Создание на подводной лодке больших кренов и дифферентов

В процессе эксплуатации подводной лодки довольно часто возникает необходимость в осмотре и ремонте подводной части ее корпуса, а также различных выступающих частей (рулей, винтов и т. д.). Эти работы в некоторых случаях могут выполняться на плаву при искусственном наклонении подводной лодки в продольной или поперечной плоскости. Искусственное наклонение подводной лодки, которое называется создание большого крена или дифферента, может быть осуществлено заполнением необходимого количества цистерн главного балласта, заполнением или осушением цистерн вспомогательного балласта, а также перемещением водяного балласта внутри подводной лодки. При этом, как правило, уменьшается остойчивость подводной лодки, что вызывает необходимость перед созданием большого крена или дифферента производить расчёт посадки и остойчивости подводной лодки при заданном наклонении. Создание большого крена или дифферента осуществляется только при условии обеспечения достаточной остойчивости наклоненной подводной лодки.

На каждой подводной лодке имеется специальная инструкция по созданию больших наклонений (инструкция по созданию кренов и дифферентов), в которой рассматриваются наиболее типичные случаи создания кренов и дифферентов. Она содержит указания по подготовке подводной лодки к созданию крена или дифферента и основанные на предварительных расчётах рекомендации по оголению ряда конкретных участков корпуса подводной лодки. Но эта инструкция не исчерпывает всех возможных случаев наклонения подводной лодки, поэтому рассмотрим общий случай создания на подводной лодке большого крена и дифферента.

Создание большого крена на подводной лодке производится путём заполнения бортовых цистерн главного балласта с одного борта. При этом обеспечивается достаточная остойчивость подводной лодки, но ширина оголяемой полосы корпуса получается сравнительно небольшой из-за увеличения средней осадки подводной лодки. Увеличение ширины оголяемой полосы может быть достигнуто за счет выгрузки части переменных грузов. С подводной лодки выгружаются те переменные грузы, которые относительно легко удаляются (вода вспомогательного балласта, замещение топливных цистерн и т. д.) и удаление которых приводит к уменьшению поперечной остойчивости подводной лодки. Предварительное уменьшение остойчивости за счет выгрузки части переменных грузов приводит к тому, что уменьшается сопротивляемость подводной лодки действию кренящих моментов, т. е. для создания заданного крена требуется меньший кренящий момент или заполнение меньшего количества цистерн главного балласта.

Определение ширины оголяемой полосы и требующемого угла крена производится по чертежу поперечного разреза подводной лодки. Исходя из полученной величины крена, определяется необходимый кренящий момент и намечаются переменные грузы для выгрузки и цистерны главного балласта для заполнения. Для достижения наибольшей эффективности при минимальных выгрузке грузов и приеме балласта следует удалять переменные грузы по возможности из нижней части подводной лодки и заполнять цистерны главного балласта, создающие наибольшие кренящие моменты. При этом следует ориентироваться на наиболее близкий по параметрам случай наклонения, рассмотренный в инструкции по созданию кренов и дифферентов. Затем производится расчёт параметров посадки и остойчивости подводной лодки после создания у нее большого крена. В ходе расчёта определяются поперечная метацентрическая высота накрененной подводной лодки, угол крена и ширина выходящей из воды полосы борта.

Рис. 29. Создание на подводной лодке большого крена.

На рис. 29 показано изменение посадки подводной лодки при создании большого крена. Если у подводной лодки, плавающей в прямом положении по ватерлинию ВЛ, необходимо произвести осмотр или ремонт участка корпуса А, то для этого подводную лодку нужно накренить так, чтобы она плавала по ватерлинию В2Л2. Выходящую из воды полосу борта В можно условно представить в виде двух составляющих: полосы за счёт крена Bθ и полосы за счёт изменения средней осадки при изменении нагрузки подводной лодки BТ.

