Кто глубже нырнул, тот и победил
Среди многочисленных характеристик подводной лодки одной из основных является глубина погружения. Причем развитие военной техники только увеличивало значение данного фактора. Перед 1-й мировой войной предельной глубиной погружения подводной лодки считалась величина в 50 метров. На такой глубине противник уже не мог обнаружить лодку, а в подводной войне это самое главное.
Однако прогресс не стоит на месте, особенно в военном деле. Совершенствовались средства обнаружения и поражения, и глубина погружения подводной лодки начинала выдвигаться на первое место. Глубинные бомбы, акустические и гидролокационные возможности противолодочных кораблей - все это загоняло подводные корабли все глубже и глубже. К тому же, чем большая толща воды отделяла лодку от поверхности, тем больше было у ней возможности для маневра и безопасного плавания.
Покорение глубин
Во 2-ю мировую ПЛ вступили уже с 100 - 145 метрами глубины за плечами. В послевоенные годы у первых атомоходов это значение достигло 200 м, а у 2 - 3 поколений АПЛ показатели глубиномеров перевалили за 400 метров. Есть, конечно, и рекордсмены в этом деле. Например, знаменитый "Комсомолец" (К-278) установил абсолютный рекорд максимальной глубины погружения подводной лодки - в 1985 году субмарина ушла под воду на 1027 метров.
Американские специалисты считают, что глубина погружения подводной лодки в современных условиях должна начинаться с отметки в 600 м и достигать 1200 м. Главная проблема при этом - компенсация возрастающего давления воды на корпус. Каждые 10 м спуска под воду увеличивают давление воды на 100 кПа. Не трудная задача для школьника начально-приходской школы: какое давление будет на отметке 1200 м? Ответ: 120 кг на 1 кв. см. На бумаге цифра не выглядит страшной, на деле - нагрузка запредельная.
Все решается на суше
Поэтому основной вопрос над которым бьются ученые, работающие в этой области, предельно сбалансированная корпусная архитектура боевой субмарины. Исходя из физических законов, наиболее пригодна форма сферы, или шарообразная. Однако такая ПЛ, как боевая единица, малоэффективна. Слишком высоко сопротивление среды (вода), огромные проблемы с размещение вооружения и многочисленного экипажа. Конечно, рано или поздно, эту проблему решат. В конце концов будет найден оптимальный баланс между формой, содержанием и скоростью.
Второй вопрос, который стоит постоянно, и видимо будет стоять всегда - материал корпуса, его постоянное совершенствование. Максимальная глубина погружения подводной лодки ограничивается, в первую очередь, именно прочностью материала, из которого изготовлен корпус. Когда-то лодки начинали с деревянной обшивки, потом перешли на железо, теперь в большом ходу стальные и титановые корпуса. Однако процесс идет, и ученые мужи находятся в постоянном поиске.
Постоянно улучшаются свойства стали, изготавливающийся специально для подводного применения. Но металл начинает уходить в прошлое. Твердые пластмассы, армированный стеклопластик постепенно заменяют некоторые элементы корпуса, и специалисты пророчат им большое будущее. Например, стеклопластик, полученный армированием синтетической смолы стеклянными волокнами, по прочности мало в чем уступает стали, но зато в 4 раза легче. Здесь ученые тоже пытаются добиться баланса - между весом и прочностью.
Стремление достичь предельной глубины погружения подводной лодки - это не прихоть ученых и не абстрактное желание. Лодка, идущая на большой глубине, сливается с дном и менее заметна. В современной подводной войне этот фактор может стать определяющим. Мощный, тяжелый ракетоносец, скрытно вышедший на ударную позицию, способен одним одним залпом завершить любой конфликт в пользу своей страны.
Погружные глубинные насосы рассчитаны на то, чтобы работать в толще воды. Допустимые условия эксплуатации любого оборудования, продиктованы его техническими характеристиками, и насосов это касается в первую очередь.
Уровень их погружения регламентируется производителем, и, конечно, имеет значение глубина скважины. Чтобы выяснить, на какой отметке необходимо устанавливать насосы погружные глубинные — и вообще, как это сделать правильно, вы узнаете, посмотрев видео в этой статье.
