Какое давление в подводной лодке. Как устроена военная подводная лодка? Моторы и АКБ

К одним из самых больших в мире атомных подводных лодок можно с уверенностью отнести тяжёлые ракетные подводные крейсера стратегического назначения проекта 941 «Акула». Классификация НАТО – SSBN «Typhoon». В 1972 году после получения задания, в ЦКМБМТ «Рубин», приступили к разработке данного проекта.

История создания

В декабре 1972 года было выдано тактико-техническое задание на проектирование, С.Н. Ковалев был назначен главным конструктором проекта. Разработка и создание нового типа подводных крейсеров позиционировалось как ответ на строительство ПЛАРБ типа «Огайо» в США. На вооружении планировалось использовать твердотопливные трехступенчатые межконтинентальные баллистические ракеты Р-39 (РСМ-52), габариты этих ракет и обусловили размеры нового корабля. Если сравнивать с ракетами «Трайдент-I», которыми оснащены ПЛАРБ типа «Огайо», то ракета Р-39 обладает значительно лучшими характеристиками в дальности полета, забрасываемой массы и имеет 10 блоков, в то время как у «Трайдента» таких блоков 8. Но при этом Р-39 значительно превосходит размерами, она почти вдвое длиннее, и имеет массу втрое больше американского аналога. Компоновка РПКСН по стандартной схеме не подходила для размещения ракет столь большого размера. Решение о начале работ по строительству и проектированию стратегических ракетоносцев нового поколения было принято 19 декабря 1973 года.

В июне 1976 года на предприятии «Севмаш» была заложена первая лодка этого типа ТК-208, которая спущена на воду 23 сентября 1980 года (аббревиатура ТК означает «тяжелый крейсер»). Изображение акулы было нанесено в носовой части, ниже ватерлинии, перед спуском лодки на воду, позже на форме экипажа появились нашивки с акулой. 4 июля 1981 года головной крейсер вышел на морские испытания, на месяц ранее американской ПЛАРБ «Огайо», проект которой был запущен раньше. 12 декабря 1981 года вступила в строй ТК-208. В период с 1981 по 1989 год введено в строй и спущено на воду 6 лодок типа «Акула». Седьмой корабль данной серии так и не был заложен.

Более 1000 предприятий бывшего Союза обеспечивало строительство подводных лодок данного типа. 1219 сотрудников «Севмаша», участвовавших в создании корабля были награждены правительственными наградами.

Заявление о создании лодок серии «Акула» прозвучало на XXVI съезде КПСС от Брежнева, который заявил: У нас имеется система «Тайфун», аналогичная новой американской подводной лодке «Огайо» вооруженную ракетами «Трайдент-I». «Тайфуном» новая лодка «Акула» была названа умышленно, на тот момент холодная война еще не была окончена, для введения противника в заблуждение и прозвучало название «Тайфун».

В 1986 году был построен дизель-электрический транспорт-ракетовоз, водоизмещение которого составляло 16 000 тонн, количество принимаемых ракет на борт 16 БРПЛ. Транспорт получил название «Александр Брыкин» и был предназначен для обеспечения перезарядки ракетами и торпедами.

Длительный высокоширотный поход в Арктику был осуществлен в 1987 году лодкой ТК-17 «Симбирск». Во время этого похода была произведена неоднократная замена экипажей.

На ТК-17 «Архангельск» при проведении учебного пуска в шахте взорвалась и сгорела учебная ракета, пуски проводились в Белом море 27 сентября 1991 года. При взрыве сорвало крышку ракетной шахты и выброшена в море боевая часть ракеты. После этого инцидента лодка встала на небольшой ремонт, экипаж при взрыве не пострадал.

«Одновременный» пуск 20 ракет Р-39 прошел на испытаниях проводимых Северным флотом в 1998 году.

Особенности конструкции

Энергетическая установка на лодках данного типа выполнена в виде двух независимых эшелонов, которые расположены в прочных корпусах, корпуса эти разные. Для контроля состояния реакторов используется импульсная аппаратура, на случай потери электроснабжения реакторы оснащены системой автоматического гашения.

Еще на стадии проектирования в техническое задание был включен пункт о необходимости обеспечения безопасного радиуса, в связи с этим проведена разработка и ряд экспериментов, в опытных отсеках, методов расчета динамической прочности наиболее сложных узлов корпуса (крепление модулей, всплывающих камер и контейнеров, межкорпусные связи).

Так как стандартные цеха не подходили для постройки лодок типа «Акула», пришлось возводить новый цех за номером 55 на «Севмаше», который в настоящее время является одним из самых больших крытых эллингов в мире.

Подводные лодки типа «Акула» обладают достаточно большим запасом плавучести 40%. За то что половина водоизмещения на лодках этого типа приходится на балластную воду, они получили неофициальное название на флоте — «водовоз», еще одно неофициальное название «победа техники над здравым смыслом» было присвоено лодке в конкурирующем КБ «Малахит». Существенной причиной повлиявшей на принятие такого решения было требование обеспечить наименьшую осадку корабля. Данное требование было вполне обоснованно получением возможности использования уже существующих ремонтных баз и пирсов.

Именно большой запас плавучести вместе с достаточно прочной рубкой дают возможность проломать лед, толщина которого составляет до 2,5 метров, это позволяет вести боевое дежурство в северных широтах практически до северного полюса.

Корпус

Одной из особенностей конструкции лодки является наличие пяти обитаемых прочных корпусов внутри легкого корпуса. Два из которых, основные, их наибольший диаметр составляет 10 метров, расположены по принципу катамарана – параллельно друг другу. Ракетные шахты с ракетными комплексами Д-19 находятся в передней части корабля, между главными прочными корпусами.

Помимо этого, лодка оснащена тремя герметичными отсеками: торпедный отсек, отсек модуля управления с центральным постом и кормовой механический отсек. Такое размещение трех отсеков между основными корпусами лодки существенным образом повышает пожаробезопасность и живучесть лодки. Согласно мнению генерального конструктора С.Н. Ковалева:

«Произошедшее на «Курске» (проект 949А), на подводных лодках проекта 941, не могло привести к таким катастрофическим последствиям. Торпедный отсек на «Акуле» выполнен в виде отдельного модуля. В случае взрыва торпеды не могло произойти разрушения нескольких основных отсеков и гибели всего экипажа.»

Главное корпуса соединяются между собой тремя переходами: в носу, в центре и в корме. Переходы проходят через промежуточные отсеки капсулы. Количество водонепроницаемых отсеков на лодке – 19. Спасательные камеры, размещенные у основания рубки под ограждением выдвижных устройств, способны вместить весь экипаж. Количество спасательных камер -2.

Изготовление прочных корпусов осуществлялось из титановых сплавов, легкий корпус – стальной и имеет нерезонансное противолокационное и звукоизолирующее покрытие, вес которого составляет 800 тонн. Американские специалисты считают, что звукоизолирующим покрытием снабжены так же прочные корпуса лодки.

На корабле установлено развитое крестообразное кормовое оперение с горизонтальными рулями, которое имеет размещение непосредственно за винтами. Убирающимися выполнены передние горизонтальные рули.

