Тайна двух океанов

– Топкой? Что ты говоришь, Марат! Какой топкой?

– Господи, боже мой! Извините, опечатка… Ты же должен, Павлик, знать, что во всех морях и океанах температура на глубине около трех-четырех тысяч метров всегда равна приблизительно одному-двум градусам тепла, а у поверхности она почти всегда и везде значительно выше нуля. В тропиках температура поверхностных слоев воды доходит даже до двадцати шести – двадцати семи градусов. Вот тебе и разница температур, которая нужна нашим электростанциям. Подлодка выпускает плавучий буй, прикрепленный к верхнему спаю-приемнику трос-батареи. Буи поднимается почти до поверхности океана, и спай нагревается там до известной температуры. А нижним спай подлодка выпускает с грузом на глубину до трех-четырех тысяч метров, и этот спай охлаждается там почти до нуля. Тогда в трос-батарее возникает электрический ток, которым заряжаются аккумуляторы в подлодке. Понял? И Марат опять набросился на свой остывший суп.

Глава VII

Подлодка «Пионер»

В таких жарких разговорах с Маратом и в тихих, ноне менее живых и интересных беседах с другими специалистами подлодки Павлик узнал в общих чертах все, что составляло главную особенность этого необыкновенного подводного корабля.

«Пионер» был поистине властелином морских просторов, он мог опускаться на любые глубины, не боясь быть раздавленным километровыми толщами воды, мог пересекать океаны вдоль и поперек, не заходя в порты и базы, не ощущая надобности в них. Его единственной базой был безграничный Мировой океан со всеми его неисчерпаемыми запасами энергии и пищи.

Корпус «Пионера» был построен из нового сплава, лишь недавно открытого советскими металлургами Как известно, сплавы различных металлов получают часто новые, совершенно неожиданные свойства. Например, алюминий – очень легкий и мягкий металл. Но если его сплавить с ничтожными количествами меди, марганца и магния, то полученный сплав (дюралюминий) приобретает твердость стали, сохраняя при этом легкость алюминия. Благодаря именно этим качествам

– легкости и твердости – дюралюминий широко применяется для строительства самолетов и дирижаблей.

В сложный рецепт нового сплава советские металлурги ввели несколько редких элементов в совершенно новых комбинациях и количествах. Полученный сплав оказался настолько легким, прочным, и, самое главное, таким дешевым, а конструкция корпуса подлодки настолько остроумной и удачной, что «Пионер» получил способность выдерживать давление свыше тысячи атмосфер. Между тем самые лучшие современные подлодки из-за ненадежности материала и конструкции могли погружаться не глубже двухсот – трехсот метров, испытывая при этом давление всего в двадцать – тридцать атмосфер.

Еще более замечательным оказался примененный Крепиным способ получения из океана электрической энергии при помощи термоэлементов, а также способы накопления и использования этой энергии для движения и вооружения подлодки.

Ток из термоэлектрических трос-батарей поступал в аккумуляторы. Но это не были те громоздкие, тяжелые, малоемкие аккумуляторы, которыми приходилось пользоваться обыкновенным подлодкам и которые способны были накоплять в себе электрическую энергию не более чем на двадцать – тридцать часов подводного плавания. Три батареи из новых аккумуляторов – маленьких, легких, обладавших огромной емкостью, – полностью заряженные, обеспечивали «Пионеру» освещение, отопление, двигательную силу и еще некоторые технические нужды для непрерывного пятнадцатидневного перехода в подводном положении. Лишь после этого срока в аккумуляторных батареях истощался весь запас электрической энергии, и они требовали новой зарядки. Для этого подлодка должна была останавливаться и пускать в ход свои трос-батареи.

Эти аккумуляторы были блестящим достижением знаменитого Московского института физических проблем, который давно уже заслужил мировую известность своими работами в области низких температур, приближающихся к абсолютному нулю (-273,2В°С), Одной из важнейших проблем, которые разрабатывал институт, было явление электрической сверхпроводимости при низких температурах.

