Ю. И. БОЛЬШАКОВ
ЭЛЕМЕНТАРНАЯ
ТЕОРИЯ
ПОДВОДНОЙ
лодни
Ю. И. БОЛЬШАКОВ
капитан 1 ранга доцент, кандидат военно-морских наук
ЭЛЕМЕНТАРНАЯ
ТЕОРИЯ
ПОДВОДНОЙ ЛОДКИ
Ордена Трудового Красного Знамени
ВОЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ СССР
МОСКВА — 1977
355.75
Б79
УДК 623.837.001
Большаков Ю. И.
Б79 Элементарная теория подводной лодки. М.,
Воениздат, 1977.
134 с. с ил.
Популярно излагаются зависимость плавучести от размеров и об-
водов подводной лодки, изменение плавучести при погружении, всплы-
тии и плавании под водой, изменение остойчивости при погружении и
всплытии, при перемещении грузов, покладке на грунт, постановке в док
и посадке на мель, непотопляемость ПЛ в надводном и подводном по-
ложении, расчет дифферентовки.
Предназначена для самоподготовки личного состава ПЛ. Может быть
использована в качестве пособия для учебных отрядов ВМФ.
11204-121
068(02)-77
90-77
355.75
Воениздат, 1977
ПРЕДИСЛОВИЕ
Подводные лодки для выполнения поставленных перед ними
задач должны обладать вполне определенными качествами. Важ-
ное место среди них занимают так называемые мореходные ка-
чества подводных лодок: плавучесть, остойчивость, непотопляе-
мость, ходкость, управляемость, качка. Теория подводной лодки
и есть наука об ее мореходных качествах.
Знание теории подводной лодки позволяет специалистам-
подводникам предвидеть ее поведение в различных условиях пла-
вания, максимально использовать ее мореходные качества, прини-
мать необходимые меры по предупреждению неисправностей.
Каждый член экипажа подводной лодки обязан четко и гра-
мотно выполнять свои обязанности, умело действовать при по-
ступлении воды внутрь корпуса корабля, строго соблюдать весо-
вую дисциплину, знать о вредном влиянии переливающихся гру-
зов, об изменении остойчивости подводной лодки при ее погру-
жении и всплытии, а также об уменьшении остойчивости при
постановке ПЛ в док или посадке на мель.
Специалисты-подводники, которые непосредственно отвечают
за эффективное использование скоростных, маневренных качеств
корабля, за поддержание его надлежащих акустических характе-
ристик, за дифферентовку и обеспечение остойчивости и непотоп-
ляемости подводной лодки, должны в совершенстве знать теорию
подводной лодки. От умелого руководства, основанного на зна-
нии теории подводной лодки, и опыта специалистов-подводников
зависят быстрота и грамотное решение всего комплекса задач
в различных условиях плавания. Без глубокого понимания спе-
циалистами-подводниками такого мореходного качества, как ход-
кость, и закономерности работы движителей невозможна высокая
культура эксплуатации энергетической установки подводной
лодки, а для четкого выполнения различных маневров подводной
лодки необходимо хорошо разбираться в вопросах ее управляе-
мости.
Развитие теории подводных лодок тесно связано с развитием
кораблестроения. Выдающаяся роль в истории отечественного ко-
раблестроения и развития теории корабля принадлежит акаде-
мику А. Н. Крылову. Много сделал для практического совершен-
ствования мореходных качеств подводных лодок замечательный
ученый-кораблестроитель И. Г. Бубнов.
В создании и развитии современной теории подводной лодки
велика заслуга советских ученых, конструкторов и офицеров
ВМФ. Большой вклад в развитие теории подводной лодки внесли
такие ученые и корабельные инженеры, как В. Г. Власов,
1*	3
П. Г. Гойнкис, Д. Л. Гармашов, К. Ф. Игнатьев, С. В. Козлов,
Б. М. Малинин, Н Я. Мальцев, П. Ф. Папкович, Э. Э. Папмель,
Д. П. Скобов, Г. Г. Саллус, К. К. Федяевский, Ю. А. Шиман-
ский, А. Н. Щеглов и другие.
Совершенствуя боевые и мореходные качества современных
подводных лодок, советские ученые и конструкторы способствуют
всемерному росту могущества нашего подводного флота.
Наши моряки-подводники, выполняя свой долг перед Роди-
ной, настойчиво осваивают современную, сложную боевую тех-
нику, совершенствуют свое умение и повышают свое мастерство.
Предлагаемая книга имеет своим назначением помочь им в этом.
В данной книге впервые сделана попытка элементарно изло-
жить теорию подводной лодки с учетом требований Единой си-
стемы конструкторской документации и Международной системы
единиц (СИ) и других нормативных документов. Поэтому было
признано целесообразным применить новые обозначения и формы
таблиц. В некоторых случаях автор счел возможным сохранить
традиционно употребляемые в теории подводных лодок символы
и обозначения, хотя они и не соответствуют нормативным доку-
ментам.
Автор твердо придерживается мнения, что наглядность
и ясное изложение более важны для флотского читателя, чем
математическая строгость. Поэтому в ряде случаев строгость до-
казательств приносилась в жертву наглядности, ясности изложе-
ния вопроса.
Автор выражает глубокую признательность контр-адмиралу-
инженеру Р. Д. Филоновичу, контр-адмиралу С. С. Иванову, ка-
питанам 1 ранга-инженерам И. Н. Ефимьеву и В. К. Токмакову
за тщательный просмотр рукописи и весьма полезные критиче-
ские замечания и советы, а также приносит искреннюю благо-
дарность заслуженному работнику культуры РСФСР капитану
1 ранга-инженеру Е. П. Шиканову за оказание непосредственной
помощи при изложении теории подводной лодки с позиций новых
требований.
Глава 1
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОДВОДНЫХ ЛОДКАХ
1.1.	Общие сведения об устройстве подводных лодок
Подводной лодкой называется военный корабль,
способный вести боевые действия на военно-морском
театре как в подводном, так и в надводном положе-
нии. Современные подводные лодки способны дли-
тельное время плавать под водой, не всплывая на по-
верхность. При этом они обладают большой скоро-
стью хода и могут погружаться на большие глубины.
Скрытность действий подводных лодок и наличие
современного ракетного и торпедного оружия, а так-
же мощных энергетических установок позволили под-
водным лодкам стать основным родом военно-мор-
ских сил.
«Политическое руководство и военно-морское ко-
мандование стран империалистического лагеря пред-
полагают использовать атомные подводные лодки в
боевых действиях на море для решения следующих
основных задач:
—	нанесение ударов баллистическими ракетами с
термоядерной боевой частью по наземным стратегиче-
ским объектам противника;
—	борьба с подводными лодками противника при
их выходе из баз, на переходе морем, на противоло-
дочных рубежах и непосредственно в предполагае-
мых районах боевых действий;
—	боевое обеспечение ракетных подводных лодок;
—	блокада узкостей и проливов;
—	боевое обеспечение ударных авианосных соеди-
нений и конвоев (разведка, противолодочная обо-
рона);
5
—	нанесение ударов торпедным оружием по ко-
раблям и транспортам противника;
—	постановка активных минных заграждений;
—	выполнение задач тактической и оперативной
разведки;
—	высадка разведывательно-диверсионных групп
на побережье противника и участие в других специ-
альных операциях» *.
Считается, что боевые задачи подводные лодки
могут выполнять в одиночку, группами и во взаимо-
действии с надводными кораблями и авиацией. Взаи-
модействие подводных лодок с разведывательной
авиацией значительно повышает эффективность их
боевых действий.
В ходе исторического развития подводных лодок
в различных странах в зависимости от размеров,
дальности плавания, рода оружия и других характе-
ристик ПЛ принималась самая разнообразная клас-
сификация их. Из всего многообразия опубликован-
ных в отечественной и иностранной литературе при-
меров классификаций трудно остановиться на какой-
либо одной. Для удобства изложения дальнейшего
материала примем следующую условную классифи-
кацию.
По надводному (крейсерскому) водоизмещению
подводные лодки условно делятся на сверхбольшие
(3000—8000 м3 и более), большие (1500—3000 м3),
средние (500—1500 м3), малые (150—500 м3) [12].
В зависимости от решаемых задач и вида воору-
жения подводные лодки делятся на ракетные, много-
целевые подводные лодки с торпедным воору-
жением и подводные лодки специального назна-
чения [12].
К подводным лодкам специального назначения от-
носятся транспортные подводные лодки, подводные
лодки-спасатели, опытные подводные лодки.
По типу энергетических установок подводные лод-
ки делятся на атомные и дизельные. По конструкции
корпуса подводные лодки могут быть однокорпус-
ными, полуторакорпусными и двухкорпусными.
* Цит. по кн.: Дробленков В. Ф., Герасимов В. Н. «Угроза
из глубины». М., Воениздат, 1966, с. 282.
6
Во время выполнения боевых задач подводные
лодки погружаются на большие глубины. Поэтому
они должны иметь достаточно прочный корпус.
Прочным корпусом называется водонепроницае-
мая часть корпуса подводной лодки, способная вы-
держать наружное давление воды, соответствующее
предельной глубине погружения. В прочном корпусе
размещаются экипаж, а также вооружение, средства
движения, механизмы, системы, устройства, запасы
и т. п. При погружении подводной лодки прочный
корпус испытывает значительное давление заборт-
ной воды.
В поперечном сечении прочный корпус, как пра-
вило, представляет собой круг: конструкция этой
формы лучше всего отвечает условиям сопротивле-
ния давлению воды на глубине. Прочный корпус под-
водной лодки состоит из обшивки и набора. Обшивка
представляет собой оболочку прочного корпуса и из-
готовляется из стальных листов, толщина которых
зависит от диаметра прочного корпуса и глубины по-
гружения подводной лодки. По данным иностранной
печати, у современных подводных лодок она может
достигать 35 мм и более.
Набор прочного корпуса является его основой; он
состоит из шпангоутов и служит для обеспечения ус-
тойчивости обшивки прочного корпуса, придания ему
достаточной жесткости и прочности.
Шпангоуты изготовляются в виде полуколец, со-
единенных между собой чаще всего сварным швом.
Для увеличения живучести подводных лодок
прочный корпус разделяется водонепроницаемыми пе-
реборками на отдельные отсеки. Концевые перебор-
ки, ограничивающие прочный корпус, рассчитывают-
ся на давление забортной воды. Современные подвод-
ные лодки (рис. 1.1) имеют семь и более отсеков
(рис. 1.2). Один из средних отсеков, в котором сосре-
доточены все основные приборы управления, назы-
вается центральным постом.
В центральном посту расположен главный ко-
мандный пост (ГКП), с которого осуществляется уп-
равление подводной лодкой. Здесь находятся посты
управления рулями, системой погружения и всплы-
7
тия; штурманская, радиолокационная, гидроакусти-
ческая рубки; здесь же размещены основные при-
боры для применения оружия.
На прочном корпусе над центральным постохм ус-
танавливается боевая рубка (рис. 1.3). Ее корпус в
горизонтальном сечении, как правило, имеет круг-
лую форму и обладает такой же прочностью, как и
Рис. 1.1. Общий вид современной подводной лодки
корпус подводной лодки. На некоторых типах под-
водных лодок в боевой рубке размещаются главный
командный пост, перископ, пост управления верти-
кальным рулем и т. д.
Для лучшей обтекаемости боевая рубка обшивает-
ся водопроницаемым обтекателем, который назы-
вается ограждением рубки. В нем размещены вы-
движные устройства: перископы, антенны радиоло-
катора и радиопеленгатора, шахта РДП (для работы
дизелей под водой), а также шахты вентиляции, по-
дачи воздуха к дизелям и др. Боевая рубка имеет
верхний и нижний входные люки. Входные люки име-
ются также в первом отсеке и одном из кормовых
отсеков подводной лодки.
Ь
Рис. 1.2. Расположение отсеков и цистерн дизельной подводной лодки:
/-—топливная цистерна № 6; 2 — кормовая цистерна
Стерны правого и левого борта; 4 — цистерна пресной
грязной воды № 2; 7 — цистерна чистого масла № 2.
ляционного масла № 2 и 1; 11 — топливная цистерна
цистерна № 3; 14 — цистерна грязной воды № 1; 15 — цистерна пресной воды № 2; 16 — уравнительные ци-
стерны; 17 — цистерна пресной воды № 4; 18 — провизионная цистерна № 2; 19 — цистерна быстрого погруже-
ния; 20 — провизионная цистерна № 1; 2/— топливная цистерна № 2; 22 — топливная цистерна № 1; 23 — носо-
вая торпедозаместительная цистерна; 24— цистерна пресной воды № 1: 25 — носовые дифферентные ци-
стерны правого и левого борта; 26 — носовая цистерна кольцевого зазора; 27 — цепной ящик
кольцевого зазора; 3 — кормовые дифферентные ци-
воды № 3; 5 — топливная цистерна № 5; 6 — цистерна
8 — цистерна сточного топлива; 9. 10 — цистерны цирку-
№ 4; /2 — цистерна чистого масла № 1; 13 — топливная
В настоящее время подводные лодки строят в ос-
новном двухкорпусными, т. е. прочный корпус полно-
стью охватывается легким корпусом.
Рис. 1.3. Поперечный разрез полуторакорпусной под-
водной лодки:
/ — боевая рубка; 2 — надстройка; 3 — стрингер; 4, 13 — ци-
стерны главного балласта; 5 — подкрепляющая стойка;
6, 8 — кницы; 7 — платформа; 9 — коробчатый киль; 10 —
фундамент дизелей; // — обшивка прочного корпуса;
12 — шпангоут прочного корпуса; 14 — раскосные стойки;
15 — коротыш; 16 — крыша цистерны; 17 — обшивка легкого
корпуса; 18 — шпангоут легкого корпуса; 19 — верхняя па-
луба; 20 — ходовой мостик
Легкий корпус служит для придания подводной
лодке необходимых мореходных качеств, а также для
размещения в нем ряда цистерн, систем и устройств.
10
Легкий корпус состоит из носовой и кормовой око-
нечностей (рис. 1.4), палубной надстройки, огражде-
ния боевой рубки и наружного корпуса, который рас-
положен по обводам прочного корпуса подводной
лодки. В водонепроницаемой части наружного корпу-
са расположены цистерны главного балласта (ЦГБ),
а у дизельных подводных лодок — и топливные ци-
стерны.
Рис. 1.4. Основные части легкого корпуса:
/ — кормовая оконечность с ахтерштевнем А; 2— надстройка; 3 — ограж-
дение рубки; 4 — средняя часть; 5 — носовая оконечность с форштев-
нем Ф; К — киль
Набор легкого корпуса представляет собой жест-
кий каркас, состоящий из шпангоутов и поперечных
непроницаемых переборок. Обшивка легкого корпуса
рассчитана на такую прочность, чтобы он мог проти-
востоять ударам волн и обеспечивать герметичность
цистерн.
В низу прочного корпуса по всей его длине прохо-
дит киль, связывающий легкий корпус с прочным.
Он также предохраняет прочный корпус от повреж-
дений при постановке лодки в док или покладке ее
на грунт.
В нижней части надстройки, в оконечностях и ог-
граждении рубки делаются отверстия (шпигаты), че-
рез которые проницаемая часть легкого корпуса сво-
бодно заполняется забортной водой при погружении
и осушается при всплытии. Вентиляция проницаемых
частей легкого корпуса происходит через отверстия в
палубе.
Носовая водопроницаемая оконечность обычно
начинается форштевнем, а кормовая оконечность за-
канчивается ахтерштевнем. В кормовой оконечности
размещаются кронштейны гребных валов, верти-
кальный и кормовые горизонтальные рули. Носовые
11
горизонтальные рули обычно располагаются в носо-
вой палубной надстройке.
Цистерны подводной лодки. Между прочным и
легким корпусом, а также в носовой и кормовой око-
нечностях размещаются цистерны главного балласта,
отделенные друг от друга непроницаемыми перебор-
ками. Для заполнения забортной водой ЦГБ имеют
внизу кингстоны или же просто отверстия (с решет-
ками), называемые шпигатами. В верхней части ци-
стерн главного балласта находятся клапаны венти-
ляции.
При открытых клапанах вентиляции воздух из
цистерн главного балласта свободно стравливается в
атмосферу (при открытых кингстонах) и вода запол-
няет ЦГБ. Подводная лодка погружается. Во время
всплытия в цистерны главного балласта подается
сжатый воздух, который выдавливает воду из них че-
рез открытые кингстоны (при закрытых клапанах
вентиляции).
Кроме цистерн главного балласта на подводной
лодке имеются цистерны вспомогательного балласта
и цистерны специального назначения.
К цистернам специального назначения относятся:
цистерны быстрого погружения, топливные, масляные,
пресной и грязной воды, торпедозаместительные, ци-
стерны кольцевого зазора (последние предназначены
для, обслуживания торпедных аппаратов). Типовая
схема расположения цистерн на дизельной подвод-
ной лодке приведена на рис. 1.2.
Эти цистерны располагаются, как правило, в
нижней части прочного корпуса, за исключением не-
которых топливных и других цистерн, которые мо-
гут находиться вне прочного корпуса.
Цистерна быстрого погружения предназначена
для придания подводной лодке остаточной отрица-
тельной плавучести для погружения в кратчайший
срок (срочное погружение)
К цистернам вспомогательного балласта относят-
ся уравнительные, носовые и кормовые дифферентные
цистерны. Дифферентные цистерны расположены,
как правило, внутри прочного корпуса в концевых от-
секах ПЛ. Они служат для выравнивания диффе-
12
рента подводной лодки при нахождении ее под водой
перегонкой воды из одной цистерны в другую.
Уравнительные цистерны расположены в районе
мидель-шпангоута. Они предназначены для уравнива-
ния веса подводной лодки при ее плавании под водой
приемом (или откачиванием) забортной воды.
В надводном положении подводная лодка имеет
определенную ватерлинию (ВЛ). Ватерлинией назы-
вается линия пересечения корпусом подводной лодки
поверхности неподвижной воды. Та ватерлиния, кото-
рая соответствует углублению подводной лодки при
полных запасах (полной нагрузке), называется гру-
зовой или крейсерской ватерлинией (КВЛ). Однако
подводная лодка не всегда может иметь полную на-
грузку. Поэтому для любой нагрузки подводной лод-
ки ватерлинию принято называть действующей ва-
терлинией.
Подводные лодки могут плавать в следующих ос-
новных положениях: крейсерском, позиционном и
подводном.
Крейсерское положение — это надводное положе-
ние удифферентованной подводной лодки, при кото-
ром все цистерны главного балласта осушены (про-
дуты), а цистерна быстрого погружения заполнена
забортной водой. В таком положении подводная
лодка всегда готова к погружению.
Дизельные подводные лодки могут находиться еще
в надводном положении с усиленным запасом топли-
ва (в перегрузку), когда часть специально предназ-
наченных цистерн главного балласта заполнена топ-
ливом (топливно-балластные цистерны).
Позиционное положение — это надводное положе-
ние удифферентованной подводной лодки, при кото-
ром все цистерны главного балласта, кроме цистерн
средней группы, заполнены забортной водой.
Цистерна быстрого погружения, как правило, дол-
жна быть осушена, кингстон ее закрыт. Позиционное
положение является промежуточным при всплытии; в
обычных условиях подводной лодке в этом положе-
нии плавать не рекомендуется (мал запас плавуче-
сти и т. п.).
13
Подводное положение — это положение удиффе-»
рентованной подводной лодки, при котором все ци-
стерны главного балласта заполнены забортной во-
дой, а цистерна быстрого погружения осушена.
Различают несколько фиксированных глубин по-
гружения подводной лодки при нахождении ее в под-
водном положении.
Перископная глубина (8—12 м)—глуби-
на, с которой полностью погруженная подводная лод-
ка может вести наблюдение в перископ за горизон-
том и воздухом, а также использовать радиотехниче-
ские средства с выдвижными антеннами и устройст-
во для работы дизелей под водой (РДП).
Безопасная глубина погружения (30—
40 м)—наименьшая глубина, исключающая столк-
новение с надводными кораблями.
Длительное плавание на глубинах от перископной
до безопасной запрещается во избежание поврежде-
ния подводной лодки каким-либо надводным кораб-
лем. Указанные глубины должны преодолеваться под-
водной лодкой в кратчайший срок.
Предельная г л у б и н а — наибольшая глуби-
на, на которой подводная лодка может находиться
непродолжительное время без остаточных деформа-
ций прочного корпуса.
Современные подводные лодки могут погружать-
ся на большую глубину. Например, предельная глу-
бина погружения атомной ракетной подводной лодки
Франции «Редутабль» равна 487 м.
Рабочая глубина (70—90% предельной) —
наибольшая глубина, на которой подводная лодка мо-
жет находиться длительное время.
Расчетная глубина погружения — наи-
большая глубина, на которую ведется расчет (при
постройке) прочного корпуса подводной лодки с уче-
том запаса прочности.
1	.2. Общие положения теории
Теория подводной лодки изучает мореходные ка-
чества подводной лодки при плавании в надводном и
подводном положениях, в процессе погружения и
всплытия, зависимость мореходных качеств от кора-
14
блестроительных элементов (т. е. массы подводной
лодки, линейных размеров и обводов корпуса, разме-
щения грузов), взаимосвязь между мореходными ка-
чествами и методы их расчета, а также способы со-
хранения мореходных качеств в процессе эксплуата-
ции.
Раздел теории, в котором изучаются плавучесть,
остойчивость и надводная непотопляемость ПЛ, на-
зывается статикой подводной лодки. Раздел
теории, изучающий мореходные качества, связанные
с движением ПЛ (ходкость, управляемость, качку, а
также подводную непотопляемость), называется ди-
намикой подводной лодки.
Определяющее значение для мореходных качеств
подводной лодки имеют размеры и форма (обводы)
наружного корпуса.
Теоретический чертеж корпуса лодки имеет
сложную геометрическую поверхность различной кри-
визны, изменяющуюся по длине, ширине и высоте, и
не может быть представлен с помощью аналитичес-
ких зависимостей.
Поэтому единственным средством для определе-
ния формы корпуса подводной лодки является его
графическое изображение — теоретический чертеж.
Он предназначен для наглядного изображения обво-
дов корпуса подводной лодки, расчета мореходных
качеств, разработки проектных чертежей, использо-
вания при постройке (для разметки на плазе, для
контроля за правильностью сборки корпуса и др.) и
в процессе эксплуатации (при доковании и т. п.).
Теоретический чертеж — это графическое
изображение очертаний поверхности подводной лодки
в проекциях на три взаимно перпендикулярные плос-
кости, называемые главными плоскостями теоретиче-
ского чертежа (рис. 1.5). В качестве главных плос-
костей теоретического чертежа принимаются:
—диаметральная плоскость (ДП)—
продольная плоскость симметрии корпуса подводной
лодки;
— плоскость	мидел ь-ш пангоута
(пл. ) — плоскость, проходящая посередине длины
непроницаемого корпуса перпендикулярно ДП и па-
раллельно плоскостям шпангоутов;
15
— основная плоское ть (ОП) — плоскость,
перпендикулярная диаметральной плоскости и плос-
кости мидель-шпапгоута и проходящая через нижние
крайние точки теоретической поверхности корпуса ПЛ.
У
Рис. 1.5. Главные плоскости теоретического чертежа
Линии пересечения главных плоскостей (рис. 1.5)
являются осями координат, связанными с подводной
лодкой.
Линии пересечения поверхности корпуса ПЛ с
плоскостями, параллельными ДП (плоскостями ба-
токсов), называются батоксами. Линии пересечения
поверхности корпуса ПЛ с плоскостями, параллельны-
ми ОП (плоскостями теоретических ватерлиний), на-
зываются теоретическими ватерлиниями. Линии пере-
сечения поверхности корпуса ПЛ с плоскостями, па-
раллельными плоскости миделъ-шпангоута (плос-
костями теоретических шпангоутов), называются тео-
ретическими шпангоутами.
Совокупность проекций теоретических батоксов на
диаметральную плоскость называется боком
(рис. 1.6), теоретических ватерлиний на основную
плоскость — широтой и теоретических шпангоутов на
плоскость мидель-шпангоута — корпусом.
Главные размерения подводной лодки различают
по длине, ширине и высоте (рис. 1.7):
—	длина наибольшая Lmax — расстояние по длине
между крайними точками носовой и кормовой оконеч-
ностей подводной лодки;
—	длина прочного корпуса Lm— расстояние по
длине между крайними точками концевых переборок
прочного корпуса;
16
Корпус
20	/8	16	14	12	8	6	4	2	0
Полуширота
Рис. 1.6. Проекции теоретического чертежа
—	длина непроницаемого корпуса £Нк — расстоя-
ние по длине между концевыми переборками непро-
ницаемого корпуса;
—	расстояние по длине ЬКвл между крайними
точками КВЛ;
—	наибольший диаметр прочного корпуса Дпк;
—	ширина наибольшая В max — расстояние по ши-
рине между крайними точками наружной поверхно-
сти корпуса подводной лодки;
—	ширина по кормовым выступающим частям
Вквч— расстояние по ширине между крайними точка-
ми кормовых выступающих частей; из-за стабилиза-
торов, расположенных в корме подводной лодки, ве-
личина Вквч, как правило, превышает Bmax;
—	расстояние по ширине ВКвл между крайними
точками КВЛ;
—	полная высота подводной лодки Нп — расстоя-
ние по высоте от нижней крайней точки корпуса под-
водной лодки или выступающих частей до верхней
крайней точки опущенных выдвижных устройств;
—	высота от основной плоскости до головки под-
нятого перископа //щах— расстояние по высоте от ос-
новной плоскости до головки поднятого перископа;
—	высота ПЛ от КВЛ Яквл — расстояние по вы-
соте от плоскости крейсерской ватерлинии (КВЛ)
до верхней крайней точки опущенных выдвижных
устройств (или выступающих частей ограждения
рубки);
—	//б — высота наружного корпуса или высота
борта;
18
— Ниб — высота надводного борта;
— углубление ТКвл измеряется по высоте от ос-
новной плоскости до крейсерской ватерлинии; раз-
личают углубление носом Тн, кормой Тк и среднее
углубление Гср;
— осадка Го, как и углубление, измеряется по
высоте, но не от основной плоскости, а от самой низ-
кой точки корпуса с учетом киля или от наиболее
низко расположенной выступающей части корпуса
подводной лодки до крейсерской ватерлинии.
