Эффективность использования средств борьбы за подводную непотопляемость подводной лодки

Использование аварийного имущества при заделке пробоины представляет собой определенную сложность. Во-первых, внутренняя поверхность прочного корпуса на 80-90% закрыта различными системами, устройствами, кабельными трассами, что затрудняет или вообще исключает подход к пробоине без демонтажа механизмов и расчистки места в районе пробоины. Во-вторых, струя воды, поступая через пробоину под давлением, будет препятствовать использованию аварийного имущества.

Расчистка места и демонтаж устройств могут занять продолжительное время, за которое в отсек подводной лодки поступит значительное количество воды.

Динамический напор струи воды зависит от глубины погружения подводной лодки, размера пробоины, противодавления в аварийном отсеке. Известно, что человек способен преодолеть при подходе к пробоине динамический напор струи воды 80−90 кгс. Следовательно, без создания соответствующих условий пробоину диаметром 6 см на глубине 50 м заделать не представляется возможным.

Условием, обеспечивающим подход к пробоине и использование аварийного инструмента и имущества, является уменьшение в максимальной степени разницы между забортным давлением и давлением в аварийном отсеке, что достигается всплытием в надводное положение, всплытием на меньшую глубину или созданием противодавления в аварийном отсеке.

Эффективность использования водоотливных средств в борьбе за подводную непотопляемость зависит от суммарной их производительности, глубины погружения подводной лодки и количества воды, поступающей и аварийный отсек. С увеличением глубины погружения производительность водоотливных средств резко уменьшается. Для определения эффективности водоотливных средств на данной глубине нахождения аварийной подводной лодки нужно сравнить количество воды, откачиваемой насосами, с количеством воды, поступающей через определенную пробоину в единицу времени. Насосы, устанавливаемые на подводных лодках, делятся на два типа: центробежные и поршневые. Центробежные насосы могут работать при параллельном или последовательном соединении рабочих колес. Их подача на различных глубинах не одинакова. Так, например, центробеж­ный насос имеет подачу при параллельном соединении — 180−90 м³ в час на глубинах 65−110 метров соответственно, при последовательном соединении — 90−45 м³ в час на глубинах 110−215 м соответственно. Таким образом, центробежные насосы являются основным осушительным средством на небольших глубинах нахожде­ния подводной лодки.

Поршневые насосы имеют одинаковую подачу 20 м³ в час на всем диапазоне глубин плавания подводной лодки. Так, например, подача водоотливных средств атомной подводной лодки на глубине 200 м составляет приблизи­тельно 140 м³ в час. На этой же глубине погружения такое количество воды поступает через пробоину площадью 10 см². При большей глубине погружения или большей площади пробоины водоотливные средства не справляются с поступающей водой. При использовании водоотливных средств необходимо учитывать, что наличие дифферента на подводной лодке уменьшает их суммарную подачу, так как возможность работы насосов определяется их высотой всасывания.

Учитывая, что аварийная подводная лодка практически редко будет находиться на ровном киле, подача водоотливных средств будет меньше теоретической. Варианты, дающие наибольшую подачу насосов при совместной работе, должны быть определены заранее. При поступлении воды внутрь прочного корпуса, на осушение аварийного отсека необходимо пускать максимальное  количество водоотливных средств, обеспечивающих наибольшую подачу и достаточную устойчивость совместной работы.

Например, на дизельной подводной лодке на глубине 30 м водоотливные средства справляются с поступлением воды только при пробоине площадью 0,0035 м² (35 см²), на глубине 120 м — до 7 см², на глубине 170 м -  до 2,7 см².

Эти данные соответствуют условию нахождения подводной лодки на ровном киле, подача насосов бралась теоретической. В действительности же подача насосов всегда будет меньшей, так как на неё оказывает влияние дифферент подводной лодки, состояние фильтров и клапанов.

Из изложенного следует, что при больших размерах пробоины и больших глубинах погружения осушительная система не может являться решающим средством борьбы за непотопляемость. Однако она обеспечивает выигрыш времени при борьбе с поступающей водой, успешно справляется с во­дой, фильтрующейся в отсеки, смежные с аварийным, и является единственным средством удаления воды из аварийного отсека после заделки пробоины.

Для обеспечения большей эффективности в работе водоотливных средств необходимо уменьшить в максимальной степени разницу между забортным давлением и давлением в аварийном отсеке, то есть всплывать на меньшие глубины или, если позволяет обстановка, в надводное положение.

