Подводная лодка относится к особому классу боевых кораблей, обладающих способностью плавать под водой, маневрируя по курсу и глубине. Как физический объект, она подчиняется закону Архимеда: на тело, погруженное в жидкость, действует сила, направленная вверх и равная весу вытесненной им жидкости. Этой «подъемной силой» можно управлять с помощью изменения веса лодки.
Для погружения субмарины забортная вода принимается в ее балластные цистерны. Чтобы лодка всплыла — их осушают, продувая сжатым воздухом. Поэтому у подводного корабля различают два водоизмещения — надводное (нормальное) и подводное. Лодка на значительной глубине испытывает огромное давление.
Ее корпус, включающий обитаемые помещения и основные механизмы, имеет цилиндрическую форму и изготавливается из толстой высококачественной стали или титанового сплава с ребрами жесткости. Его называют прочным корпусом. Для улучшения мореходных качеств лодки сверху на прочный «надет» легкий корпус.
В промежутке между ними обычно находятся балластные цистерны и емкости с топливом. Такая лодка называется двухкорпусной. Если легкий корпус не полностью окружает прочный — она относится к полуторакорпусным кораблям. Существуют и однокорпусные лодки.
русская рыбалка 4 закрываем море
Для повышения живучести субмарины ее прочный корпус разделен поперечными водонепроницаемыми переборками на несколько автономных отсеков (от трех до десяти). Лодка находится под водой во взвешенном состоянии. Ее перемещение вверх и вниз управляется горизонтальными носовыми и кормовыми рулями.
Когда передняя кромка пера руля выше задней, набегающий поток воды создает подъемную силу. Если наоборот, встречный поток давит на рабочую плоскость пера сверху вниз. Неподвижная лодка неуправляема и либо должна всплыть, либо набрав дополнительный балласт, лечь на грунт. Движение субмарины вперед или назад, как у любого корабля, зависит от того, в какую сторону вращается винт.
Поворот влево — вправо осуществляется изменением положения вертикального руля в корме. Подлодки делятся на дизель-электрические и атомные. Недостаток первых — ограниченное время пребывания под водой. Основной их двигатель — дизель, работающий на соляре, нуждается в постоянном притоке кислорода. Поэтому он обычно используется лишь для надводного хода.
Под водой лодка движется на электромоторах, питаемых аккумуляторными батареями. Емкость батарей невелика, и лодке периодически приходится всплывать для их подзарядки дизель-генератором. Со времен Второй мировой войны существует устройство для работы дизеля под водой на небольшой глубине — шноркель. Попросту говоря, это труба, выдвигаемая на поверхность для забора воздуха.
Клапан предотвращает попадание воды в систему. Незакрытый шноркель стал причиной гибели не одной субмарины. Атомный реактор без пополнения запасов урана может годами непрерывно давать энергию. Вода, превращенная его теплом в пар, вращает паровую турбину. Та, в свою очередь, движет лодку и посредством турбогенератора вырабатывает электрический ток.
Самодельные Подводные Лодки Колумбийских Контрабандистов
Используя громадные энергетические ресурсы ядерной энергетики, из забортной воды легко получить воздух, всегда столь дефицитный на подлодках. Управление субмариной сосредоточено в центральном посту, находящемся в средней части корпуса под боевой рубкой. Сквозь нее или рядом проходят выдвижные устройства.
Важнейшим из них является перископ, позволяющий из-под воды наблюдать обстановку на море. Когда он поднят, то головка с объективом выступает над водой. Через систему линз и призм изображение передается внутрь лодки. Перископная глубина не превышает нескольких метров. Корабль, находящийся глубже, может ориентироваться только с помощью гидроакустических средств.
Форма корпуса лодок до второй половины ХХ века больше подходила для плавания на поверхности, поскольку погружались они сравнительно ненадолго. Современные субмарины, наоборот, приспособлены в первую очередь к подводной гидродинамике. Их родная стихия — мир безмолвия.
- Главная /
- Что такое подводная лодка?
Смотрите также
«Потаенное судно» Е.П.Никонова
Отдание воинских почестей
Интеллектомер
Прочность и водонепроницаемость[ | ]
Обеспечение прочности является самой трудной задачей, и потому главное внимание уделяется ей. В случае двухкорпусной конструкции давление воды (избыточные 1 кгс/см² на каждые 10 м глубины) принимает на себя прочный корпус
, имеющий оптимальную форму для противостояния давлению. Обтекание обеспечивается
лёгким корпусом
. В ряде случаев при однокорпусной конструкции прочный корпус имеет форму одновременно удовлетворяющую и условиям противостояния давлению, и условиям обтекаемости. Например, такую форму имел корпус подводной лодки Джевецкого, или британской сверхмалой субмарины
X-Craft
.
