Droppande skrov

Ett droppskrov är en ubåtsskrovdesign som betonar nedsänkt prestanda framför prestanda på ytan. Det var något vanligt i de tidiga stadierna av ubåtsutveckling, men övergavs gradvis i början av 1900-talet till förmån för konstruktioner optimerade för hög prestanda på ytan som ett resultat av förändringar i operationell doktrin. Även om sjöfartsdoktrinen förändrades, återstod designpraxis till de senare delarna av andra världskriget då den tyska Kriegsmarinen led ständigt växande förluster av ubåtar i slaget om Atlanten .

I ett försök att bekämpa det växande hotet från allierade anti-ubåtsinsatser , sattes experimentella designkoncept med anor från det sena interbellumet in i den befintliga ubåtsdesignprocessen, vilket resulterade i ett litet antal väteperoxiddrivna ubåtar såväl som Elektroboot - familjen av dieselelektriska ubåtsklasser. Även om det var för sent och för få för att vända kriget, störde granskningen av dessa båtar under den omedelbara efterkrigstiden kraftigt den institutionella tröghet som hade hållit världens flottor fokuserade på den "dykande torpedbåten" under de föregående decennierna, och ledde till ett ökat fokus på nedsänkt prestanda. Detta ledde till att droppskrovet så småningom återinfördes i ubåtar, som används i olika former på praktiskt taget alla stora militära undervattensfartyg idag.

Historia

Eftersom termen inte hänvisar till någon exakt form, utan snarare till det abstrakta konceptet med en skrovform optimerad för undervattensresor, och mer specifikt den fysiska manifestationen av denna idé i faktiska ubåtar som begränsas av materialvetenskap och designkraven som ställs på fartyget , om något specifikt fartyg uppvisar ett droppskrov eller inte beror på den subjektiva tolkningen av själva termen. Beroende på denna tolkning kan flera av ubåtarna som visas nedan anses ha varit ett "första försök" eller en "milstolpe" av någon beskrivning.

I modernt bruk

Även om det övergripande temat för droppskrovet är att maximera nedsänkt prestanda till priset av prestanda på ytan, beror det exakta resultatet av denna process på flera faktorer, i ingen specifik ordning eftersom viktordningen för dessa problem i sig själv varierar:

  • Ubåtens storlek är en funktion av de krav som konstruktören ställer på operativ uthållighet, vapenkapacitet och monterade sensorer.
  • Arrangemanget av extern och intern utrustning.
  • Ekonomiska faktorer, främst relaterade till den dyra processen att designa, forma och montera skrovsektioner med 3D-kurvor, och sedan montera in maskiner.

Enkelt eller dubbelt skrov

Från och med slutet av andra världskriget var västra och östra ubåtar överlag lika, eftersom de var dubbel- eller partiella dubbelskrovskonstruktioner med stora bränsle- och barlasttankar mellan de inre och yttre skroven som reserverade stora volymer inuti tryckskroven för lagring av tryckokänsliga bränsle ansågs vara oekonomiskt. Användningen av dubbla skrov ger en stor grad av frihet i att forma en båts exteriör och ger utrymme för okänslig utrustning att placeras utanför tryckskrovet, vilket möjliggör ett mindre tryckskrov och, i förlängningen, en mindre båt. Det medför dock höga konstruktions- och underhållskostnader.

Kärnkraftsbåtar, i kraft av sitt framdrivningssystem, har liten användning för detta mellanutrymme, och är därför mer benägna att antingen använda enkelskrov eller, som var fallet för sovjetiska ubåtar, använda det "fria" utrymmet för utökade barlasttankar och utrustning. På grund av detta tenderar västerländska atomubåtar att uppträda som långa rör som stängs av fören och aktern, medan östliga atomubåtar tenderar att ha en överlag mer hydrodynamiskt effektiv form och extrema mängder reservflytkraft, med vissa siffror som tyder på en reservflytkraftsfraktion av >45 % för Project 941 ( Shark )-klass SSBN. Det finns också ett alternativ för en hydrodynamiskt optimerad kärnvapenubåt med enkelskrov som Skipjack -klassen, men att skapa stora 3D-böjda plattor av tjock, höghållfast metall är fortfarande oöverkomligt dyrt.

