Системы сжатого воздуха

Системы сжатого воздуха представлены на американских лодках тремя общекорабельными системами воздуха высокого (ВВД), среднего (ВСД) и низкого давления (ВНД), а также специальными стрельбовыми воздушными системами торпедного и ракетного оружия.

Основное назначение системы ВВД — производство, хранение и раздача потребителям сжатого воздуха высокого дав-. ления. Для выполнения этих функций в систему ВВД (рис.48) включены воздушные баллоны, компрессоры, осушители воздуха, редукционные и предохранительные клапаны, фильтры, распределительные устройства и трубопроводы. Максимальное давление в системе за последние годы повышено с 210 кГ/см^ (на подводных лодках времен второй мировой войны) до 315 кГ/см^ (на кораблях типов «Скипджек», «Джордж Вашингтон» и пр.).

На подводных лодках сжатый воздух хранят в стальных цельнотянутых цилиндрических или сферических баллонахемкостью от 280—440 до 1000 л. Для удобства размещения цилиндрических баллонов в пространстве между шпангоутами прочного корпуса их изгибают в продольном направлении. Такие «банановидные» баллоны изготовляются путем горячей или холодной гибки цилиндрической заготовки после штамповки нижней части. Для обеспечения живучести системы воздушные баллоны соединены в группы (по 6—8 баллонов в каждой) и расположены либо внутри прочного корпуса, либо в цистер-

Системы сжатого воздуха

Рис. 48. .Схема систем воздуха высокого давления атомной подводнойлодки «Джордж Вашингтон». / — компрессоры; 2 —сепаратор; 3 — фильтр; 4 — наружный прием ВВД; 5 —к системе гидравлики; 6 — к ревунам; 7 — баллоны ВВД; 8 — продувание ЦГБ- 9 — к системе запуска дизелей; /О - редукционный клапан 315/210 атм; 11-к системе ВИД; /2 — редукционный клапан; /3 — продувание выхлопной системы дизелей-м —осушитель воздуха; /5 — трубопровод сжатого воздуха давлением 210 атм-/в — продувание шахты для приема воздуха из атмосферы; /7 — к наружным гидравлическим приводам; 18 — глушитель; 19 — трубопровод сжатого воздуха давлением 315 атм; 20 —к стрельбовой системе шахт ракетного оружия; 21 — трубопровод системы продувания ЦГБ; 22 - зарядка торпед; 23 - редукционный клапан 210/105 атм; 24 — к стрельбовой системе торпедных аппаратов.

пах главного балласта или в надстройке подводной лодки. Каждая группа баллонов через разобщительный клапан подключена к главной распределительной колонке, откуда сжатый воздух подается в магистраль ВВД.

Специалисты судостроительного завода в Портсмуте (США) предложили изготовлять воздушные баллоны из стеклопластика По предварительным расчетам пластмассовый баллон емкостью 280 л воздуха под давлением 350 кГ/cм^■ будет весить всего лийіь 450 кг, в то время как баллон того же объема из стали марки НУ-80 весит около 900 кг: Длина пластмассового баллона 2290 мм, диаметр 456 мм. Впервые новые баллоны применены на глубоководной подводной лодке «Долфин»

(А055-555). Общий выигрыш в весе от применения таких баллонов составит 5 г.

На американских дизель-электрических лодках типа «Балао» запасы сжатого воздуха давлением 210 кГІсм^ равны 16 000 л, что составляет приблизительно 8,5 л на 1 г нормального водоизмещения или 28 л на 1 м^ объема ЦГБ. Этим коли-" честном ВВД на рабочей глубине (—120) можно продуть не более 45% общего объема цистерн главного балласта, который на подводных лодках типа «Балао» равен 570 м^.

На атомных подводных лодках США относительная величина запасов ВВД осталась практически без изменения, несмотря на трехкратное увеличение рабочей глубины погружения и значительное повышение подводной автономности. По сообщениям зарубежной печати', уже в 1960 г. во время 60-суточ-ного подводного плавания атомной лодки «Сивулф» на корабле наблюдалась нехватка сжатого воздуха для повседневных надобностей (удаления за борт сточных вод, отходов камбуза и т. п.). Наконец, как полагают иностранные специалисты, «едо- . статочный запас ВВД мог быть одной из причин гибели в 1963 г. атомной подводной лодки «Трешер». Не случайно на однотипных с «Трешером» подводных лодках более поздней постройки запас ВВД увеличили вдвое по сравнению с принимаемым раиее.^

По мнению некоторых американских кораблестроителей^, запас сжатого воздуха на подводных лодках должен быть таким, чтобы обеспечить возможность аварийного продувания цистерн главного балласта на рабочей глубине погружения в конце автономного подводного плавания.

