СУДОСТРОЕНИЕ
ВОЕННОЕ КОРАБЛЕСТРОЕНИЕ
2
\
\ \
9 17 26 34 43 51 60
77 85 94 102 111
Рис. 1. Изменение времени разряда АБ при увеличении напряжения на 5%: 1 - и = 214 В; 2 - иакк = 204 В
Рис. 2. Влияние повышения напряжения на показатели ЭЭС:
□ — стандартное напряжение; И — повышенное напряжение
энергоемкость увеличивается. Повысив напряжение на АБ в два раза, можно увеличить энергоемкость АБ в режиме полного хода почти на 50%, не изменяя при этом объемов АБ. Представленный на рис. 1 график подтверждает то, что с увеличением напряжения на 5% время движения ДЭПЛ в часовом режиме разряда увеличивается на 15%.
Повышение напряжения позволяет также снизить на 3—5% потери в кабельных трассах. Одновременно возможно снижение массогаба-ритных характеристик СЭД и ее тепловыделений, повышение КПД и исключение контакторов, обеспечивающих в настоящее время переключение групп АБ с параллельного соединения на последовательное и обратно.
Повышение напряжения в основной силовой сети за счет увеличения количества групп АБ, соединенных последовательно, обеспечивает снижение установившихся значений токов КЗ почти в два раза. Преимущества использования повышенного напряжения в основной силовой сети иллюстрирует рис. 2.
На основании анализа возможных направлений достижения максимальной эффективности можно рекомендовать следующие основные принципы построения ЭЭС:
1. Система электродвижения должна строиться на базе вентильных ГЭД с постоянными магнитами.
2. В перемычках между бортами следует устанавливать быстродействующие выключатели нового типа.
3. Потребители электроэнергии должны получать электропитание от основной силовой сети постоянного тока.
4. При нахождении ДЭПЛ в море заряжать АБ необходимо только на ускоренных режимах.
5. Для преобразования электроэнергии должны использоваться только статические преобразователи.
6. В составе электромеханизмов необходимо применять только регулируемые электроприводы вентильного типа.
7. В сетях освещения следует устанавливать люминесцентные лампы с питанием непосредственно от основной силовой сети постоянного тока.
8. Напряжение в основной силовой сети должно быть до 600 В.
О НЕКОТОРЫХ СИСТЕМАХ ИСКАЖЕНИЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ПОЛЯ КОРАБЛЯ
К. Я. Абдулов (ГУП ЦМКБ «Алмаз») УДК 621-83(1-81):629.5.035:629.585
Как известно, движущийся корабль можно рассматривать как физическое тело, присутствие которого в водном пространстве может быть зафиксировано по изменению состояния морской среды. И качественно, и количественно происходящие изменения обычно описываются с помощью понятия поля, определяющего структуру и величину этих изменений (или возмущений). Характер полей может быть весьма разнообразным. Это могут быть гидродинамическое, акустическое, магнитное, электромагнитное, гравитационное, тепловое и другие
поля, и большинство из них используется для построения замыкателей неконтактных мин.
Работы по изучению физических полей корабля и выработке мероприятий по их снижению начались на отечественном ВМФ еще в довоенный период, но особое внимание этому вопросу стало уделяться после 1955 г. Планом работ по защите кораблей от неконтактного минного оружия, основанного на использовании различных физических полей, утвержденным постановлением Совета Министров СССР, было предусмотрено выполнение 43 тем в течение 1958—1961 гг.
Цель данной статьи — довести до читателя краткую информацию о той работе, которая была проделана судостроителями в конце 50-х — начале 60-х годов в области снижения гидродинамического поля тральщиков, в частности, с помощью различного типа подводных крыльев и заглубленных дисков, буксируемых кораблем.
В общем понимании гидродинамическое поле корабля обусловлено тем, что движение корабля вызывает изменения скорости в различных точках окружающей его жидкости, сопровождающиеся перераспределением давлений. При этом в носовой и кормовой областях образуются зоны повышенного (по сравнению с гидростатическим) давления, а между ними заключается зона пониженного давления.
Идея использования подводных крыльев и заглубленных дисков осно-
ВОЕННОЕ КОРАБЛЕСТРОЕНИЕ
СУДОСТРОЕНИЕ
Рис. 1. Схема расположения системы вертикальных крыльев на тральщике:
1 — поплавок; 2 — крыло с баллером; 3 — поворотное устройство; 4 — площадка под поворотное устройство; 5 — леерное ограждение; 6 — детали буксирного устройства; 7 — буксирный трос
вана на создании под днищем корабля и по его траверзам гидродинамического поля, обратного по знаку полю, создаваемому самим кораблем. Рассмотрим некоторые системы подобной защиты корабля, прошедшие полный цикл разработки вплоть до натурных испытаний.
Система вертикальных крыльев. Принцип ее работы основан на том, что вертикальное крыло, движущееся под определенным углом атаки, создает гидродинамическое поле, которое может быть рассчитано по формуле ЦАГИ.
Это гидродинамическое поле будет отрицательным на нагнетающей поверхности крыла и положительным на засасывающей. В этом случае положительные давления уменьшают поле разрежений между кораблем и крыльями, а за крыльями увеличивают поле разрежений от корабля, т. е. в определенном диапазоне траверсных расстояний за крыльями будут возможны участки разрежений, достаточные для срабатывания гидродинамического замыкателя мины.
