Устройство и принцип работы подводной лодки

Содержание

Принцип действия субмарины

Эволюция подводных лодок с атомным реактором

Типы корпусов

Рождение рекордсмена

В Советском Союзе уже были случаи создания образцов техники – рекордсменов. Это и самый большой в мире транспортный самолет АН-22 «Антей» и первый в мире атомный ледокол «Ленин». В военном плане СССР также доставлял американским военным немало хлопот, создавая превосходную военную технику. Советские межконтинентальные баллистические ракеты последнего поколения наводили ужас за океаном. Не отставал в этом плане и военно-морской флот, поэтому самая большая в мире атомная подводная лодка «Акула» не стала для советской страны неожиданностью.

Советский корабль, построенный в начале 80-х годов XX века, остается и в наши дни непревзойденным достижением конструкторской мысли. По многим техническим параметрам новая атомная субмарина по праву считается самым грандиозным советским военным проектом. Уже только технические измерения корабля потрясают воображение, не говоря о стоимости постройки судна таких масштабов. Длина корабля составляет 173 метра, а ширина корпуса составляет 23 метра. Корпус лодки — это стальная сигара величиной с 9-ти этажное здание. Только осадка лодки составляла 12 метров. Такие размеры соответствовали и огромному водоизмещению. Советский подводный ракетоносец имел водоизмещение линкора времен Второй Мировой войны – 50 тыс. тонн.

По водоизмещению АПЛ «Акула» втрое превосходила своего оппонента- подводную лодку типа «Огайо». Если говорить о названии корабля, то советский вариант имеет народное происхождение. Еще на стапелях лодку стали называть акулой. Это сравнение было настолько удачным, что в последствие прижилось в военных и в политических кругах. Впервые на широкой публике новый атомный ракетный крейсер назвал «Акулой» Генеральный Секретарь ЦК КПСС Л. И. Брежнев.

С задачей разработать проект советского подводного супер-крейсера прекрасно справились конструкторы ЦКБ морской техники «Рубин» — флагмана советской кораблестроительной отрасли. В 1972 году ленинградцами было получено техническое задание на разработку проекта подводной атомной лодки стратегического назначения III поколения. Проектные работы возглавил талантливый советский конструктор С.Н. Ковалев, за плечами которого были уже готовые и успешные проекты. Его детища бороздили моря и океаны, оставаясь надежным щитом Советского государства. С 1973 года, после Решения советского правительства в стенах ЦКБ «Рубин» закипела работа над созданием проекта.

Местом постройки новых судов такого размера стало предприятие «Севмаш». Для постройки новых кораблей на территории верфи были специально возведен новый эллинг громадных размеров. В акватории судостроительного завода для прохода кораблей такого большого водоизмещения были проведены дноуглубительные работы.

Уже через три года на стапелях «Севмаша» была заложена первая головная субмарина проекта 941. Корабль получил заводской индекс ТК-208 (тяжелый крейсер – 208). Всего планировалось построить по данному проекту 7 судов на протяжении последующих 10-15 лет. Следует отметить, что советские конструкторы сумели обогнать своих американских коллег, раньше создав готовый проект нового подводного ракетоносца. Спуск на воду в сентябре 1980 году новой советской субмарины колоссальных размеров стал для американцев настоящим шоком. Первая лодка типа «Огайо» сошла на воду в декабре 1981 года, когда советский ракетоносец вошел в состав действующего флота.

Интересная деталь: из 6 кораблей, построенных по проекту, самый первый оказался долгожителем. Субмарина КТ-208, спущенная на воду в далеком 1981 году продолжает оставаться в строю и сегодня. Теперь это ТПРКСН (тяжелый подводный ракетный крейсер стратегического назначения) «Дмитрий Донской», лодка КТ-208 проекта 941.

Подводные авианосцы: проект, который так и не стал успешным

Первые военные подводные лодки

Многие флотоводцы древности мечтали получить в свое распоряжение оружие, способное нанести внезапный удар из морских глубин. С течением времени эти мечты стали превращаться в реальность.