Пополнение запасов сжатого воздуха в море, когда лодка находится на поверхности или в подводном положении, осущсг ствляется с помощью электрокомпрессоров со специальным устройством, обеспечивающим подачу. наружного воздуха в лодку на перископйой глубине.

Американские подводные лодки, у которых максимальное давление в_ системе ВВД равно 210 кГ/см^, оборудованы вертикальными четырехступенчатыми электрокомпрессорами производительностью 9,5 л/мин. На каждой подводной лодке установлено два таких агрегата, а на атомных подводных лодках-ракетоносцах— три горизонтальных четырехступенчатых электрокомпрессора производительностью 6,5 л/мин (давление сжатого воздуха 315 кГ/см^, мощность приводного электродвигателя переменного тока 44 кет).

При проектировании систем ВВД подводных лодок следует учитывать опасность компрессионной вспышки, т. е. воспламе нения паров масла в трубопроводах ВВД вследствие повышения температуры при резком увеличении давления воздуха. 0,пыт эксплуатации систем сжатого воздуха под давлением до 210 кГ/см^ на подводных лодках ВМС США показал, что при гаком давлении угроза компрессионной вспышки не возникает, однако переход на более высокие давления и внедрение дистанционно управляемой быстродействующей арматуры потребовали тщательных исследований этого явления. В результате исследований удалось установить допустимые скорости нарастания давления в трубопроводах за клапанами, а также подобрать состав взрывобезопасной смазки для компрессоров ВВД. Основные выводы были использованы американскими специалистами при разработке конструкции дистанционно управляемых клапанов и другой арматуры, а также при составлении инструкций по обслуживанию систем ВВД

Другая проблема, с которой сталкивается разработчик систем сжатого воздуха, связана с обмерзанием редукционных . клапанов и сетчатых фильтров в системе ВВД при резком падении давления воздуха, выходящего из баллонов. В частности, при швартовных испытаниях подводной лодки «Тиноса» в 1963 г. произошло обмерзание фильтров, в результате чего поступление сжатого воздуха в цистерны главного балласта прекратилось 2.

Для борьбы с обмерзанием арматуры на подводных лодках установлены осушители воздуха (блоки осушки), работающие на силикагеле или окиси алюминия. Кроме того, после гибели «Трешера» американские специалисты отказались от применения сетчатых фильтров в системе ВВД; они были сняты со всех подводных лодок американского флота.

Основные потребители ВВД на подводных лодках — стрель-бовые системы, системы В.СД и ВНД, а также система гидравлики. Кроме того, воздухом высокого давления" продувают цистерны быстрого погружения, безопасности и носовую цистерну плавучести.

Система ВСД служит для продувания цистерн главного балласта; На дизель-электрических подводных лодках ВМС США военной постройки в системе ВСД поддерживается давление 40—80 кГ/см^. Понижение давления сжатого воздуха от высокого до среднего происходит за счет гидравлических потерь в редукционном клапане и трубопроводе, соединяющем распределительные колонки ВВД и ВСД. На новых атомных лодках, у которых давление в системе ВВД равняется 315 кГ/см^, продувание цистерн главного балласта осуществляется воздухом под давлением 210 кГ/см^ (см. рис. 48).

После гибели «Трешера» в США наметилась тенденция отказа от применения на подводных лодках системы ВСД. Продувание цистерн главного балласта в этом случае должно осуществляться сжатым воздухом под давлением, соответствующем давлению в системе ВВД.

Система ВНД является системой рабочего воздуха, обеспечивающего действие различных механизмов и устройств подводной лодки, с помощью воздуха'низкого давления производят продувание дифферентных, уравнительных и заместительных цистерн, включение и выключение разобщительных пнев-

Системы сжатого воздуха

Рис. 49. Схема системы воздуха давлением 0.7 кГІсм^ атомной подводной лодки «Скипджек». / — в ЦГБ № 6; 2 —В'ЦГБ № 5; 3 — в ЦГБ № 4; 4 — вытяжная шахта вентиляции- 5 —в ЦГБ №3; б — в ЦГБ №2; 7 —в ЦГБ № I; 8 —в противопожарную дыхательную систему; S —забортный клапан; /О — внутренний запорный клапан; —воздуходувка; /2 —клапаны управления креном; /3 — противодымный фильтр; И — воздух из отсеков лодки.

