Ходкость – это способность подводной лодки в заданных условиях плавания развивать требуемую скорость хода при определенной затрате мощности двигателей. Ходкость обеспечивается энергетической установкой, преобразующей энергию топлива в механическую энергию двигателя, и движителями, преобразующими энергию двигателей в поступательное движение подводной лодки.
Ходкость в основном определяется величиной сопротивления воды, совершенством гребных винтов (движителей) и мощностью главных двигателей.
При движении подводной лодки на смоченную поверхность корпуса действуют гидродинамические силы, которые приводятся к одной равнодействующей, главному вектору гидродинамических сил R, приложенному в центре давления К (рис. 2).
Этот вектор в общем случае не совпадает с направлением движения подводной лодки, а ориентирован к нему под некоторым углом и может быть разложен на составляющие Y по оси ординат и Х по оси абсцисс.
Рис.2. Силы, действующие на подводную лодку при движении в основном режиме
В случае прямолинейного горизонтального движения подводной лодки в надводном положении без крена составляющая Y, которая называется подъемной силой, имеет вертикальное направление и, по сути, является гидродинамической силой поддержания, которая возрастает с увеличением скорости подводной лодки.
Основное уравнение равновесия при этом будет иметь вид: Р=gV+Y
где: gV – статическая сила поддержания.
В практике для подводных лодок Р»gV, а Y»0,а вот для надводных кораблей роль гидродинамической силы поддержания гораздо активнее и имеет различное значение:
1 Р@gV, Y@0 – режим характерен для больших надводных кораблей и подводных лодок в надводном положении на всех скоростях хода.
2. Р=gV+Y, Y<gV – режим характерен для быстроходных кораблей малого водоизмещения и водоизмещающих катеров. На корпусе возникает значительная по величине гидродинамическая сила поддержания, в результате чего изменяется посадка корабля и заметно уменьшается погруженный объем.
3. Р=gV+Y, Y>gV (режим глиссирования – скольжения по поверхности воды). Уменьшение средней осадки и погруженного объема ведет к резкому снижению сопротивления воды движению корабля.
4. Р@Y gV=0 движение кораблей с использованием динамических принципов поддержания (ДПП) на подводных крыльях, на воздушной подушке и экранопланов.
Составляющая Х главного вектора гидродинамических сил R, направленная противоположно скорости подводной лодки, называется силой сопротивления. Для преодоления силы сопротивления к корпусу подводной лодки необходимо приложить движущую силу Т (силу тяги). Чтобы обеспечить прямолинейное горизонтальное движение подводной лодки с постоянной скоростью V0 суммарная сила тяги движетелей должна быть равна по величине и противоположна по направлению силе сопротивления: ∑Т=Х.
При прямолинейном равномерном движении подводной лодки со скоростью V0 произведение ∑Т∙V0=Nб — есть суммарная полезная мощность развиваемая движителями, а Nб=X•V0 – буксировочная мощность или другими словами мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воды корпусу подводной лодки.
Следует помнить, что мощность Nе, которая развивается главными двигателями не полностью идет на полезную работу, а частично затрачивается на нагрев подшипников линии вала, дейдвудных сальников и также на образование завихрений и пузырьков на гребном винте (кавитационные явления).
Эти потери учитываются КПД линии вала (h
Таким образом, суммарная мощность двигателей будет:
∑Ne = Nб /ηвинт∙ηвал
Отношение суммарной мощности двигателей к массе подводной лодки называется энерговооруженностью.
Е=∑Ne /Р
Из приведенных выше рассуждений следует, что:
где: 
= Х / Р — удельное буксировочное сопротивление подводной лодки.
Мы видим, что скорость подводной лодки определяется, главным образом, ее энерговооруженностью Е и гидродинамическими качествами корпуса и движителей. Эти качества определяются отношением коэффициента полезного действия винта к удельному буксировочному сопротивлению и называются пропульсивными качествами подводной лодки. Чем выше пропульсивные качества, тем меньшая энерговооруженность требуется для обеспечения заданной скорости хода.
Добавить комментарий