Изобретена подводная лодка на электроприводе

научная статья по теме РАЗВИТИЕ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПОДВОДНЫХ ЛОДОК (В ПОРЯДКЕ ОБСУЖДЕНИЯ) Машиностроение

Цена:

Авторы работы:

Научный журнал:

Год выхода:

Текст научной статьи на тему «РАЗВИТИЕ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПОДВОДНЫХ ЛОДОК (В ПОРЯДКЕ ОБСУЖДЕНИЯ)»

РАЗВИТИЕ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПОДВОДНЫХ ЛОДОК

(В порядке обсуждения)

Б. В. Никифоров (ЦКБ МТ

Применявшиеся на подводных лодках (ПЛ) 1-го поколения электроприводы можно охарактеризовать следующим образом: подавляющая их часть была представлена коллекторными двигателями постоянного тока (ДПТ), исключение составляли единичные агрегаты, приводимые в действие асинхронными двигателями переменного тока.

Благодаря хорошим регулировочным характеристикам, высоким значениям пускового момента, простоте управления, ДПТ нашли широкое применение в приводах различной мощности с большим диапазоном регулирования частоты вращения.

Основной недостаток ДПТ — наличие щеточно-коллекторного узла, осуществляющего коммутацию секций якорной обмотки, работа которого, особенно при больших нагрузках и реверсе, сопровождается искрением, что вызывает повышенный износ коллектора, выгорание щеток, появление электромагнитных помех.

Комплекс мер, направленных на улучшение условий коммутации, таких как применение дополнительных полюсов, использование специальных компенсационных обмоток, увеличение числа коллекторных пластин, приводило к усложнению конструкции ДПТ, ухудшению его массогабаритных показателей, не обеспечивая полного устранения указанных явлений.

Кроме того, наличие щеточно-коллекторного узла обуславливает необходимость периодического обслуживания ДПТ в процессе эксплуатации, в том числе чистки двигателя от графитовой пыли, замены изношенных щеток, «продороживания» коллектора, что ухудшает эксплуатационные характеристики привода. Наличие скользящего контакта и работа щеточно-колле-кторного узла ухудшают и виброакустические характеристики (BAX). Для ДПТ большой мощности с удовлетворительным КПД изменять частоту вращения возможно только путем регулирования питающего напряжения, что требует использования дополнительного оборудования, например регуляторов напряжения.

Эти причины привели к сдаче позиций электроприводов постоянного тока (по зарубежным данным к 2000г. их доля в общем объеме производства регулируемых электроприводов составит не более 15%) электроприводам переменного тока.

Электроприводы различных типов, применяемые на ПЛ 2-го и 3-го поколений, принципиальных отличий не имеют и могут быть охарактеризованы следующим образом: абсолютное большинство двигателей представляет собой нерегулируемые одно-скоростные асинхронные двигатели (АД); ДПТ используются только в электромашинных преобразователях, пусковом оборудовании, системе вентиляции аккумуляторной батареи и некоторых единичных агрегатах; регулируемый электропривод представлен в основном двухскоростными АД.

Основное достоинство АД с коротко-замкнутым ротором — достаточно простая конструкция, высокая надежность, сравнительно хорошие массогабаритные характеристики. Применение таких двигателей целесообразно в приводах, не требующих регулирования частоты вращения от источника переменного тока. Для плавного изменения частоты вращения практически применим только метод частотного регулирования. Этот метод удалось реализовать с развитием полупроводниковой техники, что позволило несколько сгладить один из принципиальных недостатков этого двигателя. Но необходимость применения преобразователя частоты по существу сводит на нет все преимущества собственно двигателя, так как общие массогабаритные характеристики и КПД системы получаются невысокими.

АД с фазным ротором обеспечивают возможность регулирования частоты вращения регулировочными сопротивлениями, вводимыми в цепи обмотки ротора с помощью щеточного контакта через контактные кольца, что также может обеспечить при пуске достаточную величину пускового момента. Однако появление скользящего контакта приводит к усложнению конструкции ротора, снижению его надежности, повышению уровня шумов и вибраций. Кроме того, метод регулирования с помощью сопротивлений ухудшает КПД двигателя. При больших скольжениях (при малых оборотах) двигатель работает плохо — значительно снижается cosф, увеличивается потребляемый ток. Другой недостаток АД — уменьшенные пусковой и максимальный моменты — обусловлен принципом действия и неустраним.

Опыт эксплуатации ПЛ 2-го и 3-го поколений подтвердил высокие эксплуатационные качества асинхронного электропривода:

Результаты экспертной оценки по показателям качества регулируемых

электроприводов различных типов

Показатель ДПТ АД ВДПМ РИД

Электронный преобразователь + — — 0

Элементы управления + — 0 0

Пульсации скорости и момента + 0 + —

Электромагнитная совместимость + — + 0

Надежность — 0 0 +

Примечание. Знаки «+» и «-» соответствуют лучшему и худшему, а 0 — среднему значениям.

