Какое давление на подводной лодке
Содержание статьи
Наибольшая глубина погружения подлодок ВМФ России, ВМС США и Японии
Факт существования батискафа, сумевшего покорить глубочайшую бездну, свидетельствует о технической возможности создания обитаемых аппаратов для погружений на любые глубины.
Почему же ни одна из современных подлодок и близко не способна погрузиться — даже на 1000 метров?
Полвека назад собранный из
подручных средств
стандартной стали и плексигласа батискаф достиг дна Марианской впадины. И мог бы продолжить свое погружение, если бы в природе встречались большие глубины. Безопасная расчетная глубина для «Триеста» составляла 13 километров!
Свыше 3/4 площади Мирового океана приходится на абиссальную зону: океанское ложе с глубинами свыше 3000 м. Подлинный оперативный простор для подводного флота! Почему никто не использует эти возможности?
Покорение больших глубин никак не связано с прочностью корпуса «Акул», «Бореев» и «Вирджиний». Проблема заключается в другом. И пример с батискафом «Триест» здесь совершенно ни при чем.
Они похожи, как самолет и дирижабль
Батискаф — это «поплавок». Цистерна с бензином, с закрепленной под ней гондолой экипажа. При принятии на борт балласта конструкция обретает отрицательную плавучесть и погружается в глубину. При сбрасывании балласта — возвращается на поверхность.
В отличие от батискафов, подводным лодкам требуется в течение одного погружения многократно изменять глубину нахождения под водой. Иначе говоря, подводный корабль обладает способностью многократно изменять запас плавучести. Это достигается путём заполнения забортной водой балластных цистерн, которые при всплытии продуваются воздухом.
Обычно на лодках применяются три воздушные системы: воздух высокого давления (ВВД), среднего (ВСД) и низкого давления (ВНД). К примеру, на современных американских атомоходах запасы сжатого воздуха хранятся в баллонах под давлением 4500 фунтов на кв. дюйм. Или, по-человечески, примерно 315 кг/см2. Однако ни одна из систем-потребителей сжатого воздуха не использует ВВД напрямую. Резкие перепады давления вызывают интенсивное обмерзание и закупорку арматуры, одновременно создавая опасность компрессионных вспышек паров масла в системе. Повсеместное применение ВВД под давлением свыше 300 атм. создало бы недопустимые опасности на борту субмарины.
ВВД через систему редукционных клапанов поступает к потребителям в виде ВСД под давлением 3000 фн. на кв. дюйм (примерно 200 кг/см2). Именно таким воздухом продуваются цистерны главного балласта. Для обеспечения работы остальных механизмов лодки, запуска оружия, а также продувания дифферентных и уравнительных цистерн применяется «рабочий» воздух под еще более низким давлением около 100-150 кг/см2.
И здесь в действие вступают законы драматургии!
С погружением в морские глубины на каждые 10 метров давление возрастает на 1 атмосферу
На глубине 1500 м давление составляет 150 атм. На глубине 2000 м давление 200 атм. Это как раз соответствует максимальному значению ВСД и ВНД в системах подводных лодок.
Ситуация усугубляется ограниченными объемами сжатого воздуха на борту. Особенно после продолжительного нахождения лодки под водой. На глубине 50 метров имеющихся запасов может быть достаточно для вытеснения воды из балластных цистерн, но на глубине 500 метров этого хватит лишь для продувания 1/5 их объема. Большие глубины — всегда риск, и там требуется действовать с предельной осторожностью.
В наши дни существует практическая возможность создания подлодки с корпусом, рассчитанным на глубину погружения 5000 метров. Но для продувания цистерн на такой глубине потребовался бы воздух под давлением свыше 500 атмосфер. Сконструировать трубопроводы, клапаны и арматуру, рассчитанные под такое давление, при сохранении их разумной массы и исключения всех связанных опасностей на сегодняшний день является технически неразрешимой задачей.
