Скрытность и защита кораблей по физическим полям

Скрытность и защита кораблей по физическим полям

Скрытность и защита кораблей по физическим полям

И.Г. Захаров, доктор технических наук, профессор, контр-адмирал; В.В.Емельянов, кандидат технических наук, капитан 1 ранга; В.П. Щеголихин, доктор технических наук, капитан 1 ранга; В.В. Чумаков, доктор медицинских наук, профессор, полковник медицинской службы

К наиболее известным физическим полям кораблей относятся гидроакустическое, магнитное, гидродинамическое, электрическое, низкочастотное электромагнитное, поле кильватерного следа, проявляющиеся в основном в морской среде, а также тепловое, вторичное радиолокационное, оптико-локационное и другие поля, проявляющиеся, как правило, в пространстве над кораблем. Физические поля используются при срабатывании неконтактных взрывателей в минах и торпедах, а также для обнаружения подводных лодок, находящихся в подводном положении. Опыт второй мировой войны показывает, что большая часть потопленных кораблей подорвалась на минах.

Совершенствование шумопеленгаторов и гидролокаторов, появление минного и торпедного оружия, реагирующего на шум корабля, с особой остротой поставили вопрос об уменьшении звукоизлучения кораблей и снижении величины гидролокационного отражения, что повышает их акустическую скрытность, защиту от поражения оружием и улучшает условия работы собственных гидроакустических средств.

Во время Великой Отечественной войны ученые институтов ВМФ, ЦНИИ им.академикаА.Н.Крылова, специалисты проектных организаций и судоверфей искали пути уменьшения шума подводных лодок и тральщиков за счет установки виброактивных механизмов на амортизаторы и применения глушителей для дизельных двигателей (И.И.Клюкин, О.В.Петрова). Война выявила явную недостаточность и несовершенство существовавших в то время средств акустической защиты отечественных кораблей. Поэтому уже в первые послевоенные годы начали создаваться специальные лаборатории и научные коллективы, назначение которых определялось необходимостью уменьшения акустических параметров кораблей (М.Я.Минин, Ю.М.Сухаревский). Появились первые относительно малошумные гребные винты. Наиболее шумные механизмы устанавливались на амортизаторы, применялись резинометалические соединения.

Начало проектирования и строительства первых атомных подводных и быстроходных противолодочных кораблей, оснащенных гидроакустическими станциями, дало импульс развитию корабельной акустики. Изучение физической природы шумообразования корабля, разработка первых приближенных расчетных схем для оценки звукоизлучения корпуса корабля, его гребных винтов, создание более эффективных средств звуко- и виброизоляции и вибропоглощения, изучение природы и источников виброактивности корабельных механизмов и систем, разработка и создание приборов и методик для замеров и исследований шумов кораблей и вибраций их механизмов явились основными направлениями корабельной акустики. Ими занимались в ЦНИИ им.А.Н.Крылова, 1-м ЦНИИМО, Акустическом институте АНСССР. Первые научные школы создавались под руководством Л.Я.Гутина, Я.Ф.Шарова, А.В.Римского-Корсакова, Б.Д.Тартаковского, Б.Н.Машарского, Н.Г.Беляковского, И.И.Клюкина. А.Д.Перника. В 1956-1958гг. 1-м ЦНИИМО и ЦНИИ им.академикаА.Н.Крылова проведены первые специализированные натурные акустические испытания надводных кораблей с использованием измерительных гидроакустических судов. Результаты испытаний и исследований характеристик и источников гидроакустического поля кораблей позволили сформулировать обоснованные рекомендации по проектированию акустической защиты первых атомных подводных лодок и снижению акустических помех работе гидроакустических станций надводных кораблей. Одновременно шла подготовка научных кадров, велось обучение специалистов по акустической защите кораблей для проектных организаций, судоверфей и флотских подразделений.

С начала 60-х годов стали формироваться и реализовываться комплексные программы НИОКР, направленные на совершенствование акустических характеристик подводных лодок и надводных кораблей. Курирование этих программ осуществлялось Научным советом по комплексной программе “Гидрофизика” при Президиуме АНСССР (руководитель - президент АНСССР А.П.Александров). Непосредственное руководство выполнением этих программ осуществляли ведущие ученые и организаторы научных исследований - Я.Ф.Шаров, Б.А.Ткаченко, Г.А.Хорошев, Л.П.Седаков, А.В.Авринский, В.Н.Пархоменко, Э.Л.Мышинский, В.С.Иванов.

