Das Boot Сравнительный анализ ТТХ и боевых возможностей лодок проекта 677 и U-212.: Наука и техника: Lenta.ru
Цена, размеры и сложность в эксплуатации делают атомные подводные лодки доступными только для ограниченного числа государств первого ранга — США, России, Великобритании, Франции, Китая. Вместе с тем, спрос на подлодки как в промышленно развитых странах, так и в «третьем мире» растет, что обеспечивает развитие неатомных ПЛ, стабильно занимающих свою нишу как во флотах промышленно развитых стран, так и в третьем мире.
Наибольшим успехом на мировом рынке неатомных подводных лодок в течение последних тридцати лет пользуются российские (советские) и немецкие субмарины. Две страны, каждая из которых построила лодок больше чем все остальные страны мира вместе взятые, обладают наиболее развитой школой подводного судостроения, что обеспечивает их продукции стабильный сбыт.
Однако на всем протяжении соперничество российских и немецких дизелей сопровождалось вопросом: чьи лодки лучше? Сейчас этот вопрос вновь приобрел актуальность в связи с освоением обеими странами новых типов ПЛ — U-212 в Германии и проекта 677 в России.
Для того, чтобы дать ответ на вопрос «чья лодка лучше», следует сравнить основные ТТХ и возможности оборудования обеих. Благодаря возросшей открытости таких сведений, подобное сравнение будет иметь результат, более-менее близкий к реальному.
Архитектура и размерения
Обе лодки, и российская и немецкая, относятся к классу больших ПЛ, способных действовать как в прибрежных водах, так и в открытом море. По размерам российская лодка превосходит немецкую — 67 метров длины и 1765 тонн надводного водоизмещения против 56 метров и 1450 тонн соответственно. По конструкции корпусов — российская лодка однокорпусная, немецкая — смешанная, одно-двухкорпусная (корпус лодки в районе энергетической установки и далее в корму имеет двойной борт, в котором, между внутренним прочным корпусом и наружным легким размещены реагенты электрохимического генератора).
U-212 на стапеле. Фото с сайта aachen.de
Lenta.ru
Большие размеры российской лодки с одной стороны, повышают ее уязвимость, с другой — обеспечивают комфорт для экипажа и большую автономность (45 суток против 30) за счет количества запасов.
Двухкорпусная конструкция немецкой лодки, несколько увеличивающая живучесть субмарины за счет большего запаса плавучести, но вместе с тем снижает скрытность ПЛ за счет более высокого уровня гидродинамических шумов.
Энергетическая установка
Немецкая лодка оснащена комбинированной воздухонезависимой энергетической установкой (ДЭУ+ЭХГ). Главной особенностью такой установки является входящий в ее состав электрохимический генератор (ЭХГ), в модулях топливных элементов которого при соединении водорода и кислорода выделяется электрическая энергия. При этом выработка энергии происходит бесшумно, а побочным продуктом реакции является дистиллированная вода, которой легко найти применение на подводной лодке.
Такая установка значительно увеличивает дальность и время плавания лодки на малошумной скорости (3-5 узлов). С другой стороны, хранение на борту лодки жидкого кислорода увеличивает вероятность взрыва. Следует также обратить внимание, что, несмотря на очевидные преимущества электрохимического генератора, он не обеспечивает преимуществ при выполнении скоростных маневров при преследовании цели или уклонении от атаки противника — по максимальной подводной скорости немецкая и российская лодка почти равнозначны — 20 узлов у U-212 и 21 у проекта 677 при мощности электродвигателей в 3875 л.
с. у U-212 и 4100 л.с. у проекта 677.
Кроме того, по сообщениям из ряда источников, немецкий дизель MTU-16V396, установленный на первой серии лодок типа 212, вызывает нарекания по своей надежности, из-за чего потребовалось переработать силовую установку на лодках следующих серий.
Российская лодка оснащена традиционной дизель-электрической установкой (ДЭУ) с полным электродвижением (дизель используется как электрогенератор, что повышает экономичность лодки и снижает ее шумность). В подводном положении лодка может двигаться как на электромоторе, так и под дизелями, которые в этом случае получают воздух через шноркель. Мощность дизелей позволяет проводить зарядку аккумуляторных батарей лодки в ускоренном режиме, что значительно сокращает время пребывания субмарины в перископном положении, увеличивая ее скрытность.
Скрытность
Уровень скрытности современных лодок является одним из самых засекреченных и самых обсуждаемых аспектов. Объективные данные в виде «шумовых портретов» обеих субмарин, которые позволили бы сравнить их малозаметность, недоступны, а рекламные проспекты не отличаются большой надежностью.
Единственной возможностью сравнить уровень шумности обеих лодок является сопоставление по косвенным параметрам. В настоящее время для сравнения могут использоваться следующие известные факты.
В июне 2003 года, атомный ракетный крейсер «Петр Великий» принимал участие в маневрах, в ходе которых осуществлял поиск и обнаружение подводной лодки проекта 877 «Палтус» (предыдущее поколение по сравнению с лодками проекта 677 и U-212). Установленный на «Петре» гидроакустический комплекс (ГАК) «Полином» позволил обнаружить ПЛ лишь после того, как субмарина «условно потопила» крейсер четырьмя торпедами.
