Принципы и устройство подводной лодки. Подводные лодки Военно-морского флота России (дизель-электрические)
Подводная лодка британского военно-морского флота "Апхоулдер" ("Союзник")
Подводные лодки безо всякого труда плавают по водной поверхности. Но в отличие от всех остальных кораблей могут опускаться на дно океана и в некоторых случаях месяцами плавать в его глубинах. Весь секрет в том, что подлодка имеет уникальную двухкорпусную конструкцию.
Между ее внешним и внутренним корпусами находятся специальные отделения, или балластные цистерны, которые могут заполняться морской водой. При этом увеличивается полный вес подлодки и соответственно уменьшается ее плавучесть, то есть способность держаться на поверхности. Вперед лодка движется за счет работы гребного винта, а погрузиться ей помогают горизонтальные рули, названные гидропланами.
Внутренний стальной корпус подлодки рассчитан на то, чтобы выдерживать огромное давление воды, которое растет с глубиной. В погруженном состоянии держаться устойчиво кораблю помогают дифферентные цистерны, расположенные вдоль киля. Если надо всплывать, то на подлодке освобождают от воды, или, как говорят, продувают балластные цистерны. Подлодке помогают идти нужным курсом такие навигационные средства, как перископы, радар, (радиолокатор), сонар (гидролокатор) и спутниковые системы связи.
На изображении сверху, показанная в разрезе ударная британская подлодка водоизмещением 2455 тонн и длиной 232 фута может двигаться со скоростью 20 миль в час. Пока лодка находится у поверхности, ее дизельные двигатели вырабатывают электроэнергию. Эта энергия запасается в аккумуляторных батареях и расходуется затем в подводном плавании. Атомные подводные лодки используют ядерное топливо, чтобы превратить воду в перегретый пар для работы ее паровых турбин.
Как погружается и всплывает подлодка?
Когда подлодка находится на поверхности, говорят, что она пребывает в состоянии положительной плавучести. Тогда ее балластные цистерны в основном заполнены воздухом (ближний рисунок справа). При погружении (средний рисунок справа) судно приобретает отрицательную плавучесть, так как воздух из балластных цистерн выходит через выпускные клапаны, и емкости заполняются водой через водозаборные порты. Чтобы двигаться на определенной глубине в погруженном состоянии, на подлодках используют технику уравновешивания, когда сжатый воздух нагнетается в балластные цистерны, а водозаборные порты остаются открытыми. При этом и наступает нужное состояние нейтральной плавучести. Для всплытия (дальний рисунок справа)с помощью сжатого воздуха, хранящегося на борту, выталкивают воду из балластных цистерн.
На подлодке мало свободного места. На верхнем рисунке моряки едят в кают-компании. В правом верхнем углу - американская подлодка в надводном плавании. Справа на фотографии - тесный кубрик, где спят подводники.
Чистый воздух под водой
На большинстве современных подлодок пресную воду делают из морской. И запасы свежего воздуха также делают на борту - разлагая пресную воду с помощью электролиза и освобождая из нее кислород. Когда подлодка курсирует вблизи поверхности, она с помощью прикрытых колпаками шноркелей - приспособлений, выставленных над водой, забирает свежий и выбрасывает отработанный воздух. В этом положении над боевой рубкой лодки оказываются на воздухе, кроме шноркелей, перископ, антенна радиосвязи и другие надстроечные элементы. Качество воздуха на подлодке контролируется ежедневно, чтобы обеспечивать нужное содержание кислорода. Весь воздух проходит через скруббер, или газоочиститель, для устранения загрязнений. Отработавшие газы выходят через отдельный трубопровод.
Подводные лодки используются для военных действий как на поверхности моря, так и для атаки надводных и подводных кораблей из подводного положения.
Идея подводного плавания с помощью специального корабля зародилась довольно давно. В России ее впервые выдвинул изобретатель-самоучка Е. Никонов, который еще в 1724 году построил «потаенное огневое судно» и предлагал его всесторонне испытать. Однако построенное им «потаенное судно» по ряду причин не было применено в военном деле, и после смерти изобретателя о нем забыли.
