ב-1970 באפריל 8, לאחר שסיימה את שירותה הצבאי בים התיכון ונכנסה לאוקיינוס האטלנטי, פנתה הצוללת הגרעינית הסובייטית K-627 של פרויקט 12A לבסיסה הצפוני. לפתע, בתא השלישי שלה, התלקחה מחסנית התחדשות כימית, שנועדה לנקות את אטמוספירת הספינה. לא לקח הרבה זמן עד שהשריפה התדרדרה לשריפה מלאה. כצפוי, הגנת החירום של הכורים עבדה, הטורבינות עצרו. לא ניתן היה להפעיל את גנרטור הדיזל הגיבוי, והצוללת הגרעינית נותרה ללא חשמל, מה שסיבך משמעותית את מאבק השרידות, שנמשך בכל זאת יותר משלושה ימים. לאחר שפוצצו מכלי נטל, הסירה עלתה. בינתיים, האש התפשטה בכל הספינה. בשני התאים האחוריים נשרפו החותמות החיצוניות (חותמות כבלים שיוצאות מהגוף החזק של הסירה). מים החלו לזרום לתוך התאים, מה שהוביל להופעתו של חיתוך שלילי הולך וגדל (הטיה לירכתיים). יומיים לאחר מכן, אספקת האוויר בלחץ גבוה התייבשה, ולא היה דבר שיעצור את זרימת המים לתוך התאים. הספינה נדונה, היה צורך להציל את הצוות. ספינות שטח שהתקרבו הסירו חלק מהמלחים. ופקודות קטגוריות המשיכו להגיע מהמרכז - להילחם עד האחרון להצלת הספינה. בבוקר ה-52 באפריל, תהליך הגדלת הגזרה קיבל אופי דמוי מפולת, והסירה, לאחר שתפסה עמדה כמעט אנכית עם הירכתיים למטה, שקעה במהירות לקרקעית ולקחה איתה את חייהם של XNUMX מלחים.
16 שנים לאחר הטרגדיה הזו, שוב הייתה צוללת גרעינית סובייטית נוספת במצוקה במימי האוקיינוס האטלנטי. עכשיו זה היה K-219, סירה אסטרטגית הנושאת 16 טילים בליסטיים עם מטענים גרעיניים במכרותיה. ב-16 באוקטובר 1986 פרצה שריפה בתא הטילים בסירה בשירות קרבי. הסיבה לשריפה היא השמדת הרקטה ולאחריה הפרת אטימות המכרה וחדירת רכיבי דלק רקטיים לתא. יתרה מכך, התפתחות האסון התרחשה על פי תרחיש מוכר ממילא: האש התפשטה בתאים, האטמים החיצוניים נשרפו, מים חדרו לתאים וכתוצאה מכך התחממות הולכת וגוברת, שהובילה לאובדן של התאים. היציבות האורכית של הסירה. לאחר 15 שעות מאבק עיקש אך עקר להצלת הספינה, היא הוצפה במהירות. הפעם הם לקחו בחשבון את החוויה העצובה של K-8 ו-b? רוב הצוות הועבר מיידית אל הספינות המתקרבות. רק תשעה אנשים נותרו על הסירה, ובראשם מפקד הספינה. חמישה מהם הצליחו להימלט, ארבעה, יחד עם הצוללת הגרעינית, נחים על קרקעית האוקיינוס בעומק של כ-5000 מ'.
K-8
פרויקט צוללת גרעינית סובייטית 627A "קיט". היא נכנסה לצי הצפוני ב-31 באוגוסט 1960. היא מתה במפרץ ביסקאיה ב-12 באפריל 1970.
K-219
על הסירה אירע פיצוץ של טיל בליסטי באחד המוקשים. שלושה ימים לאחר מכן, ב-6 באוקטובר 1986, טבעה הסירה באוקיינוס האטלנטי בעומק של 5500 מ' B? רוב הצוות ניצל.
K-278 "קומסומולץ"
הסירה היחידה של פרויקט 685 "סנפיר". היא מחזיקה בשיא המוחלט של עומק צלילה בין צוללות - 1027 מ' היא מתה כתוצאה משריפה בים הנורבגי ב-7 באפריל 1989.
