Применение
системного оператора для анализа аварий и
катастроф.
С помощью одного из инструментов Теории
Решения Изобретательских Задач (ТРИЗ) -
Системного Оператора (Многоэкранной Схемы
талантливого мышления) - проведен анализ аварий и
катастроф на подводном флоте.
Показано, что Системный Оператор может
эффективно использоваться при постановке и
решении творческих задач, возникающих при
разработке, эксплуатации и отказах сложных
технических систем.
Приведенные примеры и задачи могут быть
использованы в качестве иллюстраций в курсах
лекций по ТРИЗ. Для разработчиков ТРИЗ,
преподавателей и слушателей курсов ТРИЗ.
Список использованных сокращений
АК - аварии и катастрофы
АПЛ - атомная подводная лодка
ВА - вепольный анализ
ВПР - вещественно-полевые ресурсы
НС - надсистема
ПЛ - подводная лодка
ПС - подсистема
СА - системный анализ
СО - системный оператор
ТС - техническая система
ЦП - центральный пост
1.ВВЕДЕНИЕ
В освоении курса ТРИЗ большое значение имеет
понимание системности техники, формирование
системного мышления, мировоззрения,
миропонимания. Нечеткий ввод в тризовский
системный анализ, его поверхностное, неглубокое
освоение порождает массу трудностей и вопросов у
слушателей курсов ТРИЗ. Без уверенного владения
понятиями системного анализа затруднено
овладение решательными механизмами ТРИЗ (ВА,
Стандарты, АРИЗ), с трудом принимаются
«человеческие» направления развития ТРИЗ (ЖСТЛ,
Коллективы, Наука, Педагогика и т.д.) Особенно
важно показать силу системного анализа детям,
школьникам.
При выборе объекта исследования принимались во
внимание психологические факторы: лучше
запоминаются, особенно в молодом возрасте, факты
и обстоятельства, связанные с авариями и
катастрофами.
В книгах по ТРИЗ большое внимание уделяется
синтезу новых ТС, объединению подсистем,
получению сверхсуммарного эффекта. Это -
традиционный путь исследования системности
техники. Но есть и другой путь - анализ потери
системных свойств функционирующими ТС, т.е
анализ отка-
зов, аварий и катастроф. Второй путь
диалектически дополняет предыдущий. Это
во-первых.
Во-вторых, работа полностью вписывается в
систему ТРИЗ по критерию достойной цели. В «Фонде
достойных целей» первым пунктом идет:
«Обеспечение сохранности человека», подпункт 1.1.:
«Защита от катастроф». За период с 1900 по 1988 г. во
флотах капиталистических государств (кроме
России) в результате аварий затонуло более 200
подводных лодок, на них погибло более 4600
человек...
В-третьих, после случившихся в последнее время
аварий и катастроф (Чернобыль, Уфа, Армения,
«Нахимов», «Комсомолец», участившихся в
последнее время аварий на ж/д и авиатранспорте и
т.д.) для нас стала очевидной необходимость
тщательной ТРИЗовской проработки их причин и
обстоятельств. Для получения инструментальных
результатов необходимо создать информационный
фонд. Небольшой вклад в эту «копилку» - еще одна
цель данной работы.
В-четвертых, есть все основания утверждать, что
первопричиной подавляющего большинства аварий
ТС является чья-то ошибка и лишь в редчайших
случаях они происходят в силу непреодолимых
обстоятельств. Допустил ошибку проектировщик
или конструктор - и на подводной лодке взрываются
«высокоэффективные», но недостаточно
продуманные и отработанные двигатели. Ошибся
расчетчик - разрушается трубопровод. Допустил
брак рабочий верфи, служба контроля не заметила
его ошибки - в самый неподходящий момент откажет
жизненно важная система. Ошибся командир или
вахтенный офицер - лодка всплывает под
форштевнем надводного корабля. В истории
подводного плавания известны аварии и даже
катастрофы, причинами которых были не просто
ошибки, а ошибки вопиющие, граничащие с
преступной небрежностью. Предотвратить саму
возможность появления таких ошибок при развитии
техники - наша задача.
В-пятых: объективный анализ аварий и катастроф
может послужить основой для выработки «защитных
механизмов» от них при проектировании.
Немаловажно, что анализ вещественно-полевых
ресурсов в аварийных ситуациях может подсказать
неочевидные пути к созданию эффективных средств
спасения людей
И последнее: в работе сделана попытка
сформулировать некоторые задачи. Они либо не
решены совсем (и из-за этого гибнут люди), либо
решены плохо ( и из-за этого тоже гибнут люди). С
точки зрения конструкторов подводных лодок,
средства спасения - это обуза, доставляющая массу
дополнительных хлопот и неприятностей, что-то
побочное, мешающее основной работе. А для
подводников?
В работе использованы материалы Г.С.Альтшуллера,
Б.Л.Злотина, И.Л.Викентьева. Автор благодарен
своим коллегам по ТРИЗ за критическое обсуждение
работы и ценные замечания.
2.СИСТЕМНЫЙ ОПЕРАТОР КАК ИНСТРУМЕНТ ИССЛЕДОВАНИЯ
АВАРИЙ И КАТАСТРОФ
ТС живут не сами по себе. Каждая из них входит в НС
- технику. Является одной из ее частей и
взаимодействует с другими частями. Но и сами ТС
тоже состоят из нескольких (иногда- очень многих!)
взаимодействующих подсистем. Особенностью ТС,
отличием их от природных, является
целенаправленность: любая ТС создается
человеком для выполнения какого-либо
конкретного действия.
В случае ПЛ этим главным действием является
скрытная (подводная) доставка людей и грузов в
любую точку Мирового океана. Для достижения этой
цели система ПЛ должна содержать следующие ПС:
корпус переменной плавучести, силовую установку
с запасом топлива, систему жизнеобеспечения
экипажа, систему управления. Отсутствие в
системе хотя бы одной из перечисленных ПС или ее
отказ приводят к потере системного свойства ПЛ.
Переход к НС в простейшем случае осуществляется
по простому правилу: один-два..-много. Например,
система «дерево». НС: одно дерево-два дерева-
много деревьев - ЛЕС. Одна ПЛ- две ПЛ- много ПЛ-
подводный флот. Таким образом определяется
ближайшая родственная по функции надсистема
(рис.1)
Однако функций у системы, как правило, несколько.
Поэтому и надсистем может быть много. Но об этом -
чуть дальше. Таким образом, с помощью трех
«экранов» мы описали ТС в пространстве.
Достаточно ли этого для того, чтобы иметь полное
представление о ней, чтобы суметь прогнозировать
ее развитие? Нет, конечно. Нам необходимо
проследить «линию развития» системы во времени.
Как это сделать?
Надо найти ответ на вопрос: «Какой была данная ТС
вчера?» Какие противоречия заставляли ее
развиваться именно по данному пути? Как правило,
это противоречия между подсистемами ТС или
противоречия между ТС и надсистемой. Борьба
между противоречивыми тенденциями и определяет
линию развития ТС.
Зная объективные законы развития ТС, можно
спрогнозировать качественные изменения при
развитии техники. Таким образом, наша исходная
схема дополняется тремя экранами «до»
сегодняшнего дня и тремя экранами «после»
Конечно, это минимальная схема: три этажа, 9
экранов. На самом деле все обстоит сложнее.
Каждая ПС современной ТС- это, как правило, в свою
очередь - многоуровневая система, состоящая из
множества элементов. Например, силовая установка
ПЛ содержит десятки ПС, которые, в свою очередь,
состоят из тысяч деталей. Таким образом, наша
схема «пускает корни» вниз, их много и они
взаимосвязаны. В конечном счете и от них зависит
жизнедеятельность ТС.
