С годами подводные лодки развивались, становясь все более важными и смертоносными для национальной обороны своих стран. В то время как любой другой крупный корабль ВМФ должен плавать, эти суда могут погружаться под поверхность океана, что делает их одними из самых смертоносных лодок во флоте. Технически атомной подлодке даже не нужно возвращаться в порт до тех пор, пока ей не потребуется дозаправка. На самом деле они возвращаются гораздо чаще. Но самое захватывающее — это способность погружаться в воду и пересекать океаны невидимым.
Причина, по которой подводные лодки могут это делать, заключается в некоторых очень важных компонентах, известных как балластные и дифферентные цистерны.. Они расположены по всей подводной лодке в носовой и кормовой части, а также сверху и снизу. Все они расположены между внешним и внутренним корпусами. Внешний корпус — это то, что наблюдатели видят снаружи, а внутренний корпус защищает команду от сокрушительного давления океанских глубин.
Балластные и дифферентные цистерны контролируют плавучесть подводной лодки. Проще говоря, когда подводной лодке необходимо всплыть, она опорожняет свои цистерны, а когда ей нужно погрузиться, она наполняет водой балластные цистерны. Давайте еще раз обратимся к школьной науке, чтобы лучше понять плавучесть.
Как работают балластные цистерны?
Хотя гравитация всегда действует, притягивая объекты к центру планеты, правила физики немного меняются, когда вы идете плавать. Гравитация может тянуть вас вниз, но теперь вода создает так называемую плавучую силу, которая выталкивает объекты на поверхность в зависимости от их плотности. В отличие от других кораблей, подводные лодки могут контролировать свою плавучесть. Если объект плотнее воды, которую он вытесняет (отталкивает в сторону), он имеет отрицательную плавучесть и тонет, то есть он становится менее плавучим. Для увеличения их плотности экипажи подводных лодок заполняют балластные цистерны подлодки окружающей водой.
Затем, когда приходит время всплывать, воздух — поскольку он легче воды — закачивается в балластные цистерны, заменяя воду и придавая ей положительную плавучесть. Субмарина будет поддерживать нейтральную плавучесть, удерживая смесь воздуха и воды в триммерных баках, чтобы оставаться на определенной глубине. Возможность контролировать глубину подводной лодки абсолютно необходима. Без точности, способности следовать приказам или быстрой реакции подводная лодка может в конечном итоге столкнуться с подводной горой или появиться на радаре/гидролокаторе конкурирующего судна. Для наполнения баков используется сжатый воздух, который служит кислородом для жизнеобеспечения экипажа. В некоторых случаях, если подводной лодке необходимо быстро всплыть, воздух под высоким давлением может заполнить резервуары быстрее, чем обычно.
Подводные лодки могут контролировать скорость погружения и всплытия
Можно подумать, что для подводной лодки будет достаточно наполнения цистерн водой. Просто заполните резервуары и поддерживайте нижний уровень во время погружения. Но это не обязательно так. Подводные аппараты также полагаются на свою двигательную установку и регулируемые гидропланы, также известные как водолазные самолеты, для спуска через глубины океана. Гидропланы помогают наклонять субмарину, контролируя скорость ее снижения. Гидропланы расположены как в корме, так и в носу корабля. Даже если лодка не заполняет балластные цистерны водой, она может совершить неглубокое погружение исключительно с использованием гидропланов.
Контроль скорости подъема субмарины, возможно, более важен, чем погружение, потому что, если она всплывет слишком быстро, изменение давления может оказаться катастрофическим как для корабля, так и для экипажа. Декомпрессионная болезнь представляет собой самый большой риск для моряков, состояние, которое многие аквалангисты называют «изгибами», потому что боль может быть настолько сильной, что заставляет вас сгибаться пополам. Официальное название — генерализованная баротравма. Также могут возникнуть повреждения корпуса подводной лодки, которые могут быть как незначительными, например, небольшая вмятина на внешнем корпусе, так и серьезными, например, трещина, которая может привести к пробоине во внутреннем корпусе, препятствующей нормальному функционированию судна.
К счастью, на некоторых подводных лодках имеется аварийная система продувки главных балластных цистерн, которая представляет собой полностью механическую систему, которая может нагнетать воздух в цистерны в случае, если на подлодке отключится электричество.
Различные типы балластных цистерн и запас плавучести.
Когда говорят о балластных цистернах, чаще всего имеют в виду главные балластные цистерны (ОБТ). Однако это не только ОБТ. В то время как ОБТ используются для того, чтобы просто погрузить подводную лодку под воду, они используют баки контроля глубины (DCT) для внесения незначительных корректировок во время погружения. Расход еды и топлива, глубина, на которой находится судно, и соленость могут изменить плавучесть субмарины. Экипажи используют DCT для учета этих изменений, заливая и сливая из них воду по мере необходимости. Наконец, есть триммерные баки. Триммерные баки помогают ориентировать подводную лодку под углом вверх или вниз, в зависимости от того, ныряет она или всплывает. Они могут поддерживать сабвуфер на идеальном уровне.
Вы когда-нибудь замечали, что когда подводная лодка всплывает, большая часть ее корпуса остается под ватерлинией, а не плавает на поверхности воды, как у других кораблей? Все из-за его запаса плавучести (RoB). Часть субмарины, находящаяся над водой, называется надводным бортом, который обеспечивает доступ на верхнюю палубу. Наиболее значимой причиной RoB является удержание части судна выше ватерлинии даже в случае затопления нескольких отсеков или возникновения неисправности ОБТ.