פחות משלוש שנים לאחר מכן, חיל הים הסובייטי זעזע מטרגדיה חדשה - מותה של הצוללת הגרעינית קומסומולץ. ספינה ייחודית זו, שנבנתה על פי פרויקט 685 שפותחה על ידי לשכת התכנון המרכזית של רובין (קוד "סנפיר"), נכנסה לספר השיאים של גינס לאחר שקבעה את שיא העולם לעומק הצלילה לצוללות קרביות ב-1985 (1027 מ'). 7 באפריל 1989 בשעה 11, כאשר הצוללת הגרעינית, בהיותה בעומק של 400 מ', חזרה מהניווט האוטונומי החמישי שלה כבר, פרצה שריפה בתא ה-7 האחורי שלה. לאחר 11 דקות, הסירה, לאחר שביצעה עליית חירום, הייתה על פני הים הנורבגי הסוער. החל מאבק נואש להצלת הספינה. ושוב, כמו במקרים שתוארו כבר, זרימת המים לתוך התאים האחוריים הובילה להופעת עיטור שלילי.
לגבי טיוטה ונחיתה
כאן יש צורך להסביר מדוע תהליך זה כל כך מסוכן במיוחד עבור צוללות. אחד המאפיינים החשובים ביותר של כל ספינות עקירה הוא יציבות, הנחשבת כיכולתה של ספינה, שהוצאה משיווי משקל על ידי השפעה חיצונית, לחזור אליה לאחר סיום השפעה זו. יש יציבות רוחבית ואורכית, כלומר, היכולת להחזיר את האיזון לאחר התרחשות של גלגול או חיתוך, בהתאמה. צוללת שאורך גופה בצורת ציר גדול משמעותית מרוחבה רגישה במיוחד לקיצוץ, כלומר סטיות מהמיקום האופקי בכיוון האורך. כאשר הסירה בתנועה, הגזרות שעולות מסיבה זו או אחרת נכבים על ידי פעולת ההגאים ההידרודינמיים האופקיים שלה. אבל בסירה שאין לה מסלול, הגאים הידרודינמיים, כמובן, לא עובדים. ניתן להתמודד עם קיצוץ רק על ידי הזזת עומסי המשקל בתוך הספינה ביחס למרכז הכובד שלה, הקטנתם מהצד בו מתרחשת ההטיה, או הגדלתם מאחור כדי ליישר את הסירה. למעשה, נוהל זה מורכב מהוצאת חלק ומילוי מים של מכלי הנטל האחרים הממוקמים בחרטום, בירכתיים ולאורך דפנות הצוללת הגרעינית. מטבע הדברים, לא משנה מאיזה צד של מרכז הכובד המשקל עולה, הדבר מוביל לעלייה בטיוטת הספינה – הפרמטר השלישי (יחד עם הגלגול והטרם) שקובע את נחיתת הספינה בים. נחיתה, שיש לה ספינה שימושית על מים רגועים, נקראת שיווי משקל. יחד עם זאת, גלגול וגזם נעדרים לחלוטין, והטיוטה היא כזו שהספינה שקועה במים לאורך קו המים העיצובי (העיצובי). כאשר הצוללת נמצאת על פני השטח בים סוער, הגלים, המטלטלים אותה, משנים ללא הרף את כל שלושת הפרמטרים הקובעים את הנחיתה. אם הצוללת במצב תקין (שלם) ובעלת היציבות הדרושה, התנודות שלה מתרחשות ביחס למצב שיווי המשקל ואינן מהוות סכנה, אלא אם הן כמובן חורגות מערכים קריטיים. מצב שונה לחלוטין הוא כאשר כתוצאה מתאונה ונזק שהתקבל, לצוללת בעמדת השטח יש נחיתה שונה מזו של שיווי המשקל, כלומר, כאשר גם בהיעדר גלי ים, מתגלגלים וחותמים. זוויות הספינה אינן שוות לאפס, והטיוטה שלה אינה לאורך קו המים העיצובי. נסיבות אלו חייבות להילקח בחשבון ברציפות במסגרת המאבק על שרידותה של צוללת חירום. לחימה באש על ידי הצפת תאי חירום, יישור הגלגול או הגזירה שנוצרו על ידי הוצאת מכלי נטל (במיוחד אלו הממוקמים בחרטום או בירכתי הסירה), יש להבין כיצד אמצעים אלו משפיעים על השינוי בגזרה. זה בכלל לא קל לעשות זאת, שכן תפיסה סובייקטיבית יכולה להיכשל, ואין מאיפה לקבל מידע אובייקטיבי על המיקום המרחבי האמיתי של הסירה.