Впервые подводную лодку, принявшую участие в боевых действиях, удалось создать американскому изобретателю Горацию Ханли, служившему в годы Гражданской войны в США (1861—1865 гг.) в армии мятежных южан. Ханли создал подводную лодку из паровозного котла, на обоих концах которого были сварены заостренные оконечности. В движение лодка приводилась винтом, который вращали 8 матросов. Вооружение состояло из шестовой мины, закрепленной на носу.

Подводная лодка Ханли

Солдаты охраняют подводную лодку Ханли, гравюра XIX в.

17 февраля 1864 г. лодка таранила корвет «Хусатоник» северян. Ее командир Д. Диксон подорвал мину, отправив корвет на дно. Лодка в момент взрыва не пострадала, но спустя 45 минут волна захлестнула открытый люк и субмарина затонула со всем экипажем.

Возможность использования подводной лодки в боевых действиях на море была доказана на практике, и в ведущих морских державах мира были начаты исследования, направленные на создание подводных лодок и двигателей для них.

Боевая подводная лодка «Холланд» SS-1 ВМФ США, 1898 г.

Торчащий из воды лодочный перископ — «глаза» субмарины

В конце XIX в. появились лодки с электрической силовой установкой для движения под водой и паровым двигателем для надводного плавания. Затем для движения в надводном положении начали применять бензиновую (или гораздо более безопасную дизельную) силовую установку.

17 мая 1897 г. американский инженер Джон Холланд спустил на воду подводную лодку «Холланд VI» водоизмещением 63 т. На судне был установлен автомобильный двигатель мощностью 43 л. с. для надводного хода и электродвигатель для подводного хода. Скорость в надводном состоянии составляла 8 узлов, в погруженном — 5 узлов. Купленная военным флотом США в 1900 г. «Холланд VI» получила обозначение «Холланд» SS-1 и стала одной из первых в истории США боевых подводных лодок.

Русская подводная лодка «Нарвал», построенная по проекту «Холланд»

Водоизмещение лодок постоянно увеличивалось. Если «Холланд» SS-1 имела водоизмещение до 70 т, то в 1907 г. на воду была спущена лодка водоизмещением 342 т, а в 1911 г. — 965 т. Именно такого водоизмещения достигли русские подводные лодки типа «Нарвал», строившиеся в 1911—1915 гг. в России по американскому проекту «Холланд». Вооружение составляло 4 торпедных аппарата (2 носовых и 2 кормовых) калибра 450 мм. 4 дизельных двигателя по 160 л. с. и 2 электромотора по 245 л. с. позволяли достигать надводной скорости 12 узлов, подводной — 10 узлов.

Дифферентовка

Цистерны вспомогательного балласта

На практике лодка имеет остаточную плавучесть, то есть существует разница между объёмом ЦГБ и объёмом воды, которую нужно принять для полного погружения. Эта разница компенсируется с помощью цистерн вспомогательного балласта. Прием или откачка воды в уравнительную цистерну погашает остаточную плавучесть.

Для компенсации продольных смещений грузов — а смещения есть всегда — имеются дифферентные цистерны — носовая и кормовая. Прием / откачка вспомогательного балласта и его перекачка между дифферентными цистернами с целью добиться равновесия погруженной ПЛ на ровном киле называется дифферентовкой.

Практически, невозможно принять в уравнительную цистерну ровно столько, чтобы лодка без хода «зависла» на постоянной глубине. Постоянно требуется то принимать, то откачивать балласт. На современных ПЛ для этой цели имеется автомат — стабилизатор глубины. Однако надёжность его невысока, и диапазон работы ограничен. Поэтому постановка на стабилизатор глубины и снятие с него — это целый комплекс действий, с соблюдением особого режима эксплуатации лодки.

Когда требуется срочное погружение, используют цистерну быстрого погружения (ЦБП, иногда называется цистерной срочного погружения). Её объём не входит в расчётный запас плавучести, то есть приняв в неё балласт, лодка становится тяжелее окружающей воды, что помогает «провалиться» на глубину. После этого, разумеется, цистерна быстрого погружения немедленно продувается. Она находится в прочном корпусе и выполняется прочной.

В боевой обстановке (в том числе на боевой службе и в походе) немедленно после всплытия лодка принимает воду в ЦБП, и компенсирует её вес, поддувая главный балласт — сохраняя некоторое избыточное давление в ЦГБ. Таким образом, лодка находится в немедленной готовности к срочному погружению.

