Denizaltı gövdesi - Submarine hull

İkinci Dünya Savaşı'ndan kalma bir U-Boat, gemi benzeri su geçirmez olmayan dış gövde ile aşağıdaki hacimli güçlü gövdenin tipik kombinasyonunu gösteriyor

Bir denizaltı gövdesinin iki ana bileşeni vardır, hafif gövde ve basınçlı gövde . (Açık gövde mahfazası , bir İngiliz kullanımı) denizaltı dış olmayan su geçirmez gövde bir sağlar hidrodinamik olarak etkin bir şekil. Basınçlı tekne, bir denizaltının derinlikteki dış ve iç basınç farkı ile yapısal bütünlüğünü koruyan iç gövdesidir.

şekiller

Tip XXI U-Boat, İkinci Dünya Savaşı'nın sonlarında, basınçlı gövde neredeyse tamamen hafif gövdenin içine yerleştirilmiş

Modern denizaltılar genellikle puro şeklindedir. Çok eski denizaltılarda zaten görülebilen bu tasarıma " gözyaşı gövdesi " denir ve balinaların vücutlarından sonra modellenmiştir . Suya batırıldığında denizaltı üzerindeki hidrodinamik sürtünmeyi önemli ölçüde azaltır , ancak deniz tutma yeteneklerini azaltır ve yüzeydeyken sürtünmeyi artırır.

Tarih

İç basınçlı gövdeden ayrılan hidrodinamik olarak aerodinamik dış hafif gövde konsepti ilk olarak 1859'da Katalan mucit Narcís Monturiol tarafından tasarlanan öncü denizaltı Ictineo I'de tanıtıldı . Ancak, askeri denizaltılar 1900'lerin başında hizmete girdiğinde, tahrik sistemleri onları çoğu zaman yüzeyde çalışmaya zorladı; dış gövdeleri bir gemiyi andıran, iyi yüzey navigasyonuna izin veren ve su altındaki sürtünmeyi en aza indiren nispeten aerodinamik bir üst yapıya sahip olan gövde tasarımları bir uzlaşmaydı. Bu denizaltıların genellikle 10 deniz milinin (19 km/s) oldukça altında olan düşük su altı hızları nedeniyle , geleneksel geminin dış gövde gibi sualtı seyahati için artan sürtünmesi kabul edilebilir olarak kabul edildi. Ancak II. Dünya Savaşı'nın sonlarında, teknoloji geliştirmelerinin daha hızlı ve daha uzun batık operasyonlara izin vermesi ve düşman uçaklarının artan gözetimi, denizaltıları zamanlarının çoğunu yüzeyin altında geçirmeye zorlarken, sürüklenmeyi ve gürültüyü azaltmak için gövde tasarımları yeniden gözyaşı damlası haline geldi . USS Albacore (AGSS-569) , modern denizaltıların gözyaşı damlası gövde formunun (bazen "Albacore gövdesi" olarak anılır) Amerikan versiyonuna öncülük eden benzersiz bir araştırma denizaltısıydı. Modern askeri denizaltılarda, dış gövde (ve bazen de pervane), denizaltının aktif ve pasif sonar tarafından tespit edilmesini daha zor hale getirmek için kalın bir özel ses emici kauçuk tabakası veya yankısız kaplama ile kaplanır .

Türler

Tüm küçük modern denizaltılar ve denizaltılar en eskilerinin yanı sıra tek bir gövdeye sahiptir. Ancak, büyük denizaltılar için yaklaşımlar ayrıldı. Tüm Sovyet ağır denizaltıları çift ​​gövdeli bir yapı ile inşa edilir , ancak Amerikan denizaltıları genellikle tek gövdelidir. Hala baş ve kıçta, ana balast tanklarını barındıran ve hidrodinamik olarak optimize edilmiş şekil sağlayan hafif gövde bölümlerine sahipler, ancak ana, genellikle silindirik gövde bölümü yalnızca tek bir kaplama katmanına sahiptir.