Явление сверхпроводимости заключается в том, что многие металлы, сплавы и химические соединения металлов при определенной для каждого из них температуре вблизи абсолютного нуля внезапно теряют способность сопротивления пропускаемому через них электрическому току. Ток протекает в них, не теряя в виде теплоты части своей энергии, которая обычно расходуется на преодоление сопротивления проводника. Благодаря этому в замкнутом кольце из свинцовой, например, проволоки, помещенном в жидкий гелий, температура которого равна минус 271,9В°С, электрический ток сохраняется в течение нескольких суток.

Институту физических проблем после долгих и настойчивых поисков удалось найти такой сплав металлов, который при температуре, отделенной от абсолютного нуля всего лишь двумя сотыми градуса, превращался в сверхпроводник с необычайно большой энергоемкостью и длительным временем релаксации, то есть временем сохранения тока после прекращения действия электродвижущей силы. Институт, по предложению правительственных органов, создал для подлодки Крепина крохотные, легкие аккумуляторы, которые могли накоплять в себе огромные запасы электроэнергии, долго хранить их и по мере надобности отдавать.

Больше всего, однако, поразила Павлика огромная, неслыханная скорость, которую «Пионер» способен был развивать под водой. В то время как подлодки обычного типа в подводном плавании не могли достигать скорости более двадцати узлов, «Пионер» легко делал по восьмидесяти узлов – то есть столько же, сколько делали самые быстроходные надводные катера-торпедоносцы и «охотники» за подлодками.

Как же Крепину удалось добиться такой неслыханной скорости при огромном сопротивлении, которое оказывает вода кораблю, особенно при подводном плавании?

Известно, что самые лучшие подводные пловцы – рыбы, киты и головоногие. В течение сотен миллионов лет миллионами поколений в непрерывной борьбе за существование они приспособлялись к водной среде. Побеждали, выживали и оставляли потомство лишь те, кто был лучше вооружен и быстрее двигался в своей родной стихии. В результате их тела приняли формы, которые лучше всего обеспечивают быстроту движения при наименьшей затрате сил. Это – форма торпеды и форма висящей капли жидкости с выпуклостью впереди и утончением к заднему концу. Обе эти формы имеют наибольший диаметр в первой трети своей передней части. Несмотря на это, уже давно было доказано, что именно они оказывают наименьшее сопротивление окружающей среде

– воде или воздуху – при движении вперед. Струи воды или воздуха плавно обтекают такие формы и так же плавно сливаются позади, не образуя там засасывающих вихрей.

Инженер Крепин отказался от обычной остроносой формы корпуса подлодки и придал своему «Пионеру» форму кашалота, так как по расчетам конструктора выходило, что, несмотря на свои огромные размеры и вес, кашалот затрачивает на движение каждого квадратного метра своей поверхности меньше силы, чем всякий другой обитатель вод.

Далее, всем уже давно известно большое значение слизи, покрывающей тела почти всех водных организмов, особенно таких, которые не сидят на месте, а активно и быстро двигаются. И действительно, слизь сильно уменьшает трение и сопротивление воды во время движения в ней. Крепина увлекла мысль увеличить быстроту движения «Пионера», покрыв его корпус чем-нибудь вроде слизи. Однако, если бы и удалось покрыть поверхность «Пионера» искусственной слизью, все равно она непрерывно смывалась бы водой. После долгих поисков Крепин нашел совершенно неожиданный выход. В тех случаях, когда необходимо было достичь особенно больших скоростей, он окружал корпус «Пионера» вместо слизи слоем горячего пара. Пользуясь своими неиссякаемыми запасами электроэнергии, «Пионер» с ее помощью нагревал весь наружный корпус подлодки до температуры в две тысячи градусов. При такой температуре небольшой слой окружающей воды мгновенно превращался в пар. Вследствие быстрого движения подлодки все новые и новые слои воды приходили в соприкосновение с ее накаленной поверхностью, непрерывно создавая вокруг нее сплошную газообразную оболочку. Этим устранялось трение воды и возникало трение в газообразной среде, плотность которой, правда, была более значительной, чем плотность атмосферного воздуха, но во много раз ниже плотности воды. Образующийся вокруг подлодки пар, как только она удалялась из данной точки, немедленно охлаждался под влиянием окружающей низкой температуры и превращался опять в воду, не достигая поверхности, в виде пузырей.

