Максимальное погружение подводной лодки

Музыка

Рубрики

  • Здоровье (323)
  • ОБЩЕСТВО (206)
  • ЭТО ИНТЕРЕСНО (127)
  • СССР (83)
  • Личности (80)
  • КОМПЬЮТЕРНАЯ ПОМОЩЬ (73)
  • АНАЛИТИКА (73)
  • ВОЕНПЕНС (70)
  • РЕПРЕССИИ (49)
  • Мнение (47)
  • Who is who? (34)
  • ЗАРЯДКА (33)
  • ДИЕТА (32)
  • БЕЛОГВАРДЕЙЩИНА (30)
  • ДИАБЕТ (29)
  • ГРАЖДАНСКАЯ ВОЙНА (26)
  • МИФЫ (25)
  • ПЕТЕРБУРГ (20)
  • ДЕНЬГИ (18)
  • ЦЕРКОВЬ (18)
  • РОМАНОВЫ (17)
  • ЭКОНОМИКА (15)
  • Колчак (15)
  • КУРИЛЬСКИЕ ОСТРОВА (14)
  • ЗАКОНЫ ЖИЗНИ (13)
  • ИДЕОЛОГИЯ (13)
  • СПЕЦСЛУЖБЫ (12)
  • ЦИТАТЫ (10)
  • История заблуждений (9)
  • СПЕЦСЛУЖБЫ (8)
  • БЕЗОПАСНОСТЬ (8)
  • ДАЧА (7)
  • БЕЛЫЕ (7)
  • АНДРОИД (6)
  • Анекдот (6)
  • Ваше право (5)
  • ЕВРОПА (5)
  • Маннергейм (5)
  • ОБРАЗОВАНИЕ (4)
  • ИНФОРМАЦИОННАЯ ВОЙНА (4)
  • ФАЛЬШИВКИ (4)
  • КАТЫНЬ (3)
  • ДЕБИЛИЗМ (3)
  • НАВАЛЬНЫЙ (3)
  • РОМАНСЫ (3)
  • СДЕЛАЙ САМ (2)
  • ЧТО ПОЧИТАТЬ (2)
  • МУЗЫКА (2)
  • ВЛАДИВОСТОК (1)
  • БАЙКИ ИЗ СКЛЕПА (1)
  • КУЛЬТУРА (0)
  • Армия (93)
  • Великая Отечественная война (132)
  • Вероятный противник (70)
  • История России (243)
  • Кулинария (2511)
  • РЫБА (515)
  • ПТИЦА (473)
  • ОВОЩИ (249)
  • МЯСО (236)
  • КОТЛЕТЫ (178)
  • ЗАКУСКА (119)
  • КАРТОФЕЛЬ (109)
  • ВТОРОЕ БЛЮДО (103)
  • НАПИТКИ (93)
  • ЗДОРОВАЯ ЕДА (67)
  • САЛАТ (59)
  • КАША (58)
  • ЗАПЕКАНКИ (54)
  • ШАШЛЫК (48)
  • ГОВЯДИНА (45)
  • ЯЙЦА (44)
  • МУЛЬТИВАРКА (38)
  • ГРИБЫ (37)
  • РЕЦЕПТ (31)
  • ПЛОВ (31)
  • СОВЕТЫ КУЛИНАРАМ (23)
  • КОЛБАСА (22)
  • БУТЕРБРОДЫ (18)
  • ГОЛУБЦЫ (14)
  • ЗАВТРАК (14)
  • СОУС (9)
  • ОВОЩНЫЕ РАГУ (4)
  • МАНГАЛ (4)
  • СЫРНИКИ (2)
  • ХОЛОДЕЦ (2)
  • КОПЧЕНИЕ (1)
  • ХЛЕБ (1)
  • МИКРОВОЛНОВКА (1)
  • Первое блюдо (206)
  • Национальный вопрос (1)
  • Полезные советы (119)
  • Политика (179)
  • Россия (210)
  • Сталин (108)
  • Украина (114)
  • Флот (117)
  • Фразы (1)
  • Шакалы (113)

Поиск по дневнику

Подписка по e-mail

Постоянные читатели

Сообщества

Трансляции

Статистика

МАКСИМАЛЬНАЯ ГЛУБИНА ПОГРУЖЕНИЯ ПОДВОДНЫХ ЛОДОК: ОСОБЕННОСТИ И ТРЕБОВАНИЯ

дное кораблестроение преследует несколько целей. Все они, так или иначе, связаны с уменьшением возможности обнаружения подлодки за счет увеличения расстояния между нею и водной поверхностью, а также некоторых других факторов.

