Максимальная глубина погружения подводных лодок: особенности и требования – Почемучки для взрослых и детей

Максимальная глубина погружения подводных лодок: особенности и требования

Как происходит погружение подводных лодок

Эволюция подводного флота – это постепенное погружение на большую глубину. Если во времена Первой и Второй мировых войн она ограничивалась соответственно 80-100 и 100-150 метрами, то сегодня этот показатель вырос в 3-5 раз.

Как происходит погружение? В надводном положении субмарина мало чем отличается от обычного судна, если не брать в расчет ее специфический внешний вид. Погружение происходит за счет приема в цистерны балласта – забортной воды. Ёмкости расположены между легким и прочным корпусами.

Погружение и всплытие

Всплытие осуществляется «в обратном порядке» — путем продува балласта. Вода выдавливается из цистерн мощным потоком сжатого воздуха. После полного погружения глубина, на которой находится лодка, регулируется специальными рулями.

Характеристики глубины погружения

Способность субмарины к погружению характеризуется двумя основными показателями – рабочей (оперативной) и предельной глубиной. В первом случае речь идет о глубине, на которую лодка может погружаться без каких-либо ограничений на протяжении всего срока ее эксплуатации.

Предельная глубина погружения обозначает ту границу, ниже которой может начаться разрушение обшивки и всей конструкции. Обычно сразу после спуска на воду субмарину отправляют на предельную глубину, где ее «обкатывают» какое-то время. У каждого типа подводных лодок этот показатель индивидуален.

Абсолютным рекордсменом максимального погружения до сего времени остается советская АПЛ «Комсомолец», «нырнувшая» в 1985 году почти на 1030 метров. Увы, ее судьба в дальнейшем сложилась трагически. Спустя 4 года, в результате пожара, приведшего к необратимым разрушениям корпуса, она затонула в Норвежском море.

Комсомолец
«Комсомолец»

Что влияет на глубину погружения?

Глубину погружения принято характеризовать параметрами рабочей и предельной глубин. Как нетрудно догадаться, в первом случае имеется в виду глубина, на которую субмарина может заходить без трудностей, причем это допустимо весь период эксплуатации. Предельной глубиной обозначается точка, погружение ниже которой может привести к тому, что корпус субмарины начнет разрушаться. Чаще всего, подводная лодка отправляется на предельную глубину сразу после того, как ее спустили на воду. Это делается для проверки надежности всех систем. Стоит также отметить, что показатель максимальной глубины индивидуален для разных типов субмарин.

Не обошлось и без рекордных достижений в этой сфере. Касательно максимальной глубины погружения, лучшее достижение принадлежит АПЛ «Комсомолец», которая в 85-м году прошлого века погрузилась до отметки в 1030 м. Через несколько лет эта субмарина из-за внезапного пожара затонула в акватории норвежского моря.

Подводная лодка

Тестовая глубина

Есть еще одна характеристика, о которой следует упомянуть в контексте. Это глубина погружения подводной лодки, предельная согласно расчетам, нахождение ниже которой может вызывать разрушение самой обшивки, либо шпангоутов, либо другого внешнего оборудования. Она также называется «тестовой» в зарубежных источниках. Она не в коем случае не должна превышаться для конкретного аппарата.

Возвращаясь к «Трешеру»: при расчетном значении в 300 метров он пошел на тестовую глубину в 360 метров. К слову, в США на эту глубину подлодка отправляется сразу после спуска на воду с завода и, по сути, «обкатывается» на ней определенное время, прежде чем передается заказывающему ее ведомству. Завершим печальную историю «Трешера». Испытания на 360 метрах для него завершились трагически, и хотя это было вызвано не самой глубиной, а техническими неполадками с атомным двигателем субмарины, однако случайности, по всей видимости, не случайны.