высокую надежность, низкую стоимость, простоту технического обслуживания, надежность пускорегули-рующей аппаратуры, большой моторесурс, хорошие массогабаритные показатели.

Следует отметить, что использование в качестве приводных двигателей асинхронных машин имеет также и отрицательные стороны: сложность регулирования частоты вращения привода; высокую чувствительность АД к колебаниям и искажениям кривой напряжения питающей сети, причем последнее существенно сказывается на ухудшении ВАХ; худшие, чем у двигателей постоянного тока, ВАХ; низкие пусковые характеристики (для АД нормального исполнения). Но можно с уверенностью предположить, что и в будущем в основе нерегулируемого (по частоте вращения) электропривода останется по-прежнему АД с простейшими средствами управления.

Для современных ПЛ требуется в основном регулируемый электропривод. На ПЛ работа привода постоянного тока осложняется колебаниями напряжения аккумуляторной

батареи. По этой причине электродвигатели для вспомогательных механизмов приходилось выбирать с большим запасом по мощности, из-за чего в основных режимах эксплуатации они оказывались недогруженными и работали с невысокой эффективностью (коэффициент использования 0,3—0,4).

Важно отметить, что питание электропривода постоянным током имеет, с точки зрения уровней ВАХ и КПД, предпочтение перед питающей бортовой сетью переменного тока, так как сужает электромагнитный спектр вследствие исключения из состава электропривода индивидуального выпрямителя и вызываемых его работой пульсаций напряжения и соответствующих потерь энергии.

С учетом условий экономичности, возможности питания разного рода током и повышенныхтребова-ний в части эксплуатационных, мас-согабаритных и виброакустических

характеристик в настоящее время из перспективных направлений развития регулируемого электропривода применительно к заказам ВМФ можно выделить вентильные двигате-

ли с постоянными магнитами (ВДПМ) и реактивные двигатели (РИД) индукторного типа (табл. 1, 2).

Вентильный двигатель представляет собой систему, в которой объединены бесконтактная электрическая машина с обмоткой якоря на статоре и магнитными полюсами на роторе и полупроводниковый управляемый инвертор, обеспечивающий при движении ротора синхронную с его движением коммутацию тока в якорной обмотке.

Бесконтактные электрические машины по способу создания магнитных полюсов на роторе могут иметь различные варианты, но наибольший интерес представляет ВДПМ. По принципу действия и устройству якоря с коллектором ВДПМ не отличаются от ДПТ с электромагнитным возбуждением. Различие заключается в устройстве неподвижных магнитных систем, включающих в себя постоянные магниты, создающие исходное магнитное поле.

В вентильном двигателе отсутствуют пульсации электромагнитного момента, вызываемые в АД асимметрией напряжения и тока по фазам. Пульсации электромагнитного момента, вызываемые работой коммутатора, можно уменьшить по амплитуде и увеличить по частоте, что улучшает спектрограмму вибрации двигателя и позволяет эффективно использовать систему амортизации.

Моменты «залипания» между индуктором и якорем, вызванные зубцовой структурой якоря, можно существенно уменьшить за счет повышенного рабочего зазора при использовании высокоэнергетических магнитов, при этом уменьшается и влияние технологических отклонений.

Обеспечение повышенного рабочего зазора открывает возможность применения амортизированных узлов с повышенной податливостью и позволяет уменьшить подшипниковые вибрации.

Таким образом, ВДПМ имеет следующие преимущества: отсутствие потерь на возбуждение; повышенное сопротивление к высшим гармоникам; высокие перегрузочную способность и пусковой момент; хорошие массогабаритные показатели и управляемость; высокий КПД; облегченные условия охлаждения. К недостаткам относятся высокая стоимость и технологические трудно-

Энергетические и массогабаритные показатели приводов

Показатель ДПТ АД ВДПМ РИД

Мощность, кВт 5,5 5,0 3,0 5,5

Удельный объем, дм3/кВт 18 17,5 14 12

Удельная масса, кг/кВт 28 30 24 20

КПД, % 80 82 89 90

сти при изготовлении постоянных магнитов.

ВДПМ представляется наиболее перспективным для создания систем электродвижения, обеспечивающих все требуемые режимы движения ПЛ: пуск, ход, реверс, торможение во всем рабочем диапазоне частот вращения при сохранении высокого КПД.

РИД не имеет обмотки возбуждения на роторе явно полюсного исполнения (рисунок). Вращающий момент создается за счет разности магнитных проводимостей ротора по продольной и поперечной осям: явно выраженные полюсы ротора стремятся занять положение, при котором магнитное сопротивление для потока является минимальным. При этом появляются тангенциальные силы и момент, вращающий ротор синхронно с полем.

