5.1 Особенности конструкции корпуса подводной лодки.
Прочный и легкий корпуса.
Подводная лодка (ПЛ) представляет собой боевой корабль способный вести боевые действия как в надводном, так и в подводном положении.
Корпус подводной лодки должен выдерживать большие гидростатические давления воды при погружении и в то же время иметь высокие мореходные качества. Для выполнения этих требований ПЛ имеет два корпуса: прочный (внутренний), обеспечивающий прочность и герметичность, и легкий (наружный), обеспечивающий высокие мореходные качества.
В прочном корпусе размещаются личный состав, а также оружие и технические средства, которые должны быть изолированы от забортной воды.
Конструктивно прочные корпуса современных ПЛ имеют сигарообразную форму и состоят из обшивки и набора. 0бшивка изготовляется из высококачественной, особо прочной, специально обработанной листовой стали толщиной 30 - 50 мм. Материалами обшивки могут быть сплавы на основе титана.
Набор прочного корпуса выполняется по поперечной системе и состоит из кольцеобразных шпангоутов, которые располагаются внутри обшивки.
Размеры прочного корпуса в зависимости от водоизмещения ПЛ могут быть по диаметру до 6 - 10 м, по длине - от 50 до 120 м.
Для обеспечения непотопляемости и создания необходимых жизненных условий личному составу прочный корпус поперечными водонепроницаемыми переборками разделяется на 5 - 10 отсеков. Для сообщения между отсеками в переборках устанавливаются равнопрочные с переборками двери.
По высоте отсеки разделяются платформами. На ПЛ большого водоизмещения могут быть 2 - 3 платформы.
Над центральным постом к прочному корпусу крепится прочная (боевая) рубка, которая является главным командным пунктом ПЛ при плавании на перископной глубине. В случае аварии прочная рубка может использоваться как шлюзовая камера для выхода личного состава на поверхность.
|
|
Вход, выход погрузка и выгрузка малогабаритных грузов и запасных торпед обеспечиваются через входные и торпедопогрузочные люки.
К элементам прочного корпуса относятся также шахты для размещения ракет и трубы торпедных аппаратов.
Легкий корпус имеет хорошо обтекаемую форму и предназначен для обеспечения ПЛ высоких мореходных качеств. Он частично или полностью по длине и периметру охватывает прочный корпус и состоит из средней части, носовой и кормовой оконечностей, палубной надстройки и ограждения рубки.
В легком корпусе размещаются цистерны, а также оружие и технические средства, которые могут подвергаться воздействию забортной воды. Ввиду того что при нахождении ПЛ в подводном положении легкий корпус не испытывает гидростатического давления воды, его конструкция определяется главным образом соображениями прочности при погружении, всплытии и плавании в надводном положении. Конструктивно легкий корпус состоит из обшивки и набора. Обшивка выполняется из листов стали толщиной 4 - 8 мм, а набор представляет собой жесткий каркас состоящий из шпангоутов, поперечных переборок стрингеров, раскосин и других деталей. В нижней части надстройки, в оконечностях и ограждении рубки делается отверстия (шпигаты), через которые проницаемые части легкого корпуса заполняются водой при погружении и осушаются при всплытии. Вентиляция проницаемых частей легкого корпуса при погружении и всплытии происходит через большое количество отверстий в палубе.
|
|
Легкий корпус крепится к прочному с помощью сварки так чтобы при повреждениях легкого корпуса исключалось повреждение прочного. Для постановки подводной лодки в док, а также для предохранения прочного корпуса от повреждений при покладке на грунт в нижней части по всей длине прочного корпуса проходит сварной киль.
В кормовой оконечности ПЛ перед кормовыми горизонтальными рулями устанавливаются горизонтальные стабилизирующие плоскости. Они обеспечивают устойчивость движения ПЛ на переднем ходу. Атомные подводные лодки имеют горизонтальные и вертикальные стабилизаторы.
5.2 Расположение вооружения и основных технических
средств на подводных лодках
Основное вооружение, технические средства и личный состав размещается в отсеках ПЛ. Наименование отсеков производится исходя из назначения и размещенного в них основного оружия и технических средств. Например, на атомной ракетной ПЛ с семью отсеками основное вооружение располагается следующим образом.
