Глубина погружения подводной лодки. Глубина погружения насоса в скважину: что нужно знать Устройство подводной лодки

Погружные глубинные насосы рассчитаны на то, чтобы работать в толще воды. Допустимые условия эксплуатации любого оборудования, продиктованы его техническими характеристиками, и насосов это касается в первую очередь.

Уровень их погружения регламентируется производителем, и, конечно, имеет значение глубина скважины. Чтобы выяснить, на какой отметке необходимо устанавливать насосы погружные глубинные — и вообще, как это сделать правильно, вы узнаете, посмотрев видео в этой статье.

Как правильно оборудовать скважину

Установка насоса — дело достаточно кропотливое, особенно, если скважина глубокая. Сделать это своими руками можно вполне, только прежде, чем приступить к работе, следует ознакомиться с конструкцией водозабора и технологией его обвязки.

Итак:

• Скважинные насосы чаще всего имеют винтовую или центробежную конструкцию. Первый вариант лучше подходит для неглубоких скважин с достаточно высоким содержанием песка. более устойчивы к абразивному воздействию примесей, содержащихся в воде.

• В аналогичных условиях, гораздо быстрее выходят из строя — зато они способны развивать наиболее сильный напор, и поднимать воду с больших глубин. В артезианских скважинах песка практически нет, так как они питаются из водоносных известковых горизонтов. Поэтому, центробежные насосы для таких водозаборов являются наилучшим вариантом.
• Естественно, чем выше мощностные характеристики агрегата, тем выше и его цена. И если напор и подача насосного оборудования рассчитывается, исходя из потребности воды, дальности её транспортировки, а так же производительности скважины, то диаметр целиком и полностью зависит от размера обсадной трубы.

Правило номер один: покупая насос, имейте в виду, что его размер в сечении должен быть немного меньше диаметра ствола. Корпус агрегата не должен соприкасаться со стенками скважины!

На каком уровне установить насос

Что касается глубины погружения, то тут многое зависит от конструкции подземного водозабора.

Скважины, питающиеся из водоносных песчаных пластов, в своём большинстве имеют такую структуру: устье, кондуктор, а затем ряд колонн – промежуточная, эксплуатационная и фильтровая. Это хорошо видно на фото снизу.

При установке насоса очень важно, чтобы он не оказался в фильтровой колонне. В этом случае, при всасывании поднимется осадок, и наверх пойдёт мутная вода.

К тому же, повышенное содержание абразивных веществ в воде приведёт к преждевременному износу рабочих органов насоса, и он быстро выйдет из строя.

Итак:

• Насосное оборудование устанавливается несколько выше — в эксплуатационной колонне. В этой части ствола находится чистая вода, а примеси оседают в нижнем, глухом отсеке фильтра, называемом отстойником. Высота фильтровой колонны рассчитывается, в зависимости от пропускной способности водоносного пласта, а так же от диаметра .

• Например, скважина диаметром до 150 мм, оснащается фильтром длиной в один-два метра. Меньше одного метра фильтровая часть водозабора быть не может. При большой высоте водоносного слоя, а так же пылеватой структуре песка, длина фильтра может составить до шести метров.
• Конечно, исследований качества песка в подземных горизонтах никто не производит, тем более для частных скважин – это слишком дорогое удовольствие. Опытные бурильщики определяют его визуально, и действуют по принципу: чем мельче песок, тем длиннее фильтр. Соответственно, и насос окажется дальше от водоприёмной части.
• В устойчивых породах, к коим относится известняк, сооружают бесфильтровые скважины. Песка в этих горизонтах нет, а шлам, оставшийся после бурения, удаляется в процессе промывки ствола. Так что, в большинстве артезианских скважин фильтра нет, и насос в них устанавливают так, чтобы он не упирался в дно – на расстоянии в 1,7-2 метра.

В принципе насос может быть установлен на любой отметке, начиная от той, что указано выше, и до .

Динамический уровень — это высота столба воды при максимальном её отборе в летние месяцы. Но лучше всего, если насос будет находиться дальше от пограничных зон – это касается и мелких и глубоких скважин.

