double arrow

Размагничивание корабля



Появление неконтактного минного и торпедного оружия, а затем магнитных обнаружителей (магнитометров) подводных лодок в подводном положении, реагирующих на магнитное поле корабля, привело к разработке и созданию методов и средств как активной, так и пассивной защиты кораблей.

К методам активной защиты относят:

- уничтожение мин с помощью тралов;

- создание проходов в минных полях с помощью подрывов глубинных и авиационных бомб;

- поиск с помощью специальных электромагнитных и телевизионных искателей с последующим уничтожением.

Основным методом пассивной защиты является размагничивание кораблей. Суть его заключается в уменьшении магнитного поля на определенной глубине, называемой глубиной защиты. Глубиной защиты называют такую наименьшую глубину под килем, на которой после размагничивания корабля напряженность его магнитного поля практически равна нулю. В этом случае обеспечивается несрабатывание неконтактных мин и торпед,

Другой путь в обеспечении защищенности корабля по магнитному полю заключается в применении маломагнитных и немагнитных материалов в конструкциях корпуса и механизмов корабля.




Понятие о размагничивании.

Размагничиванием корабля называется процесс искусственного уменьшения его магнитного поля. Размагничивание производят с помощью обмоток контуров, питаемых током, и называют электромагнитной обработкой (ЭМО). Суть ЭМО заключается в создании определенным образом магнитного поля, обратного по знаку полю корабля, о чем будет сказано ниже.

На рис. 8 представлен плоский контур, по которому пропускается постоянный ток. Зависимость направления поля, т.е. положения его полюсов от направления тока определяется известным правилом буравчика.

Размагничивание производится двумя различными методами – безобмоточным и обмоточным. Названия эти следует понимать как условные, так как размагничивание кораблей как одним, так и другим методом выполняют с помощью обмоток, питаемых током. Но в первом случае, обмотки накладывают на корпус судна временно, лишь на период размагничивания, или же вообще располагают вне судна, на фунте. Применяя же второй метод, обмотки монтируют на судне стационарно и включают их на время следования по опасным районам.

Безобмоточное размагничивание (БР).

Безобмоточное размагничивание осуществляется путем воздействия на корабль временно создаваемых магнитных полей двумя способами:



- с помощью временно накладываемых на корабль электрических обмоток;

- с помощью контуров, обтекаемых током, уложенных на грунте.

При безобмоточном размагничивании (БР) корпус корабля подвергается воздействию затухающего переменного и постоянного магнитных полей, либо кратковременному воздействию только постоянного магнитного поля. В первом случае размагничивание основано на намагничивании корпуса по безгистерезисной кривой, во втором – по гистерезисной (рис. 4).

Размагничивание с помощью временно накладываемых на корабль обмоток.

После постройки корабля его корпус намагничивается в вертикальном, продольном и поперечном направлении.

Рассмотрим сущность размагничивания в вертикальном направлении (рис. 9, а).

а) вертикальное размагничивание;

б) продольное размагничивание;

в) поперечное размагничивание.

Вокруг корпуса заводится кабель в плоскости, параллельной ватерлинии. В зависимости от намагничивания корпуса, величина которого определяется при предварительном измерении, по кабелю пропускается ток такой величины (рис, 10), чтобы созданное поле обратного знака (при включенном токе) в точке превышало в раза исходное (точка ).

Через несколько секунд ток в обмотке выключается, и магнитное состояние переходит в точку . Эта операция называется «опрокидыванием» поля. Действительно, поле в точке оказалось другого знака, «опрокинутым». Заметим, что процесс идет по гистерезисной кривой.

Вторая операция называется «компенсацией». Во время этой операции в обмотку включается ток, величина и направление которого выбираются так, чтобы после выключения его поле корабля возможно больше приближалось к нулю.

 – вертикальное намагничивание корабля;

 – напряженность вертикального внешнего магнитного поля.