Главные размерения ^тах» ^тах> ^квч, ^п, ^квл>
7квл являются габаритными размерами ПЛ. Они
должны быть известны личному составу.
Посадкой называется положение подводной лодки
относительно поверхности воды. Изменение посадки
влечет за собой изменение мореходных качеств под-
водных лодок. Положение ватерлинии относительно
корпуса, а значит, и посадку подводной лодки в над-
водном положении определяют средняя осадка, угол
дифферента и угол крена.
Угол дифферента ф— угол между следом плоско-
сти действующей ватерлинии на ДП и осью х. Угол
крена 0 — угол между следом плоскости действующей
ватерлинии на плоскости мидель-шпангоута и осью у.
При решении ряда вопросов теории подводных ло-
док часто используют так называемые коэффициенты
полноты теоретического чертежа, приближенно коли-
чественно характеризующие форму корпуса подводной
лодки и ее мореходные качества.
2*
Глава 2
ПЛАВУЧЕСТЬ ПОДВОДНОЙ ЛОДКИ
2.1. Понятие о плавучести
Плавучестью подводной лодки называется ее спо-
собность плавать по заданную ватерлинию в надвод-
ном положении и на глубинах, не превышающих пре-
дельную, в подводном положении, неся при этом все
необходимые грузы для выполнения боевых задач.
На подводную лодку, свободно плавающую в спо-
койной воде, как и на всякое другое свободно пла-
вающее тело, действуют сила тяжести и выталкиваю-
щая (архимедова) сила.
Сила тяжести — сила, с которой подводная лодка
притягивается к Земле. Она является равнодействую-
щей сил тяжести отдельных частей подводной лодки
и находящихся на ней грузов. Эта сила всегда на-
правлена вертикально вниз и приложена к подводной
лодке в центре масс, который называют центром тя-
жести (ЦТ) и обозначают буквой О. Сила тяжести
измеряется в килоньютонах (кН) или в тонна-силах
(тс) * и определяется по формуле
P=m„g,	(2.1)
где тл — масса подводной лодки, т*
g — ускорение свободного падения, м/с2.
* Здесь (и далее в необходимых случаях) наравне с еди-
ницами Международной системы (СИ) приводятся и другие
единицы, временно допускаемые и подлежащие изъятию. Напри-
мер, в СИ единицей силы является кг • м/с2, которой присвоена
название ньютон (Н), но в технике пока еще пользуются и дру-
гими единицами силы — килограмм-сила (кгс) или тонна-сила
(тс). При этом 1 кгс = 9,81 Н~ 10 Н или 1 тс=9,81 кН~10 кН.
Прим. ред.
20
Часто силу тяжести подводной лодки отождествляют с ее
весом, забывая при этом, что вес — это сила, с которой лодка
вследствие притяжения к Земле оказывает давление на воду
(опору), т. е. в отличие от силы тяжести приложена не к
лодке, а к воде (опоре). Эти силы различны и по своей при-
роде: сила тяжести относится к силам тяготения, а вес — к си-
лам упругости (деформации). В частном случае, когда лодка
неподвижна в спокойной воде, сила тяжести численно равна весу
подводной лодки. Последнее обстоятельство позволяет иногда
подменять эти понятия, не расплачиваясь за это числовыми
ошибками в расчетах.
Нельзя путать понятия веса и массы подводной лодки. Масса
выражает инерционные и гравитационные свойства подводной
лодки, является скалярной величиной и измеряется в тоннах (т).
Вес подводной лодки является векторной величиной и измеряется
в килоньютонах (кН) или тонна-силах (тс). Масса подводной
лодки в тоннах численно равна ее весу в тонна-силах.
Прим. ред.
Выталкивающая сила является равнодействующей
сил давления воды, которые направлены по нормали
к наружной поверхности лодки и пропорциональны
Рис. 2.1. Действие гидростатических сил на подводную лодку:
а — схема действия гидростатических сил; б — разложение гидроста-
тических сил, направленных под углом к горизонту, на составляющие
глубине погружения Н (рис. 2.1, а). Эти силы, сжи-
мающие подводную лодку, можно разложить на го-
ризонтальные и вертикальные составляющие. Гори-
зонтальные взаимно компенсируются, а разность
вертикальных сил определяет величину выталкиваю-
щей силы или силы плавучести D (рис. 2.1, б). Иног-
да эту силу еще называют и силой поддержания.
21
Сила плавучести всегда направлена вертикально
вверх и приложена к подводной лодке в точке С, на-
зываемой центром величины (ЦВ), который располо-
жен в центре масс воды, вытесненной погруженным
У
Рис. 2.2. Перемещение центра величины Со в точку Ci при накре-
нении подводной лодки
объемом корпуса подводной лодки. Ввиду одно-
родности воды центром величины можно счи-
тать также и геометрический центр погружен-
ного объема подводной лодки. Поэтому при из-
менении величины погруженного объема или его фор-
мы будет изменяться и положение центра величины.
Перемещение ЦВ подводной лодки, находящейся в
надводном положении, когда она не имеет крена (Со)
и при накренении (CJ, показано на рис. 2.2. Сила
плавучести численно равна весу вытесненной лодкой
воды, измеряется в кН или тс и определяется по фор-
муле *
D = mBg = pgl/ = у V,	(2.2)
* Здесь и далее большинство формул представлены через
знак равенства в нескольких вариантах, позволяющих выбрать
наиболее удобный для расчетов: или в единицах СИ (напри-
мер, кН), или в единицах, допускаемых к применению наравне
с единицами СИ (например, т), или в единицах, временно допу-
скаемых и подлежащих изъятию (например, тс). Прим. ред.
22
где тй—масса воды, вытесненной подводной лод-
кой, т;
g — ускорение свободного падения, м/с2;
р — плотность воды, т/м3;
V — объем воды, вытесненной подводной лод-
кой, м3;
у — удельный вес воды, кН/м3 или тс/м3.
Рис. 2.3. Равновесие подводной лодки, плавающей над водой
без крена и дифферента
Для плавания подводной лодки в надводном и
подводном положениях необходимы и достаточны сле-
дующие условия равновесия.
1. Сила тяжести подводной лодки должна быть
равна силе плавучести:
P=D-, mBg = mBg,	(2.3)
откуда
тл = тв.	(2.4)
Равенства (2.3) принято называть основным урав-
нением плавучести.
2. Точки приложения силы тяжести и силы пла-
вучести при посадке подводной лодки без крена и
дифферента должны лежать на одной вертикали
(рис. 2.3), а это может быть, если
xg = xc,	(2.5)
Л = =	(2.6)
где xg, yg—абсцисса и ордината центра тяжести, м;
хс, Ус—абсцисса и ордината центра вели-
чины, м.
Равенства (2.3), (2.5) и (2.6) принято называть
уравнениями равновесия.
23
2.2.	Водоизмещение
В зависимости от физической величины измере-
ния различают массовое, весовое и объемное водо-
измещения.
Массовое водоизмещение — величина, численно
равная массе воды, вытесненной погруженной в нее
водонепроницаемой частью подводной лодки; изме-
ряется в тоннах (т). Если свободно погруженная
подводная лодка находится в равновесии, то масса
подводной лодки равна массе вытесненной ею воды,
что выражено равенством (2.4).
Весовое водоизмещение — величина, численно рав-
ная весу воды, вытесненной погруженной водонепро-
ницаемой частью подводной лодки; измеряется в ки-
лоньютонах (кН) или в тонна-силах (тс). Если сво-
бодно погруженная подводная лодка находится в
равновесии, то вес вытесненной воды равен силе пла-
вучести (выталкивающей, или архимедовой, силе),
что выражено равенством (2.2).
Объемное водоизмещение — величина, численно
равная объему воды, вытесненной свободно погру-
женной водонепроницаемой частью подводной лодки;
измеряется в кубических метрах (м3). Объемное и
весовое водоизмещения связаны равенством (2.2).
В зависимости от положения подводной лодки от-
носительно поверхности моря различают надводное,
крейсерское и подводное водоизмещения.
Надводное водоизмещение — водоизмещение ПЛ,
погруженной по действующую ватерлинию
(рис. 2.4, а). Водоизмещение ПЛ, находящейся в над-
водном положении, не является величиной постоян-
ной и в основном зависит от массы принимаемых гру-
зов. При приеме, а также расходовании грузов мас-
совое, весовое и объемное надводное водоизмещения
изменяются (см. задачу 2.1).
Задача 2.1. На подводную лодку с надводным водоизмеще-
нием Vj=3000 м3 принят груз массой т<«500 т. Определить
объемное водоизмещение после приема груза, а также массовое
и весовое водоизмещения до и после приема груза, если в дан-
ном районе моря (см. табл. 3.1) плотность (удельный вес)
воды р (у) = 1,025 т/м3 (тс/м3).
24
Решение. I. Согласно формулам (2.2) и (2.4) составим
уравнения плавучести ПЛ до и после приема груза;
тл = pVt; |
«л + Щ = рУ2, I
откуда объемное водоизмещение после приема груза
Vt = Vt + ^L= 3000 м3 + . ,.5°0 т. 3 = 3488 м’.
л	р	1,025 т/м3
2.	Массовое водоизмещение до и после приема груза:
mB1 = рVi = 1.025 т/м3-3000 м3 = 3075 т;
/ив2 = PV2 = 1.025-3488 = 3575 т.
3.	Весовое водоизмещение до и после приема груза:
= pgVi = 1.025 т/м3-9,81 м/с2-3000 м3 = 30166т-м/с2 =
= 30166 кНг^ЗОМН (меганьютон)
или
Di = iVj = 1.025 тс/м3-3000 м3 = 3075 тс;
D2 = PgV2 = 1,025-9.81 -3488 = 35071 кН ^35 МН
или
D2 = ^V2 = 1.025-3488 = 3575 тс.
Таким образом, увеличение массы ПЛ на 500 т привело к
увеличению водоизмещения на 500 т и весового водоизмещения
на 5 МН или 500 тс, при этом объемное водоизмещение увели-
чилось на 488 м3.
Крейсерское водоизмещение — основное надвод-
ное водоизмещение удифферентованной ПЛ с проду-
тыми ЦГБ и заполненной цистерной быстрого погру-
жения (ЦБП).
Подводное водоизмещение — водоизмещение пол-
ностью погруженной удифферентованной ПЛ с запол-
ненными ЦГБ и продутой ЦБП (рис. 2.4,6). При
плавании под водой ПЛ должна иметь постоянное
водоизмещение (о весовой дисциплине см. гл. 4).
2.3.	Запас плавучести
Запасом плавучести называется весь непроницае-
мый для воды объем ПЛ, расположенный выше дей-
ствующей ватерлинии (рис. 2.4, а).
25
Для надводного положения ПЛ запас плавучест*
равен
Изп = ^п-Ин,
(2.7)
где 1/п — подводное водоизмещение, м3;
1/н — надводное водоизмещение, м3.
Рис. 2.4. Водоизмещение и запас плавучести подводной
лодки:
а — надводное положение ПЛ; б — подводное положение ПЛ;
С — центр величины; G — центр тяжести; Йзп — запас плавучести;
Dn — силы поддержания; Рн> Рп — силы тяжести
Запас плавучести меняется с изменением посадки
иодводной лодки. В процентах от крейсерского водо-
измещения запас плавучести
ЗП = -Гп -100,	(2.8)
У к
где VK — крейсерское водоизмещение, м3.
Запас плавучести обеспечивает ПЛ всплытие и
погружение, непотопляемость и мореходность в над-
водном положении. В то же время рост запаса пла-
вучести, улучшая непотопляемость, увеличивает вре-
мя погружения, приводит к ухудшению ходовых ка-
честв и уменьшению дальности плавания. Поэтому
современная подводная лодка для обеспечения непо-
топляемости имеет минимальный запас плавучести
около 11—35/°0 от крейсерского водоизмещения ПЛ.
26
2.4.	Погружение и всплытие
Погружение подводной лодки — переход ее из
крейсерского или иного надводного положения в под-
водное, а также с меньшей глубины погружения на
большую. Учет подводных объемов, заполняемых за-
бортной водой, для определе-
ния сил плавучести и тяжести
ПЛ может выполняться двумя
методами. По первому методу
(методу приема грузов) запол-
няемый водой объем Vi рассма-
тривается как часть погружен-
ного объема ПЛ V, а вода в
этом объеме —как одна из ста-
тей нагрузки ПЛ (как груз
Pi = pgVi = 7Ui)-
По второму методу (мето-
ду исключения) заполненный
забортной водой объем Vi ис-
Рис. 2.5. к объяснению
принципа погружения
подводной лодки
ключается из погруженного
объема ПЛ V, а вода (как
груз pi = 4Vi) исключается из
нагрузки ПЛ.
В статике ПЛ принято по отношению к проницае-
мым объемам корпуса всегда применять метод ис-
ключения, вследствие чего эти объемы вообще не
учитываются. Водяной балласт вспомогательных и спе-
циальных цистерн всегда учитывается методом приема
грузов, а забортная вода ЦГБ — методом приема гру-
зов или методом исключения в зависимости от удоб-
ства решения конкретных задач.
Рассмотрим процесс погружения с учетом грузов
и объемов по первому методу (методу приема гру-
зов). Если в цистерны главного балласта подводной
лодки, сидящей по ватерлинию BqJIq (рис. 2.5), при-
нять некоторое количество забортной воды (груз т^),
то общая сила тяжести подводной лодки станет рав-
ной Р + рг= (тл4-тг)^, она сядет глубже по ватер-
линию В\Л\. К плавучему (погруженному) объему
подводной лодки V прибавится дополнительный объем
vif заключенный между ватерлиниями В0Л0 и ВХЛХ.
Уравнение плавучести (2.3) после приема в цистерны
27
главного балласта некоторого количества забортной
воды (груза mi) будет иметь вид
О1 = Р+р1 = (тя +	+ vt)pg. (2.9)
При дальнейшем заполнении ЦГБ подводная лод-
ка погружается. Когда она погрузится полностью,
цистерны главного балласта будут заполнены, т. е.
запас плавучести окажется полностью погашенным.
Под водой запас плавучести подводной лодки равен
нулю.
Подводная лодка проектируется и строится так,
что равенство Уцгб=Гзп создается при плавании ПЛ
в крейсерском положении. Поэтому для подводного
положения уравнение плавучести ПЛ примет вид
Da = Р„ = Р£ИП = у (VK + Кцгб) = т (Ик + 1/м). (2.10/
Рассмотрим процесс погружения с учетом грузов
и объемов по второму методу (по методу исключе-
ния). В ЦГБ принято некоторое количество заборт-
ной воды. При этом соответствующая часть объема
ЦГБ (в котором находится забортная вода весом
pi) исключается из плавучего объема ПЛ. Однако на
такую же величину к погруженному объему подвод-
ной лодки прибавится дополнительный объем за-
ключенный между ватерлиниями BqJIq и
Таким образом, во время погружения величина
погруженного объема подводной лодки остается по-
стоянной, изменяется лишь его форма. Можно ска-
зать, что после погружения заполненные объемы ци-
стерн главного балласта как бы отпадут, а взамен
их добавится весь непроницаемый для воды объем
подводной лодки, расположенный выше крейсерской
ватерлинии.
В подводном положении плавучий объем равен
только объему прочного корпуса с выступающими ча-
стями, цистерны же главного балласта являются уже
водопроницаемым объемом подводной лодки. Отсюда
появился термин «постоянное водоизмещение». Под
ним подразумевается постоянный по величине, но ме-
няющийся по форме погруженный объем подводной
лодки, равный ее крейсерскому водоизмещению.
Для пояснения сказанного обратимся к рис. 2.6,
на котором видно, что во всех трех положениях под-
28
водной лодки: надводном, при полузаполненных ци-
стернах главного балласта и подводном — величина
погруженного объема остается неизменной, изменяет-
ся лишь форма погруженного объема (= V2= V3),
равная крейсерскому объемному водоизмещению под-
водной лодки VK.
Рис. 2.6. Погашение запаса плавучести подводной лодки во
время погружения
Всплытие подводной лодки — это переход ее из
подводного положения в надводное или с большей глу-
бины погружения на меньшую. Для всплытия в над-
водное положение ЦГБ продуваются воздухом или
газом под давлением. Различают нормальное и ава-
рийное (срочное) всплытие.
Нормальное всплытие производится в два приема.
Сначала воздухом высокого давления продувают
среднюю группу цистерн главного балласта, и под-
водная лодка всплывает в позиционное положение.
Затем воздухом низкого давления или сжатым газом
50—100 кПа* (0,5—1 кгс/см2) продувают носовую
и кормовую группы цистерн главного балласта, и
подводная лодка переходит в крейсерское положение.
Для аварийного всплытия в один прием одновре-
менно продувают все цистерны главного балласта
* В СИ единицей давления является ньютон на квадратный
метр (Н/м2). которой присвоено наименование «паскаль» (Па).
1 Па=1,02-10-5 кгс/см2 или 1 кгс/см2=98,1 кПа—100 кПа (ки-
лопаскаль). Прим. ред.
29
воздухом высокого давления. При этом подводная
лодка всплывает в крейсерское положение.
Кингстоны некоторых цистерн главного балласта
на современной подводной лодке заменены шпигата-
ми. Бескингстонные цистерны упрощают систему по-
гружения, уменьшают ее массу, кроме того, сокра-
щается время заполнения ЦГБ (так как площадь ре-
шеток шпигатов может быть весьма значительной).
Последнее обстоятельство имеет важное значение для
уменьшения времени погружения.
При всплытии подводной лодки в крейсерское по-
ложение вода в бескингстонных цистернах главного
балласта продувается по верхнюю кромку решетки
шпигатов. Давление воздуха в ЦГБ будет соответст-
вовать давлению на той глубине, на которой нахо-
дятся шпигаты. В дальнейшем уровень воды в бес-
кингстонных цистернах поднимается на 10—15 см
выше верхней кромки решеток шпигатов. Это обычно
учитывается при определении объема цистерн глав-
ного балласта.
Однако когда у подводной лодки изменяются крен,
дифферент и водоизмещение, уровень воды в бескинг-
стонных цистернах может значительно повыситься,
особенно в штормовых условиях. При качке значи-
тельно изменяется забортное давление воды на уров-
не шпигатных решеток. Временами часть шпигатов
может оголяться и сжатый воздух из цистерн будет
частично стравливаться в атмосферу. Давление в бес-
кингстонных цистернах, таким образом, начнет
уменьшаться, приближаясь к атмосферному, уровень
воды в цистерне повышается, увеличиваются водо-
измещение и осадка подводной лодки, уменьшается
запас плавучести. Поэтому при длительном плавании
в штормовых условиях рекомендуется следить за по-
садкой подводной лодки и при необходимости про-
дувать цистерны главного балласта (особенно носо-
вой группы).
Глава 3
ИЗМЕНЕНИЕ ОСТАТОЧНОЙ ПЛАВУЧЕСТИ
ПОДВОДНОЙ ЛОДКИ
ПРИ ПЛАВАНИИ ПОД ВОДОЙ
3.1.	Остаточная плавучесть
При плавании подводной лодки под водой основ-
ное уравнение плавучести (2.3) практически не удов-
летворяется. Это происходит потому, что силы плаву-
чести и тяжести являются величинами переменными.
Сила плавучести (2.2) зависит от плотности воды, ве-
личина которой в свою очередь зависит от глубины,
температуры и солености. Сила тяжести (2.1) даже
при условии компенсации расходуемых грузов зави-
сит от массы (следовательно и от плотности) воды в
цистернах. Погрешности в удовлетворении уравнения
(2.3) определяются равнодействующей сил плавуче-
сти и тяжести, т. е. остатком (разностью) от этих вил,
и называются остаточной плавучестью, величину ко-
торой (в кН или тс) находят из выражения
Q = Da — Ра = тИп — Ра = pgV„ — m„ng =
= (твп — m„n)g,	(3.1)
где Dn—сила плавучести ПЛ под водой, кН или тс;
Рп—сила тяжести ПЛ под водой, кН или тс;
у— удельный вес воды, соответствующий оп-
ределенной глубине, температуре и соле-
ности, кН/м3 или тс/м3;
—плавучий объем ПЛ, соответствующий
глубине погружения и температуре кор-
пуса, м3;
31
р—плотность воды, соответствующая опреде-
ленной глубине, температуре и солености,
т/м3;
g— ускорение свободного падения, м/с2;
тлп—масса ПЛ под водой, т;
тпвп—масса воды, вытесненной ПЛ под водой, т.
Если Dn>Pa, то Q>0, остаточная плавучесть по-
ложительная, подводная лодка всплывает.
Если Dn<Pnt то Q<0, остаточная плавучесть от-
рицательная, подводная лодка погружается.
Если Dn = Pni то Q = 0, остаточная плавучесть ну-
левая (идеальный случай), подводная лодка находит-
ся во взвешенном состоянии — не всплывает и не по-
гружается. Такого состояния стремятся достигнуть за
счет приема или откачивания воды из цистерн вспо-
могательного балласта.
3.2.	Изменение остаточной плавучести
от изменения плотности воды
Плотность воды, в которой находится подводная
лодка, изменяется в зависимости от глубины, темпе-
ратуры и солености воды и оказывает заметное влия-
ние на изменение остаточной плавучести подводной
лодки.
Изменение остаточной плавучести подводной лод<
ки от влияния глубины на плотность воды. С увели-
чением глубины на каждые 10 м плотность воды
возрастает на 0,0048%. Следовательно, если ПЛ по-
грузится с глубины Нх на глубину Н2, то плотность
воды увеличится и будет равна
+	(32)
отсюда разность между плотностями воды на глуби-
нах Н2 и Hi составит
Др = ?2 - Pi = 4,8 • IO-”	рь (3.3)
32
Тогда величина изменения остаточной плавучести
ПЛ при переходе с глубины Н\ на глубину Н2 (в кН
или тс) составит
lQr = ApgV\ = ДТ1/;.	(3.4)
Чтобы представить величину изменения плавуче-
сти в зависимости от глубины погружения, решим за-
дачу 3.1.
Задача 3.1. Удифферентованная подводная лодка с объем-
ным водоизмещением VK = 3000 м3 с перископной глубины
= 10 м, где вода имела плотность pj = 1,02478 т/м3, погрузи-
лась на глубину //2==200 м. Определить, какие произошли изме-
нения (приращения) плотности воды, массы вытесненной воды
и остаточной плавучести ПЛ от влияния глубины погружения.
Решение. 1. По формуле (3.3) приращение плотности
воды
Др = р2-Р1 =4,8- 10~б(7/а_Р1 =
= 4,8-10-6(200— 10)-1,02478 = +0,00094 т/м3.
2.	Приращение массы вытесненной воды
Дтв = тв2 — тв1 = ДРУК = 0,00094-3000 = +2,8 т.
3.	По формуле (3.4) приращение остаточной плавучести
Д0Г = &mBg = 2,8-9,81	2,8• 10 = +28 кН
или с учетом, что Др в т/м3 численно равна Д? в тс/м3,
Д0Г = Д7УК = 0,00094-3000 = +2,8 тс.
Таким образом, с увеличением глубины погружения ПЛ все
приращения получили положительные значения. Для компенса-
ции положительного приращения остаточной плавучести на
лодку необходимо принять в уравнительные цистерны балласт
массой 2,8 т, что в пересчете на объем воды составит Ди =
= Дтв : р2 = 2,8 : (1,02478+0,00094) =2,7 м3. Можно сказать, что,
погрузившись на глубину, лодка стала как бы легче на 2,8 т.
Изменение остаточной плавучести подводной лодки
от влияния температуры и солености воды на ее
плотность. При изменении температуры воды плот-
ность ее меняется. При нулевой солености вода имеет
наибольшую плотность при температуре 4-4° С. С из-
менением температуры в ту или иную сторону от
4-4°С ее плотность уменьшается (см. табл. 3.2).
С увеличением солености воды температурный предел
* Так как ЦГБ сообщаются с забортным пространством и
на изменение осгаточной плавучести влияния не оказывают, в
расчетах используют Гк, а не Vu (см. рис. 2.6).
33
наибольшей плотности понижается. Температура мор-
ской воды с увеличением глубины, как правило, по-
нижается, вследствие чего ее плотность при одина-
ковой солености увеличивается.
С нарастанием глубины температура воды пони-
жается не всегда равномерно. Иногда на глубинах
встречаются слои воды с температурой, резко отли-
чающейся от температуры прилегающих слоев. Они
называются слоями температурного скачка.
Если подводная лодка с небольшой отрицательной
остаточной плавучестью будет погружаться на малой
скорости или без хода нижней частью корпуса в слой
воды пониженной температуры, а следовательно, по-
вышенной плотности, то ее сила плавучести начнет
увеличиваться. Когда величина изменения силы пла-
вучести компенсирует отрицательную остаточную
плавучесть, подводная лодка и без хода сможет дер-
жать глубину. Такое же явление иногда наблюдается
и при погружении подводной лодки в слой воды с
большей соленостью, следовательно, и с большей
плотностью.
Такие слои чаще всего встречаются у берегов в
местах впадения рек, где большие массы пресной во-
ды не сразу смешиваются с соленой морской водой
и имеют на некоторых участках плотность, резко от-
личающуюся от плотности морской воды. Подобное
явление может наблюдаться и там, где есть подвод-
ные течения (например, у проливов, соединяющих
моря и океаны с различной соленостью).
Слой воды с резким увеличением плотности на-
зывают жидким грунтом. Он может быть использо-
ван подводной лодкой для удержания глубины по-
гружения с застопоренными гребными винтами.
Соленость воды, а следовательно, и ее плотность
(удельный вес) в различных морях и океанах неоди-
наковы (табл. 3.1). Соленость морской воды изме-
няется от 0 до 40 °/оо *. Каждые 5 °/оо солености уве-
личивают плотность воды примерно на 0,004 т/м3. Со-
леность неодинакова не только в разных районах Ми-
рового океана, но и на различной глубине. Так, на-
пример, в Черном море у поверхности она колеблется
Промиле (°/оо) — тысячная часть какого-либо числа.
84
в пределах 17—18°/оо, а на глубине 100 м увеличи-
вается до 20 °/оо. Аналогичное явление наблюдается
и в других морях.
Таблица 3.1
Плотность, удельный вес и соленость воды
у поверхности некоторых морей и океанов
Наименование бассейна	Плотность, т/м’ (Удельный вес, тс/м’) *	Удельный вес, кН/м’	Соленость, "/о.