Считалось, что сфера применения РИД ограничивается низкими частотами вращения. Создание высокоэффективных электроприводов,

Реактивный индукторный двигатель

рассчитанных на различные мощности и частоты вращения, на основе предельно простого по конструкции электромеханического преобразователя (отсутствие обмоток на шихто-ваном зубчатом роторе при простых сосредоточенных обмотках на статоре) стало возможным в связи со зна

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.

«Минога»: первая в мире дизель-электрическая подводная лодка

20 сентября 2018 года в Санкт-Петербурге на воду была торжественно спущена новая дизель-электрическая подводная лодка проекта 677 «Кронштадт». За сто лет до этого – 11 октября 1908 года в Петербурге спускали на воду первую не только в России, но и в мире дизель-электрическую подводную лодку – это была субмарина проекта «Минога». Эта лодка, оснащенная дизельным двигателем, стала прародительницей всех дизель-электрических субмарин отечественного флота.

Дизель-электрическая подводная лодка (ДЭПЛ) – это субмарина, оснащенная дизельным двигателем для надводного хода и электромотором, предназначенным для движения под водой. Первые подобные лодки были созданы в самом начале XX века, когда промышленность смогла представить сравнительно совершенные дизельные двигатели, которые быстро вытеснили из области подводного судостроения керосиновые и бензиновые моторы, а также паровые установки, которые применялись конструкторами ранее.

Переход к двойной схеме двигателей позволил подводным лодкам достичь высокого уровня автономности плавания (во время Первой мировой войны автономность лодок уже измерялась тысячами миль) и существенного времени хода под водой (не менее 10 часов экономическим ходом). Немаловажным было и то, что исчезала опасность взрыва паровых котлов или бензиновых паров, что превращало подводные лодки в действительно грозную боевую силу и стало причиной развития данного вида вооружений и их широкого применения. На протяжении с 1910 по 1955 годы все существующие подводные лодки (за некоторым редким исключением) строились именно по дизель-электрической схеме.

Первая дизель-электрическая подводная лодка «Минога»

Опыт применения подлодок в Русско-японской войне продемонстрировал, что субмарины небольшого водоизмещения могут использоваться лишь в прибрежных районах. Поэтому Главный морской штаб пришел к выводу о том, что в составе российского флота необходимо иметь подводные лодки двух типов – прибрежные, водоизмещением до 100-150 тонн и крейсерские, предназначенные для действия в открытом море и имеющие водоизмещение около 350-400 тонн.

Уже в 1905 году русский корабельный инженер и механик Иван Григорьевич Бубнов разработал два проекта подлодок, водоизмещением 117 и 400 тонн. Субмарины, построенные по этим проектам, получили в будущем названия Минога (малая лодка) и Акула (большая лодка). Обе подлодки Морской технический комитет (МТК) отнес к «опытным». Их постройка должна была послужить самостоятельному развитию российского подводного судостроительства.

Закладка подводной лодки «Минога» на стапеле Балтийского завода состоялась 6 сентября 1906 года. Постройка субмарины велась при непосредственном руководстве работами Бубновым. В историю подводного кораблестроения данная лодка навсегда вошла как первая в мире подлодка с дизельной силовой установкой. Два дизельных двигателя для субмарины были построены в Петербурге на заводе Нобеля (сегодня это завод «Русский Дизель»), на котором к тому моменту уже был накоплен достаточно большой опыт постройки таких двигателей. В то же время при постройке дизелей для лодки завод встретился с большим количеством непредвиденных трудностей. Особенно при изготовлении реверсивного устройства, которое впервые было создано в нашей стране для двигателей данного типа.

Непредвиденные трудности, возникшие на заводе Нобеля, задержали готовность дизелей, первый из них был сдан только в июле 1908 года, а второй – в октябре того же года. Также к задержке строительства субмарины привела и неготовность главного электродвигателя, за сборку которого отвечал завод «Вольта» в Ревеле (сегодня Таллин). В довершение ко всему, в ночь на 21 марта 1908 года при пожаре была целиком уничтожена уже собранная и принятая аккумуляторная батарея, произведенная заводом «Травайль Электрик де Мэто» в Париже.

Спуск новой подводной лодки на воду состоялся 11 октября 1908 года. 23 октября 1908 года «Минога» впервые вышла в Морской канал, правда, всего под одним дизелем и электромотором, второй дизельный двигатель на лодке на тот момент еще не установили. 7 ноября того же года субмарина первый раз погружалась в Неву у причальной стенки Балтийского завода. По результатам экспериментального погружения было принято решение об оснащении подлодки свинцовым килем для увеличения балласта. Весь следующий год ушел на проведение работ по доработке лодки и ее испытания, в том числе выполнение торпедных стрельб. Рекомендации от МТК о приемке подводной лодки «Минога» в состав флота были получены 31 октября 1910 года.

