При приледнении или покладке на грунт в подводном положении подводной лодке придается соответственно положительная или отрицательная остаточная плавучесть за счет удаления или приема балласта. На подводную лодку, опирающуюся на грунт или лед, кроме сил плавучести γVn и веса Рп, дополнительно действует сила остаточной плавучести и сила реакции грунта или льда. Это приводит к изменению остойчивости подводной лодки. Наиболее значительным изменение остойчивости может быть при приледнении, поскольку сила реакции льда приложена, как правило, в одной точке, т. е. является сосредоточенной. Так, в случае приледнения (рис. 17) на подводную лодку дополнительно действуют:
— сила положительной остаточной плавучести q, приложенная в центре величины В объёма, из которого удален балласт;
— сила реакции льда Rл = q, приложенная и точке опоры А.
Рис. 17. Силы, действующие на приледнившуюся подводную лодку.
Для того чтобы подводная лодка после приледнения не имела ни дифферента, ни крена, необходимо, чтобы центр величины осушенного объёма лежал на одной вертикали с точкой опоры, т. е. ха = хb и уа = уb. Если эти условия не выполняются, то приледнившаяся подводная лодка получает дифферент и крен, величины которых зависят от отклонений ха — хb и уа — уb. и соответственно от продольной и поперечной остойчивости подводной лодки. Если при этом восстанавливающий момент от сил γVn и Рп, не может компенсировать дифферентующий момент от сил Rл и q то подводная лодка вращается вокруг точки опоры до касания льда одной из оконечностей и получает угол дифферента ψ. Уменьшение дифферента осуществляется рациональным выбором координат центра величины осушаемого объёма. При необходимости для этого может быть использовано перемещение вспомогательного балласта.
Условие отсутствия крена при приледнении уа = уb обычно выполняется, но крен может иметь место при наличии течения со скоростью, отличающейся от скорости дрейфа льда. В этом случае силы Rл и q в поперечной плоскости создают дополнительный кренящий момент mкр = Rл АВ sin θ, в результате чего поперечный восстанавливающий момент уменьшается
mθ1 = mθ— mкр = Pnhnsinθ — Rл АВ sinθ, или mθ1= Pn (hn— АВ Rл /Pn) sinθ.
Таким образом, поперечная метацентрическая высота приледнившейся подводной лодки
hп1 = hп —АВ Rл /Pn (7)
т. е. уменьшается на величину, пропорциональную силе реакции и расстоянию между точками приложения силы реакции и силы положительной остаточной плавучести. Следовательно, чтобы избежать потери поперечной остойчивости при приледнении, не следует создавать большую положительную остаточную плавучесть, а удалять балласт целесообразно из наиболее высоко расположенных цистерн, т. е. всегда должно быть hп > АВ Rл/Pn. Положительную остаточную плавучесть рекомендуется создавать удалением воды из уравнительной цистерны, а не продуванием цистерн главного балласта, хотя бы и частично. Последнее может привести к потере поперечной остойчивости.
Угол крена θ подводной лодки под действием течения определяется из условия равенства восстанавливающего момента mθ1 = Рп hn1 sinθ и кренящего момента от силы течения
mкр т = Qт AЕ cos θ= Qт (za – zе) cos θ;
tgθ = Qт (za – zе) cos θ/Pп hп1
где Qт — гидродинамическая сила течения, тс.
При покладке подводной лодки на грунт создается отрицательная остаточная плавучесть путём приема в уравнительную цистерну дополнительного количества воды. Со стороны грунта на подводную лодку будет действовать сила реакции, равная по величине силе отрицательной остаточной плавучести. Воздействие этих сил уменьшает поперечную остойчивость подводной лодки. Величина поперечной метацентрической высоты подводной лодки, лежащей на грунте, определяется по формуле, аналогичной формуле (7).
Следует отметить, что при покладке на грунт расстояние по высоте между точками приложения силы реакции грунта и силы остаточной отрицательной плавучести невелико. Кроме этого, касание подводной лодкой грунта происходит, как правило, на значительной площади, т. е. сила реакции не является сосредоточенной. Поэтому остойчивость подводной лодки при покладке на грунт всегда обеспечивается в достаточной степени.
Выводы:
При несвободном плавании подводной лодки, когда имеется сила реакции опоры, остойчивость подводной лодки снижается.
Наиболее опасным с точки зрения потери остойчивости при всплытии в доке является момент отрыва одной из оконечностей от клеток.
Посадка на мель средней частью более опасна для потери остойчивости, чем одной из оконечностью.
При приледнении не следует создавать большую положительную плавучесть.
Добавить комментарий