Непотопляемость

Важное свойство подводной, лодки — ее непотопляемость. У подводных лодок различают надводную и подводную непотопляемость.

Надводной непотопляемостью называется способность подводной лодки оставаться на плаву с допустимыми углами крена и дифферента при затоплении одного или нескольких отсеков прочного корпуса и прилегающих к ним цистерн главного балласта. Надводная непотоплямость обеспечивается за счет придания подводной лодке определенного запаса плавучести и разделения ее корпуса водонепроницаемыми поперечными переборками на отсеки. При этом величина необходимого запаса плавучести тем больше, чем меньше число отсеков и чем больше объем каждого из них.

Так, прочный корпус американской атомной подводной лодки «Тритон», имеющей обеспеченную надводную непотоп ляемость, разделен водонепроницаемыми переборками на 10 отсеков, объем которых составляет 250—450 м^ в оконечностях и 530—810 м^ в средней части корабля. Запас плавучести равен 1750 ж^, т. е. 29% от нормального водоизмещения. На дизель-электрических подводных лодках ВМС США военной постройки с обеспеченной надводной непотопляемостью запас плавучести достигал 30—40% от нормального водоизмещения'.

Резкое увеличение водоизмещения современных атомных подводных лодок привело к тому, что абсолютная величина запаса плавучести, необходимого для обеспечения надводной непотопляемости, может составлять несколько тысяч тонн (это больше, чем водоизмещение дизель-электрической подводной лодки времен второй мировой войны), с увеличением запаса плавучести увеличиваются объем и смоченная поверхность голого корпуса, а также вес легких корпусных конструкций. В свою очередь это приводит к снижению скорости полного подводного хода и уменьшению глубины ^погружения подводной лодки.

Эти обстоятельства, а также изменение условий эксплуатации подводных лодок, вызванное внедрением атомной энергетики, привели к отказу от ранее существовавших требований по обеспечению надводной непотопляемости. Зарубежные специалисты, предлагавшие изменить требования к надводной непотопляемости, выдвигали следующие доводы в защиту своей точки зрения 2.

Во-первых, прочный корпус современных подводных лодок изготовляется из высокопрочной легированной стали толщиной 25—45 мм. Поэтому повреждение такого корпуса при навигационных авариях (столкновениях, посадках на мель)—^ явление маловероятное. Это мнение в какой-то мере подтверждает анализ аварий американских атомных подводных лодок. Как отмечает зарубежная печать, за период с 1959 по 1966 г. в США произошло десять столкновен.ий подводных лодок друг с другом или с надводными кораблями, однако ни в одном случае не была нарушена водонепроницаемость прочного корпуса.

Во-вторых, при воздействии на подводную лодку современного противолодочного оружия (особенно атомного) трудно предположить, что полученные повреждения будут связаны лишь с затоплением отдельного отсека и не приведут к общему разрушению прочного корпуса. Таким образом, способность подводной лодки оставаться на плаву с одним затопленным отсеком может оказаться совершенно бесполезной в боевой ситуации.

В-третьих, надводная непотопляемость практически не обеспечивает безопасность подводной лодке в ее основном, под водном режиме плавания, поскольку возможность всплытия аварийной подводной лодки на поверхность определяется, главным образом, характеристиками средств продувания балластных цистерн. Поступление же воды через поврежденную арматуру или трубопроводы в надводном положении, по мнению этих специалистов, не представляет большой опасности, так как может быть ликвидировано силами личного состава.

Борьба между сторонниками обеспечения надводной непотопляемости и их противниками окончилась в США победой последних. Примеру Соединенных Штатов последовали в дальнейшем и другие капиталистические страны. На 1 января 1967 г. на верфях капиталистических стран строилось около 100 подводных лодок, причем у более *І5 общего числа строящихся кораблей запас плавучести составляет 10—20%, т. е. недостаточен для обеспечения надводной непотопляемости. Из построенных атомных подводных лодок только у двух («Тритон» и «Хэлибат») запас плавучести позволяет обеспечить непотопляемость в надводном положении.

