Почему опускается подводная лодка

Как всплывает подводная лодка?

Субмарины являются выдающимися достижениями технологии.

Для того, чтобы подводные лодки или любые корабли могли держаться на плаву, вытесняемость воды должна соответствовать весу корабля. Такое вытеснение воды создает подъемную силу, которую называют выталкивающей силой и которая противоположна силе притяжения, что заставляет подводную лодку опускаться на дно. В отличие от корабля, подводная лодка может регулировать свое надводное положение, что позволяет ей при необходимости погружаться и всплывать на поверхность. Для того, чтобы подводная лодка могла регулировать свое надводное положение, она оснащена балластовыми цистернами и вспомогательными, или дифферентными цистернами, которые поочередно могут заполняться водой или воздухом ( показано на картинке ниже).

Когда подводная лодка находиться на поверхности воды, балластовые цистерны наполняют воздухом и общая плотность субмарины становиться меньше, чем плотность окружающей ее воды. Когда субмарина начинает погружаться, балластовые цистерны наполняются водой, выпуская воздух до тех пор, пока общая плотность лодки не станет больше плотности воды и подводная лодка начинает погружаться (так называемая «отрицательная плавучесть»).

Когда подводная лодка всплывает на поверхность, сжатый воздух с воздушных резервуаров перетекает в балластные цистерны; удаление воды происходит до тех пор, пока общая плотность не станет меньше плотности воды (положительная плавучесть) и начнется всплытие подводной лодки. Глиссера установлены под углом, поэтому вода двигается вверх по корме и таким образом сама корма наклоняется вниз, и субмарина начинает всплытие. В случае опасности, балластные цистерны могут быстро наполниться высоким давлением и сразу же поднять лодку на поверхность.

Сжатый воздух, необходимый для дыхания и использования в балластных цистернах, поставляют на подводную лодку в воздушных резервуарах. Помимо этого, на корме субмарины находится подвижный комплект коротких «крыльев». называемых глиссерами, которые помогают регулировать угол погружения. Глиссера с воздушным винтом установлены под определенным углом, так чтобы вода проходила над кормой, что заставляет корму подниматься вверх. За счет этого подводная лодка опускается вниз.

Для того, чтобы удерживать подводную лодку на определенном уровне глубины, необходимо поддерживать баланс воздуха и воды в дифферентных цистернах — ее общая плотность должна быть равна плотности воды ( так называемая «нейтральная плавучесть»). Когда подводная лодка опускается до необходимой глубины, глиссера устанавливают на определенном уровне, чтобы субмарина могла плыть сквозь воду. Для поддержания субуровня вода также проходит между дифферентными цистернами носовой части и кормы. Управлять субмариной под водой можно за счет хвостового руля ( для поворота направо или налево) и глиссера, который регулирует продольный угол лодки. Помимо этого, многие субмарины оснащены мощным электродвигателем вспомогательной гребной установки, который может развернуть лодку на 360 градусов.

Устройство и принцип работы подводной лодки

Первым упоминанием о далеком «предке» современных субмарин считается германское сказание «Салман и Моролф», датированное 1190 годом. Его главный герой – Моролф сумел построить лодку из кожи и скрыться от преследования вражеских кораблей, погрузившись на дно, где он пробыл две недели. Как утверждает автор сказания, все это время Моролф дышал через длинную трубку.

Чертежи подводных аппаратов встречаются у гениального Леонардо да Винчи. Первым судном, способным передвигаться в подводном положении стала подводная лодка из дерева и кожи, построенная по проекту Корнелиуса Ван Дребеля в 1620 году, у которой в качестве передвижения использовался шест – с его помощью можно было отталкиваться от дна.

В XVIII – XIX веках предпринимались попытки создания подводных аппаратов в Англии, Франции, США и России. К началу ХХ века сложились основные концептуальные особенности подводных лодок, что положило начало разработке тактики применения субмарин в боевой обстановке на морских театрах военных действий.

Принцип работы подводной лодки

Для нормального функционирования подводной лодки она должна:

• выдерживать давление воды в подводном положении;
• обеспечивать управляемость при погружении, всплытии и смене глубины;
• иметь оптимальную обтекаемую форму;
• сохранять работоспособность в соответствии с ее ТТХ.

