4.1. Понятие о боевой защите
Боевая защита предназначена для защиты корабля и его личного состава от поражающего воздействия боевых средств противника.
Боевая защита корабля представляет собой комплекс конструктивных и организационно-технических мероприятий, позволявших свести к минимуму результат действия боевых средств противника, сохранив боеспособность корабля и личного состава. Боевую защиту обычно разделяют на активную и пассивную.
Активная защита обеспечивается непрерывными действиями корабля с целью снижения эффективности воздействия на него оружия противника. К активной защите относят такие мероприятия, как маневрирование корабля, использование средств радиоэлектронного противодействия и т.п.
Пассивная, или конструктивная, защита корабля обеспечивается системой специальных конструктивных мероприятий, направленных на защиту корпуса, оружия, технических средств и личного состава от поражающего воздействия различных видов боевых средств противника. Мы рассмотрим лишь пассивную защиту корабля.
Очевидно, мероприятия по конструктивной защите корабля будут зависеть от поражающих факторов воздействующего на него оружия. Основными поражающими факторами оружия с обычным взрывчатым веществом (ВВ) являются ударная волна и поток осколков. При взрыве ядерного боеприпаса образуется ударная волна, световое и тепловое излучение, проникающая радиация, электромагнитный импульс и радиоактивное заражение.
Учитывая многообразие поражающих факторов, необходимо стремиться к тому, чтобы защита была комплексной, т.е. защищала корабль (в той или иной степени) от большинства поражавших факторов.
|
|
Известно, что эффективность воздействия на корабль взрыва зависит от вида ВВ, величины заряда, расстояния от центра взрыва и свойств среды, где произошел взрыв. По взаимному положению источника взрыва и корабля различают взрывы:
- контактный;
- близкий неконтактный;
- неконтактный.
Контактным называется взрыв заряда непосредственно на наружных поверхностях корабля или внутри него; близким неконтактным считается взрыв заряда на расстоянии от корабля, не превышающего десяти радиусов эквивалентного ему сферического заряда, а неконтактным считается взрыв на большем расстоянии.
В зависимости от среды взрывы подразделяют на подводные и воздушные.
Последствия воздействия взрыва на корабль оценивают по трем основным факторам:
- состояние корпуса;
- состояние оборудования;
- состояние личного состава.
Разрушения на корабле, вызванные непосредственно воздействием поражающих факторов взрыва, называют первичными. Разрушения, обусловленные ударным сотрясением корпуса от взрыва, являются вторичными (поломка механизмов, разрыв трубопроводов и электрических кабелей, выход из строя приборов). Поэтому при разработке конструктивной защиты обращается внимание на взрывостойкость корабля и ударостойкость его оборудования.
Взрывостойкость - способность корабля противостоять воздействию поражающих факторов взрыва, сохраняя при этом боеспособность. Она обеспечивается взрывостойкостью корпуса, его конструктивной защитой, рациональным расположением помещений, оружия и технических средств, ударостойкостью оборудования.
|
|
Ударостойкость оружия и технических средств - это их способность сохранять работоспособность во время и после дурных воздействий. Ударостойкость обеспечивается защитой оборудования от ударных сотрясений. Ударная нагрузка измеряется в единицах (ускорение силы тяжести).
Основными составными частями конструктивной защиты корабля являются:
- конструктивная защита корабля от ударных сотрясений, или конструктивная противоударная защита (КПУЗ);
- конструктивная защита корабля от близкого неконтактного и контактного воздушного взрыва, или надводная конструктивная защита (НКЗ);
- конструктивная защита корабля от близкого неконтактного и контактного подводного взрыва, или подводная конструктивная защита (ПКЗ);
- конструктивная защита корабля от оружия массового поражения (ОМП);
- конструктивная защита от оружия, реагирующего на физические поля корабля.
4.2 Основные направления конструктивной защиты корабля
Конструктивная защита корабля от ударных сотрясений
При близком неконтактном или контактном взрыве снарядов, ракет, мин или торпед возникают ударные сотрясения. Эти сотрясения передаются от корпуса корабля через фундамент на оборудование и могут привести к разрушению последнего.
