Морской лед представляет собой сложную трехкомпонентную структуру из твердых кристаллов соли и пресного льда, жидкого рассола и мельчайших пузырьков воздуха диаметром до 0,1 мм. Твердая компонента образует пористый скелет, промежутки (раковины) которого заполняют рассол и воздушные пузырьки. Соотношение твердой, жидкой и газообразной компонент зависит от возраста льда, солености воды, температуры и других факторов и определяет его основные физические свойства. Прочность морского льда зависит от температуры, солености, количества заключенного в нем воздуха, внутренней структуры. При низких температурах лед обладает большей прочностью, чем при высоких. С уменьшением солености прочность льда увеличивается.
Многолетний паковый лед лишен пузырьков воздуха и сильно уплотнен (средняя плотность 0,9), его прочность близка к прочности бетона. Состояние нижней поверхности, количество солей и содержание пузырьков воздуха в нем влияют на характер рассеяния и поглощения звуковых колебаний.
Дрейфующие в ЦАБ льды различаются по многим признакам: происхождению, возрасту, подвижности, форме, строению, состоянию поверхности, стадии таяния, торосистости, сплоченности и т. д. Не рассматривая начальные формы льдов, как не влияющие на всплытие подводных лодок, познакомимся лишь с некоторыми формами молодых льдов. К ним относятся серые льды и белый лед. Толщина их лежит в пределах от 10 до 70 см; обнаруживаются они приборами и при всплытии представляют опасность для перископов, радиоантенн и других выдвижных устройств.
Толщина однолетнего льда к началу таяния может достигать 1,5-2,0 м, и за летний период он обычно полностью не исчезает, а сохраняется до нового ледообразования. В книге американского журналиста Н.Полмера приведена фотография атомной подводной лодки «Сар- го», всплывшей из-под арктического льда толщиной 122 см. Это свидетельствует о способности подводных лодок пробивать однолетний лед и всплывать в надледное положение или под рубку.
Двухлетний лед толще (2,0 м и более) и плотнее однолетнего, поэтому и осадка его больше. Сведений о том, что подводная лодка может проломить такой лед, в печати не встречалось.
Поскольку многолетний паковый лед составляет большую часть ледового покрова, он является основным препятствием для всплытия подводных лодок, охарактеризуем его ближе.
Толщина пакового льда на относительно гладких местах в среднем равна 3 м. Его верхняя поверхность неровная. Например, осадка торосов порой достигает 7- 8, а в иных случаях и 16 м. Такие мощные нагромождения на поверхности льда почти не встречаются. Один из участников арктического подледного похода В. Лалор свидетельствовал, что «толщина льда резко меняется даже на протяжении нескольких сот футов…», и далее: «Аппаратура, следившая за контурами льдов, показывала осадку всего три метра. Однако вскоре гидролокатор обнаружил впереди глубоко сидящие льды. С замирающим сердцем я следил за тем, как вырисовывались очертания огромной подводной скалы, уходившей на глубину девятнадцать метров».
Средняя величина неровностей нижней поверхности пакового льда равна примерно 3 м, что существенно влияет на характер распространения звуковой энергии, излучаемой гидроакустическими приборами, затрудняя обнаружение полыней. Однако для правильной ориентировки в ледовой обстановке надо знать не только характер поверхности льда, но и его форму, размеры и сплоченность.
С точки зрения форм и размеров различают ледяные поля и битый лед. Ледяные поля подразделяются на обширные (более 10 км в поперечнике), большие (2-10 км, малые (0,5-2 км) и обломки (100-500 м). Кроме того, лед бывает крупнобитый (размеры льдин 20-100 м), мелкобитый (2-20 м), куски (0,5-2,0 м) и ледяная каша. Битый лед в полыньях и разводьях сильно затрудняет всплытие. Поэтому аппаратура, предназначенная для обеспечения данного маневра, должна иметь высокую разрешающую способность, позволяющую различать мелкобитый лед и даже куски, так как они могут повредить ограждение рубки, выдвижные устройства, рули и винты, что например, и произошло с американской подводной лодкой «Карп».
Возможность всплытия зависит также от сплоченности (густоты) дрейфующего льда. Сплоченностью, принято называть отношение суммарной площади льда, которая освещается звуковым лучом гидроакустического прибора, к площади промежутков чистой воды между отдельными льдинами. Следует помнить, что дрейфующий лед, как правило, неравномерно покрывает море (особенно летом) и густота его в различных секторах неодинакова.
Большую опасность при подледном плавании представляют айсберги и ледяные острова. Айсберги встречаются во многих районах Северного Ледовитого океана. Высота их надводной части достигает 50 м, осадка же в несколько раз превосходит эту величину. Встречаются айсберги длиной 2-2,5 км и шириной до 1,5 км. Понятно, что неожиданная встреча с таким подводным препятствием грозит подводному кораблю крупными неприятностями. На помощь подводникам в этом случае приходит гидроакустическая техника – гидролокаторы и айсбергомеры, но трудности подледного плавания, все равно остаются довольно значительными.
Айсберги проникают в ЦАБ главным образом, из района Земли Франца-Иосифа, Северной Земли; здесь их больше всего. Ледяные горы, рождающиеся в районах Гренландии и Шпицбергена, в высокие широты почти не попадают. Полярные исследователи отмечают, что число айсбергов от года к году может резко меняться».
В конце 40-х годов в ЦАБ и прилегающих арктических морях советские полярные летчики открыли дрейфующие ледяные острова. Сейчас их известно около двух десятков. Самый большой из них (открытый в апреле 1948 г. летчиком И.П. Мазуруком имеет размеры 17x18 миль. Толщина дрейфующих ледяных островов колеблется 50 до 70 м, удельный вес льда – от 0,87 до 0,92 г/см3 , осадка достигает 50 м.
Несмотря на многочисленные и очевидные трудности подледных походов в высокие широты, кроме атомных подводных лодок Советского Союза под полярной шапкой льдов за последние годы побывали подводные лодки США, Англии и Франции. Он тоже всплывали в надводное положение на участках чистой воды или в молодом тонком льду. От определения размеров и характера таких пространств во многом зависит правильная оценка возможности всплытия. В связи с этим несколько подробнее рассмотрим характеристики таких форм, как полынья, разводье, канал, трещина, окно.
Полынья – достаточно устойчивое пространство чистой воды среди ледяных полей. Размеры полыней бывают весьма различные: от нескольких десятков квадратных метров до десятков квадратных километров. Чаще всего они имеют форму прямоугольника, квадрата либо круга. Однако существуют гигантские полыньи, вытянутые в длину. Их размеры и местоположение, безусловно, представляют большой интерес, тем более что они заранее обнаруживаются и фиксируются авиаразведкой. Так, с советского самолета Н-169 2-3 марта 1941 г. в районе «полюса относительной недоступности» наблюдались полыньи шириной до 500 м и длиной до 18 км; изредка попадались обширные пространства чистой воды шириной до 10 км и длиной до 45 км. Кроме того, в Центральном арктическом бассейне постоянно существует два больших открытых пространства чистой воды: «Сибирская Полынья» к северу от Новосибирских островов и Северной Земли и «Великая Полынья» к северо-востоку от острова Элсмир. Авиаразведкой выявлено также, что образование больших полыней, встречающихся на границе дрейфующих льдов и берегового припая, связано главным образом с режимом ветра.
Разводье – менее устойчивое пространство чистой воды шириной в несколько десятков метров, подверженное действию ветров и приливо-отливных явлений. Наиболее характерная форма разводий – вытянутая, длиной до нескольких километров. Часто разводья искривлены, что затрудняет выбор участка для всплытия.
Канал – узкая длинная полоса воды (длина более чем в 10 раз превосходит ширину между крупными льдинами, появляющаяся обычно вследствие расширения трещин. Как отмечают исследователи, каналы, так же как полыньи и разводья, встречаются в центральной Арктике не только в летнее, но и в зимнее время. Каналы из-за малой ширины обнаружить с помощью эхоледомеров трудно, что отмечал в своей книге «Морской дракон» командир американской атомной подводной лодки Д. Стил во время специального полета над арктическими льдами.
Трещина – разрыв во льду шириной до 10 м. При подледном плавании местоположение длинных трещин полезно отмечать на карте, так как известно, что за небольшой срок узкая трещина может превратиться в достаточно широкий канал. Трещины можно использовать для радиосвязи, выпуская в них специальные буйковые радиоантенны.
Окно – еще неустановившийся термин, принятый для обозначения участков молодого льда, покрывающего поверхность полыней, разводий и каналов. Окно хорошо просматривается в перископ. Оно выделяется ярким пятном на более темном фоне остальной поверхности, покрытой толстым паковым льдом.
