Войти
A Каплевидный корпус - это конструкция корпуса подводной лодки, которая подчеркивает подводные характеристики, а не надводные характеристики. Он довольно часто использовался на ранних этапах разработки подводных лодок, но в начале 20 века от него постепенно отказались в пользу конструкций, оптимизированных для обеспечения высоких характеристик на поверхности, в результате изменений в оперативной доктрине. Хотя военно-морская доктрина изменилась, методы проектирования оставались до конца Второй мировой войны, когда немецкая Kriegsmarine понесла постоянно растущие потери подводных лодок в битве за Атлантику.
в попытке противостоять растущей угрозе со стороны союзников усилия по борьбе с подводными лодками, экспериментальные концепции дизайна, относящиеся к концу межвоенного периода, были включены в существующий процесс проектирования подводных лодок, в результате чего было создано небольшое количество подводных лодок с перекисью водорода а также семейство Elektroboot классов дизель-электрических подводных лодок. Хотя было слишком поздно и слишком мало, чтобы повернуть войну вспять, исследование этих лодок в послевоенный период сильно подорвало институциональную инерцию, которая удерживала военно-морские силы мира сосредоточенными на «подводном торпедном катере» в предыдущие десятилетия, и привело к повышенному вниманию к подводным характеристикам. Это привело к тому, что в конечном итоге на подводных лодках был вновь использован каплевидный корпус, который сегодня используется в различных формах практически на всех крупных подводных военных судах.
Потому что термин относится не к какой-либо точной форме, а скорее к абстрактной концепции формы корпуса, оптимизированной для подводных путешествий, и т. Д. в частности, физическое проявление этой идеи на реальных подводных лодках, ограниченное науками о материалах и требованиями к конструкции, предъявляемыми к судну, независимо от того, имеет ли какое-либо конкретное судно каплевидный корпус, зависит от субъективной интерпретации самого термина. В зависимости от этой интерпретации, несколько из показанных ниже подводных лодок могут рассматриваться как «первая попытка» или «веха» некоторого описания.
Эта копия Ictineo II середины-конца 1860-х годов, возможно, представляет собой одну из самых ранних попыток создания формы корпуса, оптимизированной для подводных путешествий.
Модель одного из проектов Джона Филиппа Холланда конца 19-го или начала 20-го века, демонстрирующая очень чистый корпус и относительно современное расположение рулей.
Менее чем через 10 лет после того, как HMS Holland 1 поступила на вооружение, британская подводная лодка класса B демонстрирует переход формы корпуса от подводной лодки к водолазному надводному судну. Носовая часть немного приподнята, как и корма над двумя гребными винтами.
Вступив в строй в 1917 году, с паровыми двигателями британский K-класс можно рассматривать как вершину надводных подводных лодок Первой мировой войны. Они достигли 24 узлов и в аварийной ситуации могли погрузиться всего за пять минут, хотя полчаса были более разумным сроком при нормальной работе. 103 метра в длину и предполагаемая максимальная глубина погружения 61 метр, они были на 4 метра меньше, чем были в состоянии достичь своей глубины падения, не покидая поверхности. В сочетании с очень большим радиусом поворота, плохим контролем глубины погружения и привычкой перекачивать воду через воронки котла неудивительно, что они приобрели репутацию «K для Каламити», когда несколько лодок были потеряны из-за затопления котельных., столкновения, достигающие глубины обрушения, и одно из них было зарегистрировано как затонувшее без помощи человека у швартовки посреди ночи.
Первые в мире охотники-убийцы, британская подводная лодка R-класса 1918 года была решительным возвратом к концепции высокоскоростного подводного военного корабля. Созданные для охоты на подводные лодки противника, они отличались обширной обтекаемостью, практически отсутствующим корпусом и способностью развивать скорость 14 узлов за полный час. Только ножевидная форма носа выдает надежды конструктора на то, что эти лодки не будут работать постоянно под водой, а только преодолевают поверхность для зарядки своих батарей. Вместо этого они должны были медленно перемещаться по поверхности, используя свой дизельный двигатель, и погружаться под воду только тогда, когда они достигли места своего патрулирования.
Не имеющая отношения к более поздней немецкой программе Elektroboot, японская Submarine no. 71 была спущена на воду в 1937 году и достигла под водой чуть более 21 узла, что превосходило только меньшие по размеру японские Ko-hyoteki сверхмалые подводные лодки в то время, до немецкой V-80 с двигателем перекисью водорода во время испытаний 1940-1941 годов разогнался до 28 узлов.
