что такое дифферент на подводной лодке

3.3. ДИФФЕРЕНТОВКА ПОДВОДНОЙ ЛОДКИ

Необходимость периодической дифферентовки

При плавании подводной лодки постепенно нарушается равенство между ее весом и силой поддержания (плаву­чести). Изменяется также вес носа и кормы относительно друг друга, что приводит к возникновению дифферентов.

Сила поддержания равна произведению плотности воды на погруженный водонепроницаемый объем проч­ного корпуса подводной лодки. Плотность морской воды зависит от солености, температуры и давления. Объем прочного корпуса также изменяется и зависит от глубины погружения и температуры забортной воды, вес подвод­ной лодки — от расходования переменных грузов: топли­ва, масла, боеприпасов, пресной воды, провизии и т. п. Большинство этих грузов замещается забортной водой, в том числе и топливо.

Разница в плотностях топлива и воды приводит к на­рушению равновесия. Вследствие этого равенство между весом подводной лодки и силой поддержания нарушается, что приводит к возникновению так называемой остаточной плавучести. Если сила поддержания больше веса подводной лодки, то остаточная плавучесть будет положительна, если меньше — отрицательна. При положительной остаточной плавучести подводная лодка стремится всплыть, при отрицательной — погрузиться.

Неравномерное расходование переменных грузов в носовой и кормовой частях лодки приводит к образованию дифферентов.

Приведение остаточной плавучести и дифферента к заданным значениям путем приема (удаления) воды из-за борта в уравнительную цистерну и перемещения воды между дифферентными цистернами называется дифферентовкой.

Указанные выше и другие причины вызывают необхо­димость периодически дифферентовать подводную лодку.

Дифферентовка может выполняться без хода или на ходу.

Дифферентовка без хода

Дифферентовка без хода выполняется:

— когда длительное время не производилось погруже­ния подводной лодки;

— в районах, стесненных для маневрирования в под­водном положении;

При волнении моря не более 3—4 баллов дифферен­товка без хода обычно выполняется на перископной глу­бине, а при волнении моря свыше 4 баллов — на без­опасных глубинах.

Преимущество дифферентовки без хода заключается в том, что данный способ позволяет удифферентовать под­водную лодку в районе с малыми глубинами. К недостат­кам относятся: необходимость поддифферентовки при даче хода и обеспечения внешней безопасности в районах, стесненных для маневрирования.

Дифферентовку на перископной глубине целесообразно производить заведомо облегченной подводной лодки, для чего перед погружением в уравнительную цистерну сле­дует принять воды меньше расчетной на 5—10 тс (в зависимости от проекта пл). Главный балласт принимается сначала в концевые группы, затем в среднюю. Если после заполнения концевых групп цистерн главного балласта пл будет иметь дифферент более 0,5°, следует перегонкой воды из одной дифферентной цистерны в другую погасить дифферентующий момент. После заполнения средней группы цистерн главного балласта приступают к дифферентовке.

Положительная плавучесть в зависимости от величины погашается приемом воды из-за борта в уравнительную цистерну через кингстон или клапан точного заполнения. Чтобы удалить воздушные пузыри из концевых групп цистерн главного балласта и из надстройки, подводную лодку необходимо «качнуть», т. е. перевести дифферент с одной оконечности на другую, перегнав воду между дифферентными цистернами, после чего закрыть клапаны вентиляции этих цистерн. С удалением воздушных пузы­рей из цистерн концевых групп аналогичным образом вентилируются цистерны средней группы. Перегонку воды из одной дифферентной цистерны в другую рекомен­дуется прекращать, когда дифферент не дойдет до задан­ного значения на 1,5—2°.

Дифферентовка на ходу

Выполняется в районах, позволяющих подводной лод­ке свободно маневрировать под водой. При спокойном состоянии моря дифферснтовка может производиться на перископной глубине, а при волнении — на безопасной.

Для понимания сущности дифферентовки и управления подводной лодкой в подводном положении надо знать Принцип действия горизонтальных рулей и сил, действую­щих на подводную лодку.

При перекладке горизонтальных рулей на ходу (рис. 3.1) возникают гидродинамические силы кормовых Rк и носовых Rн горизонтальных рулей.

