Качка и мореходность подводной лодки

Мореходностью подводной лодки называется ее способность к безопасному плаванию, а также к использованию всех видов боевых и технических средств в условиях интенсивного морского волнения. Под воздействием морского волнения ПЛ испытывает качку, т.е. совершает колебательные движения. Мореходность подводной лодки определяется, в основном, величинами и периодами линейных и угловых колебаний.

В теории корабля подводная лодка считается абсолютно твердым телом, имеющим шесть степеней свободы. При плавании на тихой воде ПЛ находится в положении равновесия; внешними силами (ветер, волнение и т.д.) она может быть выведена из этого положения. Сложные перемещения ПЛ в общем случае можно представить в виде суммы шести простейших движений — трех линейных и трех угловых. Соответственно, различают и шесть видов качки (рис. 3.9):

вертикальную — поступательные колебания вдоль вертикальной оси;

бортовую — вращательные колебания вокруг продольной оси;

килевую — вращательные колебания вокруг поперечной оси;

продольно-горизонтальную — поступательные колебания вдоль продольной оси;

поперечно-горизонтальную — поступательные колебания вдоль поперечной оси;

рыскание — вращательные колебания вокруг вертикальной оси.

Отдельные виды качки в чистом виде встречаются крайне редко, чаще наблюдаются различные их сочетания. Совместные бортовые, вертикальные и поперечно-горизонтальные колебания называют поперечной качкой; килевые, вертикальные и продольно-горизонтальные — продольной качкой [17].

Как любое колебательное движение, качка характеризуется амплитудой, то есть наибольшим отклонением от положения равновесия, и периодом — временем совершения одного полного колебания. Чем меньше амплитуда и чем больше период, тем умереннее качка.

Качка подводной лодки — отрицательное явление, поэтому, вообще говоря, мореходным качеством следует называть не саму качку, а ее умеренность, т.е. малые амплитуды и большой период.

Среди отрицательных последствий качки нужно отметить следующие:

— возникновение местных разрушений корпуса под действием ударных нагрузок;

— большие наклонения и ускорения, нарушающие нормальную работу механизмов;

— увеличение сопротивления, снижение ходовых и маневренных качеств ПЛ;

— ухудшение состояния экипажа вследствие морской болезни;

— снижение боевой эффективности оружия.

Полностью устранить качку практически невозможно, однако качка может быть уменьшена за счет выбора рациональной формы ПЛ и соответствующего распределения нагрузки. Характеристики всех видов качки в значительной степени определяются скоростью подводной лодки и направлением ее движения по отношению к волнению. Последние обстоятельства широко используется в морской практике для уменьшения качки путем выбора соответствующего курса и скорости ПЛ.

В подводном положении возмущающие силы и моменты обусловлены только периодически изменяющимися гидродинамическими давлениями, вызванными орбитальным движением частиц воды в волне. Эти возмущающие силы существенно меньше, чем для надводного положения, и быстро убывают с увеличением глубины погружения. В подводном положении подводная лодка безразлична к малым вертикальным перемещениям. Период свободных колебаний лодки значительно больше, чем в надводном положении, из-за резкого уменьшения продольной и поперечной метацентрических высот.