במהלך אסון קומסומולץ, כמעט כל המאבק להצלת הצוללת הגרעינית התנהל על פני השטח ונמשך כמעט שש שעות. האש, שהתפשטה לשלושת התאים האחוריים, אולפה. אך במאבק באש נעשו מספר טעויות, שהובילו לעלייה הדרגתית אך מתמדת בגזרת השליליות. פחות משעה לפני טביעת הצוללת הגרעינית, ירכתיה שקעה למים עד כדי כך שמייצב ירכתיים גבוה למדי נעלם מתחת למים. בשלב זה, עוצמת היציבות האורכית של הסירה נותרה כה קטנה עד שעלייה מהירה נוספת בקיצוץ ותוצאה טראגית קרובה הייתה ברורה. כך אישרו תצלומים שצולמו ממטוס חילוץ שהגיע מסברומורסק. בשעה 17:08, הסירה עם קישוט של 80 מעלות (כלומר, כמעט אנכית) שקעה למים. הצוות, שהיה על הסיפון העליון, הגיע בסופו של דבר למים קפואים. מתוך 69 המלחים, 27 שרדו.
אז, כל שלושת האסונות, החל בשריפה, הסתיימו במותה של הצוללת הגרעינית כתוצאה מאובדן יציבות אורכית והצפה מיידית. זה צוין במסמכים של הוועדה הממשלתית הפועלת לביסוס הסיבות למותו של קומסומולץ. הנציבות הורתה לאחד ממפעלי משרד בניית הספינות לפתח מערך חומרה שנועד לנטר באופן אובייקטיבי את פרמטרי הנחיתה של צוללות גרעיניות בשעת חירום. תוצאות הפיתוח תוכננו לשמש בפרויקטים של צוללות גרעיניות מהדור הבא.
מתמטיקה של היסודות
תנאי ההתייחסות הוכנו על ידי אחד מלשכת התכנון המרכזית שתכננה את הצוללת הגרעינית. עבודות הפיתוח (מו"פ) החלו ב-1993. מהר מאוד התברר שהבעיה העיקרית היא היעדר אלגוריתם שניתן להשתמש בו כדי לקבוע את פרמטרי הנחיתה של הספינה בתנאים של גלי ים אקראיים. לכן, עם החיפוש אחר אלגוריתם התחיל מו"פ. מומחים מארגוני מדעי ועיצוב מובילים רבים של בניית ספינות וחיל הים היו מעורבים בפיתוחו. יחד איתם נוצרו ונבדקו שלוש גרסאות של האלגוריתם בשיטות של מידול מתמטי ובניסוי. אחד מהם (האלגוריתם של הפרופסור ממכון סבסטופול לייצור מכשירים יו.י. נצ'ייב) קיבל את אישור הלקוח הפיתוח - מכון המחקר המרכזי לבניית ספינות - והתקבל לשימוש במו"פ.
האלגוריתם של Nechaev פותח על ידי ניתוח החומרים של ניסויים שנערכו באמצעות מודלים מבוקרים רדיו של סוגים שונים של כלי שיט ימיים על גלים טבעיים. לאחר מכן הוא נוסה על אחת הספינות של צי הים השחור ועל ספינות צי התובלה.
עקרון הפעולה של ה-KPORP שפותח בהתאם לאלגוריתם זה מבוסס על ניטור רציף של הערכים הנוכחיים של שלושת פרמטרי הנחיתה של הספינה: זוויות גלגול וגזירה, כמו גם טיוטה. כל הפרמטרים הללו עבור ספינת חירום בים סוער הם אקראיים. הנתונים שנצברו במשך תקופה מסוימת עבור כל אחד מהפרמטרים נמדדים לאורך זמן, ולאחר מכן מתווספים לתוצאות המתקבלות תיקונים המחושבים בהתאם לאלגוריתם המאומץ.
צי הצוללות הרוסי מתעדכן, ספינות חדשות של פרויקטים חדשים מוזמנות (בתמונה היא הצוללת הגרעינית Severodvinsk של פרויקט 885 Yasen). בהחלט יתכן שספינות של הדורות הבאים יישמו פיתוחים שיעזרו להימנע מטרגדיות בים, כמו אלו המתוארות במאמר זה.