А что с НС? Ведь на самом деле их тоже много:
подводный флот - надводный флот- флот (вообще)-
судостроение- техника. С другой стороны, ПЛ
«обитает» в своей НС - в толще Мирового океана и,
реже,- на его поверхности. Значит, и море - НС для
ПЛ. А выше? Да, и Мировой океан, и берега его, и
планета Земля, и Космос... Это - крона.
Мир, в котором мы живем, устроен сложно. Этому
сложному, динамичному, диалектически
развивающемуся миру должна соответствовать в
нашем сознании его полная модель - сложная,
динамичная, диалектически развивающаяся.
Анализ эволюции технических систем показал, что
диалектика проявляется не только в появлении и
разрешении противоречий между ПС, но и в наличии
конкурирующих или прямо противоборствующих
данной системе других, альтернативных систем.
Самолет - зенитка. Авиатранспорт - ж/д транспорт.
Броня - снаряд. Подводная лодка -противолодочные
системы...
Хороший пример, иллюстрирующий сказанное,
приведен в [1]. В 1911 г. была создана камера Вильсона
- один из основных инструментов ядерной физики.
Заряженные частицы, двигаясь в пересыщенном
водяном паре, заполняющем камеру, становились
видимыми, образовывали след из капелек жидкости.
Были предложены тысячи усовершенствований этой
камеры. Но почти полвека никому не приходила в
голову идея «антикамеры», в которой след
образовывался бы пузырьками газа в жидкой среде.
Только в 1960 г. Д.Глезер получил Нобелевскую
премию за создание пузырьковой камеры. Через 50
лет...
Спрашивается: зная «системный оператор» и
придумав камеру Вильсона, можно сразу предложить
и «антикамеру»?
Другие примеры: развивается ТС «самолет» и его
антисистемы -средства ПВО; развивается ТС
«броня» и параллельно ей развивается ТС
«артиллерийский снаряд»...
ЗАДАЧА: Имеется ТС «Подводная лодка». Что такое
«антиподводная лодка»? Или: подводная
«антилодка»?
Использование СО позволяет нам быстро и
эффективно отыскать место ТС в надсистеме,
выявить основные конфликты, технические
противоречия, задачи, требующие решения. Для
этого необходимо тщательно проанализировать
состав ТС, выявить важнейшие связи между
подсистемами, между ТС и НС. СО, кроме того,
позволяет увидеть и ограничения, присущие данной
концепции технической системы.
Не зря Генрих Саулович Альтшуллер назвал
многоэкранную схему «схемой талантливого
мышления»!.
Применительно к АК ПЛ системный оператор будет
использоваться следующим образом. Мы «наложим»
многоэкранную схему на ТС «Подводная лодка».
Каждому экрану «вчера» и «сегодня» будут
соответствовать несколько примеров из
картотеки, отмеченные значком #. В конце будет
сделана попытка экспресс-прогноза развития этой
ТС в «завтра».
Совсем необязательно использовать в курсе ТРИЗ
все примеры, приведенные в данной работе.
Выберите то, что Вам больше всего понравилось,
дополните своими находками - слушатели от этого
только выиграют.
3. ПРИМЕНЕНИЕ СИСТЕМНОГО ОПЕРАТОРА К АВАРИЯМ И
КАТАСТРОФАМ ПОДВОДНЫХ ЛОДОК
Прежде всего разберемся с терминами:
avaria (итал.) - повреждение, ущерб, неожиданный выход
из строя;
katastrophe (греч.) - переворот, уничтожение, гибель;
внезапное бедствие, влекущее за собой
трагические последствия, разрушения, гибель
людей.
Наблюдается тенденция снижения аварийности ПЛ:
если в начале века из каждых ста ПЛ, находившихся
в строю, ежегодно в результате АК гибли 1,5
корабля, то в 20-х годах эта цифра снизилась до 0,6; в
30-х годах до 0,35; в 60-х до 0,2; в 80-х - менее 0,1. Однако
«цена» каждой аварии растет: гибнет больше людей,
возрастает вероятность вредных экологических
последствий при авариях АПЛ.
В целом анализ аварийности ПЛ в 1900-1988гг.
показывает, что основной причиной аварий
являются ошибки личного состава (55%), затем
следуют конструктивные (8,5%) и производственные
дефекты (6,5%). На долю аварий, вызванных
непреодолимыми обстоятельствами, приходится 9%,
на долю аварий по неустановленным причинам- 21%.
Однако в целом (в надсистеме) аварии на ПЛ
происходят реже, чем в надводном флоте.
Вызывает недоумение довольно высокий процент
аварий, происшедших по неустановленным причинам:
21%. Неужели в ТС, очень сложной и дорогой,
сравнимой по сложности с самолетом, не
предусмотрено устройство наподобие самолетного
«черного ящика»? Похоже, что это именно так.
В дискуссии военных ( ЦТ, «На службе отечеству», 04
марта 1990г) говорилось, что данные о поведении
экипажа в борьбе за живучесть ПЛ «Комсомолец»,
затонувшей в апреле 1989г. вблизи берегов Норвегии,
были получены из чудом сохранившегося (!?)
бортового журнала, который хоть и оказался
подмоченным (!?), но не успел затонуть(!), будучи
упрятанным в прорезиненный мешок вместе с
другими судовыми документами...
Именно эти сведения дали основания наградить
членов экипажа (впервые за всю историю советских
ПЛ), а не судить их...
ЗАДАЧА: Обеспечить доставку объективной
информации с ПЛ в случае ее аварии («черный буй»).
ЗАДАЧА: При аварии ПЛ обнаружить ее с точностью
до нескольких метров по координатам и глубине.
ЗАДАЧА: При аварии ПЛ любого типа спасти экипаж.
(# Эта задача в разных вариантах будет
повторяться в дальнейшем - для подсистем ПЛ,
системы жизнеобеспечения и т.д.)
ОШИБКИ КОНЦЕПЦИИ
ТС, как правило, рождается неуклюжей, плохо
приспособленной к будущей жизни. Расплата за это
велика - жизни людей. Поэтому очень важно
тщательно проанализировать ошибки, заложенные в
саму концепцию ТС, выявить конструктивные
недостатки.
Непродуманность общей концепции: Оливер Халстед
(США) создал ПЛ «Умный кит», которая во время
неоднократных испытаний на Бруклинской верфи
отправила на тот свет 39 человек.
Небольшие размеры лодок Аунлея (США,1865г.) и их
малая устойчивость предопределили их плохие
мореходные качества. Эта же ошибка оказалась
характерной для большинства кораблей,
построенных в следующие 4 десятилетия.
ПЛ Беклемишева и Бубнова (1904г.) имела такой
конструктивный недостаток: при погружении
входной люк приходилось оставлять приоткрытым
для стравливания воздуха из балластных цистерн.
Люк закрывали перед самым уходом под воду. 16 июня
1904г. ПЛ ушла под воду с открытым люком. Спаслись
только два офицера и 10 матросов, 25 человек
погибли.
Дизель-электрические ПЛ вследствие ограниченной
емкости аккумуляторов вынуждены были большую
часть времени идти в надводном положении или на
перископной глубине, что резко увеличивает
вероятность их обнаружения противником. (На этом
примере видно, как влияет общий уровень развития
техники- высокой надсистемы- на саму концепцию
ПЛ.)
Часто не учитывалась возможность
дополнительных, сверх расчетных, затоплений
отсеков. Вполне реальные течи приводили к
затоплению, например, дизельных отсеков, которые
по расчетам должны быть сухими.
РЕЗЮМЕ: Можно понять и простить конструкторов,
допустивших ошибки при проектировании новой ТС -
подводной лодки, в самом начале ее развития,
когда неизвестны работоспособность и
функционирование системы в целом, неизвестны
характеристики и особенности подсистем,
проявляется их несогласованность. Немаловажно,
что поиск решений велся методом проб и ошибок.
Расплата велика - сотни погибших подводников.