Универсально оптимизированные для надводного плавания, большинство подводных лодок, использовавшихся во время второй мировой войны, имели высокие, несколько расширяющиеся носовые части, а также винты и руль направления, аналогичные современным крейсерам., хотя и с дополнительным набором рулей для контроля глубины и тангажа. Здесь подводная лодка ВМС США балао-класса начала 1940-х годов превращена в музей.
Немецкие лодки, такие как Тип VII, имели общий вид, аналогичный Балао, но были значительно меньше (~ 750 тонн против ~ 1500). На модели четко виден прочный корпус подводной лодки, его носовая и кормовая части заключены в облегченный кожух, в котором находятся носовой и кормовой основные балластные цистерны лодки. Длинная сигарообразная выпуклость вдоль верхнего борта подлодки - внешний топливный бак. Поступив на вооружение в 1936-1937 годах, Type VII и более крупный Type IX придерживались той же концепции «водолазного торпедного катера», которая также породила катера и патрульные подводные лодки американского и британского флотов, и столкнувшись со все более эффективными патрульными кораблями и самолетами союзников, они были оперативно устаревшими к середине 1941-1942 годов, но оставались опорой все более отчаявшихся немецких подводных лодок на протяжении всей войны.
Поскольку постоянное совершенствование противолодочной войны союзников привело к быстрому увеличению потерь Германии на протяжении второй половины Второй мировой войны, были предприняты попытки построить подводные лодки с турбинным двигателем на основе перекиси водорода. Хотя турбина была далека от готовности к вводу в эксплуатацию, субмарины были запущены в производство как обычные дизель-электрические лодки с значительно увеличенной емкостью батареи, заменяющей резервуары с перекисью водорода. Хотя корпус немецкого Type XXI (21) в конце войны был сильно обтекаемым, он оставался под влиянием предыдущих проектов, и явно ожидалось, что он будет работать на поверхности в ограниченном объеме. Тем не менее, он установил новый стандарт подводной скорости, дальности и заметности для подводных лодок в послевоенном мире.
Из-за пренебрежения торговым флотом в пользу увеличения числа крупных надводных боевых кораблей, частично подпитываемого американской тенденцией преуменьшать успехи своих подводных лодок и переоценивать эффективность японских противолодочных боевых действий, Американская «Тихая служба» столкнулась со сравнительно ручным сопротивлением японцев, что привело к большим успехам против японского торгового флота. Из-за этого катера американского флота не увидели серьезных улучшений в общей конструкции на протяжении всей войны, вместо этого акцент был сделан на технических деталях, таких как повышение прочности корпуса и электроники, в конечном итоге, включая более тихие электродвигатели, а также на улучшение комфорта экипажа на долгое время. патрули в Тихом океане. Таким образом, американские лодки типа класса Tench покинули войну и выглядели почти неотличимыми от тех классов, которые стояли на вооружении в ее начале.
Вступившие в производство в 1950 году патрульные подводные лодки Советские проекта 613 во многом основывались на типе 21. Палубная пушка и турель с зенитной автопушкой отсутствовали в более поздних версиях. Несмотря на то, что он был сильно обтекаемым, в его конструкции, как и у Type XXI, были сделаны уступки надводным операциям, таким как острые ножевидные нос и корма.
Масштабная модель USS Albacore, проходящего испытания в аэродинамической трубе. За исключением расположения руля на его корме и паруса, его общая форма похожа на форму Ictineo II, несмотря на то, что конструкции разделены почти столетием.
Первая в мире атомная подводная лодка, USS Nautilus (SSN-571) 1954 года, имеет очень чистую кормовую часть, а носовая часть явно в некоторой степени вдохновлена Тип 21. Ее испытательная глубина 210 м была сопоставима с немецкой лодкой, но на 23 узлах под водой она была намного быстрее, даже быстрее, чем любая предыдущая лодка американского флота была на поверхности. К сожалению, серьезные недостатки конструкции носа и паруса привели к сильным вибрациям на высокой скорости, которые со временем ухудшились. В конце ее жизни 4 узлов было достаточно, чтобы оглушить ее гидролокатор, а шум резко увеличил риск обнаружения.