Как правильно оборудовать скважину
Установка насоса — дело достаточно кропотливое, особенно, если скважина глубокая. Сделать это своими руками можно вполне, только прежде, чем приступить к работе, следует ознакомиться с конструкцией водозабора и технологией его обвязки.
Итак:
- Скважинные насосы чаще всего имеют винтовую или центробежную конструкцию. Первый вариант лучше подходит для неглубоких скважин с достаточно высоким содержанием песка. более устойчивы к абразивному воздействию примесей, содержащихся в воде.
- В аналогичных условиях, гораздо быстрее выходят из строя — зато они способны развивать наиболее сильный напор, и поднимать воду с больших глубин. В артезианских скважинах песка практически нет, так как они питаются из водоносных известковых горизонтов. Поэтому, центробежные насосы для таких водозаборов являются наилучшим вариантом.
- Естественно, чем выше мощностные характеристики агрегата, тем выше и его цена. И если напор и подача насосного оборудования рассчитывается, исходя из потребности воды, дальности её транспортировки, а так же производительности скважины, то диаметр целиком и полностью зависит от размера обсадной трубы.
Правило номер один: покупая насос, имейте в виду, что его размер в сечении должен быть немного меньше диаметра ствола. Корпус агрегата не должен соприкасаться со стенками скважины!
На каком уровне установить насос
Что касается глубины погружения, то тут многое зависит от конструкции подземного водозабора.
Скважины, питающиеся из водоносных песчаных пластов, в своём большинстве имеют такую структуру: устье, кондуктор, а затем ряд колонн – промежуточная, эксплуатационная и фильтровая. Это хорошо видно на фото снизу.
При установке насоса очень важно, чтобы он не оказался в фильтровой колонне. В этом случае, при всасывании поднимется осадок, и наверх пойдёт мутная вода.
К тому же, повышенное содержание абразивных веществ в воде приведёт к преждевременному износу рабочих органов насоса, и он быстро выйдет из строя.
Итак:
- Насосное оборудование устанавливается несколько выше — в эксплуатационной колонне. В этой части ствола находится чистая вода, а примеси оседают в нижнем, глухом отсеке фильтра, называемом отстойником. Высота фильтровой колонны рассчитывается, в зависимости от пропускной способности водоносного пласта, а так же от диаметра .
- Например, скважина диаметром до 150 мм, оснащается фильтром длиной в один-два метра. Меньше одного метра фильтровая часть водозабора быть не может. При большой высоте водоносного слоя, а так же пылеватой структуре песка, длина фильтра может составить до шести метров.
- Конечно, исследований качества песка в подземных горизонтах никто не производит, тем более для частных скважин – это слишком дорогое удовольствие. Опытные бурильщики определяют его визуально, и действуют по принципу: чем мельче песок, тем длиннее фильтр. Соответственно, и насос окажется дальше от водоприёмной части.
- В устойчивых породах, к коим относится известняк, сооружают бесфильтровые скважины. Песка в этих горизонтах нет, а шлам, оставшийся после бурения, удаляется в процессе промывки ствола. Так что, в большинстве артезианских скважин фильтра нет, и насос в них устанавливают так, чтобы он не упирался в дно – на расстоянии в 1,7-2 метра.
В принципе насос может быть установлен на любой отметке, начиная от той, что указано выше, и до .
Динамический уровень — это высота столба воды при максимальном её отборе в летние месяцы. Но лучше всего, если насос будет находиться дальше от пограничных зон – это касается и мелких и глубоких скважин.
Подготовка насоса к погружению
С уровнем установки насосного оборудования определились, теперь поговорим о том, как правильно её произвести. Сначала, нужно подготовить агрегат к внедрению в скважину. От того, насколько ответственно выполнена эта операция, будет зависеть многое в работе наноса, если не всё.
Итак, приступим. В верхней части корпуса насоса есть выходное отверстие с внутренней резьбой.
К нему монтируется обратный клапан – если, конечно, выбранная вами модель не оснащена встроенным клапаном. Далее к агрегату, присоединяется кабель электропитания.
