Приложение:Устройство подводной лодки

Этот раздел написан на основе материалов, взятых с сайта  http://randewy.narod.ru/nk/pl.html«Интернет-клуб юного моряка», и предназначен для того, чтобы дать общее представление о конструкции и устройстве подводных лодок. Хотя иллюстрации относятся к середине ХХ века, тем не менее они дают представление о конструкции современных подводных лодок, которые отличаются от показанного на рисунках, прежде всего, своими размерами и формой, приспособленной для плавания под водой, а не для плавания по поверхности и «ныряния», как то имело место до появления атомных подводных лодок и развитой противолодочной обороны.

Подводные лодки могут быть одного из трёх архитектурно-конструктивных типов. 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; значение этих терминов пояснено далее в тексте):

• 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, но часть поверхности прочного корпуса при этом остаётся открытой;

• двухкорпусные (в),имеющие два корпуса: внутренний —прочныйи 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.

Переборки прочного корпуса бывают прочные и лёгкие.

Переборки делят внутренний объём современных подводных лодок на 6 — 10 водонепроницаемых отсеков.Прочные переборки выгораживают в нём отсеки-убежища, в которых оставшиеся в живых в ходе аварии члены экипажа могут подготовиться к самостоятельному всплытию из затонувшей лодки на поверхность или дожидаться помощи извне. По расположению прочные переборки бывают внутренними и концевыми; по форме — плоскими и сферическими (сферические несколько легче плоских при одинаковой прочности и внутренние сферические переборки обращены выпуклостью в сторону отсеков-убежищ).

Лёгкие переборкипредназначены для разделения функционально специализированных помещений и обеспечения надводной непотопляемости корабля (т.е. они при затоплении отсеков выдерживают давление воды только, если лодка находится на поверхности или глубине в пределах 20 — 30 м).

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 прочного корпуса равнопрочны с ним и замыкают его в носовой и кормовой оконечностях. Эти переборки служат на большинстве подводных лодок жёсткими опорами для торпедных аппаратов, валопроводов, приводов рулевых устройств, крепления набора и внутренних конструкций лёгких оконечностей.

Отсеки сообщаются друг с другом через водонепроницаемые двери, имеющие круглую или прямоугольную форму. Эти двери снабжены быстродействующими запирающими устройствами.

В верхней части прочного корпуса устанавливается прочная рубка, сообщающаяся через нижний рубочный люк с центральным постом (внутри прочного корпуса) и через верхний рубочный люк с ходовым мостиком (в верхней части ограждения рубки и выдвижных устройств — перископов, антенн). На большинстве современных подводных лодок прочная рубка выполняется в виде круглого цилиндра с вертикально расположенной осью или представляет собой комбинацию цилиндрической части и усечённых конусов. На некоторых лодках прочная рубка сконструирована так, что может использоваться в качестве всплывающей спасательной камеры, предназначение которой — эвакуация всего экипажа или некоторой его части (сохранившей после аварии возможность доступа в центральный пост и всплывающую камеру)с гибнущей или затонувшей подводной лодки.

В настоящее время на большинстве лодок главное назначение прочной рубки — вынести как можно выше над поверхностью воды при плавании в надводном положении вход в прочный корпус. Кроме того, поскольку центральный пост на многих лодках — один из отсеков-убежищ, то прочная рубка предназначена для выполнения функции шлюзовой камеры при выходе людей из затонувшей лодки.

Снаружи прочная рубка и выдвижные устройства, расположенные за ней, для улучшения обтекания при движении в подводном положении закрываются лёгкими конструкциями, которые называются ограждением рубки или ограждением выдвижных устройств. В верхней части ограждения расположен ходовой мостик с полным набором устройств, необходимых для управления лодкой в надводном положении и средствами связи с центральным постом. Из ограждения рубки имеются выходы на верхнюю палубу (фактически вход в прочный корпус через люки прочной рубки является главным, поскольку люки в прочном корпусе руководства по эксплуатации лодок предписывают держать закрытыми в большинстве случаев).

Торпедо-погрузочный и входные люки располагаются в верхней части прочного корпуса и сверху закрыты лёгкими конструкциями, которые называются надстройкой. Эти люки в большинстве случаев расположены в отсеках-убежищах и являются спасательными, для какой цели снабжены устройствами шлюзования. В надстройке также расположены устройства, предназначенные для швартовки, буксировки лодки и обеспечения её стоянки на якоре.

Цистерны предназначены для погружения, всплытия, вывески и дифферентовки лодки, а также для хранения жидких грузов (топлива, масел и т.п.). В зависимости от назначения цистерны подразделяются на цистерны: главного балласта, вспомогательного балласта, корабельных запасов и специальные. Конструктивно, в зависимости от назначения и характера использования, они выполняются либо прочными, т.е. рассчитанными на предельную глубину погружения, либо лёгкими, способными выдерживать давление 1 — 3 кГ/см²(кГ — внесистемная единица, килограмм силы, равная весу 1 кг массы при ускорении свободного падения 9,81 м/с²). Они могут быть расположены внутри прочного корпуса, а также в пространстве между прочным и лёгким корпусом в средней части корабля и в лёгких оконечностях в нос и в корму по отношению к прочному корпусу.

