Рождение подводного корабля

Современный подводный корабль предназначен для выполнения разнообразных боевых задач. Он должен обладать необходимой надводной и подводной скоростью, способностью быстро погружаться и всплывать, ходить и маневрировать на глубине, длительно оставаться под водой, наблюдать за кораблями и береговыми объектами противника и скрытно наносить им {124} мощные удары своим оружием. Он должен на продолжительное время отрываться от базы и располагать достаточной автономностью и дальностью плавания. Энергетическая установка должна обеспечивать движение подводной лодки и работу всех вспомогательных механизмов, систем, устройств, приборов и аппаратуры, которыми до предела насыщен современный подводный корабль.

Все эти требования должны быть отражены в проекте, по которому строится это сложное сооружение.

Проектирование — один из ответственных и важных этапов в создании новой подводной лодки, в котором принимают участие ученые, инженеры и техники самых различных специальностей. Проектирование — интересная и увлекательная работа, требующая от проектировщиков разносторонних технических знаний и широкого кругозора.

Чтобы приступить к проектированию подводной лодки, необходимо установить, какие тактико-технические требования предъявляются к ней как к военному кораблю. Иначе говоря, в основу проектирования подводной лодки должно быть положено определенное задание военно-морских властей.

Такое задание обычно составляется опытными моряками и судостроителями на основании ряда предварительных расчетов. Поэтому первая стадия работ называется предэскизным проектированием. Предэскизный проект дает в первом приближении представление о будущем подводном корабле, его размерах, водоизмещении, мощности главных механизмов и других важнейших элементах.

Предэскизный проект позволяет конкретизировать тактико-техническое задание, на основании которого во второй стадии работ будет составляться эскизный проект.

В эскизном проекте уточняются все основные характеристики подводной лодки и в целях практической проверки расчетных данных производятся испытания моделей корпуса лодки в специальном опытовом бассейне.

Корпус подводной лодки представляет собой геометрическое тело сложной пространственной формы, {125} поэтому его очертания могут быть воспроизведены на чертежах только в виде проекций, изображающих на плоскости чертежа внешние обводы корпуса и его продольные и поперечные сечения.

За основу при составлении чертежей условно принимаются три взаимно перпендикулярные плоскости, которые называются главными плоскостями проекции. Вертикальная плоскость, разрезающая лодку симметрично по всей длине на равные половины, называется

Главные плоскости проекции

диаметральной плоскостью. Поперечная вертикальная плоскость, рассекающая корпус посередине его длины, называется плоскостью мидельшпангоута. Горизонтальные плоскости, параллельные уровню воды, носят название плоскостей ватерлинии.

Проекции сечений корпуса плоскостями, равноудаленными одна от другой и параллельными главным плоскостям проекции, составляют теоретический чертеж. Обычно теоретический чертеж вычерчивается в масштабе 1: 25, то есть в одну двадцать пятую часть натуральной величины подводной лодки.

Проекции нескольких сечений корпуса на диаметральную плоскость называются «боком». Проекции нескольких сечений корпуса на плоскость ватерлинии {126} называются «полуширотой», а проекции сечений корпуса лодки на плоскость мидельшпангоута именуются «корпусом».

«Бок», «полуширота» и «корпус», изображенные на теоретическом чертеже, дают ясное представление о форме подводной лодки.

Теоретический чертеж — важная составная часть эскизного проекта подводной лодки, по которому изготовляется восковая или парафиновая модель ее корпуса в уменьшенном масштабе, предназначенная для предварительных испытаний. Эти испытания позволяют практически определить сопротивление воды при движении модели с различной скоростью в подводном и надводном положениях, а затем перенести результаты испытаний в действительные условия, пользуясь определенными соотношениями закона механического подобия.