Опытов постройки подводных кораблей было много, но только в начале XX века новый вид кораблестроения стал наконец на промышленные рельсы. В 1903 – 1915 годах по проектам выдающихся русских конструкторов И. Г. Бубнова и М. П. Налетова было создано несколько подводных лодок, определивших этот тип кораблей. Уже к началу первой мировой войны подводные лодки стали технически вполне совершенными военными кораблями. Разумеется, современные подводные корабли значительно отличаются от своих предшественников.
Корпуса подводных лодок во многом отличаются от корпусов надводных кораблей как по наружным очертаниям (обводам), так и по самой конструкции.
Для обеспечения наименьшего сопротивления воды движению подводной лодки корпус ее делают цилиндрической (сигарообразной) или полуцилиндрической формы с плавными обводами к носу и корме. Корпус некоторых современных подводных лодок делают в форме удлиненной фасоли.
Для обеспечения плавания подводной лодки на большой глубине и в течение продолжительного времени конструкция ее корпуса создается более прочной и жесткой, чем у надводного корабля. На корпус лодки давит огромная толща морской воды. Так, если подлодка находится на глубине 10 м, то на каждый квадратный сантиметр поверхности корпуса давит столб воды с силой в 1 кгс, а при глубине 100 м и более давление возрастает до 10 кгс и более. Площадь поверхности подводной лодки составляет многие миллионы квадратных сантиметров. Умножив величину давления на величину этой площади, убедимся, что корпус подводной лодки испытывает давление в десятки тысяч тонн.
Конструкция современной подводной лодки состоит из двух корпусов (рис. 33); один из них (внутренний) – прочный, обшитый толстыми стальными листами, цилиндрический, водонепроницаемый, и другой (внешний) – легкий, обшитый более тонкими листами стали, корпус не полностью окружает прочный корпус. Такая лодка называется полуторакорпусной.
Рис. 33. Схема устройства корпуса подводной лодки:
а – двухкорпусной; б – полуторакорпусной: 1 - прочный корпус; 2 – рубка; 3 – Люки; 4 - ограждение рубки; 5 – надстройка; 6 - межкорпусное пространство; 7 – мостик; 8 – главные балластные цистерны
По всей длине подводная лодка разделена поперечными переборками на отдельные водонепроницаемые отсеки. В этих отсеках размещены все механизмы, аккумуляторные батареи, торпедные аппараты, запасы горючего, смазочных масел, пресной воды и продовольствия.
Пространство между двумя корпусами также разделено переборками на отсеки, в которых размещены цистерны. Часть цистерн используется для хранения жидкого топлива для двигателей, другая часть – для воды, которой они заполняются при погружении подводной лодки. Эти цистерны называются цистернами главного балласта.
В нижней части цистерн проделаны отверстия, закрытые специальными клапанами. Эти клапаны называются кингстонами. При необходимости погружения кингстоны открываются и через них в балластные цистерны поступает забортная вода. Одновременно в этих цистернах открываются клапаны для выпуска воздуха, чтобы он не мешал заполнению цистерн.
При заполнении водой цистерн главного балласта утрачивается (погашается) основной запас плавучести лодки, при этом она погружается в позиционное положение («под рубку»). Для дальнейшего погашения плавучести (остаточной) вода принимается в уравнительную цистерну, при этом лодка погружается под перископ. Дальнейшее ее погружение производится на ходу при помощи горизонтальных рулей, установленных в носовой и кормовой частях корпуса. Движение лодки под водой обеспечивается электродвигателями, питающимися от аккумуляторов.
Для движения лодки в надводном положении и зарядки аккумуляторов на ней устанавливаются дизели, которые работают в надводном и перископном положении лодки.
Работа дизелей в перископном положении подводной лодки обеспечивается устройством РДП (работа дизеля под водой), имеющим выдвижную шахту, которая поднимается над поверхностью воды. В шахте два канала: один для засасывания свежего воздуха, необходимого для работы дизелей, другой – для выхода в воду отработавших газов. Входное отверстие воздушного канала закрывается поплавковым клапаном, чтобы при волнении вода не заливала шахту.
Атомные подводные лодки могут плавать в подводном положении неограниченное время, так как реактору кислород воздуха не нужен.
Все управление подлодки сосредоточено в центре корабля, в помещении, которое называется центральным постом управления. В нем в строгом порядке размещены измерительные приборы, указатели и рукоятки управления, переговорные трубы. Сюда же спускаются сверху трубы перископа. Перископы служат для наблюдения из подводного положения: один – зa поверхностью моря, другой, зенитный – за воздухом.