В последующие годы работами ЦНИИ им.академикаА.Н.Крылова, 1-м ЦНИИМО, институтов АН СССР, проектно-конструкторских организаций и заводов-судоверфей были достигнуты значительные успехи в решении задач снижения подводной шумности подводных лодок и надводных кораблей. За последние 30лет уровни подводного шума отечественных подводных лодок уменьшились более чем на 40дБ (в 100 раз).

Это стало возможным в результате многочисленных теоретических и экспериментальных исследований физической природы распространения вибрации по корпусным конструкциям кораблей и их звукоизлучения в воду. Была создана физико-математическая модель для подводной лодки и надводного корабля как сложного многоэлементного излучателя подводного шума, на базе которой не только выполняются прогнозные оценки ожидаемых уровней шумоизлучения корабля, но и разрабатываются рекомендации по архитектуре и конструкции корпуса и его элементов, по размещению механизмов и систем корабля. К решению проблемных вопросов теории вибрации и звукоизлучения корпусов кораблей и их конструкций привлекались ученые Ростовского государственного университета, Института проблем механики АНСССР, Института машиноведения АНСССР (И.И.Ворович, А.Л.Гольденвейзер, А.Я.Ционский, А.С.Юдин, Г.Н.Чернышев, А.З.Авербух, Г.В.Тарханов), которые внесли важный вклад в развитие представлений о виброакустике оболочечных конструкций, аппроксимирующих корпус подводной лодки. Для снижения вибровозбудимости и уменьшения звукоизлучения корпусных конструкций были созданы и применены на кораблях специальные вибропоглощающие звукоизолирующие и звукопоглощающие покрытия. Их применение обеспечило уменьшение шума внутри помещений корабля и улучшило условия жизни и работы экипажа. Нанесение покрытий снаружи корпуса уменьшило отражение от корпуса гидролокационных сигналов.

При разработке и создании покрытий был решен ряд физических и технических задач по рациональному подбору материалов покрытий и их конструкций, позволившему обеспечить наряду с требуемыми акустическими характеристиками покрытий их прочность и надежность.

Существенный прогресс достигнут в области создания малошумных гидравлических и воздушных систем. На основе теоретического обобщения многих экспериментов, проведенных на гидро- и аэродинамических стендах, были разработаны принципы создания малошумных дроссельно-регулирующих устройств и других механизмов (Я.А.Ким, И.В.Малоховский, В.И.Голованов, А.В.Авринский).

Работы по снижению вибрации и шума корабельных механизмов и систем касались, прежде всего, турбозубчатых агрегатов, насосов, вентиляторов, электромеханизмов и другого оборудования. Важные работы проводились по роторным системам, кривошипно-шатунным механизмам, подшипникам. Изучались электромагнитные источники шума и вибрации в электродвигателях, электромашинах и статических преобразователях. В этих работах, наряду со специалистами ЦНИИ им.академикаА.Н.Крылова и 1-гоЦНИИМО (К.И.Селиванов, А.П.Головнин, Х.А.Гуревич, Э.Л.Мышинский, С.Я.Новожилов, Е.Н.Афонин и др.), активное участие принимали ученые Института машиноведения АНСССР и инженеры машиностроительной отрасли (Р.М.Беляков, Ф.М.Диментберг, Э.Л.Позняк, И.Д.Ямпольский, Б.В.Покровский и другие).