Подготовка насоса к погружению

С уровнем установки насосного оборудования определились, теперь поговорим о том, как правильно её произвести. Сначала, нужно подготовить агрегат к внедрению в скважину. От того, насколько ответственно выполнена эта операция, будет зависеть многое в работе наноса, если не всё.

Итак, приступим. В верхней части корпуса насоса есть выходное отверстие с внутренней резьбой.

К нему монтируется обратный клапан – если, конечно, выбранная вами модель не оснащена встроенным клапаном. Далее к агрегату, присоединяется кабель электропитания.

Брендовые модели, предназначенные для глубоких водозаборов, редко когда им комплектуются, и покупателю приходится подбирать кабель самостоятельно. Он сразу же подключается к пускозащитному устройству или инвертору — инструкция производителя содержит необходимые монтажные схемы.

Присоединение трубы к насосу

В зависимости от типа скважины, для соединения с насосом используют трубы разных видов. В неглубоких водозаборах (10-15м) чаще всего применяют трубы ПНД – полиэтилен низкого давления. В остальных случаях, это полипропиленовые, либо стальные оцинкованные трубы.

• Для стыковки трубы с насосом, нужна разборная муфта соответствующего диаметра, она может быть пластиковая или латунная. Состоит муфта из сгона (внутреннего корпуса), уплотнительного кольца и внешнего корпуса.

• Сгон вкручивается в выходное отверстие насоса или обратного клапана. Сразу же необходимо позаботиться и о герметизации резьбового соединения, используя сантехнический лён с пастой «Унипак», либо ФУМ-ленту, после чего оно подтягивается ключом.

Край трубы обрезается чётко под 90 градусов, после чего она до упора вставляется в отверстие внутреннего корпуса муфты. Затем, к соединению сдвигается уплотнительное кольцо, и накручивается внешний корпус разъёмного соединения.

Закрепление троса

Очень важно надёжно подвесить насос, и для этой цели потребуется страховочный трос. Это может быть дорогой вариант из нержавеющей стали, а может быть и более дешёвый капроновый трос в полимерной оболочке – решать вам.

На корпусе насоса, в его верхней части, предусмотрены два ушка. Продеваете в них трос так, чтобы он обогнул корпус, а загнутый конец образовал петлю.

• Можно сделать одинарный узел – как если бы вы завязывали шнурок. Теперь необходимо зафиксировать конец петли. Для этой цели используются специальные металлические зажимы, в которые заводятся концы троса и поджимаются с помощью резьбового соединения.

• Если вы использовали страховку в полимерной оболочке, то её конец необходимо герметизировать. Просто, на конец троса наносится разогретый клей — при застывании он образует герметичную пробку, и вода не будет попадать под оболочку. Для дополнительной защиты можно использовать изоленту, заодно и примотав конец к основной ветви троса.
• Теперь нужно подумать о том, как правильно зафиксировать и трос, и кабель питания насоса, чтобы избежать их перехлёста. Для этого существуют пластиковые стяжки, или хомуты. Фиксация производится от уровня расположения зажимов на петле троса.

Совет! Не фиксируйте одной стяжкой и кабель, и трос. Сначала, через 30-40 см фиксируете кабель, постепенно увеличивая это расстояние до полутора-двух метров. И только после этого, отдельными стяжками, без усилия прихватываете хомутами страховку.

• Опускать насос в скважину, если она неглубокая, можно, держа конструкцию за трос. При обвязке глубоких водозаборов, насос опускается на нужную глубину с помощью лебёдки, на которую и намотан страховочный трос. Снаружи он закрепляется к оголовку скважины, у которого предусмотрен специальный подвес, в виде металлической петли — это хорошо видно на фото сверху.

В нём так же имеются выходы для кабеля и трубы. Стандартный скважинный оголовок выполняет четыре основные функции: герметизацию скважины и кабеля, а так же фиксацию трубы и троса. Так что, производители оголовков обо всём позаботились на нас.

Вряд ли кто-то станет спорить с тем, что одной из главных характеристик любой подлодки является малозаметность. Этот параметр находится в непосредственной зависимости от того, на какую глубину может погрузиться подводная лодка. Помимо того, что на глубине машину труднее заметить, ей проще нанести неожиданный удар по противнику.

Как погружается подлодка?

