Основные понятия управляемости подводной лодки
  • Просмотров: 7902

Управляемость — это способность подводной лодки удерживать заданное направление движения или изменять его определенным образом под действием органов управления. Наряду с плавучестью и остойчивостью управляемость является одним из важнейших мореходных качеств подводной лодки, определяющих возможность её использования по назначению. Потеря управляемости делает подводную лодку не боеспособной. Теория подводной лодки рассматривает управляемость в горизонтальной и вертикальной плоскостях. В надводной положении управляемость рассматривается только в горизонтальной плоскости, в подводном – в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Управляемость объединяет в себе два противоположных свойства: устойчивость движения и поворотливость (или маневренность) по курсу (или по глубине). Способность подводной лодки сохранять параметры движения постоянными называется устойчивостью, а способность их изменять — маневренностью. Обеспечение наилучшей управляемости подводной лодки представляет собой придание ей оптимального сочетания этих двух свойств.

Устойчивость прямолинейного движения подводной лодки в горизонтальной плоскости при условии, что вертикальный руль находится в среднем положении и машины работают на постоянных оборотах называется автоматической устойчивостью на курсе. Конструктивно подводная лодка, как и любой другой корабль автоматической устойчивостью не обладает, поэтому удержание подводной лодке на заданном курсе достигается перекладками вертикального руля.

Свойства управляемости придаются подводной лодке при её проектировании и постройке путём выбора соответствующей формы корпуса, формы и размеров оперения, ограждения рубки, расположения гребных винтов. Обеспечивается управляемость специальными органами управления, в качестве которых используются рули. Для того, чтобы в полной мере использовать присущие подводной лодке свойства управляемости, необходимо эти свойства знать и, управляя подводной лодкой, отчётливо представлять её поведение при движении различными скоростями хода с различными углами перекладки рулей.

Движение подводной лодки при различных маневрах подразделяются на два типа: установившееся и неустановившееся. Если в процессе маневра все параметры движения или производные от них по времени постоянны, движение называется установившемся. Если параметры движения не удовлетворяют указанным условиям, то движение называется — неустановившемся.

Большинство маневров подводной лодки относятся к разряду плоских. Они подразделяются на маневры в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Для характеристики движения подводной лодки в подводном положении используются две координатные системы (рис. 4):

— неподвижная в пространстве система οξηζ, начало которой расположено в произвольной точке поверхности моря, ось οξ направлена горизонтально по поверхности воды, ось οη — вертикально, а ось οζ — перпендикулярно обеим осям; ось — οη (Н) этой системы называется осью глубины;

— жестко связанная с подводной лодкой основная система G х у z с началом в центре тяжести G подводной лодки, удифферентованной при полном подводном водоизмещении, т. е. с учётом веса воды в цистернах главного балласта и проницаемых частях; ось Gх называется продольной осью и направлена в нос параллельно основной плоскости; ось Gy называется нормальной осью и направлена вверх перпендикулярно основной плоскости; ось Gz перпендикулярна диаметральной плоскости и направлена на правый борт.

Неподвижная система координат используется для определения положения центра тяжести подводной лодки в пространстве, а подвижная — для определения положения подводной лодки относительно центра тяжести.

При использовании этих систем координат действующие на подводную лодку силы или их составляющие считаются положительными, если их направление совпадает с положительным направлением осей. Моменты относительно осей Gx, Gy, Gz считаются положительными, если они действуют против часовой стрелки при наблюдении с положительного направления осей. Углы считаются положительными при отсчёте их от нулевого значения против часовой стрелки, если наблюдение ведется с положительного направления оси, перпендикулярной к плоскости, в которой измеряется данный угол. Так, угол дифферента, который измеряется по отклонению продольной оси Gx от горизонтальной  плоскости, считается положительным при дифференте на корму и отрицательным — при дифференте на нос (см. рис. 1).

Подводная лодка при движении может маневрировать в вертикальной плоскости, т. е. изменять глубину погружения на постоянном курсе, в горизонтальной плоскости, т. е. изменять курс на постоянной глубине, а также совершать маневры в пространстве, т. е. одновременно изменять и курс, и глубину погружения. Движение и положение подводной лодки при этом характеризуется рядом параметров, которые целесообразно рассмотреть отдельно для движения подводной лодки в вертикальной плоскости и в горизонтальной плоскости.

