Флот накануне и в период Великой Отечественной войны
В.Н. Краснов кандидат военно-морских наук, капитан 1 ранга, Е.А. Шитиков кандидат технических наук, лауреат Государственной премии, вице-адмирал
Развитие военного кораблестроения, непрерывное качественное обновление корабельного состава флота накануне войны были немыслимы без должного научного обеспечения. Поэтому в перспективные и годовые планы академических и отраслевых институтов, а также ряда высших учебных заведений регулярно включались научно-технические работы, направленные на улучшение боевых и эксплуатационных качеств кораблей, совершенствование морского оружия и технических средств.
Академии наук СССР в интересах военного кораблестроения заказывались различные исследования. К ним относились:
создание аккумулятора электрической или тепловой энергии, вмещающего в малом объеме большое количество энергии для движения подводной лодки под водой;
маскировка подводной лодки от воздушного противника при ее ходе под водой в различных водах, при различном состоянии моря и на разных глубинах;
изыскание специального вентильного и таллиевого фотоэлемента и специальных источников излучения для приборов лучевой связи;
изыскание способов и средств измерения расстояния до передатчика из точки приема (местоопределение по одному пеленгу);
создание легких аккумуляторных батарей для электроторпед с мотором в 300 кВт;
теория и методы расчета колебаний стволов артиллерийских орудий во время выстрела;
допустимые пределы искривления стволов артиллерийских орудий;
создание утяжеления для дымовой завесы, получаемой путем испарения морского мазута, и др.
Несовершенство гидроакустической аппаратуры и отсутствие в то же время телевизионной техники вынуждали искать пути повышения эффективности обычных световых средств под водой. Одним из институтов Академии наук велись изыскания технической возможности подводного видения для подводной лодки на расстоянии 5 кб. и выше. С этой же темой была связана работа ленинградского Государственного оптического института (ГОИ), который разрабатывал опытный образец подводной фары, способной обеспечить командира лодки возможностью видеть под водой на расстоянии 20-30 м в условиях Черного моря.
Основной отраслевой институт, работавший в сфере военного кораблестроения, - Научно-исследовательский институт военного кораблестроения (НИВК) - в 1938-1939 гг. был преобразован в Центральный научно-исследовательский институт судостроительной промышленности, который стал головным институтом судостроения и имел сокращенное название ЦНИИ-45. Институту задавались различные темы исследований и опытно-конструкторских работ в интересах флота. В его компетенцию входили разработка предэскизных проектов и тактико-технических обоснований на проектирование новых кораблей, а также научно-исследовательские работы по совершенствованию корабельной техники и вооружения. Так, были выполнены предэскизные проекты “авианосцев минимального и оптимального водоизмещения”, “охотников за подводными лодками под двигатель 2000 л.с.”, “подводного минного заградителя”, а также “озерно-речных подлодок водоизмещением 25-40 т”. Предусматривалась разработка сокращенного эскизного проекта летающей подводной лодки (ЛПЛ) конструкции Б.П. Ушакова.
В области подводного кораблестроения ЦНИИ-45, как и его предшественник НИВК, одной из важных задач считал создание подводной лодки с единым двигателем, могущим работать в надводном и подводном положениях. Эта актуальная тема небезуспешно включалась в планы из года в год, пока в 50-60-х годах не была создана атомная энергетическая установка.
Многие годы (включая и послевоенные) решалась проблема устранения или хотя бы существенного уменьшения вибрации перископов подводных лодок, идущих на перископной глубине.
Важной, но трудноразрешимой была проблема снижения шумности подводной лодки, демаскирующей ее. Ставилась задача комплектовать подводные корабли только малошумными механизмами и устройствами. По одной из плановых тем в 1938 г. сотрудники ЦНИИ-45 должны были участвовать в создании бесшумных электромашин для подводных лодок и выработке норм общей шумности лодок. Параллельно Научно-исследовательский морской институт связи (НИМИС), который в то время возглавлялся инженер-флагманом 2 ранга А.И. Бергом, получил задание определить шумность в децибелах и найти способы уменьшения шумности.