С тех пор, как люди начали строить первые субмарины, прошло много времени, а возможности таких аппаратов существенно выросли. Например, во времена Второй мировой войны субмарины плавали на глубине в 100-150 м. В наши дни этот показатель может увеличиваться до 3-5 раз.

Когда подлодка находится на поверхности воды, то она не сильно отличается от обыкновенного судна, за исключением внешнего вида. Начать погружение удается, когда в специальные цистерны начинает поступать вода, играющая роль балласта. Эти цистерны находятся между легкой и прочной обшивками конструкции.

Соответственно, для того, чтобы субмарина поднялась на поверхность, необходимо произвести обратный процесс, т.е. избавиться от балласта. Для опустошения цистерн применяется сильный поток сжатого воздуха.

Что влияет на глубину погружения?

Глубину погружения принято характеризовать параметрами рабочей и предельной глубин. Как нетрудно догадаться, в первом случае имеется в виду глубина, на которую субмарина может заходить без трудностей, причем это допустимо весь период эксплуатации. Предельной глубиной обозначается точка, погружение ниже которой может привести к тому, что корпус субмарины начнет разрушаться. Чаще всего, подводная лодка отправляется на предельную глубину сразу после того, как ее спустили на воду. Это делается для проверки надежности всех систем. Стоит также отметить, что показатель максимальной глубины индивидуален для разных типов субмарин.

Не обошлось и без рекордных достижений в этой сфере. Касательно максимальной глубины погружения, лучшее достижение принадлежит АПЛ «Комсомолец», которая в 85-м году прошлого века погрузилась до отметки в 1030 м. Через несколько лет эта субмарина из-за внезапного пожара затонула в акватории норвежского моря.

Перспективность отечественных подлодок

За последние несколько лет на вооружение ВМФ России поступило несколько современных субмарин. Можно выделить следующие АПЛ:

• «Северодвинск» с рабочей и предельной глубинами в 520 и 600 м соответственно,
• «Александр Невский» с рабочей и предельной глубинами в 400 и 480 м соответственно.

Стоит сказать, что в условиях современного мира показатель максимального погружения уже не является столь принципиальным. Куда важнее сейчас создать субмарины, издающие как можно меньший шум в процессе работы.

Всем известно что максимальная глубина океана 11 километров в Марианской впадине, однако в океанах и морях имеется много мелководных районов. Какой должна быть глубина погружения будущих подводных лодок? На этот вопрос можно ответить, если проанализировать распределение глубин по площади Мирового океана. Такой анализ показывает, что подводная лодка с глубиной погружения 5500 метров может достичь дна на 90% площади океанов и морей, а с глубиной погружения 4600 метров – на 60% площади. Возможность достичь дна в любой точке океана открывает возможность применять новую тактику, превращающую АПЛ в решающий фактор действий на океанских ТВД.

В практике подводного кораблестроения используются следующие понятия глубин погружения: рабочая, предельная и расчётная (разрушающая). Отношение расчётной глубины к рабочей называется коэффициентом запаса, обычно он 1,5 – 2. Рабочая глубина погружения подводных лодок времён WW2 составляла 100 – 150 метров. У американских подводных лодок постройки 1950-х 200 – 250 метров, у АПЛ построенных в 1960-е увеличена до 350 – 400 метров.

Дальнейший рост глубины зависит от возможности повышения прочности корпуса. На АПЛ имеются два корпуса: прочный и лёгкий. В прочном корпусе размещается внутреннее оборудование, экипаж, а лёгкий образуют балластные цистерны погружения и всплытия.

На современных ракетных неглубоководных АПЛ на долю корпусных конструкций приходится 40% весового водоизмещения, из них доля прочного корпуса 20% массы лодки. В отличие от других видов техники, рост массы корпуса АПЛ не является только издержкой, поскольку более массивный корпус одновременно увеличивает стойкость к действию средств поражения, в том числе ядерных.

В качестве материала прочных корпусов АПЛ в 1960-е применялась высокопрочная сталь с пределом текучести 70 кг/мм2. По прочностным качествам она вдвое превосходит сталь, широко используемую в общем машиностроении.

