Остаточная плавучесть подводной лодки
  • Просмотров: 7873

Основное уравнение плавучести подводной лодки, плавающей в надводном положении, всегда сохраняется при любом изменении ее нагрузки и плотности воды. Так, увеличение веса подводной лодки Р приводит к увеличению осадки и погруженного объема до величины, при которой обеспечивается равенство Р = γV. При уменьшении веса подводной лодки на некоторую величину происходит уменьшение и силы плавучести на ту же величину за счет уменьшения осадки и погруженного объема. Изменение плотности воды при постоянном весе подводной лодки также компенсируется изменением осадки и погруженного объема так, что сила плавучести остается равной силе веса подводной лодки. Таким образом, в надводном положении основное уравнение плавучести обеспечивается наличием надводного объема корпуса подводной лодки, за счет которого происходит увеличение или уменьшение погруженного объема и соответственно — силы плавучести.

В подводном положении равенство Р = γV практически не выдерживается, поскольку величины, входящие в него, могут по разным причинам изменяться, а автоматической компенсации разницы между Р и γV не происходит из-за отсутствия надводного объема корпуса подводной лодки. Поэтому в подводном положении всегда имеет место остаточная плавучесть — разность между силой плавучести и силой веса подводной лодки

q = γVп - Pп,

где: γVпcилa плавучести в подводном положении, создаваемая водонепроницаемым объемом корпуса с учетом объема цистерн главного балласта, тс;

Pп вес подводной лодки с учетом веса воды в цистернах главного балласта, тс.

Остаточная плавучесть может быть положительной при γVп > Pп или отрицательной при γVп < Pп, и в том и в другом случае она нарушает статическое равновесие подводной лодки. На ходу остаточная плавучесть уравновешивается гидродинамическими силами, возникающими при движении подводной лодки на ее корпусе и рулях. При плавании без хода или на малом ходу в подводном положении наличие остаточной плавучести существенно затрудняет управление подводной лодкой. Поэтому необходимо знать основные причины появления остаточной плавучести и своевременно принимать меры для её уменьшения. Возникновение остаточной плавучести происходит вследствие изменения веса подводной лодки Pп, её объёмного водоизмещения Vп и удельного веса воды γ.

Наиболее вероятными причинами, которые могут привести к изменению веса подводной лодки, являются:

— расходование переменных грузов;

— пополнение запасов пресной или питательной воды при работе испарительной установки на атомных подводных лодках;

— поступление воды в отсеки подводной лодки при неисправностях систем забортной воды, а также в случае аварии;

— образование воздушных пузырей в цистернах главного балласта при неплотностях в системе их аварийного продувания.

Вес подводной лодки может изменяться также вследствие изменения веса воды в цистернах главного балласта при изменении плотности забортной воды.

Для поддержания веса подводной лодки постоянным с минимальными отклонениями проводятся следующие мероприятия:

— компенсация расходования переменных грузов за счет приема забортной воды в цистерны вспомогательного балласта и специального назначения;

— постоянное наблюдение за герметичностью прочного корпуса и забортных систем, систематическое удаление воды, скапливающейся в трюмах подводной лодки;

— периодическое открывание клапанов вентиляции цистерн главного балласта для стравливания из них воздушных пузырей.

Объемное водоизмещение подводной лодки может изменяться в зависимости от температуры и давления воды. Следует отметить, что температурные деформации корпуса имеют незначительную величину, а заметное изменение его объема вследствие обжатия забортным давлением происходит только при большом перепаде глубин погружения. Тем не менее, необходимо учитывать появление отрицательной остаточной плавучести вследствие обжатия корпуса подводной лодки забортным давлением при увеличении глубины погружения и появление положительной остаточной плавучести при уменьшении глубины погружения.

 Изменение удельного веса воды происходит из-за изменения ее температуры, солености и давления. Влияние давления на плотность воды незначительно — с увеличением глубины погружения на каждые 10 метров удельный вес воды возрастает в среднем на 0,000 05 тс/м3. В наибольшей степени плотность воды определяется её температурой и соленостью.

Температура воды в зависимости от широты места, времени года, глубины моря изменяется в пределах от —2 до +30°С. Наибольший удельный вес вода имеет при температуре +4°С. С изменением температуры в ту или другую сторону удельный вес воды уменьшается. В среднем с изменением температуры на 1°С удельный вес воды изменяется на 0,00015 тс/м3, что создает остаточную плавучесть 0,15 тс на каждые 1000 м3 водоизмещения подводной лодки. При переходе подводной лодки в слой воды с более высокой температурой возникает отрицательная остаточная плавучесть, а при переходе в слой с более низкой температурой (но не ниже +4°С) — положительная остаточная плавучесть.

В средних широтах в холодное время года температуря воды в зависимости от глубины изменяется незначительно. В низких широтах, а в теплое время года и в средних широтах, температура воды по мере увеличения глубины понижается. При этом часто под верхним, относительно теплым слоем воды, по толщине которого температура меняется слабо, располагается слой значительно более холодной воды. Разграничение этих слоев может быть довольно резким, так что в сравнительно небольшом по толщине промежуточном слое воды наблюдается большой перепад температур, а, следовательно, и плотностей. Этот промежуточный слой называют слоем температурного скачка или жидким грунтом.

Если подводная лодка погружается с небольшой по абсолютной величине отрицательной остаточной плавучестью, то при достижении слоя температурного скачка остаточная плавучесть вследствие увеличения плотности воды может обратиться в нуль, и подводная лодка окажется в положении равновесия подобно надводному положению. Таким образом, в слое температурного скачка подводная лодка может плавать без хода, что может быть использовано в целях скрытности и экономии энергоресурсов.

В зависимости от солености удельный вес воды колеблется в пределах от 1,000 до 1,033 тс/м3. Изменение весовой плотности воды на 0,001 тс/м3 приводит к появлению остаточной плавучести в 1 тс на каждые 1000 м3 водоизмещения подводной лодки. Следовательно, остаточная плавучесть подводной лодки в зависимости от солености воды может изменяться довольно значительно.

Соленость морской воды зависит от интенсивности ее испарения, таяния и образования льдов, осадков, процессов перемешивания. В некоторых районах моря соленость воды может резко изменяться по глубине. Такое явление встречается там, где есть подводные течения, а также у берегов в местах впадения рек, где большие массы пресной воды не сразу перемешиваются с окружающей морской водой. Как и в случае температурного скачка при более или менее резком расслоении по глубине воды различной солености может появиться слой воды с повышенной плотностью — жидкий грунт по солености.

Оценивая изменение остаточной плавучести в зависимости от плотности воды и объемного водоизмещения, следует иметь в виду, что:

— при увеличении глубины погружения подводная лодка получает отрицательную остаточную плавучесть от обжатия корпуса забортным давлением и положительную остаточную плавучесть — от увеличения удельного веса воды вследствие повышения давления, понижения температуры и повышения солености;

— при уменьшении глубины погружения подводная лодка приобретает положительную остаточную плавучесть за счет ослабления обжатия корпуса и отрицательную — за счет уменьшения удельного веса воды при понижении давления, повышении температуры и понижении солености воды.

В случае незначительного изменения плотности воды по глубине определяющим в изменении остаточной плавучести при погружении подводной лодки является обжатие корпуса. Поэтому при погружении на большую глубину подводная лодка получает значительную отрицательную остаточную плавучесть, для компенсации которой следует уменьшить вес подводной лодки путем удаления за борт части вспомогательного балласта.

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