha wodę i okręt się wynurza (rys. 4).
Oczywiście Jest to możliwe tylko wtedy, gdy ciśnienie wody będzie mniejsze niż ciśnienie powietrza w zbiornikach. Teoretycznie istnieje więc możliwość, że okręt zanurzy się tak głęboko, iż nie będzie mógł się wynurzyć o własnych siłach. Historia nie zanotowała jednak takich przypadków, ponieważ ciśnienie sprężonego powietrza jest zawsze większe od ciśnienia, które może wytrzymać kadłub sztywny. Tak głęboko zanurzony okręt, przypomina wyglądem rozdeptaną puszką po „Coli”, czyli nie ma co się już wynurzać.
Jeżeli weźmiesz wspomniane na początku dwa słoiki i napełnisz wodą zewnętrzny, to cały ten zestaw po prostu utonie. Co w takim razie zrobić, aby okręt nie zanurzył się aż do dna, lecz zatrzymał się na wyznaczonej głębokości. Trzeba dokładnie wyważyć (wytrymować) okręt przez napompowanie lub odpompowanie odpowiednio dobranej ilości wody w zbiorniku trymowym. Czynność ta wymaga precyzji oraz czasu. Niestety, nie zawsze czas jest do dyspozycji. Do pomocy służą więc stery głębokości, którymi można regulować zanurzanie i wynurzanie okrętu oraz jego ustawienie na żądanej głębokości. Niestety działają one tylko podczas ruchu.
Można to sprawdzić porównując w Silent Service czas zanurzania się okrętu stojącego i płynącego z pewną prędkością. Pamiętając o tym można niekiedy uratować swój okręt od zatonięcia. Jeżeli został on uszkodzony i ma przeciek tak znaczny, że nawet po nakazaniu wynurzania powoli opada, to zwiększenie prędkości może temu zapobiec i pozwoli zatrzymać tonięcie przynajmniej na czas niezbędny do zatamowania przecieku.
Napisałem wcześniej, że tylko część przestrzeni między kadłubami jest wykorzystywana na zbiorniki balastowe. Jest tak, ponieważ okręt jest wyważony w ten sposób, że niewielka część tej przestrzeni wystarcza do zmiany pływalności całego okrętu. A co z resztą? Chyba się nie marnuje? Oczywiście, że się nie marnuje. Każdy kawałek objętości okrętu jest cenny i nie można dopuścić do takiego marnotrawstwa. W pozostałych częściach, zbędnych z punktu widzenia statyki okrętu, umieszczone są zbiorniki paliwa. Aby jednak ciśnienie wody na dużej głębokości nie zgniotło tych zbiorników, są one w dolnej części otwarte. W miarę zanurzania dostaje się tam woda i ciśnienie jest zawsze równe zewnętrznemu (paliwo nie wypływa, bo jest lżejsze od wody). Dodatkowym efektem takiej konstrukcji jest zapełnianie przez wodę zbiorników paliwa w miarę jego zużywania, co zapobiega zmianom wyważenia okrętu. Umieszczenie zbiorników paliwa na zewnątrz kadłuba sztywnego tłumaczy ich wrażliwość na wybuchy bomb głębinowych. Przejmuje one bowiem znaczną część energii wybuchu i chronią kadłub sztywny, lecz jednocześnie uszkodzenie tych zbiorników powoduje wyciek paliwa i pozostawienie na powierzchni śladów ropy.
Zamiast marmolady
Trzeba jeszcze wyjaśnić, co znajduje się w mniejszym z naszych przykładowych słoików – kadłubie sztywnym. Cały kadłub podzielony jest na wodoszczelne części (przedziały). Na obu końcach (na dziobie i rufie) znajdują się przedziały torpedowe. Umieszczone są w nich wyrzutnia torped oraz torpedy zapasowe (pod podłogą), a ponadto koje (łóżka) dla załogi. ldąc od dziobu, za przedziałem torpedowym napotykamy na pomieszczenia podoficerów i oficerów oraz kambuz i mesę, czyli po polsku kuchnię i jadalnię. W następnym przedziale ulokowana jest kabina kapitana i kabina nasłuchowo-radarowa (stanowisko operatorów sonaru i radaru).
Mniej więcej w środku długości okrętu natrafiamy na jedno z ważniejszych pomieszczeń okrętu – przedział zwany centralą. W centrali znajdują się wszystkie urządzenia sterowania okrętem: stery kierunku i zanurzenia, tablice sterowania odwietrznikami i szasowaniem, tablice manewrowe silników, a ponadto stół nawigacyjny i peryskopy. To właśnie miejsce jest przedstawiane na głównej planszy Silent Service. Centrala ma jeszcze dodatkowe pomieszczenie znajdujące się nad nią – ulokowane jest ono w kiosku, czyli nadbudówce na kadłubie okrętu podwodnego.
Między centralą i rufowym przedziałem torpedowym umieszczone są urządzenia napędowe. Zajmują one dwa przedziały: w jednym znajdują się silniki spalinowe, w drugim zaś elektryczne. Konieczność posiadania dwóch odrębnych zespołów napędowych stanie się oczywista, jeśli weźmie się pod uwagę taki drobiazg, że silnik spalinowy oprócz paliwa potrzebuje jeszcze dużo (bardzo dużo) powietrza. Pod wodą skazani więc jesteśmy na korzystanie z silników elektrycznych pobierających prąd z akumulatorów (są one umieszczone pod podłogami dziobowych przedziałów okrętu). Akumulatory można natomiast naładować tylko na powierzchni, przy użyciu silników spalinowych (silniki elektryczne działają wtedy jako prądnica). Tu kolejna uwaga dla graczy: w zanurzeniu należy stale kontrolować poziom naładowania akumulatorów, aby nie zostać bez prądu. Naładowania ich wymaga bowiem wynurzenia i – co gorsza – stosunkowo długiego pozostawania na powierzchni, co może mieć bardzo negatywny wpływ na wynik patrolu.
Mam nadzieję, że podane informacje przydadzą się zapalonym podwodniakom i zaowocują nowymi wpisami w tabeli „High Score”. O tym, że Jest to ważne, świadczyć może znajdujący się tam również mój wynik.
Artykuł z pisma: Top Secret nr 6, 8-9/1991
źródła zdjęć:
TS nr 6, 8-9/1991