Опытовый бассейн для испытания моделей представляет собой длинный канал, расположенный в особом здании. По обеим сторонам бассейна, во всю его длину, прокладываются рельсовые пути, по которым может двигаться прочная металлическая ферма, установленная поперек бассейна. Ферма вместе с размещенными на ней измерительными приборами, механизмами и аппаратурой называется испытательной буксировочной тележкой. Модель корпуса подводной лодки прочно прикрепляется к динамометру (прибору, замеряющему силу тяги) и буксируется тележкой от одного конца бассейна до другого. На всем протяжении этого пути экспериментаторами фиксируется скорость движения модели и сила тяги, равная силе встречного сопротивления воды.

Измерение этой силы при различных скоростях движения и различном углублении модели дает исходные данные для определения действительного сопротивления воды, которое будет испытывать корпус подводной лодки. Следовательно, на основании полученных результатов можно судить, правильно ли намечена мощность силовой установки, удачно ли выбраны обводы корпуса и соотношения его основных размеров, а также все остальные показатели, от которых зависят мореходность, маневренность и другие тактические качества лодки. Мощность двигателей и {127} механизмов и водоизмещение лодки в подводном и надводном положениях, в свою очередь, позволяют определить скорость хода и дальность плавания под водой и на поверхности. По результатам испытания окончательно проверяются все элементы эскизного проекта лодки и выбирается форма корпуса, обеспечивающая наименьшее сопротивление воды при движении подводной лодки.

Утвержденный эскизный проект, включающий в себя теоретический чертеж, основные расчеты, определяющие мореходные качества будущего подводного корабля, а также схемы общего расположения помещений и размещения механизмов, служит материалом для разработки технического проекта. В техническом проекте более подробно прорабатывается конструкция корпуса со всеми необходимыми расчетами прочности, изготовляются чертежи, детализирующие расположение отсеков, цистерн и основного оборудования, составляются схемы систем, спецификации механизмов и устройств, а также технические условия на постройку подводной лодки. Технический проект передается судостроительному заводу, где выполняются рабочие чертежи, по которым в цехах будут изготовлять детали лодки, а кроме того, разрабатываются технология сборки корпуса и план монтажных работ.

Одновременно с разработкой рабочих чертежей и всех документов, необходимых в процессе постройки подводной лодки, на верфи приступают, как говорят судостроители, к разбивке корпуса на плазе, то есть к вычерчиванию теоретического чертежа в полную натуральную величину. Для этого служит особое помещение, представляющее собой огромный светлый зал со стеклянной крышей и ровным, гладко проструганным деревянным полом, окрашенным черной или серой краской. Этот пол и является разбивочным плазом. На плазе, пользуясь цветными мелками или карандашами, огромными линейками, угольниками и лекалами, чертежники вычерчивают теоретический чертеж корпуса подводной лодки во всех трех проекциях.

Технический прогресс в судостроении позволил перейти к новой, более совершенной технологии постройки кораблей. В частности, сложная и кропотливая {128} натурная разбивка корпуса на плазе заменена теперь масштабной разбивкой, при которой теоретический чертеж вычерчивается не в натуральную величину, а в уменьшенном масштабе. Это значительно упрощает всю подготовку производства и облегчает труд судостроителей.

По окончании разбивки теоретического чертежа из выдержанного сухого дерева делают модель половины корпуса лодки. Модель окрашивается белой или серой краской, а затем на ней вычерчиваются места расположения шпангоутов — стальных ребер лодки, места внутренних поперечных переборок, отделяющих один отсек от другого, а также линии стыков листов обшивки корпуса.

С готовой модели делается чертеж развертки обшивки лодки, показывающий точные размеры и форму каждого листа обшивки. Располагая всем этим, можно рассчитать потребность в листовой стали для постройки подводной лодки и составить ведомость заказа на материалы.

Параллельно бюро подготовки производства и технический отдел составляют производственные графики, технологические карты и спецификации на оборудование и материалы, которые должны будут доставить на судостроительную верфь специализированные машиностроительные, металлургические и другие заводы, участвующие в постройке подводной лодки в порядке кооперации с судостроительной верфью.