Проблемой снижения шумности занималась и Академия наук. Так, решением Главного совета ВМФ в октябре 1940 г. начальнику Управления кораблестроения предписывалось “предусмотреть в плане 1941 года проведение силами АН СССР и ЦНИИ-45 Наркомата судостроительной промышленности научно-исследовательских работ по обесшумливанию гребных винтов подводных лодок и всеми мерами добиваться скорейшего разрешения этого вопроса”.
Большое внимание в научно-исследовательских работах уделялось вопросам прочности конструкций. Первенствующее место в этих работах занимали проекты кораблей, составляющих основу программы строительства Большого флота. ЦНИИ-45 и Ленинградскому кораблестроительному институту (ЛКИ) была поручена разработка “Норм для расчета прочности корпусов надводных кораблей”.
Ежегодной являлась тема, касающаяся проблемы защиты судовых металлических конструкций от коррозии. В 1939 г. проводились коррозионные испытания новых марок сплавов и других материалов, изыскивались пути борьбы с коррозией паросиловых установок. НИВК обязывался на основе сбора и систематизации материалов составить рецепты по борьбе с коррозией на подводной лодке.
Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы проводились и на контрагентских предприятиях, связанных с судостроительной промышленностью. В ходе реализации программы строительства Большого флота здесь решались новые задачи, в частности, по улучшению качества броневой стали.
Так, на Мариупольском заводе разрабатывались новые марки для противопульной корабельной брони, а также изыскивались методы плавки в электропечи с использованием отходов корабельной брони и с восстановлением хрома из хромистой руды. На этом же заводе разрабатывались: процесс газовой цементации плит в направлении ускорения и удешевления работ; способ изготовления броневых плит ковкой, а также изучалось качество бронестали, выплавленной в кислой мартеновской печи на халиловском чугуне.
На Ижорском заводе разрабатывались марки немагнитной стали для изготовления брони, изучалась броневая сталь с переменным содержанием легирующих элементов, а также изыскивались эффективные методы выплавки в кислой печи броневой стали с применением многоуглеродистого феррохрома. Отдельные темы были направлены на более широкое внедрение в кораблестроение, особенно в процессе бронирования кораблей, сварки.
В связи с расширением строительства крупных надводных кораблей большое внимание уделялось вопросу повышения дальности плавания. Проводились различные научно-исследовательские работы, конференции, симпозиумы. В 1940 г. в Военно-морской академии им. К.Е. Ворошилова состоялась научно-техническая конференция на тему “О повышении дальности плавания надводных кораблей”. Председательствовал доктор технических наук, профессор, военный инженер 2 ранга И.Г.Ханович.
В 1938-1939 гг. все более актуальной признавалась работа по изысканию методов размагничивания кораблей в связи с возраставшей угрозой применения неконтактного минно-торпедного оружия. Состоялось совещание группы ученых и инженеров, на котором был заслушан доклад А.П.Александрова о проведенных опытах по размагничиванию кораблей. Присутствующий академик А.Н. Крылов выразил сомнение в возможности достаточной компенсации магнитного поля корабля. Однако с необходимостью дальнейших работ по размагничиванию он согласился. Любопытен ответ А.Н.Крылова на письмо инженера из Москвы Л.В.Кузьменко, от 3 декабря 1939 г., предлагавшего применять в кораблестроении дорогую нержавеющую сталь как средство борьбы с магнитными минами. При этом автор письма подчеркивал, что это будет “отечественным приоритетом”. Академик, отвергая приоритетность идеи, отвечал: “Сведения о немагнитных свойствах некоторых сортов стали имеют почти полувековую давность и изучение этих особенностей нержавеющей стали сильно подвинуты вперед работами француза - физика Э.Гильома”.
