Дилетант...Это я...хочу разобраться.

     Для начала, давайте определимся с понятиями. Это лишь для того, чтобы не было недопонимания. Очень часто автор и читатели не понимают друг друга.

     Кавитация (от лат. cavitas — пустота) — физический процесс образования пузырьков (каверн , или пустот) в жидких средах, с последующим их схлопыванием и высвобождением большого количества энергии, которое сопровождается шумом и гидравлическими ударами. Кавитационные пузырьки могут содержать разреженный пар. Кавитация возникает в результате местного понижения давления в жидкости, которое может происходить либо при увеличении её скорости, например за гребным винтом судна (гидродинамическая кавитация), либо при прохождении акустической волны большой интенсивности во время полупериода разрежения (акустическая кавитация ). Существуют и другие причины возникновения эффекта в результате внешних физических воздействий. Перемещаясь с потоком в область с более высоким давлением или во время полупериода сжатия, кавитационный пузырёк схлопывается, излучая при этом ударную волну. В своей основе кавитация имеет тот же механизм действия, что и ударная волна в воздухе, возникающая в момент преодоления твердым телом звукового барьера.

     

                Выделю важное «...при увеличении её скорости...».

     Появление кавитации напрямую зависит от скорости жидкости относительно винта.

     Соответственно от скорости его вращения, которое увеличивают для достижения бОльшей скорости хода.

     Можно выделить -ДО и ПОСЛЕ кавитационную скорость.

     Если упростим -кавитация это шум. Чрезмерный шум при движении подводного объекта ,который подводной лодке совершенно не нужен!

     Дабы придать статье некую «псевдонаучность» (так принято), приведу несколько формул.

     В дальнейшем постараюсь этого избегать, так как сам не очень люблю формулы.

     Взято из студопедии с моими правками, исходя из требований тактики применения ПЛ.

     

     Природу кавитации можно проследить на примере элемента лопасти обтекаемого под углом атаки   потоком жидкости, имеющим на бесконечности в точке А скорость υ0 и давление р0  Выделим на одной линии тока с точкой А точку В у поверхности элемента лопасти. Скорость и давление в точке В обозначим соответственно через υ1и р1. Тогда уравнение Бернулли для линии тока запишется так:

     р0 + ρυ0/2 = р1 + ρυ1/2, или  δр = р1– р0 =  [1 – (υ1/υ0)2].

     Из формулы видно, что в тех точках поверхности элемента, где υ1>υ0, давление понижается δр<0; в местах, где υ1<υ0 давление повышается δр>0. В результате на нагнетающей стороне лопасти вращающегося винта создается зона повышенного давления, на засасывающей стороне - зона пониженного давления.

     Характерное распределений давлений на засасывающей и нагнетающей поверхности лопасти работающего гребного винта показано на рисунке выше. Как следует из рисунка, площадь эпюры давлений, а следовательно, и величина упора, развиваемого гребным винтом, на 70 - 80% определяется разряжением на засасывающей поверхности и только на 20 -30% - повышением давления на нагнетающей поверхности лопасти.

     При определенной частоте вращения гребного винта скорость обтекания лопасти достигает значения в 3 -5 раз превышающего поступательную скорость судна. При этом давление на засасывающей поверхности понижается до давления насыщенных паров. В результате холодного кипения воды из нее выделяются растворенные газы. Пары и газы оттесняют воду от поверхности лопасти и образуют на ее засасывающей стороне кавитационную каверну.

     Различают две стадии кавитации.

     Первая характерна тем, что каверна захватывает только часть засасывающей поверхности лопасти, где скорость частиц наибольшая. На этой стадии гидродинамические характеристики гребного винта изменяются незначительно по сравнению с их значениями при безкавитационном обтекании. Объясняется это тем, что площади эпюр давлений при безкавитационной работе винта и в условиях первой стадии кавитации практически равны. Однако первая стадия кавитации нежелательна, так как является причиной механического разрушения материала лопасти -эрозии. Пары воды, переходя из области каверны в область более высоких давлений, конденсируются. Процесс конденсации пара и смыкания (разрушения) кавитационных пузырьков происходит с большой скоростью. В момент конденсации пузырьков пара вода мгновенно заполняет образующую пустоту, нанося по лопасти гидродинамические удары, причем местные давления достигают больших значений. В результате, в местах замыкания каверны, поверхность лопасти разрушается. Снова о тактике-гидродинамический удар это шум.

     На второй стадии кавитационная каверна захватывает всю засасывающую сторону лопасти и замыкается в потоке за гребным винтом. На этой стадии кавитации эрозии не происходит, так как пары конденсируются за пределами лопасти. Однако гидродинамические качества винта по сравнению с безкавитационным обтеканием заметно ухудшаются. Увеличение частоты вращения винта уже не приводит к уменьшению давления на засасывающей поверхности лопасти, где р почти равно   рd, отчего упор винта практически не растет. Кроме того, потоком обтекается профиль более низкого гидродинамического качества (за счет каверны). Это вызывает увеличение вращающего момента, приложенного к винту, и уменьшение КПД движителя.

     Представление об ухудшении гидродинамических качеств винта, можно составить по кривым действия винта, отвечающим безкавитационному обтеканию и кавитации различной степени развития . Сплошными красными линиями нанесены зависимости коэффициентов упора   , момента   , и КПД ηр винта от относительной поступи λр при безкавитационнном обтекании и в первой стадии кавитации.

     Пунктирные линии представляют те же зависимости при наступлении второй стадии кавитации. Видно, что ухудшение гидродинамических характеристик наблюдается с уменьшением λр (например, с увеличением частоты вращения винта n при  υp=const), что обусловлено увеличением углом атаки на лопастях. Величины  ,  и ηр во второй стадии кавитации зависят не только от λр, но и от параметра χ , называемого числом кавитации.