В перископе имеются вспомогательные устройства. К ним относятся: дальномерные устройства, приборы, служащие для определения курсовых углов цели, светофильтры, фотокамеры и др.
В центральном посту размещены пульты управле-ния электрическим или гидравлическим приводами рулей. Тут же циферблаты манометров, компасов, глубиномеров, кренометра, дифферентометра. Здесь же, в рубке гидроакустика, размещены акустические приборы, при помощи которых по силе звука от шума гребных винтов и машин идущего корабля можно определить, где и на каком расстоянии находится обнаруженный корабль.
Рис. 34. Общее расположение помещений и оборудования иностранной подводной лодки: А – схема общего расположения помещений, устройства и вооружения большой дизельной подводной лодки: 1 - орудия, 2 - палуба; 3 - выдвижные радиомачты; 4 – ходовая рубка; 5 - носовой перископ; б – боевая рубка; Ч - зенитный перископ; 8 – дальномер; 9 - кормовой перископ; 10 - сигнальная мачта; 11 - шлюпка; 12 - глушителя; 13 - главная распределительная станция; 14 - шахта для подачи боеприпасов к орудийной установке; 15, 16 - кубрики; 17, 19 - центральный пост управления; IS - ограждение рубки; 20, 32 - холодильники; 21 - ванна; 22 - кают-компания; 23 – каюта командира; 24 - вентиляторы; 25 - дифферентная цистерна; 26 - носовой горизонтальный руль; 27- – якорь; 28 - торпедные аппараты; 29 - запасные торпеды; 30 - аккумуляторы; 31, 42 - обшивка легкого (наружного) корпуса); 33 - баллоны со сжатым воздухом; 34 – радиорубка; 5-5 – цистерны с горючим; 36 - динамо-машины; 37 - вспомогательные двигатели; 35 – зарядный погреб; 39 - главные двигатели надводного хода; 40 – балластные цистерны; 41 – электродвигатели подводного хода; 43 - продовольственная кладовая; 44 - кубрик; 45 - румпельное отделение; 46 – корт новой горизонтальный руль; 47 - гребной винт; 48 – выдвижная шахта РДП.
Б – устройство РДП: 1 – антенна поискового радиолокационного приемника; 2 - противолокационное покрытие; з – выхлопная труба; 4 - всасывающая труба
В носовой и кормовой частях лодки в ее корпус вмонтированы в несколько ярусов трубы торпедных аппаратов (рис. 35). Количество торпедных аппаратов на лодке колеблется от б до 12. В непосредственной близости хранятся на стеллажах запасные торпеды.
В кормовой части расположены электродвигатели подводного хода. В следующем отсеке (к центру) находится машинное отделение. Здесь установлены двигатели внутреннего сгорания. К носу от центрального поста расположены каюты офицерского состава и радиорубка. Дальше – кубрик команды и за ним носовые торпедные аппараты. Внизу, под жилыми помещениями размещены аккумуляторы, питающие электродвигатели подводного хода.
В отсеках лодки размещены баллоны со сжатым до 250 кгс/см2 воздухом. Роль сжатого воздуха на подлодке велика и очень разнообразна. При погружении подводной лодки при помощи сжатого воздуха открывают кингстоны балластных цистерн, а при всплытии лодки также сжатым воздухом вода вытесняется из цистерны. Для очищения отработанного воздуха (регенерации его) при плавании лодки в подводном положении на ней устанавливаются специальные регенерационные устройства.
Рис 35 Расположение торпед и перископа на подводной лодке, а – расположение торпед в носовой части подводной лодки
1 – торпедный отсек с запасными торпедами, 2 – люки в водонепроницаемой переборке торпедного отсека для подачи торпед в аппараты, 3 - баллон со сжатым воздухом для стрельбы торпедами, 4 – выброс торпеды из аппарата 5 – груба торпедного аппарата, 6 – резервуар со сжатым воздухом, 7 - гидрофон, 8 - брашпиль якоря, 9 - подвесной рельсовый путь для погрузки торпед, 10 - запасные торпеды, 11 - привод для открытия крышек торпедных аппаратов, 12 - передние крышки торпедных аппаратов,
б – перископ подводной лодки 1 - труба с оптикой, 2 - тумба с сальниками, 3 – подъемное устройство
Регенерационная установка поглощает углекислоту, а необходимый для дыхания кислород подается из запасных баллонов. Это создает нормальные условия для жизни личного состава лодки и тем самым увеличивает время пребывания ее под водой.