Bågeform

Bortsett från valet mellan enkel- och dubbelskrov, finns det också flera val relaterade till placeringen av ekolodsutrustning, torpedrör och de framåtgående dykplanen. I mindre kustbåtar, typiskt med två däck inuti tryckskrovet, placeras torpedrören och torpedhanteringsrummet på nedre däck med ekolodet monterat högre upp i fören, eventuellt ovanför vattenlinjen som på tysk typ 206 och svenska Sjöormen , Västergötland , och nyare klasser, ger enkel åtkomst till ekolodet för underhåll. Ett annat alternativ är att placera torpedrummet på övre däck med arrayen i den nedre halvan av fören som på den brittiska Upholder -klassen och den sovjetiska/ryska Kilo , med lämnar utrymme bakom fören för stora batteribanker, och kan tillåta enklare fyllning av torpeder genom att ladda dem genom de övre torpedrören istället för genom en dedikerad torpedlastningslucka. Båda dessa alternativ tenderar att resultera i något trubbiga bågar, och det förra alternativet kan kräva att de framåtgående dykplanen flyttas från skrovet upp till seglet för att minska flödesljudet som annars skulle kunna störa ekolodet.

När storleken ökar, tillåter den större stråle av båten användning av vinklade torpedrör som skjuter genom sidorna av skrovet samtidigt som det lämnar utrymme i fören för en mycket större ekolodsuppsättning. Detta är alternativet som valts för många amerikanska atomubåtar sedan mitten av det kalla kriget, och används även på de nya ryska Yasen -klassbåtarna . Liksom tidigare kan drivkraften för att minimera flödesljud uppmuntra till att flytta de framåtgående dykplanen till seglet, men detta kan vara en nackdel när man går till ytan genom den arktiska isen, vilket kräver förstärkningar och högvinklade tiltmekanismer för att förhindra böjning av planen. En mer komplex lösning är att replikera den tyska typen XXI genom att vika de framåtgående dykplanen in i skrovet när de inte används, helst med ytterligare en uppsättning dörrar för att täcka öppningen i skrovsidorna. Ett tredje alternativ som vanligen används av britterna är att helt enkelt lämna de framåtgående dykplanen på den övre delen av fören permanent, ibland med möjligheten att vika sig uppåt för att inte smutsa ner hamnstrukturer, och omforma fören vid dykplanets punkt. fastsättning för att skapa minsta möjliga turbulens.

Framdrivnings- och akterkontrollytor

När det gäller framdrivning slutar västerländska ubåtar av denna typ i en enda propeller för att minimera motståndet; den sovjetiska flottan var långsammare att anta denna praxis, deras konstruktioner fortsatte att använda två propellrar för att ge antingen större kraft eller säkerhet. Type 206 har en lång, fin avsmalning akter om seglet, återigen för att minimera motståndet, men den brittiska Upholder -klassen har en mer ekonomisk design, med en kort avsmalning längst bak i skrovet för att maximera den inre volymen, och kanske ge större styrka till skrovet. Den tyska ubåten av typ VII på bilden på denna sida har aktern på skrovet avsmalnande abrupt för detta ändamål, även om dess propelleraxel följer den för resten av skrovet.

Albacore studerade flera positioner för efterplanen . Amerikanska designers bosatte sig på en modifierad version av Delphins korsformade arrangemang (ett grekiskt kors sett bakifrån); de förkastade alternativet med ett x-arrangemang för dess komplexitet, men det accepterades och användes av bland annat de holländska, svenska, australiska och tyska flottorna, för dess förmåga att krypa närmare en grund havsbotten utan att slå rodret på havsbotten . Sovjeterna upprepade ofta ett konventionellt arrangemang, liknande det för Typ XXI U-båt .

"Albacore skrovet"

Den första augusti 1953 sjösatte USA ett experimentfartyg, Albacore , som hade en skrovform till stor del baserad på "Lyon Shape" uppkallad efter Hilda Lyon . Efter framgångsrika manövreringsförsök och tester av olika roder- och propellerarrangemang användes samma övergripande skrovform för Skipjack - och Barbel -klasserna och de flesta moderna amerikanska ubåtar idag [ när? ] använd en variant av den formen med en central förlängd cylinder som utgör huvudtryckskrovet. På grund av den stora uppmärksamhet som ägnades åt Albacore under tiden innan internets gryning gjorde information om ämnet ubåtshistoria mer tillgänglig för allmänheten, är det troligt att varje design som överhuvudtaget liknar den kan hänvisas till som ett "Albacore-skrov", oavsett om det var inspirerat av Albacore , utvecklades oberoende vid ett liknande ögonblick i tiden, eller föregick Albacore direkt.

Anteckningar

Bibliografi