Почему подводная лодка находится под водой

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.

Источник

Как подводная лодка «тонет» и всплывает?

В этой статье разберемся, благодаря чему подлодка может погружаться или еще более интересный вопрос — как она после погружения всплывает. Вес современной подлодки огромен, на поверхности моря ее удерживает знакомая каждому из школьного курса сила Архимеда. Для более ясного понимания механизма ее работы, не особо вдаваясь в подробности, рассмотрим ее устройство:

Субмарина имеет два корпуса: внешний ( легкий корпус ) и внутренний ( прочный корпус ). В пространстве между этими корпусами находятся цистерны главного балласта , которые при нахождении на поверхности заполнены воздухом для придания лодке плавучести. Также в легком корпусе сверху и снизу имеются специальные клапаны. Клапаны снизу — кингстоны, предназначены для заполнения цистерн водой. Клапаны сверху — для выходы воздуха (через них выходит воздух при открытых кингстонах, а значит в цистерне не образуется воздушный пузырь).

При погружении, очевидно, кингстоны и воздушные клапаны открываются, вода заполняет цистерны главного балласта и лодка получает нулевую плавучесть . Это означает, что субмарина находится в «подвешенном» состоянии: она и не тонет, и не всплывает. В таком состоянии подлодка погружается только по уровень рубки . Для окончательного погружения включаются двигатели и при помощи горизонтальных рулей лодка устремляется под воду.

Залегли на дно. Откуда теперь взять воздух, чтобы подлодка всплыла? И тут все просто: на борту имеются баки с сжатым воздухом . Для всплытия воздух из баков » продувает » цистерны главного балласта и вытесняет через открытые кингстоны из них воду.

В некоторых случаях субмарине может понадобится срочно уйти под воду. Этого можно добиться, если у лодки будет отрицательная плавучесть. Для этих целей используется дополнительная цистерна быстрого погружения , которая работает аналогично цистерне главного балласта.

Источник

Каким образом погружается и всплывает подводная лодка?

Вы никогда не задумывались над этим вопросом? Как многотонная махина может плавать над водой, словно обыкновенный корабль, затем по необходимости погружаться глубоко под воду и плыть там, а после всего — еще и всплывать обратно? Причем цикл этот может повторяться неоднократно, но как такое возможно? — попытаемся разобраться.

В основе всего лежит моя любимая физика! Изучение этой науки подарило человечеству немало вещей и возможностей, без которых тяжело представить нашу повседневную жизнь!

Для начала — рассмотрим строение подводной лодки (далее — ПЛ) в разрезе на схематичном рисунке:

ПЛ состоит из наружного легкого корпуса (красная стрелка) и внутреннего прочного корпуса (синяя стрелка). Между ними расположены цистерны или, как их правильно называть, цистерны главного балласта.

В верхней их части расположены клапаны вентиляции (для воздуха), в нижней — клапаны для воды (кингстоны).

Работает эта система следующим образом:

Когда ПЛ плывет по воде, в цистернах главного балласта находится воздух, который и удерживает лодку на плаву. При погружении, воздушные и водяные клапаны открываются: происходит вытеснение воздуха и заполнение цистерн забортной водой.

При полном заполнении — ПЛ приобретает так называемую нулевую плавучесть и погружается по рубку. Дальнейшее погружение происходит благодаря вертикальным рулям и движению вперед.

Однако иногда ситуация может потребовать мгновенного погружения и ухода на глубину. Здесь в помощь морякам — цистерна быстрого погружения , которая работает аналогичным образом. (при ее заполнении водой ПЛ обретает отрицательную плавучесть и тонет).

С погружением разобрались, теперь поговорим о всплытии.

Как мы уже поняли — для пребывания ПЛ на поверхности, в цистернах главного балласта должен находиться воздух, но откуда его взять на глубине?

Все просто: на борту ПЛ имеются емкости со сжатым воздухом , который под давлением и вытесняет воду из цистерн , позволяя лодке всплыть. Этот процесс называется — продуванием цистерн.

Источник

masterok

Мастерок.жж.рф

Хочу все знать

Подводная лодка может передвигаться как по поверхности воды, так и погружаться глубоко в недра мирового океана. При этом многим наверняка было бы интересно узнать, как ведет себя экипаж субмарины и какие меры он предпринимает, когда подводная лодка отказывается в морском шторме.

Может ли она в такой момент уйти под воду и если да, то как глубоко она должна это сделать?