Наконец, инженер Крепин решил отказаться от винтов. Только ракета, по твердому убеждению Крепина, могла дать возможность использовать в полной мере и огромную мощность его электростанции, и колоссальную прочность и жароупорность металла, из которого построен был «Пионер». Казалось бы, в такой плотной среде, как вода, меньше всего можно было ожидать появления естественных реактивных двигателей. Между тем давно уже известно, что некоторые водные организмы, такие, например, великолепные пловцы, как головоногие, отлично пользуются этим способом движения, втягивая воду в свои воронки спереди по движению и затем сильным сжатием выбрасывая ее оттуда назад.

Но для реактивного движения нужно очень много горючего, способного при сгорании освобождать огромное количество двигательной энергии. Откуда же «Пионер» мог получать это горючее и как он хранил его запасы, вероятно очень значительные, судя по длительности непрерывного плавания, на которую он был способен? И здесь, как во многих других случаях, конструктору «Пионера» пришел на помощь все тот же Мировой океан, сего неистощимыми ресурсами, с огромными, не использованными еще возможностями.

Океан должен был дать «Пионеру» в неограниченном количестве гремучий газ, страшная сила взрывов которого достаточно известна.

Чтобы получить этот газ, необходимо иметь в своем распоряжении два газа

– водород и кислород; именно те, которые, соединившись, образуют воду. Добывать их можно различными способами, но самый простой – это разложение воды путем электролиза. Для этого в сосуд с подкисленной водой погружают два электрода, соединенные с источником электрического тока. Когда через воду пропускают электрический ток, то на одном электроде – анода – из воды выделяется и собирается в виде пузырьков кислород, а на другом – катоде – водород. Оба газа по трубам переходят в отдельные хранилища. Если затем выпустить их, смешав в определенных количествах, то получится гремучий газ.

Достаточно пропустить через этот газ электрическую искру, чтобы произошел взрыв. Для получения реактивного движения эти взрывы надо производить в специальной камере, помещаемой позади корабля или ракеты. Камера эта должна иметь наружное выходное отверстие, которое расширяется в дюзу (раструб). Когда в камере происходит взрыв, образующийся при этом водяной пар стремится вырваться из нее и ударяет с огромной силой во все ее стороны.

Но на задней стороне камеры водяной пар имеет выход – дюзу, а в передней этого выхода нет, и вся сила взрыва, направленная в эту сторону, бросает ракету или подлодку вперед.

Быстро следуя один за другим, эти взрывы дают подлодке все более и более нарастающую скорость.

В результате взрывов гремучего газа из водяного пара образуется вода, которая тут же бесследно и полностью сливается с окружающей водой. Что касается шума и грохота от взрывов, от они поглощались усовершенствованными глушителями, которые к этому времени применялись уже на всех самолетах и автомашинах.

Но развивая такие неслыханные скорости в далеко еще не изученных, не изведанных глубинах, подлодка рисковала налететь на скрытые там скалы, рифы, отмели, из которых, несомненно, еще очень многие не отмечены даже на самых лучших картах и в самых лучших лоциях мира. На таком подводном корабле нельзя было плавать вслепую. Установленные на носу и с боков подлодки сильнейшие прожекторы, мощностью в несколько миллиардов свечей, проникали в черные пространства глубин на полкилометра, но различать что-либо на таком расстоянии и при такой быстроте движения было невозможно. Кроме того, такое сильное освещение могло бы выдать врагу военный подводный корабль.