В начале июня 2006 года, сторожевой корабль Балтийского флота «Неустрашимый» участвовал в международных учениях Baltops-2006, в ходе которых засёк своим ГАК и некоторое время преследовал подводную цель, впоследствии опознанную как лодка типа U-212. Учитывая, что установленный на «Неустрашимом» гидроакустический комплекс по своим характеристикам значительно уступает «Полиному» атомного ракетного крейсера, можно сделать вывод, что старая подлодка проекта 877 как минимум не уступает в скрытности лодкам типа U-212.
Вместе с тем по результатам испытаний головной лодки проекта 677 известно, что по скрытности субмарины этого типа превосходят проект 877 в шесть-восемь раз, что позволяет сделать вывод о значительном превосходстве этих лодок и над U-212.
Вооружение
По боевой мощи лодки обоих типов практически равны — обе несут по шесть торпедных аппаратов калибром 533 миллиметра, однако, в отличие от немецкой лодки, которая несет только торпеды или морские мины, российская лодка может быть вооружена противокорабельными ракетами типа «Клаб», запускаемыми через торпедные аппараты. По характеристикам торпед российская лодка несколько уступает немецкой в случае использования торпед типа САЭТ-60М, уступающих немецким DM2A4 по скорости (42 узлов против 50), глубине погружения (400 метров против 600) и дальности (15 километров против 20).
В случае использования новейших торпед УГСТ со скоростью 50 узлов, глубиной погружения 500 метров и значительно возросшей дальностью — до 40 километров, или подводных ракето-торпед ВА-111 «Шквал» с 200-узловой скоростью, российская лодка получает преимущество.
Некоторое преимущество обеспечивается и ускоренной перезарядкой торпедных аппаратов — 35-40 секунд против 60 на немецкой лодке. Боезапас у обоих соперников одинаков — 18 торпед.
Гидроакустика и электроника
Гидроакустическое и электронное оборудование отечественных подлодок всегда было их слабым местом. Немецкая лодка оснащена автоматизированной системой боевого управления MSI-90U разработки норвежской фирмы Norsk Forsvarsteknolgi A/S. АСБУ объединяет в единый комплекс все системы обнаружения подлодки, обеспечивает сопровождение до 25 целей и позволяет в автоматизированном режиме решать огневую задачу, управляя под водой восемью торпедами одновременно. Установленная на проекте 677 АСБУ «Литий» также позволяет автоматизировать сопровождение целей и управление торпедами, но, по имеющейся информации, проигрывает MSI-90U по основным ТТХ.
Центральный пост проекта 677. Изображение с сайта worldnavy.info
Lenta.ru
Сравнить возможности обеих ПЛ по обнаружению целей затруднительно из-за отсутствия внятной информации по гидроакустическому комплексу проекта 677.
Известно, что он оснащен шумопеленгаторными антеннами увеличенной чувствительности и рекордно больших размеров, что позволяет рассчитывать на серьезное улучшение характеристик по сравнению с модернизированными ГАК МГК-400, установленными на лодках проекта 877.
Немецкая лодка использует гидроакустический комплекс DBQS-40FTC разработки фирмы STN Atlas Electronic. В состав комплекса входят три пассивных гидроакустических станции с носовой, конформными бортовыми и буксирумой антеннами, а также активная гидроакустическая станция кругового обзора. Носовая ГАС ГАС DBQS-21DG обеспечивает определение в пассивном режиме дистанции до цели, фиксирование работы чужих активных гидролокаторов и замер уровня шумов собственной лодки. ГАС FAS 3-1 с бортовыми антеннами позволяет обнаруживать цели в секторе 45-135 градусов с левого и правого бортов и пеленгование с точностью до 1 градуса. ГАС TAS-3 (MAS) c буксируемой антенной обеспечивает дальнее обнаружение подводных целей.
Для активного обнаружения целей используется ГАС FMS-52 (MAS) английской фирмы Ferranti-Thomson, антенны которой расположены так, чтобы обеспечивать круговой обзор.
Эта станция предназначена прежде всего для подводной навигации и обнаружения мин, а также для замера дистанции до цели в условиях, когда пассивная ГАС по каким либо причинам не позволяет этого сделать.
По набору средств — пассивные ГАС с антеннами большого размера, буксируемая антенна, активная ГАС — проект 677 не уступает лодкам типа U-212, но ТТХ российского комплекса неизвестны. Исходя из общих соображений и сравнения комплексов предыдущих поколений, можно предположить, что они несколько ниже чем у немецкого «ровесника».
Подводя итог, можно сказать, что российская лодка больше немецкой, превосходит ее в скрытности, надежности энергетической установки, боевой мощи и автономности, но, скорее всего, уступает в возможности обнаружения целей под водой. Кроме того, в настоящее время немецкий флот имеет в строю уже четыре лодки проекта U212, российский — пока одну лодку проекта 677 в стадии завершения испытаний, еще три субмарины этого типа строятся.
Илья Крамник
классы и характеристики современных атомных лодок ВМФ
История подводных войск России
В мировой истории Россия всегда значилась как военная держава.
На протяжении многих десятилетий она наращивала свою боевую мощь, как на суше, так и на морских просторах.
Справка: в 1903 году в России появилась первая подлодка.
Россия продолжает расширять свой ВМФ, пополняя его новыми подводными лодками, которые позволяют увеличить круг возможностей армии.
Первые проекты
История ВМФ России берет свое начало в далеком 18 веке. Именно в то время русский инженер, который своими силами осваивал эту нелегкую профессию, сделал чертеж судна, способного плавать под водой. Своим внешним видом данная конструкция напоминала бочонок. Для его изготовления требовались листы из меди и доски.