Современные подлодки строятся по принципу разумного баланса характеристик. Зачем делать высокопрочный корпус, выдерживающий давление километровой толщи воды, если системы всплытия рассчитаны на гораздо меньшие глубины. Погрузившись на километр, подлодка будет обречена в любом случае.
Однако в этой истории имеются свои герои и отверженные.
Традиционными аутсайдерами в области глубоководных погружений считаются американские подводники
Корпуса американских лодок на протяжении полувека делаются из одного сплава HY-80 с весьма посредственными характеристиками. High-yield-80 = сплав повышенной прочности с пределом текучести 80 000 фунтов на кв. дюйм, что соответствует значению 550 МПа.
Многие эксперты выражают сомнения в адекватности такого решения. Из-за слабого корпуса лодки неспособны в полной мере использовать возможности систем всплытия. Которые позволяют продувание цистерн на значительно больших глубинах. По оценкам, рабочая глубина погружения (глубина, на которой лодка может находиться длительное время, совершая любые маневры) для американских субмарин не превышает 400 метров. Предельная глубина — 550 метров.
Применение HY-80 позволяет удешевить и ускорить сборку корпусных конструкций, среди преимуществ всегда назывались хорошие сварочные качества этой стали.
Для ярых скептиков, которые немедленно заявят, что флот «вероятного противника» массово пополняется небоеспособным хламом, нужно заметить следующее. Те различия в темпах кораблестроения между Россией и США обусловлены не столько применением более качественных сортов стали для наших подлодок, сколько другими обстоятельствами. Ну да ладно.
За океаном всегда полагали, что супергерои не нужны. Подводное оружие должно быть максимально надежным, тихим и многочисленным. И в этом есть доля правды.
«Комсомолец»
Неуловимый «Майк» (К-278 по классификации НАТО) установил абсолютный рекорд глубины погружения среди подводных лодок — 1027 метров.
Предельная глубина погружения «Комсомольца» по расчетам составляла 1250 м.
Среди главных отличий конструкции, несвойственных другим отечественным подлодкам, — 10 бескингстонных цистерн, размещенных внутри прочного корпуса. Возможность стрельбы торпедами с больших глубин (до 800 метров). Всплывающая спасательная капсула. И главная изюминка — аварийная система продувания цистерн с помощью газогенераторов.
Реализовать все заложенные преимущества позволил корпус, изготовленный из титанового сплава.
Сам по себе титан не являлся панацеей при покорении морских глубин. Главным при создании глубоководного «Комсомольца» были качество сборки и форма прочного корпуса с минимумом отверстий и ослабленных мест.
Титановый сплав 48-Т с пределом текучести 720 МПа лишь незначительно превосходил по прочности конструкционную сталь HY-100 (690 МПа), из которой изготавливались подлодки «СиВулф».
Другие описываемые «преимущества» титанового корпуса в виде малых магнитных свойств и его меньшей подверженности коррозии сами по себе не стоили затраченных средств. Магнитометрия никогда не являлась приоритетным способом обнаружения лодок; под водой все решает акустика. А проблема морской коррозии уже лет двести решается более простыми методами.
Титан с точки зрения отечественного подводного кораблестроения обладал ДВУМЯ реальными преимуществами:
а) меньшей плотностью, что означало более легкий корпус. Появившиеся резервы тратились на другие статьи нагрузки, например, ГЭУ большей мощности. Неслучайно подлодки с титановым корпусом (705(К) «Лира», 661 «Анчар», «Кондор» и «Барракуда») строились как покорители скорости.;
б) Среди всех высокопрочных сталей и сплавов титановый сплав 48-Т оказался наиболее технологичным в обработке и при сборке корпусных конструкций.
«Наиболее технологичный» — не значит простой. Но сварочные качества титана хотя бы позволяли производить сборку конструкций.
За океаном имели более оптимистичный взгляд на применение сталей. Для изготовления корпусов новых подлодок XXI века была предложена высокопрочная сталь марки HY-100. В 1989 году в Штатах заложили головной «СиВулф». Спустя два года оптимизма поубавилось. Корпус «СиВулфа» пришлось разобрать на иголки и начинать работу заново.
