Wie ein U-Boot funktioniert: Beschreibung, Eigenschaften und Funktionsprinzip

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

U-Boote sind eine Klasse von Schiffen, die sich unter Wasser und an der Oberfläche völlig autonom bewegen und andere Aktionen ausführen können. Solche Schiffe können Waffen tragen und können auch für verschiedene Spezialoperationen angepasst werden. Überlegen Sie, wie ein U-Boot funktioniert und wie es funktioniert.

Historische Fakten

Die allerersten Informationen über solche Schwimmanlagen stammen aus dem Jahr 1190. In einer der deutschen Legenden baute die Hauptfigur so etwas wie ein U-Boot aus Leder und schaffte es, sich darauf vor feindlichen Schiffen auf dem Meeresboden zu verstecken. Diese Schwimmanlage blieb 14 Tage am Boden. Die Luft wurde durch ein Rohr zugeführt, dessen zweites Ende sich an der Oberfläche befand. Es sind keine Details, Zeichnungen, Informationen über die Anordnung des U-Bootes erh alten geblieben.

Mehr oder weniger reale Grundlagen des Gerätetauchens wurden von William Buen in seinem Werk im Jahr 1578 skizziert. Bouin auf der Grundlage des Gesetzes von Archimedes erstmals die Methoden wissenschaftlich untermauertAuftauchen und Tauchen, indem die Eigenschaften des Auftriebs des Schiffes geändert und seine Verdrängung geändert werden. Basierend auf diesen Arbeiten war es möglich, ein Schiff zu bauen, das sinken und schwimmen kann. Das Schiff konnte nicht unter Wasser segeln.

Darüber hinaus legten Ingenieure im Zeit alter des wissenschaftlichen und technologischen Fortschritts in St. Petersburg heimlich das Prinzip eines für die Streitkräfte entwickelten U-Bootes fest. Es wurde nach den Entwürfen von Yefim Nikonov gebaut. Das Projekt wurde von 1718 bis 1721 durchgeführt. Dann wurde der Prototyp auf den Markt gebracht und er konnte alle Tests erfolgreich bestehen.

Nach 50 Jahren bauten die Vereinigten Staaten das erste U-Boot, das in Kampfhandlungen eingesetzt wurde. Das Gehäuse hatte die Form einer Linse aus zwei Hälften, die mit Flanschen und Ledereinlagen verbunden waren. Auf dem Dach befand sich eine Kupferhalbkugel mit einer Luke. Das Boot hatte ein Ballastfach, das mit einer Pumpe geleert und gefüllt wurde. Es gab auch ein Notfallbleiballast.

Dzhevetskys Schiff wurde das erste Serien-U-Boot. Die Serie umfasste 50 Stück. Dann wurde das Design verbessert und anstelle des Ruderantriebs erschien zuerst ein pneumatischer und dann ein elektrischer Antrieb. Diese Strukturen wurden von 1882 bis 1888 gebaut.

Das erste Elektro-U-Boot war ein von Claude Goubet entworfenes Schiff. Der Prototyp wurde 1888 vom Stapel gelassen, das Schiff hatte eine Verdrängung von 31 Tonnen. Für die Bewegung wurde ein Elektromotor mit einer Leistung von 50 PS verwendet. Die Stromversorgung erfolgte über eine 9-Tonnen-Batterie.

Im Jahr 1900 bauten französische Ingenieure das erste Boot mit Dampf und ElektroMotor. Der erste war für die Bewegung über dem Wasser bestimmt, der zweite - darunter. Das Design war einzigartig. Das amerikanische Schiff, ähnlich dem französischen Design, wurde von einem Benzinmotor angetrieben, um über der Wasseroberfläche zu schweben.

U-Boot-Gerät

Diesem Problem sollte besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden. Schauen wir uns an, wie ein U-Boot funktioniert. Es besteht aus mehreren Strukturelementen, die eine Vielzahl von Funktionen erfüllen. Betrachten Sie die Hauptelemente.

Fall

Die Hauptaufgabe des Rumpfes besteht darin, während des Tauchgangs eine konstante innere Umgebung für die Schiffsmechanismen und seine Besatzung bereitzustellen. Außerdem muss der Rumpf so beschaffen sein, dass die maximal mögliche Bewegungsgeschwindigkeit unter Wasser erreicht wird. Dafür sorgt eine leichte Karosserie.

Falltypen

U-Boote, bei denen der Rumpf diese beiden Aufgaben erfüllt, wurden Einrumpfboote genannt. Der Hauptballasttank befand sich im Inneren des Rumpfes, was das nutzbare Volumen im Inneren reduzierte und eine maximale Wandstärke erforderte. Ein Boot dieser Bauart gewinnt an Gewicht, an benötigter Motorleistung und an Manövriereigenschaften.

U-Boote mit eineinhalb Rümpfen sind mit einem starken Rumpf ausgestattet, der teilweise von einem leichteren bedeckt ist. Die Zisterne des Hauptballastes wurde hier nach außen gebracht. Es befindet sich zwischen zwei Gebäuden. Zu den Vorteilen gehören hervorragende Manövrierfähigkeit und schnelle Tauchgeschwindigkeit. Nachteile - wenig Platz im Inneren, kurze Akkulaufzeit.