Идея создания подобного судна осталась нереализованной. Лишь через столетие после этих событий все же была спущена на воду субмарина, которая должна была применяться для военных целей. Ее оснастили ракетой и миной.
Ближе к концу позапрошлого столетия велись работы над подводными лодками, которые существенно превзошли первоначальные варианты.
К числу таких можно отнести субмарину «Дельфин». Ее погрузили в воду в 1903 году.
Во время Первой Мировой войны отечественный флот активно использовал подводные лодки при ведении сражений с противниками. На тот момент страна располагала всего 75 субмаринами. Во Второй Мировой войне флот насчитывал уже 212 единиц подобных лодок.
«Вирджиния»
Лодка из США может действовать как на большой глубине, так и в прибрежных водах. Вооружение стандартное, но оборудование установлено оригинальное – шлюз для водолазов с легким снаряжением, крепление на палубе, на которое можно прикрепить контейнер или небольшую подлодку. Среди оборудования есть необитаемые аппараты, вместо оптического перископа установлена телескопическая мачта, не проникающая в корпус.
Виды подводных лодок
Атомная подводная лодка, проект 941 «Акула», способна погружаться на глубину до полукилометра и нести боевую вахту в течение 6 месяцев
Подлодки принято разделять на отдельные виды, различающиеся вооружением и конструкцией.
Каждое такое судно предназначается для выполнения конкретной задачи.
В основе военно-морского флота Российской Федерации находятся подлодки четырех видов:
- Атомные подводные лодки, оснащенные баллистическими ракетами.
- Многоцелевые атомные подводные лодки с крылатыми ракетами.
- Ударные дизельные электрические подлодки.
- Атомные подлодки с крылатыми ракетами.
Россия известна тем, что она строит для себя подводные лодки всех основополагающих классов.
Атомные ПЛ
Атомные субмарины принято оснащать торпедами и крылатыми ракетами.
Основная задача АПЛ (атомных подводных лодок) заключается в уничтожении подводных, береговых и надводных объектов, которые представляют угрозу.
Наиболее мощной субмариной данного типа считается «Щука-Б». Это проект 971.
В общей сумме Россия располагает 11 атомными подводными лодками. Они размещены в пределах Тихоокеанского и Северного флотов. 5 из них вынужденно отправлены на проведение ремонтных работ.
Характеристики [ править ]
| Тип | Тип-C ( И-16 ) | Последняя партия Type-C ( I-46 ) | Тип-C Мод. ( I-52 ) | Тип V22B | |
| Смещение | Всплыл | 2184 длинных тонны (2219 т) | 2184 длинных тонны (2219 т) | 2,095 длинных тонн (2,129 т) | 2285 длинных тонн (2322 т) |
| Погруженный | 3561 длинная тонна (3618 т) | 3564 длинных тонны (3621 т) | 3644 длинных тонны (3702 т) | Нет данных | |
| Длина (общая) | 109,30 м (358 футов 7 дюймов) | 109,30 м (358 футов 7 дюймов) | 108,70 м (356 футов 8 дюймов) | 106,50 м (349 футов 5 дюймов) (по ватерлинии) | |
| Луч | 9,10 м (29 футов 10 дюймов) | 9,10 м (29 футов 10 дюймов) | 9,30 м (30 футов 6 дюймов) | 9,64 м (31 фут 8 дюймов) | |
| Черновой вариант | 5,34 м (17 футов 6 дюймов) | 5,35 м (17 футов 7 дюймов) | 5,12 м (16 футов 10 дюймов) | 5,26 м (17 футов 3 дюйма) | |
| Глубина | 7,80 м (25 футов 7 дюймов) | 7,80 м (25 футов 7 дюймов) | 7,90 м (25 футов 11 дюймов) | Нет данных | |
| Электростанция и вал | 2 × Kampon Mk. 2 Model 10 дизели 2 вала | 2 × Kampon Mk. 2 дизеля модели 10 2 вала | 2 × Kampon Mk. 22 Дизели модели 10 2 вала | 2 × Kampon Mk. 2 дизеля модели 10 2 вала | |
| Мощность | Всплыл | 12,400 л.с. | 12,400 л.с. | 4700 л.с. | 11000 л.с. |
| Погруженный | 2000 л.с. | 2000 л.с. | 1200 л.с. | 2400 л.с. | |
| Скорость | Всплыл | 23,6 узлов (43,7 км / ч) | 23,6 узлов (43,7 км / ч) | 17,7 узлов (32,8 км / ч) | 22,4 узла (41,5 км / ч) |
| Погруженный | 8,0 узлов (14,8 км / ч) | 8,0 узлов (14,8 км / ч) | 6,5 узлов (12,0 км / ч) | 8,0 узлов (14,8 км / ч) | |
| Диапазон | Всплыл | 14000 морских миль (26000 км) при скорости 16 узлов (30 км / ч) | 14000 морских миль (26000 км) при скорости 16 узлов (30 км / ч) | 21000 морских миль (39000 км) при скорости 16 узлов (30 км / ч) | 14000 морских миль (26000 км) при скорости 16 узлов (30 км / ч) |
| Погруженный | 60 миль (110 км) на скорости 3 узла (5,6 км / ч) | 60 миль (110 км) на скорости 3 узла (5,6 км / ч) | 105 миль (194 км) на скорости 3 узла (5,6 км / ч) | 80 миль (150 км) на скорости 3 узла (5,6 км / ч) | |
| Глубина теста | 100 м (330 футов) | 100 м (330 футов) | 100 м (330 футов) | 100 м (330 футов) | |
| Топливо | 816 тонн | 751 тонна | 842,8 тонны | 735 тонн | |
| Дополнение | 95 | 94 | 94 | Нет данных | |
| Вооружение (начальное) | • 8 × 533 мм (21 дюйм ) торпедных аппаратов (8 × спереди) • 20 × торпед Type 95 • 1 × 140 мм (5,5 дюйма) L / 40 Морское орудие 11th Year Type [7] • 2 × 25-мм зенитные орудия Type 96 | • 8 × 533 мм (21 дюйм) ТТ (8 × спереди) • 20 × торпед Type 95 • 1 × 140 мм (5,5 дюйма ) L / 40 Морское орудие 11th Year Type [7] • 2 × 25-мм зенитные орудия Type 96 | • 6 × 533 мм (21 дюйм) ТТ (6 × спереди) • 17 × торпед Type 95 • 2 × 140 мм (5,5 дюйма ) L / 40 Морское орудие 11th Year Type [7] • 2 × 25-мм зенитные орудия Type 96 | • 8 × 533 мм (21 дюйм) ТТ (8 × спереди) • 18 × торпед • 1 × 140-мм морская пушка • 4 × 25-мм зенитные орудия • 8 × морских мин | |
Вооружение и особенности атомных субмарин
Количество атомных подлодок в распоряжении отечественного ВМФ постоянно увеличивается.
