Силуэты звёздных кораблей

Нет времени читать всю статью? Резюмировать

Оригинал

На этой неделе пост будет немного короче: наступили праздники, и год подходит к концу. Но не волнуйтесь — на январь у меня запланирован невероятный цикл. Нет, не тот; такой, какого вы не ожидаете. А сегодня я хочу написать небольшое дополнение к статье «Куда поставить главную батарею?» и завершить год ещё одной порцией легкомысленной научной фантастики. В частности, я хочу подробнее разобрать следующее утверждение:

Если посмотреть на историю кораблестроения от вёсел и парусов до атомных реакторов, одной из немногих постоянных останется то, что общую форму и профиль корабля определяют двигатели и вооружение, а помещения для экипажа втискивают туда, «где осталось место».

Я хочу развить эту мысль и проследить её в исторической перспективе.

В научно-фантастических мирах я часто вижу космические боевые корабли примерно такого вида:

По материалам Вукипедии — не ожидали, правда? — «Раддус», звёздный крейсер типа MC85. Его двигатели тоже кажутся мне удивительно маленькими для быстроходного военного корабля, но сильнее всего в этой конструкции меня поражает то, что я понятия не имею, где находится основное вооружение. Во всяком случае, если верить статье в вики, это не специализированный авианосец.

Или такого:

Линейный крейсер управления Damnation из EVE Online. Когда-то, ещё во времена моей игры, у меня был такой — забронированный по самое не хочу. Для этой статьи особенно важно, что на изображении корабль не оснащён: орудия не установлены. Но мне понадобилась минута, чтобы вообще это заметить, — а ведь я летал на этой проклятой штуке. Если убрать орудия, сможете ли вы по конструкции хотя бы понять, где они должны стоять?

Или даже почтенный имперский звёздный разрушитель — в данном случае типа «Имперский I», потому что да, я именно такой зануда; это можно определить по башне связи:

В этих конструкциях меня смущают силуэты — точнее, то, что они подразумевают: будто корабли проектировали вокруг формы, а не вокруг функции. По крайней мере у звёздного разрушителя видно, какие части конструкции пришлось потеснить ради главного реактора, выпирающего снизу. Но, боже мой, почему решили деформировать основное бронирование вокруг реактора, вместо того чтобы с самого начала спроектировать корабль так, чтобы столь важный узел целиком находился внутри силового набора? Ещё удивительнее, насколько незаметна в общей конструкции главная батарея этого, по сути, артиллерийского корабля. Подозреваю, большинство зрителей вообще не замечает башни по обеим сторонам центральной надстройки — которая, к слову, представляет собой ужасное место для их установки.

Получается, что главное вооружение — и в некоторой степени даже двигательная установка — выглядит запоздалой мыслью. В одних произведениях это заметнее, чем в других. Например, у кораблей из Star Trek двигатели в классических гондолах обычно очень выделяются, зато главное вооружение настолько неприметно — даже у более ориентированных на боевые действия типов Constitution и Sovereign, — что специалисты по спецэффектам регулярно забывали, где что находится, и заставляли не то оружие стрелять не из того места. В частности, в оригинальном сериале Кирк любит палить фазерами из торпедных аппаратов.

(Не хочу слишком отвлекаться на насмешки над научно-фантастическими кораблями, но нельзя не отметить, что базовая компоновка кораблей Федерации — двигатели соединены с основным корпусом длинными хрупкими пилонами — не имеет никакого смысла. Я понимаю, что с точки зрения производства первоначальная идея заключалась в том, чтобы каждый корабль имел две варп-гондолы, которым для работы всегда требовалась прямая видимость друг друга, — отсюда подвижные гондолы у Voyager и ференгских кораблей. Однако в поздних проектах от этого правила, похоже, отказались. Если прямая видимость не была строго необходима, то предполагаемые века развития кораблестроения Федерации выглядят очень, очень глупо.)

Почти все эти корабли объединяет одно: кажется, что их действительно начинали проектировать с общей формы, а уже затем решали, как вписать в неё ключевые системы. Вероятно, именно так их и создавали: художники и моделисты отталкивались от основной формы и визуального стиля корабля, а потом добавляли детали. Нередко — как, например, в этом разговоре дизайнеров об истребителях из «Звёздных войн» (в последние несколько минут они обсуждают новый фильм) — за основу брали формы существующих машин.

Проблема в том, что главное назначение аппарата буквально становится запоздалой мыслью в его конструкции: несколько крошечных «пушек» приклеивают к бокам уже почти законченной модели. Поэтому, в отличие от любого исторического военного корабля, здесь не видно, как требования двух важнейших элементов — двигательной установки и вооружения — определяют форму и силуэт. Более того, некоторые корабли словно буквально изгибаются вокруг этих систем — и правильно делают, ведь именно ради них корабль и существует!

Первые специализированные боевые корабли

Чтобы пояснить свою мысль, поговорим о конструкции морских военных кораблей. В некотором смысле историческое военное кораблестроение было даже сильнее ограничено, чем проектирование большинства космических боевых кораблей, которые в своих вымышленных мирах обычно строятся в космосе и никогда не входят в атмосферу. Корабли, плавающие по морям, а не среди звёзд, обязаны иметь форму, позволяющую эффективно двигаться по воде; у звездолётов такого ограничения нет.

Перейду сразу к сути: в силуэтах исторических военных кораблей всегда господствуют два фактора — двигательная установка и вооружение. Почти всё, что непосредственно не связано с одной из этих характеристик, отодвигается на второй план. Особенно для современной эпохи стоит сделать исключение для брони, однако защите современных кораблей чаще приходилось подчиняться форме, заданной двумя другими факторами, а не наоборот. При этом влияние брони на массу было огромным и серьёзно — хотя не так очевидно, но чрезвычайно важно — воздействовало на форму корабля.

В этом есть логика: основная задача любого специализированного военного корабля — здесь я не буду рассматривать многоцелевые суда, способные выполнять и военные, и гражданские функции, ни в научно-фантастических, ни в реальных примерах — доставить на поле боя то или иное главное вооружение. Подчинение всех остальных функций этим главным задачам зримо проявляется в конструкции. Начнём с древнего примера — возможно, самого раннего специализированного боевого корабля в мире, средиземноморской триеры:

По материалам Википедии: чертёж греческой триеры с обозначенными главным вооружением и движителем.

На каждом изображении я буду обводить красным главное вооружение корабля, а синим — двигательную установку. Правда, триера для первого примера не слишком удобна: вёсла служат движителем, но одновременно являются частью вооружения, поскольку главным оружием триеры была скорость. Более поздние средиземноморские гребные корабли, возможно, больше полагались на абордаж — это предмет ожесточённых споров; чтобы понять суть дискуссии и порождённых ею конструкторских решений, рекомендую W. Murray, Age of the Titans (2012). Но триера совершенно точно была ориентирована на таранный бой. Идеальное столкновение выглядело так: сблизиться, нанести удар, а затем задним ходом на вёслах отойти от противника.

Поэтому триеры строили ради скорости, ведь скорость и была наступательной мощью. Ради неё жертвовали всем: грузового пространства фактически не существовало, помещений для экипажа не было буквально — гребцы спали на своих скамьях, — а корпус строили лёгким и тонким, в ущерб живучести и мореходности. В научной фантастике иногда шутят, что корабль — это «чуть больше, чем пушки с приделанным двигателем», но триера была почти буквально такой: немногим больше тарана с установленным сзади двигателем на человеческой тяге.

Века развития конструкции не изменили базового соотношения скорости и вооружения:

По материалам Википедии: французская галера «Дофин» (1736).

С переходом к эпохе паруса то же господство двух факторов заметно у линейных кораблей:

По материалам Викисклада: HMS Victory, введённый в строй в 1778 году, в Портсмуте — вероятно, в 1921–1922 годах.

Линейные корабли представляют собой несколько особый случай: они происходят от многоцелевых парусных судов XVI–XVII веков и потому сохранили некоторые их конструктивные черты. Тем не менее специализация на войне взяла своё. Потребность в большем числе пушек заставила ставить дополнительные орудийные палубы одну над другой, из-за чего корабль получил большую осадку — её не видно, поскольку она находится ниже ватерлинии; и да-да, раз корабль британский, по-английски это, полагаю, draught, а не draft. В свою очередь, для сохранения остойчивости понадобилась большая ширина корпуса. Victory с тремя орудийными палубами и более лёгкими пушками на шканцах имеет почти 16 метров в ширину; классический 74-пушечный линейный корабль третьего ранга мог быть всего 14 метров шириной, а однопалубному кораблю вроде лёгкого фрегата хватало 10–12 метров.

Конструкция линкора

Хорошо, слышу я ваш вопрос, а как насчёт более современного корабля? С двигателем? Одной из более или менее постоянных черт додредноутов и дредноутов было то, что с точки зрения водоизмещения — фактически массы — около двух третей любого линкора приходилось на главную силовую установку, основное вооружение и броню. Всё остальное — абсолютно всё: кубрики, бытовые удобства для экипажа (питание, почта, гигиена, отдых, общественные помещения), командные посты, склады, средства борьбы за живучесть, станки для ремонта — приходилось втискивать в оставшуюся треть.

При этом сравнительно жёсткие требования к форме главной батареи и силовой установки — вместе с необходимостью высоко расположить командные посты ради навигации и наблюдения — означали, что всё прочее приходилось утрамбовывать в те места, которые оставались внутри корпуса. Небольшое отступление: эта философия проектирования становится совершенно очевидной, если побывать на корабле-музее, где посетителям разрешают хотя бы немного пройтись внутри. Койки, кают-компании и прочие помещения втиснуты в любое доступное пространство, порой огибая другие, более важные корабельные системы. Например, так устроен единственный сохранившийся в мире додредноут, японский броненосец «Микаса»:

По материалам Википедии: схема бронирования и вооружения «Микасы» из Jane’s Fighting Ships (1906/1907). Японский броненосец «Микаса» был введён в строй в 1902 году и остаётся последним сохранившимся додредноутом в мире.

Вы можете возразить: «Но вы отнесли вспомогательные орудия к главному вооружению». Однако не забывайте, что перед нами додредноут. Его вспомогательный калибр в концептуальном смысле всё ещё относится к основному вооружению, поэтому ему позволено определять столь значительную часть центрального объёма корабля. Эти орудия не втиснуты в казематы и надстройки туда, где нашлось место, как чаще делали на поздних дредноутах — пока во Второй мировой размещение вспомогательной, теперь уже зенитной, артиллерии снова не приобрело огромное значение. Напротив, корпус казематов вспомогательной батареи составляет основу конструкции и занимает значительную часть пространства над ватерлинией.

Силовая установка такого корабля господствует на нижних палубах. Прямо под дымовыми трубами «Микасы» находились 25 угольных котлов. Они подавали пар на пару расположенных позади машин тройного расширения — составных паровых машин, в которых пар последовательно проходит через несколько цилиндров, чтобы извлечь больше энергии. Те, в свою очередь, вращали валы гребных винтов. Требуемый всей этой системой объём заметен даже по расположению труб. Морские инженеры наверняка предпочли бы поставить их где угодно — где угодно, лишь бы дым не заволакивал кормовой наблюдательный пост, но необходимость обеспечить тяжёлому кораблю приличную скорость с помощью мощных машин вынуждала идти на компромисс.

Думаю, современные военные корабли — под современными я здесь подразумеваю построенные примерно после 1880 года — скрывают, насколько сильно двигатели и главное вооружение господствуют в конструкции и, следовательно, во внешнем облике, потому что значительная их часть находится под палубой. Например, башни крупного калибра — далеко не вся артиллерийская система. Весь орудийный комплекс в действительности занимает пять палуб плюс башню. Внизу находятся погреба и хранилища боеприпасов, откуда снаряды поднимаются к орудиям. Механизм поворота башни расположен примерно на уровне ватерлинии, на платформенной палубе, а системы вертикального и горизонтального наведения сами по себе занимают почти две палубы. Выше и ниже главной палубы весь комплекс прикрывает броневая оболочка — барбет. Вертикальная компоновка нужна прежде всего для того, чтобы разместить довольно объёмные погреба как можно ниже в корпусе: попадание в них почти наверняка погубит корабль. Словом, видимые над палубой стволы и башня — лишь верхушка айсберга всей установки.

По материалам Википедии: схема башни главного калибра «Микасы». Установка проходит через всю высоту корабля, чтобы погреба можно было безопасно разместить в самой глубокой и лучше всего защищённой части корпуса.

И не забывайте: это додредноут, построенный вокруг смешанной батареи орудий. А как насчёт современного «сверхдредноута» с единым крупным калибром? Уверен, вы ожидаете огромных 18,1-дюймовых орудий «Ямато» и «Мусаси», но хорошей схемы внутренней компоновки «Ямато» у меня нет. Поэтому возьмём американский линкор типа Iowa — USS Missouri (BB-63): для него я нашёл полную схему палуб и лучше знаком с самой конструкцией. Делаем всё то же самое:

Схема корабля предоставлена мемориалом линкора Missouri. На ней всё подписано, поэтому по ссылке её можно рассмотреть с большим увеличением и увидеть, где что располагалось.

Установка каждой трёхорудийной 16-дюймовой башни — технически её нельзя считать обычной строенной установкой, поскольку орудия способны независимо менять угол возвышения — ещё больше, чем на «Микасе». Она доходит до самого киля и почти целиком занимает горизонтальное пространство каждой палубы механизмами подачи снарядов, вертикального наведения орудий, поворота башни, погребами и всем остальным. Довольно хорошее представление о работе всех постов внутри башни даёт учебный фильм 1955 года, посвящённый эксплуатации этих орудий.

По материалам Википедии: 16-дюймовая орудийная башня в разрезе.

А теперь сравним её с масштабом главного вооружения звёздного разрушителя. Простите за качество снимка: я сделал его со своего экземпляра Star Wars: Incredible Cross-Sections. Я ведь предупреждал, что принадлежу к таким занудам: эта книга вместе с Essential Guides хранится у меня со старших классов, причём значительная их часть появилась ещё до Тёмных времён, до приквелов. Книга большая и плохо помещается в сканер, поэтому пришлось воспользоваться камерой:

Устройство башни главной турболазерной батареи звёздного разрушителя. Источник: D. W. Reynolds, Star Wars: Incredible Cross-Sections, иллюстрации H. Jenssen и R. Chasemore (1998).

По моим подсчётам, вся установка — управление огнём, энергетические ячейки, сама башня, всё, кроме питающего эту проклятую штуку реактора — занимает около восьми палуб. Для сравнения размеров двух «линкоров»: длина «Микасы» составляет 131,7 метра, ширина — 23,2 метра; звёздный разрушитель, как предполагается, имеет длину 1600 и ширину до 600 метров. По самой осторожной оценке, его общий объём примерно в две тысячи раз больше объёма «Микасы» — и, возможно, в тысячу раз больше Missouri. При этом орудийная установка выглядит лишь немного крупнее — и уже включает систему управления огнём, которую на исторических линкорах не размещали внутри башни, потому что это весьма глупое место для неё. А башен главного калибра всего восемь. Общий объём — и, надо полагать, масса, — отведённый на звёздном разрушителе под вооружение, поразительно мал, даже если учесть главный реактор.

Это заставляет задуматься, зачем звёздному разрушителю все остальные палубы. Да, конечно, есть ангары, но все они находятся в тонком конце клиновидного корпуса и, похоже, даже не заполняют его целиком. Что же занимает весь объём огромной центральной надстройки в средней и кормовой части? Судя по различным разрезам и техническим схемам, ответ — «ничего».

(Короткое отступление, пока об этом не спросили: «А как же авианосцы?» Главное вооружение авианосца — его авиагруппа. Для полноценной работы она занимает всю полётную палубу и всю ангарную палубу — на современных авианосцах обе проходят по всей длине корабля, — а также расположенные ниже оружейные склады, ремонтные помещения и механизмы. Если уж на то пошло, авианосец в большей степени выстроен вокруг главного вооружения, чем любой другой тип современного боевого корабля.)

Как сделать правильно?

После предыдущей статьи о конструкции научно-фантастических кораблей многие спрашивали, попадались ли мне более удачные проекты. Такие есть. Особенно в видеоиграх распространены корабли, построенные вокруг единственного огромного спинального рельсотрона — например, в Mass Effect и Halo. В центре находится главный реактор, позади к нему подключена двигательная установка, впереди — орудийная, а остальной корабль оборачивается вокруг этого стержня в любой подходящей форме. Кроме того, хотя я только сейчас добираюсь до сериала, многие корабли из The Expanse кажутся мне хорошо сбалансированными. Например, тип Donnager:

По материалам вики The Expanse.

Главное вооружение размещено в носовой части в двух огромных башнях. Можно предположить, что системы питания и подачи боеприпасов к этим чудовищным рельсотронам господствуют в средней части корабля, а огромный двигатель — и, вероятно, реактор — в кормовой. Правда, внутри также оставлено много больших пустых складских объёмов, что кажется мне несколько неправдоподобным для корабля, который по-прежнему остаётся системой доставки орудий. Научная фантастика любит огромные многократно-многоцелевые корабли с морской пехотой, истребителями, пушками и судами среднего размера, но на практике трудно понять, почему эти функции не разделить между специализированными аппаратами. Тогда не придётся таскать с собой возможности, которые вам не нужны, — особенно важно это там, где имеют значение запас топлива и доступная характеристическая скорость.

На этом завершается последняя плановая статья рубрики Collections в 2019 году. В следующую пятницу обычного поста не будет из-за праздников: я собираюсь немного отдохнуть — а под «отдыхом» подразумеваю попытку наверстать отставание в исследованиях. Следующая неделя тоже будет «выходной»: на первую неделю января приходятся и крупнейшая профессиональная конференция историков, и крупнейшая профессиональная конференция специалистов по античности и археологов. Что особенно раздражает, они всегда проходят в одни и те же дни, но никогда в одном месте. Возможно, время от времени я опубликую что-нибудь отдельное, однако обычное расписание вернётся 10 января.

В новом году нас ждёт много нового!

---

Если вам понравилась эта статья или у вас есть комментарии, присоединяйтесь к дискуссии в канале Telegram или сервере в Discord.