Система погружения-всплытия подводных лодок

Система погружения-всплытия — одна из специфических систем ПЛ, она предназначена для осуществления подводной лодкой маневра погружения и всплытия, а также маневра быстрого погружения. При этом она должна обеспечивать безопасное выполнение этих маневров при любых условиях плавания, обеспечивать равномерное заполнение цистерн главного балласта (ЦГБ), не создавая кренов и дифферентов, превышающих допустимые.

Система погружения-всплытия состоит из следующих основных элементов (рис. 8.1):

— цистерны главного балласта;

— цистерна быстрого погружения;

— кингстоны с приводами;

— трубопроводы вентиляции с арматурой;

— трубопроводы выравнивания давления в ЦГБ с забортным при плавании ПЛ с закрытыми кингстонами.

Кроме перечисленного, система погружения-всплытия должна быть оборудована централизованным дистанционным и дублированным автономным управлением всеми кингстонами и клапанами вентиляции, и иметь световую сигнализацию об их положении на центральном и местных пультах управления.

Цистерны главного балласта, в зависимости от архитектурно-конструктивного типа ПЛ и требуемого запаса плавучести, могут располагаться как внутри прочного корпуса, так и снаружи, в междубортном пространстве (МБП) и в оконечностях. Наружные цистерны выполняются легкими, а цистерны, расположенные в прочном корпусе, имеют прочную конструкцию. Количество, объем и расположение ЦГБ по длине корабля и периметру его поперечного сечения определяются условиями мореходности, остойчивости и непотопляемости.

Разделение МБП на ЦГБ, а также организация ЦГБ в носовой и кормовой оконечностях производится таким образом, чтобы объемы их были примерно одинаковыми. Разница в объемах цистерн более чем на 30%, как правило, не допускается. Это делается для обеспечения одновременного и равномерного их заполнения или продувания, а также позволяет устанавливать в ЦГБ унифицированную по размерам арматуру. Суммарный объем ЦГБ составляет 12.. .35% нормального водоизмещения ПЛ и составляет ее запас плавучести.

Все цистерны для удобства управления процессом погружения-всплытия разбиваются на группы: носовую, среднюю и кормовую. Объем и количество цистерн средней группы, а также их расположение по длине выбирают таким образом, чтобы обеспечить процесс всплытия ПЛ с минимальным дифферентом на корму и безопасное нахождение ПЛ в позиционном положении. Их объем составляет 20.. .30% объема всех ЦГБ.

Цистерна быстрого погружения (ЦБП) служит для увеличения скорости погружения ПЛ и размещается в нос от миделя для создания при погружении дифферента на нос.

Объем ЦБП составляет 0,4...1,0% от FQ. Вес воды в этой цистерне придает лодке отрицательную плавучесть и помогает быстрее уходить на глубину. Прежде чем ПЛ достигнет заданной глубины, цистерну продувают воздухом высокого давления. ЦБП может располагаться как в междубортном пространстве, так и внутри прочного корпуса. Конструктивно ЦБП выполняется равнопрочной с прочным корпусом независимо от места ее расположения.

Цистерны главного балласта оборудуются клапанами вентиляции и кингстонами. Цистерны средней группы и не менее одной цистерны из концевых групп оборудуются двойными клапанами вентиляции (первым и вторым запорами). Остальные ЦГБ и цистерна быстрого погружения оборудуются клапанами вентиляции с одним запором (рис. 8.2).

Вентиляционные отверстия ЦГБ должны иметь минимальное гидродинамическое сопротивление и располагаться выше верхних стрингеров цистерн, желательно у их кормовых переборок. В современной практике проектирования наиболее часто применяются конструкции клапанов вентиляции тарельчатого типа, работающие «на прижим» от давления в цистерне. Конструкция клапана вентиляции показана на рис. 8.3.

Кингстоны предназначены для герметизации цистерн и служат для приема забортной воды при заполнении цистерн и для ее выхода при их продувании. Кингстоны приводятся в действие гидравлическими машинками. Кингстоны по конструкции выполняются захлопочного типа: для ЦГБ — захлопки, работающие «на отжим», для ЦБП — захлопки, работающие «на прижим» от забортного давления.

Кингстоны располагают в нижних частях цистерн таким образом, чтобы обеспечить наличие минимального количества остаточной воды в цистернах. Кингстоны носовых цистерн желательно располагать у носовых переборок, а кингстоны кормовых цистерн — у кормовых.

При проектировании системы необходимо обеспечить, чтобы проходные отверстия клапанов вентиляции и кингстонов не загромождались расположенными рядом конструкциями. В противном случае это может привести к уменьшению коэффициента расхода указанных отверстий. Площади клапанов вентиляции и кингстонов рассчитывают из условия обеспечения времени быстрого погружения подводной лодки. При аварийном продувании в цистернах создается избыточное давление, величина которого также зависит от пропускной способности кингстонов. Поэтому площади кингстонов, выбранные из условий обеспечения времени быстрого погружения, должны удовлетворять требованиям прочности цистерн при аварийном продувании, что зачастую оказывается определяющим при выборе площади проходных сечений.

При быстром уходе подводной лодки на глубину и при быстром всплытии давление в ЦГБ не должно отставать от забортного. Для постоянного уравнивания давления в ЦГБ с забортным в цистерне предусмотрены специальные трубы уравнивания давления, идущие из нижней части цистерны в ее верхнюю часть и далее проходящие через стрингер в забортное пространство надстройки по направлению к миделю. Район окончания этих труб выбирается с учетом исключения заполнения через них цистерн при аварийных дифферентах. Для исключения засорения посторонними предметами концы труб загибают срезом вниз. В нижней части цистерны трубы располагают на 40...60 мм ниже верхней кромки проходного отверстия кингстона, что образует гидравлический затвор, препятствующий выходу воздуха из цистерны.

Клапаны вентиляции ЦГБ и кингстоны ЦГБ и ЦБП имеют дистанционное электрогидравлическое и местное ручное управление. Дистанционное электрогидравлическое управление клапанами вентиляции ЦГБ и кингстонами ЦГБ и ЦБП осуществляется с пульта управления общекорабельными системами, расположенными в ГКП.

Дистанционное электрогидравлическое управление обеспечивает:

— управление клапанами вентиляции первых запоров по группам ЦГБ (носовая, средняя, кормовая);

— управление всеми клапанами вентиляции вторых запоров;

— совместное управление клапанами вентиляции первых и вторых запоров по группам (носовая, средняя, кормовая);

— управление кингстонами каждой цистерны в отдельности;

— управление кингстонами ЦБП.

Для исключения погружения подводной лодки с открытыми забортными отверстиями и предотвращения затопления ее отсеков, в системе дистанционного управления клапанами вентиляции средней группы ЦГБ предусмотрена блокировка возможности открытия клапанов вентиляции при открытых забортных отверстиях, дающая сигнал на закрытие последних.