В это время по теоретическому чертежу изготовляются деревянные шаблоны всех наиболее сложных по конфигурации частей корпуса. Рабочие чертежи и шаблоны передаются в корпусной цех завода, где по ним будут производить заготовку деталей для постройки лодки, гнуть шпангоуты и раскраивать стальные листы обшивки прочного и легкого корпусов. Чтобы каждая деталь соответствовала нужным размерам и заданной форме, следует правильно произвести разметку материала. Специальность разметчика — интересная и увлекательная профессия. От тщательности и точности разметки по чертежам зависят все последующие работы. Стоит напутать разметку — и деталь после обработки уйдет в брак. Разметка выполняется на {129} больших разметочных столах путем нанесения на материал условных знаков, руководствуясь которыми производят обработку.

Для удобства и четкости разметки раньше материал покрывали тонким слоем меловой клеевой краски. На белом фоне ясно выделялись линии, прочерченные острием твердой стальной чертилки, точки, нанесенные керном¹, и другие условные обозначения, показывающие, какую именно операцию следует выполнить.

Теперь все шире применяется более прогрессивный, фотопроекционный способ разметки. С помощью проекционного фонаря (эпидиаскопа) на стальной лист проектируется чертеж нужной детали в натуральную величину. Разметчику остается только на этом изображении нанести своими инструментами необходимые условные знаки. Применение копировальных устройств, совмещенных с аппаратами для автоматической газовой резки, позволяет еще более усовершенствовать процесс изготовления частей корпуса корабля из стальных листов. Автоматическая резка в этом случае производится без всякой разметки, а копировальное устройство непосредственно с чертежа передает резаку нужные команды и направляет его движение по металлическому листу.

В корпусном цехе судостроительного завода обычно производится заготовка деталей корпуса подводной лодки.

Оборудование корпусного цеха верфи размещается так, чтобы все производственные операции могли выполняться последовательно, поточно. При таких условиях материал проходит по цеху кратчайшим путем все стадии обработки и поступает в корпусосборочный цех или, если такого цеха нет, на участок предварительной сборки блок-секций корпуса, выделенный в самом корпусном цехе. Здесь блок-секция насыщается оборудованием, а затем передается на стапель, где из блок-секций собирается вся подводная лодка.

Стапель сооружается на берегу на прочных сваях или на бетонированных устоях и уходит под небольшим {130} уклоном в воду в виде двух направляющих плоскостей, называемых спусковым фундаментом.

В изготовлении блок-секций принимает участие ряд цехов судостроительного завода. В литейных цехах отливают стальные и чугунные детали корпуса и механизмов, а также части из цветных металлов, в кузнице производят ковку и штамповку, механический цех выполняет фрезерные, токарные и слесарные работы, медницкая мастерская гнет трубопроводы, а монтажники ведут монтаж оборудования. Если позволяет внутризаводской транспорт, а также крановое хозяйство корпусного цеха и стапельных мест, блок-секции делают крупных размеров, и они могут представлять собой целые отсеки с частично или полностью установленными в них агрегатами, механизмами и смонтированными трубопроводами и арматурой. Чем насыщеннее блок-секция внутренним оборудованием, тем меньше будет достроечных работ на стапеле и после спуска корпуса на воду.

Размеры блок-секций теперь определяются условиями конструктивной целесообразности, возможностями их сборки в цехах и наличием транспортных и грузоподъемных средств для подачи на стапель. Стыкование блок-секций на стапеле — сложный и ответственный этап работы завода. Чтобы подогнать блок-секции одна к другой, правильно установить и собрать из них подводную лодку, от судовых сборщиков, электросварщиков и монтажников требуется высокое мастерство и умение.

