Устройство подводной лодки: основные технические особенности
Подводные лодки (ПЛ) представляют собой корабли отдельного класса, которые могут погружаться и длительное время плавать под водой. Особая конструкция субмарины выдерживает большое давление водной массы, а также обеспечивает необходимую обтекаемость и водонепроницаемость. Принцип погружения и всплытия ПЛ соответствует закону Архимеда. Устройство подводной лодки отличается высокой сложностью.
- Военная. Нанесение стратегических ядерных ударов, ведение разведки, высадка диверсионных групп. На современных атомных подводных крейсерах установлено минное, торпедное, ракетное и радиоэлектронное вооружение. Для защиты ПЛ, находящейся в надводном положении, применяются переносные зенитно-ракетные комплексы. В мирное время АПЛ могут применяться для запуска искусственных спутников Земли на низкие орбиты.
- Научная. Исследование геомагнитного поля, а также изучение подводной флоры и фауны.
- Туристические. Экскурсии и осмотр подводного мира на глубинах до 100 м. Туристические подлодки оснащаются широкими иллюминаторами из акрила.
- Криминальная. Небольшие подводные корабли используются колумбийскими преступными группировками для перевозки наркотиков и иных запрещенных предметов.
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.
Схема использования ЦПГ
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
Как устроена атомная подводная лодка? Давление воды, окружающей подлодку, удерживается благодаря наличию прочного корпуса из титана или легированной стали с высоким пределом текучести. По форме металлическая обшивка напоминает баллон или вытянутую цистерну. Толщина корпуса составляет 10-25 мм.
Для оптимального обтекания ПЛ на расчетном ходу может использоваться дополнительная обшивка из металла. В легком внешнем корпусе располагается оборудование, которому не требуется изоляция от забортного давления (балластные и топливные емкости, трубы для торпедных аппаратов, контейнеры с ракетами, якорное устройство и прочее).
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
В современных подводных кораблях установлена воздушно-пенная, химическая и водяная системы пожаротушения. Вспомогательную роль при возникновении нештатных ситуаций играют огнетушители и специальный инвентарь (топоры, багры, ящики с песком и др.).
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.
Интересные факты о подводных лодках
- Первое успешно функционирующее подводное судно было построено нидерландским изобретателем К. Я. Дреббелем в 1620 г. Весельная лодка была сделана из дерева, обтянутого кожей. В подводном аппарате установили систему химической регенерации воздуха. Лодка могла плавать на глубине 4-5 метров. Время пребывания под водой составляло несколько часов. Судно могло брать на борт до 16 пассажиров.
- Самой большой в мире АПЛ является тяжелый крейсер «Дмитрий Донской», входящий в состав российского флота (корабль проекта «Борей»). Длина корабля составляет 172 м, а ширина — 23 м. Высота подлодки соответствует габаритам 8 этажного здания и составляет 26 метров.
Понравился пост? Есть что сказать? Присоединяйтесь:
Как устроена атомная подлодка
Бесшумные «хищники» морских глубин всегда наводили ужас на неприятеля, причем как в военное, так и в мирное время. С подлодками связано бесчисленное количество мифов, что, впрочем, неудивительно, если учесть, что их создают в условиях особой секретности. Но сегодня мы знаем достаточно об общей компоновке субмарин – в том числе атомных подлодок (АПЛ) российского флота.
©Wikipedia
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.
Русские и американские лодки отличаются по своей архитектуре. США делают свои АПЛ однокорпусными (корпус и противостоит давлению, и имеет обтекаемую форму), а Россия – двухкорпусными: в этом случае есть внутренний грубый прочный корпус и внешний обтекаемый легкий. На атомных подлодках проекта 949А «Антей», к числу которых относился и печально известный «Курск», расстояние между корпусами составляет 3,5 м. Считается, что двухкорпусные лодки более живучи, в то время как однокорпусные при прочих равных имеют меньший вес. У однокорпусных лодок цистерны главного балласта, обеспечивающие всплытие и погружение, находятся внутри прочного корпуса, а у двухкорпусных – внутри легкого внешнего. Каждая отечественная субмарина должна выжить, если любой отсек будет полностью затоплен водой – это одно из главных требований для подлодок.
В целом, наблюдается тенденция к переходу на однокорпусные АПЛ, так как новейшая сталь, из которой выполнены корпуса американских лодок, позволяет выдерживать колоссальные нагрузки на глубине и обеспечивает субмарине высокий уровень живучести. Речь, в частности, идет о высокопрочной стали марки HY-80/100 с пределом текучести 56-84 кгс/мм. Очевидно, в будущем применят еще более совершенные материалы.
