Пристрій підводного човна
Підводні човни можуть бути одного з трьох архітектурно-конструктивних типів. На малюнку вище показані поперечні перерізи човнів різних архітектурно-конструктивних типів (на ньому цифрами позначені: 1 - міцний корпус, 2 - надбудова, 3 - огорожу рубки і висувних пристроїв, 4 - міцна рубка, 5 - цистерни головного баласту, 6 - легкий корпус ; 7 - кіль; значення цих термінів пояснено далі в тексті):
· Однокорпусні (а), що мають «голий» міцний корпус, який закінчується в носі і кормі добре обтічними краями легкої конструкції;
· Полуторакорпусной (б), що мають крім міцного корпусу ще й легкий, але частина поверхні міцного корпусу при цьому залишається відкритою;
· Двокорпусні (в), мають два корпуси: внутрішній - міцний і зовнішній - легкий. При цьому легкий корпус має удобообтекаемую форму, повністю охоплює міцний корпус і простягається на всю довжину човна. Междукорпусное простір використовується для розміщення різного устаткування і частини цистерн.
Підводні човни СРСР іУкаіни є двокорпусними. Більшість атомних підводних човнів США (дизель-електричних вони не будують з початку 1960-х рр.) Є однокорпусні. Це є виразом первопріорітетності для військово-морських стратегів різних якостей: надводної непотоплюваності - для СРСР іУкаіни і скритності - для США.
Міцний корпус - основний конструктивний елемент підводного човна, що забезпечує безпечне перебування її на глибині. Він утворює замкнутий об'єм, непроникний для води. Усередині міцного корпусу розміщуються приміщення для особового складу, головні і допоміжні механізми, зброя, різні системи і пристрої, акумуляторні батареї, різні запаси та т. Його внутрішній простір розділяється по довжині поперечними водонепроникними перегородками на відсіки, які іменуються в залежності від призначення і відповідно - характеру озброєння і устаткування, в них розміщеного.
У вертикальному напрямку відсіки поділяються палубами (тягнуться протягом всієї довжини корпусу човна з відсіку в відсік) і платформами (в межах одного відсіку або декількох відсіків). Відповідно приміщення човни мають багатоярусне розташування, що збільшує кількість обладнання, що припадає на одиницю об'єму відсіків. Відстань між палубами (платформами) «у світлі» робиться більше 2 м, тобто трохи більшим, ніж середній ріст людини.
Конструктивно міцний корпус складається з шпангоутів і обшивки. Шпангоути мають, як правило, кругову кільцеву, а в краях можуть мати еліптичну форму і виготовляються з профільної сталі. Встановлюються вони один від одного на відстані 300 - 700 мм в залежності від конструкції човна як з внутрішньої, так і з зовнішнього боку обшивки корпусу, а іноді і комбіновано з того чи іншого боку.
Обшивка міцного корпусу виготовляється зі спеціальної прокатної листової сталі і приварюється до шпангоутам. Товщина листів обшивки доходить до 35 - 40 мм в залежності від діаметру міцного корпусу і граничної глибини занурення підводного човна.
Перебирання міцного корпусу бувають міцні і легкі.
Перебирання ділять внутрішній обсяг сучасних підводних човнів на 6 - 10 водонепроникних відсіків. Міцні перебирання виправдовують в ньому відсіки-притулки, в яких залишилися в живих в ході аварії члени екіпажу можуть підготуватися до самостійного спливання з затонулого човна на поверхню або чекати допомоги ззовні. По розташуванню міцні перебирання бувають внутрішніми і кінцевими; за формою - плоскими і сферичними (сферичні дещо легше плоских при однаковій міцності і внутрішні сферичні перебирання звернені опуклістю в бік відсіків-притулків).
Легкі перегородки призначені для поділу функціонально спеціалізованих приміщень і забезпечення надводної непотоплюваності корабля (тобто вони при затопленні відсіків витримують тиск води тільки, якщо човен знаходиться на поверхні або глибині в межах 20 - 30 м).
Конструктивно перебирання виконуються з набору і обшивки. Набір перебирання зазвичай складається з декількох вертикальних і поперечних стійок (балок). Обшивка виготовляється з листової сталі.