Большой интерес к работам ЛФТИ (Ленинградского физико-технического института) в области размагничивания кораблей проявлял зам. наркома ВМФ И.С.Исаков, подчеркивая, что работы по защите кораблей от мин с неконтактными взрывателями (особенно речных) являются для НК ВМФ исключительно важными.
До войны лаборатория А.П.Александрова разработала систему секционирования обмоток размагничивания с регулированием тока в них в зависимости от широты и курса корабля. Было составлено типовое техническое задание на проектирование обмоток для тральщиков, а также рассчитаны нормы защиты кораблей от магнитных мин и торпед с неконтактными взрывателями. К сожалению, внедрялись системы размагничивания кораблей уже в ходе войны. К началу же войны проблема борьбы с неконтактным минным оружием не была решена и флот оказался неподготовленным в части средств обнаружения и уничтожения донных магнитных мин, которые немцы применили в первые же дни войны.
В 1938-1939 гг. силами завода-строителя и ЦАГИ продолжались испытания механизмов и проверка гидро- и аэродинамических качеств нескольких экспериментальных катеров на воздушной подушке, созданных под руководством главного конструктора профессора В.И.Левкова. Первое такое судно на воздушной подушке (Л-1) испытывалось в 1934 г. второе (Л-5) - в 1936 г. Судно массой 8,6 т развило скорость 73 уз. Первенство в создании катеров на воздушной подушке принадлежит нашей стране.
В конце 30-х годов ученых-кораблестроителей особо беспокоила проблема кавитации гребных винтов как физического явления, препятствующего их эффективной работе. Новая трактовка кавитации заключалась в определении ее как переходного режима от наиболее распространенной формы плавного обтекания тел к мало изученной форме отрывного их обтекания. В 1939 г. возникла идея замены одного нагруженного винта рядом слабонагруженных соосных винтов, поставленных в непосредственной близости друг к другу так, чтобы создать решетку (решетчатые движители). Испытания моделей винтов проводились несколькими авторами, в том числе В.Л.Поздюниным. В результате этих работ выявлены: возрастание профильных потерь, недостаточная прочность лопастей у облегченной модели, продолжающееся отрицательное влияние кавитации.
Для формирования отрывного обтекания необходимо было изменить форму лопастей, повысить число оборотов и уменьшить значение дискового отношения площадей винта. В июне 1939г. Академия наук заключила договор с Гидромашинной лабораторией Ленинградского индустриального института, имевшего стенд, позволявший доводить частоту вращения винтов до 30000об/мин для проведения модельных испытаний. Одновременно были организованы натурные испытания на Московском глиссерном заводе на катере НКЛ-27 с двухлопастным винтом, имевшим узкие лопасти авиационного профиля. Было выявлено три характерных участка кривой зависимости величины упора от числа оборотов.
На начальном участке действовал закон квадратичного возрастания (нормальная работа винта с частичной кавитацией), на среднем участке - слабой зависимости упора от числа оборотов (отрицательное влияние кавитации) и, наконец, на последнем участке происходило опять возрастание упора (отрывное обтекание). Таким образом, появилась перспектива для создания суперкавитирующих винтов, автором которых был академик В.Л.Поздюнин. Суперкавитирующие гребные винты при больших скоростях кораблей и катеров имеют преимущества перед обычными винтами, при малых - уступают им по коэффициенту полезного действия.
Будущее скоростных судов В.Л. Поздюнин видел в использовании эффекта глиссирования. Центральной задачей в переходе на режим глиссирования В.Л. Поздюнин считал всемерное уменьшение веса корпуса и веса механизмов. Уменьшение веса корпуса могло быть достигнуто за счет уменьшения длины судна, применения облегченных металлических конструкций и совершенствования расчетов на прочность с использованием методов строительной механики.