Для осуществления возможности несения дежурства в северных широтах, ограждение рубки изготовлено очень прочным, имеющим способность проломать лед, толщина которого составляет от 2 до 2,5 метров (в зимний период толщина льда в Северном ледовитом океане может быть от 1,2 до 2 метров, иногда достигает 2,5 метров). Снизу поверхность льда составляют наросты в виде сосулек или сталактитов имеющих довольно большие размеры. Во время всплытия на лодке убираются носовые рули, а сама она прижимается к ледяному слою специально приспособленным для этого носом и рубкой, затем осуществляется резкий продув цистерны главного балласта.

Силовая установка

Проектирование главной ядерной энергетической установки осуществлено по блочному принципу. В главную установку входят два водо-водяных реактора на тепловых нейтронах ОК-650 тепловая мощность которых на валу составляет 2х50 000 л.с. а так же в обоих прочных корпусах расположены две паротурбинные установки, это значительным образом повышает живучесть лодки.

На лодках проекта «Акула» применяется двухкаскадная система резинокордной пневматической амортизации и блочная система механизмов и оборудования, что позволяет значительным образом улучшить виброизоляцию узлов и агрегатов, и таким образом снизить шумность лодки.

В качестве движителей используются два низкооборотных малошумных семилопастных гребных винта фиксированного шага. Для снижения уровня шума винты находятся в кольцевых обтекателях (фенестронах).

Система резервного средства движения включает в себя два электродвигателя постоянного тока по 190 кВт. При маневрировании в стесненных условиях на лодке используются подруливающее устройство, представляющее из себя две откидные колонки с электродвигателями по 750 кВт и поворотными гребными винтами. Эти устройства размещаются в носовой и кормовой части корабля.

Размещение экипажа

Размещение экипажа осуществляется в условиях повышенной комфортности. На подводных лодках проекта «Акула» предусмотрен салон для отдыха экипажа, плавательный бассейн размерами 4х2 метра глубина которого 2 метра, бассейн заполняется пресной либо соленой забортной водой с возможностью подогрева, спортзал, солярий, сауна, а так же «живой уголок». Размещение рядового состава происходит в маломестных кубриках, командный состав размещен в двух либо четырехместных каютах обеспеченных умывальниками, телевизорами и кондиционерами. Кают-компании две: одна для офицеров, а вторая для матросов и мичманов. За условия комфортности созданные на лодке, среди моряков она получила название «плавучий «Хилтон»».

Вооружение

Основным вооружением ТК являются 20 трехступенчатых твердотопливных баллистических ракет Р-39 «Вариант». Стартовая масса данных ракет вместе с пусковым контейнером составляет — 90 тонн, а длинна 17,1 м, это наибольшая стартовая масса из всех принятых на вооружение БРПЛ.

Ракеты имеют разделяющуюся боевую часть на 10 боеголовок с индивидуальным наведением, каждая по 100 килотонн в тротиловом эквиваленте, дальность полета ракет – 8 300 км. В связи с тем, что Р-39 имеют достаточно большие габариты, единственным их носителем являются лодки проекта 941 «Акула».

Испытания ракетного комплекса Д-19 проводились на специально переоборудованной дизельной субмарине К-153 (проект 619), на ней была размещена только одна шахта для Р-39, количество запусков бросковых макетов ограничено семью.

запуск ракеты Р-39 с подводной лодки проекта 941 «Акула»

С лодок проекта «Акула» может быть осуществлен старт всего боекомплекта одним залпом, интервал между стартом ракет минимальный. Запуск ракет можно осуществить из надводного и подводного положения, в случае запуска из подводного положения глубина погружения составляет до 55 метров, ограничения по погодным условиям для запуска ракет нет.

Использование амортизационной ракетно-стартовой системы АРСС позволяет осуществить старт ракеты с помощью порохового аккумулятора давления из сухой шахты, это в значительной мере уменьшает уровень предстартового шума, а так же сокращает интервал между запусками ракет. Одной из особенностей комплекса является подвешивание ракет у горловины шахты при помощи АРСС. На стадии проектирования было предусмотрено размещение боекомплекта из 24 ракет, однако решением главкома ВМФ СССР адмирала С.Г. Горшкова, число ракет было сокращено до 20.

Разработка нового усовершенствованного варианта ракеты Р-39УТТ «Барк» была начата после принятия постановления правительства в 1986 году. На новой модификации ракеты планировалось реализовать систему прохождения через лед, а так же увеличить дальность до 10 000 км. По плану, перевооружить ракетоносцы было необходимо до 2003 года к моменту истечения гарантийного ресурса ракет Р-39. Однако, испытания новых ракет прошли не удачно, после третьего пуска закончившегося провалом, в 1998 году Министерством обороны принято решение о прекращении работ над комплексом, к моменту принятия такого решения готовность комплекса составляла 73%. Разработка другой твердотопливной БРПЛ «Булава» была поручена Московскому институту теплотехники, разработавшему сухопутную МБР «Тополь-М».

Помимо стратегического вооружения, на лодках проекта 941 «Акула» размещено 6 торпедных аппаратов калибра 533 мм, которые могут быть использованы для постановки минных заграждений стрельбы ракето-торпедами и обычными торпедами.

Система противовоздушной обороны обеспечена восемью комплексами ПЗРК «Игла-1».

Лодки проекта «Акула» оснащены радиоэлектронным вооружением следующих типов:

«Омнибус» — боевая информационно-управляющая система;

аналоговый гидроакустический комплекс «Скат-КС» (на ТК-208 установлен цифровой «Скат-3»);

гидроакустическая станция миноискания МГ-519 «Арфа»;

эхоледомер МГ-518 «Север»;

радиолокационный комплекс МРКП-58 «Буран»;

навигационный комплекс «Симфония»;

комплекс радиосвязи «Молния-Л1» с системой спутниковой связи «Цунами»;

телевизионный комплекс МТК-100;

две антенны буйкового типа, позволяют принимать радиосообщения, целеуказания и сигналы спутниковой навигации при нахождении на глубине до 150 м и подо льдами.

Интересные факты

Впервые размещение ракетных шахт впереди рубки осуществлено на лодках проекта «Акула»

За освоение уникального корабля звание Героя Советского союза было присвоено Командиру первого ракетного крейсера капитану 1 ранга А. В. Ольховникову в 1984 году

Корабли проекта «Акула» занесены в книгу рекордов Гинеса

Кресло командира в центральном посту находится в неприкосновенности, исключения нет ни для кого, ни для командиров дивизии, флота или флотилии и даже министра обороны.

Принципы действия и устройство подводной лодки рассматриваются вместе, так как они тесно связаны. Определяющим является принцип подводного плавания. Отсюда, основные требования к ПЛ это:

выдерживать давление воды в подводном положении, то есть обеспечивать прочность и водонепроницаемость корпуса.
обеспечивать управляемые погружение, всплытие, и смену глубины.
иметь оптимальное с точки зрения ходкости обтекание
сохранять работоспособность (боеспособность) во всём диапазоне эксплуатации по физическим, климатическим условиям и условиям автономности.