Эти силы пропорциональны квадрату скорости хода подводной лодки и углам перекладки рулей. Силы Rк и Rн можно заменить их составляющими, параллельными осям GX и GY. Силы Rxk и Rxh увеличивают сопротив­ление воды движению подводной лодки. Силы Rук и Ryн изменяют дифферент и направление подводной лодки в вертикальной плоскости.

По известной теореме теоретической механики силы RyK и RyH можно представить приложенными в центре тяжести подводной лодки при одновременном действии гидродинамических моментов горизонтальных рулей Мк и Мн. Перекладка кормовых горизонтальных рулей на погружение дает момент — Мк, дифферентующий подвод-ную лодку на нос, и подъемную силу +Rук. перекладка носовых горизонтальных рулей на всплытие дает момент +Мн, дифферентующий подводную лодку на корму, и подъемную силу + Ryн

Перекладка кормовых горизонтальных рулей на всплы­тие дает дифферентующий момент на корму +Мк и то­пящую силу _RyK а перекладка носовых горизонталь­ных рулей на погружение — дифферентующий момент на ос — Мн и топящую силу —Rук.

Совместное использова­ние горизонтальных рулей создает дифферентующий мо­мент и силу, приложенную к центру тяжести подводной лодки, которые являются результирующими дифферентующих моментов и сил, создаваемых отдельно кормо­выми и носовыми горизонтальными рулями.

На подводную лодку, имеющую установившуюся ско­рость хода Vпл в подводном положении, действуют ста­тические и динамические силы (рис. 3.2). К статическим силам относятся сила веса, сила поддержания и их мо­менты, действующие на подводную лодку постоянно. Эти силы обычно заменяются равнодействующей — остаточной плавучестью Q и ее моментом Mq. При продольных наклонениях (дифференте φ) возникает восстанавливающий момент Mψ, который стремится вернуть подводную лодку в первоначальное положение.

К динамическим силам и моментам относятся сила упора, момент силы упора гребных винтов и гидродина­мические силы и моменты. Сила упора гребных винтов Тт пропорциональна частоте вращения винта. При уста­новившемся движении сила упора винта уравновеши­вается лобовым сопротивлением. Момент силы упора гребных винтов Мт возникает вследствие того, что оси линии валов на подводной лодке обычно не совпадают по высоте с центром тяжести и располагаются ниже его. Поэтому момент силы упора гребных винтов дифферентует подводную лодку на корму.

Гидродинамические силы возникают при движении под­водной лодки. Для практической дифферентовки можно принять, что на постоянной глубине равнодействующая гидродинамических сил Rm, действующих на корпус, про­порциональна скорости хода и углу дифферента. Точ­ка К, приложенная к равнодействующей Rm, называется центром давления. Центр давления не совпадает с центром тяжести подводной лодки и обычно распола­гается в нос от него.

На основании упомянутой выше теоремы теоретиче­ской механики воздействие на подводную лодку равно­действующей гидродинамических сил можно представить в виде силы Rm, приложенной к центру тяжести G под­водной лодки, и момента MR. Силу Rm можно разложить на составляющие. Составляющая Rmх (лобовое сопротив­ление) характеризует сопротивление воды движению под­водной лодки. Составляющая Rm играет важную роль в управляемости подводной лодки в вертикальной плоско­сти. На постоянной глубине погружения при дифференте около нуля или на корму сила Rmу подъемная, а момент MR дифферентует подводную лодку на корму, при дифференте на нос сила Rту топящая, а момент MR диф­ферентует подводную лодку на нос.

В основу дифферентовки на ходу положено движение подводной лодки на постоянной глубине и прямым кур­сом, так как это дает возможность определить направле­ние сил и моментов. Определение направления сил и моментов на практике облегчается знанием следующих ха­рактерных положений неудифферентованной подводной лодки, идущей на постоянной глубине, в зависимости от углов перекладки горизонтальных рулей и дифферента:

— дифферент 0° — кормовые горизонтальные рули переложены на всплытие;

— дифферент 0° — кормовые горизонтальные рули пе­реложены на погружение;

— дифферент на нос — кормовые горизонтальные рули переложены на погружение;

— дифферент на нос — кормовые горизонтальные рули переложены на всплытие;

— дифферент на корму — кормовые горизонтальные рули переложены на всплытие;

— дифферент на корму — кормовые горизонтальные рули переложены на погружение(1).

