Главная > Развитие подводных лодок

Прорыв в глубину.

Глубина погружения - одна из главных характеристик подводного корабля. До первой мировой войны считалась достаточной 50-метровая глубина, так как позволяла подводной лодке укрыться и не быть обнаруженной противником. В то время основным оружием против лодки были таран и артиллерия. Однако по мере совершенствования средств обнаружения и поражения величина глубины погружения становилась для подводной лодки первостепенным фактором. Кроме того, с увеличением глубины возрастала свобода маневрирования, ибо подводная лодка в большей мере приобретала как бы "третью степень свободы". Здесь уместна аналогия с самолетом, свобода маневрирования которого возрастает по мере набора высоты. По мнению американских специалистов, глубина погружения быстроходных подводных лодок должна составлять 600-1200 м. Но путь в глубину труден. При погружении лодки па каждые 10 м гидростатическое давление возрастает на 100 кПа и на глубине 1200 м и на каждый квадратный сантиметр обшивки прочного корпуса будет давить масса 120 кг.

Подводные лодки, участвовавшие во второй мировой войне, имели глубину погружения 100-135 м. У первых серийных атомных лодок США она превышала 200 м, а у построенных в 70-е годы достигала 400 м. При подводном водоизмещении ракетной атомной лодки США Итен Аллен 8000 т площадь обшивки прочного корпуса составляет примерно 4000 м2. Нетрудно подсчитать, что на глубине 400 м внешняя нагрузка на корпус лодки достигнет 1,6 млн. т. А если вернуться к прогнозам американских специалистов - 600-1200 м? В таком варианте нагрузка на корпус лодки возрастет до громадных размеров и составит, соответственно, 2,4-4,8 млн. т! Но специалисты США считают и такие глубины недостаточными. При этом исходят из того, что подводная лодка с глубиной погружения 4600 м сможет достичь дна на 60 %, а с глубиной погружения 5500 м - на 90 % площади океанов. Обнаружить гидролокатором находящуюся на дне океана лодку очень сложно, так как ее трудно классифицировать на фоне подводных гор, рифов и неровностей.

Какова должна быть конструкция корпуса такой подводной лодки, чтобы выдержать огромное давление воды? Наиболее оптимальная форма оболочки, рассчитанной на наружное давление, - сферическая. Но эта форма для подводной лодки непригодна, так как лодка будет иметь очень большое сопротивление, не говоря уже о проблематичности размещения вооружения и технических средств в шарообразном корпусе. В современной подводной лодке, корпус которой представляет собой тело вращения, также довольно сложно использовать полезные объемы, поэтому приходится увеличивать его диаметр.

Существует мнение, что проблему увеличения глубины погружения подводной лодки следует решать в нескольких направлениях. Наиболее заманчивым, на первый взгляд, кажется увеличение толщины обшивки прочного корпуса, но при этом возрастает его масса, а с нею и водоизмещение лодки. В первом приближении можно считать, что утяжеление прочного корпуса прямо пропорционально глубине погружения подводной лодки. Следовательно, с увеличением глубины погружения возрастание массы корпуса придется компенсировать за счет облегчения других конструкций и оборудования. Так, считается, что отказ от ограждения выдвижных устройств (перископов, антенн локационной, навигационной и радиоаппаратуры) позволяет увеличить глубину погружения на 4 %, а замена поперечных переборок корпуса рамными шпангоутами - на 7-10 %. Определенный эффект сулит замена стальных деталей и узлов на пластмассовые или изготовленные из легких сплавов.

За рубежом главные надежды в решении проблемы увеличения глубины погружения подводных лодок связывают с новыми высокопрочными материалами. В США уже с начала 50-х годов по заданию ВМС была начата разработка сталей типа HY с повышенными механическими свойствами, особенно предела текучести. Сталь этого типа проходила проверку на Альбакоре. Ее применение позволило уменьшить массу прочного корпуса лодки примерно на 30 %.

Круг проблем при создании глубоководных лодок не ограничивается только обеспечением надежности прочного корпуса. В не меньшей степени должны обеспечиваться надежность трубопроводов забортной воды, уплотнение электрических кабелей и систем, проходящих через обшивку прочного корпуса, безотказность забортной арматуры и, конечно, действие оружия. На заложенной в 1962 г. экспериментальной подводной лодке Долфин водоизмещением 800/928 т с глубиной погружения 1200 м, по заявлению начальника штаба ВМС США, предстояло:

...испытывать проектные технические решения, в том числе акустику в глубоководном звуковом канале, оружие и приборы управления стрельбой, а также собирать информацию для оценки боевых качеств глубоководных подводных лодок и целесообразности развивать это направление в подводном кораблестроении.

Относительно небольшое водоизмещение Долфина объясняется необходимостью обеспечить прочность корпуса при приемлемой скорости подводного хода. Масса корпусных конструкций на подводных лодках США постройки тех лет составляла примерно 40 % водоизмещения, из которых около половины приходилось на прочный корпус. Проектировщики Долфина пошли по пути увеличения толщины обшивки прочного корпуса, выполненного из высококачественной стали. В результате масса корпусных конструкций составила около 60 % водоизмещения. И это несмотря на ряд мер, принятых для экономии водоизмещения: лодка вооружена лишь одним торпедным аппаратом, допускающим стрельбу с глубины 1000 м, в максимально возможной степени совмещены вахтенные посты и применена автоматизация систем, устройств и механизмов (для снижения численности экипажа) и др.

При постройке Долфина серьезное внимание обратили на обеспечение мер безопасности. Чтобы повысить надежность трубопроводов забортной воды, применили двухконтурную систему охлаждения, основной частью которой являлся встроенный в корпус лодки теплообменник, омываемый забортной водой. В целях гарантированного срочного всплытия обычная аварийная система продувания балласта сжатым воздухом дублируется устройством дистанционного сброса двадцатитонной секции киля, кренящейся к корпусу двумя взрывными болтами. При нажатии кнопки в центральном посту болты разрушаются взрывом и секция отделяется от лодки.

Конструкторы подводных кораблей связывают надежды не только со сталью. Известно, что в авиационной и ракетной технике успешно применяются сплавы титана, которые по своим механическим характеристикам близки к лучшим маркам стали, но при этом имеют почти в два раза меньшую удельную массу. В подводном кораблестроении США и некоторых других стран сплавы титана применяют уже в течение ряда лет. Однако и сплавы титана не лишены недостатков, в частности плохо поддаются механической обработке и трудно свариваются.

В последние годы сталь в кораблестроении все чаще пытаются заменить неметаллическими материалами, тем более что с появлением пластмасс стало возможным создавать материалы с заранее заданными свойствами. Но у пластмасс недостаточная прочность. Использовав опыт по армированию железобетона, удалось получить Стеклопластик (в синтетическую смолу ввели стеклянные волокна). Так появился материал, который по прочности несколько уступает стали, но зато его удельная масса в четыре раза меньше. Немаловажным достоинством стеклопластика является его стойкость против коррозии. На подводной лодке Долфин изготовленные из стеклопластика баллоны воздуха высокого давления по сравнению с металлическими имели в два раза меньшую массу и, кроме того, повышенную ударостойкость. На зарубежных подводных лодках из стеклопластика изготовляют надстройки, ограждения рубок, обтекатели выдвижных устройств и другие конструктивные элементы корпуса. В США исследуется возможность изготовления из стеклопластика прочного корпуса подводной лодки.