За счет чего погружается подводная лодка под воду
Устройство и принцип работы подводной лодки
Первым упоминанием о далеком «предке» современных субмарин считается германское сказание «Салман и Моролф», датированное 1190 годом. Его главный герой – Моролф сумел построить лодку из кожи и скрыться от преследования вражеских кораблей, погрузившись на дно, где он пробыл две недели. Как утверждает автор сказания, все это время Моролф дышал через длинную трубку.
Чертежи подводных аппаратов встречаются у гениального Леонардо да Винчи. Первым судном, способным передвигаться в подводном положении стала подводная лодка из дерева и кожи, построенная по проекту Корнелиуса Ван Дребеля в 1620 году, у которой в качестве передвижения использовался шест – с его помощью можно было отталкиваться от дна.
Принцип работы подводной лодки
Принцип погружения и всплытия
Для погружения под воду специальные цистерны на борту субмарины заполняются балластом (забортной водой). Все в соответствии с законом Архимеда – для полного погружения необходимо уровнять вес лодки с весом вытесненной воды.
При всплытии осуществляется обратный процесс – продув балласта, вследствие чего вода вытесняется из цистерн сжатым воздухом. В подводном положении лодка может менять глубину погружения с помощью рулей.
Ёмкости, заполняемые забортной водой, носят название цистерны главного балласта (ЦГБ). Они разделены на три группы – носовую, среднюю и кормовую. ЦГБ заполняются в зависимости от выполняемого ПЛ маневра. К примеру, при срочном погружении балластом заполняется цистерна быстрого погружения.
Как плавает подводная лодка
Подводная лодка в надводном положении плывет с открытыми кингстонами (клапанами для приема или откачки забортной воды) и аварийными захлопками (клапанами, через которые при заполнении цистерн водой выходит воздух). Вентиляционные клапаны закрыты. Лодка держится на поверхности за счет воздушной подушки в ЦГБ. В подводном положении кингстоны и аварийные захлопки открыты, а клапаны вентиляции закрыты.
Прочность и водонепроницаемость
От этих важнейших характеристик зависит живучесть ПЛ. Их обеспечивает особая конструкция корпуса субмарины, который в свою очередь может состоять из двух корпусов – прочного и легкого или только из прочного. В первом случае речь идет о российских подводных лодках, во втором – об американских.
Прочный корпус принимает на себя давление воды, для чего ему придается специальная оптимальная форма. Внутри прочного корпуса находятся все основные системы и устройства подводной лодки. Для создания прочных корпусов используются в основном высокопрочные легированные стали и титановые сплавы. Толщина обшивки прочного корпуса при диаметре 8-12 м может составлять от 40 до 60 мм и более.
Легкий корпус обеспечивает оптимальное обтекание во время плавания. Для обеспечения радиолокационной невидимости его «одевают» в специальное противорадиолокационное, звукоизолирующее резиновое покрытие. Внутри легкого корпуса размещаются балластные и топливные (для ДЭПЛ) цистерны, рулевые тяги и гидроакустические антенны.
В подводном положении межкорпусное пространство заполняется водой. Так-как давление на легкий корпус снаружи и изнутри уравновешено, нет необходимости делать его прочным. Толщина обшивки легкого корпуса составляет, как правило, от 8 до 16 мм.
Разделение на отсеки обеспечивают подводной лодке дополнительную живучесть. Отсеки отделены друг от друга водонепроницаемыми дверями-переборками с быстродействующими запирающими устройствами.
Примерный перечень отсеков ДЭПЛ: носовой и кормовой торпедные отсеки; отсек главных гребных электродвигателей и электростанция; машинный отсек; жилые помещения команды; центральный пост.
Атомные подводные лодки
Первая в мире атомная подводная лодка – «Nautilus» была принята на вооружение в США в сентябре 1954 года. Спустя почти 5 лет, в январе 1959 года вступила в строй советская АПЛ К-3 проекта 627. По многим характеристикам, в частности, водоизмещению, скорости, числу гребных валов, автономности и численности экипажа они были схожи. И все же советская АПЛ имела на один реактор больше. Она превосходила американскую по мощности более чем в 2 раза и по скорости на 6 узлов.
Чтобы понять, как устроена атомная подводная лодка, следует уяснить главное ее отличие от обычной: это субмарина с ядерной силовой установкой, что дает ей ряд уникальных преимуществ:
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.
Устройство подводной лодки: основные технические особенности
Принцип работы подводной лодки заключается в следующем: погружение производится в результате наполнения водой носовых, кормовых и средних цистерн главного балласта (ЦГБ). Всплытие корабля осуществляется за счет продувания указанных емкостей сжатым воздухом. ЦГБ могут заполняться и опустошаться одновременно или по очереди.
Для срочного набора глубины может применяться специальная цистерна быстрого погружения, находящаяся в прочном корпусе. Как плавает подлодка? Корректировка курса и глубины погружения ПЛ производится при помощи специальных рулевых устройств (горизонтальных и вертикальных). Скорость движения подводного корабля регулируется частотой вращения гребного винта.
Корпус и электроэнергетическая система
Для увеличения прочности конструкции ПЛ применяются шпангоуты, стрингеры и другие усиливающие элементы. Отсеки подводной лодки разделяются переборками, увеличивающими выживаемость подводного корабля в случае взрыва, пожара или пробоины. В верхней части прочного корпуса располагается многофункциональная рубка, которая выполняет роль шлюза, спасательной камеры, дополнительного отсека и наблюдательного поста. Данный элемент конструкции увеличивает непотопляемость корабля в надводном положении. Через рубку проходят шахты перескопов, предназначенных для наблюдения за окружающей обстановкой.