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.

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.

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.

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.

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.

Глубина погружения подводной лодки

Кто глубже нырнул, тот и победил
Среди многочисленных характеристик подводной лодки одной из основных является глубина погружения. Причем развитие военной техники только увеличивало значение данного фактора. Перед 1-й мировой войной предельной глубиной погружения подводной лодки считалась величина в 50 метров. На такой глубине противник уже не мог обнаружить лодку, а в подводной войне это самое главное.

Однако прогресс не стоит на месте, особенно в военном деле. Совершенствовались средства обнаружения и поражения, и глубина погружения подводной лодки начинала выдвигаться на первое место. Глубинные бомбы, акустические и гидролокационные возможности противолодочных кораблей – все это загоняло подводные корабли все глубже и глубже. К тому же, чем большая толща воды отделяла лодку от поверхности, тем больше было у ней возможности для маневра и безопасного плавания.

Покорение глубин
Во 2-ю мировую ПЛ вступили уже с 100 – 145 метрами глубины за плечами. В послевоенные годы у первых атомоходов это значение достигло 200 м, а у 2 – 3 поколений АПЛ показатели глубиномеров перевалили за 400 метров. Есть, конечно, и рекордсмены в этом деле. Например, знаменитый «Комсомолец» (К-278) установил абсолютный рекорд максимальной глубины погружения подводной лодки – в 1985 году субмарина ушла под воду на 1027 метров.

Американские специалисты считают, что глубина погружения подводной лодки в современных условиях должна начинаться с отметки в 600 м и достигать 1200 м. Главная проблема при этом – компенсация возрастающего давления воды на корпус. Каждые 10 м спуска под воду увеличивают давление воды на 100 кПа. Не трудная задача для школьника начально-приходской школы: какое давление будет на отметке 1200 м? Ответ: 120 кг на 1 кв. см. На бумаге цифра не выглядит страшной, на деле – нагрузка запредельная.

Все решается на суше
Поэтому основной вопрос над которым бьются ученые, работающие в этой области, предельно сбалансированная корпусная архитектура боевой субмарины. Исходя из физических законов, наиболее пригодна форма сферы, или шарообразная. Однако такая ПЛ, как боевая единица, малоэффективна. Слишком высоко сопротивление среды (вода), огромные проблемы с размещение вооружения и многочисленного экипажа. Конечно, рано или поздно, эту проблему решат. В конце концов будет найден оптимальный баланс между формой, содержанием и скоростью.

Второй вопрос, который стоит постоянно, и видимо будет стоять всегда – материал корпуса, его постоянное совершенствование. Максимальная глубина погружения подводной лодки ограничивается, в первую очередь, именно прочностью материала, из которого изготовлен корпус. Когда-то лодки начинали с деревянной обшивки, потом перешли на железо, теперь в большом ходу стальные и титановые корпуса. Однако процесс идет, и ученые мужи находятся в постоянном поиске.

Постоянно улучшаются свойства стали, изготавливающийся специально для подводного применения. Но металл начинает уходить в прошлое. Твердые пластмассы, армированный стеклопластик постепенно заменяют некоторые элементы корпуса, и специалисты пророчат им большое будущее. Например, стеклопластик, полученный армированием синтетической смолы стеклянными волокнами, по прочности мало в чем уступает стали, но зато в 4 раза легче. Здесь ученые тоже пытаются добиться баланса – между весом и прочностью.

Стремление достичь предельной глубины погружения подводной лодки – это не прихоть ученых и не абстрактное желание. Лодка, идущая на большой глубине, сливается с дном и менее заметна. В современной подводной войне этот фактор может стать определяющим. Мощный, тяжелый ракетоносец, скрытно вышедший на ударную позицию, способен одним одним залпом завершить любой конфликт в пользу своей страны.

3.2. ПОГРУЖЕНИЕ ПОДВОДНОЙ ЛОДКИ

Обычное погружение без хода

Погружением подводной лодки назы­вается переход ее из надводного положения в подвод­ное или изменение глубины погружения с меньшей на большую.

Переход подводной лодки из надводного положения в подводное производится заполнением цистерн главного балласта, а изменение глубины погружения с меньшей на большую, как правило, ходом и горизонтальными рулями.