Когда начинается шторм, подводная лодка не просто может, а по сути, должна уходить под воду, если экипажу и командиру не хочется подставлять судно под удар и бороться с многочисленными и беспощадными ударами волн. Уход на достаточную глубину способен полностью уберечь субмарину от любых негативных воздействий морского шторма. Само собой, выбираемая командиром спасительная глубина – это не какое-то произвольное знание из головы, а строго рассчитываемая цифра. И здесь нам нужно вернуться в XIX век.

В 1805 году известный ирландский гидрограф Фрэнсис Бофорт разработал и предложил для всеобщего использования эмпирическую шкалу, которая позволяла рассчитывать высоту волны, опираясь на значения скорости ветра. Первоначальная версия шкалы Бофорта оказалась не слишком-то удобной, точной и простой в использовании, а потому на протяжении последующих двух десятков лет ее создатель занимался активным процессом улучшения своего творения. Принята на вооружение в большинстве морских держав шкала Бофорта была только в 1830 году.

Шкала состояла из 17 баллов для обозначения грозности морских волн (или их полного отсутствия). Для большинства ситуаций в море (в том числе штормовых) нужно было только первые 12 значений шкалы. Баллы 13-17 были актуальны лишь для Тихого океана с его регулярными тайфунами. Система Бофорта позволяла рассчитывать скорость, величину и силу волны исходя из скорости ветра.

Так, 10 баллам по шкале Бофорта соответствует скорость ветра в 90-100 км/ч и высота волны в 12 метров. При таких условиях волна будет двигаться со скоростью 55 км/ч. Средняя длина волны составит 210 метров, а период прохождения волн будет равняться 14 секундам. Кроме того, любая волна распространяется циркуляционным образом от поверхности водной глади в ее недра, постепенно ослабевая. Полностью отсутствовать циркуляционное движение, создаваемое морской волной, будет на глубине равной от 0.5 длины этой волны. При 10 баллах – это значение составляет около 105 метров.

Таким образом и получается рассчитывать необходимую глубину погружения. В описанных условиях, подлодка должна будет «лечь» килем (нижней частью корпуса) на глубину в 120 метров, так как средняя высота боевых субмарин от киля до верхней точки мостика составляет около 15 метров.

Источник

Секреты «автономки». Как действуют российские АПЛ в дальних походах

МОСКВА, 22 мая — РИА Новости, Андрей Коц. Месяцами не видеть неба над головой и жить по выверенному до секунд распорядку, непрерывно ощущая незримое присутствие вероятного противника и колоссальный груз ответственности, — служба экипажей атомных подлодок считается одной из самых трудных и престижных в ВМФ России. В море эти плавучие города обычно действуют в отрыве от союзных сил. Их командиры вправе принимать решения, влияющие на геополитическую картину мира. О том, как российские АПЛ готовят к «автономкам» и о быте подводников, — в материале РИА Новости.

Отбор из лучших

«Моя рекордная «автономка» — более 90 суток под водой», — рассказывает РИА Новости капитан первого ранга в отставке Владимир Мамайкин, участник 13 боевых служб. Он ходил в море на торпедных атомоходах знаменитой 3-й дивизии подводных лодок Северного флота и командовал АПЛ К-462 с 1981-го по 1984-й. «В таких походах ты предоставлен сам себе — по сути, сам себе государство. В море могут возникнуть любые ситуации, и командир АПЛ вправе самостоятельно принимать решение, как действовать в той или иной обстановке», — продолжает подводник.

Перед каждым выходом в море все члены экипажа должны пройти специальный курс боевой подготовки: стрельбы, экзамены на знание матчасти АПЛ, борьба за живучесть и многое другое. «Сачков» и «двоечников» отсеивают сразу, но таких обычно немного. Для матроса срочной или сверхсрочной службы допуск к длительному походу — предмет особой гордости. Боевая служба — это не ссылка в море, а мечта, к которой многие идут с детства.

После того как все возвращаются на борт, АПЛ покидает базу и погружается. Всплывает только через несколько месяцев — вернувшись из похода.

Плавучий город

Распорядок дня на атомоходе — стандартный для крупных боевых кораблей: две вахты в сутки. В каждой — три боевые смены по четыре часа. Быт на АПЛ налажен, как и в любой сухопутной воинской части. Есть дежурства, наряды, тренировки, учебные тревоги. Регулярно проводятся помывочные дни, когда матросы могут постираться и принять душ из забортной воды. Продуман и досуг: на многих атомоходах есть библиотеки, постоянно организуются различные соревнования, кинопоказы. На ракетном подводном крейсере стратегического назначения (РПКСН) «Дмитрий Донской» есть даже бассейн с сауной. С питанием тоже все неплохо, и хлеб всегда свежий — выпекают на корабельном камбузе.