Брендовые модели, предназначенные для глубоких водозаборов, редко когда им комплектуются, и покупателю приходится подбирать кабель самостоятельно. Он сразу же подключается к пускозащитному устройству или инвертору — инструкция производителя содержит необходимые монтажные схемы.
Присоединение трубы к насосу
В зависимости от типа скважины, для соединения с насосом используют трубы разных видов. В неглубоких водозаборах (10-15м) чаще всего применяют трубы ПНД – полиэтилен низкого давления. В остальных случаях, это полипропиленовые, либо стальные оцинкованные трубы.
- Для стыковки трубы с насосом, нужна разборная муфта соответствующего диаметра, она может быть пластиковая или латунная. Состоит муфта из сгона (внутреннего корпуса), уплотнительного кольца и внешнего корпуса.
- Сгон вкручивается в выходное отверстие насоса или обратного клапана. Сразу же необходимо позаботиться и о герметизации резьбового соединения, используя сантехнический лён с пастой «Унипак», либо ФУМ-ленту, после чего оно подтягивается ключом.
Край трубы обрезается чётко под 90 градусов, после чего она до упора вставляется в отверстие внутреннего корпуса муфты. Затем, к соединению сдвигается уплотнительное кольцо, и накручивается внешний корпус разъёмного соединения.
Закрепление троса
Очень важно надёжно подвесить насос, и для этой цели потребуется страховочный трос. Это может быть дорогой вариант из нержавеющей стали, а может быть и более дешёвый капроновый трос в полимерной оболочке – решать вам.
На корпусе насоса, в его верхней части, предусмотрены два ушка. Продеваете в них трос так, чтобы он обогнул корпус, а загнутый конец образовал петлю.
- Можно сделать одинарный узел – как если бы вы завязывали шнурок. Теперь необходимо зафиксировать конец петли. Для этой цели используются специальные металлические зажимы, в которые заводятся концы троса и поджимаются с помощью резьбового соединения.
- Если вы использовали страховку в полимерной оболочке, то её конец необходимо герметизировать. Просто, на конец троса наносится разогретый клей — при застывании он образует герметичную пробку, и вода не будет попадать под оболочку. Для дополнительной защиты можно использовать изоленту, заодно и примотав конец к основной ветви троса.
- Теперь нужно подумать о том, как правильно зафиксировать и трос, и кабель питания насоса, чтобы избежать их перехлёста. Для этого существуют пластиковые стяжки, или хомуты. Фиксация производится от уровня расположения зажимов на петле троса.
Совет! Не фиксируйте одной стяжкой и кабель, и трос. Сначала, через 30-40 см фиксируете кабель, постепенно увеличивая это расстояние до полутора-двух метров. И только после этого, отдельными стяжками, без усилия прихватываете хомутами страховку.
- Опускать насос в скважину, если она неглубокая, можно, держа конструкцию за трос. При обвязке глубоких водозаборов, насос опускается на нужную глубину с помощью лебёдки, на которую и намотан страховочный трос. Снаружи он закрепляется к оголовку скважины, у которого предусмотрен специальный подвес, в виде металлической петли — это хорошо видно на фото сверху.
В нём так же имеются выходы для кабеля и трубы. Стандартный скважинный оголовок выполняет четыре основные функции: герметизацию скважины и кабеля, а так же фиксацию трубы и троса. Так что, производители оголовков обо всём позаботились на нас.
Под погружением понимают переход подводной лодки из надводного в подводное положение. К этому же типу маневра относится изменение глубины погружения, когда судно уходит на нижние уровни толщи воды. При погружении происходит заполнение специальных цистерн главного балласта водой. Находясь в подводном положении, лодка может изменять глубину погружения с помощью горизонтальных рулей.
Обычное погружение проводится в два этапа и выполняется чаще всего в районах с плохими условиями для маневрирования, в учебных целях, а также по усмотрению командира корабля. При этом вначале заполняются концевые цистерны балласта, а затем средняя группа цистерн. При обычном маневре цистерна, предназначенная для быстрого погружения, остается незаполненной.
Погружению предшествует подготовка: осушаются трюмы, проводится вентилирование отсеков, проверяется состояние аккумуляторной батареи. Точка погружения выбирается заранее. При подходе к ней ход лодки стопорится. Сам процесс ухода под воду предваряет специальная команда, по которой персонал занимает свои места, соответствующие служебному расписанию.