Надо было найти для «Пионера» сильные и зоркие глаза, которые далеко проникали бы в мрак глубин и вовремя сообщали бы об опасности и препятствиях, возникающих на пути. Этими глазами сделались уши, которыми снабдил Крепин свою подлодку.

Эхолот давно уже применялся на подводных и надводных судах всех стран. Он основан на том, что звук распространяется не только в воздухе, но еще лучше и быстрее в воде. Если в воздухе звуковые волны распространяются со скоростью в триста тридцать метров в секунду, то в воде эта скорость равна тысяче пятистам метрам в секунду. Звук распространяется от своего источника сферическими волнами во всех направлениях, а встретившись с препятствием, он отражается от него и идет в обратном направлении. Используя это свойство звуковых волн, придумали такие приборы, с помощью которых прежде всего начали измерять глубины дна морей и океанов. С одной стороны судна под водой взрывом или ударом колокола производили звук и замечали время. Звуковые волны достигали дна, отражались от него и возвращались к судну. Там, с другого борта, под водой прикреплялся аппарат, который воспринимал этот отраженный звук и отмечал время, когда этот звук был им принят. Так как звук от судна до дна и от дна обратно до судна проходит в одинаковое время, то достаточно было знать все время, протекшее от взрыва до момента восприятия приемником отраженного звука, чтобы определить, сколько секунд и, следовательно, сколько метров звук прошел до дна. Затем появились эхолоты, которые автоматически, сами, показывали на особой шкале глубину в метрах и избавляли человека от разных вычислений и подсчетов. Действуя непрерывно, посылая в воду звуки и воспринимая их отражения, такие эхолоты сами отмечали, записывали и показывали на бумаге или на экране особой линией рельеф дна, над которым проходил корабль. Наконец, появились ультразвуковые эхолоты, как, например, излучатель Ланжевена.

Высота всякого звука зависит от частоты колебаний, в которые источник звука приводит частицы передающей среды – воздуха, воды или твердых тел, – а через них и барабанную перепонку в человеческом ухе. Человеческое ухо в состоянии воспринять в качестве звука лишь те колебания, которые происходят с частотой от шестнадцати раз до двадцати тысяч раз в секунду. Это – самое низкое гудение и самый высокий, тонкий комариный писк. Выше двадцати тысяч колебаний начинаются уже ультразвуки. Ультразвуки человеческое ухо уже не в состоянии воспринять.

Источником ультразвуковых колебаний является пластинка горного хрусталя, или пьезокварца. Если поместить такую пластинку, зажатую между металлическими электродами, в жидкость и подвергнуть ее воздействию радиопередатчика, то она приводится в частые и сильные колебательные движения, которые передаются окружающей жидкости. Чем больше частота колебаний пластинки, тем выше получаемый ультразвук.

Ультразвуки обладают двумя очень важными особенностями. Во-первых, их можно посылать не шаровыми волнами во все стороны, а тонким лучом. Во-вторых, как было известно еще из опытов Вуда и Лумиса, некоторые животные организмы вроде лягушек, мелких рыбок, головастиков, морских ракообразных, попав в ультразвуковое поле, погибают, а некоторые твердые тела, как лед, разрыхляются, разрушаются.

Инженер Крепин использовал обе эти особенности ультразвуков наилучшим образом, чтобы дать своей подлодке зрение, слух и сокрушительное оружие в борьбе с живой и мертвой природой.

Вместе со своим другом, ученым и изобретателем Власьевым, профессором Московского института по изучению колебаний высокой частоты, он построил аппарат, дававший до нескольких сот миллионов колебаний в секунду. Они нашли методы получения таких мощных колебаний, что пучок ультразвуковых волн, испускаемый их аппаратом, пронизывал водные пространства на расстояние до двадцати километров. Эти аппараты вместе с самопишущими приемниками Крепин установил на носу, на спине, с боков и в киле «Пионера», дав ему таким образом уши, каких не имеет ни одно живое существо в мире.