Введенный в строй 17 января 1959 года первый в Советском Союзе АПЛ класса проекта 627 достиг скорости 30 узлов при испытательной глубине 300 м. Насколько это было возможно, они отличались от Nautilus, оставаясь при этом подводной лодкой с ядерным двигателем и полезными в качестве боевых кораблей, они отличались гораздо более эффективной формой носа и паруса, но при этом все еще демонстрировали «рыбий хвост» Type 21, и где Nautilus использовался ядерный реактор, советские катера смонтированы двумя тандемными. Помимо улучшенной гидродинамики, закругленная форма носовой части также давала достаточно места для очень большой группы гидролокаторов над торпедными аппаратами.
Введенный в строй менее чем через три месяца после первого проекта 627, USS Skipjack стал первым боевым кораблем в ВМС США, использовавшим «чистый» каплевидный корпус, поскольку он был заброшен почти полвека назад. Из-за высокой стоимости ковки больших секций прочного корпуса сложной формы последующие лодки постепенно «отклонялись» от этой конструкции.
Одна из нескольких новых классов советских подводных лодок, поступивших на вооружение в 1967 году, Проект 671 была среди первых магистральных советских подводных лодок, заменивших «рыбий хвост» на более торпедную форму, которая стала знак акцента на подводные характеристики.
Поскольку проект 611 (Зулу) и проект 641 (Фокстрот) приближался к устареванию, в начале 1970-х годов в СССР началось строительство серии из 18 лодок проекта 641б. Они унаследовали трехвинтовую конструкцию «нож-хвост», которая была перенесена в 641 из 611 и возникла в Типе 21. В отличие от устаревшей конструкции силовой установки, они были оснащены безэховой плиткой и гидроакустическое оборудование, подобное тому, что используется на современных советских атомных подводных лодках.
Эта немецкая лодка Typ 212 использует единый корпус по всей длине, но имеет двойной корпус по всей задней половине, чтобы обеспечить безопасное место для хранения за пределами прочного корпуса для резервуаров с водородом, используемых его на основе топливных элементов воздушно-независимая двигательная установка.
На пути к спуску в конце 2000-х или 2010-х это судно класса Astute ясно показывает компромисс, сделанный самый современный западный дизайн. Вместо того, чтобы полностью оптимизировать корпус для работы в подводных условиях, гидродинамически эффективные носовая и кормовая части, сделанные из более тонкой и легче формованной стали, приварены к переднему и заднему концам прочного корпуса постоянного диаметра. Такие конструкции почти по своей сути являются модульными, поскольку новые секции корпуса могут сравнительно дешево и легко устанавливаться в любом месте по длине прочного корпуса, чтобы обеспечить дополнительное пространство и грузоподъемность без серьезного воздействия на гидродинамические характеристики конструкции.
Хотя основной темой каплевидного корпуса является максимизация подводных характеристик за счет производительности на поверхности, точный результат этого процесса зависит от нескольких факторов, не в определенном порядке, как порядок важности этих проблем сам по себе варьируется:
Начиная с конца Второй мировой войны, западные и восточные подводные лодки были в целом похожими, представляя собой двухкорпусные или частично двухкорпусные конструкции с большими топливными и балластными баками между внутренним и внешним корпусами, что позволяло сохранять большие объемы внутри прочных корпусов для • Хранение нечувствительного к давлению топлива было сочтено неэкономичным. Использование двойных корпусов обеспечивает большую степень свободы при формировании экстерьера лодки и позволяет разместить нечувствительное оборудование вне прочного корпуса, что позволяет создать прочный корпус меньшего размера и, как следствие, меньшую лодку. Однако это связано с высокими затратами на строительство и обслуживание.
Ядерные лодки, в силу своей двигательной установки, мало используют это промежуточное пространство и, таким образом, с большей вероятностью будут использовать либо одиночные корпуса, либо, как это было в случае с советскими подводными лодками, использовать "свободный «место для расширенных балластных цистерн и оборудования. Из-за этого западные атомные подводные лодки, как правило, выглядят как длинные трубы, закрытые носом и кормой, в то время как восточные атомные подводные лодки, как правило, имеют в целом более гидродинамически эффективную форму и экстремальный запас плавучести, при этом некоторые цифры предполагают долю запаса плавучести>45% для ПЛАРБ класса пр.941 (Shark). Также существует вариант для гидродинамически оптимизированной атомной подводной лодки с одним корпусом, такой как Skipjack -класс, но создание больших 3D-изогнутых пластин из толстого высокопрочного металла остается непомерно дорогим.