Кінцеві водонепроникні перегородки міцного корпусу равнопрочность з ним і замикають його в носовій і кормовій краях. Ці перегородки служать на більшості підводних човнів жорсткими опорами для торпедних апаратів, валопроводов, приводів рульових пристроїв, кріплення набору і внутрішніх конструкцій легких країв.
Відсіки повідомляються один з одним через водонепроникні двері, мають круглу або прямокутну форму. Ці двері забезпечені швидкодіючими замикаючими пристроями.
У верхній частині міцного корпусу встановлюється міцна рубка, сполучена через нижній рубочний люк з центральним постом (всередині міцного корпусу) і через верхній рубочний люк з ходовим містком (у верхній частині огорожі рубки і висувних пристроїв - перископів, антен). На більшості сучасних підводних човнів міцна рубка виконується у вигляді круглого циліндра з вертикально розташованої віссю або є комбінацією циліндричної частини і усічених конусів. На деяких човнах міцна рубка сконструйована так, що може використовуватися в якості спливаючій рятувальної камери, призначення якої - евакуація всього екіпажу або деякої його частини (зберегла після аварії можливість доступу до центрального поста і спливаючу камеру) з гине або затонулого підводного човна.
Торпедо-навантажувальний і вхідні люки розташовуються у верхній частині міцного корпусу і зверху закриті легкими конструкціями, які називаються надбудовою. Ці люки в більшості випадків розташовані в відсіках-притулках і є рятувальними, для якої мети забезпечені пристроями шлюзування. У надбудові також розташовані пристрої, призначені для швартування, буксирування човна та забезпечення її стоянки на якорі.
Цистерни призначені для занурення, спливання, вивіски і діфферентовкі човни, а також для зберігання рідких вантажів (палива, масел і т.п.). Залежно від призначення цистерни поділяються на цистерни: головного баласту, допоміжного баласту, корабельних запасів та спеціальні. Конструктивно, в залежності від призначення і характеру використання, вони виконуються або міцними, тобто розрахованими на граничну глибину занурення, або легкими, здатними витримувати тиск 1 - 3 кг / см 2 (кг - позасистемна одиниця, кілограм сили, що дорівнює вазі 1 кг маси при прискоренні вільного падіння 9,81 м / с 2). Вони можуть бути розташовані всередині міцного корпусу, а також в просторі між міцним і легким корпусом в середній частині корабля і в легких краях в ніс і в корму по відношенню до міцного корпусу.
Кіль - зварена (в минулому клепано) балка коробчатого, трапецієподібного, Т-образного, а іноді і полуціліндріческого перетину, що розташовується в днищевой частини корпусу човна. Він призначений для забезпечення поздовжньої міцності, запобігання корпусу від пошкодження при покладка на кам'янистий ґрунт і для прийняття і перерозподілу навантаження при постановці човна в док. Може розташовуватися в междукорпусном просторі на двухкорпусних човнах, а на півтора-і однокорпусних може розташовуватися як всередині міцного корпусу, так і зовні - в залежності від того, що більш значуще для замовника - хороша гідродинаміка або захист міцного корпусу від механічних пошкоджень, якщо човен в тих чи інших тактичних цілях кладуть на грунт.
Легкий корпус - конструктивно включає в себе жорсткий каркас (набір), що складається з шпангоутів (поперечні ребра жорсткості), стрингерів (поздовжні ребра жорсткості і пластинчасті елементи набору), поперечних непроникних перегородок; каркас є носієм обшивки легкого корпусу. Конструктивно набір легкого корпусу пов'язаний з перебувають всередині нього міцним корпусом. Легкий корпус має удобообтекаемую форму, що забезпечує необхідні морехідні якості як в надводному, так і в підводному положенні. Легкий корпус підрозділяється на частини: зовнішній корпус, носова і кормова краю, надбудова. При цьому в його складі виявляються як проникні, так і непроникні конструкції (цистерни). Крім легкого корпусу до складу конструкції човна входять окремі, здебільшого проникні, конструктивні елементи: огорожу рубки, стабілізатори, обтічники різного роду пристроїв, розміщених поза міцного корпусу і виходять за контури «ідеальних» форм легкого корпусу.