Эффективность использования ВВД в борьбе за подводную непотопляемость зависит от его запаса, давления в системе и глубины нахождения подводной лодки. При поступлении воды внутрь прочного корпуса подводной лодки в подводном положении ВВД может быть использован для:

— погашения отрицательной остаточной плавучести и избыточных дифферентующих моментов путём продувания цистерн главного балласта,

— подпора переборок, ограничивающих аварийный отсек,

— создания противодавления в аварийном отсеке.

Использование ВВД для продувания цистерн главного балласта создает наиболее благоприятные условия для борьбы с провалами и дифферентами. Объем ВВД, потребный для продувания цистерн, зависит от разности давления в системе ВВД и забортного.

От скорости продувания цистерн главного балласта зависит скорость погашения отрицательной плавучести и скорость отведения дифферента. Скорость продувания цистерн главного балласта зависит от величины продуваемого объёма, количества баллонов, подключенных на продувание, давления в баллонах и глубины погружения подводной лодки. Так, например, на атомной подводной лодке время продувания средней группы цистерн главного балласта на глубине 10 м составляет 30 с, а на глубине 60 м — 89 с.

При падении давления на магистрали поступление воздуха в цистерны резко умень­шается. Поэтому в аварийном случае нужно продувать только те цистерны, которые в наибольшей степени компен­сируют отрицательную остаточную плавучесть и возникаю­щий дифферентующий момент. Выбор балластных цистерн для продувания определяется величиной отрицательной остаточной плавучести и расположением аварийного отсека. При этом плечо продуваемых балластных цистерн должно быть, как правило, больше или равно плечу аварийного отсека.

Создание противодавления в аварийном отсеке имеет целью уменьшить динамический напор струи, а, следовательно, скорость поступления воды внутрь подводной лодки, уве­личить использование водоотливных средств и создать воздушную подушку для жизнедеятельности личного состава. Для создания противодавления в аварийном отсеке и подпора переборок в отсеках, смежных с аварийным, ВВД используется только по приказанию руководителя борьбой за живучесть и только в случаях, когда применение его улучшит состояние подводной лодки.

С увеличением глубины погружения подводной лодки расход ВВД резко увеличивается. Кроме того, неравнопрочность с прочным корпусом отсечных переборок потребует при создании противодавления в аварийном отсеке воздушного подпора в отсеках, смежных с аварийным. Для значитель­ного уменьшения поступающей в отсек воды необходимо создать в нем давление, близкое к забортному, так как количество поступающей в отсек воды уменьшается пропорционально созданному в нём давлению в степени 0,5. Это означает, что, если в отсеке подводной лодки создать противодавление, равное половине забортного, то количество воды, поступающей в единицу времени, уменьшится не в два раза, а примерно на 25—З0%. Для того, чтобы уменьшить поступление воды в два раза, нужно создать противодавление в аварийном отсеке около 0,8 забортного.

При борьбе с водой, поступающей в аварийный отсек, большое значение имеет время создания в нем противодавления. Это время зависит от объёма отсека, количества баллонов ВВД, подключенных на магистраль, давления в них и транспортирующей способности системы ВВД.

Исходя из вышеизложенного, можно заключить, что на больших глубинах нахождения подводной лодки создание противодавления в аварийном отсеке является мероприятием мало эффективным, требующим большого расхода ВВД и длительным по времени. Эффективность использования ВВД для создания противодавления в аварийном отсеке увеличивается при нахождении подводной лодки на малых глубинах, поэтому во всех случаях поступления воды в отсек необходимо всплывать на минимально возможную глубину погружения или в надводное положение. При этом необходимо помнить, что подача ВВД для создания противодавления в аварийном отсеке и подпора переборок в смежных отсеках допускается только с отходом дифферента и началом всплытия подводной лодки. Если вода поступает в отсек, ограниченный переборками, рассчитанными на давление 981- 1471 гПа, вначале нужно создать воздушный подпор 1—1,5 кгс/см² в смежных отсеках, а затем, с приходом на глубину, соответствующую прочности подкрепленных переборок, создать противодавление в аварийном отсеке.

При поступлении воды в отсек, ограниченный переборками, рассчитанными на давление 10³ гПа, можно приступить к созданию противодавления в аварийном отсеке, если есть уверенность, что подводная лодка успеет всплыть на глубину, соответствующую расчетной прочности переборок, раньше, чем давление в аварийном отсеке достигнет этой величины.

