Техника + Флот

"В 1739 году один джентльмен сообщил мне, что матросы на кораблях в Спитхэде были так опасно больны из-за недостатка свежего воздуха, что их высадили на берег, чтобы поправить здоровье; и корабли, к которым они принадлежали, воняли до такой степени, что они заражали друг друга. Из сострадания к моим собратьям я счел себя обязанным сделать все, что было возможно, для их облегчения в этих несчастливых обстоятельствах".

Наблюдательный пивовар однажды развёл огонь в двух каминах в большом помещении при закрытой двери. После этого через дымоход третьего, не горящего камина, воздух стал поступать внутрь помещения с такой силой, что задул горящие свечи. Эврика!

А нельзя ли на кораблях проложить воздухопроводы из разных палуб к поддувалу камбузной печи, почти весь день пылающей при приготовлении пищи на большую команду парусника? Дурной воздух будет уходить в топку, а взамен его через приёмные трубы в помещениях поступать свежий?

Мистер Саттон не был знаком с трудами Плиния старшего, описывавшего такой метод вентиляции шахт ещё в первом веке нашей эры. Или что китайцы применяли вращающиеся вентиляторы с колёсами до трёх метров в диаметре с ручным или водяным приводом ещё за тысячу лет до него. И даже того, что в палате лордов в родном Лондоне осевой вентилятор был установлен ещё в 1734 году. Интересно, как он приводился в движение?

Тем не менее, он обратился с предложением своего изобретения к флотским офицерам. Из его воспоминаний: "... находясь в кофейне близ Адмиралтейства, я подошел к некоторым джентльменам из флота и осведомился у них, как и у других, о пользе вышеупомянутой смены воздуха. Все до одного человека признали, что это будет чрезвычайно полезно, и после их единодушного одобрения я сказал им, что могу обеспечить такую смену воздуха, после чего один из компании перешел к другому столу , а остальные последовали за ним, и я слышал, как он сказал остальным, что он искренне жалеет меня, как действительно сумасшедшего и не в своем уме".

Не будем перечислять все круги бюрократического ада, которые он прошёл, "...пока в сентябре 1741 года, настал день, назначенный для испытания моего эксперимента; когда лорды Адмиралтейства, комиссары военно-морского флота, доктор Мид, Мартин Фолкс, эсквайр, и несколько других членов Королевского общества прибыли на переоборудованный корабль. ...Эксперимент прошел весьма успешно, на конце каждой трубы поступающий воздух задул свечу, и все вышеупомянутые лорды и джентльмены... выразили свое одобрение спектаклю".

После двухмесячного ожидания мистеру Саттону был дан приказ оснастить морское судно своим аппаратом, и он отправился в Портсмут, где «Норвич» был оборудован так, как он хотел. Когда установка была завершена, Саттон ждал удовлетворительного отзыва, но, к своему неприятному удивлению, "узнал, что никакой отчет не может быть сделан до тех пор, пока « Норвич » не вернется из своего путешествия сначала в Гвинею, а оттуда в Вест-Индию".

"Норвич" вернулся аж в октябре 1743 года. Капитан Грегори сообщил следующее:

«Что касается воздушных труб, которые были проложены у меня на борту. Я был вынужден заткнуть две из них, по той причине, что между палубами шел огонь; Впрочем, я не мог судить об их пользе, так как был настолько здоров, что похоронил только двух человек за все время, пока был в море».

В конце концов Адмиралтейство похерило эту идею, а за годы, потраченные Саттоном безрезультатно, и личные расходы на переоборудование судна, ему было выплачено 100 фунтов.

Вероятно, он жалел, что не посвятил себя разработке нового сорта пива.

Гораздо более употребительными были виндзейли. Виндзейль (Фр. Manche à vent. Англ. Windsail) — длинный парусинный цилиндр с металлическими или деревянными обручами; ставится в жилые помещения или в трюм вместо вентилятора. Виндзейль поворачивали отверстием против ветра

Вот они на гравюре 1854 года:

Виндзейль на фрегате "Память Азова" в Суэцком канале во время путешествия наследника престола Николая Александровича в 1890 году на Восток:

И даже гораздо позже, вот зенитчики японского крейсера "Тенрю" в августе 1937 года и виндзейль:

Что удивительно, ведь к тому времени уже десятки лет существовали такие устройства:

Которые можно разворачивать в любую сторону, откуда дует ветер.

И всё-таки, этого было недостаточно, особенно для вентиляции котельных отделений, где в тропиках царил сущий ад.