Участок прочного корпуса со шпангоутами
Прочный корпус (ПК)[ | ]
Основная статья: Прочный корпус
Содержит все основные системы и устройства, а часто и грузы, является основой для остальных конструкций ПЛ. Для обеспечения живучести он разделён водонепроницаемыми переборками на отсеки.
Будь он сплошным, глухим, простой геометрической формы, этого хватило бы, чтобы обеспечить прочность, но на практике всё обстоит иначе: в подводной лодке нужны горловины люков, шахты, валопроводы, клапаны, и прочее — есть масса мест, где однородность корпуса нарушается. Каждое из них — концентратор напряжений, то есть слабое место. Именно там начнётся разрушение под нагрузкой. А значит, в таких местах нужны усиления — дополнительные элементы набора, утолщения обшивки.[1]
От того, насколько прочен корпус, какое давление воды он может выдерживать, зависит важнейшая тактическая характеристика ПЛ — глубина погружения. Глубина определяет скрытность и неуязвимость лодки, чем больше глубина погружения, тем сложнее обнаружить лодку и тем сложнее поразить её. Наиболее важны рабочая глубина
— максимальная глубина, на которой лодка может находиться неограниченно долго без возникновения остаточных деформаций, и
предельная
глубина — максимальная глубина, на которую лодка ещё может погружаться без разрушения, пусть и с остаточными деформациями.
Разумеется, прочность должна сопровождаться водонепроницаемостью. Иначе лодка, как и всякий корабль, просто не сможет плавать.
Перед выходом в море или перед походом, в ходе пробного погружения, на ПЛ проверяется прочность и герметичность прочного корпуса. Непосредственно перед погружением из лодки с помощью компрессора (на дизельных ПЛ — главного дизеля) частью откачивается воздух, чтобы создать разрежение. Подается команда «слушать в отсеках». Одновременно следят за отсечным давлением. Если слышен характерный свист воздуха, и/или давление быстро восстанавливается до атмосферного, прочный корпус негерметичен.[2] После погружения в позиционное положение подается команда «осмотреться в отсеках», и корпус и арматура визуально проверяются на течи.[3]
Лёгкий корпус (ЛК)[ | ]
Основная статья: Лёгкий корпус
Обводы лёгкого корпуса обеспечивают оптимальное обтекание на расчётном ходу. В подводном положении внутри лёгкого корпуса находится вода, — внутри и снаружи него давление одинаково и ему нет надобности быть прочным, отсюда его название. В легком корпусе располагают оборудование, не требующее изоляции от забортного давления: балластные и топливные (на дизельных ПЛ) цистерны, антенны ГАС, тяги рулевого устройства.
Типы конструкции корпуса[ | ]
Конструктивные типы корпуса подводных лодок
Схематический разрез однокорпусной ПЛ: 1 — прочный корпус; 2 — ЦГБ; 3 — прочная рубка; 4 — ограждение рубки; 5 — надстройка
Схематический разрез полуторакорпусной ПЛ: 1 — прочный корпус, 2 — лёгкий корпус (и ЦГБ), 3 — прочная рубка, 4 — ограждение рубки, 5 — надстройка, 6 — верхний стрингер, 7 — коробчатый киль
Схематический разрез двухкорпусной ПЛ: 1 — прочный корпус,2 — лёгкий корпус (и ЦГБ), 3 — прочная рубка, 4 — ограждение рубки, 5 — надстройка, 6 — верхний стрингер, 7 — пластинчатый киль
- Однокорпусные
: цистерны главного балласта (ЦГБ) находятся внутри прочного корпуса. Лёгкий корпус только в оконечностях. Элементы набора, подобно надводному кораблю, находятся внутри прочного корпуса. Достоинства такой конструкции: экономия размеров и веса, соответственно меньшие потребные мощности главных механизмов, лучшая подводная маневренность. Недостатки: уязвимость прочного корпуса, малый запас плавучести, необходимость выполнять ЦГБ прочными. Исторически, первые ПЛ были однокорпусными. Большинство американских АПЛ также однокорпусные.