Прочность и водонепроницаемость

Обеспечение прочности является самой трудной задачей, и потому главное внимание уделяется ей. В случае двухкорпусной конструкции давление воды (избыточные 1 кгс/см² на каждые 10 м глубины) принимает на себя прочный корпус , имеющий оптимальную форму для противостояния давлению. Обтекание обеспечивается лёгким корпусом . В ряде случаев при однокорпусной конструкции прочный корпус имеет форму одновременно удовлетворяющую и условиям противостояния давлению, и условиям обтекаемости. Например, такую форму имел корпус подводной лодки Джевецкого , или британской сверхмалой субмарины X-Craft .

Прочный корпус (ПК)

От того, насколько прочен корпус, какое давление воды он может выдерживать, зависит важнейшая тактическая характеристика ПЛ - глубина погружения. Глубина определяет скрытность и неуязвимость лодки, чем больше глубина погружения, тем сложнее обнаружить лодку и тем сложнее поразить её. Наиболее важны рабочая глубина - максимальная глубина, на которой лодка может находиться неограниченно долго без возникновения остаточных деформаций, и предельная глубина - максимальная глубина, на которую лодка ещё может погружаться без разрушения, пусть и с остаточными деформациями.

Разумеется, прочность должна сопровождаться водонепроницаемостью. Иначе лодка, как и всякий корабль, просто не сможет плавать.

Перед выходом в море или перед походом, в ходе пробного погружения, на ПЛ проверяется прочность и герметичность прочного корпуса. Непосредственно перед погружением из лодки с помощью компрессора (на дизельных ПЛ - главного дизеля) частью откачивается воздух, чтобы создать разрежение. Подается команда «слушать в отсеках». Одновременно следят за отсечным давлением. Если слышен характерный свист воздуха, и/или давление быстро восстанавливается до атмосферного, прочный корпус негерметичен. После погружения в позиционное положение подается команда «осмотреться в отсеках», и корпус и арматура визуально проверяются на течи.

Лёгкий корпус (ЛК)

Обводы лёгкого корпуса обеспечивают оптимальное обтекание на расчётном ходу. В подводном положении внутри лёгкого корпуса находится вода, - внутри и снаружи него давление одинаково и ему нет надобности быть прочным, отсюда его название. В легком корпусе располагают оборудование, не требующее изоляции от забортного давления: балластные и топливные (на дизельных ПЛ) цистерны, антенны ГАС , тяги рулевого устройства.

Типы конструкции корпуса

Однокорпусные : цистерны главного балласта (ЦГБ) находятся внутри прочного корпуса. Лёгкий корпус только в оконечностях. Элементы набора, подобно надводному кораблю, находятся внутри прочного корпуса. Достоинства такой конструкции: экономия размеров и веса, соответственно меньшие потребные мощности главных механизмов, лучшая подводная маневренность. Недостатки: уязвимость прочного корпуса, малый запас плавучести, необходимость выполнять ЦГБ прочными. Исторически, первые ПЛ были однокорпусными. Большинство американских АПЛ также однокорпусные.

Двухкорпусные (ЦГБ внутри лёгкого корпуса, лёгкий корпус полностью закрывает прочный): у двухкорпусных ПЛ элементы набора обычно находятся снаружи прочного корпуса, чтобы сэкономить место внутри. Достоинства: повышенный запас плавучести, более живучая конструкция. Недостатки: увеличение размеров и веса, усложнение балластных систем, меньшая маневренность, в том числе при погружении и всплытии. По такой схеме построено большинство русских/советских лодок. Для них стандартное требование - обеспечение непотопляемости при затоплении любого отсека и прилегающих к нему ЦГБ.

Полуторакорпусные : (ЦГБ внутри лёгкого корпуса, лёгкий корпус частично закрывает прочный). Достоинства полуторакорпусных ПЛ: хорошая маневренность, сокращенное время погружения при достаточно высокой живучести. Недостатки: меньший запас плавучести, необходимость помещать больше систем в прочный корпус. Такой конструкцией отличались средние ПЛ времен Второй мировой войны , например, немецкие типа VII , и первые послевоенные, например, тип «Гуппи», США.

Надстройка

Надстройка формирует дополнительный объём над ЦГБ и/или верхнюю палубу ПЛ, для использования в надводном положении. Выполняется лёгкой, в подводном положении заполняется водой. Может играть роль дополнительной камеры над ЦГБ, страхующей цистерны от аварийного заполнения. В ней же располагают устройства, не требующие водонепроницаемости: швартовное, якорное, аварийные буи. В верхней части цистерн находятся клапаны вентиляции (КВ), под ними - аварийные захлопки (АЗ). Иначе их называют первыми и вторыми запорами ЦГБ.

Прочная рубка

Устанавливается на прочном корпусе сверху. Выполняется водонепроницаемой. Является шлюзом для доступа в ПЛ через главный люк, спасательной камерой, а часто и боевым постом. Имеет верхний и нижний рубочный люк . Через неё же обычно пропущены шахты перископов . Прочная рубка обеспечивает дополнительную непотопляемость в надводном положении - верхний рубочный люк высоко над ватерлинией , опасность заливания ПЛ волной меньше, повреждение прочной рубки не нарушает герметичности прочного корпуса. При действии под перископом рубка позволяет увеличить его вылет - высоту головки над корпусом, - и тем самым увеличить перископную глубину. Тактически это выгоднее - срочное погружение из-под перископа происходит быстрее.

Ограждение рубки

Когда требуется срочное погружение, используют цистерну быстрого погружения (ЦБП, иногда называется цистерной срочного погружения). Её объём не входит в расчётный запас плавучести, то есть приняв в неё балласт, лодка становится тяжелее окружающей воды, что помогает «провалиться» на глубину. После этого, разумеется, цистерна быстрого погружения немедленно продувается. Она находится в прочном корпусе и выполняется прочной.

В боевой обстановке (в том числе на боевой службе и в походе) немедленно после всплытия лодка принимает воду в ЦБП, и компенсирует её вес, поддувая главный балласт - сохраняя некоторое избыточное давление в ЦГБ. Таким образом, лодка находится в немедленной готовности к срочному погружению.

Среди важнейших специальных цистерн - следующие.

Торпедо- и ракетозаместительные цистерны

Чтобы сохранить общую нагрузку после выхода торпед или ракет из ТА / шахт, и предотвратить самопроизвольное всплытие, поступившую в них воду (около тонны на каждую торпеду, десятки тонн на ракету) не откачивают за борт, а сливают в специально предназначенные цистерны. Это позволяет не нарушать работы с ЦГБ и ограничить объём уравнительной цистерны.

Если попытаться компенсировать вес торпед и ракет за счёт главного балласта, тот должен быть переменным, то есть в ЦГБ должен оставаться пузырь воздуха, а он «гуляет» (подвижен) - наихудшая для дифферентовки ситуация. Погруженная ПЛ при этом практически теряет управляемость , по выражению одного автора, «ведет себя как взбесившаяся лошадь». В меньшей степени это справедливо и для уравнительной цистерны. Но главное, если ею компенсировать большие грузы, придется увеличить её объём, а значит, количество сжатого воздуха, необходимого для продувания. А запас сжатого воздуха на лодке - самое ценное, его всегда мало и он трудно восполним.

