Πώς λειτουργεί ένα υποβρύχιο: περιγραφή, χαρακτηριστικά και αρχή λειτουργίας

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Τα υποβρύχια είναι μια κατηγορία πλοίων που μπορούν να κινούνται και να εκτελούν άλλες ενέργειες εντελώς αυτόνομα κάτω από το νερό και στην επιφάνειά του. Τέτοια σκάφη είναι ικανά να μεταφέρουν όπλα και μπορούν επίσης να προσαρμοστούν για διάφορες εξειδικευμένες λειτουργίες. Σκεφτείτε πώς λειτουργεί ένα υποβρύχιο και πώς λειτουργεί.

Ιστορικά γεγονότα

Οι πρώτες πληροφορίες για τέτοιες εγκαταστάσεις κολύμβησης χρονολογούνται από το 1190. Σε έναν από τους γερμανικούς θρύλους, ο κύριος χαρακτήρας κατασκεύασε κάτι σαν υποβρύχιο από δέρμα και κατάφερε να κρυφτεί πάνω του από τα εχθρικά πλοία στον βυθό της θάλασσας. Αυτή η κολυμβητική εγκατάσταση έμεινε στο βυθό για 14 ημέρες. Ο αέρας τροφοδοτούνταν στο εσωτερικό μέσω ενός σωλήνα, το δεύτερο άκρο του οποίου ήταν στην επιφάνεια. Δεν έχουν διατηρηθεί λεπτομέρειες, σχέδια, πληροφορίες για τον τρόπο διάταξης του υποβρυχίου.

Περισσότερο ή λιγότερο πραγματικές βασικές αρχές της αυτόνομης κατάδυσης σκιαγραφήθηκαν από τον William Buen στο έργο του το 1578. Ο Bouin με βάση το νόμο του Αρχιμήδη για πρώτη φορά τεκμηριώνει επιστημονικά τις μεθόδουςεπιφανειακά και κατάδυση αλλάζοντας τα χαρακτηριστικά της άνωσης του σκάφους, αλλάζοντας τη μετατόπισή του. Με βάση αυτά τα έργα, κατέστη δυνατή η κατασκευή ενός πλοίου ικανού να βυθιστεί και να επιπλέει. Το πλοίο δεν μπορούσε να πλεύσει υποβρύχια.

Επιπλέον, στην εποχή της επιστημονικής και τεχνολογικής προόδου, στην Αγία Πετρούπολη, οι μηχανικοί έθεσαν κρυφά την αρχή ενός υποβρυχίου σχεδιασμένου για τις ένοπλες δυνάμεις. Χτίστηκε σύμφωνα με τα σχέδια του Yefim Nikonov. Το έργο πραγματοποιήθηκε από το 1718 έως το 1721. Στη συνέχεια, το πρωτότυπο κυκλοφόρησε και μπόρεσε να περάσει με επιτυχία όλες τις δοκιμές.

Μετά από 50 χρόνια, οι Ηνωμένες Πολιτείες κατασκεύασαν το πρώτο υποβρύχιο, το οποίο χρησιμοποιήθηκε σε επιχειρήσεις μάχης. Η θήκη είχε σχήμα φακής από δύο μισά, τα οποία συνδέονταν με φλάντζες και δερμάτινα ένθετα. Στην οροφή υπήρχε ένα χάλκινο ημισφαίριο με καταπακτή. Το σκάφος είχε ένα διαμέρισμα έρματος, το οποίο άδειαζε και γέμιζε με αντλία. Υπήρχε επίσης ένα έρμα μολύβδου έκτακτης ανάγκης.

Το πλοίο του Dzhevetsky έγινε το πρώτο σειριακό υποβρύχιο. Η σειρά ήταν 50 τεμαχίων. Στη συνέχεια βελτιώθηκε ο σχεδιασμός και αντί για το κουπιό, εμφανίστηκε πρώτα μια πνευματική και μετά μια ηλεκτρική κίνηση. Αυτές οι κατασκευές χτίστηκαν από το 1882 έως το 1888.

Το πρώτο ηλεκτρικό υποβρύχιο ήταν ένα πλοίο που σχεδιάστηκε από τον Claude Goubet. Το πρωτότυπο εκτοξεύτηκε το 1888, το πλοίο είχε εκτόπισμα 31 τόνων. Για την κίνηση χρησιμοποιήθηκε ηλεκτροκινητήρας χωρητικότητας 50 ίππων. Τροφοδοτήθηκε από μπαταρία 9 τόνων.