Помимо выбора между одинарным и двойным корпусами, есть также несколько вариантов, связанных с размещением гидроакустического оборудования, торпедных аппаратов и носовых пикировочных самолетов. На небольших прибрежных лодках, как правило, с двумя палубами внутри прочного корпуса, торпедные аппараты и помещение для управления торпедами располагаются на нижней палубе с гидролокатором, установленным выше в носовой части, потенциально выше ватерлинии, как на немецком Тип 206 и шведский Sjöormen, Västergötland и более поздние классы обеспечивают легкий доступ к эхолоту для обслуживания. Другой вариант - разместить торпедный отсек на верхней палубе с установкой в нижней половине носовой части, как на британском Upholder-class и советском / российском Kilo, с листьями. пространство позади носовой части для крупных батарейных блоков и может облегчить пополнение запасов торпед, заряжая их через верхние торпедные аппараты, а не через специальный люк для загрузки торпед. Оба этих варианта имеют тенденцию приводить к несколько тупым носам, а первый вариант может потребовать перемещения носовых плоскостей пикирования от корпуса до паруса, чтобы уменьшить шум потока, который может в противном случае нарушите работу сонара.
По мере увеличения размера больший луч лодки позволяет использовать торпедные аппараты, расположенные под углом, стреляя через борта корпуса, оставляя место в носовой части для гораздо большей группы гидролокаторов. Это вариант, выбранный для многих американских атомных подводных лодок с середины «холодной войны», он также используется на новых российских лодках класса «Ясень». Как и раньше, стремление минимизировать шум потока может способствовать перемещению самолетов для прямого погружения к парусу, но это может быть недостатком при всплытии в арктическом льду, требуя подкреплений и механизмов наклона под большим углом для предотвращения изгиба самолетов. Более сложным решением является копирование немецкого Type XXI путем складывания носовых пикирующих самолетов заподлицо с корпусом, когда они не используются, предпочтительно с использованием дополнительного набора дверей, чтобы закрыть проемы в бортах корпуса. Третий вариант, который обычно используется британцами, - это просто оставить носовые пикирующие плоскости надолго в верхней части носовой части, иногда с возможностью складывания вверх, чтобы не загрязнять конструкции гавани, и изменить форму носовой части в точке крепления пикирующего самолета. так, чтобы создать минимально возможное количество турбулентности.
Что касается двигательной установки, западные подводные лодки этого типа заканчиваются одним гребным винтом, чтобы минимизировать сопротивление; Советский флот не спешил применять эту практику, в их проектах по-прежнему использовались два гребных винта для обеспечения большей мощности или безопасности. Тип 206 имеет длинную тонкую конусность позади паруса, опять же для минимизации лобового сопротивления, но британский класс Upholder имеет более экономичную конструкцию, имея короткую конусность в крайней задней части паруса. корпус, чтобы максимизировать внутренний объем и, возможно, обеспечить большую прочность корпуса. У немецкой подводной лодки типа VII, изображенной на этой странице, корма корпуса резко сужается для этой цели, хотя ось ее гребного винта повторяет ось остального корпуса.
Альбакор изучил несколько положений кормовых самолетов. Американские дизайнеры остановились на модифицированной версии крестообразной конструкции «Дельфина» (греческий крест при взгляде сзади); они отвергли альтернативу х-образной схемы из-за ее сложности, но она была принята и использовалась, среди прочего, голландскими, шведскими, австралийскими и немецкими военно-морскими силами за ее способность прижиматься ближе к мелкому морскому дну, не ударяя рулем о морское дно. Советы часто повторяли обычное устройство, подобное устройству подводной лодки типа XXI.
Первого августа 1953 года США спустили на воду экспериментальное судно, Альбакор, форма корпуса которого во многом основывалась на форме «Лион», названной в честь Хильды Лион. После успешных маневровых испытаний и испытаний различных устройств руля и гребного винта для классов Skipjack и Barbel была использована та же общая форма корпуса, и сегодня большинство современных подводных лодок США используют ее разновидности. форма с центральным удлиненным цилиндром, составляющим основной прочный корпус. Поскольку большое внимание, уделяемое «Альбакору» до появления Интернета, сделало информацию на тему истории подводных лодок более доступной для широкой публики, вполне вероятно, что любой дизайн, который хоть как-то похож на нее, может быть отнесен к поскольку «корпус Albacore», независимо от того, был ли он вдохновлен Albacore, был разработан независимо в тот же момент времени или был создан прямо перед Albacore.