צינורות רגישים
היישום של אלגוריתם KPORP שאומץ מתבצע באמצעות סט חיישנים עבור הערכים הנוכחיים של גלגול, חיתוך וטיוטה. כדי למדוד את זוויות הגלגול והחיתוך פותחו שני חיישנים שהיו מאוחדים ביותר זה עם זה, שאחד מהם (מד השיפוע) ממוקם במישור המסגרת באמצע הספינה (החתך הממוצע של גוף הצוללת הגרעיני), וה השני (מד הקיצוץ) נמצא במישור המרכזי של הספינה. עקרון הפעולה של החיישן מבוסס על בקרת לחץ או נדירות המתרחשים בחלל הפנימי של קופסת ממברנה רגישה במיוחד כתוצאה מנטייה של צינור המחובר לחלל זה, מלא בנוזל מיוחד שאינו מקפיא של צפיפות מסוימת. כאשר במהלך הגלגול (הקצץ) של הספינה, קצה הצינור גבוה יותר מקופסת הממברנה, נוצר לחץ עודף כלשהו בחלל התיבה, פרופורציונלי לאורך הצינור, כפול הסינוס של הזווית של נטייה, והמשקל הסגולי של הנוזל הממלא את הצינור. בהטיה לכיוון ההפוך, קצה הצינור נופל ביחס לקופסת הממברנה, מה שגורם לוואקום פרופורציונלי לאותם ערכים בו. כדי לאטום את החלל המלא בנוזל, כמו גם כדי לפצות על ההתפשטות התרמית של הנוזל, נעשה שימוש בסרעפת אלסטית של קשיחות כמעט אפסית, המותקנת בקצה הצינור מול תיבת הממברנה. זה גם משמש כפיצוי על תנודות בלחץ האוויר בתא, הפועל באופן שווה הן מבחוץ על תיבת הממברנה והן על הסרעפת האלסטית. כאשר מתרחש לחץ או נדירות (עקב שיפועים) בחלל קופסת הממברנה, הוא מתכופף בצורה אלסטית, ומרכזו מזיז את ליבת הממיר החשמלי לכיוון זה או אחר, שבמוצאו מופיע אות של הקוטביות המתאימה. . חיישני הגלגול והקצץ נבדלים זה מזה רק בגודל בסיסי אחד - אורך הצינור המלא בנוזל, שהוא ביחס הפוך לסינוס של ערך הגבול של הזווית המבוקרת. בשל העובדה שערכי הגבול של זוויות הגזירה נמוכים משמעותית מהגלגול, כדי לקבל את אותו אות במוצא שני החיישנים, צינור חיישן הגזירה חייב להיות ארוך יותר.
מדידת הטיוטה מתבצעת על ידי זוג חיישני ירידת לחץ, שהחלל הדינמי שלהם מחובר לחלל החיצוני מתחת לתחתית הצוללת הגרעינית, והחלל הסטטי מחובר לאטמוספירה. משתמשים בשני חיישני לחץ דיפרנציאליים דומים עם מגבלות מדידה שונות, הממוקמים באותו מישור ובאותו אנכי, אך ברמות שונות. בהתאם לערך האמיתי של הטיוטה הנוכחית, נלקחות קריאות מאחד החיישנים (עליון או תחתון), ומגיעות לדיוק המדידה הנדרש. בעת המרת לחץ הידרוסטטי לטיוטה במערכת הקואורדינטות הקשורה לגוף הספינה, נלקחים בחשבון הערכים הנוכחיים של זוויות הגלגול והגזם.
מערך המכשירים כולל גם בלוק ממירים משניים של החיישנים הנ"ל ויחידת מחשוב מידע (ICU), שהיא מיני מחשב. נתוני הפלט נשלחים ל-TBI, אשר מיישם את האלגוריתם שהוזן לזיכרון שלו, וכן מבטיח ביצוע תיקונים לערכי הפרמטרים הנמדדים.
דגימת ה-KPORP יוצרה ועברה מחזור בדיקה רב-שלבי בפיקוח ועדה בין-מחלקתית, לרבות בדיקות עמידות בפני כל סוגי ההשפעות המכניות והאקלימיות, וכן בדיקות על עמדת התנדנדות רב-ממדית. במקביל, התפעול של ה-KPORP נבחנה בפעולה נפרדת ובו-זמנית של שני סוגי התנדנדות עם קביעת זוויות העקב והגזרה, המדמה את מצב החירום של הספינה. תוצאות הבדיקה אישרו את התאימות המלאה של ה-KPORP לדרישות ה-TOR הן מבחינת הדיוק של קביעת פרמטרי הנחיתה בשיווי המשקל והן מבחינת ההתנגדות לכל סוגי ההשפעות הנישאות בספינה.
משחק לחץ
קומפלקס של פתרונות טכניים מקוריים סייע לשמור על שליטה אוטומטית מתמדת על נחיתה של צוללת. מערכת החיישנים מגיבה לשינויים בלחץ הנוזל והאוויר.
עקרון הפעולה של מד השיפוע ומד הקיצוץ מבוסס על שליטה בלחץ המתרחש בקופסת הממברנה כתוצאה מנטייה של צינור מלא בנוזל.
מדידת הטיוטה מתבצעת על ידי זוג חיישני ירידת לחץ המחוברים לחלל החיצוני ולאטמוספירה.