Подлодка потеряла ход из-за остановки мотора, продувка балластных цистерн не дала результата, и аппарат пошел на дно. Согласно данным экспертов, разрушение корпуса субмарины произошло на глубине около 700 метров, так что, как видим, между тестовым значением и действительно разрушительным есть еще порядочная разница.

Факторы увеличения

В связи с этим есть несколько соображений. Увеличение глубины позволяет улучшать маневренность подлодки в вертикальной плоскости, поскольку длина боевого корабля обычно составляет не менее нескольких десятков метров. Таким образом, если он находится в 50 метрах под водой, а его габариты в два раза больше, перемещение вниз или вверх чревато полной потерей маскировки.

максимальная глубина погружения подводной лодки

Кроме того, в водных толщах имеется такое понятие, как «тепловые слои», которые сильно искажают гидролокационный сигнал. Если уходить ниже их, то подлодка становится практически «невидимой» для следящего оборудования надводных кораблей. Не говоря уже о том, что на больших глубинах такой аппарат намного сложнее уничтожить любым имеющимся на планете оружием.

Чем больше глубина погружения подводных лодок, тем прочнее должен быть корпус, способный выдерживать невероятные давления. Это, опять же, на руку общей обороноспособности корабля. Наконец, если предел глубины позволяет ложиться на океанское дно, это также повышает невидимость подлодки для любого локационного оборудования, имеющегося в распоряжении современных систем отслеживания.

С погружением в морские глубины на каждые 10 метров давление возрастает на 1 атмосферу

На глубине 1500 м давление составляет 150 атм. На глубине 2000 м давление 200 атм. Это как раз соответствует максимальному значению ВСД и ВНД в системах подводных лодок.

Ситуация усугубляется ограниченными объемами сжатого воздуха на борту. Особенно после продолжительного нахождения лодки под водой. На глубине 50 метров имеющихся запасов может быть достаточно для вытеснения воды из балластных цистерн, но на глубине 500 метров этого хватит лишь для продувания 1/5 их объема. Большие глубины — всегда риск, и там требуется действовать с предельной осторожностью.
В наши дни существует практическая возможность создания подлодки с корпусом, рассчитанным на глубину погружения 5000 метров. Но для продувания цистерн на такой глубине потребовался бы воздух под давлением свыше 500 атмосфер. Сконструировать трубопроводы, клапаны и арматуру, рассчитанные под такое давление, при сохранении их разумной массы и исключения всех связанных опасностей на сегодняшний день является технически неразрешимой задачей.

Современные подлодки строятся по принципу разумного баланса характеристик. Зачем делать высокопрочный корпус, выдерживающий давление километровой толщи воды, если системы всплытия рассчитаны на гораздо меньшие глубины. Погрузившись на километр, подлодка будет обречена в любом случае.
Однако в этой истории имеются свои герои и отверженные.

Традиционными аутсайдерами в области глубоководных погружений считаются американские подводники

Корпуса американских лодок на протяжении полувека делаются из одного сплава HY-80 с весьма посредственными характеристиками. High-yield-80 = сплав повышенной прочности с пределом текучести 80 000 фунтов на кв. дюйм, что соответствует значению 550 МПа.

Многие эксперты выражают сомнения в адекватности такого решения. Из-за слабого корпуса лодки неспособны в полной мере использовать возможности систем всплытия. Которые позволяют продувание цистерн на значительно больших глубинах. По оценкам, рабочая глубина погружения (глубина, на которой лодка может находиться длительное время, совершая любые маневры) для американских субмарин не превышает 400 метров. Предельная глубина — 550 метров.
Применение HY-80 позволяет удешевить и ускорить сборку корпусных конструкций, среди преимуществ всегда назывались хорошие сварочные качества этой стали.
Для ярых скептиков, которые немедленно заявят, что флот «вероятного противника» массово пополняется небоеспособным хламом, нужно заметить следующее. Те различия в темпах кораблестроения между Россией и США обусловлены не столько применением более качественных сортов стали для наших подлодок, сколько другими обстоятельствами. Ну да ладно.
За океаном всегда полагали, что супергерои не нужны. Подводное оружие должно быть максимально надежным, тихим и многочисленным. И в этом есть доля правды.