Погружение подводной лодки в два этапа принято называть обычным погружением. Оно произво­дится:

— при дифферентовке в районах, стесненных для ма­неврирования в подводном положении;

— с учебными целями, а также по усмотрению коман­дира подводной лодки.

При обычном погружении заполняются сначала конце­вые цистерны главного балласта, затем средней группы при незаполненной цистерне быстрого погружения.

Перед погружением на подводной лодке осушаются трюмы, вентилируются отсеки и аккумуляторная батарея, готовится к погружению мостик, а при подходе к точке погружения стопорится ход и продувается цистерна бы­строго погружения. Погружение предваряется командой командира пл «Все вниз. По местам стоять, к погруже­нию». Личный состав занимает места согласно расписанию по погружению, закрывает забортные отверстия и готовит системы пл для плавания под водой. Главный командный пункт переводится с мостика в центральный пост или в боевую рубку. Наблюдение за горизонтом ведется через перископ и с помощью радиотехнических средств. Затем заполняются цистерны главного балласта носовой и кор­мовой (концевых) групп, причем вентиляция кормовой группы открывается на 1—2 секунды раньше носовой, и подводная лодка переходит в позиционное положение.

В позиционном положении проверяется заполнение во­дой осушительной магистрали и незаряженных торпедных аппаратов, осматриваются отсеки для установления ка­чества герметизации прочного корпуса. Крен и дифферент подводной лодки приводятся к нулю.

После выполнения перечисленных действий заполня­ются цистерны главного балласта средней группы. Клапа­ны вентиляции этих цистерн закрываются на глубине 5—7 м. Если подводная лодка с началом заполнения сред­ней группы начнет быстро погружаться, следует немед­ленно закрыть клапаны вентиляции цистерн средней груп­пы, продуть «среднюю», пустить насос на откачивание воды из уравнительной цистерны за борт и всплыть в по­зиционное положение, после чего установить и устранить причину провала подводной лодки. Лишь после этого повторить погружение. Если с заполнением средней груп­пы подводная лодка не погружается, она считается «лег­кой». В этом случае погашение положительной плавуче­сти производится приемом воды из-за борта в уравни­тельную цистерну. С приходом подводной лодки на глу­бину не более перископной закрываются клапаны венти­ляции всех цистерн главного балласта.

Обычное погружение на ходу

Прибыв в точку погружения и перейдя на необходи­мый режим движения, командир подводной лодки коман­дует: «Все вниз. По местам стоять, к погружению». При исполнении этой команды осуществляются те же действия и в том же порядке, что и при погружении без хода. После команды «Заполнить среднюю» командир прика­зывает: «Погружаться на столько-то метров, дифферент столько-то градусов». При погружении на безопасную или большую глубину не рекомендуется создавать диф­ферент более 5—7°.

При погружении на ровном киле заполнение цистерн главного балласта будет более равномерным. При этом горизонтальные рули перекладываются «параллельно на погружение» таким образом, чтобы дифферент подводной лодки был равен нулю. Такое положение сохраняется до глубины примерно 5—7 м.

С приходом подводной лодки на указанную глубину можно создавать дифферент, заданный командиром.

Если лодка не погружается, следует принимать воду в уравнительную цистерну. При этом, как только глуби­номер покажет изменение глубины, прием воды приоста­навливается. Если после заполнения средней группы ци­стерн главного балласта подводная лодка начнет быстро погружаться, необходимо создать дифферент на корму, ходом и рулями удерживая ее от дальнейшего погруже­ния. Одновременно нужно откачивать воду из уравнитель­ной цистерны за борт. Если этого окажется недостаточно, следует частично продуть среднюю группу цистерн глав­ного балласта, откачать из уравнительной цистерны нуж­ное количество воды, а затем, сняв «пузырь» со «средней», продолжать погружение.

Срочное погружение

Срочное погружение выполняется командиром подвод­ной лодки или вахтенным офицером и, как правило, од­ной боевой сменой. Оно обеспечивает уход подводной лодки под воду в минимальное время.

По команде «Все вниз» личный состав, находящийся на мостике, быстро спускается в лодку. По сигналу «Срочное погружение» личный состав выполняет следую­щие действия:

— останавливает дизели, отключает носовые муфты сцепления, задраивает шахты подачи воздуха к дизелям и другие забортные отверстия, открывает клапаны урав­нивания давления цистерн главного балласта, в которых находится топливо, а также клапан вентиляции цистерны плавучести;

— задраивает верхний рубочный люк (командир пл или вахтенный офицер);

— дает ход электродвигателями;

— заполняет цистерны главного балласта;

— управляет горизонтальными рулями;

— продувает цистерну быстрого погружения и закры­вает ее кингстоны;

— закрывает клапаны вентиляции средней группы и цистерн главного балласта.