     ЧИСЛО КАВИТАЦИИ- характеризует величину предельного разряжения на лопасти, (в долях скоростного напора), которое может быть достигнуто в воде в заданных условиях:

     

     где ра - атмосферное давление; hс - глубина погружения винта .

     То есть, если коснуться тактики, эта величина зависит от глубины хода ПЛ, а не только от скорости ее движения.

     

     А если по науке, коэффициент кавитации определяется только внешними факторами (ра, hс, плотностью и температурой воды от которой зависит рd), поступательной скоростью υp и не зависит от геометрических элементов гребного винта.

     Поправлю: Зависит. Так как бОльший размер винта автоматически приводит к меньшему количеству оборотов.

     Фото винта ДПЛ пр.877 и дальнейшее развитие на на более современных ДПЛ практически одного класса.

     

     Критическое число кавитации- χкр соответствует возможному наибольшему разрежению на лопастях при докавитационных режимах их обтекания. Начало кавитации гребного винта определяется условием χ = χкр. При χ > χкр кавитация отсутствует, при χ < χкр винт кавитирует, причем тем больше, чем меньше число χ по сравнению с χкр.

     В какой бы стадии не протекала кавитация, она всегда приводит к нежелательным последствиям: усиливает шум работающего винта, вызывает эрозию лопастей, снижает гидродинамические характеристики гребного винта, увеличивает неравномерность загрузки лопастей, что является одной из причин вибрации гребного вала и, как следствие, корпуса судна. Поэтому при проектировании винтов стремятся обеспечить их безкавитационную работу. С этой целью применяют профили с более равномерным распределением давлений по лопасти, увеличивают дисковое отношение, уменьшают относительную толщину лопасти, повышают давление на засасывающей стороне лопасти за счет погружения оси винта и т.п.

     Для быстроходных судов (глиссирующие катера, катера на подводных крыльях и т.п.) во многих случаях не удается избежать кавитации гребных винтов, поэтому они оборудуются суперкавитирующими винтами (СКВ). Под суперкавитацией понимают сильно развитую вторую стадию кавитации, когда обтекание лопастей винта происходит со срывом струй и каверна уходит за пределы лопастей. Исходя из того, что при суперкавитации основная часть упора создается за счет давления на нагнетающей поверхности лопасти и форма засасывающей поверхности не играет существенной роли, СКВ имеют клиновидный профиль сечения лопасти и искривленную нагнетающую поверхность . Такая форма лопасти, с одной стороны, способствует образованию каверны оптимальных размеров, с другой - обладает наименьшим сопротивлением вращению гребного винта. В условиях суперкавитации такие винты обладают более высокими гидродинамическими качествами по сравнению с некавитирующими гребными винтами.

     

     Конструктивной особенностью СКВ является также острая входящая кромка лопасти и смещение наибольшей толщины профиля к выходящей кромке. Клиновидные профили такой формы позволяют уменьшить толщину каверн, образующихся в междулопастном пространстве, снизить их взаимное влияние и тем самым повысить гидродинамические характеристики винта. СКВ имеют сравнительно небольшое дисковое отношение Θ = 0,40 -0,55, узкие лопасти, их число z = 2- 3, что уменьшает возможность взаимного влияния каверн каждой лопастей.

     Положительные качества СКВ проявляются при работе их на расчетном режиме в условиях полностью развитой кавитации. Для режимов, отличных от расчетных, когда кавитация отсутствует или развита частично, происходит повышенное вихреобразование позади тупой выходящей кромки лопасти СКВ, вследствие чего его КПД становится ниже, чем у обычных винтов. Начиная с χ = 0,4 и выше, СКВ уже уступают обычным гребным винтам.

     

     Пока усилия, развиваемые винтом, невелики, шум также сравнительно слабый. Он обусловлен нестационарным полем давлений в районе винта. При приближении к кавитации возникает характерный шум неопределенного тона, иногда называемый «хрюканьем», на которое он действительно похож. Природа шума такого рода подобна шуму чайника перед закипанием: из воды выделяется растворенный в ней воздух.

     Кавитация винта сопровождается сильным шумом, который обусловлен как схлопыванием кавитационных пузырьков, так и колебаниями каверны при перемещении лопасти в поле переменных давлений. Чем меньше воздуха растворено в воде, тем сильнее шум. Интенсивность кавитационного шума зависит, в частности, от вида кавитационной каверны. Для оценки скорости судна, при которой появится сильный кавитационный шум, и интенсивности этого шума имеются приближенные формулы.

     У некоторых винтов встречается шум другого рода - так называемое пение - равномерное гудение определенного тона, существующее в достаточно узком диапазоне скоростей хода. Было характерно для винтов БПК пр.61 («Звенящий фрегат»-американское название).

     

     Оно вызывается автоколебаниями выходящих кромок лопастей, подобных трепетанию флагов на ветру, из-за схода вихрей с кромок (вихревая дорожка Кармана). Для избавления от «пения» достаточно чуть заострить выходящие кромки. Для изготовления винтов с большой откидкой лопастей (с сильно саблевидным контуром) применяют сплавы с большим внутренним сопротивлением, например марганцовистую бронзу «Соностон».

     Вихревая дорожка (также дорожка Кармана ) — цепочки вихрей, которые наблюдаются при обтекании жидкостью или газом протяжённых цилиндрических тел (или других линейно вытянутых плохо обтекаемых профилей) с продольной осью, перпендикулярной направлению движения сплошной среды.

     Отрыв вихрей происходит с двух сторон тела поочерёдно; после срыва вихри образуют две цепочки позади тела, направление вращения вихрей в одной цепочке противоположно направлению вращения в другой.

