Как погружаются и всплывают подводные лодки

[anonym_5RShMaj6bzTx]

повторение мать учения, наверное чтоб не забыли)))) +

[ARTU1999]

Прочитал, все просто и понятно спасибо

[Connan]

Ничего нового, но за 1 тему плюсик

[military_surgeon]

Автор за первую статью + для стимула. Но вы лодку то хоть видели? На лодке есть рули. И делается это так.

 

Управление подводной лодкой в вертикальной плоскости может осуществляться при использовании только одной пары рулей или при совместном использовании носовых и кормовых горизонтальных рулей.

Если у статически удифферентованной подводной лодки, движущейся горизонтально с углами дифферента и атаки, равными нулю (ψ=a=0), переложить носовые горизонтальные рули на погружение (на угол δн), то на них возникает топящая гидродинамическая сила Yн (рис. 1а). Приведение этой силы к центру тяжести подводной лодки G дает топящую силу Yн, приложенную в центре тяжести дифферентующий на нос момент Мzн, создаваемый силами, отмеченными чёрточкой. Под действием момента подводная лодка получает дифферент на нос, который приводит к возникновению ряда дополнительных сил и моментов (рис. 1б). При создании дифферента подводная лодка вращается вокруг оси Gz с угловой скоростью ωz. При этом вектор скорости отклоняется от продольной оси Gx т. е. образуется угол атаки a<0 (угол между корпусом и набегающим потоком воды), вследствие чего на корпус подводной лодки будет действовать нормальная топящая гидродинамическая сила Ya, приложенная в центре давления. Эта сила, приведенная к центру тяжести, кроме топящего воздействия, создает момент Мza, дифферентующий подводную лодку на нос. Согласованность сил Yн и Ya и моментов Мzн и Мza обеспечивает быструю реакцию подводной лодки на перекладку рулей.

Моментам Мzн и Мza противодействует восстанавливающий момент Мψ, возникающий при наличии дифферента, и так называемый демпфирующий момент Мωz создаваемый сопротивлением воды вращению подводной лодки вокруг оси Gz.

Подводная лодка будет вращаться вокруг оси Gz до тех пор, пока моменты Мψ и Мωz не уравновесят моменты Мzн и Мza. Такое равновесие может наступить вследствие того, что с нарастанием угла дифферента и угла атаки происходит, с одной стороны, увеличение восстанавливающего момента Мψ, с другой, — уменьшение момента Мza. К уменьшению момента Мza приводит то обстоятельство, что с увеличением угла атаки происходит смещение в корму центра давления К, из-за увеличения местных скоростей и углов атаки потока воды на кормовой поверхности корпуса подводной лодки. После наступления динамического равновесия моментов, т. е. когда Мψ + Мωz — Мzн — Мza =0, подводная лодка будет погружаться за счёт топящих сил Yн и Ya, и наличия угла траектории χ при постоянных углах атаки и дифферента.

рисунок 1 Действие носовых горизонтальных рулей

 

 

Перекладка носовых горизонтальных рулей, кроме топящей или подъёмной силы Yн, создает одновременно дифферентующий момент Мzн, который определяется величиной силы Yн и плечом, т. е. расстоянием от центра тяжести подводной лодки до места расположения носовых горизонтальных рулей. Для уменьшения этого момента, усложняющего управление подводной лодкой (особенно на больших скоростях хода), на современных подводных лодках устанавливаются средние или рубочные горизонтальные рули, расположенные на значительно меньшем расстоянии от центра тяжести по сравнению с носовыми горизонтальными рулями. Такие рули могут использоваться на любой скорости хода, обеспечивая бездифферентное всплытие или погружение, а также компенсацию дополнительных сил и моментов, возникающих при использовании оружия. Перекладка рубочных рулей хоть и вызывает дифферентующий момент, но этот момент очень мал по величине. Следует отметить также, что перенос рулей из носовой части ближе к миделю улучшает условия работы гидроакустических станций.