Зовнішнім корпусом називається водонепроникна частина легкого корпусу, розташована уздовж міцного корпусу. Він закриває міцний корпус по периметру поперечного перерізу човни від кіля до верхньої водонепроникного стрингера і простягається по довжині корабля від носової до кормової кінцевих перегородок міцного корпусу або цистерн головного баласту. Деякі човни мають льодовий пояс, що представляє собою потовщення обшивки легкого корпусу в районі крейсерській ватерлінії.
Краю легкого корпусу служать для додання обтічності обводам носа і корми підводного човна; простягаються від кінцевих перегородок міцного корпусу до форштевня (в носі) і ахтерштевня (в кормі) відповідно. Однак човни (перш за все атомні, які більшу частину часу плавання проводять під водою) можуть мати корпус каплевидної форми без форштевня і ахтерштевня (форштевень і ахтерштевень - вертикальні ребра жорсткості в складі набору корпусу корабля, що надають загостреність носі і кормі відповідно, що необхідно для зменшення опору води при плаванні по поверхні).
У носовій частині розміщуються: носові торпедні апарати, цистерни головного баласту і плавучості, ланцюгової ящик, якірне пристрій, приймачі і випромінювачі основних гідроакустичних станцій.
У кормовій частині розміщуються: цистерни головного баласту, горизонтальні і вертикальні керма, стабілізатори, гребні вали і гвинти. На деяких човнах - кормові торпедні апарати (на більшості сучасних човнів кормових торпедних апаратів немає: це обумовлено перш за все великими розмірами гребних гвинтів і стабілізаторів, а так само і тим, що алгоритми управління торпедами, дозволяють вивести їх майже що на будь-який курс незалежно від напрямку пострілу).
Нижче представлений поздовжній розріз дизель-електричного підводного човна середини ХХ століття з поясненням елементів конструкції і пристроїв. (Поздовжній розріз АПЛ "Курськ" з поясненнями представлений на рис. 5 в розділі 6).
1. Міцний корпус. 2. Носові торпедні апарати. 3. Легкий корпус. 4. Носовий торпедний відсік. 5. торпедопогрузочний люк. 6. Надбудова. 7. Міцна рубка. 8. Огорожа рубки. 9. Висувні пристрої. 10. Вхідний люк. 11. Кормові торпедні апарати. 12. Кормова край. 13. Перо керма. 14. Кормова діфферентная цистерна, призначення якої - вирівнювання дифферента - поздовжнього нахилу човни. 15. Кормова водонепроникна перебирання. 16. Кормовий торпедний відсік. 17. Внутрішня водонепроникна перебирання. 18. Відсік головних гребних електродвигунів. 19. Баластова цистерна. 20. Машинний відсік. 21. Паливна цистерна. 22, 26. Кормова і носова групи акумуляторів. 23, 27. Житлові приміщення команди. 24. Центральний пост. 25. Трюм центрального поста. 28. Носова діфферентная цистерна. 29. Носова водонепроникна перебирання. 30. Носова край. 31. Цистерна плавучості (атрибут деяких дизель-електричних підводних човнів, її призначення - бути порожній при плаванні в надводному положенні з метою надання додаткової плавучості носовій частині для того, щоб човен легко сходила на хвилю, а не заривалась носом в неї - це знижує швидкість ходу і погіршує керованість).
На наступному малюнку представлений поперечний розріз по огорожі рубки полуторакорпусной підводного човна середини ХХ століття із зазначенням елементів конструкції корпусу.
1. Ходовий місток. 2. Міцна рубка. 3. Надбудова. 4. Стрінгер. 5. Вирівнююча цистерна (призначена для точного зрівноважування сили плавучості і ваги човна в підводному положенні). 6. Подкрепляющая стійка (бракет). 7, 9. кницами (пластини, до яких кріпляться елементи набору, вони призначені для розподілу навантаження і усунення концентрації напружень. 8. Платформа. 10. Коробчатий кіль. 11. Фундамент дизелів. 12. Обшивка міцного корпусу. 13. Шпангоути міцного корпусу. 14. Цистерна головного баласту. 15. співпрацівники стійки (бракети). 16. Кришка цистерни. 17. Обшивка легкого корпусу. 18. Шпангоут легкого корпусу. 19. Верхня палуба.