Подводная лодка «Минога» была дальнейшим развитием субмарин русского типа «Касатка», для которых характерным было расположение цистерн главного балласта в легких оконечностях, вне прочного корпуса лодки. Балластная система «Миноги» отличалась от предшественниц: помимо двух цистерн главного балласта в оконечностях лодки имелись также палубные цистерны – кормовая и носовая, находящиеся рядом с рубкой. Цистерны главного балласта заполнялись при помощи специальных центробежных помп, а палубные заполнялись самотеком. При незаполненных палубных цистернах лодка могла ходить в позиционном положении (на поверхности оставалась только рубка) при волнении моря до 3-4 баллов. Ко всем балластным цистернам лодки был подведен воздух высокого давления, с помощью которого можно было продуть водяной балласт из цистерн на любой глубине.

Прочная средняя часть корпуса подводной лодки «Минога» была образована из кольцевых шпангоутов углового сечения 90х60х8 мм, расположенных один от другого на расстоянии 33 см и образующих геометрически правильное тело с уменьшением диаметра от середины к оконечностям лодки. Толщина обшивки корпуса достигала 8 мм. От концевых цистерн средняя часть корпуса подводной лодки отделяется сферическими прочными переборками толщиной 8 мм. Сверху на корпусе лодки была приклепана прочная рубка, имеющая овальную форму и изготовленная из маломагнитной стали. Прочный корпус лодки был рассчитан на рабочую глубину погружения – около 30 метров, предельную – до 50 метров.

В носовой оконечности однокорпусной субмарины были расположены два 450-мм трубчатых торпедных аппарата, подобные аппараты на русской подводной лодке применялись впервые (на субмаринах типа «Дельфин» и «Касатка» использовались решетчатые поворотные торпедные аппараты системы Джевецкого). Стрельба залпом из двух торпедных аппаратов была невозможна. В носовой части прочного корпуса «Миноги» находилась аккумуляторная батарея, которая состояла из двух групп по 33 элемента в каждой. Между группами элементов аккумуляторной батареи располагался проход, предназначенный для обслуживания аккумуляторов. Под полом прохода находилось 6 воздухохранителей запаса воздуха высокого давлений, а также один воздухохранитель для стрельбы 450-мм торпедами.

В носовом отделении лодки находился также якорный электродвигатель с приводом, выведенным на верхнюю палубу. На правом борту «Миноги» был расположен злектрокомпрессор для пополнения запаса сжатого воздуха. На левом борту находился электронасос. Также в носовой части субмарины был расположен торпедопогрузочный люк с прочной крышкой, которая закрывалась изнутри лодки. Через данный люк на борт лодки можно было грузить не только торпеды, но и аккумуляторные батареи, различное оборудование и предметы снабжения.

Аккумуляторная батарея закрывалась настилом, который одновременно служил полом помещения. На бортах подлодки над аккумуляторами располагались ящики для вещей команды, причем их можно было поднимать на петлях, чтобы получить доступ к аккумуляторам. В опущенном положении данные ящики образовали вдоль бортов лодки ровную площадку, которая могла использоваться для отдыха членами экипажа свободными от вахты.

В центральном посту лодки под рубкой по бортам были выгорожены две небольших каюты для командира и его помощника. Кормовыми перегородками этих кают служили стенки топливных цистерн, расположенных по бортам лодки. Экипаж субмарины состоял из 18 человек, в том числе двух офицеров. В центральном посту находились вентиляторы судовой вентиляции – вытяжной и вдувной, а также батарейной, предназначенной для вентилирования аккумуляторной ямы.

В рубке лодки имелось пять иллюминаторов, которые позволяли визуально наблюдать за окружающей обстановкой. Здесь же в верхней части был размещен прочный колпак с четырьмя иллюминаторами, его крышка служила входным люком на подлодку. Для наблюдения за местностью в подводном положении в рубке были установлены два оптических прибора – перископ и клептоскоп. Клептоскоп отличался от перископа тем, что при вращении его окуляра наблюдатель оставался на месте, не меняя своего положения относительно горизонта. В условиях крайней стесненности небольшой рубки это было достаточно важно.

Для управления субмариной в горизонтальной плоскости использовался обычный вертикальный руль с валиковым приводом и штурвалами, один из которых располагался на верхнем мостике и предназначался для управления «Миногой» в надводном положении, а второй был установлен в рубке для управления лодкой при подводном ходе. Управление подлодкой в вертикальной плоскости производилось при помощи двух пар горизонтальных рулей, расположенных на носу и корме лодки.