     

     

     В результате постоянного изменения давления по обе стороны лопасти возникают вихри, ранее названные «дорожка Кармана». Для их уменьшения используют вихревые гасители пассивного, полуактивного и активного (с регулировкой) типа.

     

     Особенности работы винтов.

     Винты двухвинтовой ПЛ  вращаются в противоположные стороны, чтобы не создавался кренящий момент.

     

     При этом возможны два варианта: наружное вращение, когда на правом борту стоит правый, а на левом - левый винт, и внутреннее. В этом случае направление вращения влияет на КПД винтов: если винт раскручивает поток, закрученный корпусом (поток частично выходит из-под днища, частично - с бортов, приобретая окружные скорости), то КПД повышается, в противном случае - понижается. Изменение направления вращения может привести к заметному увеличению или уменьшению скорости хода судна, причем рациональное направление вращения устанавливается путем испытания модели судна. При эксплуатации предпочтительным считается наружное вращение, так как судно лучше слушается руля, к винту реже попадают плавающие предметы, например льдины.

     Винты трехвинтовой ПЛ вращаются в разные стороны, при этом учитываются соображения, изложенные выше; средний винт может вращаться в любую сторону.

     

     У четырехвинтового судна оба винта правого борта могут быть правого вращения, а левого борта - левого вращения, но возможны и иные варианты, что также определяется на основе испытаний модели судна.

     

     Начало формы

     Конец формы

     Угол откидки лопастей- угол наклона лопасти относительно к оси вращения винта.

     Может быть нулевым, как положительным, так и отрицательным.

     

     Длительные исследования привели к изобретению безкавитационного винта (почти)...

     Он имеет большой угол откидки (более 25 градусов от касательной к линии наибольших толщин в районе комля лопасти к касательной к этой же линии на краю лопасти), то есть "серповидный". Момент импульса, как следует из конструкции винта, у него большой (вода больше времени воспринимает давление от лопасти в следствие ее большей длины), значит и пропульсивный момент при ламинарном обтекании такой лопасти будет больше. А ламинарность потока, определяется числом Рейнольдса, за критическим значением которого наступает турбулентное течение (и кавитация, как следствие).

     Число Рейнольдса можно рассматривать как отношение кинетической энергии  жидкости к потерям энергии на характерной длине (ввиду внутреннего трения).

     Если у потока число Рейнольдса многократно превышает критическое, то жидкость можно рассматривать как идеальную. В таком случае вязкостью жидкости можно пренебречь, так как толщина пограничного слоя мала по сравнению с характерным размером процесса, то есть силы вязкого трения существенны только в тонком слое, в потоке наблюдается развитая турбулентность.

     

     Но так называемая «серповидность» лопастей имеет прямое отношение к вертикальным рулям и к течению жидкости, обтекающей корпус ПЛ.

     Несколько слов о шумах, которые являются демаскирующим фактором.

     Разделяются на широкополосные и узкополосные.

     К широкополосным можно отнести первичное поле ПЛ, это-  работающие гребные винты, механизмы и судовые системы, а также гидродинамический шум обтекания корпуса судна. Гребной винт при своем вращении передает корпусу судна усилия через подшипники валопровода и воду. Силы, передающиеся через подшипники валопровода, могут быть следствием механической или гидродинамической неуравновешенности гребного винта.

     Вместе с гидродинамическими силами, воздействующими на обшивку корпуса и выступающие части, они вызывают вибрацию корпуса с частотой, равной числу оборотов винта. Кроме того, гидродинамические силы, развивающиеся на лопастях винта при его работе в неравномерном поле скоростей, вызывают вибрации корпуса с частотой, кратной числу лопастей:

     Fл=nzi/60,Гц, 

     где n - число оборотов винта в мин, z - число лопастей; i - номер гармоники.

     Полезный сигнал на входе ГАС шумопеленгования обусловлен первичным акустическим полем цели. Акустическое поле цели может быть представлено в виде суммы широкополосного шума, обладающего непрерывным спектром, и узкополосных дискретных составляющих, обусловленных работой корабельных механизмов.

     Шумы винтов корабля могут содержать в себе широкополосный шум кавитации. Долгое время кавитация на винтах была преобладающим источником широкополосного шума кораблей, в том числе ПЛ. У современных ПЛ она возникает только при высоких скоростях.

     Причем докавитационная (малошумная) скорость современных ПЛА типа «Вирджиния» Блок 4 может достигать 18 узлов.

     Кавитация может быть вызвана также нарушением плавности обводов корпуса корабля.

     Смешением потоков, влияния потока каждого вала(винта), воздействие на поток винта рулевых поверхностей (их отклонения), гашения потоков одного другим, или наоборот их сочетание-все это негативно сказывается на скрытность подводной лодки.

     

     ВМС США тоже сталкивались с этим явлением. На ПЛА USS Barb (SSN 596)

     были установлены вертикальные стабилизаторы, для компенсации парусности высоты рубки.  В дальнейшем от этого отказались. Вероятно, из-за завихрений при перекладке вертикальных рулей, потока и вращения винта. Все та же низкочастотная составляющая.

     

     В дальнейшем использовался для размещения ГПБА.

     

     Широкополосные шумы зависят от скорости ПЛ. Узкополосные шумы обусловлены работой корабельных механизмов, в особенности таких устройств, как главные циркулярные насосы ядерной энергетической установки, турбина, редуктор и пр. Они могут представлять собой отдельные спектральные линии (дискреты) на основной частоте вибpaций механизма, либо на её гармониках. Дискретные составляющие, обусловленные работой вспомогательных механизмов, как правило, стабильны по уровню и по частоте и не зависят от скорости корабля. Ширина спектральной линии составляет 0,03 % – 0,3 % от частоты и пропорциональна ей.

     Сам процесс «раскладки» представляет собой почастотное проявление вала плюс лопасти в герцах. Все это в результате образует амплитудную модуляцию сигнала и выделение дискретных составляющих.