При плавании в надводном положении лодка управляется вертикальным рулем.
Современные подводные лодки (дата постройки которых примерно от конца 20х годов XX века) имеют 2 корпуса: водопроницаемый лёгкий корпус, функция которого заключается в придании кораблю гидродинамических совершенных обводов, и водонепроницаемый прочный корпус, способный выдержать давление воды на больших глубинах погружения. Внутри прочный корпус разделен на отсеки переборками, что повышает живучесть корабля в случае течи. Типичный материал прочного корпуса - легированная сталь с высоким пределом текучести. Встречались и титановые корпуса, например проект 705 («Альфа» по классификации НАТО). Они привлекательны из-за большей прочности титана, меньшего удельного веса и немагнитности. К тому же титановые соединения стойки к коррозии - корпус хорошо стоит в морской воде даже без покраски. Но сварка титановых листов представляет проблемы - титан становится хрупким, растрескивается параллельно шву. Борьба с этим явлением удорожает и замедляет постройку. Даже несмотря на то, что рекорды скорости и глубины погружения принадлежат титановым субмаринам, в СССР титан как материал корпуса был вытеснен высокопрочной сталью (см. проект 945 и проект 971). На Западе титановых лодок не строили вообще. Перспективным материалом считаются композиты, но технология изготовления больших корпусов еще не отработана, а сам материал дорог, что сдерживает его внедрение, лишь на небольших лодках прочные корпуса выполняются из композитов.
Погружение осуществляется путем изменения дифферента, после заполнения нескольких цистерн погружения (цистерны на подводной лодке в начале XX века называли систернами). На подводной лодке имеется множество различных цистерн, предназначенных для управления дифферентом, для хранения топлива, питьевой воды, балласта и т. д.
Изменение глубины и всплытие производятся с помощью горизонтальных рулей (гидропланов) с последующим вытеснением воды из балластных цистерн сжатым воздухом или газом. Отдельно выделяют класс батипланов - подводных аппаратов, погружающихся только за счёт действия гидродинамических сил. Для движения подводных лодок в надводном положении применяются атомные энергетические или дизельные установки; в подводном положении - атомные установки, электрические аккумуляторы тока, на малых глубинах - дизельные установки, имеющие соответствующие выдвижные воздухозаборные устройства (шноркель или РДП). Для подзарядки аккумуляторов дизельные двигатели используются как дизель-генераторы. В эпоху, предшествующую открытиям в области атомных реакторов, для подводных лодок было разработано несколько проектов подводных двигателей, работающих на альтернативных видах топлива (например, газотурбинный двигатель Вальтера, который отличался полной бесшумностью хода). Обычным движителем являются гребные винты, но на небольших подводных лодках устанавливают, в том числе и водомётные движители, которые двигают судно по принципу реактивной струи.
Подводные лодки могут быть одного из трёх архитектурно-конструктивных типов, которые представлены на рисунке 3
Рисунок 3 Архитектурно – конструктивные типы подводных лодок
На рисунке выше показаны поперечные сечения лодок различных архитектурно-конструктивных типов (на нём цифрами обозначены: 1 - прочный корпус, 2 - надстройка, 3 - ограждение рубки и выдвижных устройств, 4 - прочная рубка, 5 - цистерны главного балласта, 6 - лёгкий корпус; 7 - киль.)
А – К типы:
Однокорпусные (а), имеющие «голый» прочный корпус, который заканчивается в носу и корме хорошо обтекаемыми оконечностями лёгкой конструкции;
Полуторакорпусные (б), имеющие кроме прочного корпуса ещё и лёгкий корпус, но часть поверхности прочного корпуса при этом остаётся открытой;
Двухкорпусные (в), имеющие два корпуса: внутренний - прочный и наружный - лёгкий.
При этом лёгкий корпус имеет удобообтекаемую форму, полностью охватывает прочный корпус и простирается на всю длину лодки. Междукорпусное пространство используется для размещения различного оборудования и части цистерн.