магических муфт, запуск дизелей, а также удаление сточных вод и камбузных отходов, создают противодавления в аварийных отсеках и т. п. Система ВНД имеет, разветвленную сеть трубопроводов, общая длина которых на атомной подводной лодке «Тритон» превышает 150 км. Сжатый воздух поступает в систему ВНД от распределительной колонки воздуха высокого давления через детандер — прибор, понижающий высокое давление до 16—28 кГ/см^.

Для сохранения запасов сжатого воздуха на некоторых подводных лодках предусмотрена дополнительная воздушная сис- ^ тема (рис. 49), обеспечивающая продувание концевых групп цистерн главного балласта воздухом под избыточным давлением 0,7 кГ/см^. С этой целью используют либо специальные' турбо-KOMnpeccopbV работающие от электродвигателей (на атомных и некоторых тшпах дизель-электрических подводных лодок), либо дизель-ген&^аторы, продувающие цистерны выхлопнымигазами или работающие в режиме поршневого электрокомпрессора (на лодках типа «Тэнг»).

Стрельбовая система воздушных торпедных аппаратов (рис. 50) состоит из стрельбовых баллонов, трубопроводов и арматуры, обеспечивающей управление системой. Давление в стрельбовой системе американских дизель-электрических подводных лодок равно 42 кГ/смР-. Аналогичная схема у воздушной системы гидравлических торпедных аппаратов, применяемая

Системы сжатого воздуха

Рис. 50. Схема стрельбовой системы воздушных торпедных аппаратов.

/-торпедные аппараты; 2 - стрельбовый клапан; 3 - осушение торпедных аппаратов; ^-невозвратный клапан; 5 - зарядка торпед; 6 - от системы ИВД: 7-сепаратор; «-фильтр; 9-к торпедным аппаратам другого борта; 10 — стрель0овые баллоны.

на современных атомных подводных лодках, однако давление сжатого воздуха в этой системе достигает 105—175 кГІсм'^.

В воздушную стрельбовую систему ракетного оружия подводных лодок-ракетоносцев ВМС США входят 16 воздушных баллонов (по одному на каждую шахту).

На подводных ракетоносцах первой серии были установлены сферические баллоны фирмы Люкенс Стил Компани. Диаметр баллона 1200 мм, объем 700 л. Общий запас воздуха под давлением 315 кГ/см^ в стрельбовой системе составляет, таким образом, 11 ООО л. Подводные лодки-ракетоносцы последующих серий оборудованы цилиндрическими воздушными баллонами, что позволило разместить на корабле стартовые шахты увеличенных размеров'. Установленные баллоны приблизительно того же объема, длина их около 4500 мм.

При выстреле воздух поступает в шахту через 175-миллиметровый стрельбовый клапан тарельчатого типа, при этом скорость подачи воздуха исключает создание в шахте давлений, превышающих допустимое (60—70 кГІсм'^). Диаметр воздушных труб, соединяющих стрельбовые баллоны с шахтами, 200— 250 мм.

Кроме сжатого воздуха, для продувания цистерн главного балласта и выстреливания баллистических ракет на американских подводных лодках применяются газы, образующиеся при сгорании зарядов твердого топлива.

Газовая система продувания цистерн главного балласта выполняет, как правило, функции аварийной; ее устанавливают на лодках наряду с обычной воздушной системой продувания. Как уже отмечалось, на каждой подводной лодке типа «Трешер» размещено около 30 специальных твердотопливных ракетных двигателей. Подобные двигатели применяют также в стрельбовых системах ракетного оружия подводных лодок типа «Джеймс Мэдисон» (по одному на каждую шахту). Газы от них поступают в специальную водяную камеру, образуя парогазовую смесь, которая подается под обтюратор ракеты. По заявлению представителей ВМС США' эта система обладает повышенной эксплуатационной надежностью и взрыво-стойкостью.

Предыдущая глава Оглавление Следующая глава