Судя по сообщениям печати, и сейчас происходят
аварии и катастрофы с ПЛ из-за конструкторских
недоработок. Но основная концепция оказалась
работоспособной - сотни ПЛ бороздят подводное
пространство Мирового океана.
Однако дальнейшая разработка МПиО недопустима -
слишком большой становится цена последствий...
ОТКАЗЫ ПОДСИСТЕМ
«Патентный фонд» АК с ПЛ содержит большое
количество описаний аварий из-за отказа жизненно
важных подсистем.
Одна из лодок, построенных Аунлеем, затонула
случайно: ее залило волной от проходившего
парохода. Спасся только командир, 7 человек
погибло. (Недоработка ПС «входной люк»).
В октябре 1906 г. затонула французская ПЛ «Лютин»: в
момент погружения оказался открытым кингстон
кормовой дифферентной цистерны, под тарелку
которого попал камень величиной с грецкий орех
(как он там оказался - установить не удалось...).
Погибли 14 человек.
7 июля 1932 г. новейшая французская ПЛ «Промети»
вышла на ходовые испытания, имея на борту 48
человек команды и 23 заводских специалиста. В
момент включения гидравлических муфт дизелей,
вероятно, произошло самопроизвольное открывание
клапанов вентиляции, и ПЛ менее чем за 1 минуту (!)
ушла под воду. Спаслось 8 человек...
29 мая 1939г. американская ПЛ «Сквалус» совершала
маневр «срочное погружение». Индикаторы
показывали, что все забортные отверстия на ПЛ
задраены, однако в дизельный отсек начала
поступать вода. Оказалось, что вышла из строя
индикация клапана подачи воздуха к дизелям и он
остался открытым. ПЛ начала проваливаться в
глубину. Матросы, находившиеся в ЦП, задраили
переборочный люк, связывающий ЦП с дизельным
отсеком. 26 человек оказались обреченными на
гибель.
ОТКАЗЫ СИЛОВОЙ УСТАНОВКИ
Немецкая ПЛ «U-30» потерпела бедствие из-за отказа
обоих дизелей, одного полностью, второго -
частично.
29 мая 1958г. во время маневров вблизи Пирл-Харбора
американская ПЛ «Стиклбек» столкнулась с
эсминцем «Сильверстейн». Причиной столкновения
стал отказ гребных двигателей ПЛ, в результате
чего лодка стала проваливаться в глубину, т.к.
лишилась хода. Для экстренного всплытия были
продуты цистерны главного балласта, ПЛ всплыла
на поверхность... попав под таранный удар эсминца,
на котором понятия не имели о сложившейся на
лодке ситуации. Весь личный состав ПЛ перешел на
эсминец (82 человека), после чего ПЛ затонула на
большой глубине.
ЗАДАЧА: Оповестить суда на поверхности о срочном
всплытии ПЛ.
ВОЗДУХ, ГАЗЫ
8 июня 1905г. из-за взрыва гремучего газа (смесь
водорода, выделившегося из аккумуляторов, с
кислородом воздуха) погибла английская «А-8». ( В
этом примере показано, что иногда антисистема
синтезируется из ресурсов самой системы...)
Много лодок погибло при взрывах паров легкого
топлива (бензин, газолин и т.п.) В Англии: в 1903 г. -
взрыв ПЛ N2 при погрузке газолина; 06.03.1903 - взрыв
паров топлива на «А-1» во время ходовых испытаний;
16.02.1905 г. - взрыв на ПЛ «А-5» во время стоянки (5
человек погибло, все остальные - ранены). После
этого инцидента английское адмиралтейство
приказало иметь на борту ПЛ белых мышей в
качестве «индикаторов» паров топлива. Однако это
не помогло - взрывы продолжались: 13.06.1907 г.- взрыв
на «С-8» (один погиб, двое ранены); 23.06.1910 г. - взрыв
на «С-26»,трое ранены; 07.08.1910 - взрыв на «А-1»; 07.06.1913
г. - взрыв на «В-5» (3 погибло, 9 ранено). Этот список
пополняется и сегодня...
21.02.1955 г. на верфи Сан-Франциско взорвалась ПЛ
«Помодон» при зарядке аккумуляторов, погибли
четверо. Большая часть команды была на берегу.
Когда прибыла спасательная партия, произошел еще
один взрыв, через некоторое время - третий, за ним
- четвертый. Пожар охватил всю лодку. Тяжелые
ожоги получили еще 4 матроса и двое рабочих верфи.
В апреле 1988г. взрыв гремучего газа послужил
причиной сильного пожара на ПЛ ВМС США «Боунфиш»:
22 человека получили ранения и ожоги.
В 1928 г. итальянская ПЛ «F-14» столкнулась при
всплытии с эсминцем «Джузеппе Миссори». Однако
спасти подводников не удалось: весь экипаж ( 31
человек !) погибли от отравления парами хлора,
выделившегося из аккумуляторов, залитых морской
водой уже во время подъема ПЛ. А ведь ПЛ была
поднята всего через 34 часа после аварии...
ЗАДАЧА: Обеспечить надежную защиту атмосферы ПЛ
от попадания паров
топлива и ядовитых газов при нештатных
ситуациях.
ОТКАЗЫ СВЯЗИ. ЗАПАЗДЫВАНИЕ. ИСКАЖЕНИЯ
1 июня 1939 г. произошла катастрофа с английской ПЛ
«Тетис». В 16 часов сопровождающее судно
«Гребекок», не дождавшись запланированного
всплытия «Тетиса» и не имея шифровальных таблиц,
запросило штаб ВМФ через гражданскую
радиостанцию: «На какое время планировалось
погружение «Тетиса»? В результате стечения
обстоятельств, включая прокол шины велосипеда
почтальона, эта телеграмма была получена в штабе
только в 18.15. В итоге подводники были вынуждены
спасаться сами. Четверо спаслись. Помощь
остальным пришла слишком поздно. Погибло 99
человек...
Несколько катастроф с ПЛ произошло из-за
неправильно понятых сигналов.
В январе 1918 г. в результате столкновения между
собой две английские ПЛ потеряли ход при
следовании в кильватерной колонне. Чтобы
предотвратить новые столкновения, на лодках
зажгли ходовые огни, но ни по радио, ни
сигнальными прожекторами не дали знать о
случившемся другим кораблям. В результате на
линейном крейсере «Инфлексибл» заметили огни, но
приняли их за группу траулеров. Командир
крейсера дал команду пройти непосредственно под
кормой «траулера», но длина ПЛ в три раза
превышала длину траулера... Линкор срезал корму
лодки не в переносном, а прямом смысле. Лодка
чудом осталась на плаву. Однако через несколько
минут крейсер «Фирлесс» протаранил ПЛ «К-17»,
которая была разрезана пополам непосредственно
перед прочной рубкой. Кормовая часть сразу же
затонула, а носовая осталась на плаву и исчезла в
темноте. Следовавшие за крейсером лодки
застопорили ход и начали выходить из
кильватерного строя. При этом произошел ряд
новых столкновений. Погибли 55 чел. На «К-4»,
вероятно, столкнувшейся с носовой частью «К-17». В
итоге за одну ночь английский флот лишился пяти
однотипных лодок: погибли «К-4» и «К-17», были
повреждены «К-6»,»К-14» и «К-22». Получили серьезные
повреждения два крейсера.
ОТКАЗЫ ДРУГИХ ПОДСИСТЕМ
В сентябре 1908 г. русская ПЛ «Карась» попала в
аварию: легла на грунт. Сломался водоотливной
насос, при продувке цистерн главного балласта
сжатый воздух начал стравливаться внутрь
прочного корпуса через неисправный клапан.
Всплыть удалось только после отдачи свинцовых
килей. Причиной затопления «Карася» явился
незакрытый клапан газоотводов бензиновых
двигателей.