Большая часть современных подводных лодок снабжается комплексной электроэнергетической системой, в состав которой входит основной дизель, распределительный щит, гребной двигатель и аккумуляторная батарея. В атомных подводных лодках устанавливается реактор с водяным или жидкометаллическим теплоносителем, который генерирует энергию для работы двигателя АПЛ.
Системы безопасности и жизнеобеспечения
Воздух, необходимый для дыхания, вырабатывается электролитическими установками, которые пропускают электрический ток через морскую воду (в результате химической реакции образуется кислород и водород). Для опреснения воды, необходимой для питья и хозяйственных нужд, применяют автоматические установки с цифровыми контроллерами.
Водоотливная система состоит из центробежных и поршневых помп, а также трубопроводов и арматуры. Скорость откачивания воды составляет более 60 куб. м/ч на рабочей глубине и более 250 куб. м/ч на поверхности.
Глубоководное погружение
«Предельная» ещё больше «Рабочей». Количество циклов погружения – несколько сотен раз. На неё уходят головные корабли — первые в серии. Последующие лодки этого проекта таких глубин не достигают, но командир при крайней необходимости может оправданно рискнуть.
Существует ещё «Расчётная» — это метафизическая, рассчитанная конструкторами, при её превышении возникает необратимая деформация прочного корпуса, близкая к критической, не дай бог на ней оказаться и увидеть жуткое зрелище своими глазами.
Погрузиться на «Рабочую глубину» – задача, откровенно говоря, волнительная. Чтобы скинуть напряжение, подводники выдумывают всевозможные отвлекающие «эксперименты». К примеру, перед самым уходом на глубину в отсеке привязывают ниточку поперёк корпуса, посередине крепят маленький грузик, натягивая немудрёную конструкцию в струну. Когда лодка окунается на глубину, нитка с грузом значительно провисает. Впечатляет, классный опыт! Наглядно показывает поперечное сжатие. Воочию подтверждая слова из песни гимна подводников «Лодка диким давлением сжата». Аттракцион с ниточкой – любопытная традиция, демонстрирующая желторотым мореходам, на что способна водная толща. Подобная искушённость представляется ребяческим баловством, когда предстоит кожей почувствовать сверхглубокие отметки.
Корабль тщательно готовился к погружению на проектную глубину, которая на тот момент в два раза превосходила возможности всех современных лодок в мире.
В августе 1966 года командование ВМФ СССР поставило задачу создать опытный образец подводной лодки с повышенной глубиной погружения, для использования опыта, полученного в ходе её эксплуатации в создании проекта глубоководных лодок, пригодных для серийного производства.
Ввиду того, что лодку предполагалось эксплуатировать на повышенных глубинах погружения, для постройки прочного корпуса использовались титановые сплавы, что в свою очередь так же позволило уменьшить массу корпуса корабля.
Лодка имела достаточно простую конструкцию с минимальным количеством отверстий в прочном корпусе. В средней части корпус представлял из себя цилиндр, диаметром 8 метров, который соединялся с конструкциями в виде усеченного конуса в кормовой и носовой частях, заканчивающимися переборками сферической формы. Было решено отказаться от торпедопогрузочного отсека и прочной рубки. Вход в лодку осуществлялся через ВСК (всплывающую спасательную камеру).
За время эксплуатации лодка выполнила задачи двух автономных боевых служб. 28 февраля 1989 года «Комсомолец» ушел на третью автономную боевую службу, вернуться с которой ему было не суждено.
АПЛ К-278 «Комсомолец» погибла 7 апреля 1989 года в Норвежском море в результате пожара, начавшегося в 7 отсеке лодки. Пожар случился на глубине 380 метров, но спустя 14 минут экипажу удалось поднять лодку на поверхность. Борьба за живучесть корабля продолжалась более 5 часов, прежде чем началась эвакуация экипажа на плоты. Из 69 членов экипажа выжили лишь 27. Лодка затонула на глубине 1658 метров.
После гибели подводной лодки остро встал вопрос радиационной безопасности в районе крушения. Несмотря на то, что реактор был надежно заглушен, к месту катастрофы в период с 1989 по 1998 год отправлялись 7 экспедиций, в ходе которых проводились исследования глубоководными аппаратами «Мир» и устанавливалась измерительная и записывающая аппаратура для мониторинга радиационного фона, а также проведена герметизация торпедных аппаратов.
За гибель самой современной подводной лодки никто из высоких чинов не ответил. За головотяпство руководства ответили 42 члена экипажа К-278 «Комсомолец». Ответили своей жизнью.
Далее я приведу ощущения личного состава подводной лодки «Комсомолец» во время погружения на глубину свыше 1 километра
Офицера гидроакустической группы радиотехнической службы (РТС) Виктора прикомандировали на данный выход из второго экипажа, так как знающих новую технику специалистов не хватало. Он, конечно же, непомерно обрадовался возможности стать живым свидетелем уникального испытания. Такая удача выпадает не каждому. Во-первых, очень интересно для увлечённого своим делом молодого экстремала, во вторых, такие мероприятия не проходят не отмеченными орденами и медалями, за исключением маленького но… Есть вероятность поменять статус «участника» на «ушедшего в море навечно».
Вместе с остальными соучастниками суперзаплыва немедленно приступил к скрупулёзным приготовлениям и усиленной проверке неповторимого технического вооружения корабля. Впервые в истории предстояло погрузиться на глубины, не достижимые ни одной подводной лодкой в мире. Ожидалось испытание, требовавшее полной самоотдачи, напряжения физических сил и нервов.
Вероятность не вернуться высока. Но когда молодого лейтенанта, мечтающего о командирском мостике, мог остановить страх перед смертью?
Атомоход, единственный в своём роде, предстояло опробовать в действии на сверхглубинах. Ни экипаж, ни судостроители не дали бы свои головы на отсечение за удачный исход испытания. Только главный конструктор ободряюще ручался за своё детище на все сто. Он тоже собирался на глубину – не наблюдать из бункера, а находиться в прочном корпусе. Этот факт экипаж обнадёживал.
