Kā darbojas zemūdene: apraksts, īpašības un darbības princips

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Zemūdenes ir kuģu klase, kas spēj pārvietoties un veikt citas darbības pilnīgi autonomi zem ūdens un uz tās virsmas. Šādi kuģi spēj pārvadāt ieročus, un tos var arī pielāgot dažādām specializētām operācijām. Apsveriet, kā darbojas zemūdene un kā tā darbojas.

Vēstures fakti

Pati pirmā informācija par šādām peldvietām ir datēta ar 1190. gadu. Vienā no vācu leģendām galvenais varonis no ādas uzbūvēja kaut ko līdzīgu zemūdenei un spēja uz tās paslēpties no ienaidnieka kuģiem jūras dibenā. Šī peldvieta atradās apakšā 14 dienas. Gaiss tika piegādāts iekšā caur cauruli, kuras otrais gals atradās virspusē. Nav saglabājušās nekādas detaļas, zīmējumi, informācija par to, kā zemūdene ir sakārtota.

Vairāk vai mazāk reālus niršanas pamatus savā darbā 1578. gadā izklāstīja Viljams Buens. Bouin, pamatojoties uz Arhimēda likumu, pirmo reizi zinātniski pamato metodesuzkāpšana uz virsmas un niršana, mainot kuģa peldspējas raksturlielumus, mainot tā pārvietošanos. Pamatojoties uz šiem darbiem, bija iespējams uzbūvēt kuģi, kas spēj nogrimt un peldēt. Kuģis nevarēja kuģot zem ūdens.

Turpmāk zinātniskā un tehnoloģiskā progresa laikmetā Sanktpēterburgā inženieri slepeni noteica bruņotajiem spēkiem paredzētās zemūdenes principu. Tā tika uzcelta pēc Jefima Nikonova projektiem. Projekts tika veikts no 1718. līdz 1721. gadam. Pēc tam tika palaists prototips, un viņš varēja veiksmīgi izturēt visus testus.

Pēc 50 gadiem ASV uzbūvēja pirmo zemūdeni, ko izmantoja kaujas operācijās. Korpuss bija veidots kā lēca no divām pusēm, kuras bija savienotas ar atlokiem un ādas ieliktņiem. Uz jumta atradās vara puslode ar lūku. Laivai bija balasta nodalījums, kas tika iztukšots un piepildīts ar sūkni. Bija arī avārijas svina balasts.

Dževetska kuģis kļuva par pirmo sērijveida zemūdeni. Sērija bija 50 gabali. Pēc tam tika uzlabots dizains, un aira piedziņas vietā vispirms parādījās pneimatiskā un pēc tam elektriskā piedziņa. Šīs būves celtas no 1882. līdz 1888. gadam.

Pirmā elektriskā zemūdene bija Kloda Goubet konstruēts kuģis. Prototips tika palaists 1888. gadā, kuģa tilpums bija 31 tonna. Kustībai tika izmantots elektromotors ar jaudu 50 zirgspēki. Barošana tika nodrošināta no 9 tonnu akumulatora.

1900. gadā franču inženieri izveidoja pirmo tvaika un elektrisko laivudzinējs. Pirmais bija paredzēts kustībai virs ūdens, otrais - zem tā. Dizains bija unikāls. Amerikāņu kuģis, kas ir līdzīgs franču konstrukcijai, tika darbināts ar benzīna dzinēju, lai peldētu virs ūdens virsmas.

Zemūdens ierīce

Šim jautājumam jāpievērš īpaša uzmanība. Apskatīsim, kā darbojas zemūdene. Tas sastāv no vairākiem konstrukcijas elementiem, kas veic dažādas funkcijas. Apsveriet galvenos elementus.

Lieta

Korpusa galvenais uzdevums ir pilnībā nodrošināt pastāvīgu iekšējo vidi kuģa mehānismiem un tā komandai niršanas laikā. Tāpat korpusam jābūt tādam, lai tiktu sasniegts maksimālais iespējamais kustības ātrums zem ūdens. To nodrošina viegls korpuss.

Lietojumu veidi

Zemūdenes, kur korpuss veic šos divus uzdevumus, sauca par vienkorpusa. Galvenā balasta tvertne atradās korpusa iekšpusē, kas samazināja izmantojamo tilpumu iekšpusē un prasīja maksimālo sienu izturību. Šādas konstrukcijas laiva uzvar svara, nepieciešamās dzinēja jaudas un manevrēšanas īpašību ziņā.

Zemūdenes ar pusotru korpusu ir aprīkotas ar stingru korpusu, kuru daļēji sedz vieglāks. Šeit tika izvesta galvenā balasta cisterna. Tas atrodas starp divām ēkām. Starp priekšrocībām - lieliska manevrēšanas spēja un ātrs niršanas ātrums. Mīnusi - maz vietas iekšpusē, īss akumulatora darbības laiks.