Цистерны кольцевого зазора

Между торпедой (ракетой) и стенкой торпедного аппарата (шахты) всегда имеется зазор, особенно в головной и хвостовой частях. Перед выстрелом наружную крышку торпедного аппарата (шахты) нужно открыть. Сделать это можно, только сравняв давление за бортом и внутри, то есть заполнив ТА (шахту) водой, сообщающейся с забортной. Но если впустить воду непосредственно из-за борта, дифферентовка будет сбита - прямо перед выстрелом.

Чтобы этого избежать, воду, необходимую для заполнения зазора, хранят в специальных цистернах кольцевого зазора (ЦКЗ). Они находятся вблизи ТА или шахт, и заполняются из уравнительной цистерны. После этого для выравнивания давления достаточно перепустить воду из ЦКЗ в ТА и открыть забортный клапан.

Энергетика и живучесть

Заполнение и продувка цистерн, выстрел торпед или ракет, движение и вентиляция требуют затрат энергии.

Соответственно, без энергии лодка не может не только двигаться, но сколько-нибудь долго сохранять способность «плавать и стрелять». То есть, энергетика и живучесть - две стороны одного процесса.

Если с движением можно подобрать традиционные для корабля решения - использовать энергию сжигаемого топлива (если для этого достаточно кислорода), или энергию расщепления атома, то для действий, свойственных только подводной лодке, нужны другие источники энергии. Даже ядерный реактор, дающий практически неограниченный её источник, имеет недостаток - он вырабатывает её только в определённом темпе, и очень неохотно темп меняет. Попытаться получить с него больше мощности значит рисковать, что реакция выйдет из-под контроля - этакий ядерный мини-взрыв.

Значит, нужен какой-то способ запасать энергию, и быстро высвобождать по мере надобности. И сжатый воздух с зарождения подводного плавания остаётся самым лучшим способом. Единственный серьёзный недостаток его в ограниченности запасов. Баллоны для хранения воздуха имеют немалый вес, и тем больше, чем больше давление в них. Это и ставит предел запасам.

Воздушная система

Сжатый воздух является вторым по значению источником энергии на лодке и, во вторую очередь, даёт запас кислорода. С его помощью производится множество эволюций - от погружения и всплытия до удаления из лодки отходов.

Например, бороться с аварийным затоплением отсеков можно подачей в них сжатого воздуха. Торпеды и ракеты выстреливаются тоже воздухом - по сути, продуванием ТА или шахт.

Воздушная система подразделяется на систему воздуха высокого давления (ВВД) давлением 200-400 кг/см 2 (в зависимости от типа ПЛ), воздуха среднего давления (ВСД) давлением 6-30 кг/см 2 и воздуха низкого давления (ВНД).

Система ВВД является среди них главной. Хранить сжатый воздух выгоднее под высоким давлением - занимает меньше места и аккумулирует больше энергии. Поэтому его хранят в баллонах ВВД, а в другие подсистемы отпускают через редукторы давления.

Пополнение запасов ВВД - долгая и энергоёмкая операция. И конечно, она требует доступа к атмосферному воздуху. Учитывая, что современные лодки большую часть времени проводят под водой, и на перископной глубине стараются тоже не задерживаться, возможностей для пополнения не так много. Сжатый воздух приходится буквально рационировать, и обычно следит за этим лично старший механик (командир БЧ-5). Избытки углекислого газа, выделяемого при дыхании, удаляются из воздуха в установках химической регенерации воздуха (скрубберах), включенных в систему вентиляции и рециркуляции воздуха.

На атомных подводных лодках используются установки автономной генерации кислорода для дыхания, с помощью электролиза забортной морской воды . Эта система позволяет атомным подводным лодкам длительное время (неделями) не всплывать на поверхность для пополнения запаса воздуха.

На некоторых современных неатомных подводных лодках Швеции и Японии применяется воздухонезависимый двигатель Стирлинга , работающий на жидком кислороде, который в дальнейшем используется для дыхания. Подводные лодки, оснащенные данной системой, могут до 20 дней непрерывно находиться под водой.

Движение

Движение, или ход ПЛ - главный потребитель энергии. В зависимости от того, как обеспечивается надводный и подводный ход, все ПЛ можно разделить на два больших типа: с раздельным или с единым двигателем .

Раздельным называется двигатель, который используется только для надводного или только для подводного хода. Единым , соответственно, называется двигатель, который годится для обоих режимов.

Исторически первым двигателем ПЛ был человек. Своей мускульной силой он приводил лодку в движение как на поверхности, так и под водой, то есть был единым двигателем.

Поиск более мощных и дальноходных двигателей был прямо связан с развитием техники вообще. Он прошёл через паровую машину и различные типы двигателей внутреннего сгорания к дизелю . Но все они имеют общий недостаток - зависимость от атмосферного воздуха. Неизбежно возникает раздельность , то есть нужда во втором двигателе, для подводного хода. Дополнительное требование к двигателям подводных лодок - низкий уровень производимого шума. Бесшумность подлодки в режиме подкрадывания необходима для сохранения её незаметности от противника при выполнении боевых задач в непосредственной близости от него.

Традиционно двигателем подводного хода был и остаётся электромотор , питающийся от аккумуляторной батареи. Он воздухонезависим, достаточно безопасен и приемлем по весу и габаритам. Однако и тут есть серьёзный недостаток - малая ёмкость батареи. Поэтому запас непрерывного подводного хода ограничен. Мало того, он зависит от режима использования. Типичной дизель-электрической ПЛ требуется подзаряжать батарею после каждые 300-350 миль экономического хода или каждые 20-30 миль полного хода. Иными словами, лодка может пройти без подзарядки 3 и более суток со скоростью в 2-4 узла либо час-полтора со скоростью более 20 узлов. Поскольку вес и объём дизельной ПЛ ограничены, дизель и электромотор выступают в нескольких ролях. Дизель может быть двигателем или поршневым компрессором , если его вращает электромотор. Тот, в свою очередь, может быть электрическим генератором , когда его вращает дизель, или двигателем, когда работает на винт.

Основной проблемой хранения и передачи электроэнергии является сопротивление элементов ЭЭС. В отличие от наземных агрегатов, сопротивление в условиях высокой влажности и насыщенности оборудованием ПЛ - величина сильно переменная. Одной из постоянных задач команды электриков является контроль изоляции и восстановление её сопротивления до штатного.

Второй серьёзной проблемой является состояние аккумуляторных батарей. В результате химической реакции в них генерируется тепло и выделяется водород . Если свободный водород накопится в определённой концентрации (около 4 %), он образует с кислородом воздуха гремучую смесь , способную взрываться не хуже глубинной бомбы. Перегретая же батарея в тесном трюме служит причиной весьма характерного для лодок ЧП - пожара в аккумуляторной яме.

При попадании в батарею морской воды выделяется хлор , образующий крайне ядовитые и взрывоопасные соединения. Смесь водорода с хлором взрывается даже от света. Учитывая, что вероятность попадания забортной воды в помещения лодки всегда высока, требуется постоянный контроль за содержанием хлора и вентилирование аккумуляторных ям.