Субмарины с баллистическими ракетами сейчас являются одними из самых важных во флоте. Они отличаются отличной скрытностью, за счет чего имеют возможность успешно прятаться в Мировом океане.
Подлодки данного типа на данный момент присутствуют только у стран, которые входят в «ядерный клуб». На это оказывает влияние ряд немаловажных факторов. К ним относится сложность создания субмарины и особенность их работы в бою.
Подводные лодки с баллистическими ракетами
К числу ядерных подлодок отечественного ВМФ можно отнести субмарины, оснащенные баллистическими ракетами. Яркими представителями данного типа оказались К-44 «Рязань» и К-18 «Карелия».
К-44 «Рязань» является атомным подводным крейсером. Тихоокеанский флот считается местом его базирования. Атомная подлодка была заложена зимой 1980 года. На воду ее спустили только в 1982 году. Свое название субмарина получила лишь спустя 6 лет после этого события.
Еще одним мощным подводным крейсером является К-18 «Карелия».
Он относится к проекту 667БДРМ «Дельфин». Это представитель второго поколения лодок. «Карелия» базируется в Гаджиево (Северный флот).
«Щука-Б»
Советская модель с до сих пор непревзойденными характеристиками. По причине дееспособности «Щука-Б» остается на службе в армии России и сегодня. Относится к атомным лодкам 3 поколения. Преимущества: стальной корпус, не уступающий титановому в прочности, эргономичное внутреннее пространство, бесшумное передвижение. Вооружение представлено 40 разными типами ракет и торпед.
«Ясень»
Отличается низкой шумностью из-за покрытого резиной стального корпуса. Работает на надежном атомном двигателе, безопасном для персонала. Он может работать без смены топлива 30 лет, столько же, сколько и сама лодка. Может комплектоваться разного типа ракетами и торпедами, которые находятся по бокам корпуса, а не на носу. На носу расположен высокоактивный гидроакустический комплекс с рядом антенн.
«В результате совокупности неправильных действий…»
31 мая 1904 года миноносец №150 был переименован в «Дельфин», а 16 (29) июня 1904 года утонул.
Из 37 человек, находившихся на борту, спастись удалось лишь двенадцати. Первая катастрофа в истории русского подводного флота унесла 25 жизней.
А произошло следующее. Лодка была устроена таким образом, что при погружении воздух из заполняемых водой цистерн стравливался внутрь корпуса, а раз так, то для выравнивания давления верхний люк должен был оставаться открытым до самого последнего момента. И только когда рубка уже находилась на уровне воды, люк надлежало быстро и ловко закрыть.
16 июня учебное погружение проходило у стенки Балтийского завода. В отсутствие командира лодки Беклемишева его проводил лейтенант Черкасов. Лодка была сильно перегружена, вместо 10 человек по штатному расписанию на ней находилось 37 (три офицера и 34 нижних чина), при этом лишь четверо принадлежали к штатной команде «Дельфина».
Лодку оттолкнули от стенки. Черкасов отдал команду заполнять балластные цистерны. Офицеры курили наверху у открытого люка, а затем стали спускаться вниз. Но из-за перегруза лодка погружалась быстрее обычного и почти сейчас же в люк хлынула вода.
Началась паника. Кто-то выскакивал из люка наружу, в то время как другие пытались его закрыть. Трое матросов, включая двух рулевых, успели выбраться, четвертого прищемило, и люк до конца задраить не удалось. В щель быстро поступала вода. Лодка села на дно, люди оказались в ловушке. Когда удалось вытащить тело погибшего матроса и задраить люк, воздушная подушка в лодке составляла уже не больше 30 сантиметров
К этому времени в живых оставались только те, кому удалось удержаться на верхних ярусах аккумуляторов, но в воздух уже поступали пары топлива из поврежденной в панике бензиновой цистерны. Люди начали задыхаться.
Чтобы хоть кто-то смог спастись, вновь открыли люк, но лишь до половины. Из затонувшей лодки сумели выбраться два офицера и семь матросов. Вынырнувший последним матрос Телов на следствии рассказывал: «Вода тогда совершенно заполнила лодку, и сквозь эту воду я увидел, как вверх к выходу из рубки потянулись изнутри судна тени людей». Всего спаслись 12 человек. 25 человек, включая лейтенанта Черкасова, погибли.