В 30-40-х годах большое внимание ученых-энергетиков сосредотачивалось на проектировании паровых турбин, как основных двигателей кораблей Большого флота. Создатель школы отечественного корабельного паротурбостроения - М.И.Яновский, возглавлявший кафедру “Паровых турбин” в Военно-морской академии. Он первым из инженер-механиков флота стал членом-корреспондентом АН СССР. К наиболее важным работам ученого относятся “Морские паровые турбины” (1925), “Колебание турбинных дисков” (1933), “Судовые конденсационные установки” (1935), “Турбины высокого давления” (1938). За капитальный труд “Конструирование и расчет судовых паровых турбин” М.И.Яновский был удостоен Государственной премии.
Наиболее крупным специалистом в области судовых двигателей внутреннего сгорания был профессор Ленинградского кораблестроительного института В.А. Ваншейдт.
В связи с проблемой энергетических установок для новых торпед лаборатория № 2 Энергетического института АН СССР проводила исследования по сжиганию металлического топлива и комбинированного сжигания жидкого и металлического топлива. На одном из заводов была организована Лаборатория АН СССР для проведения работ по программе, утвержденной вице-президентом АН СССР Е.А.Чудаковым и заместителем Наркома судостроительной промышленности А.М.Редькиным. Научным консультантом являлся член-корреспондент АН СССР А.С.Предводителев. Благодаря такому взаимодействию была быстро изготовлена действующая модель парогенератора. По заданию Энергетического института ЦКБ-17 разработало технический проект парогенератора для бесследной торпеды, работающей на использовании энергии горения магния в кислороде. В дальнейшем эта схема не была принята в производство, но оперативная совместная работа ученых и конструкторов поучительна.
Если в первой половине 30-х годов взаимодействие между Академией наук и флотом осуществлялось на уровне отдельных ученых, то в предвоенные годы начинают возникать новые формы взаимодействия академической и отраслевой науки в виде совместного тесного сотрудничества лабораторий академических институтов с отраслевыми научно-исследовательскими и конструкторскими организациями.
С началом Великой Отечественной войны возникло много оперативных дел, которые вынудили значительно сократить на время не только научно-исследовательские работы, но и опытно-конструкторские разработки. Тем не менее, академическая и отраслевая наука продолжала обеспечивать запросы флота. При этом учитывался опыт войны. Сотрудники эвакуированного из Ленинграда в Казань ЦНИИ-45 смогли разработать методику расчета собственных колебаний палубных перекрытий, методику расчета тонких цилиндрических оболочек, проект механической установки малого хода для большого охотника проекта 122А. Были получены несколько образцов красок с пониженной горючестью, а также типовые конструкции изоляции из альфоля.
В Казани находились 33 академических учреждения, 39 академиков, в том числе и А.Н. Крылов, а также 44 члена-корреспондента АН СССР. Однако для их плодотворной деятельности не было необходимой экспериментальной базы. Тем не менее, проводились конкретные работы по повышению надежности пароперегревателей котлов, прочности лопаток турбин, по борьбе с демаскирующими свойствами работающих дизелей подлодок. Благодаря ЦНИИ-45 устранено “пение” винтов на подводных лодках типа “М” серии ХП, также демаскировавших лодку. В связи с поступлением по ленд-лизу и в качестве трофеев кораблей иностранной постройки институт изучал конструктивные особенности этих кораблей. Кроме ЦНИИ-45, которому в 1944 г. присвоено имя академика А.Н. Крылова, Наркомат судостроительной промышленности имел: научные учреждения по морскому приборостроению - НИИ-10 (Москва) и НИИ-49 (Ленинград), по корабельной броне - НИИ-48 (Колпино). В войну НИИ-48 передан в танковую промышленность.