Конструктивная противоударная, защита корабля в принципе может быть обеспечена двумя способами:
- применением оборудования повторной ударостойкости;
- амортизацией оборудования.
Под амортизацией оборудования понимается крепление его к корабельному фундаменту с помощью конструкций и устройств, снижающих уровень сотрясений при передаче их от корпуса к защищаемому оборудованию.
|
|
Задача обеспечения ударостойкости оборудования решается на основании разумного технического компромисса между собственной ударостойкостью и амортизацией оборудования. Очевидно, что чрезмерное увеличение собственной ударостойкости оборудования требует неоправданного увеличения его веса и габаритов, отрицательно влияя не боевые качества в целом. И наоборот, при малой собственной ударостойкости оборудования требуется выделять большие веса и объемы на средства амортизации.
При конструировании корабельного оружия и техники стремятся обеспечить равную ударостойкость всех их узлов и деталей.
Амортизация оборудования осуществляется в основном с помощью амортизаторов - устройств с упругими элементами. Типы и конструкции амортизаторов, применяемых на кораблях, весьма разнообразны. По назначению они делятся на защитные, предохраняющие от ударных сотрясений; звукоизолирующие, препятствующие распространению звуковых колебаний от работающего механизма к корпусу корабля; виброизолирующие, гасящие вибрацию неуравновешенных механизмов. Оптимальным амортизатором считается такой, который в состоянии высокоэффективно выполнять как функции защити от сотрясений, так и функции звуко- и виброизоляции.
По конструкции амортизаторы бывают:
- пружинные;
- резино-металлические;
- пружинно-пневматические;
- пружинно-резиновые;
- и др.
Кроме амортизаторов может применяться конструктивная амортизация, предусматривающая установку оружия и техники на специальные металлические конструкции, служащие для снижения перегрузок, передаваемых от корабля на оборудование. В качестве такая конструкций используются податливые фундаменты, работающие на изгиб, металлические элементы типа рессор и другие детали.
Конструктивная защита корабля от близкого
неконтактного и контактного воздушного взрыва
Поражающими факторами при воздушном взрыве обычного (не ядерного) оружия, главным образом, является фугасное (от взрывных газов), осколочное и кумулятивное (остронаправленное) воздействия, в результате чего возможно разрушение надстроек корабля, верхней палубы, надводной части бортов, внутренних конструкций, а также поражение личного состава корабля.
Под конструктивной защитой от близкого неконтактного и контактного воздушного взрывов (надводной конструктивной защитой) понимают плоские или объемные защитные конструкции, входящие в состав корпуса корабля. Основным элементом НКЗ корабля является броня (броневые плиты). Поэтому вместо НК3 корабля часто употребляют понятие броневая защита или бронирование корабля.
НКЗ служит для сохранения запаса плавучести и остойчивости корабля во время боя; защиты корабля от проникновения к его жизненным частям (погребам боеприпасов, командным пунктам, машинно-котельным и румпельным отделениям) снарядов, ракет и бомб; предохранения корпуса от больших разрушений, особенно в районе ватерлинии; защиты экипажа, механизмов, приборов от осколков и пуль.
Бронирование делится на общее и местное.
К общему бронированию относится защита бортов, палуб, верхней передней и задней части главных переборок (траверзных переборок). Часть объема корабля, образованная броневой палубой, поперечными броневыми переборками и поясами бортовой брони (броневого пояса) называется цитаделью. Она предусматривается на крупных кораблях.
Местное бронирование предохраняет орудийные башни, контейнеры ракет, боевые рубки, погреба боеприпасов, отдельное помещения и применяется на больших противолодочных кораблях, эскадренных миноносцах. Возможно распространенное или сосредоточенное размещение брони по кораблю. В первом случае броней покрывается до 90% всех наружных поверхностей корабля, во втором - средняя часть корабля (около 5% наружных поверхностей) бронируется очень толстой броней, а нос, корма и верхние помещения не бронирующая.
По назначению броня подразделяется на три вида:
- противоснарядная (толщиной 50-450 мм);
- противоосколочная (25-50 мм);
- противопульная (5-25 мм).
По расположению броня может быть наружная, внутренняя и, кроме того, вертикальная, горизонтальная и наклонная.