Существуют также лодки с корпусом смешанного типа (когда легкий корпус перекрывает основной лишь частично) и многокорпусные (несколько прочных корпусов внутри легкого). К последним относится отечественный подводный ракетный крейсер проекта 941 – самая большая атомная подлодка в мире. Внутри ее легкого корпуса находятся пять прочных корпусов, два из которых являются основными. Для изготовления прочных корпусов использовали титановые сплавы, а для легкого – стальной. Его покрывает нерезонансное противолокационное звукоизолирующее резиновое покрытие, весящее 800 тонн. Одно это покрытие весит больше, чем американская атомная подлодка NR-1. Проект 941 – воистину гигантская субмарина. Длина ее составляет 172, а ширина – 23 м. На борту несут службу 160 человек.
Можно видеть, насколько различаются атомные подлодки и сколь отличным является их «содержание». Теперь рассмотрим более наглядно несколько отечественных ПЛ: лодки проекта 971, 949А и 955. Всё это – мощные и современные субмарины, несущие службу на флоте РФ. Лодки принадлежат к трем разным типам АПЛ, о которых мы говорили выше.
Атомные подлодки делят по назначению:
· РПКСН (Ракетный подводный крейсер стратегического назначения). Будучи элементом ядерной триады, эти субмарины несут на борту баллистические ракеты с ядерными боеголовками. Главные цели таких кораблей – военные базы и города противника. В число РПКСН входит новая российская АПЛ 955 «Борей». В Америке этот тип субмарин называют SSBN (Ship Submarine Ballistic Nuclear): сюда относится самая мощная из таких ПЛ – лодка типа «Огайо». Чтобы вместить на борту весь смертоносный арсенал, РПКСН проектируют с учетом требований большого внутреннего объема. Их длина часто превышает 170 м – это заметно больше длины многоцелевых подлодок.
· ПЛАТ (Подводная лодка атомная торпедная). Такие лодки еще называют многоцелевыми. Их предназначение: уничтожение кораблей, других подлодок, тактических целей на земле и сбор разведданных. Они меньше РПКСН и имеют лучшую скорость и подвижность. ПЛАТ могут использовать торпеды или высокоточные крылатые ракеты. К числу таких АПЛ относятся американский «Лос-Анджелес» или советский/российский МПЛАТРК проекта 971 «Щука-Б».
Американский «Сивулф» считается самой совершенной многоцелевой атомной подводной лодкой. Ее главная особенность – высочайший уровень скрытности и смертоносное вооружение на борту. Одна такая субмарина несет до 50 ракет «Гарпун» или «Томагавк». Также имеются торпеды. Из-за большой дороговизны флот США получил только три таких подлодки.
· ПЛАРК (Подводная лодка атомная с ракетами крылатыми). Это самая малочисленная группа современных АПЛ. Сюда входят российский 949А «Антей» и некоторые переоборудованные в носители крылатых ракет американские «Огайо». Концепция ПЛАРК перекликается с многоцелевыми АПЛ. Субмарины типа ПЛАРК, правда, крупней – они представляют собой большие плавучие подводные платформы с высокоточным оружием. В советском/российском флоте эти лодки также именуют «убийцами авианосцев».
Внутри подводной лодки
Детально рассмотреть конструкцию всех основных типов АПЛ сложно, но проанализировать схему одной из таких лодок вполне возможно. Ею станет субмарина проекта 949А «Антей», знаковая (во всех смыслах) для отечественного флота. Для повышения живучести создатели продублировали многие важные компоненты этой АПЛ. Такие лодки получили по паре реакторов, турбин и винтов. Выход из строя одного из них, согласно задумке, не должен стать для лодки смертельным. Отсеки субмарины разделяют межотсечные переборки: они рассчитаны на давление в 10 атмосфер и сообщаются люками, которые можно герметизировать, если это необходимо. Не все отечественные атомные субмарины имеют так много отсеков. Многоцелевая АПЛ проекта 971, например, разделена на шесть отсеков, а новый РПКСН проекта 955 – на восемь.
Второй отсек:
Этот отсек на субмаринах проектов 949А и 955 (и не только на них) исполняет роль «мозга лодки». Именно здесь расположен центральный пульт управления, и именно отсюда производится управление субмариной. Здесь находятся пульты гидроакустических систем, регуляторы микроклимата и навигационное спутниковое оборудование. Служат в отсеке 30 членов экипажа. Из него можно попасть в рубку АПЛ, предназначенную для наблюдения за поверхностью моря. Там же находятся выдвижные устройства: перископы, антенны и радары.
