Воздушные ворота         Инцидент в Керченском проливе продемонстрировал, что может возникнуть потребность быстрого перекрытия фарватера в чрезвычайных обстоятельствах (в Керчи для этого был применён сухогруз). Но чрезвычайные обстоятельства потому и чрезвычайные, что возникают внезапно и сухогруза под рукой может не оказаться. Керченский пролив характеризуется изменчивостью береговой линии, глубин и неравномерной шириной. На севере, между мысом Храни и мысом Ахиллеон, со стороны Азовского моря, его ширина достигает 15 км, а максимальная глубина 10 м. На юге, со стороны Чёрного моря, от мыса Такиль до мыса Железный Рог пролив имеет наибольшую ширину – 21,8 км и глубину до 19 м. Самое узкое место Керченского пролива находится между мысом Павловским и северной оконечностью косы Тузла, где пролив сужается до 3,5 км с глубиной от 0,5–1,0 м до 2,5–3,0 м.
Рис. 1. Керченский пролив, Керченский мост и Керчь-Еникальский канал         С юго-западной стороны о-ва Коса Тузла глубины плавно меняются от 2,0 до 5,5 м. С северо-восточной стороны острова, наблюдается уменьшение глубин на 1,0–1,5 м. По мелководью в пределах 2-метровой изобаты ширина пролива здесь составляет 0,8 км. Керченский пролив был слишком мелок для судоходства, поэтому в конце XIX в. в проливе прорыт Керчь-Еникальский канал, обеспечивший судоходство между Азовским и Чёрным морями (на рисунке 1 Керчь-Еникальский канал показан синим).
        Строительство канала продолжалось с 1874 года по 1877 год. Первоначальная глубина канала – 5,7 м. В 1903 году канал был углублён до 6,4 м, а в 1908 году – до 7,3 м. Общая длина составила 26,4 км. В 1965 – 1966 годах Керчь-Еникальский канал был углублён со стороны Чёрного моря до подходного канала Керченского порта, была расширена входная часть канала и участок со стороны острова Тузла. В 1969 – 1970 годах канал был расширен до 120 м и углублён до 9–9,75 м, увеличен радиус закругления поворотов, а проходная осадка объявлена в 8 м. После 1970 года проводились только ремонтное черпание.
        Согласно распоряжению Капитана морского порта Керчь от 27.01.2016 года установлены следующие глубины колен Керчь-Еникальского канала: Павловское – 8,3 м; Бурунское – 9,2 м; Еникальское – 9,2 м; Чушкинское – 9,3 м. Пропускная способность канала – до 150 судов/сутки, то есть каждые 10 мин по каналу проходит один корабль. Судоходство в проливе возможно только в пределах Керчь-Еникальского канала, поэтому перекрытие пролива сводится к перекрытию этого канала.
        Решений может быть несколько. Строить в таких местах дорогостоящие сооружения типа санкт-петербургской дамбы с батопортами слишком накладно. Можно перекрывать канал сетью, подобной тем, что во 2-й мировой использовалась против подводных лодок. Сеть может лежать на дне канала и подниматься натяжением троса между двумя прочными пилонами. Однако, при этом судоходство будет прервано полностью, да и время реакции велико.
        Именно здесь решить проблему перекрытия канала могут «воздушные ворота», суть которых в уменьшении средней плотности воды путём внесения газовой компоненты подачей соответствующего количества воздуха со дна фарватера (как на рисунке 2). Разумеется, в зависимости от конкретной топологии места может быть установлено несколько параллельных труб, труба-гребёнка или иная конструкция, способная распылять воздух на глубине.
Рис. 2. Уложенная на дно фарватера труба для подачи воздуха         При попадании корабля на «вспененный» участок силу Архимеда определяет средняя плотность водно-воздушной смеси, осадка корабля растёт и, применительно к Керчь-Еникальскому каналу, корабль может «сесть на дно» канала. Скоростной заход на такой участок с целью прорыва может, вызвав дифферент на нос, заставить корабль «воткнуться в дно».
        Проведём небольшой расчёт для «стандартного» модуля объёмом 2500 м³ (25х10х10), изготовленного в форме «гребёнки» длиной 25 м с пятиметровыми отростками (рис. 3). Такой модуль сможет «посадить на дно» малый артиллерийский катер, а четыре таких модуля, расположенных друг за другом, «вместят» корабль до корвета с водоизмещением около 2 тыс. тонн включительно.
Рис. 3. «Гребёнка» для расчётного модуля (форсунки не показаны)         Для получения половинной средней плотности воды в объёме модуля (2500 м³) необходимо «выдувать» из проложенной по дну фарватера трубы ~ 3 т воздуха при подаче в «гребёнку» воздуха под давлением 3,5 – 4,0 атм за время, необходимое воздушному пузырьку для подъёма от трубы до поверхности воды. Скорость подъёма воздушных пузырьков показана на рис. 4.
Рис. 4. Зависимость скорости подъёма воздушного пузырька от его размера         Снабдив «гребёнки» форсунками, производящими пузырьки диаметром 1,5 – 2,5 см, мы будем оставаться в диапазоне скоростей пузырьков 20 – 30 см/с, то есть с 10-метровой глубины они будут подниматься не менее 32 сек. Это означает, что потребуется производительность нагнетателя  ~ 100 кг/с. Немало, но воздуходувки подобной мощности известны. Так, существует осевой компрессор  с подачей 21,2 м³/с воздуха при степени сжатия 3,5 (производительность ~100 кг/с; мощность турбины 4,62 МВт; мощность, расходуемая компрессором, 4,13 МВт). Основное состояние «воздушных ворот» – открытое, а для ускорения срабатывания необходимо исключить заполнение воздуховода водой в «покое», снабдив форсунки в трубе клапанами.
Рис. 5. Внешний вид воздушного компрессора высокой производительности         Несколько слов о воздуховодах. 2500 м³ при степени сжатия 3,5 превращаются в  ~700 м³. Их нужно прокачивать за 32 сек, то есть по ~22 м³/с, а это значит, что при скорости потока 220 м/с потребуется труба сечением 0,1 м², то есть диаметром 35 см. Весьма ходовой размер, что позволяет уложить на фарватере несколько «гребёнок», коммутируемых на компрессорной станции и обеспечивающих блокировку нужной части канала с точностью до конкретного корабля при количественно достаточном и хорошо организованном расположении «гребёнок».
        Достоинства – дешевизна изготовления и эксплуатации, а также избирательность задерживания конкретного корабля, практически без помех всем остальным.

---

В оглавление