В подводном положении для связывания водорода используются приборы беспламенного (каталитического) дожигания водорода - КПЧ, устанавливаемые в отсеках подводной лодки и печи дожига водорода, встроенные в систему вентиляции аккумуляторной батареи. Полное удаление водорода возможно только вентилированием АБ. Поэтому на ходовой лодке даже в базе несётся вахта в центральном посту и в посту энергетики и живучести (ПЭЖ). Одна из её задач - контроль содержания водорода и вентилирование аккумуляторной батареи.

Топливная система

На дизель-электрических, и в меньшей степени, на атомных ПЛ используется дизельное топливо - соляр. Объём хранимого топлива может составлять до 30 % водоизмещения. Причём это переменный запас, а значит он представляет серьёзную задачу при расчёте дифферентовки.

Соляр достаточно легко отделяется от морской воды отстаиванием, при этом практически не смешивается, поэтому применяют такую схему. Топливные цистерны располагаются в нижней части лёгкого корпуса. По мере расходования топлива оно замещается забортной водой. Поскольку разница плотностей соляра и воды примерно 0,8 к 1,0, соблюдается порядок расходования, например: носовая цистерна левого борта, затем кормовая правого, затем носовая цистерна правого, и так далее, чтобы изменения в дифферентовке были минимальны.

На некоторых неатомных подводных лодках 5-го поколения в качестве привода установлен воздухонезависимый двигатель Стирлинга , работающий на жидком кислороде, который в дальнейшем используется для дыхания. Система позволяет достичь высокой скрытности, лодка до 20 суток может не подниматься на поверхность.

Водоотливная система

Как следует из названия, предназначена для удаления воды из ПЛ. Состоит из насосов (помп), трубопроводов и арматуры. Имеет водоотливные помпы для быстрой откачки больших количеств воды, и осушительные для полного её удаления.

Основу её составляют центробежные помпы, с большой производительностью. Поскольку их подача зависит от противодавления, и значит, падает с глубиной, то имеются и помпы, подача которых от противодавления не зависит - поршневые. Например, на ПЛ проекта 633 производительность водоотливных средств на поверхности составляет 250 м³/ч, на рабочей глубине 60 м³/ч.

Противопожарная система

Противопожарная система ПЛ состоит из подсистем четырёх видов. По сути лодка имеет четыре независимых системы тушения:

Система объёмного химического пожаротушения (СХП);
Система воздушно-пенного пожаротушения (ВПЛ);
Система водяного пожаротушения;
Огнетушители и противопожарное имущество (асбестовое полотно, брезент и т. п).

При этом, в отличие от стационарных, наземных систем, водяное тушение не является основным. Наоборот, руководство по борьбе за живучесть (РБЖ ПЛ), нацеливает на использование в первую очередь объёмной и воздушно-пенной систем. Причина этому - большая насыщенность ПЛ оборудованием, а значит, высокая вероятность повреждений от воды, коротких замыканий, выделения вредных газов.

Кроме того, имеются системы предотвращения пожаров:

система орошения шахт (контейнеров) ракетного оружия - на ракетных ПЛ;
система орошения боеприпаса, хранящегося на стеллажах в отсеках ПЛ;
система орошения межотсечных переборок;

Система объёмного химического пожаротушения (ЛОХ)

Лодочная объёмная химическая (ЛОХ) система предназначена для тушения пожаров в отсеках ПЛ (кроме пожаров порохов, взрывчатых веществ и двухкомпонентного ракетного топлива). Основана на прерывании цепной реакции горения при участии кислорода воздуха гасящим агентом на основе фреона. Основное её достоинство - универсальность. Однако запас фреона ограничен, и потому использование ЛОХ рекомендуется только в определённых случаях.

Система воздушно-пенного пожаротушения (ВПЛ)

Воздушно-пенная лодочная (ВПЛ) система предназначена для тушения небольших местных возгораний в отсеках:

электрооборудования, находящегося под напряжением;
скопившегося в трюме топлива, масла или других легковоспламеняющихся жидкостей;
материалов в аккумуляторной яме;
ветоши, деревянной обшивки, теплоизоляционных материалов.

Система водяного пожаротушения

Система предназначена для тушения пожара в надстройке ПЛ и ограждении рубки, а также пожаров топлива, пролитого на воде вблизи ПЛ. Иными словами, не предназначена для тушения внутри прочного корпуса ПЛ.

Огнетушители и пожарное имущество

Предназначены для тушения возгораний ветоши, деревянной обшивки, электроизоляционных и теплоизоляционных материалов и обеспечения действий личного состава при тушении пожара. Иначе говоря, играют вспомогательную роль в случаях, когда использование централизованных систем пожаротушения затруднено или невозможно.

У меня на «Малютке» служил старшина торпедистов, весом более 120 кг. Однажды, когда воды в дифферентных цистернах не хватило, я производил дифферентовку, командуя: «Товарищ мичман, пройдите, пожалуйста, в первый отсек и сидите там».

Корабельный устав ВМФ. Глава 1. Основы организация корабля. ст. 22, 28-32. Боевые расписания, боевые инструкции

Инфантьев В. Н. По местам стоять, к погружению! Научно-художественная книга. - Л., 1977.

Именно так обстояло дело на самых первых подводных лодках, что для многих из них оказалось фатальным - при малейшей неравномерности заполнения ЦГБ при погружении ПЛ теряли продольную остойчивость и проваливались на глубину носом или кормой вперёд; то же самое происходило и на ходу в подводном положении из-за свободного перетекания воды в частично заполненных ЦГБ, что вынуждало постоянно действовать горизонтальным и рулями, в результате чего лодка двигалась по своеобразной «синусоиде». Только на рубеже XIX и XX веков американским конструктором ирландского происхождения Холландом были применены расположенные по бокам от прочного корпуса U-образные ЦГБ, при погружении в позиционное положение заполняющиеся водой до верха, без остаточного «пузыря» воздуха, что лишало воду в них способности свободно переливаться и тем самым нарушать дифферентовку. Это в решающей степени позволило решить проблемы с продольной центровкой ПЛ и способностью держать заданную глубину, тем самым перейти от отдельных опытов к строительству настоящих боевых подводных кораблей.
Литература

Принципы и устройство подводной лодки

выдерживать давление воды в подводном положении, то есть обеспечивать прочность и водонепроницаемость корпуса.
обеспечивать управляемые погружение, всплытие, и смену глубины.
иметь оптимальное с точки зрения ходкости обтекание
сохранять работоспособность (боеспособность) во всём диапазоне эксплуатации по физическим, климатическим условиям и условиям автономности.

Устройство одной из первых субмарин, «Пионер», 1862

Схема устройства подводной лодки

Прочность и водонепроницаемость

Прочный корпус (ПК)

От того, насколько прочен корпус, какое давление воды он может выдерживать, зависит важнейшая тактическая характеристика ПЛ - глубина погружения. Глубина определяет скрытность и неуязвимость лодки, чем больше глубина погружения, тем сложнее обнаружить лодку и тем сложнее поразить её. Наиболее важны рабочая глубина - максимальная глубина, на которой лодка может находиться неограниченно долго без возникновения остаточных деформаций, и предельная глубина - максимальная глубина, на которую лодка еще может погружаться без разрушения, пусть и с остаточными деформациями.