Применение электросварки в судостроении, в частности при постройке подводных лодок, имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с клепкой. При сварных швах рациональнее используется материал, исчезает необходимость в применении накладок, листы обшивки не заходят один на другой (клеп в накрой), а свариваются в стык, обеспечивается лучшая водонепроницаемость, ускоряются сборочно-монтажные работы, особенно если широко применяются сварочные автоматы. Кроме того, с помощью электросварки можно изготовить без ущерба для их прочности отдельные детали, делавшиеся ранее литыми или коваными.

После окончания сварочных монтажных работ на {131} стапеле подводная лодка готова к спуску. К этому времени корпус ее для предохранения от ржавчины окрашивают снаружи стойкими масляными красками.

По спусковому фундаменту подводную лодку спускают на салазках на воду. Для коллектива судостроителей спуск корабля на воду является одним из ответственных этапов работы. Поэтому готовность подводной лодки к спуску проверяют весьма тщательно: осматривают помещения, в подводной части корпуса герметически закрывают все отверстия (кингстоны и забортные клапаны) и убеждаются в полной герметичности каждого отсека.

Большие подводные лодки, как и надводные корабли, спускают со стапеля на воду по густо смазанным смесью сала и мыла спусковым дорожкам.

В момент спуска по команде одновременно с обеих сторон выбивают последние упоры, удерживающие лодку на стапеле, и корпус начинает медленно скользить по спусковым дорожкам. Поднимая бурун, лодка врезается в воду, и уже через несколько секунд она плавно покачивается на поверхности заводского бассейна. Буксиры подхватывают ее и швартуют к достроечной стенке¹ завода.

Подводные лодки малого тоннажа снимают со стапеля и переносят в воду мощными плавучими кранами.

Дальнейшие, достроечные работы ведутся на плаву у стенки.

Как же конструктивно устроен корпус современного подводного корабля?

Прочный корпус состоит из шпангоутов и обшивки. Шпангоуты обычно делают из угловой стали или из стальных балок других профилей, чаще всего в виде замкнутых стальных колец, к которым приваривается обшивка из листовой стали. Шпангоуты обеспечивают сохранение заданной формы корпуса и являются его ребрами жесткости. Обшивка создает водонепроницаемость корпуса, а также усиливает его продольную и поперечную прочность.

В связи с большим внешним давлением, которое испытывает при погружении прочный корпус, его {132} обычно строят в виде цилиндра из вязкой и упругой качественной стали повышенного сопротивления, с коническими образованиями носовой и кормовой оконечностей. Прочный корпус рассчитывается таким образом, чтобы он выдерживал гидростатическое давление на заданной предельной глубине погружения, с учетом коэффициента безопасности.

В процессе постройки герметичность подводной лодки раньше испытывалась на стапеле путем заливки водой и испытания гидравлическим давлением сначала отдельных отсеков, а затем всего корпуса. Эта сложная операция производилась тоща, когда в корпусе еще не были установлены механизмы и приборы. Теперь при секционной постройке подводных лодок готовый корабль перед спуском на воду тщательно испытывают на герметичность с помощью сжатого воздуха. Для этого плотно закрывают все люки, заглушают отверстия и в корпус накачивают воздух. Проверенная на герметичность подводная лодка готова к спуску на воду.

Частью прочного корпуса является рубка, расположенная под прямым углом к его продольной оси. Рубка изготовляется в виде цилиндра, иногда слегка сплющенного с боков, с массивной стальной крышкой сверху.

Нижним концом рубку приклепывают или приваривают к прочному корпусу. В ней размещаются перископы и другие выдвижные устройства, высота подъема которых над прочным корпусом увеличивается на высоту рубки. На современных американских атомных лодках прочная рубка отсутствует и вместо нее устанавливается надстройка, выполняющая роль обтекателей выдвижных устройств и ходового мостика при плавании в надводном положении. По бокам этой надстройки на некоторых подводных лодках США размещаются горизонтальные рули. Это объясняется стремлением американских судостроителей убрать носовые горизонтальные рули подальше от гидроакустических станций, расположенных в носовой части корпуса, так как рули являются источником интенсивных гидродинамических помех.