На «Миноге» два дизельных двигателя мощностью по 120 л. с. каждый были установлены в одну линию, они работали на один гребной винт. Двигатели соединялись между собой с помощью разобщительной фрикционной муфты. Точно такой же муфтой кормовой дизельный двигатель соединялся с гребным электродвигателем, а тот, в свою очередь, соединялся с гребным валом с помощью кулачковой муфты. Использованная схема силовой установки предполагала, что на гребной винт лодки могли работать: один электродвигатель мощностью 70 л.с., один кормовой дизельный двигатель мощностью 120 л.с. или оба дизельных двигателя мощностью 240 л.с. Возможность подачи трех разных мощностей на один общий гребной винт потребовала от конструктора устройства на лодке гребного винта с регулируемым шагом. Привод изменения шага винта был расположен внутри пустотелого гребного вала внутри подводной лодки, где находилось винтовое устройство для поворота лопастей гребного винта. Эксплуатация подводной лодки продемонстрировала, что данный привод ослабевал от сотрясений и вибраций, особенно при плавании в штормовую погоду; происходило уменьшение шага винта, что создавало для команды много трудностей и неудобств при необходимости поддержания постоянной скорости хода субмарины.

23 марта 1913 года, совершая пробное погружение после зимней стоянки, «Минога» чуть не погибла вместе с экипажем возле Либавы. Возле либавского маяка с лодки передали конвоирующему портовому катеру, что собираются погрузиться. Передав сигнал, боцман свернул семафорные флажки в трубочку и засунул их под настил мостика рубки. Сделал он это крайне неудачно, флажки попали в клапан шахты судовой вентиляции, который в тот момент был открыт. При подготовке субмарины к погружению закрывавший клапан старшина Минаев не обратил внимания на то, что клапан не закрылся, так как этому мешали семафорные флажки. Возможно, он просто не обратил внимания на то, что вентиляционный клапан работал туго и не закрылся до конца, списав это на особенность подлодки.

В результате при погружении «Минога» начала набирать воду через полуоткрытый клапан вентиляции. Вода поступала в машинное отделение, а лодка получила отрицательную плавучесть и затонула на глубине примерно 11 метров. При этом с лодки выпустили аварийный буй, который заметили на катере, что и поспособствовало началу спасательной операции. На место прибыл мощный 100-тонный портовый кран, миноносцы, буксир с водолазами, офицеры и матросы – слушатели Учебного отряда подводного плавания. В результате через 10 часов после затопления удалось поднять корму лодки на поверхность и через кормовой люк провести эвакуацию экипажа. Все подводники находились в полуобморочном состоянии, так как надышались парами хлора и кислоты из залитых водой аккумуляторных батарей. Весь экипаж был госпитализирован в больницу с отравлением, но погибших не было.

В годы Первой мировой войны полностью отремонтированная к тому времени лодка принимала активное участие в боевых действиях. В 1915 году при очередном ремонте ее вооружение было дополнено 37-мм пушкой, которую установили на корме лодки. Всего «Минога» совершила 14 боевых походов, однако результатов не достигла. При этом саму лодку несколько раз атаковали корабли противника. К примеру, летом 1915 года подлодка, благодаря грамотным действиям машинного старшины Г. М. Трусова, смогла спастись от тарана. За это он 29 октября 1915 года был награжден Георгиевским крестом 4-й степени.

Осенью 1917 года «Минога» вместе с четырьмя подводными лодками типа «Касатка» прибыла в Петроград для прохождения капитального ремонта. Здесь лодку застали революционные события, ремонт был отложен на неопределенный срок. Все лодки были в январе 1918 года сданы для хранения в порт. О них вспомнили только летом 1918 года, когда советскому правительству потребовалось усилить Каспийскую военную флотилию из-за действий интервентов. Лодки отремонтировали и железнодорожным транспортом перебросили в Саратов, откуда они своим ходом дошли до Астрахани. В мае 1919 года возле форта Александровский «Минога» участвовала в бою с английскими кораблями.

После окончания боевых действий на Каспии, лодка некоторое время находилась на хранении в порту Астрахани, пока 25 ноября 1925 года не было принято решение об ее отправке на слом в связи износом всех механизмов. После 16 лет службы первая российская дизель-электрическая лодка была разобрана на металлолом. Многолетняя эксплуатация подводной лодки «Минога» подтвердила правильность конструктивных решений, предложенных Бубновым, часть из них (устройство системы погружения, общая компоновка) нашли в будущем развитие при проектировании и постройке малых подводных лодок уже в советском флоте.

Тактико-технические характеристики подлодки «Минога»:
Водоизмещение – 123 тонны (надводное), 152 тонны (подводное).
Длина – 32,6 м.
Ширина – 2,75 м.
Осадка средняя – 2,75 м.
Силовая установка – два дизельных двигателя по 120 л.с. и электродвигатель – 70 л.с.
Скорость хода – 11 узлов (надводная), 5 узлов (подводная).
Дальность плавания – 900 миль в надводном положении (8 узлов), 25 миль – в подводном.
Рабочая глубина погружения – 30 м.
Предельная глубина погружения – до 50 м.
Вооружение – 37-мм пушка (с 1915 года) и два 450-мм носовых торпедных аппарата.
Экипаж – 18 человек.