Перекладка на погружение кормовых горизонтальных рулей приводит к возникновению на них подъёмной силы Yk, которую можно заменить силой Yk, приложенной в центре тяжести подводной лодки, и моментом Мzk, дифферентующим подводную лодку на нос (рис. 2а). Под действием момента Мzk подводная лодка начинает вращаться вокруг оси Gz, получая дифферент на нос (рис. 2б). При этом возникает угол атаки a<0 и соответственно топящая сила на корпусе подводной лодки Ya, создающая относительно оси Gz момент Мza, дифферентующий подводную лодку на нос. Под действием моментов Мzk и Мza подводная лодка будет ускоренно увеличивать дифферент и угол атаки. Топящая сила Ya при этом; как правило, превосходит подъёмную силу Yk по абсолютной величине и приводит к увеличению глубины погружения подводной лодки. Вращению подводной лодки вокруг оси Gz препятствуют восстанавливающий Мψ и демпфирующий Мωz.

При определенном угле атаки наступает динамическое равновесие моментов: Мψ + Мωz — Мzk — Мza = 0. Подводная лодка будет увеличивать глубину погружения за счёт угла траектории и под действием разности сил Yk — Ya при постоянных углах дифферента и атаки.

Различие действия перекладки носовых и кормовых горизонтальных рулей на подводную лодку заключается в том, что на носовых рулях возникает сила, создающая момент того же знака (при перекладке на погружение — топящая сила Yн и дифферентующий на нос момент Мzн), а сила и момент от кормовых рулей имеют противоположные знаки (при перекладке кормовых горизонтальных рулей на погружение возникает подъёмная сила Yk и дифферентующий на нос момент Мzk). Разность знаков силы и момента от кормовых горизонтальных рулей снижает их эффективность. Тем не менее, кормовые горизонтальные рули на подводных лодках значительно эффективнее носовых вследствие их большей площади и большего удаления от центра тяжести подводной лодки.

 

рисунок 2 Действие кормовых горизонтальных рулей

 

При плавании на больших скоростях кормовые горизонтальные рули в силу их большой эффективности при перекладке оказывают значительное воздействие на подводную лодку, приводят к быстрому изменению траектории её движения, что затрудняет управление подводной лодкой. Поэтому для управления на больших скоростях (более 12 узлов) на некоторых подводных лодках устанавливаются малые кормовые горизонтальные рули, меньшие по площади и имеющие в несколько раз меньшую эффективность по сравнению с большими кормовыми горизонтальными рулями.

При совместном управлении подводной лодкой носовыми и кормовыми горизонтальными рулями возможны четыре варианта их перекладки:

— параллельно на всплытие;

— параллельно на погружение;

— враздрай на всплытие;

— враздрай на погружение.

При параллельной перекладке рулей положение кормовых рулей определяется по носовым рулям, т. е. фактически положению носовых горизонтальных рулей на всплытие соответствует положение кормовых рулей на погружение, а положению носовых рулей на погружение — положение кормовых на всплытие.

В случаях параллельной перекладки рулей на них возникают силы одного знака (или подъёмные, или топящие), но эти силы создают противоположно направленные моменты.

При положении рулей взраздрай силы на рулях имеют различные знаки, а моменты от них действуют в одну сторону. На рис. 3а показаны силы и моменты, возникающие при перекладке рулей параллельно на всплытие. Силы Yн и Yk создают суммарную подъемную силу Yн+Yk и два противоположно направленных момента Мzн и Мzk. За счёт суммарной подъёмной силы подводная лодка будет всплывать с дифферентом на корму, если Мzн > Мzk, с дифферентом на нос, если Мzн < Мzk, и без дифферента, если Мzн = Мzk. Поскольку с началом всплытия вектор скорости v образует с продольной осью подводной лодки угол атаки a<0, то на корпус подводной лодки начинает действовать топящая сила Ya и, создающая дифферентующий на нос момент Мza (рис. 3б). Для обеспечения бездифферентного всплытия необходимо обеспечить равенство Мzн — Мzk — Мza = 0, что достигается соответствующей перекладкой рулей. Всплытие при этом будет осуществляться за счет угла траектории, равного углу атаки, и результирующей подъёмной силы Yн + Yк — Ya. Скорость вертикального перемещения подводной лодки при параллельной перекладке рулей относительно мала, поэтому такой вариант управления рулями используется в случаях небольшого изменения глубины погружения или для бездифферентного всплытия (погружения).