Но на этом Крепин и Власьев не успокоились. Они пошли дальше и превратили эти уши одновременно и в глаза своей подлодки.

Ультразвуковые лучи, выбрасываемые их аппаратом, отражались встречавшимися препятствиями не с одинаковой силой, а в соответствии с внешней формой этих препятствий. Поэтому ультразвуковой луч возвращался уже измененный. Изобретатели устроили приемную мембрану из тысячи микроскопических мембран. Каждая из них вибрировала в соответствии с силой только того пучочка возвратившегося ультразвукового луча, который падал именно на нее.

При помощи сложного устройства, превращающего звуковую энергию в световую, каждый пучок лучей давал на экране центрального поста подлодки изображение той части встреченного препятствия, от которой он отразился. Тысячи таких изображений от всех микроскопических мембран сливались в одно целое и давали в результате полную внешнюю форму предмета. Такие ультразвуковые «прожекторы» были расположены со всех сторон подлодки и непрерывно посылали на круговой экран центрального поста изображения всего, что встречалось впереди и кругом подлодки в радиусе двадцати километров.

Можно было бы построить такой прожектор, используя звуки обыкновенной, слышимой частоты. Но обыкновенные звуки, распространяясь в воде во всех направлениях, мог услышать любой корабль, оборудованный самым простым гидрофоном. Этого, конечно, ни в каком случае нельзя было допустить. Между тем для ультразвуковых прожекторов «Пионера» из огромного диапазона колебаний – от двадцати тысяч до нескольких сот миллионов в секунду – и их силы можно было подобрать такую комбинацию, которую найти и раскрыть для постороннего представляло бы почти невыполнимую задачу. А если бы даже кому-нибудь и удалось раскрыть эту тайну, то у него не было бы аппаратов, способных принимать ультразвуки такой большой частоты и такой необыкновенной мощности. Эти приемники и излучатели являлись последним изобретением Крепина и Власьева, и их тайна принадлежала великой стране социализма, родине изобретателей.

Эти же ультразвуковые лучи инженер Крепин применил в качестве нового оружия для борьбы с живой и мертвой природой. Тут ему помог известный зоолог и биолог профессор Лордкипанидзе, давно работавший в Институте экспериментальной медицины над проблемами применения ультразвуковых колебаний в биологии и медицине. Использовав уже готовый излучатель, Крепин и Лордкипанидзе сконструировали ультразвуковую пушку и небольшой ультразвуковой пистолет, которые при различных, точно определенных количествах колебаний способны были убийственно действовать на любую живую ткань и разрушительно – на большинство известных металлов и минералов. Ультразвуковыми лучами, выпускаемыми пушкой или пистолетом, клеточки живого существа приводились в столь быстрые колебания, что разрывались на части, а молекулы металлов и минералов распадались на атомы, разрыхлялись и разрушались.

В тот момент, когда Крепин, Власьев, Лордкипанидзе и ряд работников, помогавших им, заканчивали уже постройку первых своих ультразвуковых аппаратов, оборонная промышленность Советского Союза предложила Крепину обратить внимание на новое открытие советского ученого-изобретателя Блейхмана в области инфракрасных, или невидимых, тепловых лучей.

Невидимые тепловые лучи, большей или меньшей интенсивности, испускаются любым нагретым телом – солнцем, горячим утюгом, жилым домом, теплокровными животными, деревьями и даже рыбами. При помощи особой аппаратуры инфракрасное фотографирование давно и широко применяли в ночное время, в густой туман, в серую, дождливую погоду. Поднявшись ночью на самолете на высоту в пять-шесть тысяч метров, можно было производить снимки с расстояний в пятьсот – шестьсот километров, используя не только теплоту, иногда ничтожную, которую излучают наземные предметы, но и разницу между их температурой и температурой окружающей среды. Уже были известны инфракрасные бинокли для ночного видения, для видения сквозь туман и густой дождь.

