Сверхмалая подводная лодка типа XXVIIB Zeehund / Тюлень

Как-то у меня возникла идея сделать стендовую модель подводной лодки, способную погружаться. При этом процесс погружения должен быть видимым, управляемым и достаточно простым. Поэтому всякие электромеханические и радиоуправляемые конверсии отпали сразу. Решил я взять обычную серийную пластиковую модель (пустотелую внутри), вставить в нее балластную цистерну и поместить это все в прозрачную емкость, герметично закрывающуюся. Для погружения необходимо повысить давление в емкости (например, насосом), при этом воздух в балластной цистерне сжимается и в нее поступает соответствующее количество воды. При снижении давления сжатый воздух вытесняет воду и модель всплывает. В этом смысле процесс весьма приближен к настоящей лодке.

Сказано- сделано! Взял я модель Тюленя, поместил туда балластную цистерну (изготовил  из пластикового корпуса маркера), в киле расположил груз (кусок стальной шпильки). В корпусе модели прорезал несколько отверстий для свободного поступления воды. Отверстия получились не совсем масштабные, учитывая размер модели, но вполне в пределах приличия, по-моему. В качестве емкости я взял стеклянный бутыль. Из-за его не слишком широкого горла перископ у модели пришлось сделать съемным: у «сухой» стендовой модели перископ присутствует, а у «мокрой» модели он снят, к сожалению. Изначально я хотел использовать банку с широким горлом с закручивающейся крышкой. Но у нее оказалась одна существенная проблема – крышка отлично держит вакуум, но пропускает воздух при избыточном давлении внутри банки из-за гибкости материала крышки. В общем, над этим надо еще поработать, а пока смотрите, что получилось с бутылем. Модель ныряет и всплывает, как настоящая. Воздух в бутыль я накачиваю резиновой грушей от тонометра. Это дает непередаваемые ощущения единения с лодкой! Такое впечатление, что ты там, внутри! Никаким компрессором или насосом этого не достичь. А тут держишь в ладони эту грушу и легким подкачиванием или стравливанием воздуха через клапан добиваешься погружения-всплытия субмарины, зависания ее на глубине или можешь положить ее «на грунт». Поверьте, ощущения просто восхитительные! Лицезреть этот чудо можно здесь: http://youtu.be/i3VK6w-gRag

Для лучшего контроля процесса я поставил манометр со шкалой 0-1.6 бар. Данная модель Тюленя погружается при избыточном давлении около 0.2-0.3 бар. Для управления глубиной погружения лодкой под водой достаточно давления в районе 0.05-0.15 бар. Понятно, что чем больше давление, тем сильнее сжимается воздух и больше воды набирает балластная цистерна, модель становится «тяжелее», соответственно. Перед погружением рубка и часть корпуса субмарины находятся над поверхностью воды. По ватерлинии на корпус модели действует сила поверхностного натяжения, которая препятствует погружению, как бы удерживая модель – она «залипает». Именно поэтому для отрыва от поверхности лодка должна быть тяжелее (больше давление), чем когда она находится полностью под водой. При таком маленьком водоизмещении, как у представленной модели, влияние поверхностного натяжения проявляется очень сильно. Вы можете наблюдать этот интересный эффект на видео, если будете следить за манометром.     

Из-за небольшого размера модель весьма чувствительна к даже незначительному изменению распределения массы по корпусу лодки. К тому же форму субмарины изменять нельзя было – ведь по условиям задачки внешне модель должна оставаться обычной, стендовой! Поэтому потребовался очень кропотливый труд, чтобы добиться устойчивого, повторяемого поведения подлодки в воде при сохранении, в целом,  ее «изкоробочного» вида. Пришлось даже организовать опытовую лабораторию на дому для исследования влияния различных факторов на остойчивость модели: формы и объема балластных цистерн, величины давления, типа прозрачных емкостей, а также их крышек-пробок, размера и формы моделей, взаимного расположения цистерны и балласта, веса самого балласта и т.д. и т.п. Диссертацию можно теперь писать!