Перед плаванием всех участников опасного задания пригласили в политотдел. В приёмной доброжелательный сотрудник по очереди приглашал в кабинет:
– Пожалуйста, проходите, присаживайтесь, — клал под нос листок бумаги, — Лучше без лишних вопросов, вот здесь, будьте любезны, самолично напишите адрес и поставьте подпись.
Виктор увидел бланк телеграммы без текста, понял назначение сей весточки и при каком исходе она уйдёт адресату. У подводников не принято произносить: «Будьте так любезны, присаживайтесь. » Поэтому аттракцион невиданной вежливости, устроенный комиссаром, заставил холодеть кровь.
Политотдел работал с упреждением, чтобы в случае трагедии без суеты, в рабочем порядке отрапортовать: «Родственники оповещены, похоронки отправлены».
Всё продумано до нюансов, если приемлемо назвать человеческие жертвы «нюансом». Виктор задумался, нет, не о возможном исходе, а о том, какой адрес указывать. Жена собиралась в ближайшее время поехать к родителям, вот их адрес и написал. Он догадывался, задача сложная, но рассчитывал на успех.
Настал ответственный день «Х». Вышли из базы, погрузились по плану. В подводном положении пошли в Норвежское море, где заранее определена точка спуска в небытие.
Спрашивается, зачем так далеко ходить? Нырнуть можно и в Мотовском заливе, или в Баренцевом море, и – на базу.
У наших берегов нет таких глубин, на которые замахнулись конструкторы-испытатели. Ближайшее подходящее место – нейтральные воды в Норвежском море.
По прибытии в район поразило то обстоятельство, что вопреки полной секретности операции, акватория кишела кораблями НАТО. Виктору невольно подумалось: «Эх, права была тёща!». Перед выходом в море эта старая «диссидентка», по «голосу Америки» услышала, что советская подводная лодка планирует испытания. Кого-кого, а тёщу не проведёшь, она сразу догадалась, что именно туда отправят любимого зятька.
Подводники не привыкли, чтобы их встречали в районах выполнения задач, а здесь – стая наблюдателей вероятного противника.
В этот момент экипаж осознал всю степень ответственности. В случае удачного погружения подводный корабль откроет новые возможности веде;ния боевых действий на большой глубине, обеспечивая преимущество в противостоянии сверхдержав.
Акустику Виктору пришлось вести одновременно двадцать целей, задача которых заключалась в одном – засвидетельствовать факт погружения боевого атомохода на рекордную глубину. Кораблям НАТО оставалось «нервно курить в сторонке», с завистью наблюдая за достижениями советского кораблестроения.
Сопровождение обеспечивал многоцелевой атомоход проекта 671РТМ из 33-й дивизии, на котором служил друг акустика, они вместе выпускались из училища. РТМ шёл рядом, тоже в подводном положении.
До выхода в море отработали задачу уверенного обеспечения контакта под водой с использованием уникальной аппаратуры: звукоподводной связи повышенной секретности (СПС). Эта техника уже в то время использовала цифровой сигнал, в отличие от аналогового «первый-первый, я второй». Акустики долго тренировались в различных режимах, добиваясь синхронного запуска генераторов псевдослучайных последовательностей, обеспечивающих засекречивание звуковых сигналов.
На фоне одновременно наблюдаемых, большого количества целей молодой акустик Виктор по неопытности РТМ потерял. На тот момент он в должности был только год. На его удачу на борту находился флагманский РТС флотилии капитан 1-го ранга, который всё знал и всё умел.
— Не переживай, лейтенант, найдём твою пропажу.
— Интересно, как? Нам запрещены активные посылки, режим скрытности.
— А вот так, против лома нет приёма.
Виктор про себя подумал: «При чём здесь лом?»
Флагманский улыбнулся:
— Слушай внимательно, сейчас наши ответят.
Интересно, что тот придумал?
Флагманский вышел в отсек, нашёл здоровенный ключ и долбанул им по корпусу лодки.
Акустик весь погрузился во внимание. Из всех целей одна ответила ударом.
– Вот эту держи, это наша. Больше я тебя выручать не буду. Давай дальше самостоятельно.
Виктор зубами вцепился в лодку сопровождения, а сам подумал: «Вот это опыт! А мы здесь добиваемся синхронного запуска генераторов псевдослучайной последовательности. Действительно, против лома нет приёма».
Помимо РТМ, в сопровождении находился ещё один надводный корабль, с которым можно было поддерживать звукопродводную связь типа «якорь-якорь, я поплавок – поплавок-поплавок, я якорь, исполняю грунт 150». На самом деле, по такому «шифру» нетрудно было догадаться, кто что исполняет. Оставалось рассчитывать, что америкосы – полные придурки и не смогут понять русский сленг. Повод так думать был, ведь такой уникальной лодки у них нет и большой вопрос, появится ли в ближайшие годы.
— Боцман, погружаться на глубину 300 метров с дифферентом 3 градуса на нос! — приказал командир.
Уходили в пучину поэтапно, задерживаясь на промежуточных глубинах для осмотра лодки. Сначала приостанавливались на отметках через каждые 100 метров.
Боцман доложил:
— Глубина 300, дифферент ноль.
— Держать 300 метров.
По кораблю дали команду: «Глубина 300 метров. Осмотреться в отсеках». На боевых постах внимательно искали появление протечек в прочном корпусе, а в центральном напряжённо ждали докладов. Через длительную паузу, необходимую для тщательного осмотра, пошли доклады: «Первый осмотрен, замечаний нет», «Есть первый», «Второй осмотрен, замечаний нет» и так далее.
Командир БЧ-5 завершил доклад:
— Товарищ командир, лодка осмотрена, замечаний нет!