Примеры дифферентовки на ходу

Пример 1. Подводная лодка на прямом курсе идет малым ходом, держит постоянную глубину с дифферентом 0°.

Кормовые горизонтальные рули переложены на всплытие 12°, носовые рули находятся на нуле. 1реОуется удифферентовать подводную лодку (рис. 6.6).

Кормовые горизонтальные рули создают дифферентую­щий момент на корму +МК и топящую силу — RyK. Момент +МК стремится создать дифферент на корму, но подводная лодка имеет нулевой дифферент. Из этого сле­дует, что есть какой-то момент, который противодей­ствует моменту +МК создать дифферент на корму. Такой момент может возникнуть из-за того, что нос подводной лодки тяжелее кормы или, что одно и то же, легка кор­ма, т. е. подводная лодка имеет избыточный дифферен­тующий момент на нос — Мид. Для удифферентования подводной лодки по моменту следует перемещать воду из носовой дифферентной цистерны в кормовую и одно­временно отводить кормовые горизонтальные рули к нулю.

Определить на практике характер остаточной плаву­чести в данном случае невозможно, так как неизвестно направление силы Q — равнодействующей сил веса и пла­вучести. Так как подводная лодка держит заданную глу­бину, остаточная плавучесть может быть:

— нулевой при равенстве сил Rmy и Ryк по вели­чине;

— отрицательной, если Rmу > Rvк ;

— положительной, если Rmу
Рис. 3.4. Подводная лодка легка, тяжел нос

Подобным же образом анализируются силы и момен­ты и производится дифферентовка на ходу при остальных характерных положениях неудифферентованной под­водной лодки.

Практически дифферентовка на ходу выполняется сле­дующим образом. После занятия личным составом мест согласно расписанию по погружению задраивается рубоч­ный люк, дается малый ход электродвигателями и прини­мается главный балласт, по окончании приема которого подается команда «Удифферентовать подводную лодку на глубине столько-то метров, на таком-то ходу, с диф­ферентом столько-то градусов на нос (на корму)». При­ем главного балласта производится, как и при дифферентовке, без хода. Вентиляция средней группы цистерн главного балласта закрывается на глубине 5—7 м. Задан­ная глубина дифферентовки удерживается ходом и диф­ферентом. При уходе на глубину значительный диффе­рент создавать не следует. Вентиляция концевых цистерн главного балласта закрывается сразу с приходом под­водной лодки на заданную глубину (после перевода дифферента с носа на корму).

Если после заполнения средней группы цистерн глав­ного балласта подводная лодка получит отрицательную плавучесть, следует создать дифферент на корму гори­зонтальными рулями и ходом и, удерживая лодку на заданной глубине, одновременно откачивать воду из уравнительной цистерны.

Если это окажется недостаточным, дать пузырь в сред­нюю группу цистерн или продуть ее, откачать из урав­нительной цистерны требуемое количество воды и, сняв пузырь со средней группы цистерн, продолжать дифферентовку. Указанные меры принимаются в зависимости от скорости погружения подводной лодки.

Если пл не погружается, следует принять воду в урав­нительную цистерну через кингстон или клапан точного заполнения. Как только глубиномер покажет изменение глубины, прием воды приостанавливается.

Для удаления воздушных пузырей из концевых ци­стерн главного балласта и из надстройки необходимо по­очередно создать дифферент подводной лодки на нос и на корму («качнуть» подводную лодку), после чего за­крыть клапаны вентиляции концевых групп цистерн глав­ного балласта.

Чтобы правильно и быстро удифферентовать пл по положению горизонтальных рулей и дифференту, определяют остаточную плавучесть и избыточный дифферентую­щий момент, после чего приступают к дифферентовке.

Если офицер, дифферентующий пл, не имеет достаточ­ного опыта, необходимо руководствоваться следующими правилами:

1. Если пл держит заданную глубину и ее дифферен­тующий момент от горизонтальных рулей совпадает с дифферентом, следует сначала удифферентовать ее по плавучести, а затем по дифференту.