В 1953 г. конструкторы ЦКБ-363 (впоследствии Западное ПКБ, ныне вошедшее в ЦМКБ «Алмаз») на основании опытов и теоретических исследований, проведенных в филиале ЦАГИ после войны, разработали инициативный проект системы вертикальных крыльев применительно к тральщику пр. 254К. В 1954 г. решением Морской физической секции при прези-
диуме АН СССР этот проект был одобрен для разработки рабочих чертежей макета системы с некоторыми уточнениями по величине и времени действия поля разрежений для различных глубин моря.
Конструктивно макет представлял собой систему шести вертикальных крыльев, расположенных по три с каждого борта корабля на определенном расстоянии от него (рис. 1). Крылья поддерживались на плаву понтонами, сквозь которые проходили баллеры. Конструкция баллера была принята неразъемной с крылом как более простая в изготовлении и надежно соединяющая крыло с понтоном.
У каждого баллера на понтонах располагались поворотные устройства, позволявшие изменять установленный угол атаки в пределах ±5о.
Буксировка крыльев выполнялась при помощи гибких тросов, крепящихся к кораблю в двух точках. Рымы для крепления буксирных тросов предусматривались для двух вариантов расположения понтонов относительно миделя корабля: в районе миделя либо смещенные от миделя в нос корабля на 0,1 длины (в связи с некоторым смещением максимального разрежения в нос у корабля пр. 254К).
Основные характеристики макета системы, предъявленной на натурные испытания, были следующими: размах (длина) крыла 8 м; хорда крыла 2,5 м; профиль крыла —
NACA-0012; угол атаки 12о; расстояние между крыльями 6 м; отстояние крыльев от ДП корабля 25—45 м (в зависимости от глубины моря). Длина понтона составляла 21, а диаметр — 1,9 м.
С целью испытаний макета системы крыльев меньшей длины, конструкция крыла была выполнена разъемной — из частей длиной 5 и 3 м, при этом 5-метровая часть крыла примыкала к понтону.
Натурные испытания тральщика пр. 254К с макетом системы вертикальных крыльев проводились в декабре 1957 г. — январе 1958 г. в бухте Хара-Лахт под Таллином.
Программой, разработанной ЦКБ-363 по согласованию с ныне I ЦНИИ МО РФ, ЦАГИ и ЦНИИ им. академика А. Н. Крылова, предусматривались следующие этапы: ходовые испытания по отработке устойчивости хода макета системы, определение максимальной скорости хода, маневренных и мореходных качеств корабля с макетом, измерение придонного гидродинамического поля корабля, проверка эксплуатационных качеств макета (удобство постановки и уборки, поведение отдельных узлов системы на ходу корабля) и оценка влияния макета на магнитное и гидроакустическое поля корабля.
Испытания проводились междуведомственной комиссией в составе К. Я. Абдулова и В. Т. Маслия (ЦКБ-363), М. Г. Щегловой, Н. С. Червяко-ва (ЦАГИ), Н. К. Зайцева (I ЦНИИ
СУДОСТРОЕНИЕ
ВОЕННОЕ КОРАБЛЕСТРОЕНИЕ
ггттттпгеп
! ¡Ш :
/ , ••'Л Р^ 1 1.
60 58 56 & 7 52 50 48 46
350 450 550 580
9,8/4,9 12,3/6,4 14,1/7,2 15,0/7,6
К'' 5 1
1 : 1
Рис. 2. Система «горизонтальное крыло»:
1 — крыло (средняя часть); 2 — крыло (концевая часть); 3 — стойка; 4 — цапфы; 5 — крыла; 6 — верхняя опора стойки; 7 — оттяжка; 8 — кожух средней части крыла; 9 -жух концевой части крыла; 10 — гидроцилиндр поворота стойки; 11 — крепление по-походному
МО), Г. Н. Иванова (ЦНИИ им. академика А. Н. Крылова), Н. С. Вершовско-го (Техническое управление ВМФ) под руководством начальника штаба 94 КБТР 19 ДИОВР Н. Ф. Белова.
Результаты натурных испытаний макета подтвердили принципиальную возможность защиты корабля от гидродинамических мин с помощью вертикальных крыльев. Были также определены углы атаки крыльев, обеспечившие (в отличие от расчетных) устойчивость хода макета; установлено отсутствие влияния макета на магнитное и гидроакустические поля корабля; отмечены удовлетворительные маневренные качества и практическое отсутствие бортовой качки (при 3—4-балльном волнении) корабля с макетом.
Однако, как любое средство пассивной защиты кораблей, система вертикальных крыльев имела ряд существенных недостатков, главным из которых считалась требуемая большая мощность для их буксировки. Можно сказать, что для буксировки системы затрачивалась практически вся мощность энергетической установки, что исключало возможность буксировки тралов — основного вооружения корабля.
При использовании системы вертикальных крыльев скорость хода корабля зависела от частоты вращения главного двигателя (ГД):
Скорость хода Полнота вращения тральщика пр. 254К ГД, об/мин (без макета/с
макетом), уз
Вторым существенным недостатком системы являлись ее боль-
шие габариты и осадка,что не только ухудшало эксплуатационные качества, но и повышало опасность подрыва корабля на контактных як
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.