Лёгкий корпус (ЛК)

Обводы легкого корпуса обеспечивают оптимальное обтекание на расчетном ходу. В подводном положении внутри легкого корпуса находится вода, - внутри и снаружи него давление одинаково и ему нет надобности быть прочным, отсюда его название. В легком корпусе располагают оборудование, не требующее изоляции от забортного давления: балластные и топливные (на дизельных ПЛ) цистерны, антенны ГАС , тяги рулевого устройства.

Типы конструкции корпуса

Однокорпусные: цистерны главного балласта (ЦГБ) находятся внутри прочного корпуса. Легкий корпус только в оконечностях. Элементы набора, подобно надводному кораблю, находятся внутри прочного корпуса.
Достоинства такой конструкции: экономия размеров и веса, соответственно меньшие потребные мощности главных механизмов, лучшая подводная маневренность.
Недостатки: уязвимость прочного корпуса, малый запас плавучести, необходимость выполнять ЦГБ прочными.
Исторически, первые ПЛ были однокорпусными. Большинство американских АПЛ также однокорпусные.

Двухкорпусные: (ЦГБ внутри легкого корпуса, легкий корпус полностью закрывает прочный). У двухкорпусных ПЛ элементы набора обычно находятся снаружи прочного корпуса, чтобы сэкономить место внутри.
Достоинства: повышенный запас плавучести, более живучая конструкция.
Недостатки: увеличение размеров и веса, усложнение балластных систем, меньшая маневренность, в том числе при погружении и всплытии.
По такой схеме построено большинство русских/советских лодок. Для них стандартное требование - обеспечение непотопляемости при затоплении любого отсека и прилегающих к нему ЦГБ.

Полуторакорпусные: (ЦГБ внутри легкого корпуса, легкий корпус частично закрывает прочный).
Достоинства полуторакорпусных ПЛ: хорошая маневренность, сокращенное время погружения при достаточно высокой живучести.
Недостатки: меньший запас плавучести, необходимость помещать больше систем в прочный корпус.
Такой конструкцией отличались средние ПЛ времен Второй мировой войны , например немецкие типа VII , и первые послевоенные, например тип «Гуппи», США.

Надстройка

Надстройка формирует дополнительный объем над ЦГБ и/или верхнюю палубу ПЛ, для использования в надводном положении. Выполняется лёгкой, в подводном положении заполняется водой. Может играть роль дополнительной камеры над ЦГБ, страхующей цистерны от аварийного заполнения. В ней же располагают устройства, не требующие водонепроницаемости: швартовное, якорное, аварийные буи. В верхней части цистерн находятся клапана вентиляции (КВ), под ними - аварийные захлопки (АЗ). Иначе их называют первыми и вторыми запорами ЦГБ.

Прочная рубка (вид через нижний рубочный люк)

Прочная рубка

Устанавливается на прочном корпусе сверху. Выполняется водонепроницаемой. Является шлюзом для доступа в ПЛ через главный люк, спасательной камерой, а часто и боевым постом. Имеет верхний и нижний рубочный люк . Через нее же обычно пропущены шахты перископов . Прочная рубка обеспечивает дополнительную непотопляемость в надводном положении - верхний рубочный люк высоко над ватерлинией , опасность заливания ПЛ волной меньше, повреждение прочной рубки не нарушает герметичности прочного корпуса. При действии под перископом рубка позволяет увеличить его вылет - высоту головки над корпусом, - и тем самым увеличить перископную глубину. Тактически это выгоднее - срочное погружение из-под перископа происходит быстрее.

Ограждение рубки

Реже - ограждение выдвижных устройств. Устанавливается вокруг прочной рубки, чтобы улучшить обтекание ее и выдвижных устройств. Оно же формирует ходовой мостик. Выполняется легким.

Погружение и всплытие

Когда требуется срочное погружение, используют цистерну быстрого погружения (ЦБП, иногда называется цистерной срочного погружения). Ее объем не входит в расчетный запас плавучести, то есть приняв в нее балласт, лодка становится тяжелее окружающей воды, что помогает «провалиться» на глубину. После этого, разумеется, цистерна быстрого погружения немедленно продувается. Она находится в прочном корпусе и выполняется прочной.

В боевой обстановке (в том числе на боевой службе и в походе) немедленно после всплытия лодка принимает воду в ЦБП, и компенсирует ее вес, поддувая главный балласт - сохраняя некоторое избыточное давление в ЦГБ. Таким образом, лодка находится в немедленной готовности к срочному погружению.

Среди важнейших специальных цистерн :

Торпедо- и ракетозаместительные цистерны.

Если попытаться компенсировать вес торпед и ракет за счет главного балласта, тот должен быть переменным, то есть в ЦГБ должен оставаться пузырь воздуха, а он «гуляет» (подвижен) - наихудшая для дифферентовки ситуация. Погруженная ПЛ при этом практически теряет управляемость , по выражению одного автора, «ведет себя как взбесившаяся лошадь». В меньшей степени это справедливо и для уравнительной цистерны. Но главное, если ею компенсировать большие грузы, придется увеличить ее объем, а значит, количество сжатого воздуха, необходимого для продувания. А запас сжатого воздуха на лодке - самое ценное, его всегда мало и он трудно восполним.

Цистерны кольцевого зазора

Чтобы этого избежать, воду, необходимую для заполнения зазора, хранят в специальных цистернах кольцевого зазора (ЦКЗ). Они находятся вблизи ТА или шахт, и заполняются из уравнительной цистерны. После этого для выравнивания давления достаточно перепустить воду из ЦКЗ в ТА, и открыть забортный клапан.

Энергетика и живучесть

Понятно, что ни заполнение и продувка цистерн, ни выстрел торпед или ракет, ни движение или даже вентиляция не происходят сами собой. Подводная лодка - не квартира, где можно открыть форточку, и свежий воздух сам заменит использованный. На все это нужны затраты энергии.

Если с движением можно подобрать традиционные для корабля решения - использовать энергию сжигаемого топлива (если для этого достаточно кислорода), или энергию расщепления атома, то для действий, свойственных только подводной лодке, нужны другие источники энергии. Даже ядерный реактор, дающий практически неограниченный ее источник, имеет недостаток - он вырабатывает её только в определённом темпе, и очень неохотно темп меняет. Попытаться получить с него больше мощности значит рисковать, что реакция выйдет из-под контроля - этакий ядерный мини-взрыв.

Воздушная система

Основная статья: Воздушная система

Воздушная система подразделяется на систему воздуха высокого давления (ВВД), воздуха среднего давления (ВСД) и воздуха низкого давления (ВНД).

Движение

Исторически первым двигателем ПЛ был человек. Своей мускульной силой он приводил лодку в движение как на поверхности, так и под водой. То есть, был единым двигателем.