— Есть, механик.
Ещё два нырка, и корабль на глубине 500 метров.
– Глубина пятьсот метров, осмотреться в отсеках, – прозвучало по лодке.
Корпус начал потрескивать и хрустеть. Неприятный звук пробирался под кожу, заставляя ещё больше сосредоточиваться и внимательно осматривать конструкции изнутри, исследовать каждый трубопровод, насчитывающий в отсеках тысячи метров, проверять штатную функциональность механизмов и систем, которыми напичкано всё внутреннее пространство. Через ещё более продолжительную паузу, чем это происходило ранее, пошли доклады из отсеков: «Первый осмотрен, замечаний нет, «Есть первый», «Второй осмотрен, замечаний нет», «Есть второй», – и так до восьмого. Лодка какое-то время шла на заданной глубине. «Панцирь» привыкал к забортным нагрузкам.
На пятистах метрах подлодку перестали слышать все: и свои, и натовцы.
РТМ сопровождения потерял контакт, когда атомоход вошёл в сектор гидроакустической тени. Последнее, что услышал друг Виктора, акустик на РТМ-е – это треск титанового корпуса, сжавшегося под огромным давлением. Зловещий хруст и потеря контакта в один момент породили страшную мысль: «Что там происходит на самом деле? Неужели. » Акустик РТМ-а немедленно, будто это могло чем-то помочь, доложил своему командиру: «По пеленгу 160 треск подводной лодки. Контакт потерян». Можно лишь догадываться, что переживали командир и экипаж корабля сопровождения, а также штабные, после донесения о потере контакта. Явных признаков гибели лодки не было. Оставалось ждать и надеяться на лучшее.
С этого рубежа погружались без сопровождения, на свой страх и риск. На ходу 6 узлов опускаться стали ещё осторожнее. Теперь на промежуточных глубинах задерживались через каждые 50 метров, тщательно осматриваясь в отсеках.
Рубка звукоподводной связи размещалась на нижней палубе, поэтому Виктор сидел под центральным постом.
В очередной раз зашёл флагманский РТС:
— Надо бы тебе помочь. Ну, как ты здесь, справляешься?
— Справляюсь, товарищ каперанга. Только немного не по себе, на такую глубину первый раз погружаюсь.
— Так и я тоже. Всё идёт по плану, не дрейфь.
С каждым метром давление водяной толщи возрастало, сжимая прочный корпус подводного крейсера.
Флагманский посидел полчасика и обнадёжил:
— Вроде я тебя всему научил, справляешься ты нормально. Пойду-ка я.
Был он мужчина в том самом возрасте, именуемым расцветом сил, с намечающимся животиком, капитан первого ранга. Конструктивно во всех рубках отсутствовали двери из того расчёта, чтобы их не заклинило на глубинах. Тем не менее, за короткое время, что флагманский находился в рубке, лодку обжало так, что выход из выгородки сузился настолько, что не позволил ему выйти.
— Так, лейтенант, ты у нас постройнее. Сбегай ко мне в каюту за книжкой. Раз такое дело, я хоть посижу, почитаю.
Виктор выполнил просьбу старшего товарища, и дальше нёс вахту вместе с флагманским РТС флотилии.
На глубине 800 метров из второго неожиданно поступил доклад: «В отсеке туман». Под колоссальным давлением вода, просочившаяся внутрь, превратилась в мелкодисперсную взвесь. Протечку удалось быстро найти и устранить.
На этой глубине задержались – испытали жизненно необходимый для подводников аппарат ДУК (дистанционное удаление отходов), через который накопившийся мусор выстреливается наружу сжатым воздухом. Передали привет из небытия вероятному противнику, потерявшему из виду лодку. Всё получалось на славу. Имитация стрельбы ДУК была принята оппонентами по холодному противостоянию глубоководной стрельбой из торпедных аппаратов.
На глубинах, близких к километру, от командира второго поступил очередной доклад:
— По отсеку летают шурупы, как пули. Пока жертв нет.
Второй отсек был жилым. В нём располагались каюты для офицеров, мичманов, а также матросов, без которых никак не обойтись даже на суперсовременных подводных атомоходах. Переборки были изготовлены из дерева и скреплялись обычными шурупами, которые при деформации стали вылетать.
Командир второго быстро сообразил, что делать в такой ситуации. Приказал всем в отсеке достать из портативных дыхательных устройств (ПДУ) очки и надеть их, чтобы защитить хотя бы глаза.
Личный состав находился по «боевой тревоге» 29 часов. Запредельное давление воды воздействовало не только на корпус, но и на каждого члена экипажа. Физически и эмоционально моряки были измотаны и похожи на зомби.
Однако, удачное прохождение отметки 1000 метров вознаградило подводников и конструкторов за их труды и старания. Ощутив настоящий триумф, начали качать на руках главного конструктора. Было за что: за достигнутый прорыв в кораблестроении и за то, что на такой глубине все остались живы. В этот раз фортуна была на стороне моряков. Внутри корабля, испытывавшего на каждый квадратный метр титанового корпуса давление в тысячу тонн, начался настоящий праздник.
Командир объявил по трансляции: «Внимание экипаж! Лодка погрузилась на глубину тысяча метров! Задача выполнена, всех поздравляю! Приготовиться к всплытию».
Эхом по лодке пролетело: «Ура!». В отсечном воздухе упало напряжение, люди на боевых постах во всех восьми отсеках выдохнули в едином порыве: «Слава богу, пронесло».
Эмоции от исполненного долга распирали, начали качать на руках судостроителей, причастных к созданию лодки.
Старший на борту, представитель высокого начальства Флота, контр-адмирал, для торжественности момента разлил десять маленьких стопочек коньяка. Пригубили все, кроме экипажа и командира – им дальше выполнять боевую задачу, они присягу принимали.