Третий отсек:
Третьим является радиоэлектронный отсек. Здесь, в частности, находятся многопрофильные антенны связи и множество других систем. Аппаратура этого отсека позволяет принимать целеуказания, в том числе из космоса. После обработки полученная информация вводится в корабельную боевую информационно-управляющую систему. Добавим, что подводная лодка редко выходит на связь, чтобы не быть демаскированной.
Четвертый отсек:
Данный отсек – жилой. Тут экипаж не только спит, но и проводит свободное время. Имеются сауна, спортзал, душевые и общее помещение для совместного отдыха. В отсеке есть комната, позволяющая снять эмоциональную нагрузку – для этого, например, есть аквариум с рыбками. Кроме этого, в четвертом отсеке расположен камбуз, или, говоря простым языком, кухня АПЛ.
Пятый отсек:
Здесь находится вырабатывающий энергию дизель-генератор. Тут же можно видеть электролизную установку для регенерации воздуха, компрессоры высокого давления, щит берегового питания, запасы дизтоплива и масла.
5-бис:
Это помещение нужно для деконтаминации членов экипажа, которые работали в отсеке с реакторами. Речь идет об удалении радиоактивных веществ с поверхностей и снижении уровня загрязнения радиоактивными веществами. Из-за того, что пятых отсека два, нередко происходит путаница: одни источники утверждают, что на АПЛ десять отсеков, другие говорят о девяти. Даже несмотря на то, что последним отсеком является девятый, всего на АПЛ (с учетом 5-бис) их имеется десять.
Шестой отсек:
Это отсек, можно сказать, находится в самом центре АПЛ. Он имеет особую важность, ведь именно здесь находятся два ядерных реактора ОК-650В мощностью по 190 МВт. Реактор относится к серии ОК-650 – это серия водо-водяных ядерных реакторов на тепловых нейтронах. Роль ядерного топлива исполняет высокообогащенная по 235-у изотопу двуокись урана. Отсек имеет объем 641 м³. Над реактором находятся два коридора, позволяющие попасть в другие части АПЛ.
Седьмой отсек:
Его также называют турбинным. Объем этого отсека составляет 1116 м³. Это помещение предназначено для главного распределительного щита; электростанции; пульта аварийного управления главной энергетической установкой; а также ряда других устройств, обеспечивающих движение подводной лодки.
Восьмой отсек:
Данный отсек очень похож на седьмой, и его тоже называют турбинным. Объем составляет 1072 м³. Здесь можно видеть электростанцию; турбины, которые приводят в движение винты АПЛ; турбогенератор, обеспечивающий лодку электроэнергией, и водоопреснительные установки.
Девятый отсек:
Это чрезвычайно малый отсек-убежище, объемом 542 м³, имеющий аварийный люк. Данный отсек в теории позволит выжить членам экипажа в случае катастрофы. Здесь есть шесть надувных плотов (каждый рассчитан на 20 человек), 120 противогазов и спасательные комплекты для индивидуального всплытия. Кроме этого, в отсеке расположены: гидравлика рулевой системы; компрессор воздуха высокого давления; станция управления электродвигателями; токарный станок; боевой пост резервного управления рулями; душевая и запас продуктов на шесть дней.
Вооружение
Отдельно рассмотрим вооружение АПЛ проекта 949А. Кроме торпед (о которых мы уже говорили) лодка несет 24 крылатые противокорабельные ракеты П-700 «Гранит». Это ракеты дальнего действия, которые могут пролететь по комбинированной траектории до 625 км. Для наведения на цель П-700 имеет активную радиолокационную головку наведения.
Ракеты находятся в специальных контейнерах между легкими и прочными корпусами АПЛ. Их расположение примерно соответствует центральным отсекам лодки: контейнеры с ракетами идут по обе стороны субмарины, по 12 на каждой из сторон. Все они повернуты вперед от вертикали на угол 40-45°. Каждый из таких контейнеров имеет специальную крышку, выдвигающуюся при ракетном запуске.
Крылатые ракеты П-700 «Гранит» – основа арсенала лодки проекта 949А. Между тем реального опыта по применению этих ракет в бою нет, так что о боевой эффективности комплекса судить сложно. Испытания показали, что из-за скорости ракеты (1,5-2,5 М) перехватить ее очень тяжело. Однако не все так однозначно. Над сушей ракета не способна лететь на малой высоте, и поэтому представляет собой легкую мишень для средств противовоздушной обороны противника. На море показатели эффективности выше, но, стоит сказать, что американское авианосное соединение (а именно для борьбы с ними создавалась ракета) имеет отличное прикрытие ПВО.