В вертикальной плоскости такими параметрами являются (рис. 4);

— глубина погружения Hg;

— продольное перемещение центра тяжести ξg;

— угол дифферента ψ — угол между горизонтальной плоскостью и осью Gx;

— поступательная скорость v движения центра тяжести подводной лодки;

— угол атаки α— угол между вектором скорости v и осью Gx с началом отсчёта от вектора скорости;

—угловая скорость ωz — скорость вращения подводной лодки относительно поперечной оси Gz;

— угол траектории χ — угол между горизонтальной плоскостью и вектором скорости с началом отсчёта от горизонтальной плоскости χ = ψ — α; определяет направление движения подводной лодки: если χ>0, то подводная лодка всплывает, ecли χ<0, то происходит погружение, а при χ=0 подводная лодка движется на постоянной глубине;

— скорость горизонтального перемещения подводной лодки

vξ =v cos χ

— вертикальная скорость, или скорость изменения глубины погружения

vη =v sin χ

— углы перекладки горизонтальных рулей: носовых — δн и кормовых — δк.

Положение и параметры движения подводной лодки в вертикальной плоскости

Рис. 4. Положение и параметры движения подводной лодки в вертикальной плоскости

Параметры Hg, ξg и ψ характеризуют положение подводной лодки, а параметры v, α, ωz, χ и δ определяют её движение.

Параметрами положения подводной лодки в горизонтальной плоскости являются (рис. 5):

— продольное перемещение центра тяжести ξg;

— боковое смещение центра тяжести ζg;

— изменение курса φ — угол поворота подводной лодки относительно вертикальной оси Gу, отсчитываемый от первоначального направления движения подводной лодки.

Движение подводной лодки в горизонтальной плоскости характеризуют следующие параметры:

— поступательная скорость v;

— угол дрейфа β — угол между вектором скорости v и осью Gx, отсчёт которого производится так же, как и угла атаки, от вектора скорости;

— угловая скорость изменения курса ωу, т: е. скорость вращения подводной лодки относительно оси Gу;

— угол скорости v (аналогичен углу траектории в вертикальной плоскости) — угол между первоначальным направлением движения и вектором скорости, отсчитываемый от первоначального направления движения v = φ — β; угол скорости определяет направление движения подводной лодки по отношению к исходному: если v>0, то подводная лодка перемещается влево, а если v<0, то вправо от исходного направления движения;

Положение и параметры движения подводной лодки в горизонтальной плоскости

Рис. 5. Положение и параметры движения подводной лодки в горизонтальной плоскости

— продольная скорость vξ = v cos v;

— скорость бокового смещения vζ = v sin v;

— угол перекладки вертикального руля δв, условно причисляемый к параметрам движения.

При движении подводной лодки в вертикальной плоскости за основные (независимые) параметры принимаются скорость хода, угол атаки и угол дифферента, а при движении в горизонтальной плоскости — скорость хода, угол дрейфа и угол изменения курса. Все остальные параметры, за исключением углов перекладки рулей, находятся в зависимости от этих основных параметров.

Движение подводной лодки при различных маневрах делится на установившееся и неустановившееся. Примерами установившегося движения являются маневры погружения и всплытия при постоянной скорости изменения глубины. Частным случаем установившегося движения является основной режим — горизонтальное прямолинейное движение на постоянной глубине погружения, постоянном курсе и с постоянной скоростью. Большую часть времени подводные лодки плавают в этом режиме.

Кроме плоских подводная лодка может осуществлять пространственные маневры с одновременным изменением глубины и курса, когда ее центр тяжести движется по пространственной траектории.

Любой маневр производится за счет силового воздействия на подводную лодку тех или иных средств обеспечения управляемости.

Поделиться

Добавить комментарий

Ваши комментарии не должны содержать призывов к насилию, разжиганию межнациональной розни и экстремизму, оскорблений, нецензурной лексики, а также сообщений рекламного характера. Все комментарии, не отвечающие этим требованиям, будут модернизироваться или удаляться.
Войдите через социальные сети:
             
или заполните:
Обновить
Защитный код

Самое читаемое

  • Состав изолирующего дыхательного аппарата ИДА-59М

    Изолирующий дыхательный аппарат ИДА-59М

    Устройство ИДА-59М Изолирующий дыхательный аппарат ИДА-59М (рис. 9) предс­тавляет собой автономный дыхательный аппарат регенеративного типа с замкнутым циклом дыхания. Аппарат изолирует органы…

  • Изображение по умолчанию

    Управление подводной лодкой при вывеске

    Для сохранения основного условия равновесия подводной лодки Р = γV при ее погружении необходимо, чтобы объем цистерн главного балласта был равен объему запаса плавучести, то есть VЦГБ = W, где Р-…

Новости

RSS поток Podlodka.info

В этот день

Сегодня нет мероприятий!
Rambler's Top100