Комиссия, расследовавшая катастрофу «Дельфина», пришла к заключению, что в гибели людей и затоплении лодки виновата «совокупность неправильных действий лейтенанта Черкасова», который ничего в свою защиту сказать уже не мог. О конструктивных недостатках проекта и полном отсутствии спасательных средств ничего сказано не было, однако во время ремонта, последовавшего за подъемом «Дельфина», люк оборудовали противовесом.
«Дельфин» после подъема. Июль 1904 года.
Изображение из собрания П.Каменченко
Во время подъема лодки (18 июня) и откачивания из нее воды произошли два взрыва паров бензина и гремучей смеси (водорода с кислородом), скопившейся внутри корпуса из-за разложения воды током аккумуляторных батарей и замыкания электроцепей. При взрыве пострадали четверо из спасшихся ранее моряков.
Похоронили погибших на Смоленском православном кладбище на Васильевском острове. Братская могила матросов и лейтенанта Черкасова сохранилась до наших дней.
Сразу же после подъема лодки начался ее ремонт, законченный к середине сентября.
К этому времени Беклемишев пошел на повышение, став руководителем подготовки отрядов подводного плавания, а командиром «Дельфина» был назначен лейтенант запаса Георгий Завойко.
Российский император Николай II осматривает первую русскую подводную лодку
Изображение из собрания П.Каменченко
Элементы управления подводной лодкой
Элементы управления подводной лодкой
ОБНАРУЖЕНИЕ
Эффективность подводной лодки зависит от ее способности оставаться под водой и оставаться незамеченной. Из этой позиции под водой субмарина может искать, отслеживать и атаковать, используя элемент неожиданности. Элемент неожиданности всегда был самым большим преимуществом подводной лодки и до сих пор считается ее самым мощным оружием. Однако в надводном положении подводные лодки весьма уязвимы, поскольку современные подводные лодки работают медленнее и имеют меньшее вооружение, чем надводные корабли. Всплывая, подводные лодки теряют свою невидимость.
Самые ранние подводные суда действовали вслепую под водой.
До двадцатого века единственным способом увидеть подводную лодку было всплытие, открывающее себя окружающим судам. С 1903 года военно-морские подводные лодки используют перископы на небольшой глубине (около 60 футов), чтобы получить вид на окружающее море.
Развитие RADAR (Radio, Detection And Ranging) во время Второй мировой войны позволило надводным кораблям разговаривать с подводными лодками и предупреждать их о надвигающейся опасности. Радиосвязь устанавливалась с помощью выдвижной антенны с поднявшейся над поверхностью подлодки. Для того чтобы это сработало, подводная лодка должна была подойти вплотную к поверхности. Другая опасность заключалась в том, что радиопередачи могли быть обнаружены и отслежены, угрожая раскрыть местонахождение подлодки. Только с введением SONAR (звуковая навигация и определение дальности) подводные лодки смогли извлечь выгоду из своей малозаметности.
СКРЫТНОСТЬ
Чтобы оставаться незамеченными, подводным лодкам нужно что-то, что скрывает их от других лодок или кораблей.
Скачать
ПАССИВНЫЙ СОНАР улавливает звуки с помощью электронного оборудования для прослушивания.
Цель может быть обнаружена по шуму, издаваемому ее механизмами, гребным винтом или звуку воды, обтекающей судно во время его движения.
Скачать
АКТИВНЫЙ СОНАР производит и издает взрыв звука или «пинг».
Отражается, когда попадает в объект, и регистрируется как «вспышка» на экране. Активный SONAR отправляет и принимает звуковые сигналы. Есть опасность, что вражеский SONAR обнаружит пинг.
SONAR очень важен для подводных лодок, поскольку позволяет им видеть, что происходит вокруг них, не приближаясь к поверхности.
Чтобы повысить скрытность, подводники используют то, как звуковые волны действуют в океанской воде. Скорость звука в морской воде во многом определяется температурой, давлением и соленостью. Эти три фактора различаются в разных местах и соответствующим образом изгибают звуковые волны. Поскольку SONAR зависит от приема звуковых сигналов, то, как изгибаются звуковые волны, определяет, что может уловить SONAR. Подводники могут находить места между изгибающимися звуковыми волнами активного вражеского сонара, называемые теневыми зонами. Там подводные лодки могут прятаться и наблюдать за противником, не будучи обнаруженными.
МАНЕВРЕННОСТЬ
Современные системы управления позволяют подводной лодке действовать так же, как самолету, но подводные лодки летают в море.
Подобно крыльям и хвосту самолета, гидропланы, установленные на корпусе подводной лодки, позволяют лодке подниматься или опускаться на несколько сотен футов в минуту. Как и самолеты, подводные лодки должны учитывать топографию своего окружения. Подводные горы и долины, так же как и континентальные, ограничивают маневренность подводных лодок. SONAR активно используется для обнаружения подводных препятствий и повышения мобильности.
ОБИТАЕМОСТЬ
Условия жизни на подводной лодке уникальны, потому что экипаж работает, ест и спит в замкнутом пространстве, которое находится под водой. В течение 1920-х годов экипажи подводных лодок были упакованы в тесноте с оборудованием, машинами, оружием и провизией. Спальные места (спальные зоны), головы (ванные комнаты) и общественные зоны были переплетены в пределах ограниченного пространства подводных лодок, что делало жизнь на борту крайне неприятной и нездоровой. Запахи еды и тела в сочетании с парами бензина и углекислым газом загрязнили ограниченное количество воздуха для дыхания на подводной лодке.