Το 1900, Γάλλοι μηχανικοί δημιούργησαν το πρώτο σκάφος με ατμό και ηλεκτρικόκινητήρας. Το πρώτο προοριζόταν για κίνηση πάνω από το νερό, το δεύτερο - κάτω από αυτό. Το σχέδιο ήταν μοναδικό. Το αμερικανικό σκάφος, παρόμοιο με το σχέδιο του Γάλλου, κινούνταν από έναν βενζινοκινητήρα για να επιπλέει πάνω από την επιφάνεια του νερού.

Υποβρυχιακή συσκευή

Αυτό το ζήτημα πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή. Ας δούμε πώς λειτουργεί ένα υποβρύχιο. Αποτελείται από πολλά δομικά στοιχεία που εκτελούν ποικίλες λειτουργίες. Εξετάστε τα κύρια στοιχεία.

Υπόθεση

Το κύριο καθήκον του κύτους είναι να παρέχει πλήρως ένα σταθερό εσωτερικό περιβάλλον για τους μηχανισμούς του πλοίου και για το πλήρωμά του κατά τη διάρκεια της κατάδυσης. Επίσης, η γάστρα πρέπει να είναι τέτοια ώστε να επιτυγχάνεται η μέγιστη δυνατή ταχύτητα κίνησης κάτω από το νερό. Αυτό εξασφαλίζεται από ένα ελαφρύ σώμα.

Τύποι περιπτώσεων

Τα υποβρύχια, όπου το κύτος εκτελεί αυτές τις δύο εργασίες, ονομάζονταν μονού κύτους. Η κύρια δεξαμενή έρματος βρισκόταν μέσα στο κύτος, γεγονός που μείωνε τον χρησιμοποιήσιμο όγκο στο εσωτερικό και απαιτούσε τη μέγιστη αντοχή του τοιχώματος. Ένα σκάφος αυτού του σχεδίου κερδίζει σε βάρος, στην απαιτούμενη ισχύ κινητήρα και σε χαρακτηριστικά ελιγμών.

Τα υποβρύχια με ενάμισι κύτος είναι εξοπλισμένα με ισχυρό κύτος, το οποίο καλύπτεται εν μέρει από ελαφρύτερο. Η στέρνα του κύριου έρματος φέρθηκε εδώ έξω. Βρίσκεται ανάμεσα σε δύο κτίρια. Μεταξύ των πλεονεκτημάτων - εξαιρετική ευελιξία και γρήγορη ταχύτητα κατάδυσης. Μειονεκτήματα - λίγος χώρος στο εσωτερικό, μικρή διάρκεια ζωής της μπαταρίας.

Τα κλασικά σκάφη διπλού κύτους είναι εξοπλισμένα με ισχυρό κύτος, το οποίο καλύπτεται από ελαφρύ κύτος σε όλο το μήκος του. Το κύριο έρμα βρίσκεται ανάμεσα στις γάστρες. Το σκάφος έχει μεγάλη αξιοπιστία, διάρκεια μπαταρίας, μεγάλο εσωτερικό όγκο. Μεταξύ των μειονεκτημάτων είναι η μακρά διαδικασία εμβάπτισης, το μεγάλο μέγεθος, η πολυπλοκότητα των συστημάτων πλήρωσης δεξαμενών έρματος.

Οι σύγχρονες προσεγγίσεις για την κατασκευή υποβρυχίων υπαγορεύουν τα βέλτιστα σχήματα κύτους. Η εξέλιξη της φόρμας σχετίζεται πολύ στενά με την ανάπτυξη συστημάτων κινητήρα. Αρχικά, προτεραιότητα είχαν τα σκάφη για επιφανειακή κίνηση με δυνατότητα βραχυπρόθεσμης βύθισης για την επίλυση αποστολών μάχης. Το κύτος αυτών των υποβρυχίων είχε κλασικό σχήμα με μυτερή μύτη. Η υδροδυναμική αντίσταση ήταν πολύ υψηλή, αλλά στη συνέχεια δεν έπαιξε ιδιαίτερο ρόλο.

Τα σύγχρονα σκάφη έχουν πολύ μεγαλύτερη αυτονομία και ταχύτητα, επομένως οι μηχανικοί πρέπει να τη μειώσουν - το κύτος είναι κατασκευασμένο με τη μορφή σταγόνας. Αυτό είναι το βέλτιστο σχήμα για υποβρύχια μετακίνηση.

Μηχανές και μπαταρίες

Στη συσκευή ενός σύγχρονου υποβρυχίου για κίνηση, υπάρχουν μπαταρίες, ηλεκτροκινητήρες και γεννήτριες ντίζελ. Μία φόρτιση μπαταρίας συχνά δεν είναι αρκετή. Το μέγιστο για το οποίο αρκεί μια χρέωση είναι έως τέσσερις ημέρες. Στη μέγιστη ταχύτητα, η μπαταρία ενός υποβρυχίου αποφορτίζεται σε λίγες ώρες. Η επαναφόρτιση πραγματοποιείται με γεννήτρια ντίζελ. Το σκάφος πρέπει να βγει στην επιφάνεια για να επαναφορτίσει τις μπαταρίες.