2. Если пл держит заданную глубину, но дифферент не совпадает с дифферентующим моментом горизонталь­ных рулей, следует вначале удифферентовать ее по диф­ференту, а затем по плавучести.

Осушением или приемом воды в уравнительную ци­стерну и перекачиванием вспомогательного балласта ме­жду дифферентными цистернами добиваются такого поло­жения, чтобы носовые горизонтальные рули находились на нуле, а кормовые — с небольшим отклонением от пло­скости рамы. При этом пл с незначительным дифферен­том на нос должна держать глубину. В таком положе­нии она считается удифферентованной.

С окончанием дифферентовки открывают и закрывают («прохлопывают») клапаны вентиляции цистерн главного балласта для стравливания оставшейся воздушной по­душки. Убедившись, что на заданном ходу пл держит постоянную глубину на прямом курсе с нулевым или за­данным дифферентом, перекладка кормовых горизонталь­ных рулей не превышает ±5°, а носовые рули лежат на нуле, подают команду «Окончена дифферентовка». Коман­диры отсеков докладывают в центральный пост о нали­чии в отсеках личного состава и количестве воды в цис­тернах вспомогательного балласта. Эти данные записы­ваются в вахтенный и дифферентовочный журналы.

Источник

Управление подводной лодкой при дифферентовке

Дифферентовка производится для придания подводной лодке таких остаточной плавучести и дифферента, при которых она способна погружаться и свободно маневрировать под водой по глубине и курсу с помощью хода и рулей. Дифферентовка может производиться без хода и на ходу. Перед каждым выходом подводной лодки в море производится расчет дифферентовки, который утверждается командиром пл. Она выполняется при незаполненной цистерне быстрого погружения. Заполнение этой цистерны производиться после всплытия удифферентованной подводной лодки в крейсерское положение.

Дифферентовкой подводной лодки без хода называется процесс приведения ее в состояние статического равновесия с заданным дифферентом.

Дифферентовка подводной лодки без хода производится:

— при нахождении в районе ограниченном для маневрирования в подводном положении;

— если длительное время не производилось погружение подводной лодки;

— в случае сомнения в нагрузке;

При волнении моря до 3-х баллов дифферентовка без хода выполняется, как правило, на перископной глубине, а при волнении более 3-х баллов и при плавании подо льдом на глубинах от безопасной до рабочей.

Погружение для дифферентовки без хода, как при вывеске подводной лодки, производится в два этапа. Если имеется сомнение в нагрузке подводной лодки, то перед погружением в уравнительные цистерны принимается на 10 — 15 тонн воды меньше расчетной для атомных пл (на дизельных) в зависимости от проекта подводной лодки. Средняя группа ЦГБ заполняется порциями в два – три приема.

Дифферентовка подводной лодки без хода начинается по команде командира: «Удифферентовать подводную лодку на глубине … метров без хода с дифферентом … градусов на нос!».

При дифферентовке без хода если дифферент составляет не более 50, то в первую очередь дифферентуют подводную лодку по плавучести. При компенсации остаточной положительной плавучести следует внимательно следить за глубиной погружения, не допуская разгона подводной лодки по глубине. Заканчивать прием воды в уравнительную цистерну нужно за 3 — 5 метров до прихода на заданную глубину. В случае быстрого изменения глубины погружения необходимо пустить насос для откачивания воды из уравнительной цистерны за борт. Если эта мера окажется недостаточной для одержания подводной лодки, следует закрыть клапаны вентиляции средней группы ЦГБ и продуть ее. Откачав из уравнительной цистерны за борт необходимое количество воды и разобравшись в причине провала, вновь заполнить среднюю группу ЦГБ и продолжить дифферентовку.

Прежде чем окончательно скомпенсировать остаточную плавучесть, необходимо убедиться в снятии воздушных пузырей с ЦГБ. Для этой цели необходимо перевести дифферент на нос при открытых клапанах вентиляции концевых групп ЦГБ, после чего клапана вентиляции закрываются.

Приведение дифферента к заданному значению осуществляется перегонкой воды из одной дифферентной цистерны в другую. Необходимо следить за тем, чтобы при дифферентовке на перископной глубине над поверхностью воды не выступал корпус подводной лодки, т. к. это создает фиктивную картину оценки состояния подводной лодки по плавучести и дифференту.