Ток, включенный в обмотку при первой и второй операциях, называется соответственно током опрокидывания и током компенсации .

Из кривых видно, что в результате электромагнитной обработки имевшееся у корабля намагничивание компенсируется, а создаваемое новое намагничивание таково, что вертикальные составляющие индуктивного намагничивания  и постоянного намагничивания , в районе экватора оказываются близкими или равными по абсолютной величине, но противоположными по знаку.

При размагничивании по безгистерезионой кривой достигается тот же результат, только процесс компенсации старого созданием нового постоянного намагничивания происходит при циклическом перемагничивании в переменном магнитном поле, убывающем по амплитуде от некоторого максимума до нуля. Для создания как постоянного, так и переменного магнитных полей на корабль накладываются временно один или несколько витков, подключаемых к источникам питания судов размагничивания. Для случая продольного размагничивания на корабль накладывается несколько витков (рис. 9, б) так, что корабль оказывается заключенным внутри огромного соленоида. Возникающее при включении обмотки магнитное поле, действующее по оси соленоида, размагничивает корабль.

При поперечном размагничивании на корабль накладываются в вертикальной плоскости два последовательно соединенных витка по бортам.

Эффективность размагничивания проверяют измерениями магнитного поля под днищем.

Заводка вокруг корпуса тяжелых многожильных кабелей связана с большими затратами времени и физического труда. Поэтому наравне с этим способом используют также специальные станции безобмоточного размагничивания, на которых обмотки (кабель) уложены определенным образом на грунте. Безобмоточное размагничивание с помощью контуров, уложенных на грунте. Контуры, уложенные на грунте, имеют форму петли. Поэтому станции получили название – петлевые станции безобмоточного размагничивания (ПСБР) рис. 11. Акватория ограждается буями или вехами. На ней имеются бочки для швартовки судов.

Через контур 1 пропускают постоянный ток, через контур 2 – переменный ток частотой около . Переменное магнитное поле позволяет устранить все необратимые явления, возникающие при намагничивании в постоянном магнитном поле контура постоянного тока 2. Процесс размагничивания заключается в пропускании соответствующих токов по контурам (донным кабелям) в тот момент, когда корабль проходит или стоит над ними. Управление режимом тока и снятие показаний магнитометрической аппаратуры осуществляется дистанционно с берегового пульта. Процесс размагничивания основан на принципе полугистерезисного перемагничивания (рис. 12).

При подходе к стенду ПСБР магнитное состояние корабля характеризуется точкой , где корабль обладает определенным постоянным и индуктивным намагничиванием. В момент прохождения над стендом корабль подвергается перемагничиванию по полугистерезисной кривой . В этот момент корабль находится над серединой контура. Далее при удалении корабля его магнитное состояние изменяется по кривой. При удачном сочетании магнитных полей на стенде магнитное состояние корабля может прийти в близкое к нейтральному магнитное состояние (точка ).

1 – контур постоянного тока;

2 – контур переменного тока;

3 – ограждающий буй

Как правило, при электромагнитной обработке на таких станциях одновременно компенсируется постоянное вертикальное и постоянное продольное намагничивание, Другие виды намагничивания не устраняются.

Итак, положительной стороной безобмоточного размагничивания является то, что корабль не несет никаких обмоток, для которых потребовались бы источники питания и щиты управления. Однако, этот метод не универсален.

Основными недостатками без обмоточного размагничивания корабля является:

1. Невозможность компенсации курсовых и широтных изменений поля корабля.

2. Необходимость периодически повторять магнитную обработку ввиду недостаточной стабильности результирующего поля.

3. Необходимость после каждой обработки производить определение и устранение девиации магнитных компасов.

Обмоточное размагничивание

Обмоточное размагничивание предусматривает компенсацию магнитных полей корабля полями от стационарных обмоток, питаемых током от специальных источников. Совокупность системы обмоток, источников питания, а также аппаратуры управления и контроля составляет размагничивающее устройство (РУ).