Наибольшая глубина погружения для водолазов

Подводный мир – не самая лучшая среда обитания для человека. Погрузившись в воду на глубину всего 1 метр, человек ощущает увеличение давления на свой организм. Вода плотно сдавливает тело, и дышать становится заметно труднее.

Работать на 5-метровой глубине могут только тренированные ныряльщики, а для покорения более глубоких слоёв воды требуется специальный водолазный костюм. Впрочем, некоторые дайверы могут погружаться на глубину в 100 метров и более в обычном костюме пловца и с аквалангом за спиной. Мировой рекорд такого погружения составил 320 метров. Именно на эту глубину опустился в 2005 году пловец-фридайвер из Франции Паскуаль Бернабе. С тех пор его рекорд не смог повторить ни один ныряльщик.

Что касается погружений в водолазном костюме, то здесь мировой рекорд тоже поставили французы. Это произошло в 70-х годах ХХ века, но подробности рекордного погружения до сих пор остаются государственной тайной Франции. Известно только, что водолазам из компании СОМЕХ, организованной известным исследователем морских глубин Жак-Ивом Кусто, удалось погрузиться на глубину около 700 метров. Рекорд был достигнут благодаря сложным дыхательным смесям и продуманному режиму погружения.

Максимальная глубина погружения подводной лодки

Возможность погружаться на большую глубину очень важна для подводных лодок, ведь она даёт возможность скрытно подобраться как можно ближе к противнику. Под толщей воды намного сложней засечь моторы лодки и поразить её торпедой. Поэтому между морскими державами постоянно идёт незаметное соревнование в создании глубоководных аппаратов, способных погружаться на большую глубину.

Первенство в этой области принадлежит нашей стране. В 1985 году был установлен мировой рекорд погружения для подводной лодки: субмарина проекта 685 «Плавник» смогла опуститься на глубину 1030 метров. Это была АПЛ «Комсомолец» под номером К-278, которая не только опустилась на глубину более километра, но и провела на этой глубине успешную стрельбу торпедами.

К сожалению, спустя четыре года эта лодка затонула в Норвежском море, по официальной версии – из-за пожара, возникшего на её борту во время плавания. Подробности и настоящие причины гибели субмарины «Комсомолец» остаются невыясненными до сих пор.

Принцип работы подводной лодки

Для нормального функционирования подводной лодки она должна:

  • выдерживать давление воды в подводном положении;
  • обеспечивать управляемость при погружении, всплытии и смене глубины;
  • иметь оптимальную обтекаемую форму;
  • сохранять работоспособность в соответствии с ее ТТХ.

Как погружается подлодка?

С тех пор, как люди начали строить первые субмарины, прошло много времени, а возможности таких аппаратов существенно выросли. Например, во времена Второй мировой войны субмарины плавали на глубине в 100-150 м. В наши дни этот показатель может увеличиваться до 3-5 раз.

Когда подлодка находится на поверхности воды, то она не сильно отличается от обыкновенного судна, за исключением внешнего вида. Начать погружение удается, когда в специальные цистерны начинает поступать вода, играющая роль балласта. Эти цистерны находятся между легкой и прочной обшивками конструкции.  

Соответственно, для того, чтобы субмарина поднялась на поверхность, необходимо произвести обратный процесс, т.е. избавиться от балласта. Для опустошения цистерн применяется сильный поток сжатого воздуха.

Подводная лодка

Принцип погружения и всплытия

Для погружения под воду специальные цистерны на борту субмарины заполняются балластом (забортной водой). Все в соответствии с законом Архимеда – для полного погружения необходимо уровнять вес лодки с весом вытесненной воды.

