Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2004 № 11
Пока я вам все это рассказывал, подлодка под моим управлением худо-бедно научилась следовать по прямой. Опускать ее на заданную глубину, всплывать наилучшим образом, а также швартовать к причалу эту махину я решил поучиться как-нибудь в другой раз. И так на лбу почему-то появилась испарина, хотя в зале было не жарко…
А потому я оставил рукоятку управления в покое и попросил Светлану Константиновну рассказать, как математики и кибернетики из Института проблем управления оказались в роли учителей экипажей подплава.
«Все судостроители помнят тот конфуз, что произошел когда-то со шведским парусником «Ваза», — сказала она. — Спущенный в 1678 году со стапелей корабль тут же перевернулся и ушел на дно на глазах у публики. А дело в том, что поначалу даже у специалистов не было достаточного опыта, чтобы еще на стадии чертежей проверять остойчивость корабля. Кстати, наши российские корабелы избежали подобных ошибок потому, что сразу же завели хороший обычай. Прежде чем строить настоящий корабль, делали его уменьшенную копию и спускали на воду»…
С годами, конечно, кораблестроители набрались опыта, научились рассчитывать основные характеристики будущего судна. Однако это вовсе не значит, что они перестали допускать ошибки. Вспомните, например, что случилось со знаменитым «Титаником». В первом же плавании напоролся на ледяную глыбу и тут же пошел ко дну.
А ведь создателей этого корабля предупреждали. Российский инженер Владимир Костенко даже указал, как можно исправить дефекты конструкции. Но его не захотели слушать. Возможно, реакция была бы совершенно иной, если бы в то время имелась возможность наглядно показать, что произойдет с «Титаником» в том или ином случае.
Сейчас такая возможность появилась. Компьютерное моделирование позволяет создавать своего рода мультики, которые, хотите в реальном масштабе времени, хотите в ускоренном, показывают последствия той или иной ошибки, стечения разных обстоятельств. Чтобы компьютер имел возможность рисовать подобные мультики, в его память закладывается математическая модель корабля. Причем вполне конкретного.
Чтобы подобная модель отличалась реализмом, математикам пришлось объединиться не только с кибернетиками, но и с кораблестроителями и моряками. Каждый видит будущий корабль со своей точки зрения, и получается цельная картина.
«Ох, и намучились мы с этими моделями! — откровенно сказал мне еще один участник исследований, старший научный сотрудник Военно-морской академии имени Н.Г.Кузнецова, кандидат технических наук Андрей Борисович Скобелев. — Во-первых, нужно было учесть все возможные погодные условия, в которых может оказаться тот или иной корабль. Во-вторых, вспомнить, методично перечислить и описать все возможные аварии и поломки, которые могут произойти с тем или иным агрегатом, механизмом, устройством, машиной.
Провернуть в уме и в компьютере всевозможные комбинации всех этих поломок, аварий в самых вероятных и невероятных сочетаниях, оценить последствия и выработать оптимальные алгоритмы выхода из той или иной ситуации. Проверить, нет ли ошибок в рекомендациях, не пропустили ли чего»…
Но самым сложным оказалось даже не это. «Самая большая головоломка — учет так называемого человеческого фактора, — продолжал свой рассказ Андрей Борисович. — Вспомните хотя бы: взрыв в Чернобыле оказался возможен потому, что операторы четвертого блока ухитрились нарушить практически все правила и инструкции по эксплуатации атомной установки»…
Но поскольку без людей пока во многих случаях не обойтись, приходится думать и о том, какие ошибки они могут совершить в состоянии стресса, паники, недостаточной выучки. Даже диверсии и боевые действия с противоположной стороны приходится учитывать.
В общем, факторов оказалось столько, что Андрей Борисович потратил 10 лет своей жизни только на то, чтобы учесть около полутора тысяч факторов, влияющих на живучесть корабля. И он все еще не уверен, что учтено абсолютно все — данные будут пополняться по мере накопления дополнительной информации, из практического опыта. Пока же первые эксперименты на тренажерах показали: математическая модель показывает развитие событий в основном правильно. А значит, у моряков появляется больше шансов спасти свой корабль и собственные жизни в той или иной ситуации.