В настоящее время многие проблемы решены, и стальные сплавы, эквивалентные по свойствам HY-100, находят более широкое применение в кораблестроении. По некоторым данным, подобная сталь (WL = Werkstoff Leistungsblatt 1.3964) применяется при изготовлении прочного корпуса немецких неатомных подлодок «Тип 214».
Существуют еще более прочные сплавы для изготовления корпусов, например, стальной сплав HY-130 (900 МПа). Но из-за плохих сварочных свойств корабелы считали применение HY-130 невозможным.
Пока не поступили новости из Японии.
耐久 значит предел текучести
Как утверждает старая пословица: «Что бы вы ни умели делать хорошо, всегда найдется азиат, который делает это лучше».
В открытых источниках присутствует крайне мало информации о характеристиках японских боевых кораблей. Однако экспертов не останавливают ни языковой барьер, ни параноидальная секретность, свойственная вторым по силе ВМС в мире.
Из доступной информации следует, что самураи наряду с иероглифами широко используют английские обозначения. В описании подлодок присутствует сокращение NS (al Steel — военно-морская сталь), сочетаемая с цифровыми индексами 80 или 110.
В метрической системе счисления «80» при обозначении марки стали, скорее всего, означает предел текучести 800 МПа. Более прочная сталь NS110 имеет предел текучести 1100 МПа.
С точки зрения американца, стандартная для японских подлодок сталь носит обозначение HY-114. Более качественная и прочная — HY-156.
Немая сцена
«Кавасаки» и «Мицубиси Хэви Индастриз» без всяких громких обещаний и «Посейдонов» научились изготавливать корпуса из материалов, ранее считавшихся несваримыми и невозможными при постройке подлодок.
Приведенные данные соответствуют устаревшим субмаринам с воздухонезависимой установкой типа «Оясио». В составе флота 11 единиц, из которых две самые старые, вступившие в строй в 1998-1999 гг., переведены в разряд учебных.
«Оясио» имеет смешанную двухкорпусную конструкцию. Наиболее логичное предположение — центральная секция (прочный корпус) изготовлена из наиболее прочной стали NS110, в носовой и кормовой частях лодки применяется двухкорпусная конструкция: легкая обтекаемая оболочка из NS80 (давление внутри = давлению снаружи), прикрывающая цистерны главного балласта, вынесенные за пределы прочного корпуса.
Современные японские субмарины типа «Сорю» считаются улучшенными «Оясио» с сохранением основных конструктивных решений, доставшийся им от предшественников.
При наличии прочного корпуса из стали NS110 рабочая глубина «Сорю» оценивается как минимум в 600 метров. Предельная — 900.
С учетом представленных обстоятельств ВМС самообороны Японии на сегодняшний день обладают самым глубоководными флотом боевых подлодок.
Японцы «выжимают» всё возможное из доступного. Другой вопрос, насколько это поможет в морском конфликте. Для противостояния в морских глубинах необходимо наличие ядерной силовой установки. Жалкие японские «полумеры» с увеличением рабочей глубины или созданием «лодки на батарейках» (удивившая мир подлодка «Орю») похожи на хорошую мину при плохой игре.
С другой стороны, традиционное внимание к мелочам всегда позволяло японцам иметь преимущество над противником. Появление ядерной силовой установки для ВМС Японии — вопрос времени. Но у кого в мире еще имеются технологии изготовления сверхпрочных корпусов из стали с пределом текучести 1100 МПа?
Источник
Устройство и принцип работы подводной лодки
В основе устройства подводной лодки лежит идея о способности судна погружаться под воду. Правда, для ее полноценного воплощения потребовалось около 700 лет.
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.
Подводная лодка Корнелиуса Ван Дребеля
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.
Чертежи ПЛ США XIX века
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.
Российская ПЛ Дельфин
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.
Отсеки АПЛ
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.
Ракетный отсек АПЛ Юрий Долгорукий
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 АПЛ Наутилус (США)
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.