Дифферентовка подводной лодки на ходу производится в случаях, когда район погружения позволяет свободно маневрировать под водой и нет сомнений в значительном изменении нагрузки.

Дифферентовка на ходу — есть процесс приведения подводной лодки в состояние динамического равновесия с балансировочными углами дифферента и перекладки горизонтальных рулей, близкими к нулю, для движения на малом ходу.

По сравнению с дифферентовкой без хода этот способ имеет ряд преимуществ:

— возможность производства дифферентовки при любом состоянии погоды;

— возможность удержания подводной лодки на заданной глубине ходом и рулями при наличии остаточной плавучести;

— меньшая затрата времени на дифферентовку;

— соблюдение скрытности вследствие быстрого ухода под воду.

При состоянии моря до 3-х баллов дифферентовка подводной лодки на ходу может производиться на перископной глубине, а при состоянии моря более 3-х баллов — на безопасной глубине.

Дифферентовка выполняется, как правило, на скорости хода 4 – 8 узлов, т. к. при этом можно более качественно оценить нагрузку подводной лодки по положению горизонтальных рулей и углу дифферента и определить последовательность действий в процессе дифферентовки.

С погружением на заданную глубину подводную лодку удерживают в горизонтальном режиме движения за счет создания необходимого дифферента и перекладкой горизонтальных рулей. Дифферентовка подводной лодки производится при постоянных скорости хода, глубине погружения и курса. Во избежание случайных провалов по глубине необходимо быть готовым одержать подводную лодку увеличением хода и рулями.

Для того, чтобы по дифференту и положению горизонтальных рулей оценить состояние подводной лодки, рекомендуется руководствоваться следующими правилами дифферентовки:

Если подводная лодка держит заданную глубину с дифферентом, совпадающим с дифферентующими моментами горизонтальных рулей, следует вначале дифферентовать ее по плавучести, а затем, если потребуется, по дифференту (рис. 5.1) — (слайд 1-го правила диффернтовки).

Если подводная лодка держит заданную глубину с дифферентом не совпадающим с дифферентующими моментами горизонтальных рулей, следует вначале удифферентовать ее по дифференту, а затем по плавучести (рис. 5.2) — (слайд 2-го правила дифферентовки).

При ситуации 1-го правила дифферентовки для удержания пл на заданной глубине рулевой-горизонтальщик будет отводить горизонтальные рули до тех пор, пока подводная лодка не будет держать заданную глубину с дифферентом 00. К этому моменту прекращают прием воды в уравнительную цистерну. Угол перекладки кормовых горизонтальных рулей показывает наличие избыточного дифферентующего момента, который компенсируется перегонкой воды из одной дифферентной цистерны в другую. На этом дифферентовка подводной лодки заканчивается.

При ситуации 2-го правила дифферентовки дифферентовать пл нужно вначале по дифференту, а затем по плавучести. Рассмотрим, что произойдет, если мы начнем дифферентовку вначале погашением остаточной положительной плавучести. С приемом воды в уравнительную цистерну подводная лодка начнет погружаться и, если горизонтальные рули окажутся переложенными полностью на всплытие, удержать ее на заданной глубине можно будет только увеличением хода или прекращением приема воды в уравнительную цистерну. Следовательно, правильным решением в подобном случае будет начинать дифферентовку сначала по дифференту, а затем по плавучести.

При достаточном опыте и навыках в оценке сил, действующих на рули и корпус подводной лодки, т. е. в определении остаточной плавучести и избыточного дифферентующего момента, можно дифферентовать подводную лодку по обоим элементам одновременно, но начинать необходимо так, как рекомендовано правилами.

Подводная лодка считается удифферентованной на ходу, если при скорости хода она держит заданную глубину с дифферентовкой на нос, носовые (рубочные, средние) горизонтальные рули находятся в нуле, БКГР ходят от 00 до ± 50. На скорости выше 8 узлов дифферентовку производить запрещается во избежание провалов на глубину при переходе на меньшие скорости хода.