Экипаж под началом командира продолжил спокойно и уверенно выполнять свою работу, с отметки чуть больше километра началось всплытие.
Лодка прошла испытание на сверхглубинах – удачно и без аварий. Экипаж приобрёл дополнительную уверенность и бесценный опыт за этот выход в море. Какая судьба предначертана суперкораблю и людям – в тот значимый момент предположить не мог никто. Какие вызовы супертехнике и мужественным людям может преподнести Норвежское море.
Принцип работы подводной лодки
Как устроена подводная лодка: описание, характеристики и принцип работы
Подводными лодками называют класс кораблей, которые способны двигаться и выполнять другие действия полностью автономно под водой и на ее поверхности. Такие судна способны нести вооружение, а также могут быть приспособлены для различных специализированных операций. Рассмотрим, как устроена подводная лодка и как она работает.
Исторические факты
Самая первая информация о подобных плавательных средствах датируется 1190 годом. В одном из германских сказаний главный персонаж построил нечто вроде подводной лодки из кожи и сумел скрыться на ней от судов врага на морском дне. Воздух внутрь подавался через трубку, второй конец которой был на поверхности.
В эпоху научно-технического прогресса, в Санкт-Петербурге тайным образом инженеры заложили принцип устройства подводной лодки, предназначенной для вооруженных сил. Далее прототип спустили на воду, и он смог успешно пройти все испытания.
Первой серийной подводной лодкой стало судно Джевецкого. Затем конструкция была усовершенствована, и вместо весельного привода появился вначале пневматический, а затем и электропривод.
Первой электрической субмариной стало судно разработки Клода Губэ. Прототип спустили на воду в 1888 году. Для передвижения использовался электрический двигатель мощностью 50 лошадиных сил.
В 1900 году французские инженеры создали первую лодку с паровым и электрическим двигателем. Американское судно по подобию разработки французов работало на бензиновом двигателе для плавания над поверхностью воды.
Устройство подводной лодки
Корпус
Главная задача корпуса – это полностью обеспечить постоянную внутреннюю среду для механизмов судна и для его экипажа в процессе погружения. Также корпус должен быть таким, чтобы достигалась максимально возможная скорость движения под водой.
Типы корпусов
Подводные лодки, где корпус выполняет две эти задачи, называли однокорпусными. Цистерна главного балласта находилась внутри корпуса, что снижало полезный объем внутри и требовало максимальной прочности стенок.
Подводные лодки с полуторным корпусом оснащены прочным корпусом, который частично закрыт более легким. Цистерну главного балласта здесь вынесли наружу.
Классические двухкорпусные лодки оснащаются прочным корпусом, который на всей своей протяженности закрыт легким корпусом. Главный балласт находится в промежутке между корпусами.
Современные лодки имеют значительно большую автономность и скорость хода, поэтому инженерам приходится снижать его – корпус делают в форме капли. Это оптимальная форма для движения под водой.
Моторы и АКБ
В устройстве современной подводной лодки для движения имеются аккумуляторы, электродвигатели и дизельные генераторы. Максимум, на что хватает заряда – до четырех суток. На максимальной скорости АКБ подводной лодки разряжается за несколько часов. Подзарядку осуществляют дизельным генератором. Лодка обязательно должна всплывать, чтобы аккумуляторы зарядились.
Системы для погружения и всплытия
Для погружения подводная лодка должна иметь отрицательную плавучесть. Этого достигали двумя способами – повышением веса или снижением водоизмещения. Для повышения веса в подводных лодках имеются балластные цистерны, которые заполняются водой либо воздухом.
Для обычного всплытия или погружения лодки применяют кормовые, а также носовые цистерны или цистерны главного балласта.
Чтобы быстро и точно контролировать глубину, применяют цистерны с контролем глубины.
Чтобы управлять направлением лодки, применяются вертикальные рули. На современных машинах рули могут достигать огромных размеров.
Системы наблюдения
Одни из первых субмарин для небольшой глубины управлялись через иллюминаторы. Впервые в 1900 году применили перископ. Сейчас перископы уже никто не использует, а их место заняли гидроакустические активные и пассивные сонары.
Лодка внутри
Внутри подводная лодка представляет собой несколько отсеков. В первом отсеке можно видеть шесть носовых торпедных аппаратов, устройство для стрельбы, запасные торпеды.
Во втором отсеке находятся офицерские и командирские каюты, рубка специалиста по гидроакустике и комната радиоразведчика.
Третий отсек представляет собой центральный пост. В данном отсеке масса различных приборов и устройств для управления движением, погружением, всплытием.
Четвертый представляет собой кают-компании для старшин, камбуз, радиорубку.
В пятом отсеке находятся три дизельных двигателя мощностью 1900 л. с. каждый. Они работают, когда лодка находится над водой.
В следующем отсеке находятся три электрических двигателя для подводного хода.
В седьмом установлены торпедные аппараты, прибор для стрельбы, койки личного состава. Можно посмотреть, как устроена подводная лодка внутри. Фото позволит ознакомиться со всеми приборами и отсеками.
Принцип действия субмарины
Система погружения и всплытия подводной лодки включает в себя балластные и вспомогательные цистерны, а также соединительные трубопроводы и арматуру. Основной элемент здесь – это цистерны главного балласта, за счет заполнения водой которых погашается основной запас плавучести ПЛ. Все цистерны входят в носовую, кормовую и среднюю группы. Их можно заполнять и продувать по очереди или одновременно.
У подлодки есть дифферентные цистерны, необходимые для компенсации продольного смещения грузов. Балласт между дифферентными цистернами передувается при помощи сжатого воздуха или же перекачивается с помощью специальных помп. Дифферентовка – именно так называется прием, целью которого является «уравновешивание» погруженной ПЛ.