Первая советская АПЛ К3 проекта 627
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:
- Ядерная энергия дает возможность АПЛ значительно увеличить время нахождения под водой — от 80 до 99 % всего ходового времени.
- Ядерное топливо — это гарантия неограниченной дальности плавания и независимости от береговых баз снабжения.
- Атомные энергетические установки обеспечивают субмарине скорость, соизмеримую со скоростью надводных кораблей.
- Помимо главной турбины, атомный реактор обеспечивает энергией многочисленные механизмы, системы и электронную аппаратуру.
Российская АПЛ проект Борей
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
Основы теории подводной непотопляемости подводной лодки
- Александр Король
- Просмотров: 11961
В подводном положении остойчивость подводной лодки обеспечивается только остойчивостью веса, так как отсутствует действующая площадь ватерлинии, продольная метацентрическая высота уменьшается приблизительно в 100 раз и становится равной поперечной метацентрической высоте, запас плавучести погашен приемом воды в цистерны главного балласта и борьба за непотопляемость принимает совершенно другой характер.
Что же будет происходить с подводной лодкой при поступлении воды внутрь прочного корпуса и какой арсенал мер может противопоставить командир и экипаж для предотвращения ее гибели?
Сущность борьбы за подводную непотопляемость заключается:
— в обеспечении быстрейшего всплытия на поверхность, а если всплытие исключается тактической обстановкой, в удержании подводной лодки в заданном диапазоне глубин, не превышающем предельную глубину погружения, с последующим всплытием на глубину гарантированной прочности переборок аварийного отсека;
— в предотвращении разрушения переборок затапливающегося отсека и распространения воды в смежные отсеки с принятием мер к уменьшению и полному прекращению поступления воды.
Резкое увеличение глубины погружения и нарастание дифферента могут быть вызваны поступлением воды в отсек, заклиниванием кормовых горизонтальных рулей и причинами случайного характера. При поступлении воды в отсек или при заклинивании кормовых горизонтальных рулей на погружение скорость погружения подводной лодки под действием топящих сил может достигать 10−20 м/с. К случайным причинам, по которым подводная лодка может погрузиться на глубину, превышающую рабочую можно отнести неумелое, управление горизонтальными рулями на больших скоростях хода, непроизвольное заполнение цистерн вспомогательного балласта, ракетных шахт и контейнеров, торпедных аппаратов. Поэтому основная задача состоит в том, чтобы при помощи имеющихся средств одержать подводную лодку от провала на глубину, большую предельной, а затем вывести её на поверхность или на безопасную глубину в балансировочном режиме движения. В этом заключается смысл подводной непотопляемости.
Подводной непотопляемостью называется способность подводной лодки при поступлении воды в отсеки прочного корпуса всплывать в остойчивое надводное положение или при сохранении хода продолжать плавание в пределах глубин, безопасных по прочности переборок аварийного отсека. Обеспечение подводной непотопляемости представляет собой определенную сложность, так как:
— в подводном положении отсутствует запас плавучести, что приводит при поступлении воды в любой из отсеков к возникновению отрицательной остаточной плавучести и нарастанию дифферента;
— с увеличением глубины погружения увеличиваются гидродинамический напор, а, следовательно, и скорость поступления воды в отсек через пробоину;
— с увеличением глубины погружения уменьшается производительность водоотливных средств и увеличивается расход воздуха высокого давления (ВВД) для продувания цистерн главного балласта и создания противодавления в отсеках.
Целью конструктивного обеспечения непотопляемости является придание подводной лодке при её проектировании и постройке свойств и технических средств, обеспечивающих заданный уровень непотопляемости. При этом учитываются следующие факторы:
-давление, на которое рассчитаны прочный корпус и водонепроницаемые переборки;
— величина запаса ВВД, являющегося средством продувания цистерн главного балласта и создания противодавления в аварийном и смежном отсеках;
— быстродействие систем, предназначенных для ликвидации последствий аварии (главным образом системы аварийного продувания цистерн главного балласта и осушительной системы);
— несущая способность корпуса подводной лодки;
— автоматизация процесса борьбы за непотопляемость.
