Майбутнє підводного військово-морського флоту
У новому, XXI столітті очікується якісний стрибок у вдосконаленні підводних човнів. На зміну сьогоднішнім повинні прийти багатоцільові підводні човни, оснащені високоефективним бортовим розвідувальним устаткуванням, жилими і нежилими підводними і безпілотними літальними апаратами. Насамперед, підводні човни будуть удосконалювати свою скритність, швидкість і якість підводного ходу і кількість зброї на борту.
Над чим сьогодні в першу чергу думають конструктори створюючи інноваційні розробки підводних човнів? У першу чергу це малошумність ходової частини. У сучасних умовах тільки малошумні підводні човни можуть скритно переміщатися і тільки їх гідроакустичні засоби дозволяють виявити противника на великих відстанях і тим самим своєчасно використовувати зброю або ухилитися від противника.
Основними джерелами шумів на підводних човнах є гребні гвинти, механізми, що працюють всередині корабля, і шуми, що створюються водяним потоком, оточуючий корпус, – гідравлічні шуми.
Як заглушити шум гребних гвинтів?
З’ясовано, що збільшення розмірів гребних гвинтів і збільшення кількості лопатей знижує їх шум. Повільно обертається гвинт великого діаметру з малою швидкістю на кінчиках лопатей створює меншу завихренность потоку води, тобто меншу турбулентність (від латинського ” turbulentus ” – ” бурхливий “, ” безладний “), а це знижує рівень шуму. Турбулентний плин рідини завжди створює шум.
Ви, може бути, чули, як шумить потік гірської річки. Вода вирує, зривається з лежачих на дні валунів. Ви ще далеко від річки, а шум чути за сотні метрів. Навпаки, повільний потік безшумний, непомітний, його називають ламінарним перебігом (від латинського ” lamina ” – ” пластинка “, ” смужка “). При такому перебігу рідина переміщається (тече) шарами без перемішування. Підійшовши до багатоводної річці на рівнині, ви не почуєте шуму. Вода тече, а шуму немає.
Існування ламінарного течії, пошарового течії без перемішування шарів, можливо лише до певного значення швидкості. Варто трохи переступити поріг, як ламінарний плин стає турбулентним. Спробуйте переконатися в цьому самі. Відкрийте водопровідний кран трохи, щоб вода лилася тоненькою ледачою цівкою, а потім відкрийте його повністю, і ви почуєте шум, таящийся у швидко біжить воді. Це ваш домашній водоспад.
Є ще один спосіб зниження шуму гребних гвинтів. Можна насадити два гребних гвинта на одну вісь, але змусити їх обертатися в різні сторони. Зменшення шумів при цьому відбувається тому, що воді, закрученої першим гвинтом і розкрученої друге, не повідомляється обертальний рух. Пряме протягом води – ламінарний плин, не виробляє демаскирующего шуму.
У більш далекому майбутньому передбачається повна відмова від гребних гвинтів і перехід на єдині рухові установки, що працюють за принципом гідрореактівних двигунів, наприклад, з паровою струменем або за рахунок безпосереднього використання ядерної енергії для прискорення протікає через двигун води.
Як заглушити шуми, створювані корпусом підводного човна
Рівень шумів, створюваних підводним човном, в значній мірі залежить від форми і гладкості її корпусу. Корпусу прагнуть надати більш обтічний вигляд з забираються всередину виступаючими частинами. Нерівність корпусу, навіть такі, як зварні шви і шорсткість забарвлення, на великій швидкості ходу викликають турбулентність обтікання. Але тут вже досягнута межа удосконалень. Тому не зайве повчитися цьому у дельфінів.
Розрахунками встановлено, що дельфіни розвивають швидкість, в 8-10 разів перевищує їх мускульні можливості (потужність), якщо опір їх руху приймати рівним зазвичай прийнятому в кораблебудуванні. Цьому сприяє структура їх шкірного покриву, який робить шкіру дельфіна здатної перетворювати турбулентний (вихровий) потік води, дотичний з дельфіном, в ламінарний (шаруватий). Ламинарное обтікання різко зменшує енергетичні витрати на подолання опору, що одночасно знижує шум.
Один з методів ламинаризации розглядає відсмоктування деякої частини води з потоку, безпосередньо прилеглого до корпусу. Можливо, використання відсмоктування підвищить швидкість при тій же потужності двигунів в 1,5 рази. Досліджуються покриття корпусу, що повторюють особливості шкіри дельфіна.
Але це все в майбутньому, ^ сьогодні, щоб бути непомітним, доводиться знижувати швидкість ходу човна до 5 вузлів (9,2 км / год). Але цього мало. Є ще шуми, що працюють всередині човна.
Як заглушити шум механізмів, що працюють всередині корабля
У ході проводилися гідроакустичних випробувань було встановлено, що джерелом найбільш інтенсивних шумів є не кошти руху підводного човна (гребні гвинти, рухові установки), а джерела, про які раніше навіть не замислювалися. Це ляскаючі двері переборок, падаючі гайкові ключі, що спускається вода в туалетах, включені кавоварки і електробритви і т. д.
Майбутні підводні човни будуть ходити під водою на швидкостях більше 25 вузлів (46,3 км / ч), створюючи малі рівні шуму, з тим щоб чути самої і не бути почутою.
Це відбудеться за рахунок застосування цілого ряду новітніх технологій та спеціальних заходів. Наприклад, розташовувати різне обладнання таким чином, щоб залишати вільний простір для розсіювання звукових хвиль. Де це не вдається, то укладати прилади у своєрідні сурдокамері (від латинського ” surdus ” – ” глухий” і камера).
У місцях кріплення механізмів до палубах вже стали встановлювати пневматичні амортизатори, аналогічні літаковим, і контролювати рівні вібрацій всього обладнання, рівня власних шумів – своєрідна система вбудованого контролю, застосовувана на літаках. Крім цього, шумність підводного човна буде зменшуватися, якщо її зовнішні обводи будуть розсіювати гідролокаційні сигнали акустичних станцій противника, як це робиться на літаках – невидимках.
Зараз вже є водо – водяний атомний реактор із зменшеною кількістю компонентів, що теж трохи знижує рівень шуму.
У майбутньому роль гідроакустичних засобів ще більш збільшиться. Обробляти цю інформацію тепер доручається комп’ютерам.
На нових підводних човнах передбачається розміщувати незаселені (безпілотні) підводні апарати – роботи, які і під водою і в повітрі над морем зможуть вести розвідку. Обидва ці робота, керовані по радіо, будуть запускатися під водою і під води в повітря.
Такі підводні човни будуть і довше, і більше, щоб боєзапас був у них удвічі, а то і втричі більше.
Як плавати глибоко
Один з основних елементів скритності і невразливості підводного човна – глибина занурення. Сучасні підводні човни плавають на глибинах: одні – 400 м, інші – 600 м, тоді як середня глибина Світового океану – 60 000 метрів.
Зростання глибини занурення залежить від міцності корпусу. Чим глибше підводний човен занурюється, тим більший тиск води на собі відчуває. Витримати таке, потужний тиск здатний або дуже товстий (важкий) корпус, або корпус, який має особливу обтічну форму, або корпус, зроблений з особливо міцних матеріалів, які неодмінно з’являться в осяжному майбутньому.
Для дуже великих глибин найбільш підходять конструкції у вигляді куль (сферичних оболонок), нанизаних на одну вісь. Зовні така конструкція буде виглядати як стручок гороху. Зате такий корпус витримує набагато більший тиск. Він, при одній і тій же масі, набагато міцніше циліндра. Можна сподіватися також і на появу більш міцних сталей, титанових і берилієвих сплавів. Виготовлення міцних корпусів зі склопластику можливо вже в даний час.
Є підстави сподіватися на те, що підводні човни плаватимуть на глибині 2000 м. Із збільшенням глибини занурення зменшується ймовірність ураження підводних човнів протичовновим зброєю. Зростають їх власні можливості пошуку противника за рахунок відомих звукових підводних каналів, що тягнуться на великих глибинах.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)