Атомные подлодки делят на поколения. Для первого (50-е) характерна относительно высокая шумность и несовершенство гидроакустических систем. Второе поколение строили в 60-е – 70-е годы: форма корпуса была оптимизирована, чтобы увеличить скорость. Лодки третьего больше, на них также появилось оборудование для радиоэлектронной борьбы. Для АПЛ четвертого поколения характерны беспрецедентно малый уровень шума и продвинутая электроника. Облик лодок пятого поколения прорабатывается в наши дни.
Важный компонент любой субмарины – воздушная система. Погружение, всплытие, удаление отходов – все это делается при помощи сжатого воздуха. Последний хранят под высоким давлением на борту ПЛ: так он занимает меньше места и позволяет аккумулировать больше энергии. Воздух высокого давления находится в специальных баллонах: как правило, за его количеством следит старший механик. Пополняются запасы сжатого воздуха при всплытии. Это долгая и трудоемкая процедура, требующая особого внимания. Чтобы экипажу лодки было чем дышать, на борту субмарины размещены установки регенерации воздуха, позволяющие получать кислород из забортной воды.
АПЛ: какие они бывают
В наше время многие страны также эксплуатируют дизель-электрические подлодки (ПЛ). Уровень автономности атомных субмарин намного выше, и они могут выполнять более широкий круг задач. Остальные морские державы используют дизель-электрические субмарины.
Будущее российского подводного флота связано с двумя новыми атомными субмаринами. Речь идет о многоцелевых лодках проекта 885 «Ясень» и ракетных подводных крейсерах стратегического назначения 955 «Борей».
В целом, наблюдается тенденция к переходу на однокорпусные АПЛ. Очевидно, в будущем применят еще более совершенные материалы.
Существуют также лодки с корпусом смешанного типа и многокорпусные. К последним относится отечественный подводный ракетный крейсер проекта 941 – самая большая атомная подлодка в мире.
Можно видеть, насколько различаются атомные подлодки и сколь отличным является их «содержание».
Подводная лодка проекта 949А «Антей»
Самая глубоководная атомная подводная лодка (Проект 685) «Плавник»
Проект 685 «Плавник» — опытная глубоководная торпедная атомная подводная лодка.
История создания
В августе 1966 г. командованием ВМФ было выдано тактико-техническое задание на разработку опытной глубоководной подводной лодки с предельной глубиной погружения, в 2,5 раза превышающей соответствующий показатель других атомных торпедных подводных лодок.
Процесс проектирования глубоководной лодки занял более восьми лет. Технический проект глубоководного атомохода был утвержден в декабре 1974 г.
В качестве основного конструкционного материала на проекте 685 было решено использовать титановые сплавы.
Для определения работоспособности титанового сплава в условиях высоких напряжений корпусных конструкций на больших глубинах погружения было решено провести широкий комплекс исследований и экспериментов.
Опыт, полученный в ходе реализации 685 проекта, предполагалось широко использовать при проектировании и постройке атомных подводных лодок нового поколения.
АПЛ 685-го проекта, получившая номер К-278, была официально заложена в Северодвинске 22 апреля 1978 г. Спуск на воду состоялся 9 мая 1983 г., а 20 октября 1983 г. атомная подводная лодка вступила в строй Краснознаменного Северного флота.
Корабль имел двухкорпусную архитектуру. В средней части он представлял собой цилиндр диаметром 8 м, а в оконечностях — усеченные конусы, заканчивающиеся сферическими переборками (угол сопряжения цилиндра и конусов не превышал 5°).
Для экстренного создания положительной плавучести на больших глубинах при поступлении внутрь лодки забортной воды была установлена система продувания балласта одной из цистерн средней группы при помощи пороховых газогенераторов.
Наружный корпус состоял из 10 безкингстонных систем главного балласта, носовой и кормовой оконечностей, проницаемых частей и ограждения выдвижных устройств.
Ниши торпедных аппаратов, вырезы под носовые горизонтальные рули, шпигаты были оснащены щитовыми закрытиями.
Как устроена служба на подводной лодке
С первой по четвёртую части — это так называемый БЧ-люкс. Они ходят чистенькие и опрятные. А БЧ5 — это «маслопупы», они там по колено в масле и воде. Я же попал на Северный флот, в Западную Лицу.
Почти что на каждой подводной лодке есть два экипажа. Когда один уходит в отпуск, заступает другой. Сначала идёт отработка задач. Автономка длится по-разному: самая короткая — 50 суток, самая длинная — 90.
В большинстве случаев мы плавали подо льдами Северного полюса — так лодку не видно со спутника, а если лодка плавает в морях с чистой водой, её можно увидеть даже на глубине 100 метров.
Экипаж подлодки круглосуточно несёт вахту в три смены по четыре часа. Каждая смена завтракает, обедает и ужинает отдельно, между собой практически не общаясь. Ну, кроме собраний и общих мероприятий — праздников.
Жить в замкнутом пространстве не так трудно, как кажется. Надо следить за показателями датчиков, пультом, делать записи. Все идут убирать какой-то участок. У кого-то это пульт управления, с которого надо смахнуть пыль, ну а у кого-то.
Что мне нравилось в плавании — так это отсутствие морской болезни. Лодку шатало только в надводном положении. Если подо льдами — то ищут полынью.
За день кок должен не только девять раз наготовить на ораву в 100 голодных матросов, но и для каждой смены накрыть столы, потом собрать посуду и перемыть её.
Каждый день подводнику положено 100 граммов сухого красного вина, шоколадка и вобла. Просто в самом начале, ещё в советские времена, когда говорили о том, чем подводникам поднимать аппетит, комиссия разделилась: они голосовали за пиво, другие — за вино. Выиграли последние, но вобла, которая шла в паре с пивом, в пайке осталась.
Главный всё равно командир, хотя внутренняя иерархия тоже существует. Офицеры, например, кроме командира, называют друг друга только по имени-отчеству. Начальник отдаёт приказание — подчинённый его выполняет без комментариев.