При срочном погружении средняя группа цистерн за­полняется после задраивания рубочного люка. Контроль­ный прибор станции сигнализации должен показывать, что рубочный люк, запоры шахты подачи воздуха к ди­зелям, судовой и батарейной вентиляции закрыты.

В начальный период погружения подводной лодки но­совые горизонтальные рули следует положить на погру­жение, а кормовые — на всплытие. В этом случае обе пары горизонтальных рулей создают топящие силы. Кор­мовые горизонтальные рули, создающие дифферентующий момент на корму, способствуют удержанию лодки на ровном киле, уравновешивая дифферентующий момент, появляющийся с заполнением цистерны быстрого погру­жения.

По достижении глубины, когда все цистерны главного балласта окажутся заполненными, кормовые рули следует переложить на погружение, создать дифферент до 10° на нос (в зависимости от проекта пл) и удерживать его в процессе погружения.

Если подводная лодка должна остаться на перископ­ной глубине, цистерну быстрого погружения продувают на глубине, равной половине перископной. При необходи­мости уйти на безопасную глубину цистерну быстрого по­гружения продувают на глубине не менее перископной. Клапаны вентиляции цистерн главного балласта закры­ваются сразу же после ухода подводной лодки под воду.

Как правило, с командой «Срочное погружение» дается приказание командиром пл (вахтенным офицером): «Погружаться на глубину столько-то метров с дифферен­том столько-то градусов». С подходом к заданной глу­бине дифферент отводится, и рулевой-горизонтальщик докладывает глубину погружения по глубиномеру.

При срочном погружении надо быть готовым произ­вести аварийное продувание концевых цистерн главного балласта, если дифферент, быстро нарастая, превысит допустимый. Продувание средней группы цистерн может потребоваться в случае потери плавучести при неверном расчете нагрузки подводной лодки или при запоздалом продувании цистерны быстрого погружения.

Погружение на предельную глубину

В подводном положении пл может находиться на глу­бинах: перископной (7—9 м), под РДП(1) (6—8 м), без­опасной (30, 40 м в зависимости от проекта пл), рабочей и предельной. Рабочая глубина погружения — наибольшая глубина погружения, на которой подводная лодка может длительно находиться на ходу. Она составляет 70—90% предельной. Предельная глубина погружения — наиболь­шая глубина, на которой пл может находиться кратко­временно на ходу. Погружение на предельную глубину относится к глубоководным погружениям, которые прово­дятся согласно специальной инструкции.

Подводные лодки могут погружаться на многокилометровые глубины

В наше время все страны, имеющие выход к морю, имеют под­водный флот — без этого невозможно обеспечить безопасность государства. Но подводные лодки служат и мирным целям — для научных исследований, а также развлечений. О подводных лод­ках знают все, но об этих аппаратах сложилось несколько мифов, не имеющих ничего общего с реальностью.

Одно из самых распространенных заблуждений относитель­но субмарин касается их максимальной глубины погружения. Считается, что они могут плавать на очень больших глубинах, достигающих многих километров. Но на деле это совсем не так.

История активного подводного кораблестроения началась в XVII веке — именно в то время стали предлагаться и даже реализовываться проекты устройств, способных достаточно про­должительное время находиться под водой, выполняя различные задачи. Конечно же, в первую очередь подводные лодки изобре­тались для применения в военных целях.

Самые первые подводные лодки были примитивными и не мог­ли порадовать своих создателей высокими характеристиками. На­пример, подводный аппарат, построенный в самом начале XVII века голландцем Корнелием ван Дреббелем для английского короля, мог погружаться под воду буквально на пару метров. Более поздние раз­работки других механиков и инженеров также оставались примерно на этом уровне, не уходя под воду глубже нескольких метров.

Конечно, с течением времени подводные корабли погружались все глубже, увеличивали дальность плавания и грузоподъемность. Но к началу Первой мировой войны субмарины погружались лишь на глубины в пределах десятка метров, и этого было вполне достаточно для того, чтобы скрытно двигаться в толще воды.

Современные подводные лодки далеко ушли от своих предше­ственниц. Но большинство малых и средних субмарин не могут погружаться более чем на несколько десятков метров. И лишь атомные подводные лодки — эти исполины, способные многие месяцы находиться под водой, — погружаются на глубины в не­сколько сотен метров. Самая большая глубина для атомных суб­марин едва превышает 600 метров, а достигается она буквально на пределе возможностей.