Χρησιμοποιείται επίσης στο σχεδιασμό ενός υποβρυχίου ντίζελαναερόβιες ή ανεξάρτητες από τον αέρα κινητήρες. Δεν χρειάζονται αέρα. Το σκάφος μπορεί να μην είχε βγει στην επιφάνεια.

Συστήματα κατάδυσης και ανάβασης

Το υποβρύχιο διαθέτει επίσης αυτά τα συστήματα. Για να καταδυθεί, ένα υποβρύχιο, σε αντίθεση με ένα σκάφος επιφανείας, πρέπει να έχει αρνητική άνωση. Αυτό επιτεύχθηκε με δύο τρόπους - με αύξηση του βάρους ή μείωση της μετατόπισης. Για να αυξηθεί το βάρος στα υποβρύχια, υπάρχουν δεξαμενές έρματος που είναι γεμάτες με νερό ή αέρα.

Για κανονική ανάβαση ή κατάδυση, τα σκάφη χρησιμοποιούν πρυμνίες δεξαμενές, καθώς και δεξαμενές πλώρης ή κύριες δεξαμενές έρματος. Χρειάζονται για γέμισμα με νερό για καταδυτικούς σκοπούς και για πλήρωση με αέρα για ανάβαση. Όταν το σκάφος είναι κάτω από το νερό, οι δεξαμενές είναι γεμάτες.

Για τον γρήγορο και ακριβή έλεγχο του βάθους, χρησιμοποιούνται δεξαμενές με έλεγχο βάθους. Ρίξτε μια ματιά στη φωτογραφία της υποβρυχιακής συσκευής. Με την αλλαγή του όγκου του νερού, ελέγχεται η αλλαγή στο βάθος.

Τα κάθετα πηδάλια χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο της κατεύθυνσης του σκάφους. Τα τιμόνια μπορεί να είναι τεράστια στα σύγχρονα αυτοκίνητα.

Συστήματα επιτήρησης

Ένα από τα πρώτα υποβρύχια για μικρό βάθος ελεγχόταν από τα παράθυρα. Επιπλέον, καθώς προχωρούσε η ανάπτυξη, προέκυψε το ζήτημα της σίγουρης πλοήγησης και ελέγχου. Για πρώτη φορά, ένα περισκόπιο χρησιμοποιήθηκε για αυτό το 1900. Στο μέλλον, τα συστήματα αναβαθμίζονταν συνεχώς. Τώρα κανείς δεν χρησιμοποιεί περισκόπια και τα υδροακουστικά ενεργητικά και παθητικά έχουν πάρει τη θέση τους.βυθομετρητές.

Βάρκα μέσα

Μέσα στο υποβρύχιο έχει πολλά διαμερίσματα. Αν δούμε πώς λειτουργεί ένα υποβρύχιο στο παράδειγμα ενός από τα εκθέματα της έκθεσης "Από την ιστορία του ρωσικού υποβρυχιακού στόλου", τότε αμέσως στο πρώτο διαμέρισμα μπορείτε να δείτε έξι σωλήνες τορπίλης πλώρης, μια συσκευή πυροδότησης και εφεδρικό τορπίλες.

Το δεύτερο διαμέρισμα περιλαμβάνει χώρους αξιωματικών και διοικητών, καμπίνα ειδικού σόναρ και αίθουσα αναγνώρισης ραδιοφώνου.

Το τρίτο διαμέρισμα είναι η κεντρική θέση. Σε αυτό το διαμέρισμα, υπάρχουν πολλά διάφορα όργανα και συσκευές για τον έλεγχο της κίνησης, της κατάδυσης, της ανάβασης.

Το τέταρτο είναι μια ντουλάπα για εργοδηγούς, μια γαλέρα, μια αίθουσα ραδιοφώνου. Στο πέμπτο διαμέρισμα υπάρχουν τρεις πετρελαιοκινητήρες χωρητικότητας 1900 λίτρων. Με. καθε. Λειτουργούν όταν το σκάφος είναι πάνω από το νερό. Το επόμενο διαμέρισμα περιέχει τρεις ηλεκτρικούς κινητήρες για υποβρύχια ταξίδια.

Στην έβδομη, τοποθετήθηκαν σωλήνες τορπιλών, συσκευή πυροδότησης, κουκέτες προσωπικού. Μπορείτε να δείτε πώς είναι τοποθετημένο το υποβρύχιο μέσα. Η φωτογραφία θα σας επιτρέψει να εξοικειωθείτε με όλες τις συσκευές και τις θήκες.