В Военно-Морском Флоте, после передачи НИВКа в промышленность, его функции частично перешли к Научно-техническому комитету (НТК). Центральный научно-исследовательский институт военного кораблестроения ВМФ был восстановлен в декабре 1945 г. Разработкой минного, торпедного и трального вооружения занимался Научно-исследовательский минно-торпедный институт (НИМТИ) ВМФ. В развитии вооружения и корабельных технических средств и боевого использования видную роль играли Военно-морская академия. Высшее военно-морское училище им. М.В. Фрунзе (бывший Морской корпус). Высшее военно-морское инженерное училище им. Ф.Э. Дзержинского (ВВМИУ). В этих военно-учебных заведениях преподавали известные ученые, опытные специалисты флота, проводились важные научно-исследовательские работы в интересах развития флота. Из стен ВВМИУ им. Ф.Э.Дзержинского вышли Н.С.Соломенко, И.Д.Спасский, А.А.Саркисов, впоследствии ставшие академиками РАН, Б.В.Замышляев, М.Н.Бабушкин - членами-корреспондентами РАН.
В апреле 1942 г. Президиум АН СССР создал комиссию по научно-техническим военно-морским вопросам под председательством А.Ф.Иоффе. Ученым секретарем назначен И.В.Курчатов, членами комиссии - А.Н.Крылов, А.П.Александров, В.Л.Поздюнин, Е.А.Калашников. При Президиуме существовал отдел специальных работ. Под руководством его начальника М.П.Евдокимова проходили работы по военной тематике. Проблемы броневой защиты входили в задачу лаборатории №3 ЛФТИ, в работе которой принимал участие академик А.Ф.Иоффе.
Разработка акустических тралов была возложена на Физический институт АН СССР (ФИАН), которая велась под руководством Н.Н.Андреева. В группу входили Л.Д.Розенберг, Л.М.Бреховских, Б.Д.Тартаковский, В.Г.Жаринов.
Профессор С.М.Рытов из ФИАНа участвовал в создании радионавигационной системы “Координатор”, с помощью которой более эффективно, с высокой точностью можно было выполнять траление и гидрографические работы. Систему создали на основе радиоинтерференционного метода измерения расстояний, предложенного академиками Л.И. Мандельштамом и Н.Д.Папалекси.
ВМФ высоко оценил работу А.П. Андреева и Б.В. Курчатова под руководством А.Ф.Иоффе “Применение на флоте светосоставов, светящихся под воздействием инфракрасных лучей”.
В Институте автоматики и телемеханики АН СССР велись исследования по неконтактным взрывателям для мин и торпед. Ими руководил Б.С.Сотсков (впоследствии член-корреспондент АН СССР). При участии НИМТИ и НИИ-400 был создан неконтактный взрыватель НИВ-5 для торпед.
Известен вклад Математического института АН СССР в развитие теорий вероятностей. Академик А.Н.Колмогоров не только консультировал флотских артиллеристов, но и стал соавтором одного из способов стрельбы корабельной артиллерией по воздушным целям.
Под руководством академика С.И.Вавилова в ФИАНе и ГОИ были улучшены характеристики дальномеров надводных кораблей и перископы подводных лодок, разработаны методы светомаскировки кораблей. В войну освоена подводная сварка. В этом была заслуга лаборатории Московского института инженеров транспорта, которую возглавлял К.К.Хренов (впоследствии член-корреспондент АН СССР). Работа выполнялась по заказу Аварийно-спасательного управления ВМФ.
К флотской тематике привлекались и филиалы АН СССР. Так, старший научный сотрудник Уральского филиала П.А.Халилеев разработал магнитометр для поиска затонувших судов. Прибор и его использование усовершенствованы сотрудником НИИ-49 И.Г.Монгейтом и специалистами флота П.Г.Брызжевым и В.А.Покладом. Морской магнитный металлоискатель нашел применение на флоте.
В целом война подтвердила необходимость и эффективность взаимодействия науки и флота, что положительно сказалось на развитии военного кораблестроения, морского оружия, корабельной техники и методов их использования. С учетом опыта войны продолжалось строительство кораблей по доработанным проектам: крейсеров - 68-бис, эсминцев - 30-бис и сторожевых кораблей - 29-бис.
Список литературы
Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.navy.ru/