Начинается отсчёт по секундомеру времени хода торпеды, соотнося его в уме с пройденным расстоянием.
А все ли в курсе, что в момент пуска торпеды присутствующие в торпедном отсеке получают приличный хлопок по ушам? И страдающим гайморитом придётся очень несладко?
Торпеда в зависимости от типа весит от одной до двух тонн и чтобы выбросить такую массу из трубы торпедного аппарата, давление воздуха должно быть очень приличным.
Поэтому уже давно стало применяться специальное устройство беспузырной стрельбы. Когда торпеда проскакивала примерно две третих длины торпедного аппарата и набирала уже хорошую скорость, открывался специальный перепускной клапан и сжатый воздух из аппарата сбрасывался внутрь отсека, резко повышая в нём давление.
Торпеда не вплотную прилегает к стенкам торпедного аппарата. Пустоты до стрельбы заполнены воздухом при обычном давлении. А снаружи давление воды может составлять несколько атмосфер, в завсимости от глубины погружения.
Чтобы открыть переднюю крышку аппарата, воспринимающую это давление, надо выравнять с ним внутреннее. Делать это с помощью сжатого воздуха глупо, ведь при открытии крышки он может вырваться наружу.
Если по отдельному трубопроводу заполнить этот зазор забортной водой, то нарушится дифферентовка лодки, весить эта вода будет немало. Поэтому кольцевой зазор в торпедном аппарате перед стрельбой заполняют водой, которую возят с собой в специальной цистерне кольцевого зазора. Воздух выдавливается внутрь отсека.
Теперь можно выравнять давление в аппарате с наружным, не приняв ни литра забортной воды и открыть переднюю крышку без риска демаскировать лодку.
Но вот торпеда покинула торпедный аппарат, который заполнился забортной водой. Она сливается в специальную торпедозаместительную цистерну. Разницы в весе компенсируется с помощью уравнительной цистерны.
Подводные авианосцы: проект, который так и не стал успешным
Сами по себе корабли – давняя идея. Еще в конце XIX века появились так называемые аэростатоносцы.
В 1910-м американец Юджин Б. Эли впервые совершил взлет с палубы корабля на летательном аппарате, который был тяжелее воздуха. В роли авианосца выступил легкий крейсер «Бирмингем», который оборудовали взлетной платформой.
В 1914 году приняли на вооружение первый «серьезный» авианосец: им стал британский корабль HMS Ark Royal. Он участвовал в Первой мировой и осуществлял бомбардировки позиций турецкой армии.
Вскоре потенциал палубной авиации раскрылся в полной мере. Во Вторую мировую действующие на Тихоокеанском фронте американские авианосцы сыграли решающую роль в разгроме Японии, хотя Страна восходящего солнца тоже в качестве главного орудия победы видела именно их.
В любом случае экспертам было понятно, что могучие линкоры уже никогда не смогут диктовать правила игры. А решающее значение будут иметь действия палубной авиации.
«Странные» лодки Хирохито
Идея «скрестить» надводный корабль-авианосец и подводную лодку, как это ни удивительно, тоже появилась в период Первой мировой.
Первую субмарину с возможностью перевозки самолетов японцы построили уже к 1932 году. Подводная лодка I-5 проекта J-1M получила герметичный ангар, где мог помещаться маленький гидроплан. Обеспечить герметизацию щелей в большом люке ангара оказалось сложной инженерной задачей. Кран, который цеплял самолет, часто отказывал в условиях соленой морской воды. Самолет просто спускали на воду при помощи крана, а потом точно так же подбирали.
В 1935 году японский флот получил лодку – I-6 проекта J-2. Ангар увеличенного объема позволил разместить там гидросамолет Watanabe E9W. Он представлял собой биплан с двумя поплавками, оснащенный двигателем Hitachi Tempu II мощностью в 300 лошадиных сил, который вращал двухлопастный деревянный винт постоянного шага.
Самолет можно было легко собирать и разбирать прямо на палубе подводной лодки, что стало несомненным плюсом.
Были слишком очевидны и недостатки лодок I-5 и I-6. Подготовка к старту и сам запуск требовали много времени и сил, что в условиях войны было чревато потоплением субмарины.
Так появился более удачный проект подводного авианосца J-3. Ангар субмарины вмещал уже два самолета, а для их взлета использовали катапульту и трамплин.
Лодку I-7 спустили на воду в 1939 году, а немного позже достроили I-8. Незадолго до атаки на Перл-Харбор японский Военно-морской флот пополнила еще одна похожая субмарина – I-9 проекта A1, который включал в себя всего три подводные лодки, каждая из которых несла один гидросамолет.
Полученный японцами опыт позволил создать и первый по-настоящему массовый подводный авианосец в истории. Летом 1942 года японцы спустили на воду лодку I-15 проекта B1.
Важной отличительной особенностью более поздних японских лодок был возросший воздушный потенциал.
В сентябре 1942 года самолет Yokosuka E14Y, доставленный лодкой I-25 типа B1, совершил налет на территорию штата Орегон, сбросив две 76-килограммовые зажигательные бомбы.
Предполагалось, что они спровоцируют пожары в лесных массивах с последующим ущербом для экономики. Но этого не случилось.
Зато субмарина I-25 вошла в историю: рейд Yokosuka E14Y стал единственным случаем бомбардировки континентальной части США с самолета за всю Вторую мировую.
Практически полное отсутствие у Японии тяжелых бомбардировщиков лишало страну возможности ковровых бомбардировок США, так что воздушные авианосцы стали единственной отдушиной.