Прочная рубка рассчитывается на максимальное давление воды и изготовляется из хорошей листовой {133} стали. В верхней части прочного корпуса подводного корабля прорезаются отверстия для входных и торпедопогрузочных люков, а также для погрузки и выгрузки крупных агрегатов и другого оборудования при ремонтных работах. Крышки входных и торпедопогрузочных люков для безопасности делают открывающимися наружу. При погружении они закрываются и плотно прижимаются к комингсам под действием внешнего гидростатического давления. Отверстия для погрузки и выгрузки механизмов, которыми пользуются только в период ремонта, закрываются съемными стальными листами, закрепленными на болтах или заклепках.

Прочный корпус разделяется внутри герметичными поперечными переборками на ряд отдельных отсеков. Некоторые переборки, отделяющие отсеки-убежища, делаются не только водонепроницаемыми, но и достаточно прочными, чтобы противостоять внешнему давлению воды.

Отсеки сообщаются между собой прорезанными в переборках круглыми или овальными горловинами, которые могут герметически закрываться водонепроницаемыми крышками. Трубопроводы и электрокабельные линии идут из отсека в отсек сквозь смонтированные в переборках сальниковые уплотнения, препятствующие просачиванию воды.

Всякого рода выступы, неровности и шероховатости на наружной поверхности корпуса и надстройки увеличивают встречное сопротивление воды и, следовательно, уменьшают скорость хода подводной лодки. Поэтому внешние обводы подводной лодки стремятся делать гладкими, «зализанными». Все без исключения выступающие части корпуса и надстройки должны иметь плавную обтекаемую форму. Даже выступающие наружу головки заклепок снижают скорость движения подводной лодки. Этот дефект можно полностью устранить, применяя электросварку.

В начале проектирования подводной лодки составляют расчетную ведомость нагрузки, на основании которой вычисляют водоизмещение и намечают план распределения постоянных и переменных грузов внутри корпуса. {134}

Однако на практике при изготовлении оборудования подводной лодки встречаются некоторые отступления от теоретических весов, принятых в расчет конструкторами; поэтому действительный вес каждого устанавливаемого на лодку агрегата, механизма или прибора определяют путем взвешивания и заносят в специальный весовой журнал, который ведется с начала постройки подводной лодки. Готовая лодка не должна быть перегружена, а все ее внутреннее оборудование размещается так, чтобы в надводном положении лодка стояла на ровном киле, без крена и дифферента.

Облегчение корпуса и механизмов подводной лодки позволяет усилить ее вооружение и увеличить норму боекомплекта. Поэтому при постройке современных подводных кораблей стараются применять особо прочные качественные материалы и легкие сплавы.

В старых подводных лодках времен первой мировой войны черные металлы в виде обычной углеродистой прокатной и кованой стали составляли почти 85 процентов веса корпуса лодки. Применение качественных легированных сталей позволяет повысить прочность и значительно облегчить подводный корабль. Этому способствует также широкое использование вместо цветных металлов пластических масс для изготовления различных деталей.

В целях создания более благоприятных условий обитаемости для личного состава подводной лодки, уменьшения резких колебаний температуры в жилых помещениях, предохранения корпуса от отпотевания и лучшей звуковой изоляции корпус лодки изнутри покрывают слоем крошеной пробки. Прессованные пробковые листы служат для этих же целей в помещениях, где размещается гидроакустическая и радиоаппаратура.

Снижение уровня шумов, создающихся при работе главных и вспомогательных механизмов подводного корабля, а также исходящих от вращающихся гребных винтов, имеет большое значение в боевых условиях, так как современные шумопеленгаторы позволяют обнаружить лодку на значительном расстоянии. {135}

Кроме того, уменьшение шума улучшает условия обитаемости внутри подводной лодки и повышает работоспособность экипажа. Поэтому в некоторых странах принимаются меры к максимальному обесшумливанию работающих машин и механизмов, глушению шумов, издаваемых гребными винтами, применяются звукопоглощающие покрытия из эластичных, пористых или волокнистых облицовочных материалов. Двигатели и механизмы устанавливаются на амортизаторах и звукоизолирующих фундаментах, а также устраняется прямое соприкосновение источников шума со шпангоутами или обшивкой корпуса. Наряду с этим в конструкциях оборудования предусматриваются уравновешивание движущихся деталей, снижение их веса и применение звуковых экранов и шумопоглощающих кожухов.

Снаружи корпус подводного корабля окрашивается серовато-голубой, так называемой «шаровой» масляной краской. Окраска не только предохраняет металлические части корпуса от коррозии (ржавления), но и является защитной маскировкой при нахождении лодки в надводном положении.

Когда судостроительный завод заканчивает постройку подводной лодки и монтаж в ней всех механизмов, систем, устройств, вооружения и приборов, начинается ответственный период приемо-сдаточных швартовных и ходовых испытаний. Верфь обязана сдать флоту вполне готовую подводную лодку, всесторонне проверенную и испытанную на прочность, водонепроницаемость, на взаимодействие и исправность ее технических средств. Швартовные испытания производятся у берега, когда лодка стоит на швартовых, то есть связана с берегом тросами.

Во время швартовных испытаний проверяют соответствие подводной лодки утвержденным чертежам и спецификациям, ее водоизмещение, остойчивость, комплектацию и снабжение установленным инвентарем. По результатам швартовных испытаний судят о готовности лодки к ходовым испытаниям.

Ходовые испытания производятся в море, где на участке определенной длины, так называемой мерной линии, устанавливают скорость хода, определяют часовой расход электроэнергии, топлива и масла. Во время {136} дальнейших ходовых испытаний проверяется выносливость двигателей и механизмов на различных режимах работы, производятся контрольные отстрелы ракетного и торпедного вооружения, выявляются и устраняются различные дефекты и повреждения в конструктивных элементах и оборудовании подводного корабля. Ходовые испытания позволяют всесторонне проверить качество монтажа и регулировки органов управления главной силовой установки, определить радиус циркуляции и все другие показатели, характеризующие морские и боевые качества нового подводного корабля.

Результаты сдаточных ходовых испытаний заносятся в специальный журнал, являющийся паспортом или формуляром корабля на весь период его существования. Последующие изменения этих данных, возникающие после ремонта или модернизации, должны быть обязательно занесены в формуляр.

Ко времени ходовых испытаний личный состав обязан хорошо ознакомиться со всеми техническими средствами новой подводной лодки и научиться правильно их эксплуатировать. Это возлагает на каждого члена экипажа большие и ответственные задачи. Матросы, старшины и офицеры вступающей в строй подводной лодки должны немало потрудиться, чтобы отлично овладеть техникой нового корабля. Каждый подводник должен не только глубоко изучить механизмы и системы своего заведования, но и знать устройство всей подводной лодки, четко представлять себе расположение и взаимодействие ее элементов, а также полностью усвоить обязанности своих соседей по отсеку, чтобы в случае необходимости заменить их на боевом посту.

После проведения установленных испытаний новый подводный корабль вступает в строй, и на нем поднимается Военно-морской флаг.

Военно-морской флаг — боевое знамя корабля. Первый подъем флага — торжественное событие в жизни экипажа. Этот день ежегодно отмечается личным составом как корабельный праздник.

Знамя корабля священно. Русские моряки никогда не спускали флага своего корабля перед противником, {137} предпочитая гибель позорной сдаче в плен. Эту славную боевую традицию свято хранит личный состав Советского Военно-Морского Флота.

Дата добавления: 2015-06-27