Отказ от обеспечения надводной непотопляемости или, точнее, снижение требований к ее обеспечению (подводная лодка, имеющая запас плавучести 13—15% , может оставаться на плаву при частичном затоплении отсека) позволил существенно уменьшить величину объема голого корпуса подводных лодок. Например, для подводной лодки «Тритон» отношение объема голого корпуса к постоянному плавучему объему равно 1,5, тогда как для остальных атомных подводных лодок капиталистических стран это отношение составляет 1,2—1,25.

У проектируемых подводных нефтеналивных судов надводная непотопляемость обеспечивается, как правило, при затоплении одного или нескольких отсеков прочного корпуса. Соответствующая этому величина запаса плавучести, по мнению американских инженеров, не будет превышать 10% нормального водоизмещения (при необходимости плавания подводных транспортных судов в надводном положении на взволнованном море запас плавучести должен быть увеличен до 20% ')• В выполненных проектах подводных танкеров запас плавучести достигает 9—14%-

Подводная непотоплямость — более сложное понятие. По мнению большинства зарубежных специалистов, подводная непотопляемость— это способность лодки всплывать на поверхность при авариях, сопровождающихся поступлением воды внутрь прочного корпуса.

Важнейшие конструктивные факторы, от которых зависит подводная непотопляемость: количество и объем отсеков прочного корпуса; давление, на которое рассчитаны поперечныемежотсечные переборки; объемы и расположение цистерн главного балласта по длине подводной лодки; запас сжатого воздуха, предназначенного для продувания цистерн главного балласта при авариях в подводном положении, его давление и другие параметры систем продувания.

Кроме того, большое влияние на подводную непотопляемость оказывают быстродействие систем управления противоаварий-ными средствами, а также живучесть и надежность энергетической установки, общекорабельных систем и систем управления подводной лодкой.

Необходимым условием обеспечения всплытия подводной лодки при аварии, сопровождающейся поступлением воды в прочный корпус, является компенсация веса влившейся воды и возникающего при этом дифферентующего момента. Это достигается как за счет удаления водяного балласта путем продувания балластных цистерн, так и за счет использования гидродинамических сил и моментов, действующих на корпус подводной лодки при ее движении. Величина этих сил, зависящая от скорости хода лодки, может достигать нескольких процентов от нормального водоизмещения' (рис. 24)., Необходимое условие использования гидродинамических сил -наличие у подводной лодки после аварии положительного дифферента (т. е. дифферента на корму). При аварийном всплытии возможны углы дифферента, значительно превышающие допустимые в условиях нормальной эксплуатации. У современных американских атомных подводных лодок углы дифферента составляют 30—35°^. Более того, в 1949 г. американская дизель-электрическая подводная лодка «Пиккерель» произвела опытное «аварийное» всплытие с дифферентом на корму около 50° (рис. 25).

Задаваясь конкретными сочетаниями условий возможной аварии (глубина погружения, скорость хода и т. д.) и зная характеристики системы продувания, можно определить количество воды, при поступлении которой внутрь прочного корпуса подводной лодки, последняя еще имеет возможность всплыть на поверхность. Может быть решена и обратная задача — опреде-

Непотопляемость

лены характеристики системы продувания (запас воздуха высокого давления, количество воздуха, поступающего в цистерны в единицу времени, его давление и пр.), обеспечивающие спасение подводной лодки в случае поступления того или иного количества воды.

Ввиду сложности расчетов для решения перечисленных задач применяют электронные вычислительные машины. Результаты подобных расчетов зарубежные специалисты используют

Непотопляемость

Рис. 25. Момент всплытия на поверхность дизель-электрической подводной лодки «Пиккерель».

при назначении требований к системам продувания цистерн главного балласта, а также при их проектировании.

В истории подводного кораблестроения капиталистических стран известно сравнительно небольшое число случаев спасения подводных лодок при авариях (или боевых повреждениях) в подводном положении, сопровождающихся поступлением воды внутрь-прочного корпуса. Например, спасение американской дизель-электрической подводной лодки «Скэм'п» в годы второй мировой войны.

