Морская гидродинамика. Подводная лодка

Подводная лодка формировалась на научной основе в течение немногим более одного столетия.
Ее развитие определялось главным образом обеспечением движения в жидкой среде в трех измерениях.
Требование акустической скрытности добавилось сегодня как важнейшее ограничение, для соблюдения которого нужно учитывать особенности местного обтекания корпуса, выступающих частей и движителя.
Эта работа позволяет на основе краткого экскурса в историю подводной лодки оценить современное состояние ее гидродинамического облика.
Здесь описаны технические решения и инструменты, необходимые проектанту лодки для обеспечения ее надлежащей остойчивости, благоприятной динамики погружения, минимального сопротивления движению, эффективности движителей и снижения шумов обтекания.

Оглавление
Введение
Глава I. Подводные лодки: общие характеристики
Особенности подводной лодки
Основные принципы
Пропульсивные качества
Искусство погружения под воду
Скрытность
Вооружение
Концепции применения
Прибрежные подводные лодки и крейсерские подводные лодки
От борьбы с надводными целями к борьбе противолодочной
Действия по береговым целям
Глава II. Внешние формы подводной лодки
Эволюция формы
«Чистая» подводная лодка
«Погружающаяся» подводная лодка
Атомная подводная лодка
Акустическая скрытность
Различные типы подводных лодок
Общие формы корпуса
Определение базовой формы - веретено
Оптимизация формы типа Albacore
Ограждение рубки
Форма кормовой оконечности
Форма носовой оконечности
Глава III. Статическое равновесие подводной лодки
Статическое равновесие
Водоизмещение в подводном положении
Равновесие весов в погруженном положении
Водоизмещение на поверхности
Равновесие подводной лодки на поверхности
Остойчивость при статическом равновесии
Остойчивость при равновесии под водой
Остойчивость при равновесии на поверхности
Остойчивость в процессе погружения и всплытия подводной лодки
Глава IV. Динамика подводной лодки в погруженном состоянии
Оси и параметры движения погруженной подводной лодки
Оси движения
Параметры движения
Уравнения движения
Определения инерции
Статические силы
Безразмерные параметры
Линейная модель движения
Динамическая устойчивость погруженной подводной лодки
Горизонтальная устойчивость
Вертикальная устойчивость
Эволюция погруженной подводной лодки
Изменение погружения
Циркуляция
Взаимодействие маневров
Область безопасности. Погружение - скорость
Гидродинамические силы на рулях
Подъемная сила крыла малого удлинения
Присоединенные массы воды
Выбор размеров рулей
Простое моделирование продувки балласта
Глава V. Динамика подводной лодки под взволнованной поверхностью
Характеристики волнения
Регулярное синусоидальное волнение при неограниченной глубине
Регулярное синусоидальное волнение при ограниченной глубине
Нерегулярное волнение
Встречное волнение
Нелинейное волнение
Движение подводной лодки под взволнованной поверхностью
Определения и уравнения движения
Гидродинамические силы первого порядка
Силы, создаваемые рулями
Передаточные коэффициенты
Нелинейные эффекты влияния волнения на подводную лодку
Глава VI. Сопротивление и пропульсивные характеристики
Пропульсивный коэффициент
Сопротивление корпуса
Сопротивление трения
Сопротивление формы
Сопротивление выступающих частей
Оценка коэффициентов попутного потока и засасывания
Попутный поток
Засасывание
Экспериментальное определение сопротивления, попутного потока и засасывания
Буксировочные испытания
Самоходные испытания
Определение характеристик гребного винта
Предварительная оценка основных характеристик
Испытания гребных винтов
Водометные движители
Приложение. Гребной винт: обозначения и определения
Глава VII. Гидродинамический шум
Общие сведения о гидродинамическом шуме
Акустическая мощность, интенсивность и эффективность
Измерение звука
Уравнения пассивного средства измерения
Спектр шума
Распространение звука в воде. Уравнение Гельмгольца
Простые волны, плоские и сферические
Отражение и рефракция акустической волны
Акустические источники
Шум гребного винта
Гидродинамические пульсации упора
Шум лопастей
Кавитационный шум
Пение гребных винтов
Шум обтекания
Шум пограничного слоя
Шум отверстий
Библиография