- Двухкорпусные
(ЦГБ внутри лёгкого корпуса, лёгкий корпус полностью закрывает прочный): у двухкорпусных ПЛ элементы набора обычно находятся снаружи прочного корпуса, чтобы сэкономить место внутри. Достоинства: повышенный запас плавучести, более живучая конструкция. Недостатки: увеличение размеров и веса, усложнение балластных систем, меньшая маневренность, в том числе при погружении и всплытии. По такой схеме построено большинство российских/советских лодок. Для них стандартное требование — обеспечение непотопляемости при затоплении любого отсека и прилегающих к нему ЦГБ.
- Полуторакорпусные
: (ЦГБ внутри лёгкого корпуса, лёгкий корпус частично закрывает прочный). Достоинства полуторакорпусных ПЛ: хорошая маневренность, сокращенное время погружения при достаточно высокой живучести. Недостатки: меньший запас плавучести, необходимость помещать больше систем в прочный корпус. Такой конструкцией отличались средние ПЛ времен Второй мировой войны, например, немецкие типа VII, и первые послевоенные, например, тип «Гуппи», США.
- Многокорпусные
(несколько прочных корпусов внутри одного лёгкого): такая конструкция нетипична. Известны проекты «Долфейн» (Нидерланды), имеющий три прочных корпуса внутри одного лёгкого, и проект 941 («Акула», СССР), имеющие два основных прочных корпуса и три соединяющих их отсека внутри одного лёгкого корпуса. Некоторые авторы относят проект 941 к двухкорпусным[4].
Надстройка[ | ]
Основная статья: Надстройка (подводные лодки)
Надстройка формирует дополнительный объём над ЦГБ и/или верхнюю палубу ПЛ, для использования в надводном положении. Выполняется лёгкой, в подводном положении заполняется водой. Может играть роль дополнительной камеры над ЦГБ, страхующей цистерны от аварийного заполнения. В ней же располагают устройства, не требующие водонепроницаемости: швартовное, якорное, аварийные буи. В верхней части цистерн находятся клапаны вентиляции
(КВ), под ними —
аварийные захлопки
(АЗ). Иначе их называют первыми и вторыми запорами ЦГБ.
Прочная рубка (вид через нижний рубочный люк)
Прочная рубка[ | ]
Устанавливается на прочном корпусе сверху. Выполняется водонепроницаемой. Является шлюзом для доступа в ПЛ через главный люк, спасательной камерой, а часто и боевым постом. Имеет верхний
и
нижний рубочный люк
. Через неё же обычно пропущены шахты перископов. Прочная рубка обеспечивает дополнительную непотопляемость в надводном положении — верхний рубочный люк высоко над ватерлинией, опасность заливания ПЛ волной меньше, повреждение прочной рубки не нарушает герметичности прочного корпуса. При действии под перископом рубка позволяет увеличить его
вылет
— высоту головки над корпусом, — и тем самым увеличить перископную глубину. Тактически это выгоднее — срочное погружение из-под перископа происходит быстрее.
Ограждение рубки[ | ]
Основная статья: Ограждение выдвижных устройств
Водопроницаемая башенная конструкция вокруг прочной рубки, служащая для улучшения обтекания её и выдвижных устройств, а также для их защиты в неиспользуемом положении. Оно же формирует ходовой мостик. Выполняется лёгким.
ПЛ в надводном положении
Заполнение ЦГБ (погружение)
ПЛ в подводном положении
Примечания[ | ]
- Прасолов, С. Н, Амитин, М. Б.
Устройство подводных лодок. — М.: Воениздат, 1973. — 311 с. - Типовой план-график предварительной подготовки подводной лодки к выходу в море (недоступная ссылка)
- Приложение к КУ ВМФ. 4. Плавание подводной лодки в подводном положении
- Sea Warfare. Chris Bishop, ed. — Orbis publishing Ltd., 1999, p. 67.
- Корабельный устав ВМФ. Глава 1. Основы организация корабля. ст. 22, 28—32. Боевые расписания, боевые инструкции
- ↑ 12Инфантьев В. Н.
По местам стоять, к погружению! Научно-художественная книга. — Л., 1977.