Надо сказать, что механические вентиляторы с ручным приводом существовали уже давно. Одним из их изобретателей был русский инженер А.А. Саблуков, изобретший центробежный вентилятор в 1832 году. А уже в 1834 году такой вентилятор был применён на подводной лодке Шильдера, отмечен стрелкой:

Конструкции ручных вентиляторов были самые разнообразные:

Друзья, а вот гравюра ниже довольно спорная. Будет ли работать червячная пара так, как это изображено?

Но много ли ты накрутишь вручную? "Век пара" внёс свои коррективы. Привод вентилятора паровой машиной:

И турбиной:

А там пришла эра электромоторов и вентиляция на судах может осуществляться практически в любом помещении. Однако и естественная вентиляция отнюдь не спела свою последнюю песню.

И тут стоит рассмотреть интересный аспект вентиляции грузовых трюмов и связанный с ним эффект "потения" груза или корпусных элементов судна.

Из своего опыта. Загружаемся зимой по морозцу в Ростове углём или металлоломом. Потом ледокол протаскивает караван среди льдов низовья Дона и части Азовского моря. Потом три-четыре дня перехода и вот мы открываем крышки трюмов в порту где-нибудь в южной части Мраморного моря. А тепло вокруг и сыро. И груз на глазах начинает "потеть", на нём выделяется влага из тёплого воздуха, как на бутылке, вынутой из холодильника.

Поскольку объём трюмов судов "река-море" относительно невелик и разгрузка идёт быстро, особо никакой влаги в трюме скопиться не успевает. Другое дело крупные суда, ходящие на большие расстояния. Когда воздушная влага оседает на груз, это называется «потом груза». Конденсат на элементах конструкции корабля внутри грузового отсека называется «корабельным потом». Оба явления напрямую связаны с точкой росы, температурой, при которой воздух насыщается водой, вызывая образование конденсата.

Органические вещества, такие как зерно, корма для животных, жмых, древесина или древесная масса, могут разлагаться или ферментироваться под воздействием "пота". Неорганические и/или гигроскопичные грузы, которые могут поглощать или выделять влагу, такие как удобрения, соль, сахар или минералы, могут вступать в химическую реакцию с водой и могут самонагреваться и выделять окись углерода, двуокись углерода или метан. Помимо связанного с этим ухудшения качества продукции, угарный газ токсичен для человека, а двуокись углерода может вытеснять атмосферный кислород и вызывать удушье, если его не обнаружить. Оба газа не имеют запаха.

Некоторые неорганические грузы, особенно силикомарганец и ферросилиций, могут выделять токсичные газы, особенно во влажном состоянии. Уголь и железо прямого восстановления могут таким же образом самонагреваться и вызывать пожар в грузовом отсеке, а также выделять опасный метан при неблагоприятных атмосферных условиях.

Кроме того, непахучие токсичные газы или обедненная кислородом атмосфера в грузовом отсеке представляют непосредственную опасность для любого, кто входит в него. Более того, токсичные газы, выходящие из грузовых отсеков в результате естественной или механической вентиляции или утечек, могут попасть в жилые помещения экипажа и в худшем случае привести к травмам или смерти, если их не обнаружить на ранней стадии.

Трюмы обязательно оборудуются устройствами для естественной вентиляции

Или системой вентиляции принудительной.

И тут надо чётко понимать такой параметр, как точка росы. Это температура воздуха, при которой содержащийся в нём пар достигает состояния насыщения и начинает конденсироваться в росу. Зависит от температуры воздуха и его влажности. Существуют графики для расчёта точки росы. Ну, например, при температуре +20 внутри помещения, а влажности 60%, то на любых поверхностях с температурой ниже +12 градусов образуется конденсат. А при той же температуре и влажности 80%, конденсат образуется на любых поверхностях с температурой ниже +16,44.

Имеется ряд рекомендаций, как действовать с учётом этого параметра.

Проветривайте трюм, если точка росы окружающего воздуха ниже точки росы грузового помещения. Сменяющийся воздух будет вентилировать грузовое пространство, и опасность образования конденсата будет минимальна.

Ограничить вентиляцию, если точка росы наружного воздуха выше температуры груза. Проветривание в таких условиях может привести к образованию конденсата на грузе, так как в грузовое помещение поступает наружный воздух с более высокой точкой росы.

Температура воздуха как снаружи, так и в различных грузовых отсеках должна регулярно измеряться и регистрироваться. Чрезвычайно важно, чтобы внимание к вентиляции груза четко и регулярно фиксировалось в палубном журнале с особым упоминанием любого открытия люков и т. д. Отсутствие таких записей может привести к крупным претензиям за предполагаемое небрежное отношение.

