Подлодки Корабли Карта присутствия ВМФ Рейтинг ВМФ России и США
Какой способ жилищного обеспечения военных вы считаете наиболее оптимальным?
Жилье в натуральном виде
    63,64% (49)
Жилищная субсидия
    18,18% (14)
Военная ипотека
    18,18% (14)

Поиск на сайте

ХОДКОСТЬ И УПРАВЛЯЕМОСТЬ

Сопротивление воды движению ПЛ, как и другого корабля, определяет­ся по формуле:


где R - сопротивление воды движению ПЛ; z - безразмерный коэффициент сопротивления; W — площадь смоченной поверхности; v — скорость хода; r — плотность воды.

В свою очередь, коэффициент z принято представлять в виде сум­мы коэффициентов для условно независимых составляющих сопротив­ления: волнового, формы, выступающих частей и др.

В отличие от надводных кораблей, для которых наибольшей явля­ется составляющая волнового сопротивления, для полностью погру­женных ПЛ основную роль играет сопротивление трения. Если при расчете сопротивления принимается условие, что ПЛ находится на глу­бине, большей половины ее длины, волновое сопротивление, как пра­вило, не учитывается. Доля других составляющих сопротивления (фор­мы и выступающих частей) для современных АПЛ, имеющих хорошо обтекаемые формы обводов, не превышает обычно 20%. Коэффици­ент сопротивления трения слабо зависит от формы корпуса, поэтому величина сопротивления ПЛ при прочих равных условиях практичес­ки пропорциональна смоченной поверхности ее корпуса, которая для тела заданного объема тем меньше, чем меньше отношение его длины к ширине (диаметру). Отсюда понятна тенденция к уменьшению этого отношения, которое, например, для упомянутой ранее эксперименталь­ной скоростной ПЛ «Albacore», было принято равным около 7. Для бо­евых ПЛ с учетом также и требований, не связанных с ходкостью, это отношение составляет 8—13.

Коэффициент сопротивления трения складывается, в свою очередь, из коэффициента сопротивления технически гладкого корпуса и надбав­ки на шероховатость. Первый из них определяется характером обтека­ния, зависящим в основном от длины корпуса и скорости, второй - от гладкости наружной поверхности. Для современных ПЛ резервы сниже­ния обеих указанных составляющих сопротивления трения традицион­ными способами практически исчерпаны. В связи с этим с 60-х годов ведется поиск нетрадиционных путей снижения сопротивления трения в основном за счет воздействия на характер обтекания корпуса. Наибо­лее продвинулись работы, связанные с подачей на поверхность корпуса (в пограничный слой) слабых водных растворов специально синтезиро­ванных полимерных веществ. Однако на современном этапе развития ПЛ эти работы, по-видимому, не вышли из стадии экспериментов.

Большинство современных АПЛ выполнены, как отмечалось, по од-новальной схеме с использованием в качестве движителя относительно низкооборотного (максимальная частота вращения 100-200 об/мин) мно­голопастного гребного винта. Благодаря тщательному выбору характе­ристик как самого винта, так и отработки его взаимодействия с корпу­сом, для реальных АПЛ достигнуты значения пропульсивного коэффи­циента (характеризующего совершенство гребного винта и кормовых

обводов) 0,7—0,8, что близко к теоретически возможному для этого ко­эффициента пределу.

При высокой энерговооруженности 6—10 л.с./т (отношение мощ­ности АЭУ к надводному водоизмещению), характерной для современ­ных АПЛ, и указанных характеристиках сопротивления и движителей


Рис. 22. Малошумный гребной винт ПЛ ВМС Италии

скорости полного подводного хода достигают у современных много­целевых АПЛ 30—35 уз, у ракетных 22—24 уз. На некоторых АПЛ, в ос­новном, за счет повышения энерговооруженности (более 15 л.с./т) была достигнута скорость 40—45 уз.

Перерабатывая для создания упора значительную мощность (тыся­чи, а на полной скорости — десятки тысяч лошадиных сил), гребной винт является одним из сильных источников подводного шума. Поэтому на­ряду с совершенствованием пропульсивных качеств гребного винта боль­шое внимание уделяется его акустическим характеристикам. С после­дним связано, в частности, понижение оборотов (на малошумных ско­ростях до 8 уз винт имеет 30—50 об/мин), увеличение числа лопастей (наиболее распространены семилопастные винты) и выбор специаль­ной формы лопастей — так называемые саблевидные гребные винты или винты с большой откидкой контура лопастей. В результате этих мероп­риятий уровень шума гребного винта современных АПЛ, по крайней мере на малошумных скоростях, не является лимитирующим в сравне­нии с вкладом в акустическое поле других источников шума.