Принцип погружения и всплытия

Для погружения под воду специальные цистерны на борту субмарины заполняются балластом (забортной водой). Все в соответствии с законом Архимеда – для полного погружения необходимо уровнять вес лодки с весом вытесненной воды.

При всплытии осуществляется обратный процесс – продув балласта, вследствие чего вода вытесняется из цистерн сжатым воздухом. В подводном положении лодка может менять глубину погружения с помощью рулей.

Ёмкости, заполняемые забортной водой, носят название цистерны главного балласта (ЦГБ). Они разделены на три группы – носовую, среднюю и кормовую. ЦГБ заполняются в зависимости от выполняемого ПЛ маневра. К примеру, при срочном погружении балластом заполняется цистерна быстрого погружения.

Как плавает подводная лодка

Подводная лодка в надводном положении плывет с открытыми кингстонами (клапанами для приема или откачки забортной воды) и аварийными захлопками (клапанами, через которые при заполнении цистерн водой выходит воздух). Вентиляционные клапаны закрыты. Лодка держится на поверхности за счет воздушной подушки в ЦГБ. В подводном положении кингстоны и аварийные захлопки открыты, а клапаны вентиляции закрыты.

Прочность и водонепроницаемость

От этих важнейших характеристик зависит живучесть ПЛ. Их обеспечивает особая конструкция корпуса субмарины, который в свою очередь может состоять из двух корпусов – прочного и легкого или только из прочного. В первом случае речь идет о российских подводных лодках, во втором – об американских.

Прочный корпус принимает на себя давление воды, для чего ему придается специальная оптимальная форма. Внутри прочного корпуса находятся все основные системы и устройства подводной лодки. Для создания прочных корпусов используются в основном высокопрочные легированные стали и титановые сплавы. Толщина обшивки прочного корпуса при диаметре 8-12 м может составлять от 40 до 60 мм и более.

Легкий корпус обеспечивает оптимальное обтекание во время плавания. Для обеспечения радиолокационной невидимости его «одевают» в специальное противорадиолокационное, звукоизолирующее резиновое покрытие. Внутри легкого корпуса размещаются балластные и топливные (для ДЭПЛ) цистерны, рулевые тяги и гидроакустические антенны.

В подводном положении межкорпусное пространство заполняется водой. Так-как давление на легкий корпус снаружи и изнутри уравновешено, нет необходимости делать его прочным. Толщина обшивки легкого корпуса составляет, как правило, от 8 до 16 мм.

Разделение на отсеки обеспечивают подводной лодке дополнительную живучесть. Отсеки отделены друг от друга водонепроницаемыми дверями-переборками с быстродействующими запирающими устройствами.

Примерный перечень отсеков ДЭПЛ: носовой и кормовой торпедные отсеки; отсек главных гребных электродвигателей и электростанция; машинный отсек; жилые помещения команды; центральный пост.

Атомные подводные лодки

Первая в мире атомная подводная лодка – «Nautilus» была принята на вооружение в США в сентябре 1954 года. Спустя почти 5 лет, в январе 1959 года вступила в строй советская АПЛ К-3 проекта 627. По многим характеристикам, в частности, водоизмещению, скорости, числу гребных валов, автономности и численности экипажа они были схожи. И все же советская АПЛ имела на один реактор больше. Она превосходила американскую по мощности более чем в 2 раза и по скорости на 6 узлов.

Чтобы понять, как устроена атомная подводная лодка, следует уяснить главное ее отличие от обычной: это субмарина с ядерной силовой установкой, что дает ей ряд уникальных преимуществ:

1. Ядерная энергия дает возможность АПЛ значительно увеличить время нахождения под водой – от 80 до 99 % всего ходового времени.
2. Ядерное топливо – это гарантия неограниченной дальности плавания и независимости от береговых баз снабжения.
3. Атомные энергетические установки обеспечивают субмарине скорость, соизмеримую со скоростью надводных кораблей.
4. Помимо главной турбины, атомный реактор обеспечивает энергией многочисленные механизмы, системы и электронную аппаратуру.

Мощное вооружение современных российских АПЛ – баллистические и крылатые ракеты различных типов многократно повысило боевые возможности подводного флота, сделав его одной из важнейших составляющих ядерной триады.

