Цистерна главного балласта
Цистерна главного балласта (сокр. ЦГБ) — специальные водонепроницаемые конструкции в устройстве подводной лодки, предназначенные для изменения её плавучести с целью погружения, всплытия и удержания корабля в заданном положении[1]. ЦГБ являются фундаментальным элементом системы погружения и всплытия субмарины. Именно заполнение этих цистерн водой или вытеснение её сжатым воздухом обеспечивает переход лодки из надводного положения в подводное и обратно, а также на перископную глубину.
Устройство и расположение ЦГБ
Конструктивно цистерны главного балласта делятся на две основные группы в зависимости от архитектурного типа подводной лодки:
- У однокорпусных лодок:
ЦГБ располагаются внутри прочного корпуса. Такая компоновка уменьшает габариты корабля, но отнимает полезный внутренний объём и усложняет конструкцию.
- У двухкорпусных лодок:
ЦГБ вынесены за пределы прочного корпуса и находятся в пространстве между прочным и лёгким корпусами. Это наиболее распространённая схема, обеспечивающая большой запас плавучести (до 30%) и защищающая прочный корпус от лёгких внешних повреждений.
Каждая цистерна главного балласта оснащается двумя ключевыми элементами арматуры:
- Клапаны вентиляции (КВ): Располагаются в самой верхней части цистерны. Служат для выпуска воздуха при погружении.
- Кингстоны или шпигаты: Располагаются в самой нижней части цистерны. Служат для приёма или удаления забортной воды. На многих исторических и современных субмаринах вместо подвижных кингстонов используются постоянно открытые отверстия — шпигаты. В этом случае вода не выливается из цистерны на поверхности только за счёт «воздушного мешка» при закрытых клапанах вентиляции.
Процесс погружения
Основная статья: Вентиляция ЦГБ
Для перехода подводной лодки с поверхности на глубину необходимо погасить её запас плавучести, заполнив ЦГБ забортной водой. Этот процесс называется вентиляцией:
- Действие:
По команде «Погружение!» (или «Срочное погружение!») гидравлические или пневматические приводы открывают клапаны вентиляции в верхней части цистерн.
- Физика процесса:
Воздух, запертый внутри ЦГБ, под давлением поступающей снизу воды стремительно выходит в атмосферу (или внутрь лёгкого корпуса) через открытые КВ. С характерным шумом и свистом вода полностью заполняет объём цистерн.
- Результат:
Запас плавучести лодки уменьшается практически до нуля (остаётся сотые доли процента, регулируемые цистернами вспомогательного балласта), и корабль погружается под воду.
Процесс всплытия (Продувание ЦГБ)
Для возвращения лодки в надводное положение воду из цистерн необходимо вытеснить, вернув внутрь воздух. Этот процесс называется продуванием:
Продувание сжатым воздухом высокого давления (ВВД)
Основной способ экстренного или оперативного всплытия.
- Принцип:
Из специальных стальных баллонов, где воздух хранится под огромным давлением (до 200–400 атмосфер), ВВД подаётся через коллекторы в верхнюю часть ЦГБ.
- Физика процесса:
Расширяющийся воздух создаёт мощное давление на зеркало воды внутри цистерны и буквально выталкивает её наружу через нижние кингстоны или шпигаты.
- Особенности:
Способ требует секундного времени и работает на любой глубине, но расходует незаменимый запас сжатого воздуха, который можно восполнить только на поверхности с помощью дизельных компрессоров.
Продувание воздухом низкого давления (ВНД) или выхлопными газами
Экономичный способ, применяемый для окончательного осушения цистерн.
- Принцип:
Когда лодка уже показала из-под воды рубку и верхнюю часть корпуса за счёт частичного продувания ВВД, запускаются турбокомпрессоры низкого давления или выхлопные газы работающих дизелей перенаправляются прямиком в ЦГБ.
- Особенности:
Позволяет полностью осушить балласт и сберечь дорогостоящий сжатый воздух высокого давления, но может применяться только тогда, когда лодка уже частично всплыла.
Особенности распределения балласта
ЦГБ никогда не проектируются как одна сплошная ёмкость. Они разделены на изолированные группы по длине корабля (носовая, средняя и кормовая группы). Это необходимо для:
- Управления дифферентом:
Заполняя или продувая концевые цистерны неравномерно, командир может искусственно задирать нос или корму лодки (создавать дифферент) для ускорения погружения или всплытия.
При повреждении лёгкого корпуса или аварии в одной из цистерн, остальные группы ЦГБ сохраняют герметичность и позволяют удержать корабль на плаву.
- Контроля средней группы:
Центральные цистерны (так называемый «отрывной балласт» или цистерны быстрого погружения) часто используются для компенсации резких изменений веса лодки, например, при залповом пуске торпед, когда субмарина мгновенно теряет несколько тонн веса и стремится бесконтрольно всплыть.
См. также
- ↑ Военно-морской словарь / Чернавин В. Н. — М.: Воениздат, 1990. — С. 468.
Литература и источники информации
Литература
- Прасолов С. Н., Амитин М. Б. Устройство подводных лодок. — М.: Воениздат, 1973. — 312 с.
- Бондаренко В. А., Лихачев В. Н. Устройство и описание систем подводных лодок. — Л.: ВВМУПП имени ЛКСМ РФ, 1984.
- Игнатьев Э. П. Надводный корабль и подводная лодка: элементы теории, устройство и живучесть. — Владивосток: ТОВВМУ, 2001. — 180 с.
Интернет-источники
- Справочник по кораблестроению и флоту — Flot.com — технические описания конструкций подводных лодок и систем погружения/всплытия.