Броневые плиты изготавливаются из высококачественной специальной стали, содержащей хром, никель и некоторые другие элементы. Никель придает броне вязкость, хром - твердость.
Специальная обработка броневыми плит позволяет сделать их наружный слой твердым, а внутренний - мягким. В настоящее время разрабатывается броня из пластмасс, керамических и композиционных материалов.
Конструктивная защита корабля от близкого
неконтактного или контактного подводного взрыва
Поражающими факторами близкого неконтактного или контактного подводного взрыва оружия с обычным ВВ являются ударная волна, расширявшиеся газообразные продукты взрыва, осколки, вода, поступавшие внутрь корабля.
В результате в корпусе образуются большие пробоины, разрушаются внутренние конструкции и коммуникации, сдвигаются с фундаментов механизмы, поражается личный состав.
Под конструктивной защитой корабля от близкого неконтактного или контактного подводного взрыва (подводной конструктивной защитой) понимают специальные конструкции корабля, предназначенные для защиты боевых и технических средств, а также личного состава от воздействия поражающих факторов подводного близкого неконтактного или контактного взрывов.
ПКЗ призвана уменьшить разрушения корпусных конструкций как по площади, так и в глубину корпуса, а также существенно сократить количество затапливаемых помещений. Она состоит из бортовой и днищевой защиты.
|
Принципиальная схема ПК3 показана на рис. 24. Пробив бортовую обшивку, взрывные газы и осколки поступают в камеру расширения 1 и теряют здесь часть своей энергии. Оставшаяся энергия разрушает прочную упругую переборку 2, отчего газы и осколки прорываются в камеру поглощения 4, где находится заполнитель (топливо или вода). Заполнитель поглощает часть энергии взрыва и защищает жизненные части корабля от осколков. Броневая переборка 5 камеры поглощения удерживает осколки, летящие внутрь корабля, и воспринимает некоторую часть энергии взрыва. Она обычно не разрушается, но герметичность теряет. Проникающая через нее воде задерживается в фильтрационной камере 6.
Для активной защиты корабля общая протяженность ПК3 должна составлять от 4 до 8 м со стороны каждого борта, поэтому ее можно установить лишь на самых крупных надводных кораблях - авианосцах и тяжелых крейсерах. На корабли меньшего водоизмещения обычно устанавливают одну, так называемую, противоминную переборку, выделяющую расширительную камеру, а на малых кораблях ПК3 вообще не предусматривают.
Днищевая (донная) ПКЗ предназначена для защиты корабля от подводных взрывов под его корпусом. Как известно, взрыв под днищем производит существенно большие разрушения корпуса корабля, чем взрыв у борта. Это объясняется тем, что при взрыве у борта часть энергии образующегося газового пузыря расходуется на выброс в атмосферу взрывного султана. При днищевом взрыве эта часть энергии производит дополнительные разрушения днища конструкций.
В принципе днищевая защита по конструкции должна быть аналогична бортовой. Однако, если из общей ширины корабля 30-35 м можно выделить около 8-12 м для бортовой подводной защиты, то при осадке корабля даже около 10 м реально можно выделить для днищевой защиты не более 2-3 м.
Этого явно недостаточно для создания полноценной защиты.
Частично роль днищевой защиты играет второе дно корабля.
Конструктивная защита корабля
от оружия массового поражения
К оружию массового поражения относят ядерное, химическое и биологическое (бактериологическое) оружие.
Основными поражающими факторами этого оружия являются:
ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, радиоактивное, химическое и биологическое заражение.
Для защиты от воздействия ударной волны при проектировании корабля закладывается значительный запас прочности во все корабельные конструкции. Причем, учитывая, что фронт ударной волны имеет большую протяженность и действует на составные части корабля практически одновременно и с одинаковой силой, корпус и отдельные его конструкции должны быть равнопрочными, т.е. выдерживать одинаковые разрушающие нагрузки. При воздействии ударной волны обшивка и набор корпуса получает большие деформации (прогибаются внутрь), поэтому целесообразно устанавливать все механизмы на некотором расстоянии от бортов. Для уменьшения разрушений проектировщики стремятся сократить число и размеры надстроек, а также придать им обтекаемую форму.
Защитой от светового излучения является любая непрозрачная преграда, дающая тень. Поскольку все командные пункты и посты корабля расположены во внутренних помещениях корпуса или надстройках, личный состав корабля надежно защищен от светового излучения. Под действием светового излучения возможно возгорание находящихся на верхней палубе и надстройках корабля брезентовых чехлов, деревянных настилов, растительных и синтетических канатов, обугливание резиновых изделий, обгорание краски. Для уменьшения поражающего действия светового излучения на корабле применяются огнестойкие краски, не горючие пластмассы, светлые парусиновые чехлы со специальной пропиткой. Кроме того, весьма эффективно орошение наружных поверхностей корабля при помощи системы универсальной водяной защиты (СУ53) или противопожарной водяной системы.
Защитой от проникающей радиации служат металлические корпусные конструкции, предметы вооружения и технических средств, расположенные вокруг командных пунктов и боевых постов. В помещениях, находящихся ниже ватерлинии, уровень проникающей радиации в 6 раз слабее, чем в окружающей среде. С целью защиты от радиационного заражения внутренних помещений корабля при проектировании стремятся сократить число люков и дверей, выходящих на верхнюю палубу, а также предусмотреть возможность их автоматического задраивания по тревоге. Совместно с использованием системы противохимической вентиляции эта обеспечивает герметизацию наружного контура корабля. Удаление радиоактивного заражения с наружных поверхностей корабля осуществляется при помощи СУВ3. Для проведения дезактивации зараженного личного состава на каждом корабле оборудуется пост санитарной обработки (ПСО), который обычно совмещается с банно-прачечным блоком.
Защита корабля от химического и биологического оружия также обеспечивается герметизацией внешнего контура корабля, системой противохимической вентиляции и СУВЗ. Личный состав корабля проходит дегазацию и дезинфекцию в ПСО.
Конструктивная защита от оружия, реагирующего на
физические поля корабля
Физическим полем корабля называют область воздушной или водной среды, в пределах которой происходят изменения характеристик состояния среды, вызванные кораблем. Физические поля широко используют в неконтактных системах морского оружия (НСО). В настоящее время выявлено более тридцати физических полей корабля. Однако степень использования известных физических полей корабля при создании НСО неодинакова. Широкое применение нашли следующие физические поля: акустическое, гидродинамическое, электрическое, электромагнитное и тепловое. Эти поля используют для поиска и обнаружения кораблей, наведения на них боевых средств (мин, торпед, ракет), а также срабатывания их неконтактных взрывателей, поэтому одной из важных задач военного кораблестроения является создание защиты корабля от оружия, реагирующего на его физические поля.
Акустическое поле корабля обычно подразделяется на первичное, включающее в себя шум, излучаемый кораблем в воду, и вторичное - гидроакустическое, обусловленное способностью корпуса отражать акустическую волну, пришедшую от внешнего источника. Интенсивность акустического поля зависит от скорости хода корабля и режима работы его механизмов, главных размерений корпуса, конструкции и числа гребных винтов.
Основными составляющими акустического поля корабля являются: излучение гребных винтов; шум корабельных механизмов; гидродинамический шум систем; шум, обусловленный ходовой вибрацией корпуса, ударами волн, деятельностью экипажа. Повышение шумности корабля возможно по причине повреждений, износе или нарушения правил эксплуатации гребных винтов, механизмов, валопроводов, систем и устройств.
Главными направлениями уменьшения акустического поля корабля является: снижение шума гребных винтов (совершенствования их конструкции, рациональное проектирование комплекса "винт - кормовая оконечность", применение низкооборотных винтов), снижение активности механизмов (звукоизолирующая амортизация, акустические покрытия, шумозаглушающие фундаменты).
Контроль уровня акустического поля корабля производится на специальных полигонах.
Корабль, корпус которого построен из ферромагнитного материала, или имеющий ферромагнитные массы механизмов и оружия, находясь в магнитном поле земли, намагничивается и приобретает собственное магнитное поле. Поэтому по возможности стремятся устранить на корабле большие ферромагнитные массы. Например, корпуса тральщиков изготавливают из дерева или стеклопластика, главные двигатели - из маломагнитных материалов.