В первом торпедном отсеке находятся казенные части торпедных аппаратов, устройства для их перезаряжания, запасные торпеды. Второй отсек является жилым. В нем на верхней платформе расположены каюты офицеров и кубрики личного состава, на нижней платформе - бытовые помещения. В трюме размещены аккумуляторная батарея, механизмы и системы, обеспечивающие жизнедеятельность личного состава. Кормовая часть второго отсека оборудована под центральный пост. В ней находятся пост управления подводной лодкой, приборы управления ракетной и торпедной стрельбой, посты радиотехнического наблюдения и связи. Третий отсек оборудован под пост предстартовой подготовки ракет. Четвертый отсек является ракетным. В нем расположены шахты ракет, системы и механизмы, обеспечивающие их хранение и подготовку к пуску. Пятый отсек реакторный. В нем размещается ядерный реактор, парогенераторы с системами и механизмами, обслуживающими их работу. В шестом отсеке расположены вспомогательные механизмы энергетической установки. Седьмой отсек - турбинный. В нем расположены главный турбозубчатый агрегат с обслуживающими системами и механизмами, турбогенераторы, резервный дизель-генератор и гребной электродвигатель для обеспечения хода ПЛ при неработающем ГТЗА.
|
|
На различных проектах подводных лодок размещение вооружения, механизмов и технических средств имеет свои особенности.
5.3 Назначение основных общекорабельных систем и устройств
подводной лодки
Система погружения. При плавании в надводном положении подводная лодка обладает запасом плавучести равным 20-30% надводного водоизмещения. При погружении этот запас плавучести необходимо погасить путем приема воды в цистерны главного балласта (ЦГБ). Система погружения обеспечивает процесс перехода ПЛ из надводного положения в подводное. Она состоит из 10 – 15 ЦГБ и цистерны быстрого погружения (ЦБП) с арматурой, трубопроводами и системой управления их осушением и заполнением ЦГБ расположены в легком корпусе ПЛ по всей его длине. Заполнение ЦГБ производится через кингстоны, а воздух выпускается через клапаны вентиляции. Открытие и закрытие кингстонов и клапанов вентиляции производятся гидравлическими приводами. Для удобства управления все ЦГБ разделены на три группы: носовую, среднюю и кормовую.
В зависимости от степени заполнения ЦГБ н ЦБП подводная лодка может занимать по отношению к поверхности моря три основных положения: крейсерское, позиционное и подводное.
Крейсерское положение - основное надводное положение удифферентованной ПЛ с продутыми ЦГБ и заполненной ЦБП.
Позиционное положение - промежуточное надводное положение удифферентованной ПЛ с заполненными ЦГБ, кроме средней группы и продутой ЦБП. Позиционное положение является переходным при погружении и всплытии. Уход ПЛ под воду из этого положения совершается с минимальной затратой времени исчисляемой секундами.
Подводное положение - подводная лодка удифферентована и все ЦГБ заполнены, ЦБП продута.
Погружение ПЛ может производиться в два этапа (обычное погружение) и в один этап (срочное погружение).
Обычное погружение из крейсерского положения производится при продутой ЦБП. При этом сначала заполняются концевые группы ЦГБ и ПЛ переходит в позиционное положение, а затем заполняются ЦГБ средней группы и ПЛ переходит в подводное положение.
Срочное погружение из крейсерского положения производится при заполненной ЦБП и одновременном заполнении всех ЦГБ. Масса воды в ЦБП создает ПЛ отрицательную плавучесть и она быстро уходит под воду. На определенной глубине ЦБП продувают и ПЛ занимает заданную глубину погружения. При срочном погружении из позиционного положения ЦБП заполняется одновременно с заполнением средней группы ЦГБ, а продувается в том же порядке, что и при срочном погружении из крейсерского положения.
Срочное погружение является основным видом погружения ПЛ в море.
Погружение в два этапа производится только при первом погружении в море, после ремонта, при дифферентовке, при неотработанном личном составе.
В подводном положении ПЛ может находиться на перископной, безопасной, рабочей и предельной глубинах.
Перископная глубина (6 - 11 м) позволяет вести визуальное наблюдение за водной поверхностью и воздухом с помощью перископа, использовать радиотехнические средства с выдвижными антеннами и устройство для работы дизеля под водой (РДП).
Безопасная глубина (25 - 30 м) предохраняет ПЛ от таранных ударов кораблей и судов. Подводным лодкам запрещается плавать на глубинах от перископной до безопасной.
Рабочая глубина (70 - 80% от предельной) - наибольшая глубина на которой ПЛ может находиться длительное время на ходу и производить любые маневры.
Предельная глубина - наибольшая глубина, на которую ПЛ может погружаться ограниченное число раз, не получая остаточных деформаций прочного корпуса.