Нам может показаться, что даже 100 метров — это совсем не­большая глубина, и тот факт, что на такие глубины подводной лод­ке сложно погрузиться, вызывает недоумение. Но на самом деле удивляться тут нечему, просто надо вспомнить, что под водой дав­ление растет очень быстро — на одну атмосферу каждые 10 метров, то есть на глубине в 100 метров стенки субмарины испытьшают дав­ление в 10 атмосфер, а на глубине в полкилометра — в 50 атмосфер!

Но основная проблема даже не в том, что на глубине кон­струкция подводной лодки может не выдержать — пример бати­сфер, батискафов и других глубоководных аппаратов показыва­ет, что они могут противостоять давлению и в 1000 атмосфер. Сложность заключается в механизме погружения и подъема подводной лодки с глубины — для того чтобы аппарат начал подниматься, из специальных балластных цистерн выпускается закачанная при погружении вода. А при внешнем давлении в десятки атмосфер сделать это крайне трудно, особенно если учесть, что перекачивать приходится порой многие сотни тонн.

Однако боевые подводные лодки и не нуждаются в достиже­нии больших глубин, так как вода очень хорошо скрывает при­сутствие любых объектов, а их поиск превращается в довольно непростую задачу. Так что все подводные лодки погружаются относительно неглубоко, а на большую глубину опускаются только малоразмерные исследовательские аппараты особых конструкций.

Новое в блогах

К вопросу о глубине погружения АПЛ

Всем известно что максимальная глубина океана 11 километров в Марианской впадине, однако в океанах и морях имеется много мелководных районов. Какой должна быть глубина погружения будущих подводных лодок? На этот вопрос можно ответить, если проанализировать распределение глубин по площади Мирового океана. Такой анализ показывает, что подводная лодка с глубиной погружения 5500 метров может достичь дна на 90% площади океанов и морей, а с глубиной погружения 4600 метров – на 60% площади. Возможность достичь дна в любой точке океана открывает возможность применять новую тактику, превращающую АПЛ в решающий фактор действий на океанских ТВД.

В практике подводного кораблестроения используются следующие понятия глубин погружения: рабочая, предельная и расчётная (разрушающая). Отношение расчётной глубины к рабочей называется коэффициентом запаса, обычно он 1,5 – 2. Рабочая глубина погружения подводных лодок времён WW2 составляла 100 – 150 метров. У американских подводных лодок постройки 1950-х 200 – 250 метров, у АПЛ построенных в 1960-е увеличена до 350 – 400 метров.

Дальнейший рост глубины зависит от возможности повышения прочности корпуса. На АПЛ имеются два корпуса: прочный и лёгкий. В прочном корпусе размещается внутреннее оборудование, экипаж, а лёгкий образуют балластные цистерны погружения и всплытия.

На современных ракетных неглубоководных АПЛ на долю корпусных конструкций приходится 40% весового водоизмещения, из них доля прочного корпуса 20% массы лодки. В отличие от других видов техники, рост массы корпуса АПЛ не является только издержкой, поскольку более массивный корпус одновременно увеличивает стойкость к действию средств поражения, в том числе ядерных.

В качестве материала прочных корпусов АПЛ в 1960-е применялась высокопрочная сталь с пределом текучести 70 кг/мм2. По прочностным качествам она вдвое превосходит сталь, широко используемую в общем машиностроении.

Глубина погружения экспериментальной подводной лодки ВМФ США «Дельфин» 1200 метров, применена сталь с пределом текучести 70 кг/мм2, на долю прочного корпуса приходится 60% массы данной лодки.

Каковы же перспективы повышения механических характеристик корпусных материалов? Ещё в начале 1960-х в качестве материала ракет «Поларис» использовалась сталь с пределом текучести 140 кг/мм2. Интересно, что в ракетостроении такая сталь не выдержала конкуренции со стеклопластиком. Для конструкций водоизмещением менее 1000 тонн перспективны также алюминиевые сплавы. Однако подводники США долгое время продолжали использовать сталь старых сортов с высокой усталостной прочностью.

В СССР широкое распространение получили титановые сплавы плотностью 4500 кг/м3 с пределом текучести 120 кг/мм2, они эквивалентны стали с б(0.2) = 210 кг/м3. Вопрос усталостной прочности титановых сплавов во многом решается тем, что на глубине более 200 метров подводная лодка не испытывает качки даже при штормовых условиях на поверхности океана.