Сборке и окраске самой модели я уделил минимум внимания, т.к. цель была совсем не в этом. Корпус покрасил специально грубо, добиваясь эффекта типа по-быстрому восстановленной старой лодки: краска в кусках и потресканная. Под водой такой корпус выглядит потрясно: он не блекло-гладкий, а рельефный получается. Номер на рубку не наносил – не хотелось с этим возиться, если честно; да и не видел особого смысла. Торпеды держатся в «лапах» достаточно надежно. Они обладают положительной плавучестью, их можно немного перемещать по длине корпуса, регулируя положение центра масс погруженной модели.

Пожалуй, все. Смотрите фотки и видеоролик. Я дал только одну фотку модели на стенде, а все остальные изображения, понятно, представляют субмарину в ее естественом состоянии – под водой.

Историческая справка. Работы над этой лодкой начались в Германии с января 1944г. И уже в сентябре того же года началось их серийное производство! В технологии сборки применялся модульный подход: Тюлени собирались из трех секций, изготовленных на разных заводах, что позволяло выпускать три субмарины в день при небольшом штате рабочих. Всего до конца войны  было сдано 285 лодок. Характеристики постоянно улучшались в результате внесения изменений в конструкцию, а также за счет увеличения водоизмещения. Представленная модель отражает ранний вариант Тюленя с насадкой Корта, уменьшавшей радиус циркуляции. Лодка отличалась хорошей маневренностью и управляемостью в надводном и подводном положениях. Но, что характерно для всех сверхмалых субмарин, мореходность оставляла желать лучшего: при волнении моря свыше 4-х баллов по шкале Бофорта Тюленям выходить в море нельзя было – их выбрасывало на берег,  а также резко возрастал риск их затопления. Очень ценным качеством Тюленей являлось рекордно короткое время погружения. Лодка с ходу ныряла под воду почти вертикально и за 6 секунд уходила на глубину 5м. При этом дизель продолжал работать за счет воздуха моторного отсека. Выхлопные газы выбрасывались через шноркель. На глубине примерно 10м механик останавливал дизель (60 л.с.) и включал электромотор (25 л.с.). Для всплытия можно было продуть балластные цистерны традиционным сжатым воздухом или же выхлопными газами запускаемого под водой дизельного двигателя. Субмарины типа Тюлень могли находиться в море до 5 суток. Во время учений был достигнут рекорд 11-дневного пребывания в море! Благодаря малому размеру корпуса (диаметр всего 1.3м при длине 11.9м, водоизмещение 15/17т), кольцевым шпангоутам и качественной стали, лодка показывала удивительную живучесть. Она могла погружаться до 70м и практически не боялась глубинных бомб – даже сильная взрывная волна не находила на малом корпусе существенного препятствия и только отбрасывала лодку под водой в сторону! Однажды на такую лодку сбросили 76 глубинных бомб, но в ней всего лишь открылась небольшая течь и был поврежден один аккумулятор. Примечательно, что экипажи Тюленей формировались исключительно из добровольцев. И хотя опыта у них не хватало, люди демонстрировали исключительную силу духа. По статистике, за январь-апрель 1945г. Тюлени выходили в море 142 раза. Не вернулись в свои базы 35 лодок, т.е. потери составили около 25%. Причем 20 лодок были потеряны по навигационным причинам и только 15 единиц составили боевые потери. При этом Тюлени потопили 10 разных судов союзников общим водоизмещением почти 20 тыс. т, еще 4 судна (около 19 тыс. т) получили серьезные повреждения.  Не случайно командир Портсмутской  военно-морской базы, детально ознакомившийся после войны с Тюленями, сказал: «К счастью для нас, эти чертовы штуки слишком поздно вступили в войну». Конструкция Тюленей оказалась настолько удачной, что после войны во Франции и СССР произвели свои отдельные экземпляры лодок этого типа (под другими названиями) и использовали данные их испытаний при проектировании сверхмалых субмарин даже в 1970-е годы!