При всплытии осуществляется обратный процесс – продув балласта, вследствие чего вода вытесняется из цистерн сжатым воздухом. В подводном положении лодка может менять глубину погружения с помощью рулей.

Ёмкости, заполняемые забортной водой, носят название цистерны главного балласта (ЦГБ). Они разделены на три группы – носовую, среднюю и кормовую. ЦГБ заполняются в зависимости от выполняемого ПЛ маневра. К примеру, при срочном погружении балластом заполняется цистерна быстрого погружения.

«Комсомолец»

Неуловимый «Майк» (К-278 по классификации НАТО) установил абсолютный рекорд глубины погружения среди подводных лодок — 1027 метров.
Предельная глубина погружения «Комсомольца» по расчетам составляла 1250 м.
Среди главных отличий конструкции, несвойственных другим отечественным подлодкам, — 10 бескингстонных цистерн, размещенных внутри прочного корпуса. Возможность стрельбы торпедами с больших глубин (до 800 метров). Всплывающая спасательная капсула. И главная изюминка — аварийная система продувания цистерн с помощью газогенераторов.
Реализовать все заложенные преимущества позволил корпус, изготовленный из титанового сплава.
Сам по себе титан не являлся панацеей при покорении морских глубин. Главным при создании глубоководного «Комсомольца» были качество сборки и форма прочного корпуса с минимумом отверстий и ослабленных мест.
Титановый сплав 48-Т с пределом текучести 720 МПа лишь незначительно превосходил по прочности конструкционную сталь HY-100 (690 МПа), из которой изготавливались подлодки «СиВулф».
Другие описываемые «преимущества» титанового корпуса в виде малых магнитных свойств и его меньшей подверженности коррозии сами по себе не стоили затраченных средств. Магнитометрия никогда не являлась приоритетным способом обнаружения лодок; под водой все решает акустика. А проблема морской коррозии уже лет двести решается более простыми методами.

Титан с точки зрения отечественного подводного кораблестроения обладал ДВУМЯ реальными преимуществами:
а) меньшей плотностью, что означало более легкий корпус. Появившиеся резервы тратились на другие статьи нагрузки, например, ГЭУ большей мощности. Неслучайно подлодки с титановым корпусом (705(К) «Лира», 661 «Анчар», «Кондор» и «Барракуда») строились как покорители скорости.;
б) Среди всех высокопрочных сталей и сплавов титановый сплав 48-Т оказался наиболее технологичным в обработке и при сборке корпусных конструкций.
«Наиболее технологичный» — не значит простой. Но сварочные качества титана хотя бы позволяли производить сборку конструкций.
За океаном имели более оптимистичный взгляд на применение сталей. Для изготовления корпусов новых подлодок XXI века была предложена высокопрочная сталь марки HY-100. В 1989 году в Штатах заложили головной «СиВулф». Спустя два года оптимизма поубавилось. Корпус «СиВулфа» пришлось разобрать на иголки и начинать работу заново.
В настоящее время многие проблемы решены, и стальные сплавы, эквивалентные по свойствам HY-100, находят более широкое применение в кораблестроении. По некоторым данным, подобная сталь (WL = Werkstoff Leistungsblatt 1.3964) применяется при изготовлении прочного корпуса немецких неатомных подлодок «Тип 214».
Существуют еще более прочные сплавы для изготовления корпусов, например, стальной сплав HY-130 (900 МПа). Но из-за плохих сварочных свойств корабелы считали применение HY-130 невозможным.
Пока не поступили новости из Японии.

Перспективность отечественных подлодок

За последние несколько лет на вооружение ВМФ России поступило несколько современных субмарин. Можно выделить следующие АПЛ:

  • «Северодвинск» с рабочей и предельной глубинами в 520 и 600 м соответственно,
  • «Александр Невский» с рабочей и предельной глубинами в 400 и 480 м соответственно.

Стоит сказать, что в условиях современного мира показатель максимального погружения уже не является столь принципиальным. Куда важнее сейчас создать субмарины, издающие как можно меньший шум в процессе работы.