Hafif gövde

Bir denizaltının çift gövdesi, bir geminin çift gövdesinden farklıdır. Aslında denizaltı şeklini oluşturan dış gövdeye dış gövde, kasa veya hafif gövde denir. Gemiyi su içinde sürmek için gereken güç miktarını etkileyen denizaltının hidrodinamik performansını tanımlar. Bu terim, her iki tarafta aynı basınca sahip olduğu için, hafif gövdenin genellikle ince çelik levhadan yapıldığı Rus denizaltı yapımı için özellikle uygundur. Hafif gövde, doğrudan basınçlı gövdeye bağlanırsa gereksiz strese neden olabilecek ekipmanı monte etmek için kullanılabilir. Çift cidar yaklaşımı, aynı zamanda, halka takviyeleri ve boyunalar, tekneler arasına yerleştirilebildiğinden, basınçlı tekne içinde yerden tasarruf sağlar. Bu önlemler, hafif tekneden çok daha ağır olan basınçlı teknenin boyutunu en aza indirmeye yardımcı olur. Ayrıca denizaltının hasar görmesi durumunda, hafif tekne hasarın bir kısmını alır ve basınçlı tekne sağlam olduğu sürece geminin bütünlüğünü tehlikeye atmaz.

Basınçlı gövde

Dış gövdenin içinde, aslında dış basınca dayanan ve içeride normal atmosfer basıncına sahip olan güçlü bir gövde veya basınçlı gövde vardır. Basınçlı gövde, genellikle karmaşık bir yapıya ve yüksek mukavemet rezervine sahip kalın, yüksek mukavemetli çelikten yapılır ve su geçirmez perdelerle birkaç bölmeye ayrılır . Basınçlı ve hafif gövdeler küçük bir boşlukla ayrılır ve boşluk içinde hafif gövde ile basınçlı gövdeyi birbirine bağlayan çok sayıda çelik yapı elemanı bulunur. Bunlar, artan mukavemet sağlayan üç boyutlu bir yapı oluşturur. Gövde arası boşluk, çalışması için sabit basınç gerektirmeyen bazı ekipmanlar için kullanılır. Liste, denizaltılar arasında önemli ölçüde farklılık gösterir ve genellikle farklı su/hava tanklarını içerir. Tek cidarlı denizaltılarda, baş ve kıç hariç, hafif tekne ve basınçlı tekne aynıdır.

Basınçlı tekneler dairesel bir enine kesite sahiptir - enine kesitin başka herhangi bir şekli büyük ölçüde daha zayıf olacaktır. Basınçlı bir teknenin konstrüksiyonları yüksek derecede hassasiyet gerektirir. Bu, boyutundan bağımsız olarak doğrudur. Enine kesit yuvarlaklığından bir inçlik (25 mm) sapma bile hidrostatik yükte yüzde 30'dan fazla azalmaya neden olur. Küçük sapmalar, takviye halkaları tarafından karşılanır ve birkaç milyon uzunlamasına yönlendirilmiş tonluk toplam basınç kuvveti, dairesel kesitli bir tekne kullanılarak tekne üzerinde eşit olarak dağıtılmalıdır. Bu tasarım, basınç stresine en dayanıklı olanıdır ve onsuz hiçbir malzeme denizaltı derinliklerinde su basıncına dayanamaz. Bir denizaltı gövdesi , boyunalardan daha sık yerleştirilen takviye halkaları ile pahalı enine yapı gerektirir . Hiçbir tekne parçasında kusur bulunmaz ve tüm kaynaklı bağlantılar farklı yöntemlerle birkaç kez kontrol edilir.