Седьмого апреля 1944 г. эта подводная лодка, обнаруженная в надводном положении японским самолетом, подверглась бомбардировке в момент погружения, в результате близкого разрыва глубинной бомбы из строя вышел электродвигатель подводной лодки, а в прочный корпус начала поступать вода. После продувания балластных цистерн провал лодки удалось прекратить на глубине ~ 100 м. Лодка стала быстро всплывать, но была одержана на глубине —15 м заполнением цистерн, по сле чего вновь начала погружаться. Подобный маневр погружения и всплытия пришлось повторить трижды, прежде чем удалось устранить неисправность и восстановить ход. Во время аварии в корпус лодки поступило до 20 г воды.

Сравнительно небольшая глубина погружения в момент получения повреждения и небольшое количество поступившей в корпус воды привели к благоприятному исходу аварии на прдводной лодке «Скэмп». в случае полного затопления отсека наибольшая глубина, с которой могли еще всплывать дизелы ~ электрические подводные лодки ВМС США военной постройки, не превышала 45 м\

В послевоенные годы США не достигли значительного прогресса в области обеспечения подводной непотопляемости подводных лодок. Основное нововведение, осуществленное на атомных подводных лодках, заключалось в повышении давления находящегося в бал-' лонах воздуха с 210 до 315 кГ1см\

Недостаточное внимание к проблемам подводной непотопляемости, по^ мнению некоторых зарубежных , специалистов, явилось одной из причин гибели атомной подводной лодки «трешер».

Низкая эффективность системы продувания цистерн главного балласта сжатым воздухом, как средства предотвращения гибели лодки, была известна и до катастрофы «Трешера», однако только после этого события в США началась интенсивная разработка новой системы продувания цистерн, основанной на использовании газов, которые образуются при работе твердотопливных ракетных двигателей (рис. 26).

Начиная с 1965 г. эту систему устанавливают на подводных лодках в дополнение к обычным системам продувания цистерн воздухом высокого давления. На каждую подводную лодку типа «Трешер» принимается 30 таких двигателей ^ при объеме нетто балластных цистерн 550 ж^, что составляет один двигатель на 18 объема удаляемой забортной воды под давлением 36 кГІсм^ (рабочая глубина «Трешера» — 360 м).

Непотопляемость

Применение твердотопливных ракетн>1х двигателей увеличивает скорость удаления водяного балласта, что в значительной степени повышает вероятность спасения подводной лодки.

Для управления всеми противоаварийными средствами в США разработана автоматическая система SSMS (Submarine Safety Monitoring System). При получении лодкой повреждения эта система автоматически анализирует обстановку и вырабатывает программу действий, обеспечивающих наиболь--шую вероятность выведения подводной лодки на поверхность в данной конкретной ситуации. Если личный состав по истечении допустимого промежутка времени не принимает мер по спасению подводной лодки, система самостоятельно включает необходимые противоаварийные средства в соответствии с выработанной программой Основу системы SSMS составляет малогабаритная электронная вычислительная машина, занимающая объем —0,05 м^.

После гибели «Трешера» при проектировании атомных подводных лодок в США большое внимание стали уделять конструктивным мероприятиям, с помощью которых удалось бы уменьшить вероятность аварийных ситуаций, связанных с поступлением воды внутрь прочного корпуса. К числу таких мероприятий относятся, например, сокращение числа забортных отверстий в прочном корпусе; уменьшение протяженности водяных трубопроводов, находящихся под наружным давлением; редуцирование наружного гидростатического давления в водяных системах; замена паяных соединений на трубопроводах забортной воды сварными и повышение требований к качеству их изготовления; дублирование и взаимная блокировка забортной арматуры ^.

По мнению американских специалистов на подводных лодках будущего внутренние трубопроводы забортной воды вообще будут ликвидированы.

Интересное изобретение в области обеспечения непотопляемости подводных лодок сделано во Франции Для создания дополнительной плавучести при затоплении части объема прочного корпуса предлагается использовать надувные гибкие емкости, которые в обычных условиях должны храниться в специальных нишах, расположенных в междубортном пространстве. Для использования таких гибких емкостей на подводной лодке необходимо иметь соответствующий запас сжатого воздуха или другие источники газа под высоким давлением.

Предыдущая глава Оглавление Следующая глава