Наибольшая глубина погружения батискафа

Наиболее удобным аппаратом для изучения морских глубин до сих пор остаётся батискаф. От него не требуется хорошей плавучести, единственное требование – высокая прочность стенок, которые должны выдержать чудовищное давление огромной толщи воды.

Впервые на рекордную для человечества глубину, составляющую около 11 тысяч метров, опустился батискаф под названием «Триест», построенный учёными из США и Швейцарии. Акванавты пробыли на дне самой глубокой точки Марианской впадины всего 20 минут, а подготовка к погружению заняла около 8 лет. За это время был построен аппарат, толщина стенок которого составляла 1500 мм, а вес превышал 10 тонн. Рекордное погружение «Триеста» состоялось в 1960 году.

Спустя 52 года, в 2012 году, достижение было повторено американским кинорежиссёром Джеймсом Кэмероном. Аппарат, на котором он спускался, носит название Deepsea Challenger. Режиссёр совершил своё погружение в одиночку, при этом постоянно вёл съёмку и даже собрал на дне Марианской впадины образцы грунта.

Средние цифры

С течением времени, естественно, значения глубин растут. Если субмарины Второй мировой были рассчитаны на значения в 100-150 метров, то последующие поколения повышали эти пределы. С изобретением возможности использования ядерного распада для создания двигателей глубина погружения атомных подводных лодок также увеличилась. В начале 60-х годов она уже составляла порядка 300-350 метров. Современные подлодки имеют пределы порядка 400-500 метров. Пока на этом фронте наблюдается явный застой, похоже, дело за будущими разработками, хотя следует упомянуть о неординарном проекте, созданном в Советском Союзе в 80-е годы.

глубина погружения атомных подводных лодок

Абсолютный рекорд

Речь идет о подводной лодке «Комсомолец», к сожалению, трагически затонувшей, однако ей принадлежит все еще непокоренная вершина в освоении морских глубин современными субмаринами. Этот уникальный проект пока не имеет аналогов во всем мире. Дело в том, что для изготовления ее корпуса был использован очень прочный, дорогой и чрезвычайно неудобный в обработке материал — титан. Максимальная глубина погружения подводной лодки в мире пока все еще принадлежит «Комсомольцу». Этот рекорд был установлен в 1985 году, когда советская субмарина достигла 1027 метров ниже поверхности моря.

глубина погружения современных подводных лодок

К слову, рабочее значение для нее составляло 1000 м, а расчетное — 1250. В итоге «Комсомолец» затонул в 1989 году из-за сильного пожара, начавшегося на глубине около 300 метров. И хотя ему, в отличие от того же «Трешера», удалось всплыть, история все равно получилась очень трагической. Пожар настолько повредил подлодку, что она почти сразу пошла ко дну. Несколько человек погибли еще при пожаре, а около половины экипажа утонуло в ледяной воде, пока подоспевала помощь.

Источники

  • https://www.techcult.ru/technics/5015-maksimalnaya-glubina-pogruzheniya-podvodnyh-lodok
  • https://progress.online/oborona/2334-kakova-maksimalnaya-glubina-pogruzheniya-podvodnyh-lodok
  • https://FB.ru/article/272700/maksimalnaya-glubina-pogrujeniya-podvodnyih-lodok-osobennosti-i-trebovaniya
  • https://tehnowar.ru/117853-Naibolyshaya-glubina-pogrugheniya-podlodok-VMF-RossiiVMS-SShA-i-Yaponii.html
  • https://global-ocean.ru/tekhnika/maksimalnaya-glubina-pogruzheniya-vodolaz-podlodka-batiskaf/
  • https://zen.yandex.com/media/glavpaluba/ustroistvo-i-princip-raboty-podvodnoi-lodki-5dc7fb9da02e001559b672b2
[свернуть]
Поделиться:
Нет комментариев
Adblock
detector