Рис. 23. Движитель насосного типа pamp-jet на торпеде (подобный применяемому на ПЛ)

В конце 70-х годов в связи с ужесточением требований к акусти­ческим характеристикам ПЛ, наряду с гребными винтами, начали при­меняться движители водометного типа. Один из таких движителей, на­званный pump-jet — движитель насосного типа, вероятно, представля­ющий собой многолопастный винт в насадке со спрямляющими поток специальными устройствами, использован на английских многоцеле­вых АПЛ типа «Trafalgar», французском ракетоносце «Le Triomphant» и, по некоторым сведениям, на новейшей американской многоцеле­вой АПЛ типа «Seawolf».

Для отработки движетеля АПЛ «Seawolf» (а также и для решения дру­гих задач) была использована самоходная автоматически управляемая модель этой ПЛ, выполненная в масштабе 1:4, длиной 27 м, водоизме­щением 150 т, с электродвигателем мощностью 3000 л. с.

Увеличение скоростей хода ПЛ, связанное с внедрением на них АЭУ, выдвинуло на начальном этапе создания АПЛ в число первоочередных проблему их управляемости. Теоретические и опытные работы, кото­рые включали натурные испытания, в частности, на упомянутой уже эк­спериментальной ПЛ «Albасоrе», а также использование крупномасш­табных автоматически управляемых самоходных моделей, позволили ре­шить эту проблему и обеспечили безопасную эксплуатацию АПЛ при всех скоростях хода. Работы проводились в двух основных направлени­ях: по углублению представлений в области гидромеханики скоростных ПЛ и по созданию алгоритмов и систем автоматического управления эти­ми ПЛ при маневрировании в толще воды.

В итоге были выработаны определенные критерии по устойчивости и управляемости, нормативы для назначения размеров, выбора профи­лей и места положения рулей и стабилизаторов, требования к скоростям перекладки рулей и т. д.

Наибольшее распространение на АПЛ получил рулевой комплекс, включающий кормовое крестообразное оперение с двумя парами верти­кальных и горизонтальных рулей и парой рубочных или носовых рулей. Необходимость наличия наряду с кормовыми горизонтальных рулей в носовой оконечности обусловлена требованием независимого управле­ния дифферентом и глубиной погружения и, в частности, бездифферент-ного погружения и всплытия, которое при одной паре кормовых горизон­тальных рулей не обеспечивается. Кроме того, при малых скоростях хода, ниже так называемой инверсионной скорости(1) (обычно 1,5—2 уз), уп­равление в вертикальной плоскости только кормовыми рулями затруд­нено, поскольку на инверсионной и меньших скоростях закон переклад­ки рулей меняется в сравнении со скоростями, большими, чем инверси­онные. Наличие двух пар горизонтальных рулей эту проблему снимает.

При разработке автоматических систем управления рулями мно­гое было заимствовано из авиации. Применение этих систем обеспе­чивает безопасность и повышает качество управления ПЛ. Они, в час­тности, позволяют удерживать ПЛ на заданном курсе и глубине, в том числе при выстреливании торпед и ракет, обеспечивают оптимальное по времени выполнение маневров при изменении курса и глубины без превышения допустимых значений крена и дифферента, а также про­странственное маневрирование. У современных АПЛ диаметр циркуля­ции (приближенно - диаметр окружности, близкой к кривой, по кото­рой движется ПЛ при повороте в горизонтальной плоскости на 180°)

составляет около 4-5 длин корпуса, кратковременный крен на цирку­ляции может достигать 30-35°, экстренные переходы по глубине ПЛ могут совершать с дифферентом до 20-30°, а маневр аварийного всплы­тия — и с большим дифферентом.

(1) Инверсионной называют такую скорость хода, при которой любая перекладка го­ризонтальных рулей не вызывает изменения траектории движения ПЛ.

Вперед
Оглавление
Назад


Главное за неделю