Еще один источник пожаро- и взрывоопасности на ПЛ
- имеющееся на них оружие: мины, торпеды, а в наше
время - ракеты.
В феврале 1945 г. взрыв торпеды на борту сверхмалой
ПЛ типа «Бибер» в Роттердаме уничтожил
практически всю флотилию этих ПЛ.
26.03.1944 г. трагически погибла американская
«Таллиби». Она обнаружила цель и выпустила две
торпеды. Через полторы минуты лодка содрогнулась
от сильного взрыва и затонула. Единственная
версия - поражение ПЛ одной из собственных
торпед.
В 1981 г. в результате испытательного запуска
баллистической ракеты погибла китайская ПЛ.
В мае 1968 г. погибла ПЛ США «Скорпион»: во время
испытательного запуска торпеды «МК-37»
сдетонировал ее боевой заряд.
За период с 1965 по 1977 г. в ВМС США произошел 381
инцидент, связанный с ядерными боеприпасами.
Потенциальным источником пожара является
лодочное электрооборудование (кз, искрение
электромашин и аппаратов), раскаленные части
двигателей. Среда распространения пожара -
разнообразные горючие материалы (изоляция
проводов, оборудования и помещений,
пластмассовая обивка, мебель, краска, машинное
масло и т.д.)
ЗАДАЧА: в подводном плавании неразрешима (?!)
проблема удаления из горящих отсеков дыма,
который может оказаться гибельным для людей.
Ваши предложения?
«Тетис», упоминавшийся выше, затонул вследствие
выхода из строя пробного краника и системы
открывания крышек торпедного аппарата. Напомню:
погибло 99 человек...
ОШИБКИ ЭКИПАЖА
В мае 1909 г. из-за ошибки командира (неправильный
маневр циркуляции) русская ПЛ «Камбала» попала
под форштевень линкора «Ростислав» и была
разрезана буквально пополам. Погибло 20 человек.
Вечером 12.01.1950 г. произошла трагедия с английской
ПЛ «Трукьюлент». Навстречу ПЛ шел шведский
танкер «Дайвина», который, как и положено, высоко
на мачте нес красный огонь, указывающий на то, что
судно везет огнеопасный груз. Увидев огни в
бинокль, командир ПЛ решил, что они принадлежат
сравнительно небольшому судну, находящемуся
достаточно далеко. Командир приказал изменить
курс... На танкере тоже заметили огни ПЛ и тоже
решили, что перед ними небольшое судно, скорее
всего лихтер, дали предупредительный гудок и не
стали маневрировать. Таранным ударом танкера
была разрушена носовая часть ПЛ, и она затонула
менее чем за 2 минуты. Даже после аварии капитан
танкера продолжал думать, что произошло
столкновение с какой-то «посудиной». Он
ограничился приказом спустить на воду
спасательную шлюпку для поиска пострадавших. Все
подводники спаслись через два люка, причем
половина - даже без спасательных аппаратов. Но...
На поверхности их никто не ждал. Только через 75
минут проходивший мимо «Алмдийк» подобрал
нескольких человек и послал сигнал SOS. К моменту,
когда были развернуты спасательные работы, 61
человек был снесен в море течением и погиб...
11.07.1910 г. командир ПЛ США «С-4» во время учений,
выходя в учебную атаку на собственную плавбазу
«Кастайн», приказал старшине-рулевому «рассечь
«Карстайн» пополам», т.е. ПЛ должна была пройти
под днищем судна. Однако старшина понял приказ
буквально, и через некоторое время перископ с
треском врезался в обшивку плавбазы, сделав в ней
большую пробоину...
18.05.1918 г. английская ПЛ «L-4» раздифферентовалась
из-за поступления внутрь прочного корпуса
небольшого количества воды. Вахтенный, желая
скорректировать дифферент, отдал
соответствующий приказ. Находившийся у
манипуляторов дифферентной системы матрос то ли
не понял, то ли перепутал команду. Вместо того,
чтобы стравить за борт 0,5 т воды, ПЛ приняла в
цистерны 18 т и камнем пошла на дно. Остановить ее
падение не удалось. Лодка легла на грунт на
глубине 90м при максимально допустимой глубине 60
м. Однако команда смогла продуть носовую
цистерну и, дав полный ход, лодка выскочила на
поверхность и спаслась.
в 1988 г. японское судно было протаранено японской
же ПЛ. Несмотря на оперативно начатые
спасательные работы из 48 рыбаков спаслись только
18.
«Нью-Йорк таймс» 11.01.1965 г. писала о гибели
«Трешер»: обстоятельства гибели «Трешера»
представляют собой убийственное обвинение
специалистам ВМС в технической
некомпетентности. Материалы расследования
убедительно показывают, что 129 человек, погибших
на корабле, возможно, стали жертвой преступной
беспечности, воцарившейся на Портсмутской верфи,
с которой отправили ПЛ в плавание, заведомо зная
о серьезных неисправностях в ее оборудовании...»
Спешка и технический авантюризм при разработке
новых образцов военной техники, нервозность - все
это, безусловно, увеличивает число аварий и
усугубляет их последствия. Это и иллюстрация
того, что социальные законы выше, надсистемнее
технических.
СИСТЕМНЫЕ ЭФФЕКТЫ НЕСОГЛАСОВАННОСТЕЙ.
НАКОПЛЕНИЕ «СЛУЧАЙНОСТЕЙ»
Выход из строя механизмов и приборов, на первый
взгляд, не представляющий непосредственной
опасности для корабля и экипажа, при
определенных обстоятельствах также может
привести к трагическим последствиям.
04.05.1905 г. на русской ПЛ «Дельфин» обнаружили
неисправность рулей. После прихода во
Владивосток для доступа к приводу руля была
вскрыта горловина одной из кормовых топливных
цистерн. Произошел взрыв паров бензина, ПЛ
затонула. При подъеме этой лодки произошел
второй взрыв, теперь уже гремучего газа,
выделившегося из аккумуляторов. Подъем
прекратили, затем снова начали. И опять взрыв! И
так повторялось 5 (!) раз...
Выделение водорода происходило не только при
контакте аккумуляторов с морской водой, но и при
их зарядке. Примеров очень много...
При аварии «Тетиса» (см.выше) матрос Вудс перешел
из затопленного отсека в другой и попытался
закрыть за собой переборочный люк. Однако это ему
не удалось, так как между крышкой люка и
комингсом попал ...барашек задрайки (!). Из-за этого
затопило и второй отсек, и лодка легла на грунт.
В последние годы участились столкновения ПЛ под
водой. Причина - улучшение характеристик
гидроакустических станций и снижение шумности
ПЛ. ( Система- антисистема...)
Некоторые конструктивные особенности ПЛ (
характерный низкий силуэт, затрудняющий
определение курса лодки со встречного судна;
низкое расположение ходовых огней, что искажает
представление об истинных размерах в ночное
время; худшая маневренность и т. д.) увеличивают
вероятность аварий в надводном положении.
Оставшиеся на берегу три человека из экипажа
«Трешера» (счастливчики !) отмечали, что большой
объем ремонтных работ, к которым привлекался
экипаж, не позволил хорошо отработать действия
личного состава в аварийных ситуациях. Так, во
время имитации аварии на борту команда в течение
10 минут не могла найти нужный клапан, который во
время ремонта был перенесен на другое место.
01.07.1917 г. русская «АГ-15» вышла в море. Выход совпал
по времени с подготовкой к обеду, и кок
заканчивал на камбузе приготовления к нему.
История умалчивает, что именно подгорело у кока
(возможно - котлеты ), но факт остается фактом: не
спросив разрешения командира и даже не поставив
его в известность, кок решил проветрить отсек и
открыл входной люк. Люк плохо просматривался с
мостика. Командир со спокойной душой отдал
команду о быстром погружении. Лодка провалилась
на глубину. Ее подняли 28.07, было обнаружено 17
трупов: 15 человек погибли от удушья, двое
застрелились...