     

     Шумоизлучение ПЛ в области очень низких частот (единицы Гц) вызывается вибрацией корпуса ПЛ и вращением винта. Этот низкочастотный шум, претерпевающий малое затухание при распространении, может обнаруживаться на значительном расстоянии.

     Амплитуда и частота дискретных составляющих, обусловленных системой движения и винтами , изменяются в зависимости от скорости ПЛ; их ширина обычно больше, чем у дискретных компонент, возникающих вследствие работы вспомогательных механизмов. В некоторых случаях дискретные составляющие образуют звукоряды. В высокочастотной части спектра могут присутствовать кратковременные шумы, обусловленные открыванием крышек торпедных аппаратов, пуском торпед и ракет, а также интенсивным маневрированием ПЛ.

     Но для «срисовки» индивидуальных характеристик, следящей лодке необходимо подойти на предельно малую дистанцию. Сделать запись шума, вплоть до кипящего чайника в каюте старпома ))). И все. Данные вводятся в базу данных, уточняются другими следящими лодками, кораблями, авиацией и американской лодке в дальнейшем этого достаточно, для распознавания не только проекта, а бортового номера этой ПЛ.

     Сущность процесса шумопеленгования заключается в обнаружении сигнала и измерении его параметров на фоне шумовой помехи, которая так же, как и полезный сигнал представляет собою в общем случае сумму широкополосных и узкополосных компонент и импульсных процессов. Эта задача должна решаться при отношении уровней сигнала и помехи в поле вблизи антенны много меньшем единицы. Поэтому в основу процедуры обнаружения цели было положено выявление пространственной корреляции поля, имеющей место на участке фронта волны сигнала в пределах апертуры приемной антенны. Процедура пеленгования цели в горизонтальной и вертикальной плоскостях заключается в определении пространственной ориентации волнового фронта, принадлежащего обнаруженному сигналу. Последующая обработка сигнала направлена на измерение его параметров в интересах решения обратных задач гидроакустики: определения координат и элементов движения источника, его принадлежности к тому или иному классу целей. При этом используются спектральные характеристики сигнала (в том числе его спектр и спектр огибающей), энергетические характеристики, динамика изменения уровня сигнала и пеленга, разность времени прихода сигнала по разным лучам и т п. Задача обнаружения широкополосного шума в звуковом диапазоне частот решается, прежде всего с помощью шумопеленгаторных ГАС с носовыми или бортовыми антеннами, расположенными на корпусе корабля.

     Для обнаружения низкочастотных узкополосных сигналов, генерируемых корабельными механизмами и движителями, используются главным образом ГАС с ГПБА. Для этой цели применяются также низкочастотные тракты с протяженными бортовыми антеннами.

     Возможности классификации улучшаются за счет явления модуляции широкополосного кавитационного шума низкочастотным вращением гребного винта.

     Работающие машины и механизмы, вызывая местные вибрации, формируют интенсивный шум, проникающий в воду частично через воздух отсеков, а в основном через фундаменты и другие связи. Движение судна в воде сопровождается возникновением гидродинамического шума, являющегося следствием турбулизации набегающего потока, вихреобразования и кавитации на шероховатостях и выступающих частях корпуса. Турбулизация потока сопровождается пульсацией акустического давления пограничного слоя, в связи с чем возможны вибрации отдельных листов обшивки, корпусных конструкций и всего корпуса в целом.

     Кстати, именно взаимодействие винтов, набегающего на них потока обтекания и рождает СНЧ излучение, на которое не обращали внимания в отечественном ВМФ вплоть до 90-х годов.

     Следствием было размещение винтов как можно дальше от корпуса ПЛ. Как на пр. 949.

     

     В итоге, через 6-8 лет эксплуатации, длинный вал и система передачи стали вибрировать при ходе более 8-9 узлов. То есть, шумы от биения вала стали превышать «экономию» от удлинения вала с винтом от корпуса.

     

     

     Продолжим.

     Первичное поле ПЛ характеризует в основном функция спектральной плотности среднего квадрата давления шума. Спектр суммарного акустического поля является суперпозицией шумов отмеченных выше источников. Несмотря на то, что шумы различных классов ПЛ обладают индивидуальностью, можно выделить некоторые общие закономерности, присущие первичным полям . Работающие машины и механизмы формируют поле, для спектра которого характерно наличие сплошного фона и ряда дискретных составляющих (устойчивых превышений), отмечающихся на частотах вращения отдельных механизмов. Этот шум является основным при небольших ходах . С увеличением скорости шум машин и механизмов несколько повышается.

     Основной вклад в первичное поле судов вносят гребные винты. Кавитационный шум характеризуется сплошным спектром от единиц Гц до сотен кГц. Максимум спектральной плотности отмечается в звуковом диапазоне частот, который с увеличением скорости и уменьшением глубины (для подводных лодок) смещается в область более низких частот. Повышение уровня шума наступает, начиная с некоторого значения скорости, называемой критической, при этом величина превышения составляет 20 . .. 30 дБ. На подводных лодках она зависит от глубины маневрирования, возрастая с ее увеличением.

     Гидродинамический шум в основном, характеризуется сплошным спектром. Ощутимый вклад в суммарное поле этот шум вносит в диапазоне скоростей более 20 уз. Исследования показали, что спектр шума может быть разбит на два диапазона. Спектр в диапазоне частот 0,5 ... 1,0 кГц является наиболее неустойчивым и изрезанным. Для этого участка характерен сплошной фон и отдельные дискретные составляющие. Уровни и положение максимумов в этом диапазоне определяются режимом движения и конструкцией лодки. Так, наличие максимума в диапазоне частот 20 . . . 200 Гц является следствием вибрации кормовой оконечности и кавитации на выступающих частях корпуса. В диапазоне частот выше 0,5 ... 1,0 кГц спектр шумов кораблей, как правило, изменяется более плавно. С ростом частоты уровни спектра убывают. На малых ходах наклон спектра достигает величины 7 ... 9 дБ/октава. С увеличением скорости спектр обогащается за счет кавитации, а наклон уменьшается до 5 ... 6 дБ/октава.