Глубина погружения экспериментальной подводной лодки ВМФ США «Дельфин» 1200 метров, применена сталь с пределом текучести 70 кг/мм2, на долю прочного корпуса приходится 60% массы данной лодки.

Каковы же перспективы повышения механических характеристик корпусных материалов? Ещё в начале 1960-х в качестве материала ракет «Поларис» использовалась сталь с пределом текучести 140 кг/мм2. Интересно, что в ракетостроении такая сталь не выдержала конкуренции со стеклопластиком. Для конструкций водоизмещением менее 1000 тонн перспективны также алюминиевые сплавы. Однако подводники США долгое время продолжали использовать сталь старых сортов с высокой усталостной прочностью.

В СССР широкое распространение получили титановые сплавы плотностью 4500 кг/м3 с пределом текучести 120 кг/мм2, они эквивалентны стали с б(0.2) = 210 кг/м3. Вопрос усталостной прочности титановых сплавов во многом решается тем, что на глубине более 200 метров подводная лодка не испытывает качки даже при штормовых условиях на поверхности океана.

К какому времени будет решена задача создания боевых атомных подводных лодок с рабочими глубинами до 5000 метров, трудно сказать. АПЛ «Комсомолец» имела рабочую глубину 2000 метров, позволившую с уверенностью совершить рекордное погружение на 1020 метров вскоре после спуска лодки на воду.

Итак, вопрос в следующем:
Нужны ли SCWR для перспективных АПЛ с рабочей глубиной погружения 5000 метров?

SCWR должен иметь давление выше критических 225 атмосфер. При 300 атмосферах фазовый переход вода-пар, растягиваясь на десятки градусов, не имеет характера скачка плотности, чем открывает возможность спектрального регулирования. Кроме того, если нельзя на глубоководной АПЛ иметь во внутренних трубопроводах давление меньше внешнего, SCWR на перспективных АПЛ нужны.

В первом контуре реактора АПЛ 200 атмосфер соответствует внешнему давлению на двухкилометровой глубине. Целесообразность перехода на SCWR зависит и от того, насколько реалистичным представляется в АПЛ нового поколения существенно превысить эту величину.
Рассмотрим цилиндр радиусом R, длиной L и толщиной оболочки d из материала плотностью p_w. Пусть АПЛ имеет запас плавучести S, доля массы прочного корпуса в общей массе пусть X. Предел текучести материала корпуса обозначим б_02. Запишем условие плавучести:
(2*Pi*(R^2)*d*p_w + 2*Pi*R*d*L*p_w) = (p_H2O)*Pi*(R^2)*L*(1-S)*X;
Слева масса корпуса, справа вытесняемая масса воды. Сокращаем Pi*R:
2*d*(p_w)*(R+L) = R*(p_H2O)*L*(1-S)*X; Выделяем слева знака равенства d/R:
(d/R) = (p_H2O * L* (1-S)*X) / (2*p_w *(R+L));
Теперь вспоминаем что гидростатическое давление P = (p_H2O)*g*H, а для цилиндра если толщина стенки многоменьше радиуса, то выдерживаемое давление P = (б_02)*(d/R) поэтому максимальная глубина погружения по условиям прочности плавучего корпуса H = ((б_02) / (p_H2O *g))*(d/R)) . Подставляя сюда найденное (d/R) сокращаем плотность воды и получаем выражение для H:
H_max = ((б_02) / (2*g*p_w))* (L/(L+R))*(1-S)*X
Хотя для АПЛ это не разрушающая глубина, поскольку предел прочности материалов выше предела текучести, рабочую глубину принимаем в 1,4 раза меньше. Отношение длины к диаметру пусть L/(2R) = 1:6. Применяя обычную корабельную сталь с плотностью p_w = 7800 кг/м3 и прочностью б_02 = 700 МПа, выбрав большой запас плавучести 30% (S=0,3) и массу прочного корпуса 20% от полной массы (это не ухудшает скоростных и других качеств), получаем
H_max = 580 метров . Это легко достижимая величина для стратегических БРПЛ.
Тактические АПЛ логично делать более глубоководными. Применив титановый сплав с прочностью б_02 = 1200 МПа, плотностью 4500 кг/м3, увеличив массу прочного корпуса до 40% общей массы, получаем глубину погружения H_max = 3450 метров .
Примерно такие же цифры получаются для алюминиевых корпусов, а также для стеклопластика, эти варианты актуальны при водоизмещении менее 1000 тонн.