Мировой океан	1,026—1,027	10,061—10,071	35—37
(среднее значение)			
Черное море	1,013—1,014	9,934— 9,944	17—18
Балтийское мо-	1,005—1,017	9,856— 9,973	8—18
ре Финский залив	1,001—1,004	9,816— 9,846	2—5
* Плотность в т/м3 численно равна удельному весу в тс/м3.
Для пересчета плотности в удельный вес применяют формулу
Y = pg. Например, р= 1,001 т/м8, тогда р= 1,001 т/м3 «9,806 м/с2=
=9,816 кН/м3. Прим. ред.
При одной и той же солености, но при разной
температуре плотность воды тоже значительно изме-
няется. Таким образом, при переходе подводной лод-
ки в район с иной температурой и соленостью будет
наблюдаться изменение остаточной плавучести (в кН
или тс):
Д<Этс=(р2 — Р1)^к = (Т2 — Т1)^ю	(3-5)
где pj и р2 — плотность воды в начальном и после-
дующем районах моря, т/м3;
Т1 и Т2 — удельный вес воды в начального и по-
следующем районах моря, кН/м3 или
тс/м3.
При расчете изменения остаточной плавучести в
зависимости от солености воды одновременно учиты-
вают и изменение ее температуры. Практически это
делается с помощью специальных таблиц (табл. 3.2)
или графиков. Так как величины изменения остаточ-
ной плавучести от влияния температуры и солености
воды на ее плотность при переходе подводной лодки
35
о
Таблица 3.2
Плотность воды в т/м8 (удельный вес воды в тс/м8) в зависимости от ее температуры и солености
t°c	Соленость, °/оо								
	0	5	10	15	20	25	30	35	40
—2	—	—	—	—	1,01604	1,02009	1,02415	1,02820	1,03227
—1	—	1,00391	1.00797	1,01202	1,01606	1,02010	1,02413	1,02817	1,03222
0	0,99986	1,00397	1,00801	1,01204	1,01606	1,02008	1,02410	1,02813	1,03216
4	1,00000	1,00403	1,00800	1,01197	1,01593	1,01988	1,02384	1,02781	1,03179
8	0,99988	1,00385	1,00776	1,01167	1,01557	1,01947	1,02338	1,02729	1,03122
12	0,99952	1,00344	1,00731	1,01117	1,01502	1,01888	1,02274	1,02661	1,03049
16	0,99897	1,00284	1,00667	1,01049	1,01430	1,01811	1,02193	1,02577	1,02961
20	0,99823	1,00207	1,00586	1,00964	1,01342	1,01720	1,02098	1,02478	1,02859
24	0.99732	1,00113	1,00488	1,00863	1,01238	1,01613	1,01989	1,02366	1,02750
28	0.99626	1,00003	1,00376	1,00748	1,01121	1,01493	1,01869	1,02242	1,02618
в район с иной соленостью бывают значительными,
расчеты рекомендуется делать заранее, чтобы подго-
товиться к необходимому приему или откачке воды
из уравнительных цистерн. В некоторых слу-
чаях при переходе в другой район плавания может
оказаться, что необходимо перебалластировать под-
водную лодку (погрузить или выгрузить твердый бал-
ласт, см. раздел 4.2), так как емкость уравнительных
цистерн может оказаться недостаточной (см. зада-
чу 3.2).
Задача 3.2. Подводная лодка по условиям задачи 3.1 нахо-
дилась в южной части Балтийского моря, где вода имела
t— 4-16° С, Si= 15%о и Р1 = 1,01049 т/м3. Определить, какие про-
изойдут изменения (приращения) плотности воды, массы вытес-
ненной воды и остаточной плавучести ПЛ, если лодке придется
плавать в средней части Атлантического океана, где вода имеет
/2=+20°С и S2-35%o.
Решение. 1. По табл. 3.2 находим плотность воды
р2 = 1,02478 т/м3.
2.	Приращение плотности воды
ДР = р2 — Р1 = 1,02478—1,01049 = +0,01429 т/м3.
3.	Приращение массы вытесненной воды
Д/пв = Др 1/к = +0,01429-3000 = +42,9 т.
4.	Приращение остаточной плавучести
Д£тс = Д/ив£ = 42,9-9,81 ^429 кН
или с учетом, что Ар в т/м3 и Ду в тс/м3 численно равны
Дртс = ДуУк = 0,01429-3000 = 42,9 тс.
В данном примере в связи с резкими изменениями условий
в районе плавания все приращения получили достаточно боль-
шие значения. Для компенсации приращения остаточной плаву-
чести с подводной лодки необходимо выгрузить часть твердого
балласта.
3.3.	Изменение остаточной плавучести ПЛ
от обжатия корпуса
При погружении подводной лодки на глубину ее
прочный корпус под влиянием забортного давления
обжимается и сокращается в объеме. Коэффициент
объемного обжатия прочного корпуса подводной лод-
ки на 1 м погружения зависит от конструкции проч-
37
кого корпуса и глубины погружения ПЛ и опреде-
ляется по формуле
(3.6)
“п
где Нп — предельная глубина погружения ПЛ, м.
Следовательно, чем меньше у подводной лодки
предельная глубина погружения, тем больше коэф-
фициент объемного обжатия корпуса на 1 м погру-
жения, и наоборот, у подводной лодки, имеющей
большие предельные глубины погружения, обжатие
корпуса на 1 м погружения будет небольшим.
Величина изменения отрицательной остаточной
плавучести в результате обжатия корпуса ПЛ (в кН
или тс) равна
AQok = * (^2 ~ //1) PgVK = a (772 - и.) Т14, (3.7)
где Н{ и Н2 — начальная и конечная глубины погру-
жения ПЛ, м.
О величине изменения остаточной плавучести в ре-
зультате обжатия корпуса подводной лодки можно
судить на примере задачи 3.3.
Задача 3.3. Используя условия задачи 3.1, определить при-
ращение объемного водоизмещения, массы вытесненной воды и
остаточной плавучести ПЛ от обжатия корпуса, если предель-
ная глубина погружения лодки //п = 300 м.
Решение. 1. По формуле (3.6) коэффициент объемного
обжатия
2. Приращение объемного водоизмещения
ДУ = а(Н2 — Нг) Ук = —4,3-10-6.(200 — 10).3000 = —2,5 м2 3 4.
3. Приращение массы вытесненной воды
Дтв = р2Ди = 1,02572-(—2,5)^ — 2,6 т.
4. Приращение остаточной плавучести
Д(?ок =	= —2,6-9,81	—26 кН или —2,6 тс.
Таким образом, ПЛ при погружении вследствие обжатия
корпуса приобретает отрицательное приращение остаточной пла-
вучести —26 кН или —2,6 тс, которое почти компенсируется по-
ложительным приращением остаточной плавучести +28 кН или
+ 2,8 тс от влияния плотности воды с увеличением глубины по-
гружения (ом. задачу 3.1).
88
3.4.	Изменение остаточной плавучести
от влияния температуры корпуса
Корпус подводной лодки при охлаждении сжи-
мается, а при нагревании расширяется. С увеличением
глубины погружения температура воды, как пра-
вило, сначала уменьшается, а затем достигает опре-
деленного предела и стабилизируется. Величина сжа-
тия или расширения корпуса может быть получена
опытным или расчетным путем. В среднем темпера-
турный коэффициент объемного расширения корпуса
ПЛ р = 37* 10~6 м3/°С. Величина изменения остаточ-
ной плавучести от колебания температуры корпуса
ПЛ определяется (в кН или тс) по формуле
А<?тк = ?(^-^)Р^к = И^2-^1)тИк,	(3.8)
где /1 и /2 — начальная и конечная температуры кор-
пуса ПЛ, °C.
Практически из-за малой разности температур из-
менение остаточной плавучести в зависимости от ко-
лебаний температуры корпуса ПЛ бывает незначи-
тельным, что видно на примере задачи 3.4.
Задача 3.4. По условиям задачи 3.1 принять, что темпера-
тура корпуса ПЛ на перископной глубине соответствовала тем-
пературе воды Л=+20о С, а на глубине 200 м — температуре
ti= 4-8° С. Определить, каково изменение температуры корпуса
ПЛ и как оно сказалось на приращении объемного водоизмеще-
ния, массы вытесненной воды и остаточной плавучести. Кроме
того, найти общее (суммарное) приращение остаточной плаву-
чести ПЛ от всех факторов, учтенных в задачах 3.1, 3.3 и 3.4.
Решение. 1. Приращение температуры корпуса
Д/ = /2 —= +8 —(4-20) = —12° С.
2.	Приращение объемного водоизмещения
ДУ = рД/Ук = 37- 10-е.(—12).3000 = —1,3 м8.
3.	Приращение массы вытесненной воды
Д/ив = Р2ДУ = 1,02729-(—1,3) = —1,33 т.
4.	Приращение остаточной плавучести
AQTK =	= —1,33-9.81	—13 кН или —1.3 тс.
Таким образом, с понижением температуры корпуса лодка
получила отрицательное приращение остаточной плавучести, т. е.
она стала как бы тяжелее на 1,3 т. Для компенсации этого при-
ращения потребуется удалить из уравнительных цистерн 1,3 т
балласта.
39
Общее приращение остаточной плавучести ПЛ от различных
факторов, которое определяется как алгебраическая сумма от-
дельных приращений:
AQ = Дфг + Афок + дОтк = 28 — 26 — 13 = —11 кН или —1.1 тс.
Здесь AQtc не учитывалось, так как в задаче 3.2 рассмот-
рен случай перехода на другой театр с резким изменением плот-
ности воды.
40
Глава 4
РАСЧЕТ ДИФФЕРЕНТОВКИ
ПОДВОДНОЙ ЛОДКИ
4.1. Нагрузка
Под нагрузкой подводной лодки понимается сум-
ма масс всех элементов *, составляющих общую мас-
су подводной лодки. Отношение различных статей на-
грузки дизельных подводных лодок в процентах к их
крейсерскому водоизмещению в среднем составляет:
—	прочный корпус — 234-30;
—	легкий корпус — 94-13;
—	вооружение — 5,54-8,5;
—	главные двигатели — 254-30;
—	системы, устройства, приборы—124-17;
—	запасы внутри прочного корпуса и твердый
балласт — 84-18.
Нагрузка, рассчитанная при проектировании под-
водной лодки исходя из условия ее равновесия, на-
зывается спецификационной нагрузкой. Для опреде-
ления нагрузки и объемного водоизмещения в над-
водном и подводном положениях подводной лодки со-
ставляют две таблицы.
1. Сводная таблица масс для надводного (крей-
серского) положения, которая дает сумму масс всех
элементов ПЛ, включая твердый балласт и воду в
* Такая формулировка нагрузки хотя и не согласуется с преж-
де принятой, но является более строгой, а главное — отвечает
требованию Единой системы конструкторской документации,
введенной соответствующими ГОСТ, согласно которой с 1 ян-
варя 1971 г. основной характеристикой изделия (его элемента,
детали, статьи нагрузки) является не вес, как это было прежде,
а масса с единицами килограмм (кг), грамм (г), тонна (т) и
центнер (ц). Прим. ред.
41
цистернах вспомогательного балласта. Итоговые дан-
ные таблицы позволяют определить массу ПЛ для
крейсерского положения и координаты центра тяже-
сти ПЛ:
тл = 2
S~ тл ' Уg~	тя ’
S mizgl
------------ »
в	тл
(4.1)
(4.2)
где	тл — масса ПЛ, т;
zn, — масса элемента нагрузки ПЛ (кор-
пус, вооружение, запасы и т. п.),т;
zg—координаты центра тяжести ПЛ,м;
xgi, ygi, zgi — координаты центра тяжести эле-
мента нагрузки ПЛ, м.
2. Сводная таблица всего плавучего объема, пред-
назначенная для определения объемного водоизме-
щения для подводного положения и координат цент-
ра величины ПЛ:
=	(4.3)
,44.
•^с —	17	’ Ус	I/	’	V	*
у к	V к	у к
где Ик — объемное водоизмещение для подвод-
ного положения ПЛ, м3;
vt — объем водоизмещающего конструктив-
ного элемента ПЛ (прочный корпус,
рубка, выступающая часть люков, не-
проницаемая для воды, и т. п.), м3;
хс> Ус> zc—координаты центра величины ПЛ, м;
xci, yci, zel — координаты центра величины водоизме-
щающего конструктивного элемента
ПЛ, м.
При сличении итоговых данных обеих таблиц
должно быть
^л = р'/к или P=tVzk,
Xg ~
(4-5)
42
Если плотность воды р«1 т/мя, то численно
= VK- Равенства (4.5) характеризуют основные усло-
вия плавучести, которые необходимо поддерживать
при приеме (расходовании) и перемещении грузов.
4.2.	Общие положения приема, расходования
и замещения грузов
Все грузы, составляющие нагрузку подводной
лодки, делятся на постоянные и переменные. К по-
стоянным грузам относятся: корпус, главные и вспо-
могательные механизмы, системы и устройства, воо-
ружение без боезапаса и т. д. В процессе боевой и
повседневной деятельности они остаются постоян-
ными, но могут быть изменены при ремонтах, модер-
низации и т. д. Переменные грузы в процессе боевой
и повседневной деятельности все время изменяются:
то расходуются, то пополняются вновь. Поэтому рас-
чет дифферентовки подводной лодки производится
только по переменным грузам (по их массам и диф-
ферентующим моментам).
Все переменные грузы по способу их компенсации
делятся на три группы:
—	переменные грузы, для компенсации которых
существуют специальные заместительные цистерны
(запасные торпеды, мины и т. п.);
—	переменные грузы, которые замещаются в тех
же хранилищах, где находятся (жидкое топливо, тор-
педы в аппаратах и т. д.);
—	переменные грузы, замещающиеся в цистернах
вспомогательного балласта (все остальные перемен-
ные грузы).
С помощью цистерн вспомогательного балласта
замещаются также все нескомпенсированные массы и
моменты, образующиеся при замещении двух первых
групп переменных грузов (например, разность масс и
моментов жидкого топлива и забортной воды заме-
щения). При компенсации переменных грузов реко-
мендуется руководствоваться следующими основными
принципами.
Во время торпедных стрельб, минных постановок
компенсация израсходованного боезапаса должна
быть немедленной. При длительном плавании в над-
43
водном положении изменение нагрузки происходит в
основном за счет расходования пресной воды, прови-
зии, жидкого топлива (несмотря на замещение по-
следнего забортной водой).
Пресная вода, провизия и некоторые другие грузы
расходуются медленно и замещаются периодически,
обычно вместе с очередной компенсацией израсходо-
ванного жидкого топлива. При длительном плавании
под водой компенсировать переменные грузы следует
по мере необходимости.
Для обеспечения точной компенсации принимае-
мых (расходуемых) грузов в специальном журнале
ведется учет состояния переменных грузов. Вместе с
технической документацией на подводную лодку вы-
дается специальная инструкция, регламентирующая
все вопросы приема, расходования и замещения пере-
менных грузов.
4.3.	Понятие о вывеске
Несмотря на то, что при постройке (ремонте, мо-
дернизации) подводной лодки ведется строгий весо-
вой контроль *, неизбежно накапливаются ошибки в
объемах, массах и координатах их центров тяжести.
Они являются следствием того, что существуют опре-
деленные допуски (на толщины материалов, на весо-
вые характеристики и т. п.).
Чтобы выявить величины отклонений фактических
объемов, масс и координат их центров тяжести от
расчетных значений и привести их в соответствие с
расчетными, производят вывеску (пробное погруже-
ние) подволной лодки.
Во время вывески тщательной дифферентовкой
доводят остаточную плавучесть и дифферент до зна-
чений, близких к нулю. Затем сравнивают фактиче-
ское количество и распределение вспомогательного
балласта (при вывеске) с расчетными значениями
(по спецификационной нагрузке) и приводят их в
соответствие с ними приемом, выгрузкой или пере-
• Измерительным прибором для определения массы являются
весы, следовательно, весовой контроль предполагает контроль пр
величинам масс. Прим, ред.
44
распределением твердого балласта. Твердый балласт в
виде чугунных брусков размещают и закрепляют в
киле, проницаемых частях и цистернах главного бал-
ласта.
Таким образом, главная задача вывески состоит
в том, чтобы привести подводную лодку к такому со-
стоянию, когда при наличии на ней всех специфика-
ционных грузов количество воды в цистернах вспомо-
гательного балласта соответствовало бы расчетному.
Фактическая нагрузка подводной лодки, доведенная
с помощью твердого балласта до спецификационной,
называется нормальной нагрузкой.
Нормальная нагрузка — это фактическая масса
удифферентованной подводной лодки (по перемен-
ным грузам) с полными запасами, обеспечивающими
использование ее по назначению на максимальные
дальности плавания. Нормальная нагрузка служит
основанием для расчетов и контроля дифферентовки
подводной лодки. Все данные нормальной нагрузки
по переменным грузам фиксируются в технической
документации подводной лодки.
4.4.	Методика расчета дифферентовки
На подводной лодке ведется постоянный учет на-
личия всех основных переменных грузов (нагрузки на
корабле). Для этого в центральном посту имеется
специальная таблица основных переменных грузов,
которая ежедневно корректируется дежурной служ-
бой подводной лодки.
Организация службы на подводной лодке должна
быть такой, чтобы без ведома командира электроме-
ханической боевой части никакой груз на корабль не
принимался и с него не снимался. Весь личный со-
став подводной лодки обязан соблюдать весовую
дисциплину, т. е. всякая выгрузка или погрузка за-
пасных частей, продуктов и других грузов сразу же
заносится в вахтенный журнал с указанием их коли-
чества (массы) и места расположения.
Никто без приказания командира подводной лод-
ки или вахтенного офицера и без ведома командира
электромеханической боевой части не имеет права пе-
ремещать вспомогательный балласт (т. е. осушать или
45
заполнять дифферентные или уравнительные ци-
стерны).
В конце каждой смены вахтенный старшина в
центральном посту докладывает вахтенному офицеру
для записи количество воды в цистернах вспомога-
тельного балласта.
Расчетом дифферентовки называется сравнение
фактических масс и дифферентующих моментов пере-
менных грузов в день погружения с массами и диф-
ферентующими моментами переменных грузов нор-
мальной нагрузки или предыдущей дифферентовки и
определение расчетным путем количества воды в ци-
стернах вспомогательного балласта, которое соответ-
ствует удифферентованному состоянию подводной
лодки при данном количестве и распределении пере-
менных грузов. Расчет дифферентовки может произ-
водиться двумя способами.
Первый способ. Подсчет изменений всех пере-
менных грузов и их моментов по сравнению с нор-
мальной нагрузкой (расчет по нормальной нагрузке).
Второй способ. Подсчет изменений отдельных
переменных грузов и их моментов по сравнению с
предыдущей дифферентовкой (расчет по предыдущей
дифферентовке).
Дифферентовки по первому способу (по нормаль-
ной нагрузке) рассчитывается в следующих случаях:
—	после ремонта;
—	после возможной зимней стоянки подводной
лодки, когда заново принимаются и пополняются ос-
новные судовые запасы торпед, мин, топлива, масла,
провизии и т. д.;
—	после выхода подводной лодки из дока, что
также связано с большим пополнением судовых за-
пасов;
— периодически для контроля.
Тщательно проведенный расчет дифферентовки по
нормальной нагрузке с последующей фактической
проверкой ее при пробном погружении подводной
лодки называется контрольной дифферентовкой. Конт-
рольная дифферентовки и связанное с ней погруже-
ние производятся обычным порядком.
Расчет дифферентовки по второму способу яв-
ляется повседневным и применяется в том случае,
46
если погружения производятся регулярно. Поскольку
накапливаются ошибки за счет погрешностей при оп-
ределении количества переменных грузов на каждый
день погружения, рекомендуется через несколько диф-
ферентовок, рассчитанных по второму способу, произ-
водить контрольную дифферентовку.
При расчете дифферентовки необходимо соблю-
дать следующие правила и такую последовательность
действий:
1.	Определить для каждого принятого или израс-
ходованного груза величину изменения (приращения)
его массы или силы тяжести (веса) и их алгебраи-
ческую сумму:
A/nz = тпф/ — /nz,	(4.4)
Apz = Aznzg« 10A/nz,	(4.5)
2 Д/П< = 2 (ОТФ/ —	(4-6)
2 ДА = £ 2 Д/и/ 10 2 Дтг>	(4-7)
где Az?zz — приращение массы груза, т;
тф/ — фактическая (новая) масса груза, т;
т1 — предыдущая (до изменения) масса груза, т;
A/?z — приращение силы тяжести (веса) груза, кН;
g — ускорение свободного падения, м/с2.
Груз, принимаемый на ПЛ и являющийся избы-
точным по сравнению с предыдущим грузом или нор-
мальной нагрузкой, учитывается в дифферентовочном
журнале (см. табл. 4.1) со знаком плюс. Груз, израс-
ходованный на ПЛ и являющийся недостающим по
сравнению с предыдущим грузом или нормальной на-
грузкой, учитывается со знаком минус.
2.	Определить для каждого принятого или израс-
ходованного груза величину изменения (приращения)'
дифферентующего момента * и их алгебраическую
сумму (в кН’М или тС’м):
A7I4Z = /^piLl =	« 10A/nzZz, (4.8)
2 дм,=2 дмг=я2 Дтл « м2 Дтл> (4-9)
♦ Можно вместо дифферентующего момента силы в кН • м
ввести понятие дифферентующего момента массы в т • м, тогда
формула (4.8) несколько упростится и примет вид АМ< =
Прим. р*д.
где Ц — плечо от мидель-шпангоута до центра тя-
жести принятого или израсходованного груза, м.
Плечо груза или цистерны, расположенное в нос
о? мидель-шпангоута ПЛ, учитывается со знаком
плюс, а расположенное в корму—со знаком минус.
Дифферентующий момент принятого или израсходо-
ванного груза со знаком плюс показывает, что изме-
нение груза создало избыточный момент на нос, а со
знаком минус — на корму.
3.	В зависимости от знака SAm^, показывающего,
как изменилась плавучесть ПЛ за счет приема, рас-
ходования и замещения переменных грузов, принять
в уравнительную цистерну или откачать из нее воду
массой SAm; для приведения нагрузки к нормальной
(или предыдущей). В дифферентовочный журнал в
строку индекса В графы Ат* для уравнительной ци-
стерны записать с обратным знаком величину 2Ami.
4.	Определить изменение дифферентующего мо-
мента, который образовался после приема (откачки)
воды в уравнительную цистерну:
Ж = -i.= -gLB2 Дтп;, (4.10)
где LB — плечо уравнительной цистерны относительно
миделя, м (см. табл. 4.1).
5.	Определить новый суммарный дифферентую-
щий момент, возникший в результате изменения
массы грузов и воды в уравнительной цистерне:
ДМ = V, ДА'1; + ДД, =
= g (2	~ £в 2	•
(4.Н)
6.	Определить массу или вес воды, которую необ-
ходимо перекачать из носовой дифферентной цис-
терны в кормовую (или наоборот) для компенсации
нового суммарного дифферентующего момента:
£(Аа-Аб) - Ла-Аб
или
л
(4.12)
(4.12')
48
где La, Lc — плечи носовой и кормовой дифферентных
цистерн относительно миделя с соответствующими
знаками, м.
Если АгИдц (Дрдц) со знаком плюс, то вода пере-
качивается из носовой дифферентной цистерны в кор-
мовую, а если со знаком минус, то наоборот — из кор-
мовой в носовую. В графу Дт; дифферентовочного
журнала для обеих дифферентных цистерн заносится
величина Дтдц с соответствующим знаком.
7.	Определить дифферентующие моменты, возник-
шие в результате приема или откачивания воды мас-
сой Дтдц из носовой и кормовой дифферентных ци-
стерн:
= дРдц^а = ДтдцяАа;	(4.13)
ДЛ46 = Д/?дЦ£б = Д/Идц^Аб-	(4.14)
8.	Проверить правильность расчетов по компенса-
ции нового суммарного дифферентующего момента
после перераспределения вспомогательного балласта:
Д7Иа + ДЛ4б + ДМ' = 0.	(4.15)
Данные по 3-му и 6-му пунктам (действиям) сум-
мируются с данными воды, которая была в цистер-
нах, и вносятся в строку индекса А, Б и В графы m$i
(табл. 4.1).
Расчет дифферентовки на день выхода в море и
изменения в нагрузке докладываются командиру под-
водной лодки. После проверки и утверждения этого
расчета командиром подводной лодки командир элек-
тромеханической боевой части выписывает на отдель-
ный лист размещение вспомогательного балласта, пе-
редает его старшине команды машинисту трюмному
и дает приказание о перераспределении вспомога-
тельного балласта в соответствии с расчетным.
• Расчет дифферентовки как по нормальной на-
грузке, так и по предыдущей дифферентовке произ-
водится в дифферентовочном журнале. В начале
этого журнала имеются листы для записи различных
данных, облегчающих расчет дифферентовки, а затем
идут листы, предназначенные специально для расчета
дифферентовки подводной лодки. Журнал дает воз-
4	590	49
Мбжность анализировать ошибки расчета по резуль-
татам фактической дифферентовки.
Ошибка в расчете по плавучести (по количеству
воды в уравнительной цистерне после фактической
дифферентовки) обычно не должна превышать 0,1 —
0,2% крейсерского весового водоизмещения подвод-
ной лодки.
4.5.	Примеры расчета дифферентовки
Решим задачу 4.1 по расчету дифферентовки с ис-
пользованием рассмотренной последовательности дей-
ствий. При этом расчет будем производить по преды-
дущей дифферентовке и учитывать лишь те грузы,
количество которых изменилось.
Задача 4.1. Подводная лодка была удифферентована 10 июля
1976 г. Произвести расчет дифферентовки по состоянию на
25 июля 1976 г. по предыдущей нагрузке, если изменения про-
изошли только в следующих статьях нагрузки дифферентовоч-
ного журнала (табл. 4.1):
6.	Пресная вода в цистерне № 2: было 1,5 т, пополнили за-
пас до 9,5 т.
7.	Пресная вода в цистерне № 3: было 0,5 т, пополнили
запас до 12,5 т.	>
9.	Грязная вода в цистерне № 1: было 1,0 т, осталось 0,5 т.