В марте 1913 погибла русская ПЛ «Минога» вблизи
либавского маяка Боцман Гордеев передал на
буксир флажным семафором сообщение о намерении
погрузиться и далее следовать под водой. Затем
Гордеев свернул флажки и сунул их, как ему
показалось, под решетчатый настил мостика, а на
самом деле - под тарелку клапана вентиляционной
шахты. При погружении в лодку стала поступать
вода, с продувкой главного балласта запоздали, и
ПЛ затонула на глубине 30 метров. Хорошая погода
способствовала успеху спасательной операции.
Всех, в том числе и злополучного боцмана, удалось
спасти...
09.08.1926 г. погибла английская ПЛ «Н-29». Во время
ремонта лодки в Плимуте потребовалось несколько
увеличить ее осадку. Старший офицер дал команду
частично заполнить цистерны главного балласта.
Вместо этого цистерны были заполнены полностью,
и лодка пошла под воду с открытыми люками.
Находившийся на мостике командир пытался
закрыть рубочный люк, но... мешал кабель
спущенного в ЦП переносного вентилятора.
Командир пытался перерезать кабель перочинным
ножом, но не успел закончить эту работу: лодка
легла на грунт у причальной стенки. Погибли 5
рабочих верфи и один матрос.
В 1908 г. на английской ПЛ «А-9» 11 человек отравились
парами бензина, лишь 2 офицера, находившиеся в
рубке, избежали отравления. Они и вывели ПЛ на
поверхность, но сами потеряли сознание.
Неподвижную лодку заметили с крейсера «Эоулс» и
спасли экипаж.
В 1915 г. во время патрулирования легла на грунт для
ночного отдыха германская ПЛ «U-31». Вахтенные
должны были время от времени добавлять кислород
из баллонов в воздух отсеков. Однако, как было
установлено впоследствии, они не смогли закрыть
вентиль кислородного баллона и все подводники
погибли: вначале наступило кислородное
опьянение, затем - смерть от удушья... Через
несколько месяцев из-за просачивания воздуха в
цистерны главного балласта ПЛ всплыла, и ее с
мертвым экипажем выбросило на пляж вблизи
английского города Ярмут.
ЗАДАЧА: Предложите как можно больше способов,
приводящих к аварии ПЛ. Обнаружение дефектов
службами контроля на верфи или в базе -
недопустимо. ( См. [4] - «диверсионный подход»).
ЗАДАЧА: Предложите мероприятия или технические
решения, не позволяющие нештатным ситуациям
развиваться до аварий и катастроф.
РЕЗЮМЕ: Очевидно, что создание ТС со 100%
надежностью - невозможно [5]. Такая ТС была бы
попросту эквивалентом вечного двигателя. Однако
можно (и необходимо!) повышать надежность
существующих ТС. И это - обыкновенная ТРИЗовская
задача: имеется ТС, необходимо повысить
эффективность и надежность. Как?
ВЛИЯНИЕ НАДСИСТЕМЫ. БОЕВЫЕ ДЕЙСТВИЯ
17.02.1864 г. американская ПЛ Аунлея совершила первую
в мире успешную подводную атаку и потопила
корвет северян «Хаузатоник». Сама лодка тоже
погибла: ее затянуло в образовавшуюся в корпусе
пробоину.
С началом 2-ой мировой войны участились
столкновения ПЛ. Всего аварии такого рода
потерпели около 60 ПЛ, 40 из них погибли. Основные
причины: необходимость плавания в темное время
суток, без ходовых огней, применение на судах
камуфляжной окраски. Нарастает интенсивность
использования ПЛ, часто таранятся собственные
лодки, ухудшается профподготовка подводников.
ВЛИЯНИЕ НС: ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ
Посадки на мель или камни во все века были весьма
распространенным видом аварий. ПЛ тоже не
застрахованы от этого. Причинами таких аварий,
как показывает их анализ, являются:
недостаток информации о навигационной
обстановке в районе плавания по разным причинам
(отсутствие карт, плохое оборудование, погода и
т.п.)
Выход из строя навигационных приборов ПЛ.
ошибки судовождения.
худшая маневренность ПЛ, по сравнению с другими
судами. Кроме того, следуя в подводном положении,
ПЛ могут «сесть на мель» при ударе о грунт или
подводные скалы.
23.11.1914 германская «U -18» на глубине 50 м налетела на
подводную скалу и получила легкие повреждения.
Спустя 14 часов лодка вновь ударилась о подводные
камни, при этом была повреждена обшивка прочного
корпуса. Лодке удалось всплыть, но экипаж был
взят в плен англичанами.
15.12.1944 г. на глубине 21 м американская ПЛ
«Драгонет» налетела на скалу. Интересно, что
минимальные глубины на карте этого района
составляли 126 м. Лодку удалось спасти.
У берегов Калифорнии села на мель ПЛ США
«Гардфиш». Посадка на мель оказалась столь
«прочной», что попытки снять лодку с мели с
помощью крейсера «Милуоки» закончилось
безрезультатно. Во время спасательной операции
разыгрался шторм и ... выбросил на мель самого
«спасателя». После шторма ПЛ все же сняли с мели,
перетащив на катках через перешеек (около 1 мили)
в залив Гумбольта.
20.01.1942 американская «S-36» наскочили на риф.
Причиной явилоcь сравнительно сильное течение и
большой промежуток времени с момента последнего
определения местоположения лодки (около 8 часов).
В ноябре 1915 сильная волна просто выбросила
германскую ПЛ «UC-13» на берег, где она была
оставлена экипажем.
В океане наблюдаются так называемые «внутренние
волны», возникающие на границах слоев воды с
различной плотностью. Эти волны «бушуют» на
различных глубинах и имеют высоту до нескольких
десятков метров. Попавшая на склон такой волны ПЛ
может соскользнуть по нему за предельную глубину
погружения...
В 1923 г. на верфи в Йокосука во время землетрясения
серьезно пострадала японская ПЛ «РО-29».
В марте 1959 г. при переходе к Северному полюсу ПЛ
«Скейт» всплыла в полынье для ремонта насоса, и
ее чуть было не затерло льдами.
05.10.1959 г. ПЛ «Си дрэгон», однотипная со «Скейт»,
столкнулась с китом. В результате столкновения
на ПЛ был погнут гребной вал и поврежден винт. Что
стало с китом - неизвестно.
В 1967 году зафиксирован первый случай атаки ПЛ
меч-рыбой. Американская исследовательская ПЛ
была на глубине 600 метров, когда ее ударила в борт
меч-рыба, причем удар был настолько силен, что
80-сантиметровый «меч» полностью вошел в стык
между отсеками. Ученым пришлось совершить
аварийное всплытие...
ЗАДАЧА: Как обнаружить «внутренние волны» в
океане?
Как их использовать?
ЗАДАЧА: В1- подводная лодка. В2 - подводная скала.
Как предотвратить столкновение?
РЕЗЮМЕ: В данном разделе мы рассмотрели два типа
АК. Первый из них связан с непреодолимыми
обстоятельствами: землетрясение, штормы,
внутренние волны. Если мы не можем с ними
бороться (пока!), то давайте научимся их
предсказывать.
Второй тип АК связан со столкновениями.
ЗАДАЧА: обеспечить экипаж ПЛ достоверной и
непрерывно поступающей информацией об
окружающей обстановке.
ВЛИЯНИЕ НС: ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА
Столкновения с судами - наиболее
распространенные морские аварии. Ежегодно в
морях сталкиваются тысячи судов, из которых
десятки гибнут. Причины: те или иные ошибки
судовождения; невыполнение Международных правил
для предупреждения столкновений судов; неучет
внешних факторов; расчет на «авось» и т. п.
04.04.1953 г. в проливе Дарданеллы турецкая ПЛ
«Думлумпинар» столкнулась со шведским танкером
«Наболанд», лодка почти мгновенно затонула.
Погиб 81 человек.
03.06.1962 г. при швартовке ПЛ «Трешер» в базе
Канаверал ее протаранил портовый буксир.
8 августа 1967 г. подводный ракетоносец «Симон
Боливар» столкнулся с транспортом снабжения
«Бителгюс».
В 1968-70 гг. произошли столкновения с судами пяти
АПЛ.
В последние годы участились ранее редкие случаи
столкновения ПЛ между собой в подводном
положении. Вероятность нахождения двух ПЛ в
одной точке трехмерного пространства очень мала.
И все же они в этой точке сходятся!
В октябре 1957 г. столкнулись под водой
американские ПЛ «Коблер» и «Таск». Лодки всплыли
и своим ходом пришли в базу для ремонта.
Необычное столкновение произошло 04.02.1977 г: АПЛ
«Снук» шла на большой глубине и столкнулась с
буксируемой гидроакустической станцией
сторожевого корабля «Бегли».
В марте 1988 г. западногерманская ПЛ на глубине 40 м.
налетела на опору морской буровой платформы.
Лодка благополучно всплыла на поверхность, а
платформа получила столь серьезные повреждения,
что с нее вынуждены были срочно эвакуироваться 200
(!) рабочих - нефтяников.
В конце 1-ой мировой войны германская ПЛ
«UC-70»,ложась на грунт, зацепилась
горизонтальными рулями за обломки погибшего
судна(!). # Командование ВМФ ФРГ не подало сигнал
бедствия при исчезновении ПЛ «Байерн», т.к. «
сигнал бедствия влияет на все судоходство в
Северном море и связан со значительными, в т.ч. и
финансовыми, последствиями...» Снова -влияние НС,
социальных законов...
В 1956 г. американский «Наутилус» в подводном
положении попал в... сети траулера.
В годы первой мировой войны немецкая ПЛ «U-28» в
надводном положении атаковала английский
пароход «Олив Бланш», груженый боеприпасами и
грузовиками. Один из грузовиков, подброшенный
сильным взрывом, упал на лодку и потопил ее ...
В конце марта 1984 г. в сеть, заброшенную тремя
датскими рыбаками на глубину 130 м., попала ПЛ ФРГ
«Симпсон». Бот рыбаков перевернуло и утащило под
воду, рыбаки погибли...
ЗАДАЧА: В1- подводная лодка. В2- другая подводная
лодка. Как предотвратить столкновение?
ЗАДАЧА: Обеспечить экипаж ПЛ достоверной
информацией о маневрах других ПЛ.
РЕЗЮМЕ: Если так пойдет дальше, то недалеко то
время, когда ПЛ столкнется с ... самолетом. Как
быть?
4. СПАСЕНИЕ
Нулевой риск возможен лишь в системах, лишенных
запасенной энергии, химически и биологически
активных компонентов [6]. Итак: 1) невозможно
создать абсолютно надежные ТС, 2) нельзя
полностью исключить возможность ошибок личного
состава, 3) нельзя исключать внешние факторы,
влияющие на аварийность.
Борьба за живучесть и спасение личного состава
ПЛ основывается на тех же принципах, что и в
надводном флоте. Однако есть две особенности:
удержание ПЛ от провала за предельную глубину,
где ее прочный корпус будет разрушен
гидростатическим давлением, и выход личного
состава из затонувшей лодки.
ЗАДАЧА: Создать непотопляемую ПЛ.
ВЕЩЕСТВЕННО-ПОЛЕВЫЕ РЕСУРСЫ ДЛЯ СПАСЕНИЯ
Русская ПЛ «Карась» затонула, т.к. принятую на
борт воду не удалось откачать из-за поломки
водоотливного насоса. Лодке удалось всплыть
только после отдачи отрывных свинцовых килей,
предусмотренных на случай аварии.
ЗАДАЧА: Использование морской воды для тушения
пожаров на ПЛ не может быть широко рекомендовано
из-за сравнительно небольшого запаса плавучести
лодки в надводном положении и полного отсутствия
такового под водой. Из-за замкнутости объема
ограничено применение химических средств
пожаротушения. При подводном плавании
неразрешима проблема удаления дыма, который
может оказаться гибельным для людей ...
Неразрешима ли? Может быть, Вы решили эту задачу
раньше?
При поломке гребного вала на АПЛ «Таллиби» 16.06.1978
г. обломок вала, зашедший внутрь сальника, на 20-30
мм преградил путь потоку воды, уменьшил течь, и
лодке чудом удалось всплыть.
ЗАДАЧА: А нельзя ли программировать такие
«чудеса»?
Американская ПЛ «Тарпон» села на мель. Командир
решил максимально облегчить лодку: за борт
откачали пресную воду и большую часть топлива,
сгрузили три торпеды и отдали оба якоря. Но и
после этого лодка не сдвинулась с места. За борт
ушли остальные торпеды и 200 шт. 76-мм. снарядов (ПЛ
осталась практически безоружной 22.02.1942 года ...)
Продули масляную цистерну, стравили на грунт
якорь-цепи. Не помогло. Офицерский совет решил
взорвать лодку, полным ходом началась подготовка
к взрыву. Неожиданно к лодке подошла шлюпка
голландского миссионера с берега. Он сообщил, что
с 16 до 19 часов в районе аварии наблюдаются очень
высокие приливы. С началом прилива «Тарпон»
начала движение задним ходом, одновременно
выбирая брашпилем якорь, предварительно
завезенный на глубину и ... снялась с мели.
26.09.1936 г. шведская ПЛ «Беверн» потерпела аварию.
Грамотные распоряжения командира и четкие
действия экипажа спасли лодку. Были отданы
отрывные кили, продуты цистерны главного
балласта, рули переложены на всплытие с
одновременным увеличением скорости.
Во время подготовки АПЛ «Наутилус» к походу на
Северный полюс в мае 1958 г. возникла опасность
засоления второго контура, что могло привести к
выходу из строя всей энергетической установки
корабля. Командир принял оригинальное решение:
после захода в Сиэтл матросы в штатском -
подготовка велась в строжайшей тайне - скупили в
автомагазинах всю патентованную жидкость для
заливки в радиаторы автомобилей с целью
прекращения течи, чем неслыханно удивили
владельцев автомагазинов. Ни в Сиэтле, ни позже
во время похода проблема засоления не
возникала...
Район поиска пропавшей ПЛ «Эфрей» составил 1500 кв.
миль.
При аварии русской «Миноги» был отдан аварийный
буй, его заметили на буксире. Моряки с него
подошли к бую и после достаточно длительного
изучения обнаружили внутри него...телефон.
Выяснив, что ПЛ терпит бедствие, буксир полным
ходом направился в Либаву, подавая тревожные
гудки. Либавская база к тому времени уже
закончила работу, спасательные работы удалось
развернуть лишь через несколько часов. Лодку
приподняли из воды и эвакуировали из нее людей.
Не обнаружили лишь виновника аварии - Гордеева,
который засунул флажки под тарелку клапана... Но и
его нашли - в прочной рубке, где он просидел 12
часов. Оказалось, что объем воздуха в ней вполне
достаточен для одного человека.
Английская «К-13» затонула на глубине 18 метров
недалеко от базы. На поверхность вышел капитан
Гудхарт. Руководствуясь его советами, водолазы
присоединили к шахте подачи артиллерийского
боезапаса шланг, по которому стали подавать в ПЛ
свежий воздух. Опытнейший английский спасатель
капитан 1-го ранга Янг, руководивший спасением ПЛ,
решил приподнять ее нос и зафиксировать. Затем к
делу приступили газорезчики. Как только в
прочном корпусе образовалось отверстие, струя
вышедшего воздуха задула горелку резака.
«Бросьте мне спички!»,- крикнул газорезчик на
борт спасателя. Но прежде, чем там успели
отреагировать, из отверстия раздался бодрый
голос: «Пожалуйста!»,- и чья-то рука протянула
коробок. Все 46 человек были спасены через двое
суток после аварии, буквально вслед за этим не
выдержал кнехт: натяжение троса сорвало его с
креплений и ПЛ, дополнительно затопленная через
вырезанное отверстие, затонула.
«Психологические эффекты»- важнейший ресурс в
самых разных аварийных ситуациях [8].
Глубины морей не случайно сравнивают сегодня с
космосом. Американский астронавт С.Карпентер,
проработав 2 месяца в подводной лаборатории
«Силаб» заявил, что «морские глубины даже
враждебнее человеку, чем космос». /8/ В отличие от
многих других профессий, деятельность
космонавтов, летчиков, подводников и полярников
протекает в условиях достаточно высокой степени
риска погибнуть в результате АК. Именно поэтому
важнейший «ресурс» - психологическая подготовка
экипажа к действиям в экстремальных ситуациях.
СРЕДСТВА СПАСЕНИЯ. ОРГАНИЗАЦИЯ СПАСАТАТЕЛЬНЫХ
РАБОТ
При аварии «Тетиса» индивидуальные дыхательные
аппараты не были немедленно использованы потому,
что опыта выхода с такой глубины не имелось.
При аварии «Тетиса» экипажу удалось приподнять
корму. У кормы погибшей ПЛ собралось три корабля,
в том числе и спасательное судно, но ни одно из
них не имело средств оказания реальной помощи
подводникам... Через несколько часов сюда же
подошли 6 новейших эскадренных миноносцев,
однако и на них не оказалось ни опытных
водолазов, ни оборудования. Еще чуть позже прибыл
буксир с оборудованием для
кислородно-ацетиленовой резки. Под корму лодки
подвели трос, но он лопнул, и корма «Тетиса»
скрылась под водой. Еще через несколько часов
появились спасательные суда, но было уже поздно.
Напомню: погибло 99 человек...
При аварии турецкой «Думлумпинар» два
водолаза-спасателя попали на палубу затонувшей
лодки, но были смыты сильным подводным течением.
Подводники (81 человек!) так и остались в своем
стальном гробу...
ЗАДАЧА: Обеспечить работу водолазов при сильных
течениях и др. осложняющих факторах.
В 1906 г. на английском флоте появился первый,
весьма несовершенный образец индивидуального
дыхательного аппарата, предложенного Девисом.
Его основной недостаток - громоздкий баллон,
затруднявший выход подводников через торпедные
аппараты. Более совершенна конструкция немцев,
фирма «Дреггер», 1912 г. В конце 20-х годов
усовершенствованы в США и в Англии.
Организована специальная подготовка
подводников, для чего в главных базах подводного
флота построены учебно-тренировочные бассейны в
виде башен высотой от 5 до 30 м, заполненные водой.
В конце 30-х годов в Испании и Италии были приняты
на вооружение одно- и двухместные прочные
всплывающие камеры многоразового действия.
После всплытия на поверхность предохранять
подводников от холода и поддерживать их на плаву
должны утепленные гидрокостюмы с химическими
или электрическими грелками. Предложено в
середине 50-х. У нас до сих пор не реализовано.
Групповой подъем в надувных камерах на 22
человека. Нахождение спасающихся в
изолированном от воды объеме, возможность
общения - важное преимущество. Следующий шаг -
всплывающие спасательные контейнеры или отсеки.
Их практическое применение сдерживается высокой
технической сложностью.
ЗАДАЧА: Сделайте следующий шаг.
Когда членов экипажа печально известной
советской ПЛ «Комсомолец» спросили: «Что вы
можете сказать о всплывающей спасательной
камере ВСК?», последовал ответ: «Беда нашей ВСК
состояла в том, что она очень легко крепилась к
корпусу и был случай, когда она самопроизвольно
всплыла. Представители фирмы усилили стопора, но
... перестарались. 5 человек, оказавшиеся в ВСК, не
смогли вовремя отсоединить камеру. Она
отделилась, видимо, случайно и всплыла
невредимой с живыми до поры (!) подводниками. Но!
Трое умерли от отравления угарным газом, который
шел в камеру вместе с дымом и стал особенно
токсичным при повышении давления; 4-ый погиб,
ударившись головой о край люка, когда его
вышвырнул сжатый воздух. В итоге в ВСК спасся
только один человек...» [7] Выйти на поверхность -
не значит спастись. Задача ...
Моряки «Комсомольца» менее всего готовились
экстренно покинуть корабль в надводном
положении: «Мы вышли на поверхность не для того,
чтобы прыгать в воду. Цель была одна: отдышаться и
встретить нашу плавбазу, которая была уже на
подходе». Матросы оказались в воде без
индивидуальных дыхательных аппаратов, потому
что часть их повредил пожар, у части баллончики
была израсходованы в борьбе за живучесть в
задымленных отсеках, а кое-что осталось в
труднодоступных местах [7].
ЗАДАЧА: Обеспечить каждого подводника
индивидуальным средством спасения.
РЕЗЮМЕ: Эффективность спасательных средств не
соответствует современному уровню развития ТС
ПЛ. Развитие подсистемы «спасательные средства»
явно отстает. МПиО в данной области слишком
дорого стоит, чтобы продолжать в том же духе.
Необходима тризовская проработка средств
спасения.
ЗАДАЧА: У летчиков есть катапульты. Что мешает
создать подобное устройство для подводников?
5.ЭКСПРЕСС-ПРОГНОЗ РАЗВИТИЯ ТС «ПОДВОДНАЯ ЛОДКА»
Развитие любой ТС подчиняется фундаментальному
закону, отражающему влияние случайностей в
методе проб и ошибок: все, что может случиться -
случается. Это так называемый «Первый закон
Чизхолма». История подводного флота, аварии и
катастрофы, рассмотренные выше, - яркое тому
подтверждение.
Преодолеть или хотя бы уменьшить действие этого
закона можно единственным способом: любая
разработка должна проводиться в соответствии с
объективными законами развития технических
систем. [1,3,4].
Прогноз развития концепции ПЛ с точки зрения
ЗРТС
Автор не претендует на полноту и целостность
прогноза по ЗРТС. Для этого, как известно,
необходимо привлечение к работе специалистов,
которых в Новосибирске просто нет. Однако
основные тенденции можно проследить.
Повышение степени идеальности ПЛ: лодки нет, а
функция выполняется. Главная функция ПЛ -
доставка людей и грузов из одного пункта в
другой, исследование подводного мира. К
сожалению, в наше время первая функция отягощена
военными требованиями: скрытная доставка.
ЗАДАЧА: Обеспечить скрытную доставку людей и
грузов морем.
Идеальность ПЛ должна повышаться путем
«дробления» по линии «моно-би-поли...». Сегодня ПЛ
имеет легкий и прочный корпуса (би-система) один
внутри другого. Корпус ПЛ, как правило,
раздроблен на термоотсеки «поперек»
(поли-система). Однако мне неизвестны ПЛ, имеющие
форму катамарана или полимарана (дробление
«вдоль»). Возможные варианты: ПЛ-катамаран.
Функции разделены между корпусами. В одном
сосредоточены силовые установки и боевая часть,
в другом - экипаж, приборы и системы управления.
Аналог: полупогруженные суда. При возможных
авариях спасают в первую очередь людей.
Еще большие возможности открываются для поли-ПЛ,
при этом появляется масса технических
противоречий, масса задач. А ведь каждое ТП - это
«точка роста» системы ...
ЗАДАЧА: Приглашаю пофантазировать на тему:
«Полиподводная лодка».