     Необходимо вновь разместить схему шумности ПЛА (Пархоменко) ,она достаточно полно поможет представить, что как и где является источником шума.

     

     Внес изменения( дополнения) в предлагаемую модель. Красным цветом. Нет главного демаскирующего шума-взаимодействие винтов и рулевых поверхностей, именно то, что служит источником СНЧ шума. С помощью чего и происходит дальнее обнаружение РПКСН. Пархоменко это знал. Не мог не знать. Почему не внес в схему модели- догадываюсь.

     

     Почему американцы постоянно оказываются впереди? Ответ понятен- реальная программа по снижению шумности, значительные вложения в разработки, одновременные исследования в смежных областях. А главное-неизменность курса и стратегического пути развития страны.

     Об этом было в статье  КАК У АМЕРИКАНСКИХ ВМС ВСЕ ТАК «Ловко получилось» ?

     Речь шла о многолетних экспериментах с 1968 года в программе распространения звука на большие расстояния (LRAPP).Команда LRAPP, состоящая из  200 человек, за 25 лет разработала модели для прогнозирования распространения звука и окружающего шума. Вспомогательные модели распределения судов по всему миру и измерения излучаемого шума подводных лодок и надводных кораблей позволили прогнозировать уровни окружающего шума в зависимости от глубины.

     

     Параллельно шли работы с подводными лодками. Как пример, исследования на базе пл «Альбакор».

     

     

     

     Согласитесь, что для дизельной подводной лодки это фантастика.

     Также работы по использованию в обнаружении Сверх Низких Частот-СНЧ.

     О чем уже было.

     https://valcat-8.livejournal.com/41187.html 

     Теперь немного о мерах ,которые предпринимались в разработке винтов подводных лодок для снижения шумности, скорости начала кавитации, режимов малошумного хода и пр.

     Увеличение лопастей до 8. ПЛА пр. 671 РТМ.

     

     Сабли пр.667 БДРМ.

     

     В первых ПЛАРБ ВМС США использовался  семилопастной винт с перекосом под прямым углом, называемый винтом с J-образным демпфированием.

     

     Насадки на винт. Обратный конус на ступице гребного винта увеличивает давление за винтом и отодвигает процесс начала кавитации.

     

     Размещение вихревого гасителя.

     

     Несколько интересных разработок.

     Лопастное колесо, часто называемое в честь изобретателя Отто Грима,  дает прирост эффективности на 5-6% без каких-либо затрат энергии. Это вращающееся колесо свободного хода, установленное после гребного винта, которое вращается вместе со скользящим потоком. Поскольку его диаметр больше, чем у пропеллера, «внутренняя часть» лопаточного колеса действует как турбина, а концы лопастей, выступающие за пределы потока скольжения, создают дополнительную тягу.

     

     Винты такого типа были установлены на «Queen Elizabeth 2».

     

     Винты противоположного вращения

     Существует тангенциальная составляющая движения в воздушном потоке из-за крутящего момента, прикладываемого винтом, то есть вода имеет вращение. Это вращение представляет собой потерю движущей энергии, но если два гребных винта работают в разных направлениях на одном и том же валу (конфигурация встречного вращения (CRP)), эти тангенциальные скорости могут компенсироваться, уменьшая значительную часть этой потери энергии вращения.

     Системы CRP обычно демонстрируют повышение эффективности порядка 10%, как экспериментально, так и теоретически. С другой стороны, их очень мало, в основном из-за стоимости.

     

     Нетрадиционная силовая установка: Острие ласт или винт Tip Vortex Free (TVF).

     Винты TVF характеризовались лопастями типа Каплана, оканчивающимися цилиндрическими концевыми пластинами.

     Концевые плавники представляют собой плоские поверхности, приваренные к концу лопасти воздушного винта и непосредственно связанные с крылышком, видимым на некоторых крыльях самолета, которые рассеивают концентрированный вихревой поток, возникающий на краю крыла. Результат: меньшие потери энергии в потоке. Это крылышко, как правило, является модернизацией, поскольку увеличение размаха крыла обеспечивает такую ​​же экономию энергии. Поскольку диаметр гребного винта судна ограничен, добавление концевых плавников дает некоторую эффективность. При этом возникает компромисс между эффективностью, потерей сопротивления трению и проблемой правильного проектирования и изготовления соединения.

     Сторонники заявляют о существенном выигрыше в эффективности, в то время как критики говорят, что выигрыш намного меньше, чем полученный при испытаниях статора и конструкций CRP. Это показывает, что гребной винт с оперением с оперением был разработан и установлен испанской компанией Sistemar на балкере длиной 178 м, с сообщенным приростом эффективности более чем на 12%.

     

     

     Существует целая программа (PID-Populsion Improving Devices ) по энергии и использованию как винтов, так и двигательного комплекса в целом.

     PID включает в себя предварительные завихрители, рекуператоры завихрения, воздуховоды, плавники корпуса, стабилизаторы руля направления, выпуклые или скрученные рули направления, колпаки ступиц, как по отдельности, так и в сочетании друг с другом.

     

     Гребные винты с концевой воронкой, пропеллеры TVF. С тех пор концепция гребных винтов нестандартной формы постоянно развивалась, и в настоящее время для движителей судов доступны два различных типа гребных винтов нестандартной формы: гребные винты MAN Kappel и гребные винты SISTEMAR CLT.