Но до работ Блейхмана казалась неразрешимой задача – перехватить в водной среде и превратить в видимое изображение те часто ничтожные по силе инфракрасные тепловые лучи, которые излучают в этой среде ее обитатели и другие находящиеся в ней предметы.

Температура водных животных обычно очень мало превышает температуру окружающей их воды. Лишь водные теплокровные млекопитающие, вроде китов, кашалотов, дельфинов, тюленей, моржей, ламантинов, некогда перешедших для жизни с суши в водную среду, сохраняют высокую температуру тела благодаря своим внешним покровам – толстой коже и толстым слоям подкожного жира. Все остальные водные животные – моллюски, морские звезды, раки, крабы, черепахи, рыбы – почти все тепло, которое они развивают в результате своей мускульной работы и обмена веществ, теряют, отдавая его окружающей их воде. Но все же это тепло они отдают воде не полностью. Небольшая его часть – иногда измеряемая целыми градусами, а иногда не превышающая сотых долей градуса – все же остается в их теле.

Для лучших наземных инфракрасных фотоаппаратов не представляло уже большого затруднения улавливать даже на значительном расстоянии ничтожные излучения очень слабо нагретых тел. Для подводного же инфракрасного фотографирования главным затруднением являлось то, что тепловые лучи, попадая в водную среду, почти целиком жадно поглощались или отражались ею. И все же аппаратура Блейхмана была настолько чувствительной, что могла улавливать те почти уже неощутимые для точнейших приборов инфракрасные лучи, которые еще оставались в воде. Правда, улавливать их эти приборы могли всего лишь на расстоянии каких-нибудь пятисот метров от источника излучения. В то же время аппаратура Блейхмана обладала способностью при переходе из водной среды в воздушную действовать, как лучшая наземная установка. Эта аппаратура вместе с тем была чрезвычайно портативной.

Крепин с большой радостью принял предложение работников оборонной промышленности. Он полностью оценил изобретение Блейхмана. В короткое время Крепин сконструировал небольшой ракетный снаряд, который мог при помощи некоторого запаса сжатых водорода и кислорода двигаться подобно подлодке и с ее же быстротой. В этот снаряд, похожий на толстый полутораметровый огурец, Крепин вмонтировал аппараты Блейхмана с таким расчетом, чтобы их объективы были рассеяны по всей поверхности снаряда и могли улавливать тепловые лучи со всех сторон.

Для подъемов в воздух Крепин снабдил снаряд крыльями, которые могли выдвигаться из него и раскрываться наподобие плавников летучей рыбы. Но настоящую активность и практичность, настоящую полноценную жизнь этому снаряду придавала радиотелемеханика. При помощи радиопередатчика вахтенный начальник подлодки мог выбрасывать снаряд из его гнезда в борту подлодки и посылать далеко, до пятидесяти километров от нее, на рекогносцировку; при помощи радио пускался в ход автоматический механизм ракетного двигателя снаряда, производилось управление его движениями, маневрирование, выдвижение крыльев и подъем в воздух. По радио все замеченное фотоаппаратами Блейхмана вокруг снаряда на расстоянии в пятьсот метров от него передавалось на экран центрального поста подлодки. Имея постоянно впереди себя и особенно наверху, у поверхности океана, два таких разведочных снаряда и несколько резервных в своих кладовых, подлодка могла не бояться неожиданных встреч и с еще большей уверенностью прокладывать свой путь в темных глубинах океана.

Когда Павлик в первый раз очутился в центральном посту управления подлодки, его поразило необыкновенное обилие самых разнообразных и причудливых приборов, аппаратов, механизмов, прикрепленных к круглым стенам, размещенных на щитках, на подставках и тумбах. Круговой экран из молочного стекла шел широкой полосой наверху по стенам и, как купол, покрывал потолок помещения.