Система всплытия обеспечивает процесс перехода ПЛ из подводного положения в надводное путем удаления (продувания) водяного балласта из ЦГБ. Она включает систему аварийного продувания ЦГБ воздухом высокого давления (ВВД) и систему продувания ЦГБ воздухом низкого давления.
Всплытие ПЛ в надводное положение может быть обычным и аварийным.
При обычном всплытии ПЛ с помощью хода и горизонтальных рулей всплывает на перископную глубину, где с помощью системы аварийного продувания продувается средняя группа ЦГБ воздухом высокого давления и обеспечивается всплытие ПЛ в позиционное положение. Всплытие в крейсерское положение производится путем продувания концевых групп ЦГБ воздухом низкого давления.
Аварийное всплытие производится при потере плавучести, возникновении аварийных дифферентов в подводном положении, всплытии на большой волне, а также при невозможности продуть ЦГБ воздухом низкого давления. Оно заключается в продувании части или всех ЦГБ воздухом высокого давления с помощью системы аварийного продувания.
Дифферентовочная система предназначена для приведения остаточной плавучести и дифферента ПЛ к заданным величинам, близким к нулю. Система состоит из уравнительной цистерны, размещенной в средней части корпуса, а также из носовой и кормовой дифферентной цистерн, размещенных в концевых отсеках и связанных между собой водяным и воздушным дифферентовочными трубопроводами.
При плавании ПЛ в подводном положении практически не удается выполнить условие равновесия, когда сила плавучести строго равна силе тяжести, а статический дифферентующий момент равен нулю. Разность между силой плавучести и силой тяжести ПЛ называется остаточной плавучестью. При этом, если сила плавучести больше силы тяжести, остаточная плавучесть положительна и ПЛ имеет тенденцию к всплытию, и наоборот. Величина остаточной плавучести не должна превышать 0,02% подводного водоизмещения.
Подводная лодка считается удифферентованной, если при подводном ходе она держит заданную глубину с дифферентом, близким к нулю. В процессе дифферентовки остаточная плавучесть погашается путем приема (откачивания) забортной воды в уравнительную цистерну. Приведение дифферента ПЛ к заданной величине производится путем перемещения сжатым воздухом определенного количества воды из одной дифферентной цистерны в другую. Чтобы обеспечить возможность перераспределения воды при поддифферентовках, уравнительные и дифферентные цистерны никогда полностью водой не заполняются.
Система воздуха высокого давления (ВВД) предназначена для пополнения и хранения запасов ВВД, а также для подачи его к потребителям. Система состоит из баллонов для хранения запасов ВВД, компрессоров для получения ВВД и трубопроводов с арматурой. На подводных лодках используется сжатый воздух давлением от 200 до 300 кгс/см2.
Он обеспечивает применение оружия, продувание ЦГБ при всплытии ПЛ, создание воздушной подушки (противодавления) в отсеках при заполнении их водой при аварии, использование аварийно-спасательных устройств, наполнение пусковых баллонов дизелей, получение воздуха среднего давления в другие нужды.
Система воздуха среднего давления (ВСД) предназначена для обеспечения дифферентовки ПЛ, перемешивания электролита в аккумуляторах, подачи пресной воды к потребителям и для обеспечения работы различных пневматических устройств.
Источником ВСД служит корабельный запас ВВД. Система ВСД состоит из устройств для снижения давления воздуха до рабочей величины (редукторы, дроссельные клапаны) и воздухопровода с арматурой для подачи ВСД к потребителям.
Система осушения и заполнения обеспечивает аварийное осушение отсеков, осушение трюмов, цистерн грязной воды, шахт перископов, аккумуляторных ям, осушение и заполнение уравнительных, дифферентных топливных, заместительных и других цистерн, а также подачу забортной воды к пожарным рожкам и на охлаждение двигателей.
Система гидравлических приводов служит для приведения в действие и управления устройствами и механизмами ПЛ, обеспечивающими ее маневрирование по курсу, погружение, всплытие, удержание и изменение глубины плавания, а также применение оружия. Типовая система гидравлических приводов включает в себя насосные установки, гидравлические наполнительные механизмы (прессы) с органами управления, трубопроводы с арматурой, приборы контроля и сигнальные устройства. В качестве рабочей жидкости в системе применяется минеральное масло под давлением.
Системы вентиляции, кондиционирования, регенерации и средства очистки воздуха предназначены для поддержания комфортной воздушной среды в отсеках ПЛ по газовому составу, чистоте, температуре и влажности.