Умелое использование ВВД в аварийных условиях является залогом успеха в борьбе за непотопляемость подводной лодки. Принимая решение на использование ВВД, необходимо помнить не только об ограниченном его запасе, но и о том, что эффективность его как средства борьбы за непотопляемость резко падает при снижении давления в маги­страли и увеличении глубины погружения подводной лодки. Поэтому в первую очередь ВВД должен быть использован для компенсации отрицательной остаточной плавучести и избыточных дифферентующих моментов.

Использование несущей способности подводной лодки в борьбе за подводную непотопляемость является наиболее эффективным средством, так как оно не зависит от глубины погружения. Однако применить это средство можно только при наличии у подводной лодки хода. Особое значение использование несущей способности приобретает в начальный период борьбы за непотопляемость, когда необходимо одержать подводную лодку от провала на большую глубину. Несущая способность — это способность подводной лодки сохранять заданный режим движения при наличии отрицательной остаточной плавучести и избыточных дифферентующих моментов за счёт сил и моментов, возникающих на её корпусе и рулях. Несущая способность корпуса подводной лодки определяется нормальной составляющей главного вектора гидродинамических сил Y и пропорциональна квадрату скорости движения подводной лодки.

Рис.11. График несущей способности корпуса подводной лодки

Возрастание несущей способности происходит при увеличении дифферента только до определенных значений (до 12—16°), после чего дальнейшее увеличение дифферента приводит к снижению несущей способности. Это происходит по причине возрастания лобового сопротивления воды движению подводной лодки, что в свою очередь приводит к снижению скорости хода. Влияние скорости хода и дифферента подводной лодки на величину подъёмной силы показано на графике (рис. 11).

На графике по оси абсцисс показаны скорости движения подводной лодки, по оси ординат — подъёмная сила корпуса. На кривые величины подъемной силы нанесена кривая, ограничивающая предельно возможные скорости хода подводной лодки при определенных дифферентах на корму. Эта ограничительная кривая определяет наибольшие значения несущей способности Y = f (v²) при различных дифферентах на корму, в случае, если сила отрицательной остаточной  плавучести приложена в центре тяжести подводной лодки. Из графика рис. 12 следует, что несущая способность увеличивается только до дифферента 12⁰. Создание дифферента более 7° не дает существенного увеличения несущей способности ввиду резкого уменьшения скорости движения подводной лодки.

Рис.12. График изменения несущей способности корпуса подводной лодки от места поступления воды

Из рис. 12 следует, что при поступлении воды в шестой отсек, подводная лодка сможет удержать заданную глубину лишь в том случае, если количество воды в отсеке будет не более 14 т, а дифферент на корму  не более 3°. При поступлении воды в седьмой отсек — не более 8 т, а дифферент — не более 2°.

Рис.13. Возникновение опрокидывающего момента при поступлении воды в кормовой отсек подводной лодки

Поступление воды в кормовые отсеки представляет для подводной лодки большую опасность, чем поступление воды в носовые отсеки так как момент от силы отрицательной плавучести Мq и главный гидродинамический момент M_z1| корпуса совпадают по знаку (рис. 13). В этом случае удерживается, а не создается дифферент для получения максимальной несущей способности корпуса. В противном случае, если Мq + M_z1 > М_в, подводная лодка опрокинется.

Атомные подводные лодки, обладающие большой скоростью подводного хода, могут более эффективно использовать несущую способность. Так, например, атомная подводная лодка на скорости хода 23 узла с дифферентом 3° на корму выдерживает 70 т отрицательной плавучести в районе 1 отсека.

Выводы:

1. Борьба за подводную непотопляемость заключается в обеспечении быстрейшего всплытия на поверхность, а если всплытие исключается тактической обстановкой, в удержании подводной лотки в заданном диапазоне глубин, не превышающем предельную глубину погружения, с последующим всплытием на глубину гарантированной прочности переборок аварийного отсека.

2. На подводную непотопляемость оказывают влияние: глубина, на которой начала поступать вода в отсек, и размеры пробоины, начальная скорость хода и резерв мощности энергетической установки для развития максимальной скорости хода, объём и расположение затапливаемого отсека, интенсивность продувания цистерн главного балласта, наличие противоаварийной автоматики, допустимые дифференты на участке всплытия, а также время запаздывания в проведении противоаварийных мероприятий.

3. Только комплексное применение имеющихся на подводной лодке средств борьбы за подводную непотопляемость может обеспечить эффективность проводимых мероприятий. Борьба за подводную непотопляемость может быть успешной только в том случае, если все средства, предназначенные для борьбы за неё, будут своевременно и рационально использованы.

Смотрите также

Межконтинентальная баллистическая ракета "РСМ-54"

Скорей возвращайся домой

Баротравма легких