После Второй мировой войны флот значительно улучшил условия на своих подводных лодках. Улучшение качества воздуха подводных лодок было, пожалуй, самым важным изменением. Военно-морской флот научился у горнодобывающей промышленности, как отфильтровывать смертельный углекислый газ, пока лодка находится под водой. Углекислый газ накапливался со скоростью один кубический фут на члена экипажа в час. С улучшенными системами вентиляции качество воздуха значительно улучшилось.
Поддержание постоянного источника питьевой воды также было проблемой. Современные подводные лодки оснащены перегонными установками для производства пресной воды из соленой морской. Условия жизни продолжали улучшаться, когда ВМС разделили столовые, спальные и санитарные помещения, а также добавили шкафчики и складские помещения, чтобы справиться с нехваткой места на подводной лодке. Сегодня обитаемость подводной лодки обеспечивается оборудованием, которое производит свежий воздух и воду, системами фильтрации, удаляющими токсичные пары, и новыми конструкциями, улучшающими управление пространством.
СКОРОСТЬ
Хотя дизайн помогает улучшить обитаемость подводной лодки, он также увеличивает ее скорость. В сочетании с малозаметностью скорость является одним из величайших достоинств современной подводной лодки. Ранние подводные аппараты предназначались для плавания на поверхности и погружения только на короткие периоды времени. Из-за борьбы с подводными лодками современным подводным лодкам нужна скорость под водой, чтобы избежать атаки. Хотя фактическая максимальная скорость американских военно-морских кораблей является секретом, современные подводные лодки двигаются под водой со скоростью более 30 узлов.
Подводные лодки тщательно спроектированы для увеличения скорости. Они стали более рыбоподобными по форме или гидродинамическими. По мере увеличения скорости плавники этих металлических «рыб» автоматически регулируют свое положение, чтобы помочь подводной лодке контролировать ее глубину, чтобы лодка могла бесшумно рассекать море.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
К середине 20 века ядерная энергетика стала по-настоящему эффективной силовой установкой для подводных лодок.
Сноски
Опубликовано: ср, 12 октября, 11:07:02 EDT 2022
Введение в проектирование подводных лодок
420 акции
Подводные лодки представляют собой подводные самоходные суда, спроектированные и построенные для выполнения подводных операций в течение установленного периода времени. Конструкция подводной лодки состоит из системы с одинарным или двойным корпусом, в которой размещены все необходимые системы и личный состав, необходимые для выполнения их миссии.
Это, однако, очень простое описание очень сложного инженерного продукта, который используется для широкого круга целей, таких как подводные исследования, подводное спасение и боевые действия на подводных лодках; последний из них является наиболее широко используемым.
В этой серии статей мы изучим конструкцию морских подводных лодок. В первых нескольких статьях этой серии мы не будем вдаваться в процесс проектирования, а скорее ознакомимся с конструкцией и функциональными возможностями подводной лодки, ее частями, общим устройством, конструктивным исполнением и устройством, остойчивостью подводной лодки, системы, применяемые на подводной лодке и т. д.
После того, как мы изучим их, нам будет легко коснуться процесса проектирования подводных лодок. Хотя процесс проектирования, которому следуют все военно-морские силы, является конфиденциальным и отличается друг от друга, основы остаются прежними.
Основными задачами проектирования ПЛ являются:
- ПЛ должна соответствовать функциональному назначению заказчика.
- Проект должен быть построен с использованием доступных ресурсов.
- Стоимость проекта должна быть приемлемой для заказчика.
Внешний корпус и прочный корпус:
Большинство конструкций подводных лодок имеют два корпуса.
Корпус, в котором размещены все жилые помещения, вооружение, системы управления вооружением, пункт связи и управления, аккумуляторные батареи, главные и вспомогательные механизмы, является прочным корпусом. Его называют прочным корпусом, потому что он рассчитан на то, чтобы выдерживать гидростатическое давление на максимальной рабочей глубине подводной лодки.
Прочный корпус расположен внутри внешнего корпуса, который не является герметичным. Почему? Потому что в подводном состоянии пространства между внешним и внутренним корпусом всегда остаются залитыми морской водой. Следовательно, гидростатическое давление на внешний корпус незначительно.
Цистерны главного балласта (ОБТ):
Теперь «затопляемые» помещения разделены на цистерны, которые в подводной терминологии называются цистернами главного балласта. Расположение цистерн главного балласта на подводной лодке зависит от формы и взаимодействия наружного и прочного корпуса.
Мы поймем работу ОБТ после того, как разберемся с процессом погружения подводной лодки и устойчивостью подводной лодки. Некоторые конструкции имеют ОБТ только в носовой и кормовой частях, а остальная часть прочного корпуса заподлицо с внешним корпусом.
Другие конструкции имеют совершенно другой наружный и прочный корпус с пространством для балласта между ними. Некоторые компоновки ОБТ показаны на рисунках ниже.
Рис. 3: Открытый прочный корпус (ОБТ впереди и сзади).Рисунок 4: Закрытый цилиндрический прочный корпус (МВТ по всей длине).
Рис. 5: Прочный корпус с талией (ОБТ на определенных участках длины).
Рис. 6: Открытый прочный корпус с уменьшенными концами (MBT спереди и сзади).