рисунок 3 Силы и моменты, действующие на подводную лодку при перекладка рулей «параллельно» на всплытие

 

Движение подводной лодки в вертикальной плоскости может быть установившимся и неустановившимся. Установившимся движение считается в том случае, когда сохраняются постоянными поступательная скорость, угол дифферента и угол атаки, а траектория центра тяжести подводной лодки прямолинейна. При неустановившемся движении один, или несколько перечисленных параметров изменяются с течением времени, траектория центра тяжести, как правило, криволинейна.

Частным случаем установившегося движения является основной режим — плавание на постоянной глубине погружения, на постоянном курсе, с постоянной скоростью. Поскольку большую часть времени подводная лодка плавает на постоянной глубине, то одной из наиболее важных задач её повседневной эксплуатации является обеспечение основного режима. Поддержание постоянной глубины погружения является сложной задачей, так как требует динамического уравновешивания всех сил и моментов, действующих на подводную лодку.

В основном режиме движения подводная лодка, как правило, имеет некоторый угол дифферента, равный углу атаки. Это объясняется тем, что корпус подводной лодки несимметричен относительно продольной оси, имеет большую поверхность в верхней части за счет ограждения рубки. Поэтому позиционные гидродинамические коэффициенты Су и mz в формулах (1) при a=ψ=0 имеют некоторые положительные значения, т. е. на подводную лодку при нулевом дифференте действуют начальная подъёмная сила и начальный гидродинамический дифферентующий на корму момент. Кроме того, момент силы тяги, как правило, также дифферентует подводную лодку на корму. Поэтому движение подводной лодки в основном режиме возможно только при некоторых постоянных значениях управляющих воздействий, создаваемых рулями или нагрузкой и дифферентом.

Динамическое равновесие сил и моментов, обеспечивающее движение подводной лодки в основном режиме нарушается, если изменить скорость хода. Для того, чтобы подводная лодка удерживала постоянную глубину на различных скоростях хода, необходимо с изменением скорости восстанавливать динамическое равновесие действующих на неё сил и моментов. Приведение подводной лодки к основному режиму движения с заданной скоростью называется балансировкой. Балансировка может быть статической — за счёт регулирования нагрузки (остаточной плавучести q и избыточного дифферентующего момента Mq) и динамической — за счет создания необходимых гидродинамических сил и моментов путём перекладки рулей.

Статическая балансировка, которая заключается в создании, как правило, отрицательной остаточной плавучести, может осуществляться только на малых скоростях хода, так как на больших скоростях требует значительного изменения дифферентовки, что может поставить подводную лодку в опасное положение при неожиданной потере хода, когда подводная лодка будет иметь большую неуравновешенную остаточную плавучесть (как правило, отрицательную).

Поэтому более часто применяется динамическая балансировка с помощью горизонтальных рулей. При этом углы дифферента (атаки) и перекладки рулей, обеспечивающие балансировку, называются балансировочными. Значения балансировочных углов зависят скорости хода, остойчивости и позиционных гидродинамических характеристик подводной лодки. Изменение балансировочных углов с изменением скорости хода обусловлено необходимостью динамического равновесия подводной лодки на каждом ходовом режиме. С увеличением скорости подводной лодки уменьшается роль восстанавливающего момента в обеспечении динамического равновесия, при больших скоростях (практически при v>10 уз) балансировочные углы стремятся к постоянным для данной подводной лодки значениям.