«Не припомню, чтобы на боевой службе кто-нибудь когда-нибудь голодал, — рассказывает Владимир Мамайкин. — Разумеется, всегда хотелось чего-нибудь свежего, но отлично наедались и блюдами из консервированных продуктов. Как-то раз мы встречали 23 февраля в Средиземном море. Обстановка вокруг была спокойной, и командир эскадры дал команду: «Всплываем, праздник-то наш!» И нам с советского танкера сгрузили несколько мешков картошки и бочки с дальневосточной селедкой. Эти деликатесы произвели настоящий фурор! Еще, помню, в своих первых боевых службах в 1970-х в экипажах создавали группы по пять-шесть человек. Они питались отдельно, на них испытывали еду для космонавтов. Корабельный врач наблюдал за ними и вел соответствующие записи. Забавно, конечно, было. Все сидят в кают-компании, у каждого первое, второе и компот, как положено. И рядом эти мрачные «космонавты» со своими тюбиками. Подшучивали над ними постоянно».

Боевая служба на атомной подводной лодке действительно очень напоминает работу космонавтов на орбитальной станции. И там, и там люди длительное время находятся в замкнутом пространстве — нельзя выйти на улицу и подышать свежим воздухом. И в космосе, и под водой экипажам приходится рассчитывать исключительно на свои собственные силы.

Единственная «вольность», позволительная для экипажа подлодки, — подвсплыть для сеанса связи. В заранее оговоренные дни и в определенное время командир АПЛ дает приказ выставить антенну. Штаб выходит с ним на связь или не выходит, но график экипажем должен соблюдаться неукоснительно. В экстренной ситуации субмарина может подвсплыть когда угодно, чтобы передать важную информацию — на берегу сигнал принимают круглосуточно.

Встречи с противником

Ни один командир подводной лодки не знает точно, в каких морях и океанах ему придется побывать в ходе боевой службы. Запас хода АПЛ неограничен в принципе, а еды и других жизненно важных припасов в длительный поход берут «с горкой». В любой момент из штаба может прийти новый приказ, и в маршрут придется вносить коррективы.

В 1983-м американцы развернули в Европе баллистические ракеты средней дальности «Першинг-2», что еще больше накалило и без того напряженную международную обстановку. Торпедная АПЛ К-462 находилась тогда на боевой службе в Средиземном море. Во время очередного сеанса связи капитан второго ранга Владимир Мамайкин получил приказ срочно отправиться в Северный Ледовитый океан в указанную точку. Экипаж не был готов для действий в этих широтах, поэтому атомоход по дороге заглянул в Гренландское море. Больше суток К-462 отрабатывала всплытие и погружение. Это только в кино подлодки эффектно проламывают лед рубками где придется — в реальности так можно получить серьезные повреждения, поэтому субмарина перед всплытием долго «нащупывает» полынью. Лишь после отработки всех процедур К-462 ушла в заданный район и заняла свою позицию.

«В 1980-м я служил на АПЛ К-398 старпомом, — говорит Владимир Мамайкин. — Мы следили за американским подводным крейсером, шли за ним на малом ходу и на малой дистанции — всего два-три кабельтовых (370-550 метров). «Американец» нас не слышал и в какой-то момент сбавил скорость, двинувшись наперерез. Мы не успели среагировать и навалились на него бортом. Лодку сильно тряхнуло, развернуло на 50 градусов. Осмотрелись в отсеках и выдохнули — все было в порядке, никаких поломок. Американский крейсер тут же дал деру. Мы подвсплыли на перископную глубину, но в перископ ничего не увидели — море штормило. Думали, потеряли цель, однако почти сразу вновь поймали акустический контакт и еще несколько часов следили за «американцем»… Наши современные АПЛ, например проекта «Ясень», на порядок совершеннее тех, на которых мы служили в 1970-80-х. На них можно и на 30 кабельтовых уверенно держать акустический контакт с противником. Я уже старый морской волк, в дальних походах давным-давно не бывал. Но как же хочется подняться на капитанский мостик нового «Ясеня» и посмотреть, на что он способен».

Источник