12.	Провизия в цистерне № 2: было 2 т, пополнили запас
до 7,5 т.
25.	Чистое масло в цистерне № 2: было 7,3 т, израсходовали
до 3,3 т.
Остальные данные, необходимые для расчета дифферентовки
(масса груза в цистернах и плечи груза от мидель-шпангоута),
приведены в левой части дифферентовочного журнала (табл. 4.1).
Решение. При расчете дифферентовки используем выше-
изложенную последовательность действий.
1.	Определяем Ami и А/?г и их алгебраическую сумму по
статьям нагрузки журнала:
Дт6 = 9,5 — 1,5= +8 т; Др6 ^4-80 кН (8 тс);
Д/п7 = 12,5 — 0,5 = 4-12 т; Др7^ 4-120 кН (12 тс);
Д/и9 = 0,5—1 =—0,5 т; Д/?9^—5 кН (—0,5 тс);
Д/и12 — 7,5 — 2= 4-5,5 т;	Др12^4-55 кН (5,5 тс);
Дщ2Б = 3,3 — 7,3 = —4 т;	Др2Б ~ —40 кН (—4 тс);
2Д/и/ = 4-21 т;
50
2Др/^+210 кН (4-21 тс).
2.	Определяем ДМ< и их алгебраическую сумму по статьям
нагрузки журнала:
ДМ6 10-8-2,5 = 4-200 кН-м (4-20 тс-м);
ДМ7^ 10-12 (—31) = —3720 кН-м (—372 тс-м);
ДМ9^10-(—0,5)-10 =—50 кН-м (—5 тс-м);
ДМ12 « 10-5,5-2 = 4-ИО кН-м (4-11 тс-м);
ДЛ12б~ Ю-(—22)-(—4) = 4-880 кН-м (4-88 тс-м);
—2580 кН-м (—258 тс-м).
3.	Откачиваем из уравнительной цистерны (УЦ) воду массой
—2Д/Пг=— 21 т.
4.	Определяем ДМВ«—10.1,5-21 =—315 кН • м (—31,5 тс-м).
5.	Определяем	ДМ' =—25804-(—315)=—2895	кН • м
(—289,5 тс-м).
6.	Определяем массу воды, которую необходимо перекачать
из КДЦ в НДЦ для компенсации ДМ':
_	—2895
10 [35,5—(—34,5)] “ 4’ Т’
7.	Определяем:
ДМа^ 10(4-4,1)35,5 = 4-1468 кН-м (4-146.8 тс-м);
ДМб^ 10 (—4,1) (—34,5) = 4-1427 кН-м (4-142,7 тс-м).
8.	Проверяем компенсацию: 14684-14274-(—2895) =0. Расчет
по компенсации ДМ' после перераспределения вспомогательного
балласта произведен правильно.
9.	По данным пп. 3 и 6 приказываем старшине команды
машинисту трюмному перераспределить вспомогательный б’ал-
ласт: иметь в НДЦ 6,14-4,1 = 10,2 т, в КДЦ 12,0—4,1=7,9 т и
в УЦ 55,5—21,0 = 34,5 т забортной воды.
10.	Графы «Примечание» и «Фактическая дифферентовка»
журнала (табл. 4.1) заполняются по окончании дифферен-
товки.
При приеме топлива в топливно-балластные ци-
стерны необходимо компенсировать положительную
плавучесть и дифферентующий момент, которые возни-
кают в связи с тем, что плотность забортной воды рв
больше плотности топлива рт. Для компенсации оп-
ределяют количество воды, необходимое для приема
в цистерны вспомогательного балласта после запол-
нения части цистерн главного балласта топливом
(см. задачу 4.2).
Перерасчет, связанный с различной плотностью
топлива и воды (подобно задаче 4.2), следует произ-
водить также и при приеме и расходовании топлива
51
Таблица 4.1
Пример оформления расчета
(дифферентовка
дифферентовки в журнале *
25 июля 1976 г.)
Индекс нагрузки	Статья (наименова- ние) нагрузки	Полная нагрузка тЩ. т	Плечо нагрузки от миделя м	Нагрузка по дифферентовке на 10.07.76 т	Фактическая нагрузка на 25.07.76 т .,, ф/» т	изменение наг- рузки Дт* — " шф/ т	Изменение диффе- рентующего мо- мента AjWj * ЮДт^Лр кН*м(тс*м)	Примечание		
6 7 9	Вода пресная в цистерне № 2 Вода пресная в цистерне № 3 Вода грязная в цистерне № 1	9,5 12,5 3	+2,5 —31,0 + 10,0	1,5 0,5 1.0	9,5 12.5 0,5	+ 8 + 12 —0,5	+200(+20) —3720(—372) —50(—5)	1.	Дифферентовка производится на ходу (без хода)	 2.	Глубина	 3.	Место погружения	 4.	Волна	 5.	Ветер . . 		 6.	Плотность воды ♦ .			
12	Провизия в цистерне № 2	10	+2,0	2,0	7,5	+5,5	+ 110(+11)	Фактическая дифферентовка		
25	Масло чистое в цистерне № 2	8	—22,0	7,3	3,3	—4	+ 880( + 88)	Вода в	Ошибка в ЕД/тг/э т	Ошибка в ЕД М .t
								цистерне, т		кН-м(тс-м)
	В с е г о S ,  •					+21	—2580(—258)			
										
А	Вода забортная носовой дифферен- тной цистерны	15,5	+35,5	6,1	10,2	+4,1	+ 1468(+146,8)			
Б	Вода забортная кормовой диффе- рентной цистер-	15,0	—34,5	12,0	7,9	—4.1	+ 1427( +142,7)			
В	ны Вода забортная уравнительной цис- терны	78,0	+ 1,5	55,5	34,5	—21.0	—315(—31,5)			
КОМАНДИР БЧ-5
(подпись)
♦ В форму журнала внесены необходимые коррективы с учетом
СКД и перехода на Международную систему единиц (СИ). Прим ред.
52
53
из топливных цистерн, так как в эти цистерны дается
замещение (забортная вода). Эти цистерны не дол-
жны быть полузаполненными.
Задача 4.2. На подводной лодке в одну из кормовых топливно-
балластных цистерн (ТБЦ) приняли дизельное топливо в объеме
ит = 45 м3 с плотностью р!=0,88 т/м3. Удаление ТБЦ от миделя
^тбц = —25 м. Какое количество воды необходимо принять в ци-
стерны вспомогательного балласта (кормовую дифферентную и
уравнительную), чтобы не раздифферентовать подводную
лодку, если удаление центров цистерн от миделя АКдц = —40 м, а
£уЦ = 0, плотность забортной воды рв = 1,02 т/м3?
Решение. 1. Чтобы скомпенсировать возникшую положи-
тельную плавучесть вследствие приема топлива вместо воды в
цистерну главного балласта необходимо в цистерны вспомога-
тельного балласта принять воду массой
дтивб = (рв — Рт) vT = (1,02 — 0,88) 45 = +6,3 т.
2. Дифферентующий момент, возникший в результате обра-
зования положительной плавучести
А.Л4тбц ~ А^Тцвб^^тбц-
Для компенсации этого момента в кормовую дифферентную
цистерну необходимо принять воду массой
ДЛ4Тбц	Д^цвб^тби	д ^тба
Д/Пкдц = —j = -------—f----= д^ивб —j---=
6ЬКДЦ	8ЬКДП	^КДЦ
= 6’3—= +3’9 т-
—40
3. Чтобы привести лодку к нулевой плавучести, необходимо
в уравнительную цистерну принять воду массой
д^уц ~ д^цвб Д^кдц ~ 6,3	3,9 ~ -f-2,4 т.
Таким образом, для компенсации положительной плавучести
и дифферентующего момента, возникших в результате приема
топлива в ТБЦ вместо забортной воды, следует принять в КДЦ
3,9: 1,02 — 3,8 м3 и в УЦ 2,4: 1,02 — 2,3 м3 забортной воды.
Примечание. В этой задаче, как и в некоторых других
случаях, проставлены традиционные индексы при символах, хотя
они и не соответствуют индексам нагрузки дифферентовочного
журнала (см. табл. 4.1), например вместо индекса «А» указан
индекс «НДЦ» и т. п. Прим. ред.
При определении объема топлива vT в топливно-
балластной цистерне, заполненной топливом, следует
учитывать, что vT будет меньше всего объема цистер-
ны, так как для предохранения резины кингстонов
от разъедания топливом необходимо под нижней
кромкой топлива иметь 10 см воды.
Глава 5
ОСТОЙЧИВОСТЬ ПОДВОДНОЙ лодки
5.1.	Общие положения
Остойчивостью называется способность подводной
лодки плавать в положении устойчивого равновесия
(прямом или наклонном), а также самопроизвольно
возвращаться к нему по прекращении воздействия
внешних сил, вызывающих отклонение от положения
равновесия *.
Остойчивость наряду с плавучестью является
очень важным мореходным качеством. При ее утрате
подводная лодка опрокидывается. Поэтому придание
подводной лодке при проектировании надлежащей
остойчивости — одна из основных задач проектиров-
щиков и судостроителей, а сохранение этого важного
качества в процессе эксплуатации — первейшая за-
дача личного состава как в нормальных условиях
плавания, так и при авариях и боевых повреждениях.
Различают остойчивость подводной лодки в над-
водном положении (подчиняется в основном тем же
законам, что и остойчивость надводных кораблей),
при погружении и всплытии, а также в подводном по-
ложении (последние качества являются специфиче-
скими для подводной лодки).
Так как подводная лодка может иметь крен на
правый или левый борт и дифферент на нос или
корму, то различают еще поперечную остойчивость
при кренах и продольную остойчивость при диффе-
оентах.
* Остойчивость есть установившееся морское название того,
что обычно (в неморских науках) принято понимать под устой-
чивостью.
55
В надводном положении подводной лодки в зави-
симости от величины углов крена и дифферента раз-
личают начальную остойчивость, т. е. остойчивость
при малых углах наклонения и остойчивость при боль-
ших углах крена и дифферента.
В зависимости от характера действующих на под-
водную лодку кренящих и дифферентующих момен-
тов различают статическую и динамическую остой-
чивость.
Остойчивость считается статической, если накло-
нение подводной лодки происходит медленно, без зна-
чительных угловой скорости и ускорения (например,
при перекачивании воды из одной дифферентной ци-
стерны в другую).
Остойчивость рассматривается как динамическая
в тех случаях, когда наклонение происходит быстро,
под действием динамических сил, с заметными угло-
выми скоростями и ускорениями (например, при
качке и т. п.).
Действие внешних сил на подводную лодку опре-
деляется моментом сил, т. е. произведением силы на
плечо. Этот момент, называемый кренящим или диф-
ферентующим моментом, вызывает вращение подвод-
ной лодки соответственно около продольной или по-
перечной оси. Наклонение ПЛ будет продолжаться
до тех пор, пока не возникнет какой-либо новый мо-
мент, направленный в обратную сторону. Такой мо-
мент образуется в результате перемещения центра
величины подводной лодки при наклонении и обра-
зовании пары сил Р и D (рис. 5.1).
Этот момент в отличие от кренящего или диффе-
рентующего называется восстанавливающим момен-
том. Чем больше величина восстанавливающего мо-
мента, тем больше будет остойчивость подводной
лодки (при прочих равных условиях).
5.2.	Поперечный метацентр и поперечный
метацентрический радиус подводной лодки
в надводном положении
Допустим, что под действием внешних сил под-
водная лодка накренилась на угол б по новую ватер-
линию В1Л1 '(рис. 5.1). Условимся, что вместо изобра«
56
жения наклонного положения подводной лодки на
рисунке, представляющем ПЛ в прямом положении,
будем представлять действующую ватерлинию в виде
наклонной линии.
При воздействии внеш-
них сил центр тяжести
подводной лодки останет-
ся в той же точке Go,
а центр величины Со с
изменением формы по-
груженного объема ПЛ
перейдет в сторону крена
в точку Ср
В результате сила тя-
жести подводной лодкиР
и сила плавучести D не
будут лежать на одной
вертикали и создадут
пару__сил с____моментом
D • G0K, где GqK — плечо
пары сил.
Этот восстанавливаю-
щий момент D • GqK и бу-
дет стремиться вернуть
Рис. 5.1. Расположение сил
тяжести и плавучести на
малых углах наклонения
у остойчивой подводной
лодки
подводную лодку в исходное положение, характери-
зуя ее остойчивость. В этом случае считается, что
подводная лодка обладает положительной остойчи-
востью.
Рассмотрим перемещение центра величины из
точки Со в точку Сь Кривая, по которой перемещается
центр величины, имеет следующие свойства:
—	касательная к кривой C0Ci в точке Ci парал-
лельна ватерлинии BiJlf,
—	нормаль к кривой CqC^ в точке Ci перпендику-
лярна ватерлинии
Таким образом, центром, относительно которого
перемещается точка С при накренениях подводной
лодки, является точка т — точка пересечения двух
нормалей к кривой перемещения центра величины.
Иногда точку т называют точкой пересечения на-
правления силы плавучести в прямом и накрененном
положениях подводной лодки.
57
Точка т называется поперечным метацентром
(дословно «метацентр» означает «над центром», т. е.
точка т должна быть выше центра тяжести для обес-
печения устойчивого положения подводной лодки).
Рис. 5.2. Расположение сил
тяжести и плавучести на
малых углах наклонения
у неостойчивой подводной
Рис. 5.3. Расположение сил
тяжести и плавучести под-
водной лодки с нулевой
остойчивостью
лодки
При малых углах крена (до 10°) поперечный ме-
тацентр значительно не меняет своего положения.
Расстояние тС0 (или тС\) является радиусом кри-
визны перемещения центра величины — точки С, на-
зывается поперечным метацентрическим радиусом
(или малым метацентрическим радиусом) и обозна-
чается буквой г.
Расстояние от поперечного метацентра до центра
тяжести подводной лодки mG0 называется поперечной
метацентрической высотой и обозначается буквой h.
Отрезок между центром тяжести и центром вели-
чины GqCq обозначается буквой а. Если центр тя-
жести Go лежит выше центра величины Со, то вели-
чина а считается положительной (берется со знаком
плюс). Если центр тяжести Go лежит ниже центра ве-
личины Со, то величина а считается отрицательной
(берется со знаком минус). Таким образом, попереч-
ная метацентрическая высота (измеряется в м) равна
!г^г — а.	(5.1)
58
Подводная лодка обладает положительной остой-
чивостью, если восстанавливающий момент стремится
вернуть ее в исходное положение (рис. 5.1). В этом
случае поперечный метацентр (точка т) находится
выше центра тяжести (точки Go).
Возьмем другие случаи наклонения подводной
лодки. Если поперечный метацентр расположен ниже
точки Go (рис. 5.2), то подводная лодка имеет отри-
цательную остойчивость, так как момент D • G0K бу-
дет стремиться вращать подводную лодку в сторону
крена. Наконец, если метацентр (точка т) совпадает
с точкой Go (рис. 5.3), подводная лодка обладает
нулевой остойчивостью и тоже будет неостойчива.
5.3.	Метацентрическая формула
начальной поперечной остойчивости
Рассмотрим поперечную остойчивость подводной
лодки, имеющую малый угол крена 6 не более 10°.
В этом случае перемещением поперечного метацент-
ра (точки т, рис. 5.1) можно пренебречь вследствие
его незначительной величины. Восстанавливающий
момент подводной лодки будет равен произведению
силы плавучести D на плечо восстанавливающих сил
(или плечо остойчивости) GqK. Из прямоугольного
треугольника mG$K величина плеча остойчивости
Go/C=Asin0,	(5.2)
где h — метацентрическая высота, м;
9 — угол крена, рад или °.
Тогда величина восстанавливающего момента (в
кН«м или тем) будет равна
7И0 = Dh sin 0 = D (г — a) sin 6 = pgl/A sin 0 =
= yl/AsinB,	(5.3)
где D—сила плавучести ПЛ, кН или тс;
р — плотность воды, т/м3;
g — ускорение свободного падения, м/с2;
7 — удельный вес воды, кН/м3 или тс/м3;
V— объемное водоизмещение ПЛ, м3.
Зависимость (5.3) принято называть метацентри-
ческой формулой поперечной остойчивости. Попереч-
59
ную метацентрическую высоту h часто называют ме-
рилом поперечной остойчивости. Чем больше величи-
на Л, тем больше восстанавливающий момент под-
водной лодки, а следовательно, и ее остойчивость.
В зависимости от размеров и конструкции лодки в
крейсерском положении ftK = 0,20—0,65 м. В подвод-
ном положении Лп = 0,17—0,35 м.
Обычно в технической документации приводятся
значения метацентрической высоты для крейсерского,
позиционного и подводного положений подводной
лодки. Наибольшую величину h подводная лодка
имеет в крейсерском положении.
5.4. Поперечная остойчивость формы и веса
Для лучшего представления остойчивости формы
и веса рассмотрим действие сил на наклоненную ПЛ
(рис. 5.4). Погруженный объем отвечающий по-
садке ПЛ по ватерлинию представим в виде
алгебраической суммы трех объемов:
= V + W' - 8И",	(5.4)
где V — погруженный объём ПЛ по ватерлинию ВЛ;
8 И', 8V" — объем входящего и выходящего из во-
ды клиньев между ватерлиниями ВЛ и ВЬЛГ
Вследствие равнообъемности наклонения три силы
7%, и y8Vzz совместно с силой Р образуют две
пары сил Р, yVi и у81Р, f8Vzz. Пара Р, yVi есть попе-
речный момент остойчивости веса. Пара и у8У"
(рис. 5.4) — поперечный момент остойчивости формы.
Для вывода математической зависимости остой-
чивости веса и формы рассмотрим другой способ вы-
ражения системы сил, действующих на наклоненную
подводную лодку (рис. 5.5).
Приложим в исходном ЦВ подводной лодки точ-
ке С две равные силе тяжести Р и противоположно
направленные силы yVz и yV". Тогда пара сил Р и
с моментом Mh может быть заменена составляю-
щими парами Р, yVz и yV" соответственно с мо-
ментами:
Л40в = —Ра sin 0;	(5.5)
Af^ = PrsinO;	(5.6)
Д>=Ч. + ЧФ-	(5J)
60
Здесь г — поперечный метацентрический радиус;
а—расстояние между центром тяжести и центром
величины ПЛ.
Рис. 5.4. Первый способ пред-
ставления системы сил, дей-
ствующих на наклоненную под-
водную лодку
Рис. 5.5. Второй способ пред-
ставления системы сил, дей-
ствующих на наклоненную под-
водную лодку
Момент уИ9в называется поперечным моментом ос-
тойчивости веса. Момент называется попереч-
ным моментом остойчивости формы.
Остойчивость веса и формы можно представить и в другом
виде, если малый метацентрический радиус представить в виде
(5.8)
где /х— момент инерции площади действующей ватерлинии от-
носительно ее продольной оси, проходящей через центр
тяжести этой площади, м4;
V	— объемное водоизмещение подводной уюдки, м3.
Момент инерции площади действующей ватерлинии 1Х (при
прочих равных условиях) в наибольшей степени зависит от ши-
рины подводной лодки. Чем дальше участки площади действую-
щей ватерлинии удалены от продольной оси, тем больше момент
инерции площади действующей ватерлинии.
Подставляя значение г в метацентрическую формулу попе-
речной остойчивости — формулу (5.3) — и раскрывая скобки,
получим
= £)-у-sin 6 — DasinB.	(5.9)
61
С учетом выражений (2.2) и (2.3) подставим в первый член
зависимость (5.9)	= и во второй член D = P\ будем иметь
Л16 = /xpgsin 0 — Ра sin 0.	(5.10)
Первый член (5.10) зависит в основном от момента инерции
площади ватерлинии Л, т. е. лишь от формы обводов подводной
лодки, и называется остойчивостью формы. Чем больше вели-
чина 1Х (чем больше ширина), тем больше поперечная остойчи-
вость подводной лодки.
Второй член (5.10) зависит как от силы тяжести подвод-
ной лодки, так и от расположения центра тяжести относительно
центра величины и называется остойчивостью веса *.
Остойчивость может быть повышена двумя путями: улучше-
нием остойчивости формы (увеличением ширины подводной
лодки) или же уменьшением второго члена (остойчивости веса).
Последнее достигается понижением положения центра тяжести,
для чего на подводной лодке все основные механизмы и устрой-
ства располагаются как можно ниже (главные двигатели, акку-
муляторная батарея, цистерны внутри прочного корпуса и дру-
гие узлы).
5.5.	Определение поперечной метацентрической
высоты опытным путем
Метацентрическая высота определяется опытным
путем по окончании постройки подводной лодки. Для
головного корабля каждой серии обычно определяют
поперечную метацентрическую высоту в крейсерском,
позиционном и подводном положениях. Для серий-
ных подводных лодок, как правило, поперечную ме-
тацентрическую высоту определяют опытным путем
только для подводного положения.
Метод определения поперечной метацентрической
высоты подводной лодки для всех положений одина-
ков и называется кренованием. С этой целью на под-
водную лодку принимается балласт, который рас-
пределяется равномерно относительно диаметральной
плоскости (рис. 5.6).
Для замеров на подводной лодке подвешиваются
специальные вески (отвесы) и устанавливаются рей-
* Если учесть, что сила тяжести подводной лодки P = mngt
то второй член (5.10) в конечном счете будет зависеть от мас-
сы подводной лодки, поэтому термин остойчивость массы будет
точнее отражать физическую сущность второго члена, чем тра-
диционный термин остойчивость веса. Прим. ред.
62
кй, с помощью которых определяются углы наклоне-
ния при креновании. Отсчеты на рейках фиксируются
после того, как весок успокоится. Для погашения ко-
лебания веска под него
обычно ставят сосуд с во-
дой или соляром.
Перед началом переме-
щений балласта отмечают
нулевое положение веска.
Затем переносят балласт
равными частями с борта
на борт и обратно, отме-
чая каждый раз отклоне-
ния веска.
При перемещении бал-
ласта (pi на рис. 5.6) с од-
ного борта на другой центр
тяжести подводной лодки
переместится из точки Go в
точку Gi. Величину пере-
с о ля ром
Рис. 5.6. Определение крена
при креновании
мещения GQG} в м определяют по формуле пере-
мещения центра тяжести системы сил:
.	(5.И)
° 1 Р тл	v '
где Pi — вес переносимого балласта, кН или тс;
I—плечо перемещения балласта, м;
Р—сила тяжести ПЛ во время опыта, с уче-
том балласта, принятого для кренования,
кН или тс;
тх — масса переносимого балласта, т;
тл — масса ПЛ во время опыта, включая массу
балласта, принятого для кренования, т.
Из треугольника GomGi находим
= G^n tg 6 = h tg 6.	(5.12)
Приравняв правые части выражения (5.11) и
(5.12) и преобразовав их, получим величину попереч-
ной метацентрической высоты
Р\1 _ т\1
к— Р tg 6 /^tge*
(5.13)
63
Для определения поперечной метацентрической
высоты по этой формуле известны все величины. Пе-
реносимый балласт гщ заранее взвешен. Плечо пере-
мещения I измерено. Масса подводной лодки тл при
опыте определяется по маркам осадки с помощью
специального графика (кривой грузового размера, см.
рис. 6.2) и плотности воды (определяемой путем взя-
тия пробы). По отклонениям веска определяют tgS.
5.6.	Начальная продольная остойчивость
в надводном положении
Если на находящуюся в надводном положении .
подводную лодку действует внешний дифферентую-
щий момент, то ее дифферент будет увеличиваться
до тех пор, пока вновь не наступит положение рав-
новесия, т. е. когда дифферентующий момент будет
равен восстанавливающему моменту Мф. Вследствие
наклонения подводной лодки одна из ее оконечностей
войдет в воду, а другая выйдет из воды (рис. 5.7).
Центр тяжести Go останется в прежнем положе-
нии, так как величина веса подводной лодки не из-
менилась. Центр же величины Со в результате изме-
нения формы погруженного объема переместится в
точку Ci, т. е. в сторону наклонения подводной лодки.
Можно считать, что при небольших углах диффе-
рента точка Со перемещается по окружности с цент-
ром в точке М, которая называется продольным ме-
тацентром. При малых углах дифферента (до
0,5—Г) положение продольного метацентра (точ-
ки М) практически остается постоянным.
Расстояние МС0 (или MCi) является радиусом
кривизны перемещения центра величины С. Радиус
Л4С0 (Л4С1) называется продольным метацентричес-
ким радиусом (или большим метацентрическим ра-
диусом), исчисляется десятками метров (0,8—1,5 дли-
ны подводной лодки) и обозначается буквой R.
Продольный метацентр при надводном положении
подводной лодки всегда находится значительно выше
ее центра тяжести. Расстояние от продольного мета-
центра до центра тяжести подводной лодки MGQ назы-
вается продольной метацентрической высотой и обо-
значается буквой Н. Величину 7/ = /?—а измеряют в
64
метрах и часто называют мерилом продольной остой-
чивости подводной лодки.
Рассмотрим продольную остойчивость подводной
лодки, имеющей угол дифферента ф не более 0,008—
0,016 рад или 0,5—Г (рис. 5.7).
Рис. 5.7. К определению продольной остойчивости
подводной лодки
Восстанавливающий момент подводной лодки бу-
дет равен
M^D-GjV.	(5.14)
Из прямоугольного треугольника MGQN находим
величину плеча остойчивости
GqM =Н sin ф.	(5 15)
Тогда величина восстанавливающего	момента
(е кН-m или тс-м) будет равна
= DH sin ф = pgVН sin ф = yVH sin ф. (5.16)
Продольный метацентрический радиус
(5J7)
где 1У—момент инерции площади действующей ва-
терлинии относительно ее поперечной оси,
проходящей через центр тяжести этой пло-
щади, м4;
V — объемное водоизмещение подводной лод-
ки, м3.
65
У подводной лодки момент инерции площади дей-
ствующей ватерлинии относительно поперечной оси
1У имеет значительную величину по сравнению с /х.
Объясняется это большими удалениями участков дей-
ствующей ватерлинии от ее поперечной оси.
Подставляя значение H=R—а и значения R из
формулы (5.17) в формулу (5.16), получим
7Иф= D-у- sin ф — Dasing. (5.18)
Заменяя в первом члене D=^V и во втором
D = P, будем иметь
7Иф == pg'/y sin ф — Ра sin ф.	(5.19)
Здесь а—расстояние между центром тяжести и
центром величины ПЛ.