К какому времени будет решена задача создания боевых атомных подводных лодок с рабочими глубинами до 5000 метров, трудно сказать. АПЛ «Комсомолец» имела рабочую глубину 2000 метров, позволившую с уверенностью совершить рекордное погружение на 1020 метров вскоре после спуска лодки на воду.

Итак, вопрос в следующем:
Нужны ли SCWR для перспективных АПЛ с рабочей глубиной погружения 5000 метров?

SCWR должен иметь давление выше критических 225 атмосфер. При 300 атмосферах фазовый переход вода-пар, растягиваясь на десятки градусов, не имеет характера скачка плотности, чем открывает возможность спектрального регулирования. Кроме того, если нельзя на глубоководной АПЛ иметь во внутренних трубопроводах давление меньше внешнего, SCWR на перспективных АПЛ нужны.

В первом контуре реактора АПЛ 200 атмосфер соответствует внешнему давлению на двухкилометровой глубине. Целесообразность перехода на SCWR зависит и от того, насколько реалистичным представляется в АПЛ нового поколения существенно превысить эту величину.
Рассмотрим цилиндр радиусом R, длиной L и толщиной оболочки d из материала плотностью p_w. Пусть АПЛ имеет запас плавучести S, доля массы прочного корпуса в общей массе пусть X. Предел текучести материала корпуса обозначим б_02. Запишем условие плавучести:
(2*Pi*(R^2)*d*p_w + 2*Pi*R*d*L*p_w) = (p_H2O)*Pi*(R^2)*L*(1-S)*X;
Слева масса корпуса, справа вытесняемая масса воды. Сокращаем Pi*R:
2*d*(p_w)*(R+L) = R*(p_H2O)*L*(1-S)*X; Выделяем слева знака равенства d/R:
(d/R) = (p_H2O * L* (1-S)*X) / (2*p_w *(R+L));
Теперь вспоминаем что гидростатическое давление P = (p_H2O)*g*H, а для цилиндра если толщина стенки многоменьше радиуса, то выдерживаемое давление P = (б_02)*(d/R) поэтому максимальная глубина погружения по условиям прочности плавучего корпуса H = ( (б_02) / (p_H2O *g))*(d/R)). Подставляя сюда найденное (d/R) сокращаем плотность воды и получаем выражение для H:
H_max = ((б_02) / (2*g*p_w))* (L/(L+R))*(1-S)*X
Хотя для АПЛ это не разрушающая глубина, поскольку предел прочности материалов выше предела текучести, рабочую глубину принимаем в 1,4 раза меньше. Отношение длины к диаметру пусть L/(2R) = 1:6. Применяя обычную корабельную сталь с плотностью p_w = 7800 кг/м3 и прочностью б_02 = 700 МПа, выбрав большой запас плавучести 30% (S=0,3) и массу прочного корпуса 20% от полной массы (это не ухудшает скоростных и других качеств), получаем
H_max = 580 метров. Это легко достижимая величина для стратегических БРПЛ.
Тактические АПЛ логично делать более глубоководными. Применив титановый сплав с прочностью б_02 = 1200 МПа, плотностью 4500 кг/м3, увеличив массу прочного корпуса до 40% общей массы, получаем глубину погружения H_max = 3450 метров.
Примерно такие же цифры получаются для алюминиевых корпусов, а также для стеклопластика, эти варианты актуальны при водоизмещении менее 1000 тонн.

Вывод: отношение прочности к плотности у существующих материалов не позволяет делать скоростные АПЛ на разрушающую глубину 7 километров, необходимую для рабочей глубины 5 километров. Позволяющей достигать дна океана в любой точке на 90% его площади.
Вместе с тем, замысел SCWR легко осуществим при давлении в первом контуре 300 и более атмосфер, когда переход вода-пар перестаёт иметь скачок плотности с ростом температуры. Давление в существующих АЗ реакторов АПЛ, до 200 атмосфер, меньше рабочего забортного давления нового поколения АПЛ. Из этих соображений, SCWR на АПЛ нового поколения нужен. На первом этапе до 300 атмосфер. Можно надеяться, когда-нибудь появятся и АПЛ на 5-километровую рабочую глубину, SCWR которых будет работать при 500 атмосферах.

»

Помогла статья? Оцените её
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars
Загрузка...
Добавить комментарий

Adblock detector