Однако жизнь есть жизнь. А это значит, что как бы ни совершенствовали корабелы свои творения, как бы ни боролся экипаж за живучесть того или иного корабля, может наступить такой момент, когда становится понятно: спасти его уже невозможно. Пора спасаться самим.
Опыт того же «Комсомольска», а потом и «Курска» показал: спасательные средства на современных подлодках недостаточно эффективны. Их нужно совершенствовать. И над этим тоже работают ныне специалисты. Вот, например, какие методы и средства предлагают сотрудники Государственного НИИ аварийно-спасательного дела, водолазных и глубоководных работ Минобороны России.
Предположим, авария уже произошла. Лодка залегла на грунт, и экипажу теперь приходится думать о том, как выбраться на поверхность моря. Что нужно для этого сделать?
По словам сотрудника ГосНИИ аварийно-спасательного дела Виктора Николаевича Илюхина, прежде всего экипаж облачается в спасательные костюмы. Эти скафандры способны поддерживать внутри давление порядка 3 атм. И это не случайно. Дело в том, что, как правило, экипаж далеко не сразу покидает пострадавшую подлодку. Сначала моряки делают все от них зависящее, чтобы спасти свой корабль.
Программная система MKИП позволяет моделировать всевозможные ситуации на подводных лодках и надводных кораблях разных типов.
А пока они занимаются спасательными работами, давление внутри подлодки заметно повышается. Частью это происходит из-за того, что сочащаяся из-за борта вода понемногу сдавливает воздух внутри лодки, уменьшая его объем; отчасти из-за того, что давление внутри поднимают сами подводники, стремясь противодействовать забортному давлению. Наконец, оно может повышаться и в аварийном порядке: скажем, из-за того, что вышли из строя поглотители углекислого газа, выдыхаемого людьми, а кислород из аварийных баллонов понемногу продолжает поступать внутрь лодки.
Так или иначе, повышенное давление внутри лодки приводит к тому, что давление газов становится повышенным и внутри организма. И если человек вдруг попадет в нормальные условия, кровь в его организме может как бы вскипеть — начнут выходить растворенные в ней пузырьки азота: человек может погибнуть или заболеть так называемой кессонной болезнью.
Повышенное же давление, которое поддерживается внутри спасательного костюма, позволяет избежать кессонки. Человек может сначала покинуть лодку, всплыть на поверхность, а уже потом, в шлюзовой камере спасательного корабля, будет постепенно стравливать давление в организме до нормального. Причем за тем, как именно снижается давление, следит специальное устройство, разработанное сотрудниками того же ГосНИИ В.Н.Илюхиным, А.И.Смирновым, В.А.Сухих и их коллегами.
Однако прежде чем всплыть, подлодку нужно покинуть. Для этого служит специальная шлюзовая камера с двумя люками. С одной стороны в нее по очереди входят подводники из лодки, с другой — периодически открывается люк в открытое море.
Чтобы ускорить эту операцию, в ГосНИИ аварийно-спасательного дела разработан своеобразный лифт, позволяющий быстро перемещать подводников от одного люка к другому и заметно ускоряющий операцию спасения. Оказавшись в воде, подводник должен выбрать один из трех вариантов подъема на поверхность. Если глубина небольшая и человек пробыл в подлодке сравнительно недолго, при нормальном давлении он может всплыть быстро. Если же глубина относительно велика, давление в лодке было повышено, то всплывать лучше медленно, с остановками, чтобы сбросить давление азота в собственной крови.
И наконец, в последнее время разработан способ экстренного всплытия с больших глубин с подводными парашютами. Поскольку запас воздуха в спасательном костюме, как правило, ограничен, подводник должен оказаться на поверхности раньше, чем воздух у него кончится. Но всплывать быстрее нельзя, чтобы не заработать кессонку. Что делать?
Для таких случаев подводники воспользовались опытом парашютистов. С больших высот те, как правило, совершают затяжные прыжки. То есть человек сначала падает свободно и, лишь пролетев большую часть пути, на конечном этапе раскрывает парашют, замедляющий падение. Теперь подобные парашюты есть и у подводников. Сначала моряк всплывает быстро. А перед поверхностью раскрывает парашют, который замедляет подъем, позволяет хоть как-то адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды.