Первый член зависит от величины 1У, т. е. от об-
водов подводной лодки, и называется остойчивостью
формы (аналогично члену формулы (5.10), второй
член Ра sin ф— остойчивостью веса.
Продольный восстанавливающий момент будет
иметь значительно большую величину, чем попереч-
ный восстанавливающий момент, так как 1У^1Х.
Следует отметить, что с увеличением дифферента
более 1° продольная остойчивость начинает очень бы-
стро уменьшаться из-за сокращения площади дейст-
вующей ватерлинии. Особенно заметно уменьшается
площадь действующей ватерлинии (а следовательно,
и продольная остойчивость) при дифференте более
8—10°, когда верхняя часть прочного корпуса начнет
погружаться под воду (рис. 5.8, б). В этих условиях
следует считать, что подводная лодка находится в
опасности и необходимо как можно быстрее спрям-
ляться или хотя бы предотвратить дальнейшее нара-
стание дифферента.
При создании значительных дифферентов для ре-
монта винтов, погрузки торпед и других работ также
следует учитывать резкое уменьшение продольной
остойчивости ПЛ и принять меры предосторожности
|(подъем сигналов для уменьшения хода проходящих
судов и т. п.).
66
В неаварийных же условиях, т. е. при обычном
плавании в надводном положении, продольная остой-
чивость подводных лодок обычно обеспечена в доста-
точной степени.
Рис. 5.8. Величина площади дей-
ствующей ватерлинии подводной
лодки:
а — в прямом положении; б — при нали-
чии дифферента
5.7.	Остойчивость при больших углах крена
При больших углах крена (9> 10°) метацентриче-
ской формулой поперечной остойчивости (5.3) поль-
зоваться нельзя, так как она была выведена при ус-
ловии, что поперечный метацентр не меняет своего
положения. При больших углах крена поперечный
метацентр значительно перемещается и пренебрегать
этим нельзя.
Величина восстанавливающего момента зависит
от величины плеча остойчивости (восстанавливающих
сил). Определить величину восстанавливающего мо-
мента при больших углах крена сложно. На практике
обычно пользуются диаграммой поперечной статиче-
ской остойчивости (рис. 5.9).
Диаграммой статической остойчивости называют
графическую зависимость поперечного восстанавли-
вающего момента или плеча остойчивости G0AT
(рис.. 5.9) от угла крена 0. Эта зависимость рассчи-
тывается конструкторским бюро и дается с техничес-
кой документацией ПЛ.
67
На диаграмме статической остойчивости на уча-
стке от точки 0 до точки А кривая представляет со-
бой восходящую ветвь. На этом участке восстанав-
ливающие моменты (или плечи G^K) имеют поло-
жительные значения и растут по мере увеличения
углов крена. Этот участок характеризует зону устой-
чивого положения равновесия (0 от 0 до 40—70°).
Рис. 5.9. Диаграмма статической остойчивости подвод-
ной лодки в надводном положении
Точка А является максимумом диаграммы. Ей соот-
ветствуют наибольшие значения восстанавливающего
момента и плеча.
На участке от точки А до точки В кривая пред-
ставляет собой нисходящую ветвь. Восстанавливаю-
щие моменты (плечи GQK) хотя и остаются положи-
тельными, но все время уменьшаются с увеличением
угла крена. Этот участок кривой характеризует зону
неустойчивого положения равновесия подводной лод-
ки (0 от 40—70° до 135—160°).	____
В точке В восстанавливающий момент (плечо G0K)
равен нулю. Точка В называется точкой заката диа-
граммы, а соответствующий ей угол крена — углом
заката диаграммы. От точки В восстанавливающий
момент (плечо О0/<) приобретает отрицательные зна-
чения и превращается в свою противоположность —
опрокидывающий момент.
С помощью диаграммы статической остойчивости
можно решить ряд практических задач: по известно-
му кренящему моменту определить угол крена и на-
оборот и т. д.
68
Однако необходимо помнить, что каждая диаграм-
ма статической остойчивости соответствует строго оп-
ределенной нагрузке подводной лодки. Поэтому,
прежде чем приступить к решению задач, необходимо
убедиться, что данная диаграмма соответствует
нагрузке подводной лодки. В противном случае сле-
Рис. 5.10. Остойчивость подводной лодки, плаваю-
щей с постоянным начальным креном
дует произвести расчет и построить новую диаграмму
статической остойчивости в соответствии с имеющей-
ся нагрузкой.
Решение задачи по определению остойчивости
подводной лодки, имеющей начальный крен 6° от
постоянно действующего Мкр = const, может произво-
диться графически (рис. 5.10). В этом случае остой-
чивость подводной лодки характеризуется только ча-
стью диаграммы статической остойчивости, располо-
женной выше прямой MKp = const, т. е. участком EAN.
При плавании с начальным креном остойчи-
вость подводной лодки значительно уменьшится, так
как уменьшатся все величины, характеризующие
диаграмму статической остойчивости и прежде всего
Мь (GqK). Поэтому при крене необходимо принимать
все меры для спрямления подводной лодки.
5.8.	' Понятие о динамической остойчивости
Рассмотрим случай, когда к подводной лодке, на-
ходящейся в прямом положении, внезапно приложен
кренящий момент А1Кр. Поскольку в первоначальном
положении кренящий момент от внешних сил боль-
ше, чем восстанавливающий момент, подводная лод-
69
ка начнет наклоняться. Проследим это по диаграмме
статической остойчивости (рис. 5.11).
По мере возрастания крена будет расти и Л1Ь. Од-
нако вплоть до точки статического равновесия (точ-
ка Е) восстанавливающий момент будет меньше Мкр.
Вследствие этого подводная лодка продолжает на-
клоняться с положительным ускорением.

Мкр'Ме
!кр.3ин~ GOns^
Рис. 5.11. Динамическая остойчивость подводных лодок
Достигнув точки Е, соответствующей статическо-
му положению равновесия = Мкр, подводная лодка
не остановится, а будет продолжать наклоняться с
отрицательным ускорением, пока не погасит приобре-
тенную инерцию. Этот процесс будет происходить за
счет восстанавливающего момента, так как после точ-
ки Е он будет больше Мкр. Поэтому угловая скорость
наклонения начнет постепенно уменьшаться, пока не
станет равной нулю. Подводная лодка остановится в
какой-то точке А с наибольшим креном.
Наибольший угол крена, которого достигает под-
водная лодка при динамическом наклонении, назы-
вается углом динамического крена 0ДИн. Этот угол
может быть в два раза больше статического угла на-
клонения 0Дин>20ст (рис. 5.11). Положение подвод-
ной лодки с углом крена 0ДИН не является равновес-
ным, так как в этом положении 7И0>Л4кр. Поэтому,
наклонившись до 0ДИН, подводная лодка под дейст-
вием избыточного восстанавливающего момента нач-
нет спрямляться с возрастающей угловой скоростью.
При достижении крена 0СТ спрямление станет за-
медленным в силу того, что Мкр>7И&, и ПЛ вновь
придет в начальное положение с той лишь разни-
70
цей, что из-за наличия сопротивления среды подвод-
ная лодка будет проходить положение равновесия
(7Иь=Л1кр) со все меньшей угловой скоростью. Раз-
махи ее качаний будут постепенно уменьшаться, и
вскоре она будет плавать в положении равновесия со
статическим углом крена 9Ст-
Рис. 5.12. К определению наибольшего угла динамического
крена
Способность подводной лодки выдерживать, не
опрокидываясь, динамическое воздействие Мкр назы-
вается динамической остойчивост’ ю подводной лодки.
Работа пары восстанавливающего момента ха-
рактеризуется площадью OEAL, работа кренящей
пары МКр равна площади OHDL. Так как Л1Ь=
= Мкр, то OEAL — OHDL. Обе площади имеют общую
часть OEDL, поэтому пл. О//£ = пл. EAD.
Это выражение представляет собой равенство из-
бытков работы одной пары над другой. Следователь-
но, для определения динамического угла крена необ-
ходимо, чтобы пл. ОНЕ — пл. EAD.
С помощью диаграммы статической остойчивости
можно определить наибольший угол динамического
крена (Одинmax) и наибольший динамический дейст-
вующий кренящий момент, который подводная лодка
может выдержать, не опрокидываясь Для этого не-
обходимо на диаграмме (рис. 5.11) провести линию
действия МКр так, чтобы площади ОНЕ и EAN были
равны между собой (рис. 5.12).
71
Наибольший угол динамического крена, который
подводная лодка может выдержать, больше макси-
мального угла статического крена (при .статическом
действии такого же момента), но всегда меньше угла
заката диаграммы.
5.9.	Остойчивость при дифферентах
При углах дифферента более 0,5—1° метацентри-
ческой формулой продольной остойчивости (5.16)
Рис. 5.13. Диаграмма продольной стати-
ческой остойчивости подводной лодки
в надводном положении
пользоваться нельзя, так как форма погруженного
объема будет претерпевать значительные изме-
нения.
Диаграмма продольной статической остойчивости
при увеличении угла дифферента примет совсем дру-
гой вид по сравнению с диаграммой для поперечной
статической остойчивости (рис. 5.13).
Анализируя эту диаграмму, следует отметить рез-
кое уменьшение продольной остойчивости при увели-
чении угла дифферента подводной лодки свыше 15—30°
даже при отсутствии аварии (для позиционного
положения свыше 3—4°). Особенно это характерно
для бескингстонных подводных лодок.
Резкий спад величины восстанавливающего мо-
мента объясняется уменьшением остойчивости формы
вследствие сокращения (при больших дифферентах),
площади действующей ватерлинии,
72
5.10.	Остойчивость в подводном положении
После погружения подводной лодки центр вели-
чины Сц переместится и будет находиться выше цент-
ра тяжести Gn. Поперечный метацентр т при этом
совпадает с Сп (рис. 5.14), так как г=0.
Рис. 5.14. Остой-
чивость подводной
лодки в подвод-
ном положении
Рис. 5.15. Диаграмма статической
остойчивости подводной лодки
в подводном положении
При накренении погруженной подводной лодки
под действием внешних сил центр тяжести и центр
величины своих положений не меняют и, следова-
тельно, сила плавучести и сила тяжести будут дейст-
вовать не на одной вертикали, образуя пару сил с
плечом СцК= аи sin 0 = hu sin 0. Момент пары будет
стремиться вернуть подводную лодку в первоначаль-
ное положение. Этот момент называется подводным
поперечным восстанавливающим моментом УИ0П и ра-
вен
Л40п = Рпап sin 0 = PIfAn sin 6.	(5.20)
В подводном положении подводная лодка обла-
дает только остойчивостью веса и поэтому ее попё-
73
речная и продольная метацентрические высоты равны
(без учета поправок на переливающиеся грузы) *
(5.21)
Метацентрические радиусы будут равны нулю:
г = /? = 0,	(5.22)
так как в подводном положении площадь ватерли-
нии отсутствует и
1х = 1у = о.	(5.23)
Следовательно, продольная остойчивость в под-
водном положении мала. Даже незначительные уси-
лия в оконечностях подводной лодки создают боль-
шие дифференты.
Поскольку в подводном положении остойчивость
формы отсутствует и восстанавливающий момент ра-
вен только остойчивости веса (см. формулу 5.5), без
учета поправок на переливающиеся грузы диаграмма
статической остойчивости лодки, находящейся в под-
водном положении, представляет собой синусоиду
(рис. 5.15).
Восходящая ветвь кривой будет лежать в преде-
лах угла от 0 до 90°, а нисходящая — в пределах от
90 до 180°.
О поправках на переливающиеся грузы см. раздел 6.3.
Глава 6
ИЗМЕНЕНИЕ ОСТОЙЧИВОСТИ
ПОДВОДНОЙ ЛОДКИ
В РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЯХ
6.1. Изменение остойчивости
от вертикального перемещения груза
При вертикальном перемещении груза параллель-
но оси ох (рис. 6.1) центр тяжести подводной лодки
также будет перемещаться в этом направлении. До-
пустим, что груз весом pi с
центром тяжести в точке gi
переместился по вертикали и
его центр тяжести занял но-
вую точку §2- В этом случае
сила тяжести подводной лодки
и положение ватерлинии оста-
ются без изменения. Не ме-
няет своего положения и ме-
тацентр. Вместе с тем центр
Рис. 6.1. Изменение по-
ложения центра тяже-
сти от вертикального пе-
ремещения груза
тяжести подводной лодки сме-
стился в направлении переме-
щения груза-, т. е. из точки Go
в точку Gj.
Отрезок G0Gj равен вели-
чине смещения (изменения) поперечной метацентри-
ческой высоты Ай. Именно этой величиной и опреде-
ляется изменение остойчивости при вертикальном
перемещении грузов внутри подводной лодки. Это
смещение на основании теоремы о перемещении
центра тяжести системы будет равно
Pi (*i — *з) _ mi (*i — г2)
D “ PV
(6.1)
75
где pt — вес перемещаемого груза, кН или тс;
г1»	— вертикальное удаление центра тяжести
груза от основной плоскости до и после
перемещения, м;
D—сила плавучести ПЛ, кН или тс;
mL — масса перемещаемого груза, т;
р —плотность воды, т/м3.
V — водоизмещение ПЛ, м3.
Если величина Ай имеет знак плюс, значит, уве-
личиваются метацентрическая высота и остойчивость
подводной лодки, и наоборот, если величина Ай будет
иметь знак минус, уменьшаются метацентрическая вы-
сота и остойчивость подводной лодки (см. задачу 6.1).
При перемещении по вертикали нескольких грузов
изменение поперечной метацентрической высоты рас-
считывается по формуле
ДА = ^Pl	=	(б 2)
D	pV *	' * '
где Pl — веса перемещаемых грузов, кН или тс;
z2L—вертикальное удаление центров тяжести
грузов от основной плоскости до и после
перемещения, м;
/п,— массы перемещаемых грузов, т.
В результате вертикального перемещения грузов
остойчивость определится новой величиной попереч-
ной метацентрической высоты
А'==й+ Ай,	(6.3)
где Ай — изменение поперечной метацентрической вы-
соты, вызванное перемещением груза, со своим зна-
ком, м.
Задача 6.1. На подводной лодке водоизмещением VK =
= 3000 м3 груз массой т; = 20 т был поднят вверх с уровня
от основной плоскости Zj=7 м до уровня г2=22 м. Определить
новую величину поперечной метацентрической высоты, если
прежняя величина А=0,45 м, а плотность забортной воды
р=1 т/м3.
Решение. 1. Изменение метацентрической высоты по фор-
муле (6.1)
.. _ тг(г,-г3) _ 20(7-22) _ -300 _
“	1-J000 “ 30Q0	*
76
2. Новая метацентрическая высота
hr = h 4- Mi = 0,45 + (—0,1) = 0,35 м — 35 см.
Таким образом, от вертикального перемещения груза вверх
поперечная метацентрическая высота, а следовательно, и попе-
речная остойчивость ПЛ уменьшилась.
6.2.	Изменение остойчивости при приеме
или расходовании грузов
При приеме и расходовании грузов все точки:
центр тяжести Go, центр величины Со и метацент-
ры т и М займут новые положения, так как изме-
нится и сила тяжести подводной лодки, и величина
погруженного объема.
Поэтому для определения изменения остойчиво-
сти при различных положениях подводной лодки не-
обходимо пользоваться диаграммой плавучести и на-
чальной остойчивости. Такая диаграмма имеется на
каждой подводной лодке. В качестве примера рас-
смотрим диаграмму плавучести и начальной остой-
чивости одной из подводных лодок (рис. 6.2). На
диаграмму нанесены в зависимости от осадки сле-
дующие кривые:
1.	Кривая грузового размера V = fi(TCp). Грузо-
вым размером (или кривой объемного водоизмеще-
ния) называют зависимость, показывающую измене-
ние объемного водоизмещения подводной лодки от
ее средней осадки без крена и дифферента. Грузовой
размер служит для определения средней осадки по
известному объемному водоизмещению и наоборот *.
2.	Кривая отстояния ЦВ от основной гс=/2(ГСр).
3.	Кривая отстояния (возвышения) поперечного
метацентра над основной гс + г=/з(ГСр).
4.	Кривая большого метацентрического радиуса
/?=Л(ГсР).
Кривая отстояния ЦТ от основной zg на диаграм-
ме, естественно, отсутствует, так как она зависит от
конкретной нагрузки подводной лодки.
* Кроме кривой грузового размера изменение осадки при
приеме (расходовании) груза часто приближенно определяют по
средней величине q груза (в тоннах), изменяющего осадку под-
водной лодки на 1 см. Эта величина приведена в тактическом
формуляре подводной лодки.
77
ОС
Рис. 6.2. Диаграмма плавучести и начальной остойчивости подводной лодки
По величине осадки Тср или водоизмещения мо-
гут быть определены значения необходимых теорети-
ческих элементов подводной лодки.
Обыкновенно придерживаются такой последова-
тельности расчета изменения остойчивости подводной
лодки при приеме или расходовании грузов.
1.	Рассчитывается в м3 новое объемное водоиз-
мещение подводной лодки после приема (расхода)
груза:
У = .*”* + т‘ ,	(6.4)
где тл — масса ПЛ, т;
mi — масса принятого (израсходованного) груза
на ПЛ с соответствующим знаком, т;
р — плотность забортной воды, т/м3.
2.	По диаграмме плавучести и начальной остойчи-
вости (по грузовому размеру) для нового объемного
водоизмещения определяется новая осадка ПЛ Т',
ордината центра величины zc. возвышение попереч-
ного метацентра zc + Л Для этого на диаграмму на-
носится горизонтальная линия из точки Л, соответст-
вующей новому объемному водоизмещению V'. Точ-
ка пересечения прямой с Т дает новую осадку Г', с
кривой ординат ЦВ точка F дает новую ординату ЦВ
z’c . Точка пересечения В прямой из V' с кривой воз-
вышения поперечного метацентра над основной (гс+
4- г) дает новую величину возвышения поперечного
метацентра над основной zc + г1,
3.	Новое положение центра тяжести ПЛ zg после
приема или расходования груза по теореме моментов,
согласно которой момент равнодействующей силы от-
носительно точки, лежащей в плоскости действия
сил, равен алгебраической сумме моментов состав-
ляющих сил относительно той же точки:
(Р + Pi)z’g = Pzg + ptzt,	(6.5)
где Zi — удаление центра тяжести принятого груза от
основной плоскости.
79
Следовательно, новое положение центра тяжести
ПЛ после приема или расходования груза таково:
, PZg + p^ тлг +т121
Z«=—P + Pr= тл + т1 •	<6-6)
4.	После того как найдены новые положения по-
перечного метацентра z'c + г' и центра тяжести z
определяется величина новой поперечной метацентри-
ческой высоты подводной лодки
А'=«+ '•')-4	<6-7>
5.	Пользуясь кривой большого метацентрического
радиуса /?=Л(71ср), определяем для новой осадки
величину большого метацентрического радиуса R'
(точка С). Сумма R'+ z'c дает новое положение про-
дольного метацентра М' относительно основной плос-
кости. Вычитанием из R'+ z’c величины возвышения
нового центра тяжести над основной плоскостью zg
рассчитываем новую величину продольной метацент-
рической высоты
(6.8)
Для закрепления изложенного материала решим
задачи 6.2, 6.3.
Задача 6.2. В процессе службы на подводную лодку объем-
ным водоизмещением V=1048 м3 установили оборудование мас-
сой ги<=20 т. Отстояние ЦТ оборудования от основной z<=8 м.
Определить новую поперечную метацентрическую высоту Л', если
отстояние ЦТ ПЛ от основной zg=2,93 м, а плотность забортной
воды р = 1 т/м3.
Решение. 1. Масса и новое объемное водоизмещение ПЛ
тл = PV = 1 -1048 = 1048 т; V = (тл + т^/р = 1068 м3.
2.	По диаграмме плавучести и начальной остойчивости
(рис. 6.2) находим новую осадку ПЛ Т'=4,57 м; новое поло-
жение поперечного метацентра zc + г'=3,32 м.
3.	Новое положение центра тяжести ПЛ
, _ rnAzg + mzzz _ 1048-2.93 + 20-8
mn + mt ~	1048 + 20	’ d M‘
4.	Новая поперечная метацентрическая высота
h' = (4 + г') — zs = 3,32 — 3,03 = 0,29 м.
80
Задача 6.3. С подводной лодки объемным водоизмещением
V=1048 м3 была выгружена аккумуляторная батарея массой
тб = 151,5 г. Отстояние центра тяжести батареи от основной
плоскости гб = 1,92 м. Определить новую поперечную метацентри-
ческую высоту Л', если отстояние центра тяжести ПЛ от ос-
новной плоскости 2g = 2,93 м, плотность забортной воды р =
= 1 т/м3.
Решение. 1. Новые массы и объемное водоизмещение ПЛ
тл = pV — тб = 1-1048—151.5 = 896,5 т; Г = т'/р = 896,5 м3.
2.	По диаграмме плавучести и начальной остойчивости
(рис. 6.2) находим новую величину возвышения поперечного ме-
тацентра над основной плоскостью zc -hr' = 3,26 м.
3.	Новое отстояние центра тяжести ПЛ от основной плос-
кости
> тлгё — т62б 1048-2,93 — 151,5-1,92 О1
г^ =------------=----------8963--------=3J М
Л
4.	Новая поперечная метацентрическая высота
h' = (zc -h г') — zg = 3,26 — 3,1 =0,16 м.
Новая поперечная метацентрическая высота определена без
учета влияния переливающихся жидких грузов в цистернах ПЛ.
В целях сокращения времени расчетов изменения
остойчивости и осадки подводной лодки при расхо-
довании переменных грузов составляются специаль-
ные сводные таблицы. Рассмотрим одну из них
(табл. 6.1).
Как видно из таблицы, наименьшее значение h
подводная лодка будет иметь, если с нее выгрузить
все переменные грузы (/i = 8 см). Основным перемен-
ным грузом, уменьшающим остойчивость, является
топливо; при выгрузке топлива поперечная метацент-
рическая высота равна лишь 11 см. Поэтому при рас-
ходовании топлива в цистерны должно даваться за-
мещение (забортная вода). Во время погрузки топли-
ва замещение необходимо откачивать только из тех
цистерн, в которые принимается топливо (если топ-
ливо принимается наливом).
При выгрузке аккумуляторной батареи подводная
лодка будет иметь также малую остойчивость (см.
табл. 6.1 и задачу 6.3). Поэтому, если ПЛ будет на-
ходиться без аккумуляторной батареи продолжитель-
6 — 590	81
Таблица 6.1'
Сводная таблица изменений начальной поперечной
метацентрической высоты и осадки при изменениях
нормальной нагрузки подводной лодки
О* Е О Е 2	Наименование	Масса, т	Л, см	Осадка, м		
				7ср	7н	7к
Основные положения подводной лодки
1	Крейсерское	1048	40	5,01	4,77	5,25
2	Позиционное	1297	12	5,94	5,77	6,11
3	Подводное (с учетом массы воды в ЦГБ)	1343	24	—	—	—
Надводное положение при разгрузке подводной лодки
1	Выгружены ак- кумуляторные ба- тареи	896,5	14	4,53	3,95	5,11
2	Выгружены ак- кумуляторные ба- тареи и принято 40 т твердого бал- ласта в носовую аккумуляторную яму	936,5	23	4,66	4,32	5,00
3	Выгружено топ- ливо из топливных цистерн	928,5	11	4,63	4,51	4,75
4	Выгружено топ- ливо и замещено водой	1068,5	42	5,07	4,81	5,33
5	Выгружены все переменные грузы	876,5	8	—	—	—
Примечание. Величины поперечной метацентрической вы-
соты даны с учетом влияния переливающихся жидких грузов
внутри цистерн подводной лодки.
82
ное бреМя, ИногДа в аккумуляторные ямы принимают
твердый балласт. Поперечная метацентрическая вы-
сота после вызгрузки батареи в табл. 6.1 равна
14 см, т. е. она меньше, чем в задаче 6.3. Это
объясняется тем, что задача решалась без учета по-
правки на переливающиеся грузы.
6.3. Влияние переливающихся грузов
на остойчивость
На подводной лодке всегда есть цистерны, не пол-
ностью заполненные жидкими грузами. При наклоне-
нии эти жидкие (переливающиеся) грузы будут пере-
Рис. 6.3. Влияние переливающихся
грузов на остойчивость подводной
лодки
мещаться в сторону крена или дифферента. Таким
образом, центр тяжести подводной лодки при накло-
нении вследствие перетекания жидких грузов также
станет перемещаться в сторону наклонения, чем бу-
дет уменьшаться плечо остойчивости а следова-
тельно, и сама остойчивость подводной лодки.
Предположим, что одна из цистерн не полностью
заполнена водой (рис. 6.3). Тогда при наклонении
6*	83
йодбоднои лодки по новую ватерлинию &\Л\ вода В
цистерне перельется, а ее поверхность вместо воло
займет новое положение в\Лх параллельно действую-
щей ватерлинии В{Л{.
Вода весом pt в объеме eoOi0i займет новое поло-
жение л0О1Л|, а центр тяжести этого объема Vi перей-
дет из точки gi в точку g2. Перемещение воды в ци-
стерне вызовет смещение центра тяжести ПЛ в сто-
рону движения воды по направлению, параллельному
gig?, т. е. в точку Gb
На основании теоремы о перемещении центра тя-
жести системы можно определить величину переме-
щения центра тяжести:
777Г— ^^2	Рп ui —	/дсп
-----------------у— = ^у = — - у- £	)
где рц—плотность жидкости в цистерне, т/м3;
р — плотность забортной воды, т/м3.
Учитываем, что
<’iiii2=Gsin6,	(6.10)
где ix—момент инерции площади свободной поверх-
ности жидкости в цистерне относительно продольной
оси, проходящей через центр тяжести этой площади
и параллельно продольной оси ПЛ, м4.
Тогда можно записать, что
ksine.	(6.11)
Новая величина плеча остойчивости
G^= G^K-= (г - a) sin 0 - GQGit (6.12)
Новая величина восстанавливающего поперечного
момента
= D [(г - a) sin 0 - sin б] =
= D (г — а — -y-j!-) sin 0.	(6.13)
84
Так как-----и г—a = h, то формулу (6.13)
можно записать в таком виде:
М' = D (й + Ай) sin 0.	(6.14)
Формула (6.13) свидетельствует о том, что умень-
шение остойчивости ПЛ при наличии переливающих-
ся грузов зависит не от массы жидкости, находя-
щейся в цистерне, а от момента инерции площади
ее свободной поверхности относительно оси, парал-
лельной оси наклонения.
Как было сказано, на подводной лодке всегда
имеются цистерны, заполненные лишь частично ( диф-
ферентные, уравнительные, масляные, заместительные
и др.). Поэтому общая поправка на свободные по-
верхности всегда учитывается и дается в специфика-
ции как «поправка на свободные поверхности в ци-
стернах (столько-то)».
В крейсерском и позиционном положениях подвод-
ных лодок поправки на жидкие переливающиеся гру-
зы невелики. Ориентировочные величины поправок в
крейсерском и позиционном положениях соответст-
венно будут А/гк =(0,03—0,20) Лк и Айпп=(0,05—
0,30) йпп. Конкретные значения поправок указывают-
ся в технической документации подводной лодки. Зна-
чения поперечных метацентрических высот йк и йПп
в технической документации обычно даются без по-
правок на жидкие переливающиеся грузы.
С целью сокращения величины поправки на сво-
бодную поверхность, т. е. уменьшения величины ix.
необходимо заполнять цистерны полностью и расхо-
довать груз (топливо, масло, пресную воду и т. п.)
последовательно только из одной какой-либо цистер-
ны, имея остальные полностью заполненными или
осушенными.
Величина ix для цистерн с прямоугольными го-
ризонтальными сечениями равна
G =	(6.15)
где b — ширина цистерны;
I — длина цистерны.
85
На подводных лодках цистерны, которые полно*
стью не заполняются, для уменьшения поправки на
их свободные поверхности делят непроницаемыми
продольными переборками на части, например диф-
ферентные, масляные и др. (см. задачу 6.4).
Задача 6.4. Кормовая дифферентная цистерна подводной
лодки объемным водоизмещением У==1000 м3 всегда полностью
не заполнена. Определить изменение поперечной остойчивости
ПЛ, если ширина цистерны Ь = 4 м, а ее длина 1=2 м, плотность
воды забортной и в цистерне одинакова (р = рц).
Решение. 1. Момент инерции свободной поверхности жид-
кости в цистерне относительно продольной оси
1	43-2
^ = "12 ЬЧ=	м*
2. Изменение поперечной остойчивости ПЛ
Таким образом, только одна кормовая дифферентная ци-
стерна средней подводной лодки уменьшила ее поперечную мета-
центрическую высоту на 1 см. Если ширину этой цистерны
уменьшить в два раза за счет продольной переборки, как было
сказано выше, то изменение поперечной метацентрической вы-
соты составит примерно 2,7 мм.
Отрицательным влиянием переливающихся грузов
на остойчивость подводной лодки объясняется, в ча-
стности, и требование содержать ее трюмы всегда в
осушенном состоянии.
Влияние переливающихся грузов на продольную
остойчивость подводной лодки аналогично влиянию
их на ее поперечную остойчивость. Разница заклю-
чается лишь в том, что в случае дифферента перели-
вание жидкости происходит относительно поперечной
оси.
Следовательно, величина поправки в данном
случае будет равна
д//=_фА(	(6.16)
гр	'
где 1у — момент инерции свободной поверхности жид-
кости относительно поперечной оси, проходящей че-
рез центр тяжести этой площади и параллельно по-
перечной оси подводной лодки, м4.
86
Величина iy фавна
iy = ^bl\	(6.17)
где b — ширина цистерны;
I — длина цистерны.
В надводном положении этой поправкой можно
пренебречь ввиду значительной величины большого
метацентрического радиуса R. Однако под водой ве-
личина Д/7 будет заметно влиять на продольную ос-
тойчивость подводной лодки при нарастании диффе-
рента (так как в подводном положении величина R
равна нулю, a H = h}.
6.4. Влияние бескингстонных цистерн главного
балласта на надводную остойчивость
Цистерны главного балласта, не имеющие кинг-
стонов, обычно бывают бортовыми, т. е. разделенны-
ми побортно. Иногда на подводных лодках бывают и
концевые (одиночные) цистерны главного балласта,
не имеющие кингстонов. Бескингстонные цистерны
главного балласта двояко влияют на остойчивость
подводной лодки.
С одной стороны, появление забортной воды (как
груза) в нижней части цистерн главного балласта
увеличивает остойчивость подводной лодки. Однако
практически такое увеличение остойчивости крайне
незначительно и им можно пренебречь.
С другой стороны, бескингстонные цистерны глав-
ного балласта сообщаются между собой через море и
влияют на’остойчивость так же, как цистерны с пе-
реливающимися грузами. Влияние это значительно,
его приходится учитывать. В частности, для уменьше-
ния воздействия на остойчивость подводной лодки
переливающейся забортной воды вентиляцию бес-
кингстонных бортовых цистерн главного балласта
делают разобщенной.
При кренах забортная вода переливается между
бортовыми цистернами, а при дифферентах — как
между концевыми (одиночными), так и между бор-
товыми цистернами главного балласта. Поправка на
87
переливание забортной воды в бескингстонных ци-
стернах при большом их количестве может значи-
тельно уменьшить остойчивость подводной лодки.
На подводных лодках, имеющих несколько бес-
кингстонных цистерн главного балласта, техническая
документация составляется с учетом их влияния на
тактико-технические данные.
6.5. Изменение остойчивости при постановке в док
и посадке на мель
Допустим, что у подводной лодки в момент сопри-
косновения киля с килевой дорожкой ватерлиния
BqJIq (рис. 6.4). При
Рис. 6.4. Изменение
остойчивости подводной
лодки при посадке на
мель (постановке в док)
дальнейшей откачке воды из
дока действующая ватерлиния
будет проходить ниже ватер-
линии ВдЛо и погруженный
объем подводной лодки нач-
нет сокращаться. Это умень-
шат силу плавучести Ь при
неизменной силе тяжести под-
водной лодки Р.
В этих условиях сила пла-
вучести станет меньше на
величину которая равна
весу вытесненной ранее воды
в объеме между ватерлиниями
ВоЛи, В\Л\.
Новая сила плавучести бу-
дет равна DX=D—pi, в связи
опоры d, равная силе
с чем появляется реакция
Pi и противоположно направ-
ленная.
Таким образом, на подводную лодку будут дей-
ствовать силы Р, Dx и d. Заменяя ее значением,
можно свести их влияние к действию двух пар сил.
Первая пара сил Р и D образует восстанавливаю-
щий момент (см. формулу 5.3): M^==D(r—a) sin 9.
Во второй паре сил (pi и d) d — сила реакции,
приложенная в точке соприкосновения киля с киле-
вой дорожкой (точка Б); сила pi, равная весу воды
в объеме между ватерлиниями В0Л0, ВХЛ\, прило-
жена в центре этого объема в точке А. Эта пара сил
88
образует момент, действующий в сторону крена ЛТкр,
т. е. в сторону, обратную действию Ме:
М^=-а~БЕ>	(6.18)
где БЕ = АБ sin 9.
Тогда
Мкр= -d-X£sinO.	(6.19)
Суммарный момент Л10бщ будет равен:
Чбш = Ме + 2Икр;	(6.20)
7Иоб1ц = D (г — a) sin 0 — d  ^АБ sin 6 ==
= D(r-a--^ A2?)sin0.	(6.21)
Отрезок АБ приближенно равен
АБ = Т°+Т' ,	(6.22)
где TQ—начальная осадка, м;
7\ — осадка, когда во время осушения дока ва-
терлиния подводной лодки заняла положе-
ние В\Л\, м.
Тогда суммарный восстанавливающий момент бу-
дет равен
Чбщ = D (г - а -	4 ) sin 6.	(6.23)
В формуле (6.23) величина г — а согласно фор-
муле (5.1) выражает метацентрическую высоту, тогда
величина
= <6-24)
есть уменьшение метацентрической высоты.
Таким образом, величина метацентрической вы-
соты будет уменьшаться на величину Д/z, а следова-
тельно, уменьшится и остойчивость подводной лодки*.
* Следует отметить, что для простоты расчета остойчивости
подводной лодки при постановке в док (или при посадке на
мель) по формуле (6.23) изменение остойчивости формы нами
не учитывалось. Прим. авт.
89
При постановке подводной лодки в док крен и
дифферент приводят к нулю и личный состав нахо-
дится в готовности № 1. Все грузы необходимо закре-
пить, а входные люки и забортные отверстия закрыть.
Это делается на случай повреждения клеток дока,
на которые ставится подводная лодка, или других не-
предвиденных обстоятельств. При осушении дока,
если клетки окажутся недостаточно прочными, воз-
можно опрокидывание подводной лодки. Поэтому в
момент касания клеток дока на подводной лодке не-
обходимо внимательно следить за изменением крена.
Если появится крен, следует немедленно прекратить
осушение дока и выявить причины, вызвавшие накло-
нение подводной лодки.
При посадке подводной лодки на мель происходит
явление, аналогичное постановке в док. Остойчивость
в этом случае уменьшается, подводная лодка обычно
приобретает значительный крен (см. задачу 6.5).
Задача 6.5. Подводная лодка с объемным водоизмещением
V=1050 м3 села на мель (р=1 т/м3). Поперечная метацентриче-
ская высота /г=40 см. Осадка начальная Го = 5,О м, конечная
7\ = 4,8 м. Определить изменение поперечной остойчивости ПЛ,
если нагрузка, изменяющая углубление ПЛ на 1 см осадки,
<7=3,1 т/см.
Решение. 1. Сила реакции
d = д(Т0 — Л)£-^3,1 (500 — 480) 10 = 620 кН.
2. Изменение поперечной метацентрической высоты
ДЛ ==
(То + T^d
*>gV
620-4,9
1-10.1050
= —0,29 м.
3. Новая поперечная метацентрическая высота ПЛ
h' = h + Mi = 40 — 29 = 11 см.
Таким образом, в нашем примере метацентриче-
ская высота после посадки на мель уменьшится на
29 см.
Однако следует оговориться, что при посадке на
мель подводная лодка в случае наклонения, как пра-
вило, будет просто опираться на грунт, не опроки-
дываясь (особенно если грунт — песок, галька и т. п.).
Но если грунт каменистый или из плитняка, то при
наклонении подводная лодка может иметь крены зна-
чительной величины.
Глава 7
ИЗМЕНЕНИЕ ОСТОЙЧИВОСТИ ПОДВОДНОЙ
лодки ПРИ погружении и всплытии
7.1. Изменение остойчивости при погружении
и всплытии без учета влияния жидких
переливающихся грузов
Погружение подводной лодки из надводного поло-
жения в подводное происходит за счет приема воды
в цистерны главного балласта. При этом происходит
изменение положения центра тяжести, центра вели-
чины, а также продольного и поперечного метацент-
ров, т. е. тех точек, относительное положение которых
определяет остойчивость подводной лодки. Следова-
тельно, остойчивость подводной лодки при погруже-
нии и всплытии существенно изменяется.
Изменение поперечной остойчивости ПЛ при
погружении и всплытии без учета влияния перели-
вающихся грузов определяют по диаграмме остойчи-
вости при погружении и всплытии (рис. 7.1), пред-
ставляющей собой графики зависимостей центра ве-
личины гс = /1(7'ср), поперечного метацентра =
= ^(7,ср) и центра тяжести ^=/з(ГСр) от средней
осадки.
Эта диаграмма строится в предположении, что
подводная лодка погружается без крена и диффе-
рента, а заполнение цистерн главного балласта про-
исходит равномерно (в каждый рассматриваемый мо-
мент процент заполнения цистерн одинаков).
Проследим за движением центра величины, попе-
речного метацентра и центра тяжести при погруже-
нии и всплытии подводной лодки.
Центр величины (кривая 2c=fi(TCp) при погруже-
нии поднимается все время вверх, так как увеличение
91
погруженного объема происходит за счет ухода в воду
объемов, составляющих запас плавучести. Вначале,
до погружения в воду прочного корпуса, zc увеличи-
вается быстро, а затем медленно. При полном погру-
жении координата центра величины равна коорди-
нате метацентра в подводном положении zc=2m.
Vzc>z/n/M
Рис. 7.1. Диаграмма остойчивости подводной лодки при по-
гружении и всплытии без учета переливающихся грузов
При всплытии независимо от того, как оно произ-
водится, центр величины перемещается по той же
кривой zc = f\ (7"ср), но в обратном направлении.
Поперечный метацентр (кривая zm=f2(Tcp) при
погружении вначале повышается, но в конечном счете
понижается и при уходе непроницаемого корпуса в
воду совпадает с кривой 2c = fi(7'cp). Происходит это
потому, что площадь действующей ватерлинии при
погружении уменьшается, и, когда подводная лодка
полностью уйдет под воду, действующая ватерлиния
исчезнет, а метацентрический радиус г=-~ будет
равен нулю. С уходом прочного корпуса в воду прак-
тически следует считать, что zm совпадает с гс.
При всплытии поперечный метацентр переме-
щается по этой же кривой в обратном направлении.
Центр тяжести (кривая = (7"Ср) при погружении
в один прием (сплошная кривая) вначале несколько
92
йбййЖаеТся С ЗайоЛненйеМ нижней части Пйстери
главного балласта, и кривая г^=/3(ГСр) пересекает
кривую гс=/1(ТСр) в точке А. Затем при заполнении
средней и верхней частей цистерн он повышается.
При полном заполнении цистерн центр тяжести будет
выше, чем в крейсерском положении. При всплытии
в один прием (аварийное продувание) центр тяжести
перемещается по той же кривой в обратном направ-
лении.
При погружении и всплытии в два приема переме-
щение центра тяжести происходит по штриховой
кривой (рис. 7.1). Точка Е отражает положение ПЛ,
когда средняя группа цистерн не заполнена (про-
дута), а концевые группы цистерн главного балласта
заполнены.
Диаграмма дает возможность проанализировать
изменение поперечной метацентрической высоты h в
процессе погружения и всплытия. Рассмотрим это
явление при погружении (всплытии) в один прием.
В первый период погружения от ГКр до Та, когда
а является положительной величиной (ЦТ выше ЦВ),
восстанавливающий момент будет равен
= D (г — a) sin 0 = Dr sin 0 — Da sin 6.	(7.1)
В этом случае имеем и остойчивость формы и
остойчивость веса, но последнюю как отрицательную
величину. Величина поперечной метацентрической
высоты будет равна
h = r — a.
Осадке ТА соответствует нулевая остойчивость
веса Zg = zc, а = 0. Восстанавливающий момент будет
равен
М = Dr sin 6.
и
В этом случае остается лишь остойчивость формы.
Величина поперечной метацентрической высоты
будет равна
h = r.	(7.2)
Во второй период погружения от Тд до ТПк, соот-
ветствующий уходу корпуса под воду, центр тяжести
93
занимает положение ниже центра нелицинь), т. е. Зё-
личица а становится отрицательной. Тогда
Л10 = D [г — (—а) ] sin 6 = D (г 4- d) sin 0 =
= Dr sin б 4* Da sin 6.	(7.3)
Как видим, кроме остойчивости формы вновь по-
является остойчивость веса, но уже как положитель-
ная величина, а величина поперечной метацентриче-
ской высоты будет равна
h = r-\-a.	(7.4)
В третий период погружения, когда Т больше Тпк
и подводная лодка полностью уходит под воду, т. е.
когда исчезнет действующая ватерлиния и метацент-
рический радиус обращается в нуль, тогда
= D (0 4- a) sin 0 = Da sin 0.	(7.5)
В этом случае подводная лодка обладает только
остойчивостью веса. Поперечная метацентрическая
высота равна
h = a.	(7.6)
Из рассмотренного процесса видим, что в начале
погружения основным фактором, определяющим ос-
тойчивость ПЛ, является остойчивость формы, а в
конце погружения — остойчивость веса. При этом со-
вершенно необходимо, чтобы подводная лодка сохра-
няла достаточную площадь ватерлинии до того мо-
мента, цока центр величины не займет положение
выше центра тяжести.
Действительно, если бы к моменту потери дей-
ствующей ватерлинии, когда г обращается в нуль,
центр тяжести оказался выше центра величины, т. е.
величина а была положительной, то восстанавливаю-
щий момент, а значит, и остойчивость были бы отри-
цательными, а именно:
Л46 = D (г — a) sin 0 = D (0 — a) sin 9 =
= —-Da sin 6,	(7.7)
что, конечно, недопустимо.
В подводном положении остойчивость формы от-
сутствует и определяющей становится положительная
94
остойчивость веса. Остойчивость подводной лодки
без учета влияния переливающихся грузов в течение
всего периода погружения и всплытия остается поло-
жительной.
Изменение продольной остойчивости ПЛ при по-
гружении происходит так же, как и изменение попе-
речной остойчивости. Для крейсерского положения
H = R — a.	(7.8)
При уходе в воду прочного корпуса /? = 0, так как
7^=0. Следовательно,
H = a = h.	(7.9)
Таким образом, при погружении продольная остой-
чивость значительно уменьшается, так как величина /?
в крейсерском положении, равная 0,8—1,5 длины под-
водной лодки, падает до нескольких десятков санти-
метров. При погружении подводной лодки, имеющей
какой-либо начальный дифферент, произойдет резкое
нарастание этого дифферента из-за значительного
(в сотни раз) уменьшения величины Н. Вот почему
перед погружением из надводного или позиционного
положения подводная лодка не должна иметь диф-
ферент более ±0,5°.
При всплытии продольная остойчивость изме-
няется в обратном порядке. Она остается положи-
тельной в течение всего времени всплытия лодки. По-
скольку изменение продольной остойчивости по своему
характеру аналогично изменению поперечной остойчи-
вости, в дальнейшем ограничимся рассмотрением
только поперечной остойчивости.
7.2. Изменение остойчивости при погружении
и всплытии с учетом влияния переливающихся грузов
Остойчивость при погружении и всплытии с уче-
том влияния переливающихся грузов обычно опреде-
ляют по специальной диаграмме (рис. 7.2). Эту диа-
грамму получают внесением в рассмотренную выше
диаграмму (рис. 7.1) поправок, учитывающих влия-
95
ййе переливающихся грузов. Основными из них яв-
ляются:
1.	Поправка Д/г = Дг, учитывающая влияние жид-
ких переливающихся грузов в цистернах специаль-
ного назначения и вспомогательного балласта:

(7.W)
где ix—момент инерции площади свободной поверх-
ности переливающегося груза (воды) в цистерне от-
носительно продольной оси, проходящей через центр
тяжести этой площади и параллельно продольной оси
подводной лодки.
ZcfZpn.M
Рис. 7.2. Диаграмма остойчивости подводной лодки при погру-
жении и всплытии с учетом влияния переливающихся грузов
2.	Поправка, учитывающая влияние переливания
остаточной воды в цистернах главного балласта в
крейсерскОхМ положении подводной лодки (Д/гГб).
Эта поправка невелика, если на подводной лодке нет
бескингстонных цистерн главного балласта.
При наличии на подводных лодках нескольких
бескингстонных ЦГБ в крейсерском положении эта
поправка достигает значительной величины. При по-
гружении и всплытии разницы между кингстонными
и бескингстонными цистернами нет и эта поправка
входит в поправку, определяемую при всплытии или
погружении.
96
3.	Поправка, которая учитывает влияние перели-
вания главного балласта при погружении в один
прием (во время срочного погружения). Кингстоны
и клапаны вентиляции открыты. Бортовые цистерны
сообщаются между собой через море и атмосферу.
При крене уровень воды в бортовых цистернах глав-
ного балласта будет параллелен действующей ватер-
линии, так как вода из ЦГБ одного борта свободно
переливается на другой борт в сторону крена. На диа-
грамме остойчивость при погружении в один прием
измеряется между кривыми ^ = /3(ГСр) и zwl (штрих-
пунктирная кривая).
4.	Поправка, учитывающая влияние переливания
главного балласта при всплытии в один прием, для
подводных лодок с раздельной вентиляцией бортовых
цистерн главного балласта. Переливанию главного
балласта будет препятствовать воздушная подушка в
цистерне. Перетекание балласта уменьшится.
Остойчивость при всплытии в один прием изме-
ряется между кривыми Zg = f3(TCp) и zm2.
5.	Поправка, учитывающая переливание главного
балласта при всплытии в два приема, аналогична пре-
дыдущей поправке, только соответственно меньше,
так как продувание главного балласта производится
по группам (сначала средняя группа цистерн главного
балласта, затем концевые). Остойчивость в этом слу-
чае определяется отрезками между кривыми zg =
= /з(^ср) и Zm3 (Zg, Zm3 Идут ПО ПуНКТИрНЫМ КрИВЫМ).
Таким образом, диаграмма (рис. 7.2) позволяет
определить остойчивость с учетом влияния перели-
вающихся грузов в крейсерском положении, в про-
цессе погружения в один прием (срочное погруже-
ние), в процессе всплытия в один и два приема и в
позиционном положении.
На диаграмме изображен наиболее общий случай
изменения остойчивости при погружении и всплытии.
При этом кривая zmX дважды пересекает кривую zg =
=^з(^ср), образуя участок с отрицательной остой-
чивостью (на диаграмме заштрихован).
На практике наличие небольшого участка отри-
цательной остойчивости безопасно. Подводная лодка
погружается достаточно, быстро и к моменту дости-
жения участка отрицательной остойчивости обладает
97
уже достаточными вертикальной скоростью и ускоре-
нием. Она проскакивает небольшой участок отрица-
тельной остойчивости за доли секунды и не успевает
получить значительный $рен.
Прерывать погружение в зоне отрицательной ос-
тойчивости (закрытием клапанов вентиляции) безо-
пасно. В этом случае в цистернах главного балласта
образуется воздушная подушка и подводная лодка,
остановив погружение при какой-либо ватерлинии,
будет обладать остойчивостью, приблизительно соот-
ветствующей всплытию в один прием, а не отрица-
тельной.
Поскольку всплытие подводных лодок происходит
медленно, появление кренов в этот период более ве-
роятно, чем при погружении. Всплытие в два приема
Значительно уменьшает поправки на переливание
главного балласта, так как при продувании средней
группы ЦГБ поправка на переливание балласта бу-
дет зависеть только от нее, а при продувании конце-
вых групп — только от них. Остойчивость в процессе
всего периода всплытия хотя и уменьшается, но всегда
остается положительной.
98
Глава 8
НЕПОТОПЛЯЕМОСТЬ ПОДВОДНОЙ лодки
8.1.	Надводная непотопляемость
Под надводной непотопляемостью понимают спо-
собность подводной лодки оставаться на плаву и не
опрокидываться после затопления части отсеков проч-
ного корпуса и прилегающих к ним цистерн главного
балласта и иметь при этом посадку и остойчивость,
обеспечивающую возможность хотя бы ограниченного
использования ее по назначению.
Надводная непотопляемость обеспечивается кон-
структивными мероприятиями, предупредительными
организационно-техническими мероприятиями и борь-
бой личного состава подводной лодки за надводную
непотопляемость.
К основным конструктивным мероприятиям, осу-
ществляемым в процессе проектирования и постройки
подводной лодки, относятся:
1)	придание подводной лодке запаса плавучести
Определенной величины;
2)	разделение прочного корпуса на отсеки
поперечными водонепроницаемыми перебор-
ками;
3)	разделение легкого корпуса поперечными и
продольными переборками на отдельные цистерны
главного балласта (правого и левого борта);
4)	придание подводной лодке запаса продольной
и поперечной остойчивости;
5)	создание главной энергетической установки
подводной лодки, обеспечивающей поддержание или
форсирование хода после аварии.
99
Основными организационно-техническими меро-
приятиями по обеспечению надводной непотопляемо-
сти являются:
—	обеспечение водонепроницаемости корпуса и
поддержание необходимого запаса плавучести;
—	контроль и поддержание в заданных пределах
остойчивости ПЛ;
—	содержание системы воздуха высокого давле-
ния (ВВД) в готовности к использованию для проду-
вания ЦГБ и создания противодавления в аварийном
отсеке;
—	содержание водоотливных средств в готовности
к использованию;
—	содержание аварийного имущества в готовно-
сти к применению;
—	правильная организация личного состава в
обеспечении непотопляемости и в борьбе с поступаю-
щей внутрь прочного корпуса водой;
—	систематическая и тщательная подготовка всего
личного состава ПЛ по вопросам непотопляемости.
Под борьбой за надводную непотопляемость пони-
мается совокупность действий личного состава, на-
правленных на поддержание и возможное восстанов-
ление плавучести и остойчивости подводной лодки, а
также на придание ей посадки, обеспечивающей ход,
управляемость и применение оружия. Борьба за
непотопляемость складывается из борьбы с водой и
мероприятий по восстановлению остойчивости и
спрямлению поврежденной подводной лодки.
Борьба с водой состоит в организованном и бы-
стром осуществлении всех возможных мероприятий
по прекращению поступления воды, предотвращению
и ограничению распространения ее по подводной
лодке и по удалению ее за борт. При этом принима-
ются меры по заделке пробоин, подкреплению пере-
борок и палуб, обеспечению их герметичности, ис-
пользованию стационарных и переносных средств во-
доотлива и осушения.
Если использование системы ВВД, водоотливных
средств и заделка пробоины не дадут должного эф-
фекта, то аварийный отсек подводной лодки затоп-
ляется под напором забортной воды. Как правило,
при этом оказываются заполненными также смежные
100
цистерны главного балласта. В результате у подвод-
ной лодки появляются крен и дифферент, уменьша-
ются плавучесть и остойчивость, увеличивается
осадка..
Большие статические крены и дифференты (бо-
лее ±5°) затрудняют обслуживание личным составом
оружия и технических средств, а в ряде случаев де-
лают вообще невозможным применение оружия и
использование энергетических установок. В этих усло-
виях необходимо произвести выпрямление (спрямле-
ние) подводной лодки заполнением соответствующих
цистерн главного балласта. Спрямлением в данной
ситуации могут быть улучшены также и некоторые
надводные мореходные качества аварийной подвод-
ной лодки, в частности остойчивость.
Для ускорения принятия решения по спрямлению
подводной лодки во время аварии еще при ее проек-
тировании рассматриваются возможные комбинации
затопления отсеков и цистерн главного балласта.
Из них выбираются наиболее вероятные в условиях
плавания и сводятся в таблицу надводной непотоп-
ляемости. При расчетах таблицы за исходное при-
нимается крейсерское положение подводной
лодки.
Для наглядности рассмотрим примерную таблицу
надводной непотопляемости подводной лодки
(табл. 8.1). Таблица надводной непотопляемости со-
стоит из двух частей. В данной книге она помещена
на развороте. Для удобства пользования ею графа 1
повторена и в правой части таблицы.
Левая часть («Авария») содержит данные для
соответствующего случая аварии: водоизмещение
после аварии, моменты по длине, оставшийся запас
плавучести, углы крена и дифферента, осадка носом
и кормой, поперечная и продольная метацентрические
высоты, дифферентующие и кренящие моменты
на Г.
В правой части («Выпрямление») в графе 14 ука-
зано, какие цистерны главного балласта рекомен-
дуется заполнить для уменьшения крена и диффе-
рента при аварии; приводятся новые данные плаву-
чести, остойчивости и посадки подводной лодки, ко-
торые она будет иметь после выпрямления.
101
Таблица 8.1
Таблица надводной непотопляемости подводной лодки
| Случай аварии	1	Авария												1 Случай аварии	1	Выпрямление											
	Затопленные при аварии отсеки и цистерны	Водоизмещение после аварии, м3	Дифферентующий момент, тс-м	| Запас плавучести, м3	Угол дифферента	Угол крена	Осадка носом, м	Осадка кормой, м	Поперечная метацентричес- кая высота h, см	Продольная метацентричес- кая высота Z/, м 		Момент, кренящий на 1°, тс-м	I Момент, дифферентующий | на 1°, тс-м		1		Цистерны, подлежащие за- полнению Для выпрямления корабля	Водоизмещение после вып- 1 рямления, м3	Дифферентующий момент, 1 тс-м	Запас плавучести, м3	Угол дифферента	Угол крена	Осадка носом, м	Осадка кормой, м	Поперечная метацентричес- кая высота Л, см	Продольная метацентричес- кая высота Н, м	Момент, кренящий на 1°, тс-м	Момент, дифферентующий на 1°, тс-м	1
1	2	3	4	5	6	7	8	ч	10	11	12	13	1	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25
1	ф®	1153	2028	192	1°37'	5°	5,9	4	27	37	5,4	750	1	®	1201	10 U	144	50'	1°24'	5,6	4,6	26	46	5.4	960
2		1149	—2318	196	—2° 18'	3°50'	3,5	6,2	28	32	5,6	650	2		1233	—371	112	-22'	0°10'	4,9	5.3	33	51	7,1	1100
Условные обозначения:
Ф
0@@
— затопленные отсеки (цифры указывают номера отсеков
— затопленные и заполняемые ЦГБ при спрямлении (цифры указывают номера цистерн; если заполняется цистерна с одного
борта, то к цифре прибавляется буква «п» — правый борт или <л» — левый борт).
Примечание. В табл. 8.1 величины моментов приведены в гс.м; для пересчета в кН-м табличные значения необходимо
умножить на £«10 м/с2,
102
10&
В целях сокращения объема таблицы надводной
непотопляемости в ней даны расчеты для случаев за-
топления отсеков и цистерн главного балласта с од-
ного борта. Затопление симметричных цистерн глав-
ного балласта противоположного борта дает анало-
гичный результат, но с противоположным креном.
На практике таблицей надводной непотопляемости
пользуются следующим образом. Установив характер
полученных повреждений, номера затопленного от-
сека и цистерн главного балласта, находят по таб-
лице в графе 2 этот случай аварии и соответствую-
щие ему посадку, запас плавучести и остойчивость
подводной лодки.
После этого с учетом сложившейся обстановки
(противодействие противника, состояние моря, удален-
ность от базы и т. п.) принимается решение о спрям-
лении подводной лодки. На основании этого решения
дается приказание о заполнении цистерн главного бал-
ласта, указанных в графе 14. За ходом выпрямления
следят по кренометру и дифферентометру. Для за-
крепления изложенного материала разберем за-
дачу 8.1.
Задача 8.1. На подводной лодке, стоящей в надводном по-
ложении на рейде, в результате налета авиации и взрыва авиа-
бомбы затоплен VI отсек и ЦГБ № 8 л. б. По таблице над-
водной непотопляемости определить: случай аварии, цистерны
главного балласта, которые следует заполнить для спрямления
подводной лодки, данные плавучести, остойчивости и посадки
лодки в результате аварии и после спрямления.
Решение По табл. 8.1 находим случай аварии (№ 2) и
определяем, что после затопления VI отсека и ЦГБ № 8 л.б.
подводная лодка имеет водоизмещение 1149 м3, дифферентую-
щий момент на корму 2318 тс. м, запас плавучести 196 м3, диф-
ферент на корму 2°18z, крен 3°50z л.б., поперечную метацентри-
ческую высоту 0,28 м и продольную метацентрическую вы-
соту 32 м.
Для выпрямления необходимо заполнить ЦГБ № 1, 2 п.б.
и 3 п.б. В результате подводная лодка будет иметь водоизмеще-
ние 1233 м3, дифферентующий момент на корму 371 тс«м, за-
пас плавучести 112 м3, дифферент 0°22' на корму, крен 0°10' л.б.,
поперечную метацентрическую высоту 0,33 м и продольную ме-
тацентрическую высоту 51 м.
Таким образом, в нашем примере после выпрям-
ления у подводной лодки будет еще запас плавучести
(112 м3) при увеличившейся остойчивости (попереч-
104
ная метацентрическая высота увеличилась с 28 до
33 см, а продольная метацентрическая высота — с 32
до 51 м). Посадка подводной лодки при этом будет
без заметного крена и дифферента (соответственно
0°10' л. б. и 0°22' на корму).
Рис. 8.1. Диаграмма надводной непотопляемости подводной
лодки
Если после спрямления крен и дифферент оста-
ются большими, то для уменьшения дифферента под-
водной лодки, если позволяют время и обстановка,
могут быть дополнительно использованы дифферент-
ные цистерны и цистерны специального назначения
(торпедозаместительные и т. п.), а для выравнивания
крена — уравнительные цистерны (правого и левого
борта).
Расчет остойчивости и посадки аварийных подвод-
ных лодок может быть произведен с помощью диа-
граммы надводной непотопляемости (рис. 8.1). Ею
можно пользоваться, если дифферент аварийной под-
водной лодки не превышает ±6—9°, а крен не более
±8—10°.
Диаграмма построена в прямоугольных координа-
тах. По оси ординат откладываются водоизмещение
подводной лодки (в м3), а по оси абсцисс — диффе-
105
рентующие моменты (вправо — на нос, влево — в кор-
му). На диаграмме нанесены три семейства кривых:
1)	MjJi(V) при TCp = const (поперечные кри-
вые— их наносят через каждые 0,2—0,4 м) от ТКр
до 7пП;
2)	МД/2(Ю при zm=const (пунктирные кри-
вые— их строят через 0,1—0,2 м);
3)	А1д/з(1/Л) при 4>°=const (кривые* идущие свер-
ху вниз через 1,5° до ±6—9°).
На всей площади диаграммы каждая точка имеет
значения ГСр» %т и ф° по определенным V и Л4Д ава-
рийной подводной лодки. Если на подводной лодке
имеются бескингстонные цистерны главного балла-
ста, то в диаграмме надводной непотопляемости учи-
тывается их влияние на остойчивость и посадку при
аварии.
Диаграмма надводной непотопляемости дается на
подводную лодку в готовом виде с технической доку-
ментацией.
Определение остойчивости и посадки по диаграмме
надводной непотопляемости производится следующим
образом: по табл. 8.2 находятся водоизмещение, диф-
Таблица 8.2
Таблица расчета
водоизмещения, дифферентующего и кренящего моментов
аварийной подводной лодки
Наименование нагрузки	Объем, м’	По длине		По ширине	
		плечо, м	момент, тс«м (кН’М)	плечо, М	момент, тс-м (кН-м)
Нагрузка до аварии	и	Xgo	Л4до		^Кр.О = 0
Затопленный отсек I	VOI	А)1	Мдо!	Уо!	^Kp.Ol
Затопленная ЦГБ № 1	Уцгб!	-*ЦГб1	^Д(1Гб1	Уагб!	Мкр.РГб!
Затопленная ЦГБ № 2	^ЦГб2	-*агб2	^ДЦГб2	Уигб2	^кр.цгба
	И.	—	Мд. а	—	^кр.а
106
ферентующий и кренящий моменты подводной лодки
после аварии. Полученные водоизмещения Уа и диф-
ферентующий момент Мд. а являются исходными дан-
ными для использования диаграммы надводной непо-
топляемости.
По оси ординат откладывают значение Va и полу-
чают точку А (рис. 8.1). Затем по оси абсцисс откла-
дывают дифферентующий момент Л1Д. а и получают
точку Б. Проведя из этих точек перпендикуляры к
осям, получают точку пересечения В, которая и опре-
деляет положение аварийной подводной лодки на
диаграмме надводной непотопляемости.
Интерполируя по всем трем семействам кривых
для точки В, получают значения Гср. а, гша и За-
тем определяются следующие величины:
1)	аппликата центра тяжести
<8-’>
где Мга—момент по высоте для аварийной подвод-
ной лодки, определенный из таблицы надводной не-
потопляемости;
2)	запас плавучести
ЗГ1а = Ип — Va;	(8.2)
3)	поперечная метацентрическая высота
-+- Мга,	(8.3)
где ДЛа—поправка на переливающиеся грузы;
4)	продольная метацентрическая высота
"•-57.з45т-	<«*>
где ДЛ4д—дифферентующий момент в точке В, изме-
ренный интерполированием между кривы-
ми Мд=/з(Ю при c[)0=const, ограничиваю-
щими дифферент аварийной подводной
лодки (м4);
Дф°— интервал между двумя смежными кри-
выми Мд=/з(Ю при cp°=const, ограничи-
вающими дифферент аварийной подвод-
ной лодки;
107.
5)	крен аварийной подводной лодки по формуле*
9°а=57,3^р-,	(8.5)
к а'*а
где Мкр. а берется из табл. 8.1;
6)	линейный дифферент аварийной подводной
лодки Да, разность углублений или осадок носа и кор-
мы подводной лодки в метрах при аварии:
где La — расстояние по длине аварийной подводной
лодки между носовыми и кормовыми марками углуб-
лений (осадок);
7)	углубления носом и кормой:
7-н.а = 0,5(Да + 27'ср.а),	(8.7)
7’к. а = 27'ср. а —7'н>а.	(8.8)
При наличии на подводной лодке бескингстонных
цистерн главного балласта для определения ф°а обя-
зательно следует пользоваться диаграммой надвод-
ной непотопляемости. Если точка В окажется за пре-
делами поля, диаграммой надводной непотопляемости
пользоваться нельзя. Для расчета остойчивости и по-
садки аварийной подводной лодки можно воспользо-
ваться теоретическим чертежом.
8.2. Подводная непотопляемость
Подводной непотопляемостью называется способ-
ность подводной лодки, находящейся в подводном
положении, при поступлении воды внутрь прочного
корпуса удерживаться от провала за предельную глу-
бину, всплывать на безопасную по прочности перебо-
рок глубину либо на поверхность (если это позволяет
надводная обстановка), имея при этом остойчивость
и посадку, обеспечивающие возможность хотя бы ог-
раниченного использования ее по назначению.
* Если крен 0а более 10°, его определяют по диаграмме
статической остойчивости, рассчитанной для аварийной подвод-
ной лодки.
108
Под водой подводная лодка не имеет запаса пла-
вучести. Поэтому, если в подводном положении она
не имеет хода или не способна развить значительную
скорость, она не может плавать под водой даже с
одним затопленным отсеком. В отличие от надводной,
подводная непотопляемость — важнейшее динамиче-
ское качество подводного боевого корабля.
Подводная непотопляемость достигается:
—	поддержанием герметичности прочного кор-
пуса (и его переборок);
—	использованием системы воздуха высокого дав-
ления (не только для создания противодавления в
аварийном отсеке, но и для продувания цистерн глав-
ного балласта);
—	умелым использованием хода и горизонталь-
ных рулей;
—	поддержанием остойчивости (особенно про-
дольной);
—	применением аварийного' имущества и водоот-
ливных средств.
Целесообразно кратко остановиться на самостоя-
тельном всплытии с, грунта аварийной подводной
лодки.
При самостоятельном всплытии с грунта аварий-
ной подводной лодки необходимо:
—	уменьшить по возможности затопление аварий-
ных отсеков;
—	создать подъемную силу, обеспечивающую
всплытие подводной лодки;
—	скомпенсировать дифферентующий момент
(одновременно с созданием подъемной силы).
Первое условие достигается подачей сжатого воз-
духа как для создания противодавления в аварийных
отсеках, так и для подпора переборок из смежных
отсеков.
Второе условие выполняется в основном за счет
продувания воздухом высокого давления неповреж-
денных цистерн главного балласта. Таким образом,
создается подъемная сила, необходимая для самостоя-
тельного всплытия подводной лодки с грунта на по-
верхность. Отчасти подъемную силу можно увеличить
за счет удаления вспомогательного балласта, а также
жидких и твердых грузов.
109
Следует учитывать также появляющуюся при по-
кладке подводной лодки на грунт силу присоса, вели-
чина которой зависит в основном от характера грунта.
При илистом грунте или вязкой плотной глине с пес-
ком сила присоса вынуждает увеличить подъемную
силу для всплытия подводной лодки на 20—т45°/о.
Наконец, последнее, третье условие — обеспечение
всплытия аварийной подводной лодки без дифферента
представляет наибольшую сложность в расчетах, так
как необходимо, чтобы:-
—	дифферентующий момент от продуваемых ци-
стерн главного балласта был равен сумме дифферен-
ту ющих моментов от воды в аварийных отсеках, о г
силы присоса и от остаточной плавучести;
—	равенство между вышеуказанными дифферен-
тующими моментами наступило бы одновременно с
момента (по времени) отрыва подводной лодки от
грунта.
Во время самостоятельного всплытия аварийной
подводной лодки с грунта крайне отрицательным яв-
ляется образование значительных дифферентов, так
как ЦГБ могут быть продуты при открытых кингсто-
нах только по верхнюю кромку кингстонов. Во время
образования дифферента происходит частичное затоп-
ление ранее продутой цистерны. Это в свою очередь
может привести к нарушению условий всплытия, и
подводная лодка будет вынуждена снова лечь на
грунт.
Следует также отметить, что всплытие аварийной
подводной лодки с грунта происходит с дифферентом
отчасти в результате ее неудифферентованности.
Поэтому дифферентовку подводной лодки перед
всплытием с грунта необходимо производить особенно
тщательно. Она может производиться как перерас-
пределением вспомогательного балласта; так и пере-
мещением воды, топлива, других жидких грузов в ци-
стернах и даже твердых грузов (боезапаса и т. п.).
Для облегчения определения номеров цистерн
главного балласта, подлежащих продуванию для
всплытия, составляется специальная таблица само-
стоятельного всплытия с грунта аварийной подводной
лодки. В ней собраны и систематизированы данные
расчетов всплытия с затопленными отсеками и пов-
110

	—	№ случаев аварий	Авария	1
	N3	Затопленные отсеки и пов- режденные цистерны глав- ного балласта	
	СО	Остаточная отрицательная плавучесть, кН или тс	
		Дифферентующий момент, кН*м или тс«м	
	СП	Продольная и поперечная метацентрические высоты, м	
	о>	Цистерны главного баллас- та, подлежащие продува- нию	Всплытие
	-4	Дифферентовка перед всплытием	
	00	Ожидаемый дифферент при всплытии, °	
	«£>	Продольная и поперечная остойчивости при всплы- тии, м	
	О	Примечание	
Таблица
самостоятельного всплытия с грунта
&>
сч
X
я
аэ
00
СаЭ
реждснными цистернами главного балласта
(табл. 8.3).
Таблица самостоятельного всплытия аварийной
подводной лодки с грунта может быть составлена по
типу таблицы надводной непотопляемости и иметь
две части:
—	первая часть — «Авария», в которой даются
случаи затопления отсеков, повреждения цистерн
главного балласта, остаточная отрицательная плаву-
честь, дифферентующие моменты и метацентрические
высоты;
—	вторая часть — «Всплытие», в которой указы-
вается, какие цистерны главного балласта необхо-
димо продуть при данной аварии, и приводятся дан-
ные по дифферентовке подводной лодки, ожидаемые
дифферент и метацентрические высоты при всплытии.
После принятия решения о самостоятельном
всплытии по таблице находят соответствующий ва-
риант дифферентовки и номера продуваемых цистерн
главного балласта. По выбранному варианту произ-
водят дифферентовку аварийной подводной лодки,
после чего продувают цистерны главного балласта,
указанные в выбранном варианте всплытия.
Г л ав a 9
ХОДКОСТЬ ПОДВОДНОЙ лодки
Ходкостью называется способность подводной
лодки перемещаться в воде с заданной постоянной
скоростью при определенной затрате мощности дви-
гателей. Из двух подобных проектов подводных ло-
док с одинаковым водоизмещением лучшей ходкостью
будет обладать та, которая разовьет более высокую
скорость хода при одной и той же затрате мощности
главных двигателей. Ходкость подводной лодки опре-
деляется величиной сопротивления воды и воздуха
движению ПЛ, мощностью двигателей и совершенст-
вом движителей при совместной работе двигателей,
движителей* и корпуса (совместно с оперением).
Обеспечение оптимального соответствия между
ними, когда заданная скорость хода достигается при
наименьшей затрате мощности двигателей, — важней-
шая задача, которая должна решаться как при проек-
тировании, так и в процессе эксплуатации ПЛ.
Рассмотрим силы сопротивления при движении
подводной лодки в надводном и подводном положе-
ниях.
9.1. Сопротивление воды и воздуха при движении
подводной лодки в надводном положении
Полное сопротивление воды складывается из со-
противления трения и сопротивления давления.
Сопротивление трения представляет собой равно-
действующую всех касательных к поверхности об-
шивки сил, действующих на корпус подводной лодки
* На подводных лодках в качестве движителей для над-
водного и подводного хода используются гребные винты.
113
при ее движении. Оно образуется в результате дей-
ствия сил вязкости воды. С увеличением скоростишод-
водной лодки увеличивается и сопротивление трения.
Сопротивление трения зависит также от кривизны
и шероховатости корпуса подводной лодки (неровно-
сти окраски, сварных швов, вырезов и т. п.).
Рис. 9.1. Влияние вязкости жидкости на изменение харак-
тера обтекания и распределение давления по корпусу под-
водной лодки
Сопротивление давления состоит из волнового со^
противления и сопротивления формы.
Сопротивление формы представляет собой раз-
ность суммарного гидродинамического давления на
носовую и кормовую смоченную поверхность корпуса
ПЛ, которое образуется за счет влияния вязкости
воды и разности скоростей обтекания их поверхности
при движении подводной лодки.
На рис. 9.1 показан характер распределения гид-
родинамического давления при движении «голого»
(т. е. без выступающих частей) корпуса ПЛ на боль-
шой глубине. Из рисунка видно, что при обтекании
ПЛ идеальной (невязкой) жидкостью (кривая /) дав-
ления набегающего потока р в точках А и Б равны.
При обтекании водой вследствие вязкости жидкость
теряет часть энергии, давление в точке Б (кривая 2)
будет меньше, чем в точке Л.
В результате разности давлений в носу и в корме
равнодействующая сил давления на корпус подводной
114
лодки будет направлена против ее движения. Она и
определяет величину сопротивления формы.
В общем случае с уменьшением отношения длины
подводной лодки к ее ширине (L/B) сопротивление
формы увеличивается. Однако оно может быть зна-
чительно снижено увеличением длины кормового за-
острения подводной лодки при проектировании.
Волновое сопротивление возникает как результат
перераспределения давления при обтекании корпуса
подводной лодки водой и образования при ее движе-
нии корабельных волн.
Существует два вида волн, образующихся при дви-
жении корабля: носовые, возникающие на некотором
расстоянии позади форштевня, и кормовые, образую-
щиеся несколько впереди ахтерштевня. В свою оче-
редь эти группы волн делятся на расходящиеся и по-
перечные.
Расходящиеся волны располагаются в эшелонном
порядке, параллельно друг Другу, под углом 36—40°
к диаметральной плоскости подводной лодки. Попе-
речные волны идут перпендикулярно диаметральной
плоскости подводной лодки внутри угла растворения
расходящихся волн. Волновое сопротивление в значи-
тельной степени зависит от глубин в районе плавания.
При малых скоростях надводного хода волновое
сопротивление всегда очень мало. И наоборот, при
повышении, скорости хода подводной лодки оно резко
возрастает, особенно на мелководье.
Значительно большее влияние на ходкость подвод-
ной лодки при умеренных скоростях оказывает сопро-
тивление ее выступающих частей.
Сопротивление выступающих частей состоит из со-
противления трения и сопротивления формы. Высту-
пающими частями называются детали, которые выхо-
дят за пределы плавных очертаний поверхности
корпуса (стабилизаторы, рули, гребные валы, крон-
штейны, различные наделки корпуса и др.). Огражде-
ние рубки тоже относится к категории выступающих
частей, но его сопротивление обычно определяется
отдельно. Величина сопротивления выступающих ча-
стей составляет 25—30% полного сопротивления ПЛ
в подводном положении.
115
Наиболее крупные выступающие части ПЛ —
ограждение рубки, стабилизаторы, рули, обтекатели
гидроакустических приборов и вооружения — имеют
хорошо обтекаемую форму в виде симметричных кры-
ловых профилей и обтекаются без отрыва погранич-
ного слоя и образования сосредоточенных вихрей.
Поскольку выступающие части примыкают к кор-
пусу лодки, то между ними существует гидродинами-
ческое взаимодействие, в результате которого проис-
ходит перераспределение давлений на поверхности
как корпуса ПЛ, так и выступающих частей. След-
ствием этого является дополнительное сопротивление,
которое также учитывается при расчете.
Воздушное сопротивление — аэродинамическое со-
противление, действующее на надводную часть под-
водной лодки при ее движении в надводном положе-
нии. Оно зависит от величины и формы надводной
поверхности корпуса, надстроек, ограждения рубки,
скорости хода, а также силы и направления
ветра.
Обычно при расчетах ходовых качеств подводных
лодок воздушное сопротивление учитывается , путем
увеличения общего сопротивления на 1,5—2%.
Наконец, следует отметить, что, несмотря на ка-
жущуюся положительную роль попутного ветра, при
его силе свыше 3 баллов скорость хода подводной
лодки снижается из-за волнения моря.
9.2. Сопротивление воды при движении подводной
лодки в подводном положении
На практике считают, что на глубинах более
!/3 длины подводной лодки волнового сопротив-
ления нет. Лишь при плавании под перископом или
РДП при относительно больших скоростях на поверх-
ности моря образуются корабельные волны и появ-
ляется волновое сопротивление.
Таким образом, при плавании на безопасной глу-
бине (и более) сопротивление движению подводной
лодки под водой можно считать состоящим из сопро-
тивлений трения, формы, выступающих частей, ограж-
дения рубки и отверстий,
116
Сдедует особо отметить, что при плавании лодки
под водой резко возрастает сопротивление выступаю-
щих частей, так как по сравнению с надводным поло-
жением добавляется еще сопротивление ограждения
рубки.
Наличие вырезов и отверстий в наружном корпусе
приводит к существенному увеличению сопротивления
ПЛ. Сопротивление вырезов и отверстий обусловлено
интенсивным перетеканием воды через междукорпус-
ное пространство, усиленными вихреобразованиями и
местными нарушениями плавности обтекания корпуса
лодки в районе отверстий.
Для уменьшения сопротивления выступающих ча-
стей уменьшаются размеры ограждения рубки и ему
придается обтекаемая форма в виде крылового про-
филя малого размаха. Выдвижные устройства снаб-
жаются обтекателями. Плохо обтекаемые детали на
поверхности корпуса сводятся до минимума.
Глава 10
УПРАВЛЯЕМОСТЬ ПОДВОДНОЙ лодки
Управляемость — это не только важное мореходное
качество, но и одно из тактических свойств подвод-
ной лодки. Она обеспечивает выполнение всех манев-
ров подводной лодки во время боевых действий. Раз-
личают управляемость подводной лодки в горизон-
тальной и вертикальной плоскостях.
10.1. Управляемость в горизонтальной плоскости
Управляемостью в горизонтальной плоскости на-
зывается способность подводной лодки устойчиво дви-
гаться в заданном направлении и изменять его под
действием вертикального руля и движителей.
Таким образом, управляемость подводной лодки
в горизонтальной плоскости складывается из удержа-
ния ее на курсе (устойчивости движения в горизон-
тальной плоскости) и поворотливости.
Устойчивостью на курсе называется способность
подводной лодки удерживать заданное по курсу пря-
молинейное движение. Однако сама по себе подвод-
ная лодка этим качеством не обладает. Чтобы удер-
живать ее на заданном курсе, требуется периодиче-
ская перекладка вертикального руля.
Поворотливостью подводной лодки называют ее
способность изменять направление движения под дей-
ствием вертикального руля и движителей. При пере-
кладке вертикального руля создается боковой разво-
рот подводной лодки и происходит отклонение ее кор-
мовой оконечности в сторону, обратную перекладке
руля.
118
С увеличением угла перекладки руля до некото-
рого предела боковая сила возрастает. Однако, если
угол перекладки превышает 35—40°, эффективность
руля резко ухудшается.
После перекладки руля начинается разворот под-
водной лодки по курсу и ее центр тяжести описывает
некоторую кривую линию, которая называется цирку-
ляционной кривой.
Вся циркуляция условно делится на три периода.
Первый период называется маневренным и по вре-
мени совпадает с продолжительностью перекладки
ВР. Он кратковременен и в зависимости от скорости
перекладки ВР может составлять 10—20 с.
Второй период называется эволюционным. Его сле-
дует отсчитывать от момента окончания перекладки
ВР до входа подводной лодки в установившуюся цир-
куляцию. Вслед за этим наступает последний пе-
риод — установившаяся циркуляция, продолжающаяся
до тех пор, пока перекладка руля сохраняется по-
стоянной.
При установившемся движении на циркуляции
подводная лодка в надводном положении кренится
наружу, так как равнодействующая гидродинамиче-
ских сил приложена ниже центра тяжести. Попереч-
ная ее составляющая, направленная внутрь циркуля-
ции, создает кренящий момент относительно центра
тяжести, который будет кренить подводную лодку на-
ружу. В подводном положении лодка будет кре-
ниться внутрь циркуляции, так как под водой центр
давления гидродинамичесих сил находится выше
центра тяжести. По данным натурных испытаний под-
водной лодки «Скипджек», проведенных в США, углы
крена на циркуляции подводной лодки под водой до-
стигают 30°.
Следует отметить, что на управляемость подвод-
ной лодки в горизонтальной плоскости влияют эффек-
тивность рулей, количество гребных винтов, скорость
хода, главные размерения подводной лодки и их соот-
ношение между собой, наличие и величина крена и
дифферента и др.
В последние годы за рубежом, в частности в
США, строят подводные лодки с сокращенной длиной
корпуса и улучшенными подводными мореходными
119
качествами (оптимальная форма корпуса, большие
подводные скорости и т. п.), что благоприятно сказы-
вается и на их управляемости в горизонтальной пло-
скости. Поворотливость таких подводных лодок в
подводном положении зачастую лучше, чем в надвод-
ном. Однако для обеспечения достаточной устойчи-
вости на курсе на подводных лодках с большими ско-
ростями подводного хода приходится устанавливать
вертикальные стабилизирующие плоскости.
10.2. Управляемость в вертикальной плоскости
Управляемость подводной лодки в вертикальной
плоскости определяет ее способность удерживать за-
данные глубины и дифферент и изменять их под дей-
ствием горизонтальных рулей и движителей. Управ-
ляемость подводной лодки в вертикальной плоскости
обусловливает:
—	устойчивость движения в вертикальной пло-
скости;
—	поворотливость в вертикальной плоскости.
В настоящее время подводные лодки обладают
достаточной устойчивостью движения по глубине,
однако для поддержания заданной глубины погруже-
ния необходима периодическая перекладка горизон-
тальных рулей. Поворотливость в вертикальной пло-
скости также зависит в основном от действия гори-
зонтальных рулей.
Кроме того, на управляемость в вертикальной
плоскости влияют гидродинамические характеристики
корпуса подводной лодки, стабилизаторов, скорость
хода и удифферентованность. На подводную лодку,
двигающуюся в подводном положении, действуют ста”
тические и гидродинамические силы.
К статическим силам относятся сила тяжести Р и
равная ей по величине, но противоположно направ-
ленная сила плавучести D. При дифференте эти силы
образуют пару, которая создает восстанавливающий
момент продольной статической остойчивости. Кроме
того, из-за неудифферентованности, которая в той
или иной степени всегда имеет место, на подводную
лодку действуют сила остаточной плавучести Q и
избыточный дифферентующий момент ДЛ1.
120
К гидродинамическим силам относятся сила тяги
гребных винтов и гидродинамические силы, завися-
щие от угла атаки а и углов перекладки горизонталь-
ных рулей 8 (рис. 10.1).
Рис. 10.1. Динамические силы, действующие на подводную
лодку на ходу под водой:
₽ ₽к — гидродинамические силы, действующие на горизонтальные
рули; — равнодействующая гидродинамических сил, зависящих
от угла атаки а; Т — сила тяги гребных винтов
Угол атаки а измеряется между вектором скоро-
сти ул (направлением движения подводной лодки) и
осью Go*.
Гидродинамические силы, зависящие от углов а
и 8, обычно разделяют на составляющие, одна из ко-
торых (/?а) находится в зависимости только от угла
атаки, а другие (7?н и /?к) от углов перекладки носо-
вых и кормовых рулей (рис. 10.1).
Равнодействующая гидродинамических сил,
зависящих от угла атаки, приложена в точке Оп —
центре давления, который не совпадает с центром тя-
жести Go. Однако ее воздействие можно представить
в виде силы 7?аэ приложенной к центру тяжести Go,
и момента Afza.
Сила /?а имеет составляющие Ка и Хл. Продоль-
ная составляющая Ха (лобовое сопротивление) ха-
рактеризует сопротивление воды движению подвод-
9—590	121
ной лодки. Нормальная вертикальная составляющая
У7 в зависимости от угла атаки может быть положи-
тельной (подъемной) или отрицательной (топящей).
Таким образом, от составляющей Ya во многом за-
висит управляемость подводной лодки в вертикаль-
ной плоскости.
В качестве органов управления в вертикальной
плоскости используются горизонтальные рули. Обычно
их устанавливают в носовой надстройке и в кормовой
оконечности. Перекладка горизонтальных рулей при
движении подводной лодки вызывает появление на их
плоскостях гидродинамических сил /?к и /?н. Их вели-
чины зависят от скорости хода, от площади рулей и
угла перекладки.
Гидродинамические силы, возникающие от пере-
кладки горизонтальных рулей, также разделяются на
продольные Лк, Лн и нормальные Ук, Ун составляющие.
Продольные составляющие малы и ими обычно пре-
небрегают. Нормальные составляющие создают отно-
сительно центра тяжести Go моменты Мк и Мн. Силы
Ук, Ун и их моменты Л1к, Мн являются основными уп-
равляющими при маневрировании подводной лодки
по глубине.
Сила тяги гребных винтов Т зависит от скорости
хода подводной лодки: с увеличением скорости она
возрастает. На установившемся движении сила тяги
гребных винтов уравновешивается лобовым сопротив-
лением Обычно оси валопроводов расположены
несколько ниже центра тяжести подводной лодки,
поэтому возникает момент тяги гребных винтов Л1Т,
равный
Мт=77,	(9.1)
где I—плечо тяги гребных винтов по высоте, м.
Изменением силы и момента тяги гребных винтов,
силы остаточной плавучести и избыточного дифферен-
тующего момента, гидродинамических сил (опреде-
ляемых углами атаки и перекладки горизонтальных
рулей) можно поддерживать режим установившегося
движения под водой или варьировать его в требуе-
мом направлении.
Из-за несимметрии корпуса подводной лодки от-
носительно продольной оси GqX для обеспечения пла«
122
вания на постоянной глубине Н удифферентованная
подводная лодка (с Q —О, ДМ^О) имеет некоторый
угол атаки а0 (равный при // — const углу диффе-
рента) и углы перекладки горизонтальных рулей 8о,
которые называются балансировочными.
Рис. 10.2. Неудифферентованная подводная лодка держит за-
данную глубину с дифферентом на нос; КГР переложены на
погружение
Обычно подводная лодка балансируется с по-
мощью кормовых горизонтальных рулей. При этом
балансировочные углы, как привило, невелики: Зко =
= 1—4°; ао=фо = О,3—0,8°.
Изменяя Q и ДЛ4, можно привести балансировоч-
ные углы к нулю. Однако делать это рекомендуется
только на ограниченных скоростях хода во избежание
возникновения больших величин остаточной плаву-
чести Q.
Чтобы привести подводную лодку к удифференто-
ванному состоянию (Q ~0, ДЛ/с±0), необходимо по
отклонению 8К и ф от балансировочных значений
(Зко, фо) определить величину (направление действия)
остаточной плавучести и избыточного дифферентую-
щего момента ДЛ/. Для погашения остаточной плаву-
чести следует принять (откачать) воду в уравнитель-
ную цистерну и соответственно перераспределить
вспомогательный балласт для компенсации избыточ-
ного дифферентующего момента. Рассмотрим не*
сколько характерных случаев.
Пример L Подводная лодка держит заданную глубину, имея
отклонения дифферента на нос, а кормовых горизонтальных ру-
лей на погружение от балансировочных значений (рис. 10.2).
123
Определяем, что подводная лодка имеет:
— избыточный дифферентующий момент ДМ на корму, так
как моменты Мк и Ма , уравновешивающие ДМ, направлены на
нос (это говорит о том, что корма тяжела, а нос легок);
Рис. 10.3. Неудифферентованная подводная лодка держит
заданную глубину с дифферентом на нос; КГР переложены
на всплытие
— в большинстве случаев остаточную положительную пла-
вучесть (подводная лодка легка), так как удерживает задан-
ную глубину только с помощью дифферента на нос (сила Ка
обычно является главной из двух сил и Ук).
Для того чтобы удифферентовать подводную лодку, необ-
ходимо перегнать некоторое количество воды из кормовой диф-
ферентной цистерны в носовую и в большинстве случаев при-
нять воду в уравнительную цистерну.
Перегонку и прием воды следует производить до тех пор,
пока подводная лодка не будет держать глубину с балансиро-
вочными углами фо и 8Ко.
Пример 2. Подводная лодка держит заданную глубину с
отклонениями дифферента на нос, а кормовых горизонтальных
рулей на всплытие от балансировочных значений (рис. 10.3).
Определяем, что подводная лодка имеет остаточную поло-
жительную плавучесть (подводная лодка легка). Об избыточном
дифферентующем моменте судить трудно, так как моменты Ма
и Мк имеют разные знаки (но в большинстве случаев в этих
условиях подводная лодка имеет избыточный дифферентующий
момент на нос — легка корма).
Необходимо принять воду в уравнительную цистерну (и в
ряде случаев перегнать некоторое количество воды из носовой
дифферентной цистерны в кормовую), пока подводная лодка не
будет удифферентована.
124
Пример 3. Подводная лодка держит заданную глубину с
отклонениями дифферента на корму, а кормовых горизонтальных
рулей на погружение от балансировочных значений (рис. 10.4).

Рис. 10.4. Неудифферентованная подводная лодка держит
заданную глубину с дифферентом на корму; КГР перело-
жены на погружение
Определяем, что подводная лодка имеет остаточную отри-
цательную плавучесть (подводная лодка тяжела), а также чаще
всего некоторый избыточный дифферентующий момент на кор-

Рис. 10.5. Неудифферентованная подводная лодка держит
заданную глубину с дифферентом на корму; КГР перело-
жены на всплытие
му. Для дифферентовки подводной лодки следует откачать воду
из уравнительной цистерны (и, как правило, перегнать воду из
кормовой цистерны в носовую).
125
Пример 4. Подводная лодка держит заданную глубину с
отклонениями дифферента на корму, а кормовых горизонталь-
ных рулей на всплытие от балансировочных значений (рис. 10.5).
Определяем, что подводная лодка, как правило, тяжела и
имеет избыточный дифферентующий момент на нос. Необходимо
перегнать воду из носовой дифферентной цистерны в кормовую
и в большинстве случаев откачать необходимое количество ее
из уравнительной цистерны за борт.
Во время циркуляции из-за наличия угла дрейфа
и угловой скорости обычно возникает дополнитель-
ный гидродинамический момент, дифферентующий
подводную лодку на корму. Чтобы избежать всплытия
подводной лодки на циркуляции, рекомендуется пе-
рекладывдть горизонтальные рули на погружение.
Глава 11
КАЧКА ПОДВОДНОЙ ЛОДКИ
Качка-—это совокупность колебательных движе-
ний, совершаемых подводной лодкой при волнении и
в некоторых случаях на тихой воде. Плавание в над-
водном положении при волнении всегда сопровож-
дается качкой. С уходом на перископную глубину
качка значительно уменьшается, а на безопасной глу-
бине становится незначительной. Малые размахи и
плавность качки являются важными мореходными ка-
чествами подводной лодки.
Качка подводной лодки может быть:
—	бортовая, которая представляет собой враща-
тельные колебания вокруг продольной оси (то на
правый, то на левый борт);
—	килевая, сопровождающаяся вращательными
колебаниями относительно поперечной оси (с диф-
ферентами попеременно на нос и корму);
—	вертикальная, представляющая собой поступа-
тельные колебания в вертикальной плоскости.
Для подводной лодки, как и для любого корабля,
качка весьма вредное явление. Так, в надводном по-
ложении вследствие увеличения сопротивления от
качки снижается скорость хода и уменьшается даль-
ность плавания подводной лодки. Верхнюю палубу и
мостик заливает вода, через рубочный люк и откры-
тые шахты она проникает в прочный корпус. Даже
при плавании под водой качка затрудняет управле-
ние подводной лодкой на перископной глубине. На-
конец, качка оказывает вредное физиологическое воз-
действие на личный состав (морская болезнь) и ус-
ложняет обслуживание вооружения и технических
средств.
127
Для уменьшения вредного воздействия качки под-
водную лодку проектируют и строят с таким расче-
том, чтобы сократить величину размахов качки и лик-
видировать по возможности большие ее периоды.
Согласно теории волнового движения при устано-
вившемся волнении отдельные частицы воды совер-
шают движение по круговым траекториям (орбитам).
Если на поверхности моря радиус орбит частиц воды
равен половине высоты волны, то с увеличением глу-
бины погружения он резко уменьшается.
Если подводную лодку, плавающую на спокойной
воде, вывести из положения равновесия, приложив ка-
кой-либо кренящий момент, а затем его убрать, то
подводная лодка под действием восстанавливающего
момента Afe=P/zsin© будет качаться с борта на
борт (подробно об этом сказано в разделе 5.8).
Если бы отсутствовало сопротивление среды, то по-
добные качания продолжались бы бесконечно. Такие
движения являются свободными, или собственными,
колебаниями. В связи с тем что качанию подводной
лодки препятствует сопротивление воды и воздуха, ко-
лебательные движения будут постепенно затухать.
Большое влияние на затухание бортовой качки ока-
зывают стабилизаторы и горизонтальные рули. Кроме
того, на амплитуду качки влияет осадка подводной
лодки.
Физическая сущность процессов, происходящих
при килевой качке на тихой воде, аналогична борто-
вой качке. Время, в течение которого подводная лодка
пройдет путь из одного крайнего положения и вер-
нется к нему обратно, называется периодом свобод-
ных колебаний.
Если к подводной лодке, стоящей без хода лагом
к волне, подойдет единичная волна, то в результате
изменения формы погруженной части корпуса центр
величины сместится в сторону гребня волны, а сила
поддержания займет перпендикулярное к ее склону
положение. В результате в плоскости мидель-шпан-
гоута будет создана пара сил, которая накренит под-
водную лодку в сторону склона волны. При прохож-
дении склона волны на противоположный борт под-
водная лодка накренится на другой борт.
128
Таким образом, под действием волны подводная
лодка будет совершать колебательные движения.
Качка подводной лодки от воздействия волн носит
название вынужденных колебаний. Период вынужден-
ных колебаний равен периоду волны. Величина раз-
маха качки подводной лодки при вынужденных коле-
баниях зависит от крутизны волны, степени правиль-
ности волны и сопротивления внешней среды кача-
нию. Плавая по взволнованному морю, подводная
лодка одновременно испытывает свободные и вынуж-
денные колебания.
Как при бортовой, так и при килевой качке может
возникнуть случай, когда периоды собственной качки
подводной лодки равны периоду волн. Это явление
называют резонансом.
Теоретически амплитуда вынужденной бортовой
качки при резонансе равна бесконечности. Однако в
действительности из-за сопротивления воды ампли-
туда бортовой качки при резонансе лишь увеличи-
вается в 5—10 раз по сравнению с амплитудой нере-
зонансной качки.
Явление резонанса наблюдается и при килевой
качке, но при резонансе у подводной лодки, находя-
щейся без хода вразрез волне, килевая качка не бу-
дет большой. Лишь когда длина волны на 10—15%
превышает длину подводной лодки, ее килевая качка
подводной лодки становится наиболее тяжелой.
В океане при волнении 6—8 баллов амплитуда киле-
вой качки может достигать 7—10°.
Хотя углы дифферента имеют относительно не-
большие значения, килевая качка в этих условиях
весьма значительна, поскольку оконечности подвод-
ной лодки перемещаются по вертикали на несколько
метров.
Если подводная лодка имеет ход, она может дви-
гаться в определенном диапазоне скоростей под раз-
личным углом к волне. Поэтому меняется и относи-
тельная скорость ее движения по отношению к вол-
нам. Это в свою очередь изменяет периодичность воз-
действия волн на подводную лодку, а следовательно,
меняется и ее качка при волнении.
В этих условиях воздействие волн на подводную
лодку определяется так называемым кажущимся пе-
129
риодом волны, т. е. временем между прохождением
через движущуюся подводную лодку двух последова-
тельных волн. Кажущийся период волн увеличивается
с увеличением скорости хода подводной лодки при ее
движении по волне и, наоборот, уменьшается при дви-
жении против волны.
Следует отметить, что для уменьшения влияния
качки изменение скорости хода подводной лодки (без
изменения курса) малоэффективно. Зато при пово-
роте на волну или при движении по волне бортовая
качка резко уменьшается, а килевая увеличивается,
как правило, не столь значительно. Однако при боль-
шой волне не рекомендуется движение подводных
лодок с повышенными скоростями, особенно против
волны, так как это сопровождается сильными уда-
рами воды о корпус. Движение по волне в значитель-
ной степени уменьшает воздействие качки, но следует
помнить, что набегающая с кормы большая волна
может захлестывать кормовую надстройку (и даже
мостик) на сравнительно большие промежутки вре-
мени. Кроме того, при движении по волне подводная
лодка хуже слушается руля (хуже держит заданный
курс).
С уходом подводной лодки на глубину радиусы
вращения частиц воды уменьшаются. Поэтому влия-
ние волнения на больших глубинах становится незна-
чительным. Однако на сравнительно небольших глу-
бинах погружения волновое движение частиц воды
образует достаточную волновую подъемную силу,
которая препятствует погружению подводной лодки,
стремясь выбросить ее на поверхность. Особенно
затрудняется управление подводной лодкой при дви-
жении ее на небольшой глубине против волны. В этих
условиях волновая подъемная сила действует вна-
чале на носовую оконечность подводной лодки, соз-
давая дифферент на корму. Появляется вероятность
с ходу выскочить на поверхность.
Если подводная лодка при волнении находится на
перископной глубине или под РДП и имеет нулевую
остаточную плавучесть, то под воздействием волно-
вой подъемной силы она будет периодически выбра-
сываться на глубину 2—3 м с большими кренами.
Поэтому для длительного удержания подводной лодки
130
на малых глубинах погружения (особенно при дви->
жении под РДП) рекомендуется иметь некоторую
отрицательную плавучесть (иногда до 0,02 от надвод-
ного весового водоизмещения £>к).
♦ *
*
Коммунистическая партия и Советское правитель-
ство, проводя ленинскую политику мирного сосуще-
ствования государств независимо от их общественно-
политического строя, твердо и последовательно бо-
рются за сохранение и упрочение мира во всем мире.
Однако в настоящее время, несмотря на достигну-
тые успехи в разрядке международной напряженно-
сти, в мире еще действуют агрессивные империали-
стические силы, по-прежнему усиливается гонка во-
оружений.
В этих условиях Коммунистическая партия и
Советское правительство вынуждены уделять боль-
шое внимание заботе об укреплении экономического
и оборонного могущества нашего государства, вос-
питывать советских людей в духе высокой революци-
онной бдительности.
Советские Вооруженные Силы располагают мощ-
ной боевой техникой, оснащены современным оружи-
ем. В составе Военно-Морского Флота находятся
атомные подводные лодки с хорошими тактико-тех-
ническими данными.
Заботой каждого советского моряка является
тщательное изучение современной боевой техники,
дальнейшее совершенствование своего боевого мас-
терства и морской выучки.
ЛИТЕРАТУРА
1.	Белецкий Л. А. Устройство подводных лодок. Ч. 1, М.,
Воениздат, 1938.
2.	Благовещенский С. Н. Справочник по теории ко-
рабля. Л., Судпромгиз, 1950.
3.	Благовещенский С. Н. Качка корабля. Л., Судпром-
гиз, 1954.
4.	Басин А. М. Теория устойчивости на курсе и поворот-
ливости судна. М., Гостехиздат, 1949.
5.	Быховский И. А. Атомные суда. Л., Судпромгиз, 1961.
6.	Быховский И. А. Атомные подводные лодки. Изд. 2-е.
Л., Судпромгиз, 1963.
7.	В л а с о в В. Г. Статика корабля. М., Воениздат, 1948.
8.	В о й т к у н с к и й Я. И. и др. Справочник по теории ко-
рабля, ходкость и управляемость. Л., Судпромгиз, 1960.
9.	Герасимов В. Н., Дробленков В. Ф. Подводные
лодки империалистических государств. Изд. 2-е. М., Воениздат,
1962.
10.	Дробленков В. Ф., Герасимов В. Н. Угроза из
глубины. М., Воениздат, 1966.
11.	Ефимьев Н. Н. Теория подводных лодок. М., Воениз-
дат, 1963.
12.	Иванов С. С. Подводная лодка. М., Воениздат, 1961.
13.	Игнатьев К. Ф. Теория подводных лодок. М., Воен-
издат, 1947.
14.	Морской словарь. Т. 1 и 2. М., Воениздат, 1959.
15.	Матросов М. И. Подводные лодки. М.—Л., Военмор-
издат, 1939.
16.	Правдин А. А. Конструкция подводных лодок. М.»
Оборонгиз, 1947.
17.	Прасолов С. Н., Амити н М. Б. Устройство подвод-
ных лодок. М., Воениздат, 1973.
18.	Св я то в Г. И. Атомные подводные лодки. М., Воениз-
дат, 1969.
19.	С о к о л о в А. Г. Устройства и системы подводных ло-
док. М., Оборонгиз, 1958.
20.	С у з д а л е в Н. И. Подводные лодки против подводных
лодок. М., Воениздат, 1968.
21.	Трусов Г. М. Подводные лодки в русском и советском
флоте. Изд. 2-е. Л., Судпромгиз, 1963.
22.	Чуприков М. К. Советские подводники. М., Воениз-
дат, 1957.
132
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
Предисловие • ..........................................  3
Глава 1. Общие сведения о подводных лодках............	5
1.1. Общие сведения об устройстве подводных лодок .	—
1.2. Общие положения теории.......................... 14
Глава 2. Плавучесть подводной лодки .................... 20
2.1.	Понятие о плавучести ............................ —
2.2.	Водоизмещение .................................. 24
2.3.	Запас плавучести................................ 25
2.4.	Погружение и всплытие .......................... 27
Глава 3. Изменение остаточной плавучести подводной
лодки при плавании под водой......................  .	31
3.1.	Остаточная плавучесть............................ —
3.2.	Изменение остаточной плавучести от изменения
плотности воды....................................... 32
3.3.	Изменение остаточной плавучести ПЛ от обжатия
корпуса.............................................. 37
3.4.	Изменение остаточной плавучести от влияния тем-
пературы корпуса..................................... 39
Глава 4. Расчет дифферентовки	подводной лодки ...	41
4.1.	Нагрузка ........................................ —
4.2.	Общие положения приема, расходования и заме-
щения грузов......................................... 43
4.3.	Понятие о вывеске............................... 44
4.4.	Методика расчета	дифферентовки................ 45
4.5.	Примеры расчета	дифферентовки................ 50
Глава 5. Остойчивость подводной	лодки................. 55
5.1.	Общие положения.................................. —
5.2.	Поперечный метацентр и поперечный метацентри-
ческий радиус подводной лодки в надводном по-
ложении ............................................. 56
5.3.	Метацентрическая формула начальной поперечной
остойчивости ........................................ 59
5.4.	Поперечная	остойчивость	формы и веса..........	60
5.5.	Определение поперечной метацентрической высо-
ты опытным	путем ..............................  62
133
Стр.
5.6.	Начальная продольная остойчивость в надводном
положении . . . . ................................... 64
5.7.	Остойчивость при больших углах крена.........	67
5.8.	Понятие о динамической остойчивости ......	69
5.9.	Остойчивость при дифферентах..................... 72
5.10.	Остойчивость в подводном положении.............  73
Глава 6. Изменение остойчивости подводной лодки в
различных условиях...................................*.:	75
6.1.	Изменение остойчивости от вертикального переме-
щения груза........................................'	—
6.2.	Изменение остойчивости при приеме или расходо-
вании грузов......................................... 77
6.3.	Влияние переливающихся грузов на остойчивость 83
6.4.	Влияние бескингстонных цистерн главного балла-
ста на надводную остойчивость......................>	87
6.5.	Изменение остойчивости при постановке в док и
посадке на мель...................................’.	88
Глава 7. Изменение остойчивости подводной лодки при
погружении и всплытии ............................  91
7.1. Изменение остойчивости при погружении и всплы-
тии без учета влияния жидких переливающихся
грузов ............................................... —
7.2. Изменение остойчивости при погружении и всплы-
тии с учетом влияния переливающихся грузов . .	95
Глава 8. Непотопляемость подводной лодки.............	99
8.1. Надводная непотопляемость......................... —
8.2. Подводная непотопляемость........................ 108
Глава 9. Ходкость подводной лодки....................... 113
9.1. Сопротивление воды и воздуха при движении
подводной лодки в надводном	положении............... —
9.2. Сопротивление воды при движении подводной
лодки в подводном положении......................... 116
Глава 10. Управляемость подводной лодки................. 118
10.1. Управляемость в горизонтальной плоскости ...	—
10.2. Управляемость в вертикальной плоскости ....	120
Глава 11. Качка подводной лодки......................... 127
Литература . . . . . ........................	. . . .^.j	132
Юрий Иванович Большаков
ЭЛЕМЕНТАРНАЯ ТЕОРИЯ ПОДВОДНОЙ ЛОДКИ
Редактор А. Л. Иванов
Художник переплета Б. С. Иванов
Технический редактор Е. И. Слепцова
Корректор И. Л. И енилина
________________________________ИБ10	
Г-92051	Сдано в набор 3.5.76.	Подписано в печать 26.10.77.
Формат 84Х108/з2. Бумага тип. № 1. Печ. л. 4’/4. Усл. печ. л. 7,14.
Уч.-изд. л. 6,332. Тираж 23 000 экз. Цена 29 коп.
Изд. № 9/6430 Зак, 590
Воениздат
103160, Москва, К-160
Набрано и отпечатано во 2-й типографии Воениздата
191065, Ленинград, Д-65, Дворцовая пл., 10
К ЧИТАТЕЛЯМ
Военное издательство просит присылать
свои отзывы об этой книге по адресу: 103160,
Москва, К-160, Воениздат.
Книги Военного издательства продаются в
магазинах «Военная книга», библиотечных
коллекторах и книжных киосках управления
торговли военных округов и флотов.
По вопросам приобретения книг почтой
следует обращаться по адресу: 113114, Моск-
ва, М-114, Даниловская набережная, 4а,
«Военная книга — почтой».