Исследовательская работа Знакомство с подводными лодками

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РБ

МОБУ СОШ с.Леуза

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

Знакомство с подводными лодками

Выполнил ученик 4 класса

Закиров Ильнар Ильдарович

Научный руководитель

Мирхажева О.И.

Содержание

Введение ……………………………………………….…………………………3

1. Понятие подводной лодки……………………………………………………4

2. Виды подводных лодок, их размерность……………………………………5

3. Почему лодка находится на плаву и не тонет………………………………7

4. Как лодка погружается и ходит под водой……………………………….....8

5. Как всплывает лодка ………………………………………………………..10

Заключение……………………………………………………………………..11

Список используемой литературы …………………………………………...12

Приложение

Введение

Мой родной старший брат служит на подводной лодке, и мне всегда хотелось знать все и вся про род его службы. Вот поэтому я и выбрал такую тему для проведения исследовательской работы.

Эта исследовательская работа основана на моей попытке изучить вопросы о подводной лодке, о ее строении и как она ходит в надводном и в подводном положение по морям и океанам, при этом не тонет. По данной теме проведена беседа со старшим братом, преподавателем физики, произведен поиск материалов в Интернете, были прочитаны книги про моряков-подводников и подводные лодки, просмотрены документальные фильмы.

Проблема исследования: погружение и всплытие подводной лодки.

Задачи:

1. Проанализировать прочитанную литературу.

2. Узнать какие виды подводных лодок существуют.

3. Выяснить, как лодка погружается, ходит под водой и всплывает.

4. Провести эксперимент по проблеме исследования.

5. Выполнить макет подводной лодки.

1. Понятие подводной лодки

Подводная лодка (подлодка, ПЛ, субмарина) - корабль, способный погружаться и длительное время действовать в подводном положении. Основное вооружение подводных сил военно-морского флота вооруженных сил многих государств мира. Важнейшее тактическое свойство подводной лодки - скрытность.

Назначение:

Военное применение

Подводные лодки в основном используются в качестве оружия. В зависимости от класса и оснащения они могут быть предназначены:

• для поражения важных военно-промышленных и административных центров,

• военно-морских баз, портов и других наземных объектов,

• для уничтожения подводных лодок, кораблей и судов противника,

• скрытной постановки минных заграждений,

• ведения разведки, как непосредственной, так и в системе дальнего радиолокационного обнаружения,

• использования в качестве корабля связи, осуществления ретрансляции сообщений, что теоретически позволяет поддерживать связь штаба с кораблями, находящими в любой точке мирового океана,

• высадки диверсионно-разведывательных групп и выполнения других боевых задач.

2. Виды подводных лодок их размерность

По типу движителя (главной энергетической установки) субмарины различаются на атомные (где в качестве источника электроэнергии стоит ядерный реактор) и дизельные (здесь применяется дизель-генератор и аккумуляторные батареи).

По классу подводных лодок разделяются на многоцелевые (лодки «охранники», охраняют во время походов большие лодки и надводные корабли от лодок и кораблей противника) и на лодки с баллистическими ракетами (это огромные лодки на борту которых находятся ракеты способные уничтожать большие территории)

Так же кроме военного применения, лодки можно использовать и в гражданских целях. Была попытка создать исследовательской подлодки, но помешала созданию первая мировая война. Так же во время первой мировой войны существовала почтовая подлодка которая доставляла почту из Германии в США, но после пару походов данное применение лодки прекратилось из-за больших денежных расходов.

Технические характеристики подводных лодок.

Начну с самой большой в мире атомной подводной лодки типа «Акула»:

Длина - 175 метров

Высота - 23 метра(для сравнения высота 5 этажного дома составляет 14 метров)

Ширина - 21 метр

Экипаж - 175 человек

Скорость надводная-12 узлов

подводная - 25 узлов (морской узел равен 1 миле в час, или 1,6 км в час). Чтоб представить размеры ее, на корпусе подлодки спокойно разворачивается КАМАЗ.

Данная подлодка относится к классу с баллистическими ракетами. Ее построение основана на принципе «катамарана», то есть она состоит из 2х лодок соединенных между собой. К сожалению, из 6 построенных лодок осталась одна.

На примере многоцелевых атомных подводных лодок, приведу подлодку, на которой служит старший брат. Самая новая атомная подводная лодка из подлодок которые приняты на вооружение, это «Гепард»:

Длина - 110,3 м

Ширина - 13,5 м

Длина - 15 м

Экипаж --- 71 человек

Скорость надводная - 17 узлов, подводная 33 узла.

Лодки данных проектов называют «звери» или «кошачьи», так как подлодки имеют название или из семейства кошачьих или просто название какого-либо зверя, например «ТИГР», «ВОЛК», «ПАНТЕРА», «ВЕПРЬ», «ЛЕОПАРД». Данные лодки являются основной силой ВС РФ в данный момент.

3. Почему лодка находится на плаву и не тонет

Любая подводная лодка обладает положительной плавучестью, то есть сама по себе она не погрузится под воду. Она конечно из металла, но внутри ещё больше воздуха! Больше половины воздуха находится в специальных цистернах (цистерны главного балласта), они делятся по расположению на носовые, средние и кормовые. Все эти цистерны находятся между прочным и легким корпусом по периметру лодки, эти цистерны и служат лодки своеобразной «воздушной подушкой».

Когда лодка находится над водой, то существуют два ее положения:

- крейсерское, когда лодка сплыла, и все цистерны главного балласта заполнены воздухом.

- позиционное, лодка готова к погружению, и средние цистерны заполнены водой.

Я провел эксперимент. Заполнил ванну водой, взял кастрюлю побольше и попробовал погрузить её в воду - строго дном вниз. Она сопротивлялась, но ушла под воду и утонула. Потом я ее закрыл плотно (герметично) крышкой, и затолкал ее ниже поверхности воды.

Из этого эксперимента я понял принцип нахождения на плаву подводной лодки, погружения и всплытия. Что большую роль в этом играет воздух. Пока есть воздух в герметично закрытой кастрюле или в подводной лодке, они не утонут. И подводная лодка будет находиться на плаву под водой.

Для выяснений знаний о подводной лодке я провел опрос среди начальных классов. В опросе участвовало 10 учащихся начальных классов. На вопрос «Что такое подводная лодка?» смогли ответить 8 учащихся. На вопрос «Как лодка погружается и всплывает?» только двое смогли мне ответить на вопрос.

Ну а ход, движение субмарине придают главно-турбозубчатые агрегаты (турбина переднего хода и турбина заднего хода), которые крутят вал, а он соответственно винт. Мощность такого агрегата в перерасчете на лошадиные силы составляет примерно 250000 лошадиных сил. В зависимости от размера лодки бывают 2 таких агрегата и соответственно 2 винта, или все по одному.

4. Как лодка погружается и ходит под водой?

С таким вопросом я обратился к учителю физики Рафиту Мидигалеевичу. Он пояснил, что когда субмарина начинает погружаться, балластовые цистерны наполняются водой, выпуская воздух до тех пор, пока общая плотность лодки не станет больше плотности воды и подводная лодка начинает погружаться (так называемая отрицательная плавучесть)

Сжатый воздух, необходимый для дыхания и использования в балластных цистернах, поставляют на подводную лодку в воздушных резервуарах. Помимо этого, на корме субмарины находится подвижный комплект коротких рулей (крыльев), называемых глиссерами, которые помогают регулировать угол погружения. Глиссера с воздушным винтом установлены под определенным углом, так чтобы вода проходила над кормой, что заставляет корму подниматься вверх. За счет этого подводная лодка опускается вниз.

Для того чтобы удерживать подводную лодку на определенном уровне глубины, необходимо поддерживать баланс воздуха и воды в дифферентных цистернах (цистерны позволяющие поддерживать лодку в каком либо положении, чтоб не заваливалась ни влево, ни вправо) - ее общая плотность должна быть равна плотности воды (так называемая «нейтральная плавучесть»). Когда подводная лодка опускается до необходимой глубины, глиссера устанавливают на определенном уровне, чтобы субмарина могла плыть сквозь воду. Для поддержания уровня вода также проходит между дифферентными цистернами носовой части и кормы. Управлять субмариной под водой можно за счет хвостового руля (для поворота направо или налево) и глиссера, который регулирует угол погружения лодки.

А как же подводная лодка ходит под водой? Там нет даже иллюминаторов (окошек), как они все видят?

Так называемыми «ушами» подводной лодки являются акустические датчики, которые обслуживают подводники с профессией акустик. Такие акустики сидят в специальном затемненном помещении в наушниках прослушивают «горизонт», с помощью гидрофонов установленных полукругом в носовой и кормовой части подлодки (с помощью них можно не только прослушивать, но и записывать все звуки в море), и с помощью радаров просматривают так же горизонт на экране.