Среди важнейших специальных цистерн — следующие.

Торпедо- и ракетозаместительные цистерны

Чтобы сохранить общую нагрузку после выхода торпед или ракет из ТА / шахт, и предотвратить самопроизвольное всплытие, поступившую в них воду (около тонны на каждую торпеду, десятки тонн на ракету) не откачивают за борт, а сливают в специально предназначенные цистерны. Это позволяет не нарушать работы с ЦГБ и ограничить объём уравнительной цистерны.

Если попытаться компенсировать вес торпед и ракет за счёт главного балласта, тот должен быть переменным, то есть в ЦГБ должен оставаться пузырь воздуха, а он «гуляет» (подвижен) — наихудшая для дифферентовки ситуация. Погруженная ПЛ при этом практически теряет управляемость, по выражению одного автора, «ведет себя как взбесившаяся лошадь». В меньшей степени это справедливо и для уравнительной цистерны. Но главное, если ею компенсировать большие грузы, придется увеличить её объём, а значит, количество сжатого воздуха, необходимого для продувания. А запас сжатого воздуха на лодке — самое ценное, его всегда мало и он трудно восполним.

Цистерны кольцевого зазора

Между торпедой (ракетой) и стенкой торпедного аппарата (шахты) всегда имеется зазор, особенно в головной и хвостовой частях. Перед выстрелом наружную крышку торпедного аппарата (шахты) нужно открыть. Сделать это можно, только сравняв давление за бортом и внутри, то есть заполнив ТА (шахту) водой, сообщающейся с забортной. Но если впустить воду непосредственно из-за борта, дифферентовка будет сбита — прямо перед выстрелом.

Чтобы этого избежать, воду, необходимую для заполнения зазора, хранят в специальных цистернах кольцевого зазора (ЦКЗ). Они находятся вблизи ТА или шахт, и заполняются из уравнительной цистерны. После этого для выравнивания давления достаточно перепустить воду из ЦКЗ в ТА и открыть забортный клапан.

Атомные подводные лодки

Первая в мире АПЛ Наутилус (США)

Первая в мире атомная подводная лодка – «Nautilus» была принята на вооружение в США в сентябре 1954 года. Спустя почти 5 лет, в январе 1959 года вступила в строй советская АПЛ К-3 проекта 627. По многим характеристикам, в частности, водоизмещению, скорости, числу гребных валов, автономности и численности экипажа они были схожи. И все же советская АПЛ имела на один реактор больше. Она превосходила американскую по мощности более чем в 2 раза и по скорости на 6 узлов.

Первая советская АПЛ К3 проекта 627

Чтобы понять, как устроена атомная подводная лодка, следует уяснить главное ее отличие от обычной: это субмарина с ядерной силовой установкой, что дает ей ряд уникальных преимуществ:

  1. Ядерная энергия дает возможность АПЛ значительно увеличить время нахождения под водой – от 80 до 99 % всего ходового времени.
  2. Ядерное топливо – это гарантия неограниченной дальности плавания и независимости от береговых баз снабжения.
  3. Атомные энергетические установки обеспечивают субмарине скорость, соизмеримую со скоростью надводных кораблей.
  4. Помимо главной турбины, атомный реактор обеспечивает энергией многочисленные механизмы, системы и электронную аппаратуру.

Российская АПЛ проект Борей

Мощное вооружение современных российских АПЛ – баллистические и крылатые ракеты различных типов многократно повысило боевые возможности подводного флота, сделав его одной из важнейших составляющих ядерной триады.

Типы корпусов

Подводные лодки, где корпус выполняет две эти задачи, называли однокорпусными. Цистерна главного балласта находилась внутри корпуса, что снижало полезный объем внутри и требовало максимальной прочности стенок. Лодка подобной конструкции выигрывает в весе, в необходимой мощности двигателя и в характеристиках маневренности.

Подводные лодки с полуторным корпусом оснащены прочным корпусом, который частично закрыт более легким. Цистерну главного балласта здесь вынесли наружу. Она находится между двумя корпусами. Среди плюсов – отличная маневренность и быстрая скорость погружения. Минусы – мало места внутри, малое время автономной работы.