По окончании дифферентовки при дифференте 00 снимаются отсчеты количества воды в цистернах вспомогательного балласта. Эти данные и наличие личного состава по отсекам записываются в вахтенный и дифферентовочный журналы.

Примечание: В штормовых условиях, особенно, да и в других случаях перед всплытием пл на перископную глубину, командир пл дает приказание «Удифферентовать пл для плавания на перископной глубине на высоту волны 4 метра (1 м; 2 м; и т. д.)!» Командир БЧ-5 репетует приказание и согласно таблицы, рассчитанной заранее, принимает в УрЦ …. тонн (л), передувает из носа в корму ….. тонн (л) и докладывает: «Тов. командир, пл удифферентованна для плавания на перископной глубине, принято … тонн (л), передуто из носа (кормы) в корму (нос) … тонн (л) воды».

Источник

Дифферентовка подводной лодки

Смотреть что такое «Дифферентовка подводной лодки» в других словарях:

Дифферентовка подводной лодки — приведение плавучести, крена и дифферента подводной лодки к определенным значениям. Производится с целью подготовки подводной лодки к погружению и плаванию под водой. EdwART. Толковый Военно морской Словарь, 2010 … Морской словарь

Принципы и устройство подводной лодки — Принципы действия и устройство подводной лодки рассматриваются вместе, так как они тесно связаны. Определяющим является принцип подводного плавания. Отсюда, основные требования к ПЛ это: выдерживать давление воды в подводном положении, то есть… … Википедия

Аварии на подводных лодках (с 1945 года) — Список аварий на подводных лодках начиная с 1945 года документирует происшествия, имевшие место после Второй мировой войны. Среди затонувших подводных кораблей было, как минимум, десять атомных подводных лодок (3 США, 5 СССР, 2 Россия),… … Википедия

Система погружения и всплытия — Схематический разрез двухкорпусной ПЛ 1 прочный корпус, 2 лёгкий корпус (и ЦГБ), 3 прочная рубка, 4 ограждение рубки, 5 надстройка, 6 … Википедия

Уравнительная цистерна — Схематический разрез двухкорпусной ПЛ 1 прочный корпус, 2 лёгкий корпус (и ЦГБ), 3 прочная рубка, 4 ограждение рубки, 5 надстройка, 6 верхний стрингер ЛК, 7 киль Назначение системы погружения и всплытия подводной лодки (ПЛ) полностью… … Википедия

Цистерна быстрого погружения — Схематический разрез двухкорпусной ПЛ 1 прочный корпус, 2 лёгкий корпус (и ЦГБ), 3 прочная рубка, 4 ограждение рубки, 5 надстройка, 6 верхний стрингер ЛК, 7 киль Назначение системы погружения и всплытия подводной лодки (ПЛ) полностью… … Википедия

Дельфин (подводная лодка) — «Дельфин» миноносец № 150 … Википедия

Балластировка — Пример инструмента для учета влияния переменных нагрузок на остойчивость Балластировка придание кораблю (судну) необходимых мореходных качеств: остойчивости, ходкости, управляемости … Википедия

Источник

Дифферент и крен на циркуляции

При переходе подводной лодки с прямого курса на циркуляцию нарушается динамическое равновесие сил и моментов, действующих на неё, не только в горизонтальной, но и в вертикальной плоскости. Поэтому для удержания подводной лодки на заданной глубине необходимо осуществлять дополнительную ее балансировку перекладкой горизонтальных рулей. Нарушение динамического равновесия в вертикальной плоскости происходит скорости хода на циркуляции и несимметричного обтекания водой корпуса подводной лодки.

Скорость хода уменьшается вследствие увеличения сопротивления воды движению подводной лодки угла дрейфа и перекладки вертикального руля. Чем больше угол перекладки вертикального руля и первоначальная скорость хода, тем больше относительная потеря скорости хода. Падение скорости хода на циркуляции может быть существенным и составлять 30—40% при полной перекладке вертикального руля. С изменением скорости хода изменяются величины сил и моментов, действующих на подводную лодку в вертикальной плоскости.

При движении подводной лодки с углом дрейфа центр давления смещается не только в корму по длине подводной лодки, но и вверх по её высоте. Это объясняется тем, что на циркуляции увеличивается сопротивление ограждения рубки движению подводной лодки, так как набегающий поток воды действует на него с борта под углом дрейфа.