Ну а маршрут подлодки прокладывают на карте штурман. Они и дают рекомендации по скорости хода, по глубине погружения, вообще по всем маневрам подводной лодки. А маневры эти выполняет главный боцман который «сидит за рулями»

5. Как всплывает подводная лодка

Изначально перед тем как всплыть лодки в надводное положение, субмарина всплывает на перископную глубину (10-15 метров в зависимости от проекта подлодки). По достижении подводной лодкой перископной глубины командир, оценив обстановку, принимает решение на всплытие в надводное положение. Для всплытия в позиционное положение создается небольшой дифферент на корму. Когда подводная лодка всплывает на поверхность, воздух под высоким давлением (400 кгс/см2) из воздушных резервуаров перетекает в балластные цистерны тем самым происходит удаление воды; удаление воды происходит до тех пор, пока общая плотность не станет меньше плотности воды (положительная плавучесть) и начнется всплытие подводной лодки. Глиссера установлены под углом, поэтому вода двигается вверх по корме и таким образом сама корма наклоняется вниз, и субмарина начинает всплытие. Убедившись по глубиномеру и оценив в перископ по носовой и кормовой надстройкам (они должны быть над поверхностью воды), что средняя группа цистерн продута полностью, а ее кингстоны закрыты, командир пл отдраивает верхний рубочный люк и поднимается на мостик, откуда продолжает руководить всплытием в крейсерское положение. В случае опасности, балластные цистерны могут быстро наполниться высоким давлением и сразу же поднять лодку на поверхность.

Заключение

Итак, я закончил свою исследовательскую работу и узнал много полезной и нужной информации, которая может пригодиться и при дальнейшем изучении законов физики.

Прочитал художественную литературу про асов подводников времен великой отечественной войны. Просмотрел большое количество документальных фильмов про подводные лодки как отечественные, так и зарубежные. Все это позволило мне изучить все волнующие и проблемные мои вопросы, а именно:

- какие подводные лодки бывают

- как лодка погружается и всплывает, ходит над водой и под водой.

Провел эксперимент с кастрюлей, и на этом опыте выяснил, что при наличии воздуха в любом сосуде, этот сосуд (подводная лодка) не утонет, и будет оставаться на плаву до тех пор, пока есть в нем воздух.

Я почувствовал себя в роли кораблестроителя при выполнении сборки макета по чертежам.

Список литературы

1. Болгаров Н.П. Рассказы о поводной лодке. Воениздат, 1960.

2. Документальный фильм «Русские субмарины. История отечественного подводного флота». Режисер: А.Вырский.2006.

3 Интернет ресурсы.

4. Прасолов С.Н. «Устройство подводных лодок» М.,Воениздат,1978.

5. Художественный фильм « Подлодка».

Защитное слово.

Уважаемая комиссия! Хочу представить вам мою исследовательскую работу на тему «Знакомство с подводными лодками». Эта тема заинтересовала меня, потому что мой брат служит на подводной лодке. Мне стало интересно как погружается в воду и всплывает подводная лодка. Чтобы узнать это я поставил перед собой такие задачи

1. Проанализировать прочитанную литературу.

2. Узнать какие виды подводных лодок существуют.

3. Выяснить, как лодка погружается, ходит под водой и всплывает.

4. Провести эксперимент по проблеме исследования.

5. Выполнить макет подводной лодки.

Подводная лодка- корабль, способный погружаться и длительное время действовать в подводном положении.

Существует несколько видов подводных лодок. Самая большая «Акула». Мой брат служит на «Гепарде».На подводной лодке работают люди разных специальностей. Для того чтобы знать куда плыть, надо видеть «дорогу». На подлодках нет окон, поэтому есть люди «акустики», которые прослушивают путь. Штурманы составляют маршрут. Боцман управляет всем кораблем. Чтобы узнать почему лодка не тонет, я провел эксперимент. Запомнил тазик водой попробовал погрузить кастрюлю в воду, она сопротивлялась, но ушла под воду и утонула. Потом я плотно закрыл ее крышкой и погрузил в воду. Оказывается если внутри остается воздух , то кастрюля не уходит на дно, так подлодка.

Чтобы узнать как лодка погружается и ходит под водой я обратился к учителю физики Рафиту Миндигалеевичу. Он объяснил, что перед погружением край цистерны заполняется водой, а внутри остается воздух, поэтому лодка держится под водой на плаву. Заканчивая исследование мы с родителями изготовили 3 макета по чертежам. Вот один из них. Почувствовал себя кораблестроителем и хотел бы служить на такой подводной лодке.

13