Если предварительно определенный требующийся угол крена превышает 20°, то элементы посадки и остойчивости накрененной подводной лодки определяются с помощью диаграммы статической остойчивости, построенной для данной нагрузки подводной лодки. Построение такой диаграммы представляет определенную трудность. Если же подводную лодку требуется накренить на угол, меньший 20°, то расчёт поперечной метацентрической высоты можно производить по методике расчета остойчивости в случае приёма или расходования грузов с использованием диаграммы плавучести и начальной остойчивости. При этом результаты расчета получаются приближенными, но достаточно точными для практики.

Порядок расчёт при создании крена до 20°.

1. Определяется вес подводной лодки после создания крена

Рк = Р + ∑рцгб + ∑рпг

где: Р — начальный вес подводной лодки, те;

∑рцгб —суммарный вес воды, принятой в намеченные цистерны главного балласта одного борта, тс;

∑рпг — суммарный вес переменных грузов, удаленных с подводной лодки перед созданием крена, тс.

2. Определяется объемное водоизмещение подводной лодки после создания крена Vк = Рк /γ

где: γ — удельный вес воды.

3. Используя диаграмму плавучести и начальной остойчивости, по Vк определяется средняя осадка Тк и вычисляется ее изменение δТ = Т — Тк,

где: Т—начальная осадка подводной лодки, м.

С небольшой погрешностью можно считать, что Вт ≈ δT.

4. По этой же диаграмме определяется положение поперечного метацентра zск + rк подводной лодки, имеющей осадку Tk.

5. Рассчитывается положение центра тяжести подводной лодки по высоте от основной плоскости в соответствии с формулой

6. Определяется поперечная метацентрическая высота накрененной подводной лодки hк = zск + rк — zgk — δr,

где: δr —поправка к остойчивости на свободные поверхности жидкостей, которая обычно составляет 0,03—0,05 м.

Поперечная метацентрическая высота накрененной подводной лодки должна быть не менее 0,2 м. Если полученная при расчете величина hк будет меньше 0,2 м, то следует изменить намеченные мероприятия по выгрузке переменных грузов. Для повышения остойчивости в этом случае необходимо уменьшить количество переменных грузов, выгружаемых из нижней части подводной лодки. После этого производится повторный расчёт.

7. Определяется угол крена, который будет иметь подводная лодка, из условия равенства кренящего момента mкр = ∑Рцгбyцгб cosθ и восстанавливающего момента mθ = Ркhк sin θ (см. рис. 29):

 .

8. Определяется приблизительная ширина полосы борта, оголяемая за счёт крена

,

где: D — диаметр корпуса подводной лодки в оголяемом районе корпуса, м.

9. Определяется приблизительная ширина полосы борта, оголяемая за счет изменения осадки и накренения подводной лодки В=Вθ+Вт.

Если при расчёте получены удовлетворительные результаты, т. е. hk ≥ 0,2 м, θ < 20° и величина В достаточна для оголения требующегося участка А, производится создание большого крена в следующем порядке:

— выгрузка переменных грузов;

— подготовка подводной лодки к погружению с обязательным задраиванием верхнего рубочного люка (личный состав — по готовности № 1);

— определение очередности заполнения цистерн главного балласта;

— подготовка к немедленному продуванию намеченных к заполнению цистерн главного балласта, которая заключается в закрытии клапанов аварийного продувания цистерн противоположного борта, что должно обеспечить быстрое выравнивание крена в случае необходимости с помощью системы аварийного продувания;

— поочередное заполнение намеченных цистерн главного балласта путём медленного открывания вручную клапанов вентиляции; после заполнения цистерны клапан вентиляции немедленно закрывается, что обеспечивает её готовность к продуванию.

В процессе создания крена постоянно контролируется изменение посадки подводной лодки, соответствие посадки расчётным данным.

После выполнения ремонтных работ с корпусом подводной лодки выравнивается крен путём поочередного продувания заполненных цистерн главного балласта воздухом высокого давления. Система погружения и всплытия и нагрузка подводной лодки приводятся в исходное положение.

Создание большого дифферента (рис. 30) может быть осуществлено заполнением цистерн главного балласта одной оконечности, заполнением или осушением цистерн вспомогательного балласта и специального назначения, а также перемещением водяного балласта из одной оконечности подводной лодки в другую. При этом практически всегда существенно снижается продольная остойчивость подводной лодки из-за значительного уменьшения площади действующей ватерлинии. Поэтому при создании большого дифферента необходимо особенно строго соблюдать правила безопасности, связанные с обеспечением водонепроницаемости прочного корпуса и готовности подводной лодки к погружению.