Другая линия развития - динамизация и
согласование подсистем между собой и с
окружающей средой (надсистемой). ПЛ стоит в самом
начале этой очень сильной линии развития,
имеются огромные, почти не используемые сегодня
ресурсы.
Переменная плавучесть, наличие рулей и выдвижных
устройств на каждой ПЛ - лишь первый шаг развития
этой сложной ТС по линии динамизации. Очевидно,
что для повышения степени идеальности по этой
линии можно пройти очень далеко вперед. Даже
простейший просмотр аналогов в самолетостроении
показывает большие потенциальные возможности.
Переменная «стреловидность» корпуса и рулей,
использование аварийных «парашютов» при падении
в глубину, использование реактивных (т.е. МГД -
двигателей Преснякова), дозаправка в «полете» и
«подводные конвертопланы», многое - многое
другое...
Особый интерес представляет использование МГД -
двигателей на ПЛ. Идеальность резко повышается:
абсолютная бесшумность работы, высокие
энергетические показатели, использование ВПР
окружающей среды (морской воды) на микроуровне,
могут в сумме привести к качественному скачку в
развитии ПЛ. И это будет...
ЭКСПРЕСС-ПРОГНОЗ РАЗВИТИЯ ПОДСИСТЕМ
Прочный корпус. В конструкции прочного корпуса
до сих пор преобладают традиционные
конструктивные материалы, сталь. В новых
разработках ПЛ, рассчитанных на большие глубины,
используют титан.
Имеются предложения по использованию композитов
(керамика, стеклопластики и т.п.) Есть очень
красивое предложение - использовать для
изготовления прочного корпуса и других
деталей...стекло. Однако широкому внедрению его
мешает малая ударная прочность и сложность
изготовления деталей.
ЗАДАЧА: Предложите способы применения стекла при
изготовлении ПЛ.
Двигательная установка должна перейти от
гребного принципа к реактивному на микроуровне
(см. выше).
Управление. Должны появиться «умные» вещества,
осуществляющие функции самоуправления ПЛ.
Связь и ориентирование. Сейчас наиболее активно
используется акустическое поле, появились
предложения использовать проводимость морской
воды для связи с ПЛ.
ЗАДАЧА: В океане множество ВПР. Предложите
способы связи ПЛ с их использованием.
ЭКСПРЕСС-ПРОГНОЗ РАЗВИТИЯ НАДСИСТЕМ
Природные условия. Идеальность ПЛ будет
повышаться за счет их большей независимости от
природных условий: погоды, рельефа дна и берегов,
других условий плавания.
Известно, что многие проблемы, не решаемые в
рамках ТС, легко находят свои решения в НС.
Поэтому часть функций ПЛ возьмет на себя НС. В
первую очередь это касается средств связи и
оповещения, навигационных систем. Кое-что в этом
направлении делается уже сейчас: созданы
спутниковые системы навигации, с помощью которых
можно определить положение судна в Мировом
океане с точностью 180 м. Создана и успешно
функционирует космическая система оповещения о
бедствиях - «КОСПАС». Развитие по этой линии
будет продолжаться, что позволит частично
исключить «человеческие» ошибки, которые столь
часто приводят к авариям и катастрофам.
Деятельность человека. С течением времени
количество судов и ПЛ будет расти. Будет расти и
объем работ человека в глубинах Мирового океана
(нефть, богатства шельфа, добыча морепродуктов,
исследования и т.д.) В связи с этим обострятся
проблемы обеспечения безопасности судоходства
и, в первую очередь, предотвращения столкновений
судов разных типов. Тяжесть последствий таких
столкновений растет («Нахимов»), появляется
реальная угроза экологических катастроф
(загрязнение нефтью при авариях супертанкеров,
радиоактивное заражение при авариях судов с
ядерными силовыми установками и т.п.)
ЗАДАЧА: Предложите способы предотвращения
столкновений судов.
ИНТЕРЕСНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ
До настоящего времени разработка ПЛ, ее
подсистем, средств спасения, ведется МПиО. За
незнание конструкторами объективных законов
развития техники платили своими жизнями
подводники. Лишь после гибели ПЛ «А-1» в
конструкцию первых ПЛ был введен второй люк-
между прочной рубкой и корпусом. А с точки зрения
ТРИЗ - это элементарный шаг, переход к бисистеме.
Но... Надо знать, что этот шаг закономерен, надо
знать, КАК его сделать.
Там, где это возможно и целесообразно, на ПЛ
применяют резервирование технических средств.
Например, наличие резервной гидравлической
системы на американской ПЛ «Тритон» спасло лодку
при аварии.
При проектировании ПЛ «Скейт» инженеры
приложили много усилий, чтобы облегчить доступ к
каждому механизму, который, возможно, придется
ремонтировать в море. В хорошо продуманной
модели машинного отсека были установлены
деревянные макеты механизмов в натуральную
величину, вплоть до трубопроводов и мелких
деталей. Каждый механизм на макете легко
передвигался. Перестановку производили до тех
пор, пока не убедились, что не осталось ни одного
механизма, к которому не было бы свободного
доступа. Эти усилия не пропали даром, когда
«Скейт» шел к Северному полюсу и понадобился
срочный ремонт мотора насоса. ( Применен
известный прием: принцип копирования).
При аварии АПЛ США «Скорпион» стационарная
гидроакустическая система «Цезарь»
зарегистрировала необычный звук, который
специалисты отождествили со звуком разрушения
прочного корпуса ПЛ под действием наружного
гидростатического давления. Пеленги на источник
звука позволили установить его местоположение.
Погибшая ПЛ была обнаружена на глубине более 3000
метров с помощью телекамер: она оказалась
разорванной пополам в районе ЦП.
Для одержания ПЛ от провала на глубину
предложено повысить давление сжатого воздуха
для продувки цистерн балласта. Однако возникает
ряд проблем, связанных с созданием баллонов
высокого давления и с обмерзанием клапанов при
дросселировании.
После гибели АПЛ «Трешер» командование ВМС США
заключило контракт на разработку системы
аварийной продувки цистерн с помощью пороховых
газов, образующихся при сжигании специальных
зарядов. Такие системы созданы, испытаны и теперь
применяются на всех ПЛ США.
Необходимо прилагать максимум усилий для
создания таких образцов техники, при управлении
которыми невозможно было бы совершать ошибки, то
есть системы должны быть «дуракоустойчивыми»
(fool-proof).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В работе сделана попытка проанализировать с
точки зрения СА причины аварий и катастроф на
подводном флоте.
Показано, что работа МПиО приводила к
тривиальным с точки зрения ТРИЗ ошибкам.
Изложенный материал может применяться в
качестве учебного при обучении ТРИЗ. В связи с
этим небольшое пояснение: задачи в работе
поставлены в самом общем виде, в виде
административных противоречий. Это сделано
намеренно - мы не специалисты по ПЛ. Но это и
привлекает: новый подход может дать сильные
результаты.
Автор будет благодарен за любые замечания и
предложения. Данная работа только первый шаг,
поэтому особая благодарность (в виде развития
данной работы) ждет тех, кто поможет пополнить
картотеку АК, и не только с подводными лодками.
ЛИТЕРАТУРА
1. Альтшуллер Г.С. Творчество как точная наука.
РиС, 1979.
2. Нарусбаев А.А. Катастрофы в морских глубинах.
Л.,Судостроение,1989.
3. Альтшуллер Г.С. Найти идею. Наука,1986.
4. Злотин Б.Л.,Зусман А.В. Использование аппарата
ТРИЗ для решения
5. Викентьев И.Л. Примеры к учебному семинару с
аварийщиками
6. Академик Легасов В. «Спутник», 1989, №4, с.81.
7. «Известия», 25.01.1990.
8. Лебедев В.И. Личность в экстремальных условиях.
Политич.лит-ра.1989.
© Сибиряков В.Г., 1995
|