     Концепция пропеллера Kappel была первоначально предложена профессором Йенсом Каппелем и профессором Полом Андерсеном в начале 90-х годов и основана на принципе неплоских подъемных поверхностей, применяемых в конструкции крыльев современных самолетов для получения лучшего отношения подъемной силы к лобовому сопротивлению.

     

     Пропеллеры Kappel характеризуются следующими характеристиками:

      • Крыло встроено в лопасть гребного винта.

     • Крыло изогнуто в сторону всасывания.

     • Крыло загружено.

     • Перекос от низкого до среднего.

     Гребные винты с узким и нагруженным наконечником (CLT) разрабатывались в начале 80-х годов после первых полномасштабных испытаний гребных винтов без вихревого наконечника (TVF), когда было установлено, что  часть концевой пластины, расположенная на стороне всасывания, оказалась ненужной и вредной ,геометрия пластины наконечника должна соответствовать сокращению жидкостной жилы, пересекающей диск гребного винта.

     Винты CLT характеризуются следующим:

     • Хорда наконечника конечна.

      • Концевая пластина установлена ​​на конце лезвия, расположенной на стороне давления.

     • Наконечник лезвия несет значительную нагрузку.

      • Тяга увеличивается от основания к кончику лопастей.

     • Перекос от низкого до среднего.

     Следует отметить, что в гребных винтах CLT концевые пластины разгружены и работают как барьеры, избегая сообщения воды между нагнетательной и всасывающей стороной лопастей, что позволяет установить конечную нагрузку на кончик лопасти. На сегодняшний день гребные винты CLT существуют как с фиксированным, так и с регулируемым шагом.

     

     Возникает вопрос-почему так много о гражданском направлении?

     Ответ очевиден- Частные фирмы и собственники более военных заботятся о НИОКР и скорости их внедрения (В первую очередь, по причине экономии топлива, так как «катаются» по морям они намного больше военных) . Получался некий перекос, особенно в период СССР. Военная приемка, более качественное оборудование шло в военную отрасль. В США было более «сглажено»-отсутствовал барьер между военной и гражданской промышленностью. Тот задел, который использовали и развивали частные фирмы- практически сразу использовался военными.

     А отставание пытались сократить «особым путем»...еще называемым «Голь на выдумку хитра».

     К экзотическим стоит отнести и винты ПЛА «Комсомолец». В отличии от 8-ми лопастного винта лодки пр. 671 РТМ ,угол смещения лопастей смежных рядов иной.

     

     Имеет значение и размещение рулевых поверхностей относительно винтов. Заманчиво использовать скорость водной массы для увеличения скорости обтекания рулей, тем самым увеличивая их эффективность на малом ходу. Однако, это тоже не способствует уменьшению шума.

     ТРПКСН пр. 941.

     

     Многоцелевой патрульный корабль «Raimando-Montecuccoli»

     

     Хочу остановиться на более для меня близком- на тактике применения сил.

     Еще одним способом, а точнее тактическим приемом, было использование во время движения РПКСН пр.667 АУ одного вала.

     Есть несколько точек зрения на это. Изложу свою версию.

     Речь о походе РПКСН К-258 пр. 667 АУ командира Луцкого на БС и изложенный им в его книге вариант событий. Что у меня вызвало недоверие-подчеркнул.

     

     Несколько полу-критических замечаний))).

     Вопрос номер раз:-Сколько времени нужно системе «SOSUS»  для принятия решения, что объект подводная лодка. Да еще и РПКСН?

     Ответ: -минимум трое суток. Накопленная вероятность. Рекомендую Луцкому к прочтению о ранжировании и трассировке, о низкочастотном анализаторе и регистраторе (LOFAR) - Low Frequency Analyzer and Recorder (LOFAR).Как это происходило в режиме частотно-временного анализа. Ничуть не умничаю, но Луцкой с его представлениями о возможностях американских СОПО выглядит неандертальцем.

     Вопрос номер два: -Как и куда может СОПО навести многоцелевую лодку, когда еще не принято решение о ее классификации и не определены ЭДЦ?

     Ответ:- «Нас не догонят»(с)...Когда будет принято решение, что это РПКСН и определены его ЭДЦ, нужно знать упрежденную точку. А как ее узнать, если целью   РПКСН  является район патрулирования вдоль ВСЕГО побережья  США ? Допускаю, имела место статистика обнаружения наших РПКСН в предыдущие года. Данные я приводил ранее в статье.

     "О службе морской, о дружбе....небольшой"

     https://valcat-8.livejournal.com/38039.html 

     

     Вопрос номер три:-Как Луцкий представляет передачу контакта от ПЛА противолодочной авиации в ОКЕАНСКОЙ !!! зоне. ? В 70-е годы?

     Просто нужно оценить поисковую производительность Р-3 С «Орион», величину возможного района поиска, точность определения координат «SOSUS», а главное удаленность маршрута РПКСН от аэродромов базирования БПА. Замечательная фраза-«...и сразу мог выдать...»)))

     А главное зачем это делать? Смысл слежения- передать контакт силам , которые имеют возможность длительного слежения, независимо от погодных условий (которыми ограничен самолет- условия минимума аэродрома и волнения моря, ограничения по использованию  РГБ. Не говорю о времени работы  в районе ) ,а главное, «короткое» время на применения оружия по цели и с бОльшей, чем самолет, вероятностью. Единственный «плюс»-эта бОльшая скрытность слежения авиацией, в конкретной обстановке.

     Ответ: нецензурный. Чему Луцкого учили в академии?

     Вопрос номер четыре:-Как Луцкий представляет следствие передачи «SOSUS»  данных «непосредственно противолодочному самолету»?...

     Расшифровка слова «НЕПОСРЕДСТВЕННО» в Википедии.

     Непосредственно-означает БЕЗ ПОСРЕДНИКОВ.