И опять же из личного опыта. Никто у нас этим не заморачивался, ибо плечо перевозок было достаточно коротким и особо ценных грузов мы не возили, а если запотеет металлолом или уголь, то и хрен с ним. А после их выгрузки на обратном пути трюмы обязательно замывались палубной командой забортной водой с использованием пожарным шлангов, так что угроза их "потения" и корродирования на этом фоне выглядела несколько забавной.

..........................................................................................................................................................................

Источник: мой журнал https://dzen.ru/amico

Катера поддержки.  В принципе будущее за универсальной платформой, которая может нести на себе оружие или оборудование, которое считают необходимым для поддержки здесь и сейчас:  мины или оборудование для траления,  торпеды или акустический буй,  небольшая скорострельная артиллерия или платформа для запуска летающих беспилотников, сонар и глубинные бомбы, и т.д.  Задача как таковая  это  сопровождение более крупных целей и работа по алгоритму.  Например такие катера могут спокойно противостоять волчьим стаям подводных лодок (или их современной версией с помощью БЭК), ПВО/ПРО на дальних рубежах, уничтожение разведывательных дронов противника, и т.д.

Не считаю возможным дронифицировать большие корабли, так как  большой корабль можно автоматизировать по максимуму, но заменить там экипаж в принципе невозможно.  аналогично в  подводных лодках. Кроме того этот,  по своей сути, москитный флот, всего лишь поддержка основному флоту. И в принципе будет неплохо если эту поддержку можно будет перевозить по суше к любому региону действий.

Почему не говорил про спутниковую связь, селекцию целей ИИ, роботизированное конвейерное производство и прочие?  Ну я об этом постоянно говорю, здесь это будет конечно же не лишним. Пишу это чтобы оставили мысли про это мою голову.

Если гироскоп поместить на географический полюс с горизонтальной осью вращения, будет казаться, что он вращается вокруг своей вертикальной оси. Это вертикальная скорость заземления. Во всех точках между экватором и полюсами гироскоп поворачивается частично вокруг своей горизонтальной и частично вокруг вертикальной оси, находясь под влиянием как горизонтальной, так и вертикальной скорости Земли. Чтобы визуализировать эти эффекты, помните, что гироскоп, на какой бы широте он ни находился, остается выровненным в пространстве, в то время как Земля движется под ним.

Гирокомпас зависит от четырех природных явлений:

гироскопическая инерция,

прецессия

вращение Земли (сила кариолиса)

гравитация.

Чтобы превратить гироскоп в гирокомпас, колесо или ротор устанавливают в сферу, называемую гиросферой, а затем сферу поддерживают в вертикальном кольце. Вся сборка смонтирована на основании, называемом фантомом. Гироскоп в гирокомпасе может быть маятниковым или немаятниковым, в зависимости от конструкции. Ротор может весить от полукилограмма до более 25 кг.

Для того, чтобы заставить его искать и поддерживать истинный север, необходимы три вещи.

Во-первых, гироскоп нужно сделать так, чтобы он оставался на плоскости меридиана.

Во-вторых, он должна оставаться горизонтальной.

В-третьих, он должен оставаться в этом положении, достигнув его, независимо от того, что делает сфера, в которой он установлен, или где он находится на земле.

Чтобы заставить его искать меридиан, к нижней части вертикального кольца добавляется груз, заставляющий его раскачиваться вокруг своей вертикальной оси и, таким образом, стремиться выровняться по горизонтали. Он будет иметь тенденцию колебаться, поэтому со стороны сферы, в которой находится ротор, добавляется второй груз, который гасит колебания до тех пор, пока гироскоп не останется на меридиане. С этими двумя противовесами единственное возможное положение равновесия находится на меридиане с горизонтальной осью вращения.

Чтобы заставить гироскоп развернуться на север, испрользуются "баллистики", которых обычно четыре, размещаются так, чтобы их центры тяжести точно совпадали с центром тяжести гироскопа. Затем прецессия заставляет ось вращения очерчивать эллипс, один из которых занимает около 84 минут. (Это период колебания маятника с плечом, равным радиусу Земли.) Чтобы гашить это колебание, сила прикладывается не в вертикальной плоскости, а немного восточнее вертикальной плоскости. Это приводит к тому, что ось вращения описывает спираль, а не эллипс, и в конечном итоге останавливается на меридиане, указывающем на север.

Использование гирокомпаса

Поскольку гирокомпас не подвержен влиянию магнетизма, он не подвержен изменениям или отклонениям. Любая ошибка постоянна и одинакова по всему горизонту, и часто может быть уменьшена менее чем до одного градуса, что фактически полностью исключает ее. В отличие от магнитного компаса, он может выдавать сигнал на ретрансляторы, расположенные на судне.