Традиционно двигателем подводного хода был и остаётся электромотор , питающийся от аккумуляторной батареи. Он воздухонезависим, достаточно безопасен и приемлем по весу и габаритам. Однако и тут есть серьёзный недостаток - малая ёмкость батареи. Поэтому запас непрерывного подводного хода ограничен. Мало того, он зависит от режима использования. Типичной дизель-электрической ПЛ требуется подзаряжать батарею после каждых 300÷350 миль экономического хода, или каждых 20÷30 миль полного хода. Иными словами, лодка может пройти без подзарядки 3 и более суток со скоростью в 2÷4 узла, или час-полтора со скоростью более 20 узлов. Поскольку вес и объём дизельной ПЛ ограничены, дизель и электромотор выступают в нескольких ролях. Дизель может быть двигателем, или поршневым компрессором , если его вращает электромотор. Тот, в свою очередь, может быть генератором , когда его вращает дизель, или двигателем, когда работает на винт.

Были попытки создать единый парогазовый двигатель. Немецкие ПЛ Вальтера использовали в качестве топлива концентрированную перекись водорода . Она оказалась слишком взрывоопасной, дорогой и нестабильной для широкого применения.

Только с созданием пригодного для ПЛ ядерного реактора появился поистине единый двигатель, дающий ход в любом положении неограниченно долго. Поэтому возникло деление подводных лодок на атомные и неатомные .

Существуют ПЛ с неатомным единым двигателем. Например, шведские лодки типа «Наккен» с двигателем Стирлинга . Однако они лишь удлинили время подводного хода, не избавив лодку от необходимости всплывать для пополнения запасов кислорода. Широкого применения этот двигатель пока не нашёл.

Электро-энергетическая Система (ЭЭС)

Основными элементами системы являются генераторы , преобразователи , хранилища, проводники и потребители энергии.

Поскольку большинство ПЛ в мире - дизель-электрические, они имеют характерные особенности в схеме и составе ЭЭС. В классической системе дизель-электрической ПЛ электромотор используется как обратимая машина, то есть может потреблять ток для движения, или вырабатывать его для зарядки. В такой системе имеются:

Главный дизель . Является двигателем надводного хода и приводом генератора. Также играет второстепенную роль как поршневой компрессор . Главный распределительный щит (ГРЩ). Преобразует ток генератора в постоянный ток зарядки АБ или наоборот, и раздаёт энергию потребителям. Гребной электродвигатель (ГЭД). Основным его назначением является работа на винт. Может также играть роль генератора . Аккумуляторная батарея (АБ). Запасает и хранит электроэнергию от генератора, выдаёт её для расходования когда генератор не работает - прежде всего под водой. Электроарматура . Кабеля , прерыватели, изоляторы . Их назначение - связь остальных элементов системы, передача энергии потребителям и предотвращение её утечек.

Для такой ПЛ характерными режимами являются:

Винт-зарядка . Дизель одного борта вращает гребной винт, дизель другого работает на генератор, заряжая АБ.
Винт-расход . Дизель одного борта вращает гребной винт, дизель другого работает на генератор, который снабжает потребителей.
Частичное электродвижение . Дизеля работают на генератор, часть энергии которого потребляется электродвигателем, другая часть идёт на зарядку АБ.
Полное электродвижение . Дизеля работают на генератор, вся энергия которого потребляется электродвигателем.

В некоторых случаях в системе имеются ещё отдельные дизель-генераторы (ДГ) и электродвигатель экономического хода (ЭДЭХ). Последний используется для малошумного экономичного режима «подкрадывания» к цели.

Второй серьёзной проблемой является состояние аккумуляторных батарей. В результате химической реакции в них генерируется тепло и выделяется водород . Если свободный водород накопится в определённой концентрации, он образует с кислородом воздуха гремучую смесь, способную взрываться не хуже глубинной бомбы. Перегретая же батарея в тесном трюме служит причиной весьма характерного для лодок ЧП - пожара в аккумуляторной яме.

Топливная система

Соляр достаточно легко отделяется от морской воды отстаиванием, при этом практически не смешивается, поэтому применяют такую схему. Топливные цистерны располагаются в нижней части лёгкого корпуса. По мере расходования топлива оно замещается забортной водой. Поскольку разница плотностей соляра и воды примерно 0,8 к 1.0, соблюдается порядок расходования, например: носовая цистерна левого борта, затем кормовая правого, затем носовая цистерна правого, и так далее, чтобы изменения в дифферентовке были минимальны.

Водоотливная система

Основу её составляют центробежные помпы, с большой производительностью. Поскольку их подача зависит от противодавления, и значит, падает с глубиной, то имеются и помпы, подача которых от противодавления не зависит - поршневые. Например, на ПЛ пр.633 производительность водоотливных средств на поверхности составляет 250 м³/ч, на рабочей глубине 60 м³/ч.

Противопожарная система

Противопожарная система ПЛ состоит из подсистем четырёх видов. По сути, лодка имеет четыре независимых системы тушения :

Система воздушно-пенного пожаротушения (ВПЛ);
Система водяного пожаротушения;
Огнетушители и противопожарное имущество (асбестовое полотно, брезент и т. п).

Кроме того, имеются системы предотвращения пожаров:

система орошения шахт (контейнеров) ракетного оружия - на ракетных ПЛ;
система орошения боеприпаса, хранящегося на стеллажах в отсеках ПЛ;
система орошения межотсечных переборок;

Cистема объёмного химического пожаротушения (ЛОХ)

Система Лодочная, Объёмная, Химическая (ЛОХ) предназначена для тушения пожаров в отсеках ПЛ (кроме пожаров порохов, взрывчатых веществ и двухкомпонентного ракетного топлива). Основана на прерывании цепной реакции горения при участии кислорода воздуха гасящим агентом на основе фреона. Основное её достоинство - универсальность. Однако запас фреона ограничен, и потому использование ЛОХ рекомендуется только в определённых случаях.

Система воздушно-пенного пожаротушения (ВПЛ)

Система Воздушно-пенная, Лодочная (ВПЛ) предназначена для тушения небольших местных возгораний в отсеках:

электрооборудования, находящегося под напряжением;
скопившегося в трюме топлива, масла или других легковоспламеняющихся жидкостей;
материалов в аккумуляторной яме;
ветоши, деревянной обшивки, теплоизоляционных материалов.

Система водяного пожаротушения

Огнетушители и пожарное имущество

Все системы и устройства подводной лодки настолько тесно связаны с живучестью и зависят друг от друга, что всякий, кто допускается на борт хотя бы временно, должен сдать зачёт по устройству и правилам безопасности на ПЛ, включая особенности конкретного корабля, на который получает доступ.

Российская атомная подводная лодка типа «Акула» («Тайфун») Подводная лодка (подлодка, пл, субмарина) корабль, способный погружаться и длительное время действовать в подводном положении. Важнейшее тактическое свойство подводной лодки скрытность … Википедия

Для этого термина существует аббревиатура «ПЛА», но под этим сокращением могут пониматься другие значения: см. ПЛА (значения). Для этого термина существует аббревиатура «АПЛ», но под этим сокращением могут пониматься другие значения: см. АПЛ… … Википедия

Схематический разрез двухкорпусной ПЛ 1 прочный корпус, 2 лёгкий корпус (и ЦГБ), 3 прочная рубка, 4 ограждение рубки, 5 надстройка, 6 … Википедия

Схематический разрез двухкорпусной ПЛ 1 прочный корпус, 2 лёгкий корпус (и ЦГБ), 3 прочная рубка, 4 ограждение рубки, 5 надстройка, 6 верхний стрингер ЛК, 7 киль Назначение системы погружения и всплытия подводной лодки (ПЛ) полностью… … Википедия

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 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. Это плавательное средство пробыло на дне 14 дней. Воздух внутрь подавался через трубку, второй конец которой был на поверхности. Каких-либо подробностей, чертежей, информации, как устроена подводная лодка, не сохранилось.