Классические двухкорпусные лодки оснащаются прочным корпусом, который на всей своей протяженности закрыт легким корпусом. Главный балласт находится в промежутке между корпусами. Лодка обладает большой надежностью, временем автономной работы, большим внутренним объемом. Среди минусов – длительный процесс погружения, крупные размеры, сложность систем заполнения балластных цистерн.

Современные подходы к строительству подводных лодок диктуют оптимальные формы корпусов. Эволюция формы очень тесно связана с развитием систем двигателей. Изначально в приоритете были лодки для надводного перемещения с возможностью кратковременного погружения для решения боевых задач. Корпус тех субмарин имел классическую форму с заостренной носовой частью. Гидродинамическое сопротивление было очень высоким, но тогда оно не играло особой роли.

Современные лодки имеют значительно большую автономность и скорость хода, поэтому инженерам приходится снижать его – корпус делают в форме капли. Это оптимальная форма для движения под водой.

На подводную лодку

Удивительный «Лошарик» для изучения океанских глубин

Системы для погружения и всплытия

В устройстве подводной лодки имеются и эти системы. Для погружения подводная лодка, в отличие от надводной, должна иметь отрицательную плавучесть. Этого достигали двумя способами – повышением веса или снижением водоизмещения. Для повышения веса в подводных лодках имеются балластные цистерны, которые заполняются водой либо воздухом.

Для обычного всплытия или погружения лодки применяют кормовые, а также носовые цистерны или цистерны главного балласта. Они нужны для заполнения водой в целях погружения и для заполнения воздухом для всплытия. Когда лодка находится под водой, цистерны заполнены.

Чтобы быстро и точно контролировать глубину, применяют цистерны с контролем глубины. Взгляните на фото устройства подводной лодки. Через изменение объема воды контролируют изменение глубины.

Чтобы управлять направлением лодки, применяются вертикальные рули. На современных машинах рули могут достигать огромных размеров.

Гибель офицеров-подводников на «Оренбурге» и «Лошарике»

По предварительным данным, офицеры погибли в ходе выполнения штатного спуска на «Лошарике» — их отравил угарный газ, который возник в процессе возгорания, которое членам команды удалось в итоге взять под контроль.

Различные источники, включая РБК и ТАСС, пишут, что трагедия произошла то ли на подводной атомной лодке БС-136 «Оренбург», то ли на подводной научно-исследовательской станции «Лошарик»

Точные подробности еще предстоит узнать, но важно другое: «Оренбург» выполняет роль носителя глубоководной атомной научной станции — подводной лодки АС-12 проекта 10831, известной как «Лошарик». То есть, это одно целое

В сентябре 2012 года в ходе экспедиции «Севморгео» подлодка-носитель БС-136 «Оренбург» вместе с научной станцией «Лошарик» достигли Северного полюса. На глубине 2,5 километров (с максимальной заявленной глубиной погружения 6 километров) были взяты три пробы скальной породы — чтобы доказать, что хребты Ломоносов и Менделеев принадлежат российской территории.

Точных схем устройства стратегических ядерных лодок, конечно, ни у кого, кроме военных, нет. Вся информация считается «предположительной», а фотографии — неофициальными.

Американская и советская школа кораблестроения

Первая атомная подводная лодка Советского Союза «Ленинский Комсомол»

Появление реактора на борту подводной лодки поставило перед разработчиками 3 задачи: увязать возможности реактора с возможностями лодки, обезопасить экипаж и придумать новые способы применения.

Уже первая атомная подводная лодка СССР К-3 «Ленинский комсомол» получила сигарообразный корпус с минимальной верхней палубой и обтекаемую рубку, напоминающую плавник морского животного.

Корпус американского «Наутилуса» похож на дизельных предшественников: заокеанские коллеги изменили внешнюю конструкцию немного позже, использовав наработки эксплуатации первого подводного атомохода.

На этом фоне появилось четкое разделение путей развития АПЛ: американский и советский.

Первая атомная подводная лодка США USS Nautilus

К моменту запуска «Наутилуса» у инженеров США был готов атомный реактор, поэтому они создавали лодку вокруг реактора. Доказанная надежность позволила использовать одну основную силовую установку, дополненную дизельными агрегатами.

Агрегаты заводов Советского Союза создавались в спешке, поэтому К-3 строилась с дублированием силовой установки. Одновременное проектирование агрегатов и самого судна позволило «элегантнее» разместить экипаж и оборудование.

