От неё и внутри надводных кораблей радости мало - что же говорить о подводных лодках, находящихся на глубине?
Нередко в комментариях возникают дискуссии по различным техническим тонкостям среди знатоков и появляются простодушные вопросы от читателей, напрямую с морскими делами не связанных. Попробуем рассказать о борьбе с водой внутри прочного корпуса понятно для самых неискушённых.
Для начала - каким общим требованиям должны отвечать водоотливные и осушительные системы? В целях живучести этих систем должно предусматриваться наличие как минимум двух насосов. Сразу вопрос - должны ли они быть одинаковыми? Дело в том, что наибольшей производительностью обладают центробежные насосы, но они имеют ограничения по создаваемому давлению. Грубо говоря, пусть такой насос создаёт напор 100 метров водяного столба, а лодка находится на глубине 120 метров. При таких условиях ничего он откачать не сможет.
Зато поршневые насосы при гораздо меньшей производительности могут создавать напор хоть 250, хоть больше метров. Возьмём для примера очень неплохую для своего времени советскую подлодку 613 проекта.
Она могла погружаться до 200 метров. Главный осушительный центробежный насос вертикального типа 6МВх2 имел производительность 180 м3/час при напоре 20 м вод. ст. и 22 м3/ час при напоре 125 м вод.ст. У него было два рабочих колеса. С помощью переключения клапанов можно было настроить насос на параллельную работу этих колёс - большая производительность и меньший напор, или на последовательную - качает меньше, напор выше. Снимков этого насоса на лодке я не нашёл, вот фото с севастопольского склада, где такими насосами торгуют до сих пор:
Только мне кажется, что это насос одной из последних модификаций. Тут ещё такая вещь - если насос центробежного типа не заполнен водой, то ничего засосать он не может, поэтому они снабжаются ещё одним насосом в общем корпусе - вакуумным, который создаёт разрежение в приёмной трубе. Тогда в целом насос называется самовсасывающим. Высота всасывания 6МВх2 до 5 метров. Это имеет большое значение, ведь сам насос не засунешь в трюм, где его может затопить. Вот снимок центрального поста немецкой лодки cерии VII, стрелкой обозначен аналогичный насос:
А это фото из ЦП лодки 613 проекта. Здесь мы видим два насоса, только мне трудно вспомнить, какой из них для чего - последний раз на такой лодке я был в 1972 году.:
Следующий снимок из 7-го отсека этой лодки:
Здесь стрелкой обозначен трюмно-поршневой насос ТП-20/250, на лодке их было два - здесь и в ЦП. Кстати, слева похоже два насоса системы гидравлики, но сейчас речь не о них.
ТП-20/250 качал до 20 кубов час с напором 250 м.вод.ст. и ему было безразлично, заполнен ли при пуске жидкостью приёмный трубопровод или нет - сначала он высасывал воздух, создавая вакуум, а там и жидкость начинала попадать в цилиндры. Я пишу жидкость потому, что в трюме может оказаться не только вода, но и протечки, скажем гидравлического масла.
Расположение трюмных насосов должно обеспечивать откачку воды за борт при дифферентах, достигающих 45°, и создавать напоры, превышающие давление на предельной глубине погружения. И осушительную магистраль и ее арматуру необходимо рассчитывать на давление, соответствующее этой глубине.
А кроме того, схема системы должна предусматривать возможность осушения трюмов и различных цистерн не только за борт, но и в цистерну грязной воды — во избежание демаскировки ПЛ всплывающими на поверхность масляными пятнами;
Для повышения живучести системы главная осушительная магистраль должна быть разделена по длине на несколько частей разобщительными клапанами, что дает возможность использовать одну или несколько ее частей при отключении поврежденных участков.
Схема системы должна обеспечивать использование всех резервных водяных насосов для аварийного осушения отсеков (например, насосов для охлаждения дизелей).
Но не гонять же эти мощные насосы для удаления маленьких протечек? Поэтому в качестве насосов подсушки применяются винтовые самовсасывающие насосы, назначение которых — удаление небольших количеств воды из трюмов и аккумуляторных ям в цистерну грязной воды.
А теперь давайте оценим реальные возможности всей этой техники. Есть подсчёты, которые показывают, что на дизельной подводной лодке на глубине 30 м водоотливные средства справляются с поступлением воды только при пробоине площадью 0,0035 м2 (35 см2), на глубине 120 м — до 7 см2, на глубине 170 м - до 2,7 см2.
Для атомных лодок результаты расчётов более оптимистичные: подача водоотливных средств атомной подводной лодки на глубине 200 м составляет приблизительно 140 м3 в час. На этой глубине погружения такое количество воды поступает через пробоину площадью 10 см2. Ну, там и насосы помощнее. При большей глубине погружения или большей площади пробоины водоотливные средства не справляются с поступающей водой.
Что же делать? В первую очередь, надо уменьшить разницу между давлением внутри лодки и вне её прочного корпуса. Радикальнейшее средство - резко начать всплывать. А если это пока невозможно - создать противодавление в аварийном отсеке, поддувая его сжатым воздухом. Однако и здесь есть определённые сложности.
Для значительного уменьшения количества поступающей в отсек воды необходимо создать в нем давление, близкое к забортному, так как это количество уменьшается пропорционально созданному в отсеке давлению в степени 0,5. Это означает, что, если в отсеке подводной лодки создать противодавление, равное половине забортного, то количество воды, поступающей в единицу времени, уменьшится не в два раза, а примерно на 25—З0%. Для того, чтобы уменьшить поступление воды в два раза, нужно создать противодавление в аварийном отсеке около 0,8 забортного.
Кроме того, внутренние переборки могут быть не рассчитаны на такое давление, а следовательно, необходимо создавать подпор и в смежных отсеках, что кратно увеличивает расход сжатого воздуха. Так что этот приём может быть достаточно эффективным на сравнительно небольших глубинах.
Ну и конечно, о героических картинах с заделыванием пробоин личным составом. Надо самому побывать на подводной лодке, чтобы понять - добраться до пробоины в прочном корпусе, сплошь покрытом изнутри трубопроводами, кабельными трассами, увешанном всевозможными приборами и загороженном механизмами - дело очень непростое. Впрочем, довольно посмотреть приведённые фотографии. Добавлю своё излюбленное помещение - машинное отделение:
Ну, вы поняли. И это ещё не всё. Опять же, известно, что человек способен преодолеть динамический напор струи воды с напором 80-90 кгс. Расчёты же показывают, что без создания соответствующих условий (того же противодавления) пробоину скажем диаметром 6 см на глубине 50 м заделать не представляется возможным.
Так что всплывать, и только всплывать, на приемлемую глубину, а если уж такой возможности нет, то ...
Кстати, об осушительных насосах. А вы в курсе, что это первый механизм, появившийся на судах в истории мореплавания? Об этом я рассказал здесь:
И ещё на схожую тему:
..................................................................................................................................................................
Полный каталог статей журнала здесь