Увеличение лобового сопротивления подводной лодки и смещение вверх центра давления приводит к значительному увеличению момента силы тяги MТ, который начинает превосходить сумму моментов восстанавливающего Mφ и гидродинамического Мzα и дифферентовать подводную лодку на корму (рис. 20а). Для удержания подводной лодки на заданной глубине необходимо одновременно с перекладкой вертикального руля переложить кормовые горизонтальные рули на погружение. За счет перекладки кормовых горизонтальных рулей достигается равенство сил, действующих на подводную лодку в вертикальной плоскости. Подводная лодка будет совершать циркуляцию на заданной глубине с некоторым углом дифферента на корму и переложенными на погружение кормовыми горизонтальными рулями (рис. 20б). Удержать подводную лодку на ровном киле при циркуляции практически невозможно, так как при этом очень трудно обеспечить равенство сил и моментов, действующих на подводную лодку.

Рис. 20. Обеспечение динамического равновесия на циркуляции

Углы перекладки горизонтальных рулей и дифферента, при которых обеспечивается динамическое равновесие подводной лодки, называются балансировочными углами на циркуляции. Величины этих углов зависят от скорости хода подводной лодки на циркуляции и угла перекладки вертикального руля.

При выполнении маневра изменения курса следует строго соблюдать порядок действий. При входе в циркуляцию перекладывать на погружение кормовые горизонтальные рули необходимо одновременно с перекладкой вертикального руля. Опоздание с перекладкой кормовых горизонтальных рулей может привести к самопроизвольному всплытию подводной лодки. При выходе из циркуляции одновременно с отведением в нулевое положение вертикального руля следует отвести кормовые горизонтальные рули в положение, соответствующее балансировочному режиму на прямом курсе на данной скорости хода. Опоздание в отводе кормовых горизонтальных рулей может вызвать значительное и даже аварийное отклонение глубины подводной лодки от заданной.

Циркуляция подводной лодки обычно сопровождается появлением крена, который изменяется во времени при входе в циркуляцию и становится постоянным на установившейся циркуляции.

Крен подводной лодки вызывается поперечной гидродинамической силой z, точка приложения которой (центр давления К) расположена на некотором расстоянии ук от центра тяжести по высоте подводной лодки. Вследствие того, что центр давления при движении подводной лодки в подводном положении находится выше центра тяжести, подводная лодка кренится внутрь циркуляции (рис. 21а). В надводном положении центр давления находится ниже центра тяжести. Это обусловливает накренение подводной лодки в надводном положении наружу циркуляции (рис. 21б).

Рис. 21. Появление крена на циркуляции в подводном (а) и надводном (б) положениях

Сила z зависит от скорости хода, угла дрейфа и угла перекладки руля. На установившейся циркуляции она равна по величине и противоположна по направлению проекции на ось Gz центробежной силы инерции подводной лодки Qц, которая определяется формулой Qц=γVv2/Rц

где γ — плотность воды;

V — объемное водоизмещение подводной лодки;

v — скорость хода подводной лодки;

Rц — радиус кривизны траектории центра тяжести.

Силы z и zц= Qц соsθ образуют пару, создающую гидродинамический кренящий момент Mx=zyk=Qцykcosθ.

Кренящему моменту противодействует поперечный статический восстанавливающий момент mθ = Ph sin θ. При установившейся циркуляции эти моменты уравновешиваются. Подводная лодка имеет статический крен, определяемый из равенства Qцykcosθ = Ph sin θ:

.

Таким образом, крен при установившейся циркуляции прямо пропорционален квадрату скорости хода и обратно пропорционален поперечной метацентрической высоте и радиусу циркуляции. На больших скоростях хода и вертикальном руле, переложенном на максимальный угол, крен на установившейся циркуляции достигает 15°. Следует иметь в виду, что в начале циркуляции за счёт динамического воздействия кренящего момента при повороте на больших скоростях хода крен может быть в 1,5—2 раза больше статического крена на установившейся циркуляции. Во избежание создания динамического крена при входе в циркуляцию нельзя на больших скоростях хода сразу перекладывать вертикальный руль на большой угол.

Источник