Почему подводные лодки вообще должны всплывать на поверхность? Разве они не могут оставаться под водой бесконечно?

Подводные лодки – это огромные морские машины: они ныряют под воду и остаются там в течение длительных периодов времени, проводя военные операции или другие формы подводных исследований. Самое большое.

Содержание

• Почему дизельные подводные лодки иметь всплыть?
• Перезарядка батарей дизельных подводных лодок
• Трубка
• Связь
• Пайки и припасы
• Обслуживание
• “Человеческий” угол

Подводные лодки – это огромные морские машины: они ныряют под воду и остаются там в течение длительных периодов времени, проводя военные операции или другие формы подводных исследований. Самое большое преимущество, которое они предлагают, особенно в милитаристском контексте, заключается в том, что они могут спрятаться под водой, подальше от подозрительных глаз врага. Фактически, это главная причина, по которой они были впервые использованы в мировых войнах немецким флотом, чтобы нанести ущерб кораблям союзников.

Однако в тот момент, когда подводная лодка всплывает на поверхность, то есть появляется на поверхности воды, она становится гораздо более легкой целью для мощных орудий и пушек атакующих и эсминцев противника. Вот почему часто говорят, что если вы можете успешно заставить подводную лодку всплыть на поверхность, вы уже выиграли половину битвы.

При этом, если появление на поверхности воды настолько опасно для подводной лодки и ее экипажа, зачем ей вообще всплывать на поверхность? Я имею в виду, что мешает подводной лодке оставаться под водой неопределенное время? Разве он не может оставаться под водой на протяжении всей миссии?

Чтобы понять ответ на этот вопрос, полезно знать кое-что о подводных лодках.

Подводные лодки можно разделить на два типа в зависимости от типа двигателя, на котором они работают: дизель-электрический или ядерный.

Подводные лодки, работающие на дизельных электрических двигателях, принято называть дизельными подводными лодками или просто дизельными подводными лодками. Точно так же подводные лодки, которые используют энергию, вырабатываемую ядерным реактором на борту, называются атомными подводными лодками или просто атомными подводными лодками.

Вне зависимости от типа подводные лодки обычно периодически всплывают на поверхность, но причины для этого в обоих случаях разные.

Почему дизельные подводные лодки иметь всплыть?

Дизельные двигатели вырабатывают энергию в процессе внутреннего сгорания (слово «внутреннее» просто означает, что дизельное топливо сгорает. внутри основная часть двигателя). Обратите внимание, что двигатели внутреннего сгорания отличаются от двигателей внешнего сгорания.

Теперь вы можете вспомнить из школьного урока естествознания, что горение – это просто процесс сжигания чего-либо в присутствии кислорода. «Присутствие кислорода» здесь очень важно, особенно в случае больших металлических судов, работающих под водой, вдали от прямого и свежего источника кислорода.

Перезарядка батарей дизельных подводных лодок

Как следует из названия, дизельная подводная лодка работает на дизельном двигателе, а это значит, что она должна подниматься на поверхность (или хотя бы на перископную глубину). Высота перископов на подводных лодках может достигать 18 метров (около 60 футов). Когда подводная лодка погружается на глубину, равную высоте перископа, считается, что подводная лодка находится на глубине перископа.

Подводная лодка выходит на поверхность раз в несколько дней (а то и чаще) не только для того, чтобы получить свежий запас атмосферного кислорода над поверхностью воды, но и для утилизации отработанных газов, которые она производит на борту.

Трубка

Существует устройство, известное как шноркель (англичане называют его «фырканьем»), которое позволяет подводным лодкам работать под водой, при этом набирая воздух над поверхностью. Когда подводная лодка выходит на поверхность, ее дизельные двигатели работают и вырабатывают энергию, которая используется для подзарядки батарей, которые в конечном итоге приводят в действие подводную лодку.

Атомные подводные лодки, с другой стороны, полагаются на энергию, вырабатываемую ядерным реактором на борту. Реактор вырабатывает мощность, достаточную для работы всех электронных и электрических систем на борту, а также систем жизнеобеспечения экипажа. Следовательно, в отличие от дизельных подлодок, атомные подлодки могут работать дни или даже недели, не всплыв ни разу. Фактически, теоретически ядерный реактор на борту подводной лодки производит достаточно энергии, чтобы управлять подводной лодкой в ​​течение нескольких десятилетий!