Более-менее реальные основы подводного плавания изложил Уильям Буэн в своем труде в 1578 году. Буэн на базе закона Архимеда впервые научно обосновывает способы всплытия и погружения при помощи изменения характеристик плавучести судна, изменяя его водоизмещение. По этим трудам удалось построить судно, способное погружаться и всплывать. Плыть под водой судно не могло.

Далее, в эпоху научно-технического прогресса, в Санкт-Петербурге тайным образом инженеры заложили принцип устройства подводной лодки, предназначенной для вооруженных сил. Она строилась по проектам Ефима Никонова. Проект осуществлялся с 1718 по 1721 год. Далее прототип спустили на воду, и он смог успешно пройти все испытания.

Через 50 лет в США построили первую подводную лодку, которая использовалась в ведении боевых действий. Корпус имел форму чечевицы из двух половинок, которые соединялись при помощи фланцев и кожаных вставок. На крыше была устроена полусфера из меди с люком. На лодке было балластное отделение, которое опорожнялось и заполнялось при помощи помпы. Имелся и аварийный балласт из свинца.

Первой серийной подводной лодкой стало судно Джевецкого. Серия составляла 50 штук. Затем конструкция была усовершенствована, и вместо весельного привода появился вначале пневматический, а затем и электропривод. Эти конструкции строили с 1882 по 1888 год.

Первой электрической субмариной стало судно разработки Клода Губэ. Прототип спустили на воду в 1888 году, судно имело водоизмещение в размере 31 тонны. Для передвижения использовался электрический двигатель мощностью 50 лошадиных сил. Питание осуществлялось от 9-тонной аккумуляторной батареи.

В 1900 году французские инженеры создали первую лодку с паровым и электрическим двигателем. Первый предназначался для движения над водой, второй - под ней. Конструкция была уникальна. Американское судно по подобию разработки французов работало на бензиновом двигателе для плавания над поверхностью воды.

Устройство подводной лодки

Этому вопросу нужно уделить особое внимание. Давайте рассмотрим, как устроена подводная лодка. Она состоит из нескольких конструктивных элементов, выполняющих самые разные функции. Рассмотрим основные элементы.

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. Это обеспечивается облегченным корпусом.

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. Лодка подобной конструкции выигрывает в весе, в необходимой мощности двигателя и в характеристиках маневренности.

Подводные лодки с полуторным корпусом оснащены прочным корпусом, который частично закрыт более легким. Цистерну главного балласта здесь вынесли наружу. Она находится между двумя корпусами. Среди плюсов - отличная маневренность и быстрая скорость погружения. Минусы - мало места внутри, малое время автономной работы.

Классические двухкорпусные лодки оснащаются прочным корпусом, который на всей своей протяженности закрыт легким корпусом. Главный балласт находится в промежутке между корпусами. Лодка обладает большой надежностью, временем автономной работы, большим внутренним объемом. Среди минусов - длительный процесс погружения, крупные размеры, сложность систем заполнения балластных цистерн.

Современные подходы к строительству подводных лодок диктуют оптимальные формы корпусов. Эволюция формы очень тесно связана с развитием систем двигателей. Изначально в приоритете были лодки для надводного перемещения с возможностью кратковременного погружения для решения боевых задач. Корпус тех субмарин имел классическую форму с заостренной носовой частью. Гидродинамическое сопротивление было очень высоким, но тогда оно не играло особой роли.

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. Одного заряда аккумуляторов часто недостаточно. 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.

Также в устройстве применялись анаэробные или воздухонезависимые двигатели. Им не нужен воздух. Лодка могла не всплывать.

Системы для погружения и всплытия

В устройстве подводной лодки имеются и эти системы. Для погружения подводная лодка, в отличие от надводной, 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. Они нужны для заполнения водой в целях погружения и для заполнения воздухом для всплытия. Когда лодка находится под водой, цистерны заполнены.

Чтобы быстро и точно контролировать глубину, применяют цистерны с контролем глубины. Взгляните на фото устройства подводной лодки. Через изменение объема воды контролируют изменение 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. Далее, по мере развития, встал вопрос об уверенной навигации и управлении. Впервые для этого в 1900 году применили перископ. В дальнейшем системы постоянно модернизировались. Сейчас перископы уже никто не использует, а их место заняли гидроакустические активные и пассивные сонары.

Лодка внутри

Внутри подводная лодка представляет собой несколько отсеков. Если рассмотреть, как устроена подводная лодка на примере одного из экспонатов выставки «Из истории подводного флота России», то сразу же 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.

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...

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

Атомная лодка имеет ядерную силовую установку (откуда, собственно, и пошло название). 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. Американцы и англичане вообще прекратили использовать неатомные подлодки, российский же подводный флот имеет смешанный состав. Вообще, только пять стран имеют атомные подлодки. Кроме США и РФ в «клуб избранных» входят Франция, Англия и Китай. 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». Лодок проекта 885 построят восемь единиц, а число «Бореев» достигнет семи. Российский подводный флот нельзя будет сравнить с американским (США будут иметь десятки новых субмарин), но он будет занимать вторую строчку мирового рейтинга.

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.

Именно к лодкам проекта 949А относится печально известный «Курск». Эта субмарина погибла в Баренцевом море 12 августа 2000 года. Жертвами катастрофы стали все 118 членов экипажа, находившиеся на ее борту. Выдвигалось много версий происшедшего: самой вероятной из всех является взрыв хранившейся в первом отсеке торпеды калибра 650 мм. Согласно официальной версии, трагедия произошла из-за утечки компонента топлива торпеды, а именно пероксида водорода.

АПЛ проекта 949А имеет весьма совершенную (по меркам 80-х) аппарату, включающую гидроакустическую систему МГК-540 «Скат-3» и множество других систем. Лодка также оснащена автоматизированной, имеющей повышенную точность, увеличенный радиус действия и большой объем обрабатываемой информации навигационным комплексом «Симфония-У». Большая часть информации обо всех этих комплексах держится в тайне.

Отсеки АПЛ проекта 949А «Антей»:

Первый отсек:
Его еще называют носовым или торпедным. Именно здесь расположены торпедные аппараты. Лодка имеет два торпедных аппарата 650-мм и четыре 533-мм, а всего на борту АПЛ находится 28 торпед. Первый отсек состоит из трех палуб. Боевой запас хранится на предназначенных для этого стеллажах, а торпеды подаются в аппарат с помощью специального механизма. Здесь также находятся аккумуляторные батареи, которые в целях безопасности отделены от торпед специальными настилами. В первом отсеке обычно служат пять членов экипажа.

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.