Система вентиляции (вдувная и вытяжная) обеспечивает вентилирование помещений ПЛ в атмосферу в надводном положении и на перископной глубине. В подводном положении, на глубинах более перископной, система вентиляции обеспечивает перемешивание воздуха между отсеками, что позволяет снизить концентрацию водорода, уравнять давление и температуру воздуха в них.
Система кондиционирования поддерживает благоприятную температуру и влажность воздуха в отсеках. В подводном положении она работает совместно с системой регенерации воздуха.
Система регенерации обеспечивает пополнение отсечного воздуха кислородом (до 18 - 20%) и удаления из него углекислого газа, содержание которого не должно превышать 1%.
Средства очистки позволяют очищать воздух в отсеках ПЛ от вредных примесей, паров и неприятных запахов с помощью различных фильтров и поглотителей.
Контроль за составом воздуха в отсеках ПЛ осуществляется автоматическими газоанализаторами, которые показывают концентрацию кислорода, углекислоты, окиси углерода и водорода.
Санитарные и бытовые системы и устройства обеспечивают бытовые нужды личного состава ПЛ. К ним относятся: системы пресной, питьевой и сточной воды, система отопления, а также гальюнное и мусоровыбрасывающее устройства.
Торпедное устройство состоит из торпедных аппаратов, торпедопогрузочного устройства, приспособлений для погрузки, хранения, выгрузки торпед и перезарядки торпедных аппаратов, системы беспузырной торпедной стрельбы. Погрузка и выгрузка мин производятся с помощью тех же устройств и несложных дополнительных приспособлений.
Устройство РДП (работа дизеля под водой) позволяет дизельной ПЛ иметь ход под дизелями в подводном положении на перископной глубине, производить заряд аккумуляторной батареи, вентилировать отсеки и пополнять запасы сжатого воздуха. При движении под РДП повышается скрытность подводной лодки.
Рулевое устройство предназначено для обеспечения управляемости ПЛ в двух плоскостях. Оно состоит из устройства вертикального руля для обеспечения маневрирования по курсу (в горизонтальной плоскости) и устройства горизонтальных рулей (носовых и кормовых), обеспечивающих управление по глубине (в вертикальной плоскости).
Якорное, швартовочное и буксирное устройства обеспечивают постановку ПЛ на якорь и съемку с него в надводном и подводном положениях, швартовку к причалу или к борту плавучей базы, буксировку ПЛ, не имеющей хода.
Перископные устройства служат для визуального наблюдения с перископной глубины за горизонтом, поверхностью моря, воздушным пространством и побережьем в пределах видимости, обеспечиваемой оптическими средствами. Кроме того, перископное устройство обеспечивает выполнение торпедных атак при визуальном наблюдении цели. Обычно подводные лодки имеют два перископа: командирский, или перископ атаки, и зенитный - для наблюдения за воздушным пространством.
Выдвижные антенные устройства предназначены для обеспечения радиосвязи и радиотехнического наблюдения с перископной глубины. К ним относятся выдвижные устройства радиоантенн, антенны поисковой радиолокационной станции, радиолокационной станции обнаружения, радиопеленгатора.
Аварийно-спасательные устройства предназначены для оказания помощи аварийной ПЛ, спасения ее личного состава и подъема затонувшей ПЛ на поверхность, если она не может самостоятельно всплыть.
К ним относятся: устройства для подачи сигналов с аварийной ПЛ, устройства для поддержания жизнедеятельности личного состава в аварийной ПЛ, устройства для индивидуального спасания личного состава и устройства для подъема затонувшей ПЛ.
Сигнал об аварии и невозможности самостоятельного всплытия подается на поверхность путем отдачи аварийно-сигнального буя (АСБ), который обозначает место затонувшей ПЛ. Аварийно-сигнальный буй снабжен телефонным аппаратом и сигнальной лампой При невозможности использования АСВ для подачи сигналов о местонахождении аварийной ПЛ могут использоваться гидроакустическая аппаратура, дымовые шашки, выпуск воздушных пузырей, масляных пятен т. п.
Жизнедеятельность личного состава в аварийной ПЛ обеспечивается аварийными запасами пищи и воды; средствами регенерации воздуха; возможностью подачи воздуха с надводного корабля по специальным шлангам; передачей пресной воды и средств регенерации водолазом через шлюзовые рубки, люки и торпедные аппараты.
Если ПЛ не может всплыть на поверхность самостоятельно или с помощью кораблей-спасателей, то принимаются все необходимые меры для выхода личного состава из затонувшей ПЛ на поверхность. Выход личного состава на поверхность возможен из отсеков через входные люки, через боевую рубку и торпедные аппараты путем их шлюзования.
 | |||
|