Система сжатого воздуха и газов

Всплытие подводных лодок изначально осуществлялось за счет вытеснения сжатым воздухом воды из балластных цистерн и создания положительной плавучести. Такой способ всплытия не изменился и в настоящее время. Изменялось лишь давление, при котором хранится запас воздуха, что связано с необходимостью обеспечения требуемого запаса плавучести при увеличении водоизмещения, глубины погружения, потребностей в воздухе для корабельных систем и устройств.

Система сжатого воздуха и газов представлена на ПЛ системами: воздуха высокого давления (ВВД), пониженного давления, среднего (ВСД) и низкого давления (ВИД), а также специальными стрельбовыми воздушными системами торпедного и ракетного оружия (рис. 8.6).

Основное назначение системы ВВД — производство, хранение и раздача потребителям сжатого воздуха высокого давления. Система должна обеспечивать:

— продувание цистерн главного балласта;

— подачу ВВД в отсеки для подпора переборок и ограничения поступления воды в аварийный отсек;

— подачу ВВД к редукционным устройствам для питания систем пониженного давления — ВВД-200, воздуха среднего давления (ВСД), воздуха к забортным устройствам (ВЗУ);

— подачу ВВД в системы и устройства ТА, к пусковым устройствам дизелей; 

Для выполнения этих функций в систему ВВД включены воздушные баллоны, компрессоры, редукционные клапаны, распределительные устройства и трубопроводы, контрольно-измерительные приборы.

Сжатый воздух хранят в стальных цельнотянутых цилиндрических, либо изогнутых по форме корпуса баллонах емкостью примерно 440 литров. Для обеспечения живучести системы воздушные баллоны соединены в группы по несколько баллонов в каждой, и расположены либо внутри прочного корпуса, либо в цистернах главного балласта, или в надстройке подводной лодки. Каждая группа баллонов через разобщительный клапан подключена к главной распределительной колонке, откуда сжатый воздух подается в магистраль ВВД.

Выделяют две-три группы баллонов, из которых воздух расходуется только по приказу командира ПЛ (командирский запас). Запас воздуха в таких баллонах всегда должен быть полным.

Количество компрессоров, используемых для пополнения запасов ВВД, устанавливается не менее двух (рис. 8.7).

Они должны удовлетворять требованиям, специфичным для подводного корабля, например, обеспечивать работоспособность системы на любой глубине погружения и т.д.

В процессе работы компрессора воздух насыщается парами масла, влагой, что не позволяет использовать его для ряда устройств и систем, требующих воздуха высокой степени очистки и осушки. Кроме того, воздух, содержащий пары масла, взрывоопасен при нарастании давления в тупиковом трубопроводе. Для доведения воз-духа до требуемых параметров после компрессора устанавливается блок очистки и осушки воздуха, который обеспечивает осушку воздуха до влагосодержания, соответствующего точке росы -60°С, очистку от масла и от механических примесей. Осушка воздуха производится за счет поглощения влаги твердым адсорбентом.

Редукционные клапаны обеспечивают подачу воздуха от системы ВВД к системам и трубопроводам пониженных давлений. От редукционных клапанов, расположенных, как правило, в концевых отсеках и отсеке центрального поста (ЦП), получают питание магистрали, проходящие по всему кораблю.

ВВД-200 подает воздух давлением 20 МПа к системам гидравлики, противопожарным системам и приборам навигационного комплекса.

Система ВСД предназначена для снабжения воздухом потребителей, не связанных с забортной водой, и подает его под давлением 4,5 МПа к системам регенерации, автоматики компрессоров, цистернам питьевой воды и системам оружия.

К системе ВСД подключены редукционные клапаны для подачи воздуха давлением от 0,02...0,60 МПа для работы пневмоинструмента, наддува амортизаторов, механического перемешивания электролита аккумуляторных батарей.

От системы ВЗУ получают питание потребители, у которых возможен контакт воздуха с забортной водой. ВЗУ подает воздух к дифферентным и уравнительным цистернам, на продувание приемных сеток забортных отверстий, к баллонам гальюнов, давлением на 0,5 МПа больше, чем максимальная глубина погружения.

В качестве приборов контроля параметров системы в основном применяются манометры мембранного типа. По ним контролируется давление в подгруппах баллонов и колонках ВВД, в магистралях ВВД, ВВД-200, ВСД, ВЗУ, а также давление в отсеках и трубопроводах, подключенных к магистрали ВСД через редукционные клапаны. Информация о состоянии системы выведена в ГКП на пульт общекорабельных систем.

Проектирование системы ВВД начинается с рассмотрения и анализа требований тактико-технического задания и предварительной проработки архитектуры корабля, с определения объемов балластных цистерн и помещений. Определяется в первом приближении необходимый запас воздуха высокого давления, тип и количество компрессоров, состав основного оборудования.

На следующем этапе собирают и анализируют данные по потребителям сжатого воздуха, определяют алгоритмы их работы и возможные максимальные расходы во всех режимах использования ПЛ. В результате уточняется запас воздуха (количество баллонов), его распределение по колонкам ВВД, формируются схемы ВВД, ВСД, ВЗУ.

При проектировании системы сжатого воздуха необходимо обеспечить взаимное резервирование элементов системы, использовать оборудование, имеющее высокие показатели безотказности и сроки службы, выбрать конструкционные материалы с учетом климатических условий эксплуатации и возможных внешних воздействий в повседневной эксплуатации и аварийных ситуациях.

В целях экономии запасов воздуха высокого давления и сбережения ресурса компрессоров подводные лодки оборудуются системой низкого давления (НД), предназначенной для продувания носовой и кормовой групп цистерн главного балласта выхлопными газами от дизелей при всплытии ПЛ из позиционного положения, при продутых цистернах средней группы, в надводное (рис. 8.8).

После всплытия ПЛ в позиционное положение и запуска дизельной установки открываются захлопки НД, и выхлопные газы поступают в цистерны.

В процессе продувания ЦГБ низким давлением из-за разности сопротивления трубопроводов возможно появление крена. Для спрямления ПЛ в системе НД предусмотрена «заслонка кренования» с ручным приводом из прочного корпуса, с помощью которой можно регулировать количество подаваемого выхлопного газа на тот или иной борт. По окончании продувания цистерн захлопка НД закрывается, «заслонка кренования» устанавливается в среднее положение. При переходе ПЛ в подводное положение трубопровод продувания полностью заполняется водой, при этом его вентиляция происходит через специальное отверстие в корпусе захлопки.