Подводные лодки СССР и России являются двухкорпусными. Большинство атомных подводных лодок США (дизель-электрических они не строят с начала 1960 х гг.) являются однокорпусными. Это является выражением первоприоритетности для военно-морских стратегов различных качеств: надводной непотопляемости - для СССР и России и скрытности - для США.
Прочный корпус - основной конструктивный элемент подводной лодки, обеспечивающий безопасное нахождение её на глубине. Он образует замкнутый объём, непроницаемый для воды. Внутри прочного корпуса размещаются помещения для личного состава, главные и вспомогательные механизмы, оружие, различные системы и устройства, аккумуляторные батареи, различные запасы и т. Его внутреннее пространство разделяется по длине поперечными водонепроницаемыми переборками на отсеки, которые именуются в зависимости от предназначения и соответственно - характера вооружения и оборудования, в них размещённого.
В вертикальном направлении отсеки разделяются палубами (тянутся на протяжении всей длины корпуса лодки из отсека в отсек) и платформами (в пределах одного отсека или нескольких отсеков). Соответственно помещения лодки имеют многоярусное расположение, что увеличивает количество оборудования, приходящуюся на единицу объёма отсеков. Расстояние между палубами (платформами) «в свету» делается более 2 м, т.е. несколько большим, чем средний рост человека.
Конструктивно прочный корпус состоит из шпангоутов и обшивки. Шпангоуты имеют, как правило, круговую кольцевую, а в оконечностях могут иметь эллиптическую форму и изготовляются из профильной стали. Устанавливаются они один от другого на расстоянии 300 - 700 мм в зависимости от конструкции лодки, как с внутренней, так и с наружной стороны обшивки корпуса, а иногда и комбинированно с той и другой стороны.
Обшивка прочного корпуса изготовляется из специальной прокатной листовой стали и приваривается к шпангоутам. Толщина листов обшивки доходит до 35 - 40 мм в зависимости от диаметра прочного корпуса и предельной глубины погружения подводной лодки.
Просто так получилось, что в раздел "устройство нк" помещаем устройство подлодки.
Для общего развития, так сказать.
Подводные лодки
- особый класс боевых кораблей, которые кроме всех качеств военных кораблей обладают способностью плавать под водой, маневрируя по курсу и глубине. По конструктивному исполнению подводные лодки бывают:
-
однокорпусные (а)
, имеющие один прочный
, который заканчивается в носу и корме хорошо обтекаемыми оконечностями легкой конструкции;
-
полуторакорпусные (б)
, имеющие кроме прочного корпуса еще и легкий, но не по всему обводу прочного корпуса;
-
двукорпусные (в)
, имеющие два корпуса - прочный и легкий, причем последний полностью облегает по периметру прочный и простирается на всю длину лодки. В настоящее время большинство подводных лодок являются двукорпусными.
На рисунке справа внизу: 1 - прочный корпус, 2 - боевая , 3 - надстройка, 4 - киль, 5 - легкий корпус.
Прочный корпус
- основной конструктивный элемент подводной лодки, обеспечивающий безопасное нахождение ее на предельной глубине. Он образует замкнутый объем, непроницаемый для воды. Пространство внутри прочного корпуса разделяется поперечными водонепроницаемыми переборками на отсеки, которые называются в зависимости от характера вооружения и оборудования, располагающихся в них.
Внутри прочного корпуса размещаются помещения для личного состава, главные и вспомогательные механизмы, оружие, различные системы и устройства, носовая и кормовая группы аккумуляторных батарей, различные запасы и т. п. На современных подводных лодках вес прочного корпуса в общем весе корабля составляет 16-25%; в весе только корпусных конструкций - 50-65%.
Конструктивно прочный корпус состоит из шпангоутов и обшивки. Шпангоуты имеют, как правило, кольцевую, а в оконечностях эллиптическую форму и изготовляются из профильной стали. Устанавливаются они один от другого на расстоянии 300-700 мм в зависимости от конструкции лодки как с внутренней, так и с наружной стороны обшивки корпуса, а иногда и комбинированно с той и другой стороны вплотную.