Источник

 

http://podlodka.info...ydroplanes.html

 

[d28m06y1967]

leoDeg (03 Авг 2013 - 22:34) писал:

Подводные лодки безо всякого труда плавают по водной поверхности. Но в отличие от всех остальных кораблей могут опускаться на дно океана и в некоторых случаях месяцами плавать в его глубинах. Весь секрет в том, что подлодка имеет уникальную двухкорпусную конструкцию. Между ее внешним и внутренним корпусами находятся специальные отделения, или балластные цистерны, которые могут заполняться морской водой. При этом увеличивается полный вес подлодки и соответственно уменьшается ее плавучесть, то есть способность держаться на поверхности. Вперед лодка движется за счет работы гребного винта, а погрузиться ей помогают горизонтальные рули, названные гидропланами.
Внутренний стальной корпус подлодки рассчитан на то, чтобы выдерживать огромное давление воды, которое растет с глубиной. В погруженном состоянии держаться устойчиво кораблю помогают дифферентные цистерны, расположенные вдоль киля. Если надо всплывать, то на подлодке освобождают от воды, или, как говорят, продувают балластные цистерны. Подлодке помогают идти нужным курсом такие навигационные средства, как перископы, радар, (радиолокатор), сонар (гидролокатор) и спутниковые системы связи. Ударная британская подлодка водоизмещением 2455 тонн и длиной 232 фута может двигаться со скоростью 20 миль в час. Пока лодка находится у поверхности, ее дизельные двигатели вырабатывают электроэнергию. Эта энергия запасается в аккумуляторных батареях и расходуется затем в подводном плавании. Атомные подводные лодки используют ядерное топливо, чтобы превратить воду в перегретый пар для работы ее паровых турбин.
Когда подлодка находится на поверхности, говорят, что она пребывает в состоянии положительной плавучести. Тогда ее балластные цистерны в основном заполнены воздухом. При погружении судно приобретает отрицательную плавучесть, так как воздух из балластных цистерн выходит через выпускные клапаны, и емкости заполняются водой через водозаборные порты. Чтобы двигаться на определенной глубине в погруженном состоянии, на подлодках используют технику уравновешивания, когда сжатый воздух нагнетается в балластные цистерны, а водозаборные порты остаются открытыми. При этом и наступает нужное состояние нейтральной плавучести. Для всплытия с помощью сжатого воздуха, хранящегося на борту, выталкивают воду из балластных цистерн.

  705 проект 45 миль  двиналась как торпеда рекорд скорости непревзойден это правда когда был ссср

[RenamedUser_17763954]

ZIPmarf (03 Авг 2013 - 22:55) писал:

Колличество новой информации:0.
ТС текст конечно есть, но как бы сказать, эти вещи уже все итак здесь знают. Для первой темы хорошо, и плюс я поставлю, но на будущее, темы должны быть более информативными.

Это знают далеко не все. Тут есть люди, которые зашли на форум ради АТ и с такой информацией в жизни не сталкивались. Хоть я это уже и знал, но плюс поставлю.
И изображения лучше через хостинг заливать

[Kolovorot13]

military_surgeon предоставил материал гораздо более стоящий. Ибо то, что написано в первом посте, я знал лет с семи. А игра 12+

[anonym_y0NXTBHqx1pF]

К теме добавлю пару видео (на любителя)

[shmel009]

+ за сторание , но это и так известно  !!! По крайней мере мне (учился и работал на суд.рем заводе )

[Lonkraft]

Цитата

Спасибо за адекватные коментарии

К сожелению так будет еще годик примерно. После набегут люди которых будут называть "тролями" или еше те, кому охото высказываться плохими словами без желания получать новые знания о "морской тематике".

[pla_acoustic]

Прямо слева, годы молодости моей АПЛ  РПКСН  Край летающих собак.