Klasiskās dubultkorpusa laivas ir aprīkotas ar stingru korpusu, kuru visā garumā sedz viegls korpuss. Galvenais balasts atrodas starp korpusiem. Laivai ir liela uzticamība, akumulatora darbības laiks, liels iekšējais tilpums. Starp mīnusiem jāmin ilgstošais iegremdēšanas process, lielie izmēri, balasta tvertņu uzpildes sistēmu sarežģītība.

Mūsdienu pieeja zemūdeņu celtniecībai nosaka optimālas korpusa formas. Formas evolūcija ir ļoti cieši saistīta ar dzinēju sistēmu attīstību. Sākotnēji prioritāte bija laivas virszemes pārvietošanai ar iespēju īslaicīgi iegremdēties, lai atrisinātu kaujas misijas. Šo zemūdeņu korpusam bija klasiska forma ar smailu degunu. Hidrodinamiskā pretestība bija ļoti augsta, taču tad tai nebija īpašas nozīmes.

Modernajām laivām ir daudz lielāka autonomija un ātrums, tāpēc inženieriem tas jāsamazina – korpuss ir veidots kritiena veidā. Šī ir optimālā forma, lai pārvietotos zem ūdens.

Motori un akumulatori

Modernas zemūdenes pārvietošanās ierīcē ir akumulatori, elektromotori un dīzeļģeneratori. Ar vienu akumulatora uzlādi bieži vien nepietiek. Maksimālais, kam pietiek ar uzlādi, ir līdz četrām dienām. Pie maksimālā ātruma zemūdenes akumulators izlādējas dažu stundu laikā. Uzlāde tiek veikta ar dīzeļa ģeneratoru. Lai uzlādētu akumulatorus, laivai ir jākāpj virs ūdens.

Izmantots arī dīzeļdegvielas zemūdenes projektēšanāanaerobie vai no gaisa neatkarīgi dzinēji. Viņiem nav vajadzīgs gaiss. Laiva, iespējams, nav izgājusi virs ūdens.

Niršanas un pacelšanās sistēmas

Arī zemūdenei ir šīs sistēmas. Lai nirt, zemūdenei, atšķirībā no virszemes laivas, ir jābūt negatīvai peldspējai. Tas tika panākts divos veidos – palielinot svaru vai samazinot pārvietojumu. Lai palielinātu svaru zemūdenēs, ir balasta tvertnes, kas ir piepildītas ar ūdeni vai gaisu.

Normālai kāpšanai vai niršanai laivas izmanto pakaļgala tankus, kā arī priekšgala tankus vai galvenos balasta tankus. Tie ir nepieciešami, lai piepildītu ar ūdeni niršanas nolūkos un piepildītu ar gaisu, lai paceltos. Kad laiva atrodas zem ūdens, tvertnes ir pilnas.

Lai ātri un precīzi kontrolētu dziļumu, tiek izmantotas tvertnes ar dziļuma kontroli. Apskatiet zemūdens ierīces fotoattēlu. Mainot ūdens tilpumu, tiek kontrolētas dziļuma izmaiņas.

Vertikālās stūres tiek izmantotas, lai kontrolētu laivas virzienu. Stūres var būt milzīgas mūsdienu automašīnām.

Novērošanas sistēmas

Viena no pirmajām zemūdenēm zemā dziļumā tika vadīta caur logiem. Turklāt, attīstībai progresējot, radās jautājums par pārliecinošu navigāciju un kontroli. Pirmo reizi periskops tam tika izmantots 1900. gadā. Nākotnē sistēmas tika pastāvīgi atjauninātas. Tagad periskopus vairs neviens neizmanto, un to vietā ir stājušies hidroakustiski aktīvie un pasīvie.hidrolokatori.

Laiva iekšā

Zemūdenes iekšpusē ir vairāki nodalījumi. Ja paskatāmies, kā darbojas zemūdene pēc viena no izstādes "No Krievijas zemūdeņu flotes vēstures" eksponātiem piemēra, tad uzreiz pirmajā nodalījumā var redzēt sešas priekšgala torpēdu caurules, šaušanas ierīci un rezerves daļu. torpēdas.

Otrajā nodalījumā ir virsnieka un komandiera telpas, hidrolokatoru kabīne un radioizlūkošanas telpa.

Trešais nodalījums ir centrālais stabs. Šajā nodalījumā ir daudz dažādu instrumentu un ierīču kustību, niršanas, pacelšanās kontrolei.

Ceturtā ir brigadieru garderobe, kambīze, radio telpa. Piektajā nodalījumā ir trīs dīzeļdzinēji ar 1900 litru tilpumu. Ar. katrs. Viņi strādā, kad laiva atrodas virs ūdens. Nākamajā nodalījumā ir trīs elektromotori ceļošanai zem ūdens.

Septītajā tika uzstādītas torpēdu caurules, šaušanas iekārta, personāla piestātnes. Var redzēt, kā zemūdene ir iekārtota iekšā. Fotoattēlā būs iespēja iepazīties ar visām ierīcēm un nodalījumiem.