Связь

Радиосигналы плохо проходят под водой, особенно на глубинах, на которых подводные лодки обычно работают во время миссии. Следовательно, как атомные, так и дизельные подводные лодки должны всплывать на поверхность, чтобы поддерживать связь со своей базой, получать приказы и / или передавать важную информацию.

Пайки и припасы

Атомная подводная лодка может оставаться и работать под водой в течение пары десятилетий, при условии, что она снабжена достаточным количеством припасов и рационов для экипажа на борту, чтобы продержаться так долго.

Очевидно, это далеко не область возможного, поэтому подводные лодки должны всплывать, чтобы загрузить свежие припасы (с другого судна) и продолжить, особенно если это долгая миссия.

Обслуживание

Какой бы прочной и надежной она ни была, подводная лодка, в конце концов, остается просто машиной. Он имеет ряд систем различных типов – электрических, механических, электронных, гидравлических и т. Д., Которые позволяют ему работать под водой. Иногда у некоторых из этих систем возникают проблемы, которые бортовой экипаж не может исправить на ходу. Если какая-либо из этих проблем является критической, капитан обычно приказывает поменять поверхность субмарины, чтобы можно было произвести существенный ремонт.

“Человеческий” угол

Не будем забывать, что подводная лодка – это укомплектованный Судно, то есть им управляют люди. Иногда член экипажа получает травму или заболевает, и ему требуется надлежащая медицинская помощь. Также может быть какая-то чрезвычайная ситуация, связанная с людьми, которая потребует незапланированного восстановления поверхности подлодки.

Кроме того, люди – социальные животные. Oни иметь вести «социальную жизнь», т. е. разговаривать с друзьями, встречаться с людьми, посещать места, есть различную еду, зацикливаться на телепередачах, играть в видеоигры, гулять, долго ездить множество других вещей для поддержания их рассудка.

Чтобы команда не сошла с ума из-за недельного пребывания в металлической трубе, полностью оторванной от семьи, друзей и остального мира, миссии на подводных лодках планируются таким образом, чтобы «вращающийся», означающий, что ни один экипаж не должен нести бремя пребывания под водой «слишком долго». Чтобы это произошло, подводные лодки должны всплыть на поверхность, чтобы существующий экипаж мог высадиться, пока новый экипаж садится на подлодку для следующего этапа текущей миссии.

Почему опускается подводная лодка

Парадокс субмарины объясняет, почему подводные лодки не тонут

Категория: Прочее

Джим Саппли впервые задумался о новом применении теории относительности, когда был аспирантом, но занялся этим несколькими годами позже, уже будучи профессором. Давайте предположим, что подводная лодка имеет точно такую же плотность, как и вода вокруг неё, поэтому она имеет нейтральную плавучесть: не тонет и не всплывает, а двигаться её заставляют моторы. Джим Саппли Когда что-то движется с высокой скоростью (по отношению к наблюдателю), эффекты относительности заставляют объект зрительно стать короче. С точки зрения человека, сидящего на дне моря, подводная лодка плотнее окружающей её воды, и поэтому она тонет. С другой стороны, с точки зрения подводников, субмарина остается неподвижной, а вода обтекает её. Таким образом, вода плотнее лодки, и поэтому лодка всплывает. Согласно парадоксу субмарины, подводная лодка погружается на дно не потому, что она плотнее воды, а из-за того, что специальная теория относительности заставляет размеры океана измениться. Морское дно кажется искривлённым кверху, так что подводная лодка, двигаясь по прямой, уткнётся в дно. Джордж Матсас Другой физик, Джордж Матсас, согласен с выводами, но использует другой принцип. Матсас утверждает, что, хотя из-за специальной теории относительности вода кажется подводникам плотнее лодки, общая теория относительности этому противоречит: подводная лодка будет тонуть из-за сверхмощных гравитационных сил и действительно уткнётся в дно. Мораль в том, если бы Вселенная была морем, любые звездолёты в конечном итоге погрузились бы на дно. голоса Рейтинг статьи Почему опускается подводная лодка Ссылка на основную публикацию Статьи c упоминанием слов: Важно Опасно Похожие публикации В каком году утонула подводная лодка курск wpDiscuz Insert