Парус или плавник мостика:
Парус представляет собой неустойчивую к давлению часть подводной лодки обтекаемой формы над внешним корпусом. Это разные типы мачт, которые выдвигаются изнутри подводной лодки при плавании с трубкой или под парусами прямо под свободной поверхностью.
На подводной лодке используются различные мачты: перископическая мачта, мачта связи, радиолокационная мачта, мачта датчика оружия и т. д. Они поднимаются с плавника мостика, когда подводной лодке требуется наблюдение за поверхностью в скрытом режиме. На рис. 7 показан парус подводной лодки, когда мачты не развернуты.
Рисунок 7: Плавник мостика или парус на подводной лодке.Профиль киля мостика в конструкции подводной лодки всегда имеет форму аэродинамического профиля, поскольку он действует как подводное крыло с парусами подводной лодки, когда только плавник находится над водой. Такая форма снижает сопротивление подводной лодки. Очень важно удерживать сопротивление в определенных пределах, поскольку оно предотвращает завихрения и, следовательно, сводит к минимуму акустическую сигнатуру подводной лодки.
Поверхности управления:
Когда подводная лодка находится в подводном положении, изменение направления и глубины осуществляется с помощью гидропланов, которые действуют как поверхности управления.
Чтобы понять применение гидросамолетов, нам сначала нужно знать характер движений, испытываемых подводной лодкой в подводном положении.
В отличие от надводного корабля, подводные лодки меньше подвержены качке и тангажу из-за отсутствия воздействия поверхностных волн. Пара гидропланов или плавников в носовой и кормовой части используются для независимого управления вертикальной качки и тангажа. Гидропланы или плавники показаны на рисунке 8.9.0003 Рисунок 8: Плавники подводной лодки.
Два гидросамолета, установленные в кормовой части в вертикальной плоскости, служат для изменения поперечного направления подводной лодки при движении. Их в основном называют рулями. Обратите внимание, что в отличие от кораблей, рули подводной лодки находятся впереди гребного винта.
Почему? Потому что в случае корабля руль требует выхода винта для максимальной подъемной силы. Но в подводной лодке, поскольку весь корпус погружен в воду, на поверхность руля набегает невозмущенный обтекаемый поток.
Если бы руль подводной лодки располагался позади гребного винта, поток на руль был бы более турбулентным, что увеличивало бы вероятность кавитации.
Важно отметить, что гидросамолеты работают с максимальной эффективностью только на высоких скоростях.
Общая компоновка подводной лодкиПрежде чем перейти к изучению работы и функций различных систем подводной лодки, необходимо знать пространственное распределение основных отсеков и систем по длине и ширине корпуса. Лучше всего это станет понятно, если обратиться к рисунку 9..
Рисунок 9: Общая схема дизель-электрической подводной лодки.Прочный корпус и внешний корпус хорошо различимы на приведенном выше рисунке конструкции подводной лодки. В носовой части прочного корпуса размещаются системы вооружения и датчики. Датчики обычно размещаются в затопленном пространстве между носовой частью прочного корпуса и внешним корпусом.
Датчики всегда располагаются впереди для снижения шума от турбулентного потока сзади и помех для механизмов в случае расположения сзади.
Самая передняя часть прочного корпуса используется для хранения оружия. Они загружаются в торпедные аппараты, которые частично расположены внутри прочного корпуса и доходят до самой передней периферии внешнего корпуса.
Средняя часть прочного корпуса используется для следующих целей:
- Системы управления кораблем и вооружением: Управление всеми системами подводной лодки осуществляется дистанционно из центра управления кораблем и вооружением. В этом отсеке размещаются все системы навигационного управления, системы стрельбы вооружения, пульты управления и наблюдения за механизмами, система погружения и всплытия, система рулевого управления и т. д. Вся связь между экипажем подводной лодки и военно-морской базой или любым внешним источником данных осуществляется из этого отсека. Подводные лодки сегодня автоматизированы до такой степени, что все операции на подводной лодке во время обычного патрулирования и боевых задач могут выполняться из этого отсека, при этом не требуется присутствие экипажа где-либо за пределами диспетчерской.
- Жилые помещения и жизнеобеспечение: Жилые модули, туалетные модули, камбуз, прохладная и холодная комнаты размещаются в мидель-отсеке прочного корпуса. Такое расположение не только функционально выгодно, но и обеспечивает легкий доступ к носовой и кормовой частям подводной лодки. Поскольку это положение также находится под парусом, оно делает спасение экипажа наиболее удобным в аварийных условиях.
- Аккумуляторный блок: Источником энергии на дизельной подводной лодке являются водородные элементы. Они заряжаются от дизельных генераторов. Аккумуляторы, состоящие из блоков водородных элементов, сложены в массивы и помещены в отсек, называемый аккумуляторным блоком. Обычно подводная лодка имеет аккумуляторную батарею в более чем одном водонепроницаемом отсеке для резервирования. Каждый аккумуляторный блок имеет мощность, достаточную для обеспечения всех операций подводной лодки на период ее автономной работы. Вентиляция и удаление водорода из аккумуляторного отсека является первоочередной задачей, так как любое присутствие водорода в отсеке может привести к взрыву.