Именно так обстояло дело на самых первых подводных лодках, что для многих из них оказалось фатальным — при малейшей неравномерности заполнения ЦГБ при погружении ПЛ теряли продольную остойчивость и проваливались на глубину носом или кормой вперёд; то же самое происходило и на ходу в подводном положении из-за свободного перетекания воды в частично заполненных ЦГБ, что вынуждало постоянно действовать горизонтальным и рулями, в результате чего лодка двигалась по своеобразной «синусоиде». Только на рубеже XIX и XX веков американским конструктором ирландского происхождения Холландом были применены расположенные по бокам от прочного корпуса U-образные ЦГБ, при погружении в позиционное положение заполняющиеся водой до верха, без остаточного «пузыря» воздуха, что лишало воду в них способности свободно переливаться и тем самым нарушать дифферентовку. Это в решающей степени позволило решить проблемы с продольной центровкой ПЛ и способностью держать заданную глубину, тем самым перейти от отдельных опытов к строительству настоящих боевых подводных кораблей.
— Кофман, В. Триумф под именем неудачника.
Дифферентовка[ | ]
Цистерны вспомогательного балласта[ | ]
На практике лодка имеет остаточную плавучесть, то есть существует разница между объёмом ЦГБ и объёмом воды, которую нужно принять для полного погружения. Эта разница компенсируется с помощью цистерн вспомогательного балласта. Прием или откачка воды в уравнительную цистерну
погашает остаточную плавучесть.
Для компенсации продольных смещений грузов — а смещения есть всегда — имеются дифферентные цистерны
— носовая и кормовая. Прием / откачка вспомогательного балласта и его перекачка между дифферентными цистернами с целью добиться равновесия погруженной ПЛ на ровном киле называется дифферентовкой.
Практически, невозможно принять в уравнительную цистерну ровно столько, чтобы лодка без хода «зависла» на постоянной глубине. Постоянно требуется то принимать, то откачивать балласт. На современных ПЛ для этой цели имеется автомат — стабилизатор глубины
. Однако надёжность его невысока, и диапазон работы ограничен. Поэтому постановка на стабилизатор глубины и снятие с него — это целый комплекс действий, с соблюдением особого режима эксплуатации лодки.[5]
Когда требуется срочное погружение, используют цистерну быстрого погружения
(ЦБП, иногда называется цистерной срочного погружения). Её объём не входит в расчётный запас плавучести, то есть приняв в неё балласт, лодка становится тяжелее окружающей воды, что помогает «провалиться» на глубину. После этого, разумеется, цистерна быстрого погружения немедленно продувается. Она находится в прочном корпусе и выполняется прочной.
В боевой обстановке (в том числе на боевой службе и в походе) немедленно после всплытия лодка принимает воду в ЦБП, и компенсирует её вес, поддувая
главный балласт — сохраняя некоторое избыточное давление в ЦГБ. Таким образом, лодка находится в немедленной готовности к срочному погружению.
Среди важнейших специальных цистерн
Торпедо- и ракетозаместительные цистерны[ | ]
Чтобы сохранить общую нагрузку после выхода торпед или ракет из ТА / шахт, и предотвратить самопроизвольное всплытие, поступившую в них воду (около тонны на каждую торпеду, десятки тонн на ракету) не откачивают за борт, а сливают в специально предназначенные цистерны. Это позволяет не нарушать работы с ЦГБ и ограничить объём уравнительной цистерны.
Если попытаться компенсировать вес торпед и ракет за счёт главного балласта, тот должен быть переменным, то есть в ЦГБ должен оставаться пузырь воздуха, а он «гуляет» (подвижен) — наихудшая для дифферентовки ситуация. Погруженная ПЛ при этом практически теряет управляемость, по выражению одного автора, «ведет себя как взбесившаяся лошадь».[6][7] В меньшей степени это справедливо и для уравнительной цистерны. Но главное, если ею компенсировать большие грузы, придется увеличить её объём, а значит, количество сжатого воздуха, необходимого для продувания. А запас сжатого воздуха на лодке — самое ценное, его всегда мало и он трудно восполним.
Цистерны кольцевого зазора[ | ]
Между торпедой (ракетой) и стенкой торпедного аппарата (шахты) всегда имеется зазор, особенно в головной и хвостовой частях. Перед выстрелом наружную крышку торпедного аппарата (шахты) нужно открыть. Сделать это можно, только сравняв давление за бортом и внутри, то есть заполнив ТА (шахту) водой, сообщающейся с забортной. Но если впустить воду непосредственно из-за борта, дифферентовка будет сбита — прямо перед выстрелом.
Чтобы этого избежать, воду, необходимую для заполнения зазора, хранят в специальных цистернах кольцевого зазора (ЦКЗ). Они находятся вблизи ТА или шахт, и заполняются из уравнительной цистерны. После этого для выравнивания давления достаточно перепустить воду из ЦКЗ в ТА и открыть забортный клапан.
Источник: atlantknife.ru