Киль — сварная (в прошлом клёпаная) балка коробчатого, трапециевидного, Т-образного, а иногда и полуцилиндрического сечения, располагающаяся в днищевой части корпуса лодки. Он предназначен для обеспечения продольной прочности, предохранения корпуса от повреждения при покладке на каменистый грунт и для принятия и перераспределения нагрузки при постановке лодки в док. Может располагаться в междукорпусном пространстве на двухкорпусных лодках, а на полутора- и однокорпусных может располагаться как внутри прочного корпуса, так и снаружи — в зависимости от того, что более значимо для заказчика — хорошая гидродинамика или защита прочного корпуса от механических повреждений, если лодку в тех или иных тактических целях кладут на грунт.

Лёгкий корпус— конструктивно включает в себя жёсткий каркас (набор), состоящий из шпангоутов (поперечные рёбра жёсткости), стрингеров (продольные рёбра жёсткости и пластинчатые элементы набора), поперечных непроницаемых переборок; каркас является носителем обшивки лёгкого корпуса. Конструктивно набор лёгкого корпуса связан с находящимся внутри него прочным корпусом. Лёгкий корпус имеет удобообтекаемую форму, обеспечивающую необходимые мореходные качества как в надводном, так и в подводном положении. Лёгкий корпус подразделяется на части: наружный корпус, носовая и кормовая оконечности, надстройка. При этом в его составе оказываются как проницаемые, так и непроницаемые конструкции (цистерны). Кроме лёгкого корпуса в состав конструкции лодки входят отдельные, большей частью проницаемые, конструктивные элементы: ограждение рубки, стабилизаторы, обтекатели разного рода устройств, размещённых вне прочного корпуса и выходящих за контуры «идеальных» форм лёгкого корпуса.

Наружным корпусом называется водонепроницаемая часть лёгкого 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 или цистерн главного балласта. Некоторые лодки имеют ледовый пояс, представляющий собой утолщение обшивки лёгкого корпуса в районе крейсерской ватерлинии.

Оконечности лёгкого корпуса служат для придания обтекаемости обводам носа и кормы подводной лодки; простираются от концевых переборок прочного корпуса до форштевня (в носу) и ахтерштевня (в корме) соответственно. Однако лодки (прежде всего атомные, которые бóльшую часть времени плавания проводят под водой) могут иметь корпус каплевидной формы без форштевня и ахтерштевня (форштевень и ахтерштевень — вертикальные рёбра жёсткости в составе набора корпуса корабля, придающие заострённость носу и корме соответственно, что необходимо для уменьшения сопротивления воды при плавании по поверхности).

В носовой оконечности размещаются: носовые торпедные аппараты, цистерны главного балласта и плавучести, цепной ящик, якорное устройство, приёмники и излучатели основных гидроакустических станций.

В кормовой оконечности размещаются: цистерны главного балласта, горизонтальные и вертикальные рули, стабилизаторы, гребные валы и винты. На некоторых лодках — кормовые торпедные аппараты (на большинстве современных лодок кормовых торпедных аппаратов нет: это обусловлено прежде всего большими размерами гребных винтов и стабилизаторов, а так же и тем, что алгоритмы управления торпедами, позволяют вывести их почти что на любой курс вне зависимости от направления выстрела).

Ниже представлен продольный разрез дизель-электрической подводной лодки середины ХХ века с пояснением элементов конструкции и устройств. (Продольный разрез АПЛ “Курск” с пояснениями представлен на рис. 5 в главе 6).

1. Прочный корпус. 2. Носовые торпедные аппараты. 3. Лёгкий корпус. 4. Носовой торпедный отсек. 5. Торпедопогрузочный люк. 6. Надстройка. 7. Прочная рубка. 8. Ограждение рубки. 9. Выдвижные устройства. 10. Входной люк. 11. Кормовые торпедные аппараты. 12. Кормовая оконечность. 13. Перо руля. 14. Кормовая дифферентная цистерна, предназначение которой — выравнивание дифферента — продольного наклонения лодки. 15. Кормовая водонепроницаемая переборка. 16. Кормовой торпедный отсек. 17. Внутренняя водонепроницаемая переборка. 18. Отсек главных гребных электродвигателей. 19. Балластная цистерна. 20. Машин­ный отсек. 21. Топ­ли­в­ная цистерна. 22, 26. Кормовая и носовая группы аккумуляторов. 23, 27. Жилые помещения команды. 24. Цен­тральный пост. 25. Трюм центрального поста. 28. Носовая дифферентная цистерна. 29. Носовая водонепроницаемая переборка. 30. Носовая оконечность. 31. Цистерна плавучести (атрибут некоторых дизель-электрических подводных лодок; её предназначение — быть пустой при плавании в надводном положении с целью придания дополнительной плавучести носовой оконечности для того, чтобы лодка легко всходила на волну, а не зарывалась носом в неё — это снижает скорость хода и ухудшает управляемость).

На следующем рисунке представлен поперечный разрез по ограждению рубки полуторакорпусной подводной лодки середины ХХ века с указанием элементов конструкции корпуса.

1. Ходовой мостик. 2. Прочная рубка. 3. Надстройка. 4. Стрингер. 5. Уравнительная цистерна (предназначена для точного уравновешивания силы плавучести и веса лодки в подводном положении). 6. Подкрепляющая стойка (бракет). 7, 9. Кни­цы (пластины, к которым крепятся элементы набора, они предназначены для распределения нагрузки и устранения концентрации напряжений. 8. Платформа. 10. Коробчатый киль. 11. Фундамент дизелей. 12. Обшив­ка прочного корпуса. 13. Шпангоуты прочного корпуса. 14. Цистерна главного балласта. 15. Раскосные стойки (бракеты). 16. Крышка цистерны. 17. Обшивка лёгкого корпуса. 18. Шпан­гоут лёгкого корпуса. 19. Верхняя палуба.