В дальнейшем это привело к принципиальному отличию: у атомных субмарин США всегда один реактор. Российские и советские строились как с одним, так и с двумя реакторами — в зависимости от размеров судна и его назначения.

Дифферентовка

Цистерны вспомогательного балласта

На практике лодка имеет остаточную плавучесть, то есть существует разница между объёмом ЦГБ и объёмом воды, которую нужно принять для полного погружения. Эта разница компенсируется с помощью цистерн вспомогательного балласта. Прием или откачка воды в уравнительную цистерну погашает остаточную плавучесть.

Для компенсации продольных смещений грузов — а смещения есть всегда — имеются дифферентные цистерны — носовая и кормовая. Прием / откачка вспомогательного балласта и его перекачка между дифферентными цистернами с целью добиться равновесия погруженной ПЛ на ровном киле называется дифферентовкой.

Практически, невозможно принять в уравнительную цистерну ровно столько, чтобы лодка без хода «зависла» на постоянной глубине. Постоянно требуется то принимать, то откачивать балласт. На современных ПЛ для этой цели имеется автомат — стабилизатор глубины. Однако надёжность его невысока, и диапазон работы ограничен. Поэтому постановка на стабилизатор глубины и снятие с него — это целый комплекс действий, с соблюдением особого режима эксплуатации лодки.

Когда требуется срочное погружение, используют цистерну быстрого погружения (ЦБП, иногда называется цистерной срочного погружения). Её объём не входит в расчётный запас плавучести, то есть приняв в неё балласт, лодка становится тяжелее окружающей воды, что помогает «провалиться» на глубину. После этого, разумеется, цистерна быстрого погружения немедленно продувается. Она находится в прочном корпусе и выполняется прочной.

В боевой обстановке (в том числе на боевой службе и в походе) немедленно после всплытия лодка принимает воду в ЦБП, и компенсирует её вес, поддувая главный балласт — сохраняя некоторое избыточное давление в ЦГБ. Таким образом, лодка находится в немедленной готовности к срочному погружению.

Среди важнейших специальных цистерн — следующие.

Торпедо- и ракетозаместительные цистерны

Чтобы сохранить общую нагрузку после выхода торпед или ракет из ТА / шахт, и предотвратить самопроизвольное всплытие, поступившую в них воду (около тонны на каждую торпеду, десятки тонн на ракету) не откачивают за борт, а сливают в специально предназначенные цистерны. Это позволяет не нарушать работы с ЦГБ и ограничить объём уравнительной цистерны.

Если попытаться компенсировать вес торпед и ракет за счёт главного балласта, тот должен быть переменным, то есть в ЦГБ должен оставаться пузырь воздуха, а он «гуляет» (подвижен) — наихудшая для дифферентовки ситуация. Погруженная ПЛ при этом практически теряет управляемость, по выражению одного автора, «ведет себя как взбесившаяся лошадь». В меньшей степени это справедливо и для уравнительной цистерны. Но главное, если ею компенсировать большие грузы, придется увеличить её объём, а значит, количество сжатого воздуха, необходимого для продувания. А запас сжатого воздуха на лодке — самое ценное, его всегда мало и он трудно восполним.

Цистерны кольцевого зазора

Между торпедой (ракетой) и стенкой торпедного аппарата (шахты) всегда имеется зазор, особенно в головной и хвостовой частях. Перед выстрелом наружную крышку торпедного аппарата (шахты) нужно открыть. Сделать это можно, только сравняв давление за бортом и внутри, то есть заполнив ТА (шахту) водой, сообщающейся с забортной. Но если впустить воду непосредственно из-за борта, дифферентовка будет сбита — прямо перед выстрелом.

Чтобы этого избежать, воду, необходимую для заполнения зазора, хранят в специальных цистернах кольцевого зазора (ЦКЗ). Они находятся вблизи ТА или шахт, и заполняются из уравнительной цистерны. После этого для выравнивания давления достаточно перепустить воду из ЦКЗ в ТА и открыть забортный клапан.

Принцип погружения и всплытия

Для погружения под воду специальные цистерны на борту субмарины заполняются балластом (забортной водой). Все в соответствии с законом Архимеда – для полного погружения необходимо уровнять вес лодки с весом вытесненной воды.