Typhoon sınıfı denizaltılar , gemiyi normal bir denizaltıdan çok daha geniş hale getirirken iç tasarımı basitleştiren çoklu basınçlı gövdelere sahiptir. Denizaltının ana gövdesinde, iki uzun basınçlı gövde, üstlerinde (yelkenin hemen altında çıkıntı yapan) üçüncü, daha küçük bir basınçlı gövde ve torpidolar ve dümen donanımı için diğer iki basınçlı gövde ile paralel uzanır. Bu aynı zamanda onların beka kabiliyetini de büyük ölçüde artırır - bir basınçlı gövdede gedik açsa bile, diğerindeki mürettebat üyeleri güvendedir ve su basması için daha az potansiyel vardır.

Dalış derinliği

Dalış derinliği kolayca artırılamaz. Sadece gövdeyi daha kalın hale getirmek ağırlığı arttırır ve gemideki ekipmanın ağırlığının azaltılmasını gerektirir, sonuçta bir batiskaf ile sonuçlanır . Bu, sivil araştırma denizaltıları için uygun, ancak askeri denizaltılar için uygun değil, bu nedenle dalış derinlikleri her zaman mevcut teknoloji ile sınırlıydı.

Birinci Dünya Savaşı denizaltılarının gövdeleri karbon çeliğinden yapılmıştı ve genellikle 100 metreden (328 fit) fazla olmayan test derinlikleri vardı. İkinci Dünya Savaşı sırasında, 200 metreye (656 fit) kadar derinliklere izin veren yüksek mukavemetli alaşımlı çelik tanıtıldı, savaş sonrası hesaplamalar, savaş sonrası Alman Tip VII U-botları için 300 metreyi aşan ezilme derinliklerini önerdi . Yüksek mukavemetli alaşımlı çelik, 250-350 metre (820 ila 1.148 fit) derinlik sınırıyla, diğer özelliklerden ödün vermeden askeri bir denizaltıda aşılamayan bugün denizaltılar için hala ana malzemedir. Bu sınırı aşmak için titanyum gövdeli birkaç denizaltı inşa edildi . Titanyum, çoğu çelikten daha iyi bir mukavemet/ağırlık oranına ve dayanıklılığa sahiptir ve manyetik değildir. Titanyum denizaltıları, özel yüksek mukavemetli alaşımlar geliştirdikleri, uygun maliyetli titanyum üretimi için bir endüstri kurdukları ve çeşitli titanyum denizaltı türlerine sahip oldukları için Sovyetler tarafından özellikle tercih edildi. Titanyum alaşımları derinlikte büyük bir artışa izin verir, ancak diğer sistemlerin de yeniden tasarlanması gerekir, bu nedenle en derin dalış askeri denizaltısı olan Sovyet denizaltısı Komsomolets için test derinliği 1000 metre (3.281 fit) ile sınırlandırıldı . Bir Alfa-sınıfı denizaltı bu derinliklerde sürekli çalışma birçok denizaltı sistemleri için bir aşırı gerilim buna rağmen başarılı bir şekilde, 1300 metre (4.265 fit) çalıştırılmıştır olabilir. Avantajlarına rağmen, titanyum denizaltı inşasının yüksek maliyetleri, Soğuk Savaş sona erdiğinde terk edilmesine yol açtı.

Diğer çeşitler

Bir denizaltının içinde ikiden fazla gövde örneği vardır. Typhoon sınıfı denizaltıların hafif gövdesi, iki ana basınçlı gövde, yelkenin çoğunu oluşturan daha küçük bir üçüncü basınçlı gövde, torpidolar ve dümen donanımı için iki tane ve ana gövdeler arasında 20 MIRV SLBM ile birlikte balast tankları ve diğer bazı sistemler barındırır. Hollanda Kraliyet Donanması Dolfijn - ve Potvis -sınıf denizaltılar üç ana basınç tekneleri ev sahipliği yapıyordu. Rus denizaltısı Losharik , çok küre şeklindeki gövdesi ile 2000 m'den fazla dalış yapabilmektedir.

Ayrıca bakınız

Referanslar