Настоящей же мини-революцией были японские субмарины типа I-400, первые из которых завершили в 1944-1945-х. Главное – в том, что каждая такая субмарина имела серьезную авиагруппу, включавшую до четырех бомбардировщиков Aichi M6A Seiran. В походном состоянии самолеты хранили в ангаре, который находился в рубке. Все оперение гидросамолетов складывалось так, чтобы не выходить за радиус воздушного винта. Для их запуска на лодках применяли стартовую катапульту и стартовые рельсы.
Несмотря на свои недоставки, бомбардировщики Aichi M6A Seiran появись они неожиданно, могли пустить на дно американский эсминец или фрегат, нанести серьезный урон крейсеру или авианосцу.
В целом масштабы войны на Тихом океане были таковы, что подводные авианосцы не могли принести победу Стране восходящего солнца. Даже если бы их построили значительно большей серией. Максимум, на что можно было рассчитывать, — удачное проведение воздушной разведки.
Британская M2 и французский «Сюркуф»
Одна из самых любопытных страниц британского подводного флота связана с субмариной HMS M2, которую построили в 1919-м. В 1927 году ее переоборудовали в первый подводный авианосец в мире.
Лодка потерпела кораблекрушение в британском заливе Лайм в 1932 году. M2 оставила свою базу в Портленде 26 января 1932 года и направилась в сторону Вест-Бэя для проведения учений.
М2 нашли 3 февраля. Дальнейшее обследование показало, что дверь ангара была открытой и самолет все еще находился там. Вероятно, вода попала через открытую дверь. Не исключено, что моряки пытались запустить самолет в рекордное время.
Еще более загадочной оказалась гибель французского подводного авианосца. Субмарину спустили на воду 18 октября 1929 года и ввели в состав флота в мае 1934-го. Она несла легкий разведывательный гидросамолет Besson MB.411, предназначенный для разведки и корректировки артиллерийского огня.
Дело в том, что уникальная субмарина получила два гигантских 203-миллиметровых орудия в спаренной установке – ее считали «артиллерийской подводной лодкой». Служба лодки оказалась непростой из-за огромного количества поломок. Двенадцатого февраля 1942 года «Сюркуф» вышел в море и взял курс на Панамский канал для перехода в Тихий океан: на лодке исправно работал только один двигатель.
В точку назначения «Сюркуф» не прибыл. Самой вероятной причиной ее гибели потом называли столкновение с американским сухогрузом «Томсон Лайкс» 18 февраля 1942 года. Однако до сих пор место гибели субмарины так и не нашли – и загадка французского подводного «крейсера» все еще не раскрыта.
Нынешнее время
Сейчас подводных авианосцев нет, что в принципе неудивительно. Размеры современных истребителей, бомбардировщиков и разведчиков почти полностью исключают возможность их запуска с борта субмарин, даже очень крупных.
Еще в 2010 году стало известно о разработке конструкторским бюро Skunk Works беспилотника Cormorant, способного стартовать с борта субмарины «Огайо» из подводного положения.
Из шахты БПЛА будет не «выстреливаться», как ракета, а скорее всплывать. Как только он окажется на поверхности, включатся реактивные двигатели, и аппарат взлетит прямо с воды. Выполнив свою задачу, он сможет вернуться в точку встречи с подлодкой и опуститься обратно на морскую поверхность c помощью парашюта. Затем дрон «утянут» обратно, используя трос.
Огромное количество БПЛА, запускаемых с борта субмарин, могут стать серьезной головной болью для вражеского флота, особенно если их научат нести ударное вооружение.
В то же время идея выглядит дорогой, рискованной и технически сложной. К слову, за последние годы новой информации о разработке Cormorant почти не поступало.
Примечательно, что в советские годы проект создания подводного авианосца действительно существовал. В 1937 году разрабатывали проект 41а, который планировали оснащать гидросамолетом «Гидро-1». Самолет мог развивать скорость до 183 км/ч, его подготовка к полету должна была занимать примерно пять минут. Но проект так и не реализовали.
На подводную лодку
Подводная лодка Б-396 была построена в 1980 году на заводе «Красное Сормово» в Нижнем Новгороде и 18 лет верой и правдой прослужила Северному Флоту России в Атлантике, у побережья Африки, на Средиземном, Баренцевом и Норвежском морях.
Торпеды весом ок. 2 тонн загружают через наклонный люк по одной. И затем размещают по обоим бортам лодки. Здесь же расположен запасной колодец спуска в лодку.
Для этого в отсеке имеется мощная лебёдка, устройство быстрого заряжания торпед и ещё масса каких-то приборов.
Во всех отсеках лодки под потолком можно увидеть трубы с двумя голубыми полосками. Их берегут, как зеницу ока, ибо именно по ним в отсеки подается воздух.
Сейчас во всех отсеках лодки очень светло и нестрашно. В реальных же походных условиях для экономии электроэнергии в каждом отсеке горят лишь несколько тусклых лампочек.
В такой тьме моряки наощупь учатся находить всё на на своих местах. Поэтому и мобильники в походе не в чести, а телефон прикручен к стене.
Также между отсеками нет двухметровых дверных проёмов, а лишь герметичные люки, в случае необходимости предотвращающие соседние отсеки от затопления.
Если такой люк в шутку закроют перед твоим носом на пару суток, то общаться можно через стеночку, выстукивая слова по буковкам. Таблица закреплена на каждом люке, да и меняется периодически в целях сохранения конспирации.
Дальше идет жилой отсек с каютой командира лодки, каютой врача, кают-компанией, которая при небходимости превращается в операционную. Всё очень аскетично, но всё необходимое для дальних походов присутствует.
Джойстики задают положительный или отрицательный наклон лодки при всплытии / погружении, а также повороты при изменении курса. Здесь же расположен центральный вертикальный колодец из верхней рубки.
В дизельном отсеке жара под 80, копоть и сущий ад! Смена 2 дизелистов длится всего 2 часа, зато у них есть возможность принять душ.