     Ответ: снова нецензурно. Схема организации ПЛС ВМС США.

     Есть оперативный центр, есть система управления мобильными силами. Оператор «SOSUS»  никому и ничего ЛИЧНО передать не может. У него нет связи с противолодочным самолетом. Стрелочки....Кто кому подчинен и кто кому докладывает.

     

     ЗВО (Зарубежное Военное Обозрение) нужно было читать...Там все это было еще в 70-е годы.

     Ладно, не буду. Я луплю старика Луцкого знаниями и понятиями которые стали официально(несекретно) известны лет 20 назад.

     НО!!! В варианте справочника и информации РУ ТОФ, они были доступны и тогда-читай, не хочу. Тем более, как говорит Луцкой, его инструктировал сам Штыров. Значит плохо слушал ЗНР ТОФ.

     Рекомендация была для 667 на переходе-2 вала в районе БП-один.

     Было по К-258( К-252) Луцкого , но командир лукавит. Это по якобы "тихому" проходу мимо СОСУС. Май-июнь 1974 г.

     Нашел я капитана 1 ранга, ему уже под 90. Из ОУ ТОФ.

     Не я сам, через сослуживца. Допекли некоторые знатоки, пришлось подключать сослуживцев. Практически все выводы по скрытности ОУ получало через разведку годы спустя.

     Судя по анализу сетей-РПКСН вели. Луцкому так хотелось и доложил и начал писать, что прошел скрытно...У него еще с академии был бзик на этой теме, достаточно прочесть его книгу, о конфликте в академии.

     Обратите внимание на путаницу на сайте "Штурм Глубины" с номерами лодок. И куда дели Луцкого после этой БС ? Пошел на повышение на 10 ДИПЛ минуя должность НШ. Что странно, он это обосновал тем, что некоторое время исполнял должность НШ. Тоже не совсем ясно-есть штатный ЗНШ и при отсутствии начальника штаба он нормально выполняет его обязанности.

     Даже после аварии на К-477 в сентябре 1977 со взрывом ракеты не тронули. Хотя это другая дивизия.

     НШ флотилии Ханин слетел, на следующий год мягко сняли Ком 2 фл Громова.

     Он идет на повышение, на зама 2 -й флотилии.

     Потом резко на 438-й дивизион...Думаю, для "отсидеться".

     Так вот, его достали за вранье по скрытой БС и по тем рекомендациям, что он давал.

     А такое использование режима движения резко демаскировало лодку.

     Прошла и дошла информация по линии , не знаю какой разведки.

     Можно вспомнить воспоминания Бондаренко К-305, как ему представитель разведки озвучил-когда и кем он был обнаружен на "Флитекс".

     Так вот, по данным ОУ ТОФ Луцкий врал о результатах скрытности, но всплыло это позднее и по его данным разработали рекомендацию по "одному валу движения". Причем эта рекомендация была ТОЛЬКО для РПКСН ТОФ. Найдите мне подобное на СФ. Там нет этого.

     Можно вспомнить как американцы "оттрахали" К-258 на БС в мае 1985-го. Нашли СРАЗУ. Вывод-портрет был в базе данных СОСУС. Откуда? Вероятно, от "скрытого-одноногого" выхода Луцкого и его рекомендаций. Можно по его книге пройтись, о теме уклонения от БПА, конфликте с Орлом (Нач Академии), "крыше", что его отмазала.

     Для любителей копать целое поле деятельности. Проанализировать события на флотилии, перемещения, снятия, странные "через голову" назначения.

     Неточностей Много. Штыров первый зам НР ТОФ.

     И слишком много статей о "скрытом" выходе. Похоже на оправдание. Встречал его рассказы в нескольких его статьях. Ну и книга.

     Вот коротко о "одной ноге".

     

     

     Есть вопросы. Допустим, решил преодолеть район СОСУС на электромоторах. Возможно, но долго. Однако, ДС СНЧ диапазона никуда не делись. Это особенность конструкции и негативного взаимодействия винтов и рулей.

     Эту особенность пр.667А американцы знали давно.

     Переводные данные. Командир Честер «Уайти» Мак на ПЛА  «Lapon».

     По этому поводу даже балладу написали в честь командира.

     

     Видео здесь разместить не могу. Но в Сети это есть.

     

     Случай не единичный -«Batfish следил  за 667 АУ даже дольше, чем Lapon. Начиная со 2 марта 1978 года, Batfish следовала за Yankee SSBN из Баренцева моря  в Атлантику и обратно в сторону СССР. В общей сложности патрулирование длилось 77 дней, в течение которых Batfish только дважды терял контакт и никогда не был обнаружен РПКСН.»

     А в книге командир К-258 Луцкой может писать все ,что ему кажется правильным, но не всему я верю.

     Снова буду «цепляться» к книге  Луцкого.))) Он пишет.

     ЕДИНСТВЕННО скрытный. Без комментариев. Остальные командиры лодок груши околачивали и скрытно сходить на БС не могли.

     «..когда он был уже зам. начальника штаба КВФ...» У НШ КВФ нет штатного зама. В его отсутствие обязанность НШ исполнял начальник оперативного отдела. У командующего флотилии есть зам.

     В мою бытность Командующими были  Хватов, Комаров, Гуринов, Шуманин.

     Неужели я не вспомню кому и когда я носил на подпись документы?

     

     

     По анализу обнаружений Бондаренко К-305 на "Флитекс".

     Переспросил — да, такая практика имела место. Когда через определенное время всплывала информация о подтверждении или нет обнаружений наших подводных лодок.

     Что иногда приводило к конфликтам между разведкой и операторами. Разведка на совещаниях докладывала, что РПКСН обнаружена и отслежена. Операторы получали мзды, за плохое планирование.