Но он также требует постоянного источника стабильной электрической энергии, и в случае отключения электричества требуется несколько часов, чтобы снова вернуться в меридиан, прежде чем его можно будет использовать. Этот период можно сократить, совместив компас с меридианом перед включением питания. (штуп мана работавшие с "Вегой" и "Курсом" меня поймут)

Направляющая сила гирокомпаса зависит от величины прецессии, которой он подвержен, которая, в свою очередь, зависит от широты. Таким образом, направляющая сила максимальна на экваторе и уменьшается до нуля на полюсах. Суда, работающие в высоких широтах, должны строить кривые ошибок на основе широт, потому что ошибки в высоких широтах в конечном итоге превышают способность компаса их исправлять.

Гирокомпас обычно располагается на рулевой рубке как можно ближе к центру крена, тангажа и рыскания судна, что сводит к минимуму ошибки, вызванные движением судна.

Ретрансляторы расположены в удобных местах по всему судну, например, у штурвала для рулевого управления, на крыльях мостика для взятия пеленгов и управления судном с крыла, , в румпельном, для аварийного рулевого управления и в других местах. Выходной сигнал также может быть использован для управления регистраторами курса, системами автопилота, плоттерами, системами управления огнем и тарелками спутниковой связи.

А вот про силу Кориолиса - могу дать ссылку

http://phobos.spbu.ru/wp-content/uploads/2019/10/Giroskopy_M...

тут расписано все намного лучше, чем написал я :)

Интересные комменты:
- Как отставной моряк ВМС США, служивший на фрегатах, эсминцах и крейсерах, я могу сказать, что для "маленьких мальчиков" это был спокойный день. Лучше всего я спал в море, когда вот так нас качало. И, глядя на это видео, я должен признать, что тоскую по этому.

- Мой старик был свидетелем того, как эсминец во время Второй мировой войны испытал более серьезное носовое погружение. Он налетел на мину, когда шел со скоростью 30 узлов (55 км/ч) в конвое. Нос оторвало, и менее чем за 10 секунд корабль загнал себя под воду. Из экипажа спасли 12 человек.

- Я участвовал в проекте RD в подразделении GE [General Electrics, полагаю?] по редукторам и движителям. Мы создали первую высокоскоростную понижающую передачу для газовых турбин всех эсминцев DDG в соответствии с двумя требованиями. Вначале нам сказали, что ВМС США хотят получить корабль, который мог бы без проблем пройти через ураганы и тайфуны. Во-вторых, он должен быть таким, чтобы адмирал мог бы кататься за ним на водных лыжах.

- "Мой батя - немец, так что я типа наполовину U-boat [искаженное английским языком U-boot - Unterseeboot - немецкий термин для обозначения субмарин].

- В военно-морском флоте размер имеет значение. Эсминец - сегодня бурное море. Авианосец - сегодня спокойное море.

- Прослужил на флоте 21 год. Все мои корабли были эсминцами или фрегатами. Это видео навевает приятные воспоминания. Смотрится забавно. На самом деле, я служил на предыдущем корабле USS Dewey, который был эсминцем класса Coontz, DDG45.

- Когда я служил на своем первом корабле, у нас было нечто подобное, но дело было ночью, на подходе к Франции. Когда нос корабля так же, как и у этого судна, задрался, вода попала в одну из вентиляционных шахт и затопила наши отсеки. Мы потратили половину ночи на выгребание воды, в то время как наш сослуживец пел песню "In The Navy".

- Я участвовал в проекте RD в подразделении GE [General Electrics, полагаю?] по редукторам и движителям. Мы создали первую высокоскоростную понижающую передачу для газовых турбин всех эсминцев DDG в соответствии с двумя требованиями. Вначале нам сказали, что ВМС США хотят получить корабль, который мог бы без проблем пройти через ураганы и тайфуны. Во-вторых, корабль, за которым адмирал мог бы кататься на водных лыжах.

- 20 лет строил корабли типа DDG, горжусь каждым из них.

- Авианосец: "Вах, какой хороший день!" Эсминец: вопли страданий.

- Я наблюдал нечто подобное с авианосцем "Энтерпрайз". Мы пересекали Атлантику, и они шли рядом с нами в паре, может быть, 2000 метров от левого борта. Море было очень бурным. Я находился в курилке, мы наблюдали за "Энтерпрайзом" вдалеке и увидели, как нос корабля опустился, и волна разбилась о его палубу. Если учесть, что в нормальных условиях нос авианосца находится на высоте около 80 футов (24 метра) над ватерлинией, то это действительно было впечатляющее зрелище.

- Я служил на подводной лодке. Под водой на глубине 800 футов (244 метра) плавание было довольно спокойным. У надводного флота дела обстояли гораздо сложнее.