Источники информации:
http://deepstorm.ru/DeepStorm.files/under_1917/minoga/list.htm
https://vpk-news.ru/articles/45496
https://www.korvet2.ru/podvodnaya-lodka-minoga.html
Материалы из открытых источников

Заметили ош Ы бку Выделите текст и нажмите Ctrl+Enter

Подводная лодка

Создание корабля, способного скрытно приближаться к противнику, внезапно нанося удары по врагу, давно занимало умы изобретателей.

Еще в 1620 г. в Англии голландец К. ван Дреббель построил первую подводную лодку.

В 1718 г. крестьянин подмосковного села Покровское, плотник Е. Никонов, предложил Петру I изготовить «потаенное судно», которое «в море в тихое время будет из снаряду разбивать корабли». В 1721 г. Никонов построил в Петербурге модель, а в 1724 г. завершил изготовление такого судна. Для его сооружения использовались дубовые и сосновые доски, кожа, холст, смола, железные полосы, медные листы и другие материалы. Во время первого погружения днище судна было повреждено. В 1725 г. испытания продолжились, но после смерти Петра интерес к изобретателю‑самоучке пропал. В 1727 г. из‑за невозможности добиться герметичности потаенного судна, работы над ним были прекращены.

В 1776 г. француз Д. Бушнелл построил в Северной Америке подводную лодку «Тартю» («Черепаха»). Она имела яйцеобразный корпус диаметром примерно 2,5 м, изготовленный из медных листов. Лодкой управлял один человек. Погружение осуществлялось путем заполнения водой специального бака. Глубина погружения регулировалась вертикальным винтом. Движение по прямой осуществлялось при помощи горизонтального винта, а его направление изменялось при помощи руля. Лодка всплывала, когда вода из бака откачивалась вручную двумя насосами.

«Тартю» могла атаковать вражеский корабль при помощи мины, размещавшейся в ящике под рулем. В погруженном состоянии она должна была подойти под киль корабля противника. В этот момент мина поднималась из ящика, всплывала, ударялась о киль и взрывалась.

В 1801 г. американец Р. Фултон построил во Франции подводную лодку «Наутилус». Она имела сигарообразную форму.

Длина лодки достигала 6,5 м, диаметр – 2 м. Корпус «Наутилуса» был сделан из меди, а шпангоуты – из железа. Погружение лодки достигалось путем заполнения балластной цистерны. Команда состояла из трех человек. В погруженном состоянии лодка передвигалась мышечной силой членов экипажа, вращавших рукоятку, от которой движение передавалось на двухлопастный винт. В надводном положении для передвижения использовался парус или весла. На поверхности воды «Наутилус» мог передвигаться со скоростью до 7 км/ч, под водой – до 3 км/ч. Глубина погружения регулировалась двумя горизонтальными рулями. Лодка могла находиться в погруженном состоянии несколько часов благодаря баллону со сжатым воздухом.

Для испытаний лодка Фултона совершила переход по Сене до Гавра. Морские испытания подтвердили высокие качества судна: оно могло находиться под водой до 5 часов и преодолевало расстояние в 450 м за 7 минут. Боевые возможности «Наутилус» продемонстрировал, взорвав старый корабль при помощи мины. При переходе из Гавра в Шербур корабль затонул. Фултон пытался построить новую подводную лодку. Для этой цели он предлагал свой проект англичанам. Но все его попытки оказались тщетными.

В 1834 г. в России была построена подводная лодка по проекту инженера К. А. Шильдера. Она впервые была снабжена перископом и вооружена шестовой миной, зажигательными и фугасными ракетами.

Первое боевое применение подводные лодки получили во время Гражданской войны в США 1861–1865 гг. Тогда по проекту американца – южанина Анулея – были построены несколько лодок «Давид». Длина их составляла 10,6 м, ширина и высота – около 2 м. Экипаж насчитывал 9 человек. Вооружение «Давида» составляла шестовая мина с зарядом пороха в 45 кг.

17 февраля 1864 г. одна из таких лодок потопила корвет северян «Хусатоник», при этом сама погибла.

В 1866 г. в России по проекту инженера И. Ф. Александровского была построена первая в мире подводная лодка с механическим двигателем, работающим на сжатом воздухе.

В 1878 г. русский инженер С. К. Джевецкий создал лодку с педальным приводом. Его вращал экипаж из 4 человек. Кроме гребного винта привод вращал пневматический и водяной насосы. Пневматический насос прогонял воздух через баллон с едким натром, поглощавшим углекислый газ, а водяной откачивал воду из балластных цистерн.

Как и лодка Шильдера, лодка Джевецкого имела перископ. Она была вооружена миной с резиновыми присосками и запалом, приводившимся в действие гальванической батареей. Мина прикреплялась к днищу корабля, после чего лодка начинала отплывать. При этом разматывался провод. В нужное время цепь замыкалась, и происходил взрыв. Подводная лодка Джевецкого была принята на вооружение русского флота.