При всплытии осуществляется обратный процесс – продув балласта, вследствие чего вода вытесняется из цистерн сжатым воздухом. В подводном положении лодка может менять глубину погружения с помощью рулей.

Ёмкости, заполняемые забортной водой, носят название цистерны главного балласта (ЦГБ). Они разделены на три группы – носовую, среднюю и кормовую. ЦГБ заполняются в зависимости от выполняемого ПЛ маневра. К примеру, при срочном погружении балластом заполняется цистерна быстрого погружения.

Подводные лодки Первой мировой войны

Подводные базы глубоководных аппаратов

Авиационные системы сброса торпед

Основной проблемой при сбросе торпед с воздуха являлась необходимость выполнять эту операцию на минимальной скорости, крайне низкой высоте (3-6 метров) и на дистанции 1400—1800 м от цели, что делало самолет-торпедоносец крайне уязвимым. Первый успешный сброс торпеды с борта воздушного судна был проведен 28 июля 1914 года с гидросамолета Calshot. Уже через год стартовавшие с гидроавиатранспорта HMS Ben-my-Chree гидросамолеты затопили 3 турецких корабля в Дарданеллах.
В начале 1920-х годов, ушедший в отставку лейтенант австралийских ВВС Фредерик Бернард Фаулер основал компанию Eastbourne Aviation Company, которая получила контракт на обучение пилотов палубных самолетов японского императорского флота. В группы по обучению входили как летчики-истребители, так и пилоты торпедоносцев. Японцы быстро пришли к выводу, что в качестве торпедоносцев нужно использовать специально разработанные самолеты, а не адаптировать для этой цели истребители и бомбардировщики. Для сброса были доработаны и торпеды, что позволило создать лучшую в годы Второй мировой войны связку из торпедоносца Nakajima B5n и авиационной торпеды Type 91. Сброс торпед был возможен на скоростях до 300 км/ч (позднее до 560 км/ч) с высоты до 60 м, что значительно превосходило аналогичные показатели торпедоносцев других стран.

Британская M2 и французский «Сюркуф»

АПЛ: какие они бывают

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. 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». 

США делают свои АПЛ однокорпусными , а Россия – двухкорпусными: в этом случае есть внутренний грубый прочный корпус и внешний обтекаемый легкий.

В целом, наблюдается тенденция к переходу на однокорпусные АПЛ. Очевидно, в будущем применят еще более совершенные материалы.

Существуют также лодки с корпусом смешанного типа и многокорпусные. К последним относится отечественный подводный ракетный крейсер проекта 941 – самая большая атомная подлодка в мире. 

Можно видеть, насколько различаются атомные подлодки и сколь отличным является их «содержание».

Убийца авианосцев проекта 949А «Антей»

Как работает атомная подводная лодка

Дата
Категория: Транспорт

Атомные подлодки и прочие суда с ядерными энергоустановками используют радиоактивное топливо — главным образом уран — для превращения воды в пар. Полученный пар вращает турбогенераторы, а те производят электроэнергию для движения судна и питания различного бортового оборудования.

Радиоактивные материалы, подобные урану, выделяют тепловую энергию в процессе ядерного распада, когда неустойчивое ядро атома расщепляется на две части. При этом выделяется огромное количество энергии. На атомной подлодке такой процесс осуществляется в толстостенном реакторе, который непрерывно охлаждается проточной водой, чтобы избежать перегрева, а то и расплавления стенок. Ядерное топливо пользуется особой популярностью у военных на подлодках и авианосцах благодаря своей необычайной эффективности. На одном куске урана размером с мяч для гольфа подлодка может семь раз обогнуть земной шар. Однако ядерная энергия таит в себе опасность не только для экипажа, который может пострадать, если на борту произойдет радиоактивный выброс. В этой энергии заложена потенциальная угроза всей жизни в море, которая может быть отравлена радиоактивными отходами.