Для кораблей, построенных целиком из ферромагнитных материалов, периодически осуществляется контроль уровня их магнитного поля и при превышении допустимого уровня производится размагничивание корабля. Существует безобмоточное и обмоточное размагничивание корабля. Первый способ реализуется с помощью специальных судов или на станциях безобмоточного размагничивания, второй – предусматривает наличие на самом корабле стационарных обмоток (кабелей) и специальных генераторов постоянного тока, которые вместе с аппаратурой управления и контроля составляют размагничивающее устройство корабля.
Возникновение гидродинамического поля связано с движением корабля. При этом происходит изменение гидростатического давления воды под корпусом корабля. В районе оконечностей образуются зоны повышенного давления, а в средней части по длине корпуса - область пониженного давления. Гидродинамические взрыватели мин обычно реагируют на протяженность по времени и величину давления в области пониженного давления.
До настоящего времени эффективных средств гидродинамической защиты корабля не создано. Некоторое снижение уровня гидродинамического поля может быть достигнуто выбором оптимального водоизмещения корабля и формы его корпуса. Тактическим приемом защиты корабля является выбор безопасной скорости хода. Безопасной является такая скорость, при которой величина давления под кораблем не превысит порога срабатывания мины, или время воздействия на взрыватель окажется меньше, чем установлено во взрывателе.
Электрическое поле корабля обусловлено электрохимическими процессами, протекающими в подводной части корпуса. Обычно корпус выполняется из стали, а винты и донная арматура из бронзы или латуни, обтекатели гидроакустических станций - из нержавеющей стали, протекторы коррозии - из цинка. В результате в подводной части корабля образуются гальванические элементы и в морской воде как в электролите возникают стационарные электрические токи. Эти токи между элементами корпуса с разными электрическими потенциалами образуют электрическое поле корабля.
Уменьшение уровня электрического поля корабля достигается изоляцией корпуса от морской воды за счет окраски или использования защитных покрытий; разрывом металлического контакта между отдельными частями корабельных конструкций при помощи электроизоляционных фланцев и прокладок; заменой отдельных деталей корабельных систем из разнородных материалов на пластмассовые изделия, облицовкой гребных валов электроизоляционным покрытием.
Электромагнитным полем корабля называется поле переменных во времени электрических токов, создаваемых кораблем в окружающем его пространстве. Основными источниками электромагнитного поля корабля являются: переменные гальванические токи в цепи "гребной винт-корпус", вибрация ферромагнитных масс корпуса в магнитном поле Земли, работа корабельного электрооборудования. Электромагнитное поле имеет четко выраженных максимум в районе гребных винтов, а на расстоянии в несколько десятков метров от корпуса практически затухает.
Электромагнитная защита корабля возможна за счет выбора неметаллического материала для гребных винтов; применения для них неэлектропроводных покрытий; применение на валопроводе контактнощеточных устройств, шунтирующих переменное сопротивление масляного зазора в подшипниках; поддержания сопротивления изоляции вала от корпуса в пределах установленных норм. На кораблях с немагнитными и маломагнитными корпусами основное внимание уделяется вопросам снижения электромагнитного поля элементов электрооборудования.
Тепловое поле корабля возникает при излучении кораблем инфракрасных лучей. Наиболее мощными источниками излучения являются: дымовые трубы и газовые факелы от корабельной энергетической установки; корпус и надстройки в районе МКО; факелы огня при артиллерийской стрельбе и запуске ракет.
Тепловое поле позволяет обнаруживать корабль на достаточно большом расстоянии с помощью теплопеленгаторной аппаратуры. Многие образцы противокорабельных ракет имеют тепловые головки самонаведения.
Снижение интенсивности теплового излучения достигается специальными конструктивными мероприятиями. К ним относятся: охлаждение дымовых труб и газового факела за счет увеличения скорости истечения газов; создание кожухов вокруг дымовых труб, в которых происходит смешение холодного окружающего воздуха с отработанными газами; предварительное охлаждение отработанных газов. На некоторых кораблях осуществляют выхлоп отработанных газов в воду.