Подобная компоновка вооружения не характерна для атомных субмарин. На американской лодке «Огайо», например, баллистические или крылатые ракеты располагаются в шахтах, идущих в два продольных ряда за ограждением выдвижных устройств. А вот многоцелевой «Сивулф» запускает крылатые ракеты из торпедных аппаратов. Точно так же запускаются крылатые ракеты с борта отечественной МПЛАТРК проекта 971 «Щука-Б». Конечно, все эти субмарины несут и различные торпеды. Последние используются для поражения подлодок и надводных кораблей.
Как устроена подводная лодка
-
- Политика
- ВМФ
- Украина
- ВМС США
- ВМС Европы
- ВМС Азии
- Другие ВМС
- Пиратство
- Происшествия
- Соцобеспечение
- Курьезы
- 23 февраля
- Арабский мир
- 9 мая
- День ВМФ
- Структура ВМФ
- Структура ВМФ
- Балтийский флот
- Черноморский флот
- Тихоокеанский флот
- Северный флот
- Каспийская флотилия
- Боевые возможности ВМФ РФ и ВМС США
- Подводные лодки
- Надводные корабли
- Офицер
- Командир корабля, командир части
- Помощники командира
- Командир БЧ оружия
- Командир БЧ связи/управления
- Командир электромеханической БЧ
- Корабельный врач
- Командир группы, инженер
- Штурман
- Старшина команды
- Техник
- Специалист
- Младший командир — старшина, сержант
- Хронология трех веков Российского Флота
- Борьба русского народа за выходы к морю в XIII-XVII вв.
- Регулярный военный флот Петра Великого
- Русский флот в послепетровский период
- Русский парусный флот в XIX в.
- Паровой броненосный и миноносный флот
- Подводные лодки в Российском императорском флоте
- Флот накануне и в период Первой мировой и Гражданской войн
- Становление советского флота
- Флот накануне и в период Великой Отечественной войны
- История родов сил ВМФ
- Надводные силы
- Подводные силы
- Морская авиация
- Береговые войска
- Наука и Флот — исторический обзор
- Наука и современность
- Тактика и оперативное искусство
- Научные проблемы кораблестроения и их решение
- Научные проблемы корабельной энергетики
- Оружие кораблей ВМФ
- Радиоэлектронное вооружение
- Авиация ВМФ и роль науки в ее развитии
- Навигация и океанография
- Флотские ученые
- Военно-морская академия
- Морской Корпус Петра Великого — Санкт-Петербургский военно-морской институт (бывш. ВВМУ им. М.В. Фрунзе)
- Военно-Морской Институт Радиоэлектроники (бывш. Высшее Военно-Морское Училище Радиоэлектроники им. А.С.Попова)
- Тихоокеанский военно-морской институт им. С.О. Макарова
- Военно-морской инженерный институт
- Балтийский государственный технический университет («Военмех»)
- Военно-Медицинская академия
- Военный университет МО РФ
- Нахимовское училище
- Ломоносовский морской колледж ВМФ
- Морской кадетский корпус
- Балтийский военно-морской институт
- Черноморское высшее военно-морское училище имени П.С. Нахимова
- Кадетская Россия: школы и корпуса
- Издания с материалами о ВМФ
- Литература
- Рекомендуем прочесть
- Книжная полка
- Справочники, словари, руководства, указатели
- Исследования, документалистика
- Фундаментальные, энциклопедические, общеисторические труды
- Мемуары
- Художественные исторические труды, публицистика, поэзия, карикатура
- Одна «Булава» — хорошо.
- Международное морское право
- Законы
- Указы и постановления
- Корабельные уставы
- Кодексы
- Стандарты, правила
- Каталог бизнес-организаций
- Каталог товаров и услуг
- Как загрузить в каталог данные о товарах/услугах?
- О кают-компании
- Поэтический иллюминатор
- Вернисаж
- Анекдоты, флотские байки, пословицы
- История одной жизни
- «Море зовет» и «На побывке»
- Песни — душа поет о море
- Ностальгия
- Computer & mobile
- Ссылки
Речные катамараны
оснастят
отечественными двигателямиКак устроена и почему работает подводная лодка
1. Как устроена и почему работает подводная лодка?