Принципиальная схема машинного отсека с ядерным реактором

В типичном двигателе с ядерным реактором (слева) охлажденная вода под давлением попадает внутрь корпуса реактора, содержащего ядерное топливо. Нагретая вода выходит из реактора и используется для превращения другой воды в пар, а затем, остывая, вновь возвращается в реактор. Пар вращает лопасти турбинного двигателя. Редуктор переводит быстрое вращение вала турбины в более медленное вращение вала электродвигателя. Вал электродвигателя при помощи механизма сцепления соединяется с гребным валом. Кроме того, что электродвигатель передает вращение гребному валу, он вырабатывает электроэнергию, которая запасасется в бортовых аккумуляторах.

Ядерная реакция

В полости реактора атомное ядро, состоящее из протонов и нейтронов, подвергается удару свободного нейтрона (рисунок ниже). От удара ядро расщепляется, и при этом, в частности, освобождаются нейтроны, которые бомбардируют другие атомы. Так возникает цепная реакция деления ядер. При этом освобождается огромное количество тепловой энергии, то есть тепла.

Атомная подлодка курсирует вдоль побережья в надводном положении. Таким кораблям надо пополнять топливо лишь один раз в два-три года.

Группа управления в боевой рубке наблюдает за прилегающей акваторией в перископ. Радиолокатор, гидролокатор, средства радиосвязи и фотокамеры со сканирующей системой также помогают вождению этого судна.

Общее устройство современной АПЛ

Ракетонесущий атомный подводный крейсер проекта 941 «Акула» в разрезе

Среднестатистическую подводную лодку, бороздящую Мировой океан прямо сейчас, можно описать единой концептуальной схемой. Отдельные агрегаты и линии могут меняться, но сама идея остаётся неизменной с семидесятых годов.

Большинство российских субмарин используют два корпуса (отдельные капсулы в общем) – внутренний из мягкого и прочного титана и внешний из маломагнитной стали. Американские используют один многослойный корпус, разделенный переборками. Как и 50 лет назад.

Между корпусами (у АПЛ США – в общем объеме) расположены ёмкости для воды. При их заполнении лодка опускается, откачка поднимает судно на поверхность. Цистерны можно заполнять одновременно или по-очереди.

Кроме основных, есть так называемые дифферентные цистерны: их заполняют для выравнивания лодки после загрузки и при движении груза. Эта система работает все время, даже под водой при горизонтальном движении.

Многоцелевая АПЛ класса «Вирджиния» ВМС США

Существуют также лодки с корпусом смешанного типа (когда легкий корпус перекрывает основной лишь частично) и многокорпусные (несколько прочных корпусов внутри легкого).

Переборки между отсеками рассчитаны на давление в 10 атмосфер и сообщаются люками, которые можно герметизировать, если это необходимо. Не все отечественные атомные субмарины имеют так много отсеков.

Для справки: многоцелевая АПЛ проекта 971, например, разделена на шесть отсеков, а новый ракетоносец проекта 955 — на восемь.

История создания

Вооруженные до зубов лодки типа «Огайо»

Простое ли дело — выстрелить торпеду?

Системы для погружения и всплытия

Подводные лодки Второй мировой войны

Лодка внутри

Внутри подводная лодка представляет собой несколько отсеков. Если рассмотреть, как устроена подводная лодка на примере одного из экспонатов выставки «Из истории подводного флота России», то сразу же в первом отсеке можно видеть шесть носовых торпедных аппаратов, устройство для стрельбы, запасные торпеды.

Во втором отсеке находятся офицерские и командирские каюты, рубка специалиста по гидроакустике и комната радиоразведчика.

Третий отсек представляет собой центральный пост. В данном отсеке масса различных приборов и устройств для управления движением, погружением, всплытием.

Четвертый представляет собой кают-компании для старшин, камбуз, радиорубку. В пятом отсеке находятся три дизельных двигателя мощностью 1900 л. с. каждый. Они работают, когда лодка находится над водой. В следующем отсеке находятся три электрических двигателя для подводного хода.

В седьмом установлены торпедные аппараты, прибор для стрельбы, койки личного состава. Можно посмотреть, как устроена подводная лодка внутри. Фото позволит ознакомиться со всеми приборами и отсеками.

Исторические факты

Самая первая информация о подобных плавательных средствах датируется 1190 годом. В одном из германских сказаний главный персонаж построил нечто вроде подводной лодки из кожи и сумел скрыться на ней от судов врага на морском дне. Это плавательное средство пробыло на дне 14 дней. Воздух внутрь подавался через трубку, второй конец которой был на поверхности. Каких-либо подробностей, чертежей, информации, как устроена подводная лодка, не сохранилось.