Мероприятия по созданию большого дифферента выполняются в следующей последовательности:

— определяется осадка, которую нужно иметь в оголяемой оконечности, и подбираются цистерны главного балласта, подлежащие заполнению, а также цистерны вспомогательного балласта и специального назначения, подлежащие заполнению или осушению;

— производится расчёт, в ходе которого определяются параметры посадки и остойчивости наклоненной подводной лодки и глубина акватории, необходимая для создания большого дифферента;

— создается большой дифферент путём выполнения намеченных мероприятий в предварительно разработанном порядке с соблюдением мер безопасности.

Рис. 30. Создание на подводной лодке большого дифферента.

Необходимая осадка в оголяемой оконечности может быть определена по продольному разрезу подводной лодки с использованием инструкции по созданию больших наклонений. Если необходимо оголить участок оконечности, не предусмотренный в инструкции, или нагрузка подводной лодки отличается от той, которая рассматривается в инструкции, то производится расчёт создания большого дифферента по специальной методике, которая здесь не рассматривается.

При созданнии на подводной лодке большого дифферента рассчитывается осадка оконечности, на которую дифферентуется подводная лодка (рис. 30):

— при дифференте на нос Тн = Тк + LM tg ψд,

— при дифференте на корму Тк = Тн + LM tg ψд

где LM — расстояние между марками углублений, м.

Затем определяется необходимая глубина моря в районе:

— при дифференте на нос Нм = Тн cos ψд + lнsin ψд + Hзг;

— при дифференте на корму Нм = Тк cos ψд + lкsin ψд + Hзг;

где lн и lк — расстояния от марок углублений до соответствующей оконечности, м;

Hзг — запас глубины, который берется обычно равным 5 м.

Eсли в результате расчёта окажется, что подводная лодка будет иметь недостаточный дифферент для оголения оконечности или недостаточную остойчивость (поперечную или продольную), то производится корректировка намеченных к заполнению или осушению цистерн и повторный расчёт.

После проверки расчётным путём правильности намеченных мероприятий по затоплению или осушению цистерн производится подготовка подводной лодки к созданию большого дифферента:

— выбирается район акватории моря, где отсутствует волнение и обеспечивается запас глубины под килем погружающейся в воду оконечности 3—5 м;

— подводная лодка готовится к погружению;

— герметизируется прочный корпус, проверяется связь подводной лодки с личным составом, производящим работы вне подводной лодки, которая должна осуществляться с помощью телефона аварийного буя или громкоговорящей связи.

Создание большого дифферента производится обычно в три этапа:

— заполняются поочередно намеченные цистерны главного балласта, начиная с цистерны, расположенной в оконечности, на которую дифферентуется подводная лодка (последняя из намеченных цистерн заполняется порциями);

— заполняются или осушаются цистерны вспомогательного балласта и специального назначения;

— перегоняется вода из дифферентных цистерн одной оконечности в другую, если есть в этом необходимость.

Такой порядок создания большого дифферента практически исключает опасность потери подводной лодкой продольной остойчивости.

После создания необходимого дифферента выполняются ремонтные работы. Личный состав подводной лодки находится по готовности № 1 до выравнивания дифферента. Наблюдение за обстановкой ведется в перископ.

По окончании работ дифферент подводной лодки выравнивается путём продувания воздухом высокого давления концевой цистерны главного балласта. Остальные цистерны главного балласта могут продуваться обычным порядком воздухом низкого давления. Затем восстанавливается первоначальная нагрузка подводной лодки.

Следует отметить, что для оголения определенных участков корпуса подводной лодки может одновременно создаваться крен и дифферент. При этом должны выполняться мероприятия для одного и другого наклонения в соответствии с расчётом или в соответствии с инструкцией по созданию больших наклонений.

Смотрите также

Кому они нужны?

Лодка

Вывеска и перебалластировка подводной лодки