Рассмотрим кратко эти факторы.
Прочный корпус должен обеспечить неограниченное число погружений на рабочую глубину. Водонепроницаемые переборки по своей конструкции бывают плоскими и сферическими. В настоящее время применяются два варианта расстановки переборок — смешанный и однородный, причем последний вариант, когда все переборки плоские, принят на всех новых проектах подводных лодок.
При смешанном варианте сферическими переборками ограничиваются отсеки-убежища. Переборка ставится выпуклой частью к отсеку-убежищу и рассчитана на давление 104 гПа (10 кгс/см2) со стороны вогнутости, то есть с внешней стороны отсека-убежища, когда материал переборки работает на растяжение. Выпуклая сторона переборки рассчитана па давление 2×103 гПа (2 кгс/см2). Плоские переборки при однородном варианте расстановки рассчитаны на давление 104 гПа с обеих сторон. Прочность таких переборок должна обеспечить их целостность, если подводная лодка, имея ход равный ¾ от максимального на глубине 500 м получит пробоину не более 0,01 м2, своевременно произведет всплытие на глубину 100 м до достижения давления в аварийном отсеке 104 гПа (10 кгс/см2).
Величина запаса ВВД на подводной лодке предусматривает:
одно аварийное продувание с рабочей глубины,
всплытие подводной лодки с грунта с затопленным отсеком с глубины, равной половине предельной,
трёхкратное продувание всех цистерн главного балласта при всплытии с перископной глубины в крейсерское положение,
время продувания всех цистерн главного балласта при всплытии с перископной глубины в крейсерское положение — не более 90 секунд,
время продувания средней группы цистерн главного балласта с перископной глубины в позиционное положение — не более 30 секунд.
Система аварийного продувания транспортирует воздух высокого давления для продувания цистерн главного балласта. Однако транспортирующие способности этой системы недостаточны для эффективной, малой по времени подачи воздуха в цистерны. Причинами этого являются: недостаточное проходное сечение трубопроводов, большое количество местных сопротивлений в трубопроводах и арматуре. Это приводит к тому, что продувание цистерн главного балласта и создание противодавления в аварийном отсеке происходит с запозданием по сравнению со временем его затопления. Основной причиной этого является недостаточное секундное поступление ВВД в цистерны главного балласта при продувании их на больших глубинах. В связи с этим разработаны и внедрены системы аварийного продувания цистерн главного балласта с помощью пороховых газов.
Осушительная система предназначена для удаления за борт воды, попавшей внутрь прочного корпуса. Она состоит из трубопроводов, арматуры и водоотливных средств. Суммарная производительность водоотливных средств подводной лодки зависит от их количества, глубины погружения и условий работы насосов.
Несущая способность корпуса подводной лодки при большой скорости хода является основным средством борьбы за подводную непотопляемость практически вне зависимости от глубины погружения. При пробоине в кормовых отсеках, как правило, выходят из строя энергетическая установка и линии валов, подводная лодка теряет ход и тем самым утрачивает несущую способность корпуса. Таким образом, несущая способность корпуса подводной лодки в большей степени активно используется при поступлении воды в носовые отсеки.
Автоматизация процессов борьбы за непотопляемость существенно уменьшает время запаздывания в принятии решения по борьбе за живучесть и исключает его субъективность. При отсутствии автоматизации средства борьбы за непотопляемость могут быть применены не ранее, чем через 25-30с после начала поступления воды в отсек подводной лодки, а при наличии средств автоматизации — через 3,5с. Изменение кинематических параметров подводной лодки при аварии происходит очень быстро.
Из выше изложенного следует, что на подводную непотопляемость оказывают влияние следующие факторы:
глубина, на которой начала поступать вода в отсек, и размеры пробоины,
начальная скорость хода и резерв мощности энергетической установки для развития максимальной скорости хода,
— объём и расположение затапливаемого отсека,
— интенсивность продувания ЦГБ,
— наличие противоаварийной автоматики,
— допустимые дифференты на участке всплытия.