Вам будет интересно:Что тяжелее: трамвай или танк? Что тяжелее: трамвай или танк Т-34?

Более-менее реальные основы подводного плавания изложил Уильям Буэн в своем труде в 1578 году. Буэн на базе закона Архимеда впервые научно обосновывает способы всплытия и погружения при помощи изменения характеристик плавучести судна, изменяя его водоизмещение. По этим трудам удалось построить судно, способное погружаться и всплывать. Плыть под водой судно не могло.

Далее, в эпоху научно-технического прогресса, в Санкт-Петербурге тайным образом инженеры заложили принцип устройства подводной лодки, предназначенной для вооруженных сил. Она строилась по проектам Ефима Никонова. Проект осуществлялся с 1718 по 1721 год. Далее прототип спустили на воду, и он смог успешно пройти все испытания.

Вам будет интересно:Свойства и состав силикатного кирпича

Через 50 лет в США построили первую подводную лодку, которая использовалась в ведении боевых действий. Корпус имел форму чечевицы из двух половинок, которые соединялись при помощи фланцев и кожаных вставок. На крыше была устроена полусфера из меди с люком. На лодке было балластное отделение, которое опорожнялось и заполнялось при помощи помпы. Имелся и аварийный балласт из свинца.

Первой серийной подводной лодкой стало судно Джевецкого. Серия составляла 50 штук. Затем конструкция была усовершенствована, и вместо весельного привода появился вначале пневматический, а затем и электропривод. Эти конструкции строили с 1882 по 1888 год.

Первой электрической субмариной стало судно разработки Клода Губэ. Прототип спустили на воду в 1888 году, судно имело водоизмещение в размере 31 тонны. Для передвижения использовался электрический двигатель мощностью 50 лошадиных сил. Питание осуществлялось от 9-тонной аккумуляторной батареи.

В 1900 году французские инженеры создали первую лодку с паровым и электрическим двигателем. Первый предназначался для движения над водой, второй – под ней. Конструкция была уникальна. Американское судно по подобию разработки французов работало на бензиновом двигателе для плавания над поверхностью воды.

Как устроена служба на подводной лодке

Эксплуатация атомных подводных лодок

Сухой док для обслуживания АПЛ типа «Огайо»

Появление атомных подводных заставило пересмотреть применение и ремонт подобных типов судов: их подводная часть имеет неподходящие для обычных портов габариты, а реакторы опасны.

Учитывая, что большая часть задач связана с длительным скрытным применением у берегов вероятного противника, поход так же должен начинаться в потайном месте — иначе лодки можно будет отслеживать с начала пути.

Аналогичные рассуждения, необходимость защиты АПЛ от вероятного удара противника, необходимость защиты окружения от возможных проблем с реакторами/вооружением привели к появлению уникальных закрытых баз размером с мегаполис.

Схема подземной базы атомных подводных лодок в Балаклавской бухте

Первая появилась в Балаклавской бухте, заняв собой колоссальную площадь отдельными помещениями, связанными туннелями и каналами: ракеты отдельно, боеголовки отдельно, лодки отдельно.

Ремонт — так же в спецзонах, так как 1-3 поколению лодок требовалась не только замена топлива, но и замена активной зоны реактора. Аналогичные комплексы были созданы уже над водой для каждого океанского флота: в Северодвинске, в Заполярье, в бухте Чажма.

АПЛ США повезло больше: военно-морская база Кингс-Бей вместила всю необходимую инфраструктуру, включая учебные центры и заводы по модернизации в одном месте с погодными условиями, исключающими проблемы во время ремонтных или погрузочных работ.

Российская база подводных лодок

Специализированные базы используются только для длительных остановок АПЛ, ремонта и погрузки ядерных материалов. Все остальное время атомные субмарины снабжаются с плавучих причалов (СССР), судов снабжения (Россия и США), оставаясь почти все время в открытом море.

Современные многоцелевые лодки часто используют обычные военно-морские порты для короткого базирования, уходя на специальные базы только при необходимости — вероятность радиоактивного загрязнения среды при их эксплуатации низкая.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий