| Снижение шумности энергетического оборудования американских атомных подводных лодок
Капитан 1 ранга В. Пархоменко, Командование ВМС США уделяет самое пристальное внимание повышению скрытности (снижению акустической заметности) атомных подводных лодок (АПЛ)1 - главной ударной силы флота. В общем объеме работ, направленных на их обесшумливание, центральное место занимает снижение шум ноет и энергетического оборудования, которое является основным источником шума на малых ходах. Как отмечает американская печать, достигнутые в США успехи в снижении шумоизлучения источников гидродинамической природы (в первую очередь движителей) 2 активизируют работы по уменьшению вибрации и шума лодочных механизмов, что непосредственным образом отвечает стремлениям руководства ВМС США расширить на новых ПЛА типа «Сивулф» диапазон малошумных скоростей хода до 12 и даже 20 уз. Иностранные специалисты подчеркивают, что для энергетического оборудования АПЛ обычно характерна примерная сопоставимость уровней шумоизлучения отдельных механизмов (источников), сочетающаяся с их значительным количеством, в том числе и при малошумных ходах, и существенным превышением шумности каждого источника фоновых значений подводных шумовых помех. При этом для снижения суммарной шумности энергооборудования до значений, близких к фоновым, необходимо обеспечить обесшумливанием сразу всех источников. В качестве обобщенной величины, характеризующей суммарный уровень шума источника, используется показатель интегральной шумности, который рассчитывается на стандартном расстоянии Ro (обычно 1 ярд) в соответствующей полосе частот и измеряется в децибелах (дБ); При этом вычисляется соотношение 20 lg*P/Pо где Р - искомая величина давления акустического шума подводного источника, а Ро - единица измерения этого давления (обычно 1 мкПа). Если принять, что Ро = 2-10-5 Па и R0 = = 50 м, то при пересчете обобщенной величины суммарного уровня шума разница составит 61 дБ. Снижение виброактивности всех механизмов, поставляемых на АПЛ ВМС США, производится до значений, оговоренных соответствующими требованиями (стандартами). Указанные в них уровни вибраций находятся в зависимости от массы механизма и связаны с эффективностью используемых средств амортизации. При составлении стандартов исходным параметром является создаваемый механизмами подводный шум, интенсивность которого зависит от величины вибрационной силы. На рис. 1 приведены требования американского стандарта MIL-E-28843 к вибрациям электрических машин, устанавливаемых на подводных лодках, причем их уровень практически не зависит от частоты. Эти требования определяют допустимые 1/3-октавные уровни вибрационных ускорений М (в децибелах над порогом Мо= 10-8 см/с3) в зависимости от массы механизма и группы, к которой он относится (А, В, С).
В группу С входят наиболее шумные механизмы, размещаемые в машинных отсеках на высокоэффективных (с поглощением около 40 дБ) виброизолирующих креплениях, а в группу В - механизмы, устанавливаемые на эффективные (до 20 дБ) крепления, не требующие звукоизолирующей амортизации. Для приведенного стандарта характерно повышение требований к уровням вибраций на 3 дБ при каждом удвоении массы механизмов, а также распространение их на механизмы с малой массой (8 - 10 кг). Большое внимание в ВМС США уделяется стабильности во времени виброакустических характеристик оборудования, установленного на АПЛ, и поддержанию в заданных пределах вибраций механизмов а процессе эксплуатации. Систематически осуществляется измерение уровней вибраций механизмов и сопоставление их с допустимыми значениями. На каждом американском корабле имеется комплекс аппаратуры для контроля вибраций и воздушного шума, их измерения проводятся 1-2 раза в месяц на каждом агрегате в нескольких точках. Значительные увеличения виброактивности механизмов обычно связываются с невозможностью их дальнейшей эксплуатации на АПЛ. В частности, стандарт MIL-STD-740B для малошумных подводных лодок регламентирует уровни вибраций (рис. 2), которые нельзя превышать в условиях обеспечения нормальной эксплуатации механизмов в течение последующего пятилетнего цикла до очередного ремонта. В Соединенных Штатах большое значение придается оптимальному размещению механизмов и систем трубопроводов в отсеках подводных лодок с целью обеспечения доступа к ним, а также достижения минимального уровня шума ПЛ. Для этого используется метод поотсечного моделирования. Фирмой «Электрик боут дивижн» уже для первых АПЛ созданы хорошо продуманные модели машинных отсеков. В них размещаются деревянные макеты всех механизмов и системы трубопроводов, а также более мелкие детали. Перестановкой макетов энергооборудования в таких моделях добиваются оптимального расположения механизмов и виброактивных систем с последующей его реализацией на подводных лодках. Специалисты ВМС США считают, что на снижение шумности американских АПЛ непосредственным образом влияет применение систем вспомогательного электродвижения (ВСЭД). За счет них из акустического поля АПЛ исключаются тональные и широкополосные составляющие, обусловленные в первую очередь работой редуктора и главной турбины. По оценкам западных экспертов, использование таких систем становится наиболее целесообразным, когда в их состав включаются не только малошумный электродвигатель, но и малошумные источники электроэнергии, а также минимально необходимое количество механизмов и подсистем, обеспечивающих выполненение АПЛ возложенных на нее задач и нормальную жизнедеятельность экипажа.
Для функционирования ВСЭД в США созданы и внедрены на подводных лодках паропроизводительные установки с изменяемыми параметрами пара, насосные агрегаты с плавно регулируемыми оборотами, специальные механизмы и системы, предназначенные только для работы на малошумном ходу. Все это свидетельствует о том, что система вспомогательного электродвижения на АПЛ рассматривается американскими специалистами как построенная по специальной структуре ядерная энергетическая установка малошумного хода, диапазон которого можно расширить до 0,5 и более от скорости полного хода. При использовании средств снижения шумности энергетического оборудования, составляющих совместно с механизмами, фундаментами, конструкциями корпуса и трубопроводами единую динамическую шумоизлучающую систему, определяющим является стремление к их комплексному применению. Идея максимального охвата шумящих механизмов средствами виброизоляции, вибродемпфирования и компенсации реализуется на АПЛ ВМС США путем размещения этих механизмов на единых акустически изолированных платформах. В иностранной печати отмечается, что использование таких платформ является этапным решением проблемы предотвращения распространения шума механизмов ПЛ. Впервые акустически изолированная платформа для механизмов - основных источников подводного шума была применена на американской ПЛАРБ «Этен Аллеи» (постройки 1961 года). С началом применения амортизированных платформ началось широкое распространение конструктивных средств акустической защиты во все возрастающих объемах, обусловившее заметную тенденцию увеличения водоизмещения АПЛ при более низких уровнях их шумности (рис. 3). Одним из средств акустической защиты являются наружные покрытия, использование которых на АПЛ начато недавно. При принятии решения о применении противогидроакустических покрытий в ВМС США был учтен опыт английского флота. На подводных лодках Великобритании типа «Свифтшур» рубка, корпус и носовая оконечность имеют такие покрытия (рис. 4). Эти лодки являются наиболее малошумными, чему, по мнению зарубежных специалистов, в немалой степени способствует использование противоакустических покрытий в числе других средств снижения шумности. Акустическая эффективность ПЛА S109 «Сьюперб» типа «Свифтшур» была убедительно доказана на одном из учений в 1987 году, когда она в Северном Ледовитом океане противостояла двум американским лодкам типа «Стёрджен» и не была ими обнаружена. Это подтвердило идею о том, что пластины противогидроакустических покрытий снижают не только вторичное, но и первичное акустическое поле подводной лодки. Наружные противогидроакустические покрытия применены в ВМС США на многоцелевой ПЛА SSN751 «Сан Хуан» типа «Лос-Анджелес» (постройки 1988 года). Ранее на американских лодках использовалась так называемая дельфинья кожа (mammalian skin) или специальная краска, снижающие эффективность гидролокаторов. В настоящее время по крайней мере два специализированных производства резинотехнических изделий заключили контракт с министерством обороны США на изготовление специальных покрытий для повышения акустической скрытности АПЛ: В дальнейшем планируется устанавливать наружные противогидроакустические покрытия и на новых многоцелевых лодках типа «Сивулф». 1 Здесь и далее по тексту, если не оговорено особо, при использовании данного сокращения подразумеваются не только атомные многоцелевые (ПЛА). но и атомные ракетные (ПЛАРБ) подводные лодки. 2 Подробнее об этом см.: Зарубежное военное обозрение - 1988. - №7. - С. 57-60. - Ред. Зарубежное военное обозрение №5 1989 C.54-57 Смотрите также | ||||||||||
|
| ||||||||||
| Просмотров: 12163 | | | ||||||||||
| Всего комментариев: 0 | |