Дифферент на корму или на нос

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 вывеске;

— с учебными целями.

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°.

В подводном положении о характере остаточной пла­вучести судят по показаниям глубиномеров. Если под­водная лодка погружается, она имеет отрицательную остаточную плавучесть. Для приведения лодки к нулевой плавучести откачивают за борт воду из уравнительной цистерны. Если подводная лодка всплывает, она имеет положительную остаточную плавучесть. Для приведения ее к нулевой плавучести принимают воду в уравнитель­ную цистерну из-за борта. Дифферентовка без хода счи­тается оконченной, если подводная лодка в течение неко­торого времени держит постоянную глубину с заданным дифферентом. С окончанием дифферентовки производится замер и запись фактического количества воды в цистернах вспомогательного балласта, а также проверка и запись имеющегося в каждом отсеке и боевой рубке личного состава.

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.

Рис. 3.1. Силы, возникающие при перекладке 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.

Рис. 3.2. Силы, действующие на подводную лодку на ходу под водой

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°.

Рис. 3.3. У подводной лодки тяжел нос

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
Остаточная плавучесть в данном случае может быть выявлена лишь в дальнейшем в процессе удифферентова­ния подводной лодки по новым показаниям приборов.

Пример 2. Подводная лодка на прямом курсе идет малым ходом, держит постоянную глубину с дифферен­том 5° на нос. Кормовые горизонтальные рули перело­жены на всплытие 12° на нос, носовые — в плоскости рамы (на нуле). Требуется удифферентовать подводную лодку (рис. 3.4).

Кормовые горизонтальные рули создают дифферен­тующий момент на корму +МК и топящую силу — RyK. Дифферент на нос создает топящую силу — Rm , и мо­мент —MR, дифферентующий подводную лодку на нос. Подводная лодка держит постоянную глубину, а под воздействием топящих сил должна погружаться, следо­вательно, есть сила, препятствующая погружению. Такой силой в данном случае может быть только остаточная положительная плавучесть, т. е. подводная лодка легка. Моменту +МК, как и в примере 1, препятствует создать дифферент на корму избыточный дифферентующий мо­мент на нос — Мид, т. е. у подводной лодки тяжел нос.

При таком характерном положении неудифферентовапной пл необходимо сначала переместить воду из носа в корму, отводя при этом кормовые горизонтальные рули на погружение для удержания пл на постоянной глубине, а затем принимать воду из-за борта в уравнительную цистерну для удифферентования по плавучести.

Рис. 3.4. Подводная лодка легка, тяжел нос

Попытка удифферентовать пл сначала по плавучести, потом выровнять дифферент может привести к тому, что ее не удастся удержать на заданной глубине. В самом деле, с началом приема воды из-за борта пл начнет по­гружаться за счет увеличения ее веса. Для удержания заданной глубины придется уменьшать дифферент на нос, т. е. уменьшать топящую силу —Rm , для чего необхо­димо перекладывать горизонтальные рули на всплытие. Но, так как горизонтальные рули перекладываются лишь на ограниченный угол и уже имеют 12° на всплытие, перекладка их на полный угол на всплытие (до ограни­чителя) может не обеспечить уменьшения дифферента на нос до требуемой величины. Следовательно, подводная лодка будет погружаться.

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.

(1) При рассмотрении действия сил принято «нулевое» положение носовых горизонтальных рулей.

Вперед
Оглавление
Назад