Вентиляция и удаление водорода из аккумуляторного отсека является первоочередной задачей, так как любое присутствие водорода в отсеке может привести к взрыву.- Механизмы и вспомогательные механизмы: Основные и вспомогательные механизмы составляют примерно одну треть веса подводной лодки. Основные механизмы состоят из основных дизель-генераторов, которые используются для зарядки аккумуляторных батарей и связанных с ними систем, установки кондиционирования воздуха, главной системы подачи воздуха высокого давления и т. д. Отсек вспомогательных механизмов отделен от основного машинного отделения водонепроницаемой переборкой. . Вспомогательный или экономичный электродвигатель, вспомогательная установка переменного тока, вспомогательная система подачи воздуха высокого давления и т. д. размещены в отделении вспомогательных механизмов. Дизельные генераторы используются для зарядки аккумуляторов, которые, в свою очередь, питают главный и вспомогательный электродвигатели.
- Двигательный отсек: В этом отсеке, расположенном в кормовой части прочного корпуса, находятся главный электродвигатель, главный двигательный вал и связанные с ним системы, хвостовой вал, а также передний и задний сальники, используются для достижения водонепроницаемости в прочном корпусе и наружных отверстиях корпуса. В конструкции дизель-электрических подводных лодок редуктор также располагается в двигательном отделении.
Форма корпуса первых подводных лодок сильно отличалась от той, что используется в современных подводных лодках. Таким образом, эволюция формы корпуса и ее причины представляют собой интересный аспект конструкции подводных лодок. Наиболее идеальной формой корпуса подводной лодки с минимальным сопротивлением является идеальная обтекаемая форма с параболической носовой частью и эллиптической кормой, как показано на рисунке 10.
Рисунок 10: Идеальная обтекаемая форма корпуса.
Первые подводные лодки в 1940s использовали эту форму для минимального энергопотребления и незначительного разделения потока вокруг корпуса. Но было замечено, что из-за обтекаемой формы полезный объем внутри корпуса был недостаточным, поскольку радиус корпуса резко уменьшался от кормы и вперед от миделя. Это не только сохраняло высокие производственные затраты, но и ослабляло возможность включения нескольких уровней палубы.
Рисунок 11: Форма корпуса современной подводной лодки с цилиндрической средней частью корпуса.
Форма корпуса, используемая в современных подводных лодках (с конца 1970-х гг.), представляет собой длинный цилиндрический среднефюзеляжный корпус с эллиптическими носовой и кормовой частями.
Хотя отклонение от идеальной обтекаемой формы увеличивает лобовое сопротивление и, как следствие, потребность в мощности, дополнительные затраты на топливо в течение срока службы подводной лодки компенсируются низкими производственными затратами, поскольку цилиндрические секции намного дешевле и проще в изготовлении.
Эта форма также позволяет включать несколько палуб в один и тот же объем корпуса, что обеспечивает более эффективное использование пространства.
Важно знать, что форма и геометрия корпуса подводной лодки являются важной отправной точкой проектирования, поскольку они не только диктуют вышеупомянутый пункт, но также влияют на ряд других факторов подводной лодки, как описано ниже.
Цилиндрическая форма корпуса повышает маневренность подводной лодки за счет больших гидродинамических сил, создаваемых гидропланом. Также было замечено, что минимальное общее сопротивление корпуса и наилучшие характеристики маневренности достигаются при отношении длины к ширине в диапазоне от 6 до 8.
Диаметр подводной лодки определяется прежде всего ее длиной. А длина определяется исходя из необходимого объема прочного корпуса и водоизмещения подводной лодки. Несколько палуб повышают удобство использования объема прочного корпуса, а количество возможных уровней палубы на подводной лодке определяется в первую очередь ее диаметром.
Подводная лодка с одной палубой будет иметь два уровня внутри прочного корпуса. Подводные лодки с диаметром корпуса от 4 до 7 метров ограничены одной палубой. Это позволит иметь два доступных уровня — ниже уровня палубы и выше уровня палубы, как показано на рисунке ниже.
Рисунок 12: Возможные уровни палубы для различных диаметров корпуса.Двойные палубы с тремя доступными уровнями возможны на подводных лодках с диаметром корпуса от 7 до 8 метров. Именно такой размерности обычно бывают крупногабаритные дизель-электрические подводные лодки.
Трехпалубные и двупалубные конструкции используются для корпусов диаметром от 9 до 11 метров и от 11 до 13 метров. Такие большие диаметры используются в основном на атомных подводных лодках, где для ядерной силовой установки требуется большое вертикальное пространство.
Что касается аспектов проектирования подводных лодок, обсуждаемых в этой статье, то спорный момент, который необходимо извлечь, заключается в том, что, зная части и функции подводной лодки и ее систем, искусство и мастерство хорошего проектировщика заключаются в попытке достичь максимальной объемной эффективности.
для дизайна.
На подводной лодке есть некоторые помещения, размеры которых могут сильно различаться (например, главные балластные цистерны), а некоторые могут иметь только несколько конкретных размеров (например, аккумуляторная батарея). Также могут быть случаи, когда есть определенные требования к объему, но не к конкретной форме (например, рабочие баки торпеды и баки главного балласта). В зависимости от таких требований хороший дизайнер расставит приоритеты по этапам проектирования и параметрам, которые фиксируются на каждом этапе.
Одним из важнейших аспектов конструкции подводной лодки является ее остойчивость. Хотя это может показаться простым по сравнению с кораблями, понимание устойчивости подводной лодки более сложное, чем у корабля, поскольку он будет работать как в надводном, так и в подводном положении.
А параметры остойчивости подводной лодки резко меняются в момент погружения подводной лодки в воду или всплытия на поверхность, что приводит к точке, в которой подводная лодка находится в критической точке барахтания.