Наблюдение за надводной обстановкой переводится в боевую рубку и осуществляется при помощи радиотехнических средств или посредством перископа. Совершив погружение, лодка переходит в так называемое позиционное положение. Теперь команда проверяет отсеки судна, чтобы установить, насколько качественно соблюдается герметизация корпуса лодки.
Как выполняется срочное погружение
В боевой обстановке бывают случаи, когда лодку требуется перевести в подводное положение максимально быстро. Для этого обычно задействуют всего одну боевую смену. Сигнал к срочному погружению может подать командир корабля или вахтенный офицер. Услышав команду «Все вниз», находящийся на мостике экипаж немедленно спускается в подводную лодку и становится по своим местам, выполняя поступающие команды.
Одновременно происходит отключение дизельных установок и носовых муфт сцепления, задраиваются забортные отверстия и шахты, по которым к дизелям подается воздух. Вахтенный офицер закрывает верхний рубочный отсек. Начинается заполнение цистерн главного балласта, включаются электрические двигатели. Продувается и готовится к совершению маневра цистерна быстрого погружения.
При срочном погружении особое внимание экипаж уделяет постоянной проверке положения корабля. Это необходимо для того, чтобы нарастающий дифферент не превысил допустимый, поскольку в этом случае лодка вполне может потерять плавучесть. Здесь огромную роль играет опытность командира судна, а также четкая и согласованная работа экипажа.
Подводное кораблестроение преследует несколько целей. Все они, так или иначе, связаны с уменьшением возможности обнаружения подлодки за счет увеличения расстояния между нею и водной поверхностью, а также некоторых других факторов. Конечно, военно-промышленный комплекс вообще особая область, цели которой зачастую сильно отличаются от стремлений обычного мирного человека. Однако в предлагаемой статье рассмотрим некоторые данные о том, какова глубина погружения подводных лодок, а также пределы, в которых варьируется эта величина.
Немного истории: батискаф
Речь в материале пойдет, конечно же, о боевых кораблях. Хотя исследования человеком морских просторов включают посещение им даже планетного максимума глубины — дна Марианской впадины, которое, как известно, находится более чем в 11 км от поверхности Мирового океана. Однако историческое погружение, состоявшееся еще в далеком 1960 году, было проведено в батискафе. Это аппарат, не обладающий плавучестью в полном смысле, так как он может лишь тонуть, а затем подниматься за счет ухищрений инженерного гения. В общем, при эксплуатации батискафа не идет речи о перемещении в горизонтальной плоскости на сколько-нибудь серьезные дистанции. Поэтому глубина погружения которые, как известно, могут преодолевать огромные расстояния, значительно меньше рекордной для батискафа, по крайней мере, пока.
Важнейшая характеристика
Говоря о рекордах в области освоения океанских просторов, не следует забывать и об истинном предназначении подлодок. Военные цели и боевой заряд, обычно располагающийся на таких кораблях, подразумевает не только высочайшую мобильность, необходимую для них. Кроме этого, они должны умело скрываться в идеально подходящих для этого водных толщах, всплывать в нужный момент и максимально быстро опускаться на необходимую для выживания после военной операции глубину. По сути, последнее и определяет уровень боеспособности корабля. Таким образом, максимальная глубина погружения подводной лодки является одной из важнейших ее характеристик.
Факторы увеличения
В связи с этим есть несколько соображений. Увеличение глубины позволяет улучшать маневренность подлодки в вертикальной плоскости, поскольку длина боевого корабля обычно составляет не менее нескольких десятков метров. Таким образом, если он находится в 50 метрах под водой, а его габариты в два раза больше, перемещение вниз или вверх чревато полной потерей маскировки.
Кроме того, в водных толщах имеется такое понятие, как «тепловые слои», которые сильно искажают гидролокационный сигнал. Если уходить ниже их, то подлодка становится практически «невидимой» для следящего оборудования надводных кораблей. Не говоря уже о том, что на больших глубинах такой аппарат намного сложнее уничтожить любым имеющимся на планете оружием.
Чем больше глубина погружения подводных лодок, тем прочнее должен быть корпус, способный выдерживать невероятные давления. Это, опять же, на руку общей обороноспособности корабля. Наконец, если предел глубины позволяет ложиться на океанское также повышает невидимость подлодки для любого локационного оборудования, имеющегося в распоряжении современных систем отслеживания.
Основная терминология
Существует две основных характеристики, показывающих способность подлодки к погружению. Первая — это так называемая рабочая глубина. В зарубежных источниках она также фигурирует как оперативная. Данная характеристика показывает, какова глубина погружения подводных лодок, на которую можно опускаться неограниченное количество раз за весь период эксплуатации. Например, американский «Трешер» нормально совершил 40 погружений за год в пределах данной величины, пока при очередной попытке ее превысить трагически не погиб вместе со всем экипажем в Атлантике. Вторая важнейшая характеристика — расчетная или разрушающая (в зарубежных источниках) глубина. Соответствует такой ее величине, на которой превышает прочность корпуса, вычисленную во время проектирования аппарата.
Тестовая глубина
Есть еще одна характеристика, о которой следует упомянуть в контексте. Это глубина погружения предельная согласно расчетам, нахождение ниже которой может вызывать разрушение самой обшивки, либо шпангоутов, либо другого внешнего оборудования. Она также называется «тестовой» в зарубежных источниках. Она не в коем случае не должна превышаться для конкретного аппарата.
Возвращаясь к «Трешеру»: при расчетном значении в 300 метров он пошел на тестовую глубину в 360 метров. К слову, в США на эту глубину подлодка отправляется сразу после спуска на воду с завода и, по сути, «обкатывается» на ней определенное время, прежде чем передается заказывающему ее ведомству. Завершим печальную историю «Трешера». Испытания на 360 метрах для него завершились трагически, и хотя это было вызвано не самой глубиной, а техническими неполадками с атомным двигателем субмарины, однако случайности, по всей видимости, не случайны.
Подлодка потеряла ход из-за остановки мотора, продувка балластных цистерн не дала результата, и аппарат пошел на дно. Согласно данным экспертов, разрушение корпуса субмарины произошло на глубине около 700 метров, так что, как видим, между тестовым значением и действительно разрушительным есть еще порядочная разница.
Средние цифры
С течением времени, естественно, значения глубин растут. Если субмарины Второй мировой были рассчитаны на значения в 100-150 метров, то последующие поколения повышали эти пределы. С изобретением возможности использования ядерного распада для создания двигателей глубина погружения атомных подводных лодок также увеличилась. В начале 60-х годов она уже составляла порядка 300-350 метров. Современные подлодки имеют пределы порядка 400-500 метров. Пока на этом фронте наблюдается явный застой, похоже, дело за будущими разработками, хотя следует упомянуть о неординарном проекте, созданном в Советском Союзе в 80-е годы.
Абсолютный рекорд
Речь идет о подводной лодке «Комсомолец», к сожалению, трагически затонувшей, однако ей принадлежит все еще непокоренная вершина в освоении морских глубин современными субмаринами. Этот уникальный проект пока не имеет аналогов во всем мире. Дело в том, что для изготовления ее корпуса был использован очень прочный, дорогой и чрезвычайно неудобный в обработке материал — титан. Максимальная глубина погружения подводной лодки в мире пока все еще принадлежит «Комсомольцу». Этот рекорд был установлен в 1985 году, когда советская субмарина достигла 1027 метров ниже поверхности моря.
К слову, рабочее значение для нее составляло 1000 м, а расчетное — 1250. В итоге «Комсомолец» затонул в 1989 году из-за сильного пожара, начавшегося на глубине около 300 метров. И хотя ему, в отличие от того же «Трешера», удалось всплыть, история все равно получилась очень трагической. Пожар настолько повредил подлодку, что она почти сразу пошла ко дну. Несколько человек погибли еще при пожаре, а около половины экипажа утонуло в ледяной воде, пока подоспевала помощь.
Заключение
Глубина погружения современных составляет 400-500 метров, максимальная обычно имеет несколько большие значения. Рекорд в 1027 метров, установленный «Комсомольцем», пока не под силу ни одной из имеющихся на вооружении всех стран субмарин. Слово за будущим.
Одна из важнейших характеристик подводной лодки – малозаметность, которая во многом зависит от глубины погружения. Субмарина на большой глубине менее заметна и поэтому менее уязвима, а нанесенный ею удар будет тем неожиданней и неотвратимее.
Как происходит погружение подводных лодок
Эволюция подводного флота – это постепенное погружение на большую глубину. Если во времена Первой и Второй мировых войн она ограничивалась соответственно 80-100 и 100-150 метрами, то сегодня этот показатель вырос в 3-5 раз.
Как происходит погружение? В надводном положении субмарина мало чем отличается от обычного судна, если не брать в расчет ее специфический внешний вид. Погружение происходит за счет приема в цистерны балласта – забортной воды. Ёмкости расположены между легким и прочным корпусами.
Всплытие осуществляется «в обратном порядке» — путем продува балласта. Вода выдавливается из цистерн мощным потоком сжатого воздуха. После полного погружения глубина, на которой находится лодка, регулируется специальными рулями.
Характеристики глубины погружения
Способность субмарины к погружению характеризуется двумя основными показателями – рабочей (оперативной) и предельной глубиной. В первом случае речь идет о глубине, на которую лодка может погружаться без каких-либо ограничений на протяжении всего срока ее эксплуатации.
Предельная глубина погружения обозначает ту границу, ниже которой может начаться разрушение обшивки и всей конструкции. Обычно сразу после спуска на воду субмарину отправляют на предельную глубину, где ее «обкатывают» какое-то время. У каждого типа подводных лодок этот показатель индивидуален.
Абсолютным рекордсменом максимального погружения до сего времени остается советская АПЛ «Комсомолец», «нырнувшая» в 1985 году почти на 1030 метров. Увы, ее судьба в дальнейшем сложилась трагически. Спустя 4 года, в результате пожара, приведшего к необратимым разрушениям корпуса, она затонула в Норвежском море.
Глубина – спасение или погибель
Затаиться, незаметно подкрасться к противнику и нанести по нему уничтожающий удар, после чего незаметно исчезнуть – так можно обозначить тактику подводной лодки. И глубина здесь – один из важнейших факторов.
Однако она же таит в себе колоссальную опасность. На глубине всего 50 метров выходной люк боевой рубки площадью 2 м² испытывает на себе давление почти 60000 кг. Нетрудно подсчитать, насколько увеличится этот показатель на глубине 300-400 метров.
За управляемость субмарины в вертикальной плоскости отвечают, как правило, две пары горизонтальных рулей – кормовые и носовые. В зависимости от их положения лодка получает дифферент на нос или корму. Задача командира и экипажа – осуществлять необходимое маневрирование в рамках технических возможностей лодки, чтобы, если такое случится, предельное, максимальное погружение не оказалось последним.
Особенности АПЛ России и США
Основные отличия лежат в «архитектуре». Американские субмарины однокорпусные: давлению противостоит единый корпус обтекаемой формы. В отличие от них, советские, а позже российские АПЛ – своеобразная «матрешка», где под внешним обтекаемым легким корпусом находится прочный внутренний. Настоящий рекордсмен по количеству корпусов – знаменитый «Тайфун» (проект 941). У внутри легкого корпуса размещаются пять прочных.
По мнению экспертов, двухкорпусные лодки более живучи, хотя и более тяжелы. К примеру, одно лишь резиновое звукоизолирующее покрытие «Тайфуна» весит 800 тонн, что несколько больше, чем вся американская АПЛ NR-1.
Перспективы российского атомного подводного флота
За последние 4 года состав ВМФ России пополнился четырьмя современными АПЛ: «Северодвинск» (пр. «Ясень») с рабочей и предельной глубинами погружения соответственно 520 и 600 м, «Владимир Мономах» – 400 и 480 м, «Юрий Долгорукий» — 400 и 450 м, «Александр Невский» — 400 и 480 метров. На очереди еще 11 атомных субмарин проектов «Борей-А» и « ».
Однако глубина погружения – не единственное их преимущество. Сегодня гораздо большее значение приобретает малошумность. Как утверждают эксперты, здесь Россия вышла на лидирующие позиции в мире.