Klassische Doppelhüllenboote sind mit einem starken Rumpf ausgestattet, der über seine gesamte Länge von einem leichten Rumpf bedeckt ist. Der Hauptballast befindet sich zwischen den Rümpfen. Das Boot hat eine große Zuverlässigkeit, Batterielebensdauer und ein großes Innenvolumen. Zu den Minuspunkten zählen der lange Eintauchvorgang, die Größe und die Komplexität der Füllsysteme für Ballasttanks.

Moderne Ansätze für den U-Boot-Bau schreiben optimale Rumpfformen vor. Die Formevolution ist sehr eng mit der Entwicklung von Motorsystemen verbunden. Priorität hatten zunächst Boote für die Oberflächenbewegung mit der Möglichkeit des kurzzeitigen Eintauchens zur Lösung von Kampfeinsätzen. Der Rumpf dieser U-Boote hatte eine klassische Form mit einer spitzen Nase. Der hydrodynamische Widerstand war sehr hoch, spielte dann aber keine besondere Rolle.

Moderne Boote haben eine viel größere Autonomie und Geschwindigkeit, daher müssen Ingenieure sie reduzieren - der Rumpf hat die Form eines Tropfens. Dies ist die optimale Form, um sich unter Wasser zu bewegen.

Motoren und Batterien

Im Gerät eines modernen U-Bootes zur Fortbewegung befinden sich Batterien, Elektromotoren und Dieselgeneratoren. Eine Akkuladung reicht oft nicht aus. Maximal reicht eine Ladung für bis zu vier Tage. Bei Höchstgeschwindigkeit ist die Batterie eines U-Bootes in wenigen Stunden entladen. Die Nachladung erfolgt über einen Dieselgenerator. Das Boot muss auftauchen, um die Batterien aufzuladen.

Wird auch beim Design eines Diesel-U-Bootes verwendetanaerobe oder luftunabhängige Motoren. Sie brauchen keine Luft. Das Boot ist möglicherweise nicht aufgetaucht.

Tauch- und Aufstiegssysteme

Das U-Boot hat auch diese Systeme. Um zu tauchen, muss ein U-Boot im Gegensatz zu einem Überwasserboot einen negativen Auftrieb haben. Dies wurde auf zwei Arten erreicht - durch Erhöhung des Gewichts oder Verringerung des Hubraums. Um das Gewicht in U-Booten zu erhöhen, gibt es Ballasttanks, die mit Wasser oder Luft gefüllt sind.

Für den normalen Aufstieg oder Tauchgang verwenden Boote Hecktanks sowie Bugtanks oder Hauptballasttanks. Sie werden zum Befüllen mit Wasser für Tauchzwecke und zum Befüllen mit Luft für den Aufstieg benötigt. Wenn das Boot unter Wasser ist, sind die Tanks voll.

Zur schnellen und genauen Kontrolle der Tiefe werden Tanks mit Tiefenkontrolle verwendet. Schauen Sie sich das Foto des U-Boot-Geräts an. Durch Veränderung der Wassermenge wird die Tiefenänderung gesteuert.

Vertikale Ruder werden verwendet, um die Richtung des Bootes zu steuern. Lenkräder können bei modernen Autos riesig sein.

Überwachungssysteme

Eines der ersten U-Boote für geringe Tiefen wurde durch die Fenster gesteuert. Darüber hinaus stellte sich mit fortschreitender Entwicklung die Frage nach sicherer Navigation und Kontrolle. 1900 wurde dafür erstmals ein Periskop verwendet. In der Zukunft wurden die Systeme ständig weiterentwickelt. Jetzt verwendet niemand Periskope, und hydroakustische aktive und passive haben ihren Platz eingenommen. Sonar.

Boot innen

Innerhalb des U-Bootes befinden sich mehrere Abteile. Wenn wir uns am Beispiel eines der Exponate der Ausstellung „Aus der Geschichte der russischen U-Boot-Flotte“ansehen, wie ein U-Boot funktioniert, dann sieht man gleich im ersten Abteil sechs Bug-Torpedorohre, eine Schussvorrichtung und Ersatz Torpedos.

Das zweite Abteil enthält Offiziers- und Kommandantenquartiere, eine Sonarspezialistenkabine und einen Funkaufklärungsraum.

Das dritte Abteil ist der Mittelpfosten. In diesem Fach befinden sich viele verschiedene Instrumente und Geräte zur Bewegungssteuerung, zum Tauchen und zum Aufstieg.

Der vierte ist eine Messe für Vorarbeiter, eine Kombüse, ein Funkraum. Im fünften Abteil befinden sich drei Dieselmotoren mit einem Fassungsvermögen von 1900 Litern. Mit. jeder. Sie funktionieren, wenn sich das Boot über dem Wasser befindet. Das nächste Fach enthält drei Elektromotoren für die Unterwasserfahrt.

In der siebten wurden Torpedorohre, eine Abschussvorrichtung und Personalkojen installiert. Sie können sehen, wie das U-Boot innen angeordnet ist. Auf dem Foto können Sie sich mit allen Geräten und Fächern vertraut machen.