РУ рассчитывается так, чтобы магнитное поле, создаваемое током, протекающим по обмотке, представляло в любой момент времени зеркальное отображение собственного магнитного поля корабля, т. е. в каждой точке под кораблем было равно полю корабля по величине и противоположно по знаку.

РУ впервые разработаны группой сотрудников ЛФТИ АН СССР во главе с академиком А. П. Александровым (И. В. Курчатов, Л. Р. Степанов К. К. Щербо и др.). Размагничивающее устройство позволяет компенсировать магнитное поле корабля с учетом курсовых и широтных изменений.

Размагничивающее устройство состоит из нескольких самостоятельных обмоток различного назначения.

1. Для компенсации напряженности поля от вертикального постоянного намагничивания служит основная горизонтальная обмотка. Направление тока в этой обмотке подбирают так, чтобы ее магнитное поле было противоположно полю от вертикального постоянного намагничивания (рис. 13).

На рис. 13 показано, что магнитное поле обмотки (кривая ) равно по напряженности, но противоположно по знаку собственному полю (). Эта обмотка называется главной потому, что с её помощью компенсируется самая значительная (вертикальная) составляющая. Подобранный для этой обмотки режим тока в дальнейшем не изменяется, а остается постоянным на всех курсах и на любой широте.

Для компенсации вертикальной составляющей продольного намагничивания применяют носовую и кормовую обмотки (рис. 14,а).

2. Вместо указанных обмоток можно применить шпангоутную обмотку (рис. 14, б), Действие этой обмотки более эффективно по сравнению с носовой и кормовой постоянными обмотками. Однако установка ее связана с большими трудностями.

3. Поле от поперечного постоянного намагничивания компенсируется полем батоксовых постоянных обмоток, которые соединяются последовательно и крепятся на правом и левом бортах судна (рис. 15). Для компенсации этого поля достаточно задать в обмотках определенный и одинаковый режим тока.

Сложнее компенсировать индуктивные составляющие намагничивания. Для этой цели в размагничивающее устройство входят регулируемые обмотки: широтная, курсовые шпангоутные обмотки и батоксовые курсовые обмотки.

4. Широтная обмотка предназначена для компенсации поля от вертикального индуктивного намагничивания. Расположение этой обмотки и распределение составляющих напряженности ее магнитного поля такие же, как у основной горизонтальной. Поэтому отдельную широтную обмотку можно не устанавливать, а использовать несколько секций основной горизонтальной обмотки, вводя в цепь их питания приспособления для регулировки тока.

Ток в широтной обмотке регулируется пропорционально синусу магнитного наклонения (магнитной широты).

Курсовые шпангоутные обмотки служат для компенсации поля от продольного индуктивного намагничивания и размещаются аналогично обмоткам для постоянного продольного размагничивания. Поскольку напряженность поля от продольного индуктивного намагничивания корабля изменяется пропорционально косинусу магнитного поля, то для компенсации этого поля необходимо изменять режим тока в обмотке также по закону косинуса. Поэтому эти обмотки называют шпангоутными курсовыми (рис. 14, б).

Батоксовые курсовые обмотки используются для компенсации поля от поперечного индуктивного намагничивания, их располагают последовательно по обоим бортам судна, параллельно постоянным обмоткам. Регулировка силы и направления тока производится пропорционально синусу угла магнитного курса.

Дополнительные обмотки устанавливаются как для компенсации корабля на отдельных участках его, так и для компенсации магнитных полей мощных корабельных электроэнергетических и других установок.

Основным достоинством обмоточного размагничивания является возможность компенсации курсовых и широтных изменений магнитного поля корабля, что обеспечивает большую степень защиты кораблей от неконтактного магнитного оружия и большую их скрытность.

Недостатками РУ являются: большая стоимость, расход дополнительных материалов, утяжеление корабля и значительный расход энергии.



Сейчас читают про: