СВЕРХСКОРОСТНЫЕ ПОДВОДНЫЕ РАКЕТЫ
Машиныи и моторы. Технологии и инновации. Оборудование.
Автор: ЕВГЕНИЙ ШАХИДЖАНОВ, АНАТОЛИЙ РОДИОНОВ, ВАСИЛИЙ ПОЛЬЧЕНКО
Доктор технических наук Евгений ШАХИДЖАНОВ, главный научный сотрудник ОАО "ГНПП "Регион",
доктор технических наук Анатолий РОДИОНОВ, председатель Научного совета по проблемам фундаментальной и прикладной гидрофизики Санкт-Петербургского научного центра РАН,
кандидат технических наук Василий ПОЛЬЧЕНКО, начальник управления ФГУ "1 ЦНИИ МО РФ"
30 лет назад наша страна первой в мире создала уникальные образцы подводного оружия, обеспечившие прорыв в военно-техническом соревновании на море. Благодаря целенаправленной политике государства в области науки и техники, самоотверженной работе ученых, инженеров и военных моряков в ВМФ поступили подводные ракеты, скорость которых достигала 200 узлов (свыше 100 м/с).
Быстрый рост во второй половине XX в. тактико-технических характеристик атомных подводных лодок (скорости, глубины погружения, дальности гидроакустического указания цели и др.)* привел к тому, что эффективность применявшегося ранее для уничтожения субмарин торпедного оружия и бомбометания стала недостаточной. Это явилось толчком для конструирования новых видов боевых средств, обеспечивающих резкое уменьшение времени доставки заряда к цели и увеличение точности стрельбы. Од-
* См.: Ж. Алферов и др. Главная ударная сила российского флота. - Наука в России, 2006, N 1 (прим. ред.).
стр. 77
нако для создания таких высокоскоростных подводных ракет необходимо было справиться с рядом фундаментальных проблем в области гидродинамики и энергосилового обеспечения длительного устойчивого управляемого движения при кавитационном обтекании тела.
Поиск начали в конце 1940-х годов сотрудники филиала ЦАГИ (Москва) под руководством академика Леонида Седова (1907 - 1999), а также специалисты ВМФ и прежде всего академик АН УССР Георгий Логвинович. При этом они предложили уникальные теоретические, экспериментальные и конструкторские решения по обоснованию гидродинамических схем кавитирующих ракет с подводными органами управления изменяемой геометрии, выполняющими функции образования каверны (газовой оболочки вокруг ракеты) и управления движением заряда на участках сплошного, смешанного и кавитационного обтекания.
Для достижения высоких технических характеристик установок, имеющих скорости движения под водой свыше 100 м/с, необходимо обеспечить не только многократное снижение сопротивления движению, но и создать высокоэффективный реактивный двигатель на экологически чистом, безопасном в эксплуатации энергоемком топливе. Наиболее полно всем требованиям в качестве энергосиловой установки отвечал прямоточный гидрореактивный двигатель: его удельный импульс в 2,5 - 3 раза выше, чем у ранее известных ракет за счет использования забортной воды в качестве рабочего тела и окислителя, а в качестве топлива - гидрореагирующих металлов.
Работы по созданию такого уникального двигателя были начаты в 1960-х годах по инициативе и под руководством лауреата Государственной премии Михаила Меркулова (главный конструктор НИИ прикладной гидромеханики; г. Воткинск, Удмуртия), а завершены в 1970-х годах коллективом, возглавляемым главным конструктором, лауреатом Ленинской премии Евгением Раковым (ГНПП "Регион", Москва). Одновременно разрабатывали единственные в своем роде твердые гидрореагирующие топлива на основе легких металлов. Лауреат Ленинской премии Иван Сафонов (главный конструктор завода им. Г. И. Петровского, Киев) и его сотрудники предложили автономную систему управления, имеющую переменную структуру (в зависимости от режима движения на траектории - сплошного (стартового), переходного и кавитационного) и использующую принципиально новый способ
стр. 78
управления подводным ходом ракеты на глубине с учетом наличия каверны.
При движении ракеты со скоростью 200 узлов и более ее корпус испытывает значительные гидродинамические нагрузки. В свою очередь, они вызывают вибрации как элементов конструкции корпуса, так и аппаратуры управления. Ракову и его коллективу удалось обосновать методы проектирования и конструирования элементов столь сложной установки с учетом действующих факторов. И уже к концу 1950-х годов полученные результаты позволили принять научно обоснованное решение о создании скоростной подводной кавитирующей ракеты. Авторитетную поддержку при этом оказали Главком ВМФ, Адмирал Флота Советского Союза Сергей Горшков, академики Анатолий Александров* и Вадим Трапезников, вице-адмирал Борис Костыгов.
На основе ряда последующих исследований, проведенных институтами ВМФ и промышленности при участии АН СССР, были начаты опытно-конструкторские работы по созданию первого боевого образца ракеты, названной "Шквал". Завершить их удалось в 1977 г. коллективу, возглавляемому Раковым. Научное руководство проектом осуществил академик АН УССР, лауреат Ленинской премии Георгий Логвинович. В работе активное участие принимал большой коллектив ученых и специалистов предприятий промышленности и институтов ВМФ, в том числе лауреаты Ленинской премии: кандидат технических наук Юрий Фадеев (ГНПП "Регион") и кандидат технических наук Юрий Ильин (НИИ вооружения ВМФ, Ленинград), лауреаты Государственной премии: доктор технических наук Генрих Уваров (ГНПП "Регион") и кандидат технических наук Владимир Ивашков (НИИ прикладной химии, г. Сергиев Посад Московской области), кандидат технических наук Михаил Лисичко (ГНПП "Регион") и многие другие.
Рождение первой в мире кавитирующей скоростной подводной ракеты явилось большим достижением отечественной науки, открыло путь к созданию перспективных образцов подводного оружия такого типа с высокими тактико-техническими данными.
Дальнейшее увеличение скорости движения под водой наталкивается на трудности принципиально физического характера. Дело в том, что при больших скоростях обтекания, сопоставимых со скоростью звука в воде, уравнения классической гидродинамики вязкой жидкости не позволяют корректно рассчитать характеристики взаимодействия тела со средой и соответственно рационально решить технические задачи обеспечения движения. Для преодоления этой проблемы необходим новый теоретический подход, учитывающий влияние сильнонеравновесных процессов на гидродинамику обтекания высокоскоростных тел. Такие модели разрабатываются специалистами РАН, вузов и промышленности. Это вселяет надежду на достижение скоростей движения тел, близких к скорости звука под водой.
* См.: Н. Пономарев-Степной. Во главе атомной отрасли. - Наука в России, 2003, N 2 (прим. ред.).
ССЫЛКИ ДЛЯ СПИСКА ЛИТЕРАТУРЫ
Стандарт используется в белорусских учебных заведениях различного типа.
Для образовательных и научно-исследовательских учреждений РФ
Прямой URL на данную страницу для блога или сайта
Предполагаемый источник
Полностью готовые для научного цитирования ссылки. Вставьте их в статью, исследование, реферат, курсой или дипломный проект, чтобы сослаться на данную публикацию №1417164924 в базе LIBRARY.BY.
Добавить статью
Обнародовать свои произведения
Редактировать работы
Для действующих авторов
Зарегистрироваться
Доступ к модулю публикаций