За счет чего поднимается подводная лодка

Устройство подводной лодки: основные технические особенности

Отдельный класс подводных кораблей используется в следующих сферах:

• Военная. Нанесение стратегических ядерных ударов, ведение разведки, высадка диверсионных групп. На современных атомных подводных крейсерах установлено минное, торпедное, ракетное и радиоэлектронное вооружение. Для защиты ПЛ, находящейся в надводном положении, применяются переносные зенитно-ракетные комплексы. В мирное время АПЛ могут применяться для запуска искусственных спутников Земли на низкие орбиты.
• Научная. Исследование геомагнитного поля, а также изучение подводной флоры и фауны.
• Туристические. Экскурсии и осмотр подводного мира на глубинах до 100 м. Туристические подлодки оснащаются широкими иллюминаторами из акрила.
• Криминальная. Небольшие подводные корабли используются колумбийскими преступными группировками для перевозки наркотиков и иных запрещенных предметов.

Принцип работы подводной лодки заключается в следующем: погружение производится в результате наполнения водой носовых, кормовых и средних цистерн главного балласта (ЦГБ). Всплытие корабля осуществляется за счет продувания указанных емкостей сжатым воздухом. ЦГБ могут заполняться и опустошаться одновременно или по очереди.

Для срочного набора глубины может применяться специальная цистерна быстрого погружения, находящаяся в прочном корпусе. Как плавает подлодка? Корректировка курса и глубины погружения ПЛ производится при помощи специальных рулевых устройств (горизонтальных и вертикальных). Скорость движения подводного корабля регулируется частотой вращения гребного винта.

Корпус и электроэнергетическая система

Для увеличения прочности конструкции ПЛ применяются шпангоуты, стрингеры и другие усиливающие элементы. Отсеки подводной лодки разделяются переборками, увеличивающими выживаемость подводного корабля в случае взрыва, пожара или пробоины. В верхней части прочного корпуса располагается многофункциональная рубка, которая выполняет роль шлюза, спасательной камеры, дополнительного отсека и наблюдательного поста. Данный элемент конструкции увеличивает непотопляемость корабля в надводном положении. Через рубку проходят шахты перескопов, предназначенных для наблюдения за окружающей обстановкой.

Большая часть современных подводных лодок снабжается комплексной электроэнергетической системой, в состав которой входит основной дизель, распределительный щит, гребной двигатель и аккумуляторная батарея. В атомных подводных лодках устанавливается реактор с водяным или жидкометаллическим теплоносителем, который генерирует энергию для работы двигателя АПЛ.

Системы безопасности и жизнеобеспечения

Воздух, необходимый для дыхания, вырабатывается электролитическими установками, которые пропускают электрический ток через морскую воду (в результате химической реакции образуется кислород и водород). Для опреснения воды, необходимой для питья и хозяйственных нужд, применяют автоматические установки с цифровыми контроллерами.

Водоотливная система состоит из центробежных и поршневых помп, а также трубопроводов и арматуры. Скорость откачивания воды составляет более 60 куб. м/ч на рабочей глубине и более 250 куб. м/ч на поверхности.

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.

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.

Максимальная глубина погружения подводных лодок: особенности и требования (5 фото)

Конечно, военно-промышленный комплекс вообще особая область, цели которой зачастую сильно отличаются от стремлений обычного мирного человека. Однако в предлагаемой статье рассмотрим некоторые данные о том, какова глубина погружения подводных лодок, а также пределы, в которых варьируется эта величина.

Немного истории: батискаф

Речь в материале пойдет, конечно же, о боевых кораблях. Хотя исследования человеком морских просторов включают посещение им даже планетного максимума глубины — дна Марианской впадины, которое, как известно, находится более чем в 11 км от поверхности Мирового океана. Однако историческое погружение, состоявшееся еще в далеком 1960 году, было проведено в батискафе. Это аппарат, не обладающий плавучестью в полном смысле, так как он может лишь тонуть, а затем подниматься за счет ухищрений инженерного гения. В общем, при эксплуатации батискафа не идет речи о перемещении в горизонтальной плоскости на сколько-нибудь серьезные дистанции. Поэтому глубина погружения подводных лодок, которые, как известно, могут преодолевать огромные расстояния, значительно меньше рекордной для батискафа, по крайней мере, пока.

Важнейшая характеристика

Говоря о рекордах в области освоения океанских просторов, не следует забывать и об истинном предназначении подлодок. Военные цели и боевой заряд, обычно располагающийся на таких кораблях, подразумевает не только высочайшую мобильность, необходимую для них. Кроме этого, они должны умело скрываться в идеально подходящих для этого водных толщах, всплывать в нужный момент и максимально быстро опускаться на необходимую для выживания после военной операции глубину. По сути, последнее и определяет уровень боеспособности корабля. Таким образом, максимальная глубина погружения подводной лодки является одной из важнейших ее характеристик.

Факторы увеличения

В связи с этим есть несколько соображений. Увеличение глубины позволяет улучшать маневренность подлодки в вертикальной плоскости, поскольку длина боевого корабля обычно составляет не менее нескольких десятков метров. Таким образом, если он находится в 50 метрах под водой, а его габариты в два раза больше, перемещение вниз или вверх чревато полной потерей маскировки.
Кроме того, в водных толщах имеется такое понятие, как «тепловые слои», которые сильно искажают гидролокационный сигнал. Если уходить ниже их, то подлодка становится практически «невидимой» для следящего оборудования надводных кораблей. Не говоря уже о том, что на больших глубинах такой аппарат намного сложнее уничтожить любым имеющимся на планете оружием.

Чем больше глубина погружения подводных лодок, тем прочнее должен быть корпус, способный выдерживать невероятные давления. Это, опять же, на руку общей обороноспособности корабля. Наконец, если предел глубины позволяет ложиться на океанское дно, это также повышает невидимость подлодки для любого локационного оборудования, имеющегося в распоряжении современных систем отслеживания.

Основная терминология

Существует две основных характеристики, показывающих способность подлодки к погружению. Первая — это так называемая рабочая глубина. В зарубежных источниках она также фигурирует как оперативная. Данная характеристика показывает, какова глубина погружения подводных лодок, на которую можно опускаться неограниченное количество раз за весь период эксплуатации. Например, американский «Трешер» нормально совершил 40 погружений за год в пределах данной величины, пока при очередной попытке ее превысить трагически не погиб вместе со всем экипажем в Атлантике. Вторая важнейшая характеристика — расчетная или разрушающая (в зарубежных источниках) глубина. Соответствует такой ее величине, на которой гидростатическое давление превышает прочность корпуса, вычисленную во время проектирования аппарата.

Тестовая глубина

Есть еще одна характеристика, о которой следует упомянуть в контексте. Это глубина погружения подводной лодки, предельная согласно расчетам, нахождение ниже которой может вызывать разрушение самой обшивки, либо шпангоутов, либо другого внешнего оборудования. Она также называется «тестовой» в зарубежных источниках. Она не в коем случае не должна превышаться для конкретного аппарата.

Возвращаясь к «Трешеру»: при расчетном значении в 300 метров он пошел на тестовую глубину в 360 метров. К слову, в США на эту глубину подлодка отправляется сразу после спуска на воду с завода и, по сути, «обкатывается» на ней определенное время, прежде чем передается заказывающему ее ведомству. Завершим печальную историю «Трешера». Испытания на 360 метрах для него завершились трагически, и хотя это было вызвано не самой глубиной, а техническими неполадками с атомным двигателем субмарины, однако случайности, по всей видимости, не случайны.

Подлодка потеряла ход из-за остановки мотора, продувка балластных цистерн не дала результата, и аппарат пошел на дно. Согласно данным экспертов, разрушение корпуса субмарины произошло на глубине около 700 метров, так что, как видим, между тестовым значением и действительно разрушительным есть еще порядочная разница.

Средние цифрыС течением времени, естественно, значения глубин растут. Если субмарины Второй мировой были рассчитаны на значения в 100-150 метров, то последующие поколения повышали эти пределы. С изобретением возможности использования ядерного распада для создания двигателей глубина погружения атомных подводных лодок также увеличилась. В начале 60-х годов она уже составляла порядка 300-350 метров. Современные подлодки имеют пределы порядка 400-500 метров. Пока на этом фронте наблюдается явный застой, похоже, дело за будущими разработками, хотя следует упомянуть о неординарном проекте, созданном в Советском Союзе в 80-е годы.

Абсолютный рекорд

Речь идет о подводной лодке «Комсомолец», к сожалению, трагически затонувшей, однако ей принадлежит все еще непокоренная вершина в освоении морских глубин современными субмаринами. Этот уникальный проект пока не имеет аналогов во всем мире. Дело в том, что для изготовления ее корпуса был использован очень прочный, дорогой и чрезвычайно неудобный в обработке материал — титан. Максимальная глубина погружения подводной лодки в мире пока все еще принадлежит «Комсомольцу». Этот рекорд был установлен в 1985 году, когда советская субмарина достигла 1027 метров ниже поверхности моря.
К слову, рабочее значение для нее составляло 1000 м, а расчетное — 1250. В итоге «Комсомолец» затонул в 1989 году из-за сильного пожара, начавшегося на глубине около 300 метров. И хотя ему, в отличие от того же «Трешера», удалось всплыть, история все равно получилась очень трагической. Пожар настолько повредил подлодку, что она почти сразу пошла ко дну. Несколько человек погибли еще при пожаре, а около половины экипажа утонуло в ледяной воде, пока подоспевала помощь.

Заключение

Глубина погружения современных подводных лодок составляет 400-500 метров, максимальная обычно имеет несколько большие значения. Рекорд в 1027 метров, установленный «Комсомольцем», пока не под силу ни одной из имеющихся на вооружении всех стран субмарин. Слово за будущим