В 1884 г. Джевецкий снабдил свою лодку электрическим двигателем, приводимым в движение аккумулятором, после чего ее скорость достигла 7 км/ч.

В этом же году швед Норденфельд создал лодку с паровой машиной. Перед погружением она наполнялась паром под высоким давлением. Этот запас позволял лодке плыть со скоростью 7,5 км/ч. На лодке Норденфельда были впервые установлены торпеды, созданные в 1864 г. совместно англичанином Уайтхедом и австрийцем Люппи. На испытаниях торпеда, приводимая в движение пневматическим двигателем со сжатым воздухом, прошла 650 м со скоростью 13 км/ч. Конструкция торпеды сохранилась неизменной до начала XX в. В ее передней части находились детонатор и заряд, а дальше – емкость со сжатым воздухом, регулятор, двигатель и приборы управления.

С появлением торпеды подводные лодки стали представлять реальную угрозу для надводных кораблей. К началу XX в. они появились на вооружении всех основных морских государств.

Быстрое всплытие и погружение лодок осуществлялись при помощи балластных цистерн, которые стали разделяться на два вида: цистерны главного балласта и цистерны вспомогательного балласта.

Цистерны главного балласта позволяют переходить из надводного положения в подводное. Они состояли из носовой, средней и кормовой цистерн. Цистерны вспомогательного балласта делились на носовую и кормовую дифферентные цистерны, уравнительную цистерну и цистерну быстрого погружения.

Дифферентные цистерны позволяли регулировать дифферент – угол наклона продольной оси лодки. Уравнительная цистерна приводила корабль в горизонтальное положение. Цистерна быстрого погружения позволяла лодке быстро уйти под воду.

В 1902 г. в России по проекту инженера И. Г. Бубнова была построена подводная лодка «Дельфин». В надводном положении она приводилась в движение бензиновым двигателем внутреннего сгорания, а в подводном – электродвигателями на аккумуляторах. Надводное водоизмещение лодок этого типа достигало 113 т, подводное – 135,5 т. «Дельфин» мог погружаться на глубину 50 м и проходить в надводном положении 4 500 км, в подводном – 110 км при скорости 6 узлов.

Несколько усовершенствованных лодок такого типа принимали участие в Русско‑японской войне 1904–1905 годов.

Применение бензинового двигателя на подводных лодках было крайне опасным: пары бензина могли скапливаться внутри лодки, воспламеняясь от малейшей искры.

Поэтому в 1905 г. Бубнов спроектировал дизельную лодку «Минога». Она была спущена на воду в 1908 г. Ее энергетическая установка включала в себя два дизеля, электродвигатель и аккумуляторную батарею. Дизели и электродвигатель устанавливались в одну линию, работая на один гребной винт. При помощи разобщительных муфт гребной вал мог быть подключен к дизелям или электромотору. Один дизель мог соединяться с электродвигателем, при этом электродвигатель работал в режиме генератора, заряжая аккумуляторы.

«Минога» имела длину 32 м, скорость в надводном положении 20 км/ч, в подводном – 8 км/ч.

Дальнейшим развитием «Миноги» стали подлодки типа «Барс». Они имели надводное водоизмещение 650 т, подводное – 782 т, были вооружены 12 торпедными аппаратами и 2 пушками.

К началу Первой мировой войны подводные лодки могли погружаться на глубину до 50 м, имели дальность плавания до 7200 км, скорость надводного хода до 18 узлов, а подводного – 9–10 узлов. Они предназначались для ведения разведки и обороны своих баз. В русском флоте в 1915 г. на вооружение был принят первый в мире подводный минный заградитель «Краб».

Начало войны показало возросшее значение подводных лодок. Так, 22 сентября 1914 г. немецкая подводная лодка «U‑9» под командованием О. Веддигена потопила 3 английских крейсера. А всего в сентябре – октябре 1914 г. немецкие подводные лодки потопили 6 английских крейсеров и 1 подлодку.

В ходе войны подводные лодки воюющих сторон вели борьбу с кораблями противника, транспортными судами, ставили минные заграждения. В 1915 г. Германия объявила неограниченную подводную войну против всех судов, находящихся в водах, омывающих Великобританию. Это привело к гибели пассажирских судов, в частности английского лайнера «Лузитания», на котором погибло около 1200 человек.

Для борьбы с подводными лодками стали организовываться противолодочные конвои, создаваться специальные подводные лодки.

За время войны подводными лодками было потоплено 192 военных корабля и 5755 транспортов.

После войны подводные лодки продолжали оставаться одним из главных родов сил флота. Расширялась дальность их плавания: она достигала 14 500 км, а у отдельных лодок – до 33 000 км. Водоизмещение больших подводных лодок доходило до 2000 тонн, глубина погружения – до 100 м. Увеличился калибр торпедных аппаратов до 533–550 мм. Калибр артиллерийских орудий, установленных на лодках, достигал 100–150 мм.

В Советском Союзе строительство подводных лодок началось в 1927 г. закладкой корабля «Декабрист». Позже были разработаны лодки типа «Л» – «Ленинец», «Щ» – «Щука», «К» – «Крейсерская». В конце 30‑х гг. в СССР были построены экспериментальные подводные лодки с единым двигателем для надводного и подводного хода.

На Вашингтонской конференции 1921–1922 г. Великобритания предлагала запретить применение подводных лодок, но это предложение было отвергнуто. В 1936 г. был подписан Лондонский протокол, регламентировавший действия подлодок в военное время по отношению к торговым судам. К нему присоединились все основные военно‑морские державы мира.

Согласно этому протоколу, топить торговые суда можно было лишь в случае обнаружения на их борту стратегического сырья или в случае сопротивления досмотру или обыску, предварительно приняв меры к спасению экипажа и пассажиров.

Но начавшаяся вскоре Вторая мировая война опрокинула все ранее принятые конвенции.

3 сентября 1939 г. западнее Ирландии немецкая подводная лодка U‑30 потопила английский лайнер «Атения».

17 сентября 1939 г. немецкой подлодкой U‑29 был потоплен английский авианосец «Корейджес», а в ночь на 15 октября другая немецкая подводная лодка U‑47 проникла на базу английского флота в Скапа‑Флоу и потопила линкор «Ройял Оук». Затем началась подводная война на морских коммуникациях.

Сначала немецкие подводные лодки атаковали одиночные транспорты, находясь под водой, так как опасались самолетов противника. Это позволяло английским кораблям обнаруживать их прибором «асдик». Позже немцы отказались от дневных атак и стали атаковать ночью из надводного положения.

Помимо торпедных атак, немецкие подводные лодки ставили минные заграждения у восточного побережья Англии и в устье Темзы. К ноябрю 1939 г. на этих заграждениях англичане потеряли 48 судов и 1 эсминец.

Это побудило Англию и Францию ввести систему конвоев, в которых транспортные суда шли под охраной боевых кораблей. В ответ на это немцы изменили тактику действий подлодок. Если в начале войны отдельные лодки занимали строго ограниченные позиции, то затем им стали выделяться обширные районы, в которых лодки могли вести поиск противника. Теперь при обнаружении конвоя одной подводной лодкой в зону его движения направлялись другие подводные лодки, находящиеся поблизости. Сосредоточившись в группу, которую стали называть «волчьей стаей», лодки атаковали конвой из различных направлений в надводном положении. Это затрудняло действия кораблей охранения и ограничивало маневр всего конвоя.

Суммарные потери судов союзников и нейтральных стран только до июня 1941 г. составили 7,6 млн брутто‑тонн, большая часть из которых была потоплена подводными лодками немцев и итальянцев.

На борьбу с подводными лодками были мобилизованы даже торговые суда, на которых устанавливались орудия.

С началом Великой Отечественной войны в бой вступили и советские подводники. Среди их побед можно отметить атаку немецкого линкора «Тирпиц», которую провела 5 июля 1942 г. подводная лодка «К‑21» под командованием Н. А. Лунина, потопление в феврале 1945 г. подводной лодкой «С‑13» под командованием А. Маринеско немецкого лайнера «Вильгельм Густлофф».

Наиболее важным усовершенствованием в конструкции подводных лодок во время Второй мировой войны стал шнорхель – устройство, позволяющее подзаряжать аккумуляторы подводной лодки без всплытия на поверхность. Впервые оно появилось на немецких подводных лодках.

Всего подводными лодками во Второй мировой войне было потоплено около 5,5 тысяч кораблей общим водоизмещением примерно 23 млн тонн.

Послевоенное развитие подводных лодок шло по пути увеличения глубины погружения, скорости и дальности подводного плавания, снижения шумности, совершенствования оружия и радиоэлектронного оборудования.

Появление в 1950‑е гг. атомных энергетических установок сделало дальность плавания подводных лодок практически неограниченной, резко увеличило скорость подводного хода и улучшило условия обитания экипажа.

На вооружении подводных лодок были приняты баллистические и крылатые ракеты с атомными боеголовками, ракеты‑торпеды. Глубина погружения подводных лодок достигает 400 м, скорость – 70 км/ч.

[wp_ad_camp_1]
Как, вы еще не читали? Ну, это зря…

Источники:
http://topwar.ru/148886-minoga-pervaja-v-mire-dizel-jelektricheskaja-podvodnaja-lodka.html
http://izobretaika.in.ua/istory-izobreteniy/podvodnaya-lodka/
http://hi-news.ru/technology/uchenye-predlagayut-ispolzovat-dopolnennuyu-realnost-pri-lechenii-fantomnyx-bolej.html

Ссылка на основную публикацию