Обшивка прочного корпуса
изготовляется из специальной прокатной листовой стали и приваривается к шпангоутам. Толщина листов обшивки доходит до 35 мм в зависимости от диаметра прочного корпуса и предельной глубины погружения подводной лодки.
Переборки прочного корпуса
бывают прочные и легкие. Прочные переборки делят внутренний объем современных подводных лодок на 6 - 10 водонепроницаемых отсеков и обеспечивают подводную непотопляемость корабля. По расположению они бывают внутренними и концевыми; по форме - плоскими и сферическими.
Легкие переборки
предназначены для обеспечения надводной непотопляемости корабля. Конструктивно переборки выполняются из набора и обшивки. Набор переборки обычно состоит из нескольких вертикальных и поперечных стоек (балок). Обшивка изготовляется из листовой стали.
Концевые водонепроницаемые переборки
обычно равнопрочны с прочным корпусом и замыкают его в носовой и кормовой частях. Эти переборки служат на большинстве подводных лодок жесткими опорами для торпедных аппаратов.
Отсеки сообщаются через водонепроницаемые двери, имеющие круглую или прямоугольную форму. Эти двери снабжены быстродействующими запирающими устройствами.
В вертикальном направлении отсеки разделяются платформами на верхнюю и нижнюю части, а иногда помещения лодки имеют многоярусное расположение, что увеличивает полезную площадь платформ, приходящуюся на единицу объема. Расстояние между платформами «в свету» делается более 2 м, т. е. несколько большим, чем средний рост человека.
В верхней части прочного корпуса устанавливается прочная (боевая) рубка, сообщающаяся через рубочный люк с центральным постом, под которым расположен трюм. На большинстве современных подводных лодок прочная рубка выполняется в виде круглого цилиндра небольшой высоты. Снаружи прочная рубка и устройства, расположенные за ней, для улучшения обтекания при движении в подводном положении закрываются легкими конструкциями, которые называются ограждением рубки. Обшивка рубки изготовляется из листовой стали той же марки, что и прочный корпус. Торпедо-погрузочный и входные люки располагаются также вверху прочного корпуса.
Цистерны
предназначены для погружения, всплытия, удифферентования лодки, а также для хранения жидких грузов. В зависимости от назначения бывают цистерны: главного балласта, вспомогательного балласта, корабельных запасов и специальные. Конструктивно они выполняются либо прочными, т.е. рассчитанными на предельную глубину погружения, либо легкими, способными выдерживать давление 1-3 кг/см2. Они располагаются внутри прочного корпуса, между прочным и легким корпусом и в оконечностях.
Киль
-сварная или клепаная балка коробчатого, трапециевидного, Т-образного, а иногда и полуцилиндрического сечения, привариваемая к днищевой части корпуса лодки. Он предназначен для усиления продольной прочности, предохранения корпуса от повреждения при покладке на каменистый грунт и постановке на клетку дока.
Легкий корпус
- жесткий каркас, состоящий из шпангоутов, стрингеров, поперечных непроницаемых переборок и обшивки. Он придает подводной лодке хорошо обтекаемую форму. Легкий корпус состоит из наружного корпуса, носовой и кормовой оконечностей, палубной надстройки, ограждения рубки. Форму легкого корпуса полностью определяют наружные обводы корабля.
Наружным корпусом
называется водонепроницаемая часть легкого корпуса, расположенная вдоль прочного корпуса. Он закрывает прочный корпус по периметру поперечного сечения лодки от киля до верхнего водонепроницаемого стрингера и простирается по длине корабля от носовой до кормовой концевых переборок прочного корпуса. Ледовый пояс легкого корпуса располагается в районе крейсерской ватерлинии и простирается от носовой оконечности до миделя; ширина пояса около 1 м, толщина листов - 8 мм.
Оконечности легкого корпуса
служат для придания обтекаемости обводам носа и кормы подводной лодки; простираются от концевых переборок прочного корпуса до форштевня и ахтерштевня соответственно.
В носовой оконечности размещаются: носовые торпедные аппараты, цистерны главного балласта и плавучести, цепной ящик, якорное устройство, гидроакустические приемники и излучатели. Конструктивно она постоит из обшивки и сложной системы набора.
В кормовой оконечности размещаются кормовые торпедные аппараты, цистерны главного балласта, горизонтальные и вертикальные рули, стабилизаторы, гребные валы.
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.