Научно-исследовательский проект
учащегося 4 класса а
Денисова Дмитрия
Руководитель: Кукушкина Е. Ю.
Учитель первой квалификационной
категории2. Актуальность
Подводная
лодка
обладает
способностью
действовать скрытно, невидимо, а следовательно,
внезапно. Скрытность достигается, прежде всего,
способностью погружаться, плавать на определённой
глубине, не выдавая своего присутствия, и
неожиданно наносить удары по противнику.3.
Цель исследования – изучить литературу и узнать
больше о подводных аппаратах, познакомиться с видами
подводных лодок и принципом их действия, разобраться
как и почему лодки погружаются, всплывают,
управляются.
Задачи исследования – попытаться разобраться с
устройством подводной лодки.
Предмет исследования – подводные лодки, факторы
влияющие на погружение, всплытие, управление.
Гипотеза – я предположил, что подводная лодка
погружается и всплывает за счет воды и воздуха.4. Виды подводных лодок и история создания
В настоящее время на вооружении подводного флота
находятся лодки следующих основных классов:
атомные подводные лодки с баллистическими
ракетами (ракетные подводные крейсера стратегического
назначения);
— атомные подводные лодки , вооруженные
крылатыми ракетами;
— многоцелевые атомные подводные лодки,
оснащенные
торпедным
и
торпедо-ракетным
вооружением;
— дизель-электрические подводные лодки с
торпедным или торпедно-ракетным вооружением5.
В начале ХХ века глубина
погружения до 50 метров считалась
достаточно, т.к. она позволяла
подводной лодке укрыться и не
быть обнаруженной противником.
Однако по мере совершенствования
средств обнаружения и поражения
эту
величину
пришлось
многократно увеличить.
Подводные лодки времен
второй мировой войны, оснащенные
дизель-электрическим двигателем,
имели
максимальную
глубину
погружения 200-220 метров6. Принцип действия и устройство подводной лодки
Корпус. Наиболее оптимальная форма
корпуса, способная выдержать огромное
давление воды-сигарообразная. Основным
материалом для изготовления корпуса
является легированная сталь или титан
Боевая рубка. Расположена
над центральным постом
управления. В ней
размещены перископы,
позволяющие наблюдать за
поверхностью моря не
всплывая. На атомных
подводных лодках на корпусе
рубки чаще всего размещают
рули глубины. Такое
расположение позволяет
подлодке изменять глубину
погружения даже на малых
скоростях.7. Перископ. Позволяет наблюдать за поверхностью воды в то время, когда лодка находится под водой.
Вооружение. Баллистические или
крылатые ракеты дальнего действия
класса «корабль-земля» с ядерными
боеголовками, а также торпеды и
ракеты класса «корабль-корабль»
Баллоны со сжатым воздухом
используются при всплытии –
сжатый воздух выдавливает воду
из балластных цистерн.
Балластные цистерны. Заполняя
их водой можно заставить лодку
погрузиться, а продувая сжатым
воздухом – всплыть.
Силовая установка может
отличаться в зависимости от
топлива используемого для
обеспечения жизнедеятельности
подводного судна: дизельэлектрическая или атомная.
Необходимы для движения как на
поверхности, так и под водой.8. По закону Архимеда, чтобы тело полностью погрузилось в воду, его вес должен равняться весу вытесненной им воды. Для погружения
подводная лодка принимает балласт —
забортную воду — в цистерны. Для всплытия балласт продувается: вода вытесняется из
цистерн сжатым воздухом. Когда лодка полностью погружена, она меняет глубину с
помощью рулей. Прием или откачка балласта после этого производится только для
уравновешивания.
Подводная
лодка в
надводном
положении
Подводная
лодка при
заполнении
балластных
цистерн
Подводная
лодка в
подводном
положении9. Опыт. Домашняя подводная лодка.
Модель состоит из:
2 стеклянных бутылок,
воздушного шарика,
воды,
воздуха.
Опытным путем найдена «нулевая плавучесть» маленькой бутылки. Из
данного положения бутылка начинает тонуть при увеличении давления
на шарик сверху.
Изначально давление воздуха в большой емкости равно давлению
воздуха на текущий момент. При нажатии давление внутри большой
емкости увеличивается, так же давление меняется и внутри малой
емкости.10. Выводы
Моя гипотеза подтвердилась: подводная лодка
всплывает и погружается за счет воздуха и набора
воды.
Подводные лодки сложные современные
механизмы,
позволяющие
обеспечить
обороноспособность страны, действие которых
основано на законах физики, научных и технических
достижениях.