Для оценки влияния этих факторов на непотопляемость строят диаграммы зон безопасности для определенного проекта подводной лодки.
На диаграмме (рис. 9) изображены кривые предельных значений глубины погружения и скорости хода в момент поступления воды в отсек при различных размерах пробоин для атомной подводной лодки проекта, где:
ήо — глубина погружения подводной лодки перед аварией;
ήпред — предельная глубина погружения;
vо — скорость подводной лодки перед аварией;
vпр — максимальная скорость хода подводной лодки.
Рис. 9. Зоны безопасности подводной лодки в зависимости от площади пробоины
На диаграмме вероятность негибели аварийной подводной лодки будет выражаться относительной площадью зоны безопасности. Под зоной безопасности понимается область предельно допустимых значении глубины погружения и скорости хода подводной лодки в момент аварии, при которых возможно ее спасение. Зона безопасности будет расположена под соответствующей кривой площади пробоины. Чем больше площадь этой зоны, тем больше вероятность негибели подводной лодки при проведении соответствующих противоаварийных мероприятий. Из диаграммы следует, что при больших площадях пробоин спасение подводной лодки возможно только в случае нахождения её в момент поступления воды на малых глубинах погружения и большой скорости хода.
Так, например, вероятность негибели атомной подводной лодки будет равной 0,5 при нахождении её на глубине ήо=200 м на скорости хода перед аварией vо = 15 узлов при поступлении воды через пробоину площадью 0,01 м2, так как ήо/ ήпред= 200/400=0.5, vо /vпр= 15узл/30 узл = 0.5.
Точка пересечения этих значений находится под кривой площади пробоины равной 0,01 м2, то есть в зоне безопасности. Таким образом, во всех случаях поступления воды в отсеки прочного корпуса необходимо иметь большую скорость хода. При наличии резерва мощности энергетической установки и возможности быстрого развития максимального хода повышается несущая способность корпуса подводной лодки.
При аварии, связанной с заклинкой горизонтальных рулей, наблюдается обратный эффект — увеличение скорости хода ухудшает возможности одержания подводной лодки от провала по глубине. Это объясняется тем, что угол дифферент подводной лодки при постоянном угле перекладки горизонтальных рулей возрастет пропорционально квадрату её скорости. Диаграмма зон безопасности для случая заклинки больших горизонтальных рулей атомной подводной лодки показана на рис. 10.
Анализ диаграммы показывает, что зона безопасности тем больше, чем меньше угол заклинки горизонтальных рулей, а вероятность негибели подводной лодки возрастает с уменьшением скорости хода.
Большое влияние на подводную непотопляемость оказывает время запаздывания в проведении противоаварийных мероприятий. Зона безопасности резко уменьшается при увеличении времени на принятие решения, отдачу команд и их исполнение по одержанию подводной лодки от провала на большую глубину.
Рис.10. Зоны безопасности подводной лодки при заклинивании КГР
При поступлении воды внутрь прочного корпуса запаздывание более 120 с является гибельным для подводной лодки. Из диаграммы (рис. 10) видно, что облегчить ее состояние может только большая скорость и малая глубина погружения в начале аварии. Уменьшение глубины погружения во всех случаях аварии увеличивает вероятность негибели подводной лодки, что достигается созданием максимально допустимого дифферента при всплытии. Эффективное одержание подводной лодки от провала без хода при нахождении ее на больших глубинах погружения требует большого расхода ВВД в единицу времени, что не всегда обеспечивается транспортирующей способностью системы аварийного продувания. В первую очередь должны продуваться только те цистерны главного балласта, которые компенсируют дифферентующий момент и отрицательную плавучесть, возникшие от поступления воды в отсек.
Борьба за подводную непотопляемость может быть успешной только в том случае, если все средства, предназначенные для борьбы за неё, будут своевременно и рационально использованы.
Источник