Вывод: отношение прочности к плотности у существующих материалов не позволяет делать скоростные АПЛ на разрушающую глубину 7 километров, необходимую для рабочей глубины 5 километров. Позволяющей достигать дна океана в любой точке на 90% его площади.
Вместе с тем, замысел SCWR легко осуществим при давлении в первом контуре 300 и более атмосфер, когда переход вода-пар перестаёт иметь скачок плотности с ростом температуры. Давление в существующих АЗ реакторов АПЛ, до 200 атмосфер, меньше рабочего забортного давления нового поколения АПЛ. Из этих соображений, SCWR на АПЛ нового поколения нужен. На первом этапе до 300 атмосфер. Можно надеяться, когда-нибудь появятся и АПЛ на 5-километровую рабочую глубину, SCWR которых будет работать при 500 атмосферах.

Глубина погружения подводной лодки

расстояние от поверхности воды до места установки глубиномера центрального поста Различают глубину погружения перископную; предельную, на которой прочный корпус подводной лодки при ее погружении и плавании не испытывает остаточных деформаций; рабочую (80-85 % предельной), при длительном плавании на которой гарантируется нормальная работа всех систем и устройств; расчетную (в 1,5-2,2 раза превышает предельную), на которую рассчитывается прочность прочного корпуса при проектировании.

• - срочный её переход из подводного положения в надводное...

  Словарь военных терминов

• - переход ПЛ из подводного положения в надводное. Для этого частично нли полностью продуваются балластные цистерны...

  Словарь военных терминов

• - приведение нагрузки ПЛ к заданным значениям дифферента н плавучести. Производится с целью подготовить ПЛ к погружению и плаванию под водой...

  Словарь военных терминов

• - величина изменения глубины погружающейся ПЛ в единицу времени. Различают С. п. с поверхности моря н в подводном положении...

  Словарь военных терминов

• - специальные ёмкости для погружения, управления плавучестью н дифферентом ПЛ, хранения жндкик грузов и других целен...

  Словарь военных терминов

• - переход подводной лодки из подводного положения в надводное в случае какой-либо аварии...

  Морской словарь

• - погружение подводной лодки с целью установления достаточности балластировки и правильности распределения на лодке переносного балласта...

  Морской словарь

• - расстояние от поверхности воды до места установки глубиномера центрального поста Различают глубину погружения перископную...

  Морской словарь

• - сварная или клепаная балка, привариваемая к днищевой части корпуса подводной лодки для увеличения продольной прочности, предохранения корпуса от повреждения при покладке на каменистый...

  Морской словарь

• - состоит из прочного корпуса и легкого корпуса, а также из надстроек и рубки. Прочный корпус состоит из стальной корпусной обшивки, подкрепленной изнутри набором, состоящим из шпангоутов...

  Морской словарь

• - прочная рубка в средней части лодки, обшиваемая легким кожухом для удобообтекаемости; верхняя его площадка служит мостиком в надводном положении...

  Морской словарь

• - специальные емкости для изменения плавучести подводной лодки, изменения дифферента, хранения топлива, жидких грузов и других целей...

  Морской словарь

• - процесс перехода подводной лодки из подводного положения в надводное. Всплытие затонувшего корабля - при судоподъемных работах...

  Морской словарь

• - приведение плавучести, крена и дифферента подводной лодки к определенным значениям. Производится с целью подготовки подводной лодки к погружению и плаванию под водой...

  Морской словарь

• - части легкого корпуса простирающиеся от концевых переборок прочного корпуса до форштевня и ахтерштевня соответственно. Служат для придания обтекаемости обводам носа и кормы...

  Морской словарь

• - совокупность механизмов вспомогательных, трубопроводов с арматурой, цистерн, контрольно-измерительных приборов, элементов управления и других устройств, предназначенных для...

  Морской словарь

"Глубина погружения подводной лодки" в книгах

ГАЛЬЮН ПОДВОДНОЙ ЛОДКИ