     Все заканчивалось в кабинете "везучего Эдика"(Голосова)-НШ ТОФ.

     Он, как правило, отстаивал честь подводников- типа, такого не могло быть, это неточность и дезинформация.

     Такой подход очень мешал при разработке новых приемов вывода РПКСН на БС.

     Предполагаю, что именно Голосов "крышевал" Луцкого по итогам его якобы скрытому походу и введения в заблуждение своим отчетом как представителей полигона(акустиков), так и оперативное управление ТОФ.

     Он его «вытащил» из дыры, в которую Луцкого загнали- ком. 438-го  дивизиона.

     Вытащил в мае 1981-го, по занятию должности НШ ТОФ. Хотя допускаю, что имел место и дефицит кадров, после катастрофы Ту-104 Инюшина в 1981-м.

     Еще раз-выход и переход на двух валах. В районе БС ходами 3-5 узлов на одном.

     По мнению Луцкого, что и было в отчете, это (движение на одном валу) снижало возможности СОСУС по КЛАССИФИКАЦИИ цели. Именно классификации, но не Д. обнаружений. Именно дальности и возросли, особенно если РПКСН находилась в зоне действия системы более пяти суток    ( накопление вероятности).

     Кроме этого, если РПКСН использовала два вала, это позволяло американской ПЛА предварительно определять дистанцию. Принцип-просчет разности частот, так как комплекс движения(правый-левый) не могут иметь идентичные частоты вибраций и как следствие, разное влияние на поток от корпуса и рулевых поверхностей РПКСН.

     А Дудко лишь подтвердил, так сказать, тыкнул носом в то, что и так было известно американским подводникам.

     Именно рекомендации Луцкого привели к движению на "одной ноге" в районе БС. Не на переходе, а именно в районе БС и именно для пр.667 АУ.

     Как писал в своих воспоминаниях командир К-305 Бондаренко.

     

     Уточню по Луцкому. У него не все сходится.

     Штыров-первый Зам. и не разведывательного отдела, а управления  И всегда им был, до снятия с должности после подъема К-129 и его телеграммы в штаб ВМФ (о чем он писал).

     «СОСУС» не может сразу обнаружить на выходе из Авачинской бухты РПКСН.

     Это делает ПЛА США. Слишком малое время в зоне «СОСУС» .

     Схемы организации слежения за выходящими РПКСН были выявлены и Луцкий должен был это знать. Думаю, он их знал. Но почему-то в книге написал чушь.

     Тем более не мог не знать особенность выхода Кобзаря К-129 в 1968-м.

     «В данной ситуации американская разведка оказалась не информирована, так как сам выход К-129 патрулирующая американская лодка 'Barb' не обнаружила. К-129 после выхода из базы, погружения, еще некоторое время находилась в одной из бухт. Судно, под которым, как предполагалось американцами, должна двигаться лодка, ушло 'в холостую'.»

     

     Делая "крюк" он тем самым подставлялся под СОСУС-изменение угла пеленгования гидрофонами СОСУС. Это как "мерцание", которое(как считали наши, программы слежения СОСУС замечают(отмечают) на третьи сутки.

     

     Операторы пошли у него на поводу, а он после похода подсунул им "липу".

     А что это "липа" всплыло через время.

     Маршрут не патрулирования, а следования к району БД. Дальность ракет тогда не позволяла стрелять по маршруту. Это не БДР.

     И пишет как то странно. Сначала :

     Маршрут боевого патрулирования был довольно длинный, начинался на подходе к заливу Аляска от подводной горы Кин-Мей и заканчивался почти на траверзе Калифорнии.

     Потом:

     Моя предусмотрительность привела к увеличению времени развёртывания в район досягаемости назначенных целей. 

     Командир не видит разницы между маршрутом следования к району БД и маршрутом патрулирования.

     Поясню для Луцкого-Маршрут патрулирования так назывался, потому что находясь на нем, можно было стрелять по заданным целям. С маршрута следования этого делать нельзя. Дальность его ракетного оружия в то время 2450 км.

     Маршрут К-258 Луцкого. Восстановлен по памяти  ст. офицера ОУ ТОФ по моей просьбе. Очень ориентировочно, уж извините, много времени прошло. Но замысел сохранен. Там не один «Крюк» был, а два. Вопрос- как человек вспомнил подробности? Да очень просто- те плюхи, которые получили операторы за итоги похода К-258, они запомнили надолго.

      Пунктир- традиционный маршрут, которым дважды ходили ПЛ пр.629 уже после гибели К-129. На так называемой «красной линии»-традиционного маршрута развертывания ДПЛ, выбранного равноудаленное от базирования БПА «Орион» и гидрофонов «СОСУС». Уже в 70-х в оперативном управлении ТОФ этот маршрут стали называть-«мышеловка».

     Синие точки- выявленные БЛИЖАЙШИЕ к маршруту гидрофоны «СОСУС».

     

      «....в таком малошумном режиме обошли вокруг горы Кин-Мей...»

     Кинмей пишется слитно.)))

     

     

     А о рекомендациях для 667 АУ и почему это не подходило для 667 БДР читай выше.

     Мое мнение-Луцкий неверными выводами и, возможно, желанием "рубиться"( выделиться) -ввел оперативное управление ТОФ в заблуждение.

     И эта рекомендация автоматически "переехала" и на 667 БДР, что неверно.

     В заключение статьи хочу добавить. Ценность малошумной подводной лодки велика, однако в последнее двадцатилетие вектор развития поменялся.

     Низкая шумность важна, но уже не на первом месте. Развитая система СОПО, корабельных сил ПЛО, авиации и новых принципов обнаружения делает даже малошумную лодку объектом охоты. Дело её обнаружения- сутки, если поставлена такая задача.

     

     Отдельную нишу занимают водометы, но это уже другая история.