На основании теоретического анализа и обработки большого количества экспериментальных данных были определены зависимости акустических характеристик основных типов механизмов от энергетических параметров и тем самым обеспечено проектирование оптимальной энергетической установки. Практически для каждого поколения подводных лодок и надводных кораблей разрабатывались средства виброизоляции: амортизаторы, гибкие рукава, патрубки, мягкие подвески трубопроводов и муфт. От поколения к поколению их виброизолирующая способность удваивалась. Разрабатывались специальные виброизолирующие фундаменты, двухкаскадные схемы виброизолирующих креплений. В итоге работ, проводившихся под руководством специалистов ЦНИИ им.академикаА.Н.Крылова, 1-го ЦНИИВМФ (Г.Н.Белявский, Я.Ф.Шаров, В.И.Попков, Н.В.Капустин, К.Я.Мальцев, И.Л.Орем, В.Р.Попинов), отечественное судостроение располагает широким набором амортизирующих и виброизолирующих конструкций, способных обеспечить значительное снижение вибрации и шума. Из уникальных конструкций следует отметить пневматические и низкочастотные амортизаторы на нагрузку 0,5-100т, гибкие рукава для трубопроводов с давлением рабочей среды до 10000кПа и некоторые другие.

Хороший эффект получен от применения средств вибропоглощения в судовом энергетическом оборудовании, трубопроводах, рамных и фундаментальных конструкциях. Так, выполненные из составных балок (типа сэндвич) пространственные рамы для агрегатных сборок механизмов обеспечили снижение шума на величину до 15дБ при полном сохранении несущей способности. Составные структуры с внутренними вязкоупругими слоями нашли применение в конструкциях трубопроводов, пиллерсов и гребных винтов. Специальные кожухи для механизмов, глушители для воздушных магистралей и трубопроводов систем забортной воды также способствовали снижению шума.

Системы активного подавления вибрации механизмов и шума были созданы коллективом ученых и специалистов ЦНИИ судовой электротехники под руководством А.В.Баркова и В.В.Малахова. В Институте машиностроения СССР (РАН) проведены исследования и разработки активных устройств для снижения вибрации механизмов и в системе движитель-вал-корпус (В.В.Яблонский, Ю.Е.Глазов, С.А.Тайгер).

Большой цикл исследований был выполнен учеными и специалистами ЦНИИ им.академикаА.Н.Крылова и машиностроительных предприятий с целью создания компактных энергоустановок с высокой удельной энергонапряженностью, обладающей эффективной системой подавления акустической энергии на всех путях ее распространения - по корпусным конструкциям, по жидкой среде в трубопроводах и по окружающему воздушному пространству. Осуществлен поиск и найдены варианты рационального размещения виброактивных механизмов с учетом их взаимодействия, оптимального использования невиброактивных конструкций, исключения резонансных режимов агрегатированных сборок и многое другое. В этой связи необходимо отметить многолетние плодотворные работы В.И.Попкова и его научной школы.

Внедрение результатов этих исследований в блочные энергетические установки, созданные на Ленинградском Кировском заводе (главный конструктор - М.К.Блинов) и Калужском трубном заводе (главный конструктор - академик В.И.Кирюхин), позволило создать машины, обеспечивающие постройку малошумных подводных лодок.

Сформулированы принципы “равнопрочной” акустической защиты энергоустановок (ЭУ), при которой передача звуковой энергии по различным путям ее распространения оказывается приблизительно одинаковой. Огромная информация о виброакустическом состоянии механизмов, накопленная в период стендовых и натурных акустических испытаний механизмов и ЭУ, позволила предложить ряд методов контроля вибрации и шума, диагностики технического состояния механизмов.

Неравномерность поля скоростей в диске гребного винта, другие гидродинамические причины обусловливают появление нестационарных усилий на гребном винте, которые через валопровод и подшипники передаются на корпус корабля, вызывая его интенсивные колебания (и как следствие, ухудшая условия обитаемости на корабле), значительное звукоизлучение в воду на низких частотах.

Для решения проблемы снижения низкочастотного излучения были развернуты работы по виброизоляции гребного винта от корпуса за счет включения упругих элементов в систему связей винта с валом и корпусом, представляющей сложную научную и инженерную задачу. Под руководством С.Ф.Абрамовича, М.Д.Генкина, К.Н.Пахомова, Ю.Е.Глазова специалистами ЦНИИ им.академикаА.Н.Крылова и проектных организаций найден ряд эффективных конструктивных решений этой задачи.

Параллельно с разработкой пассивных средств акустической защиты (виброизолирующие устройства, акустические покрытия и др.) проводились работы по исследованию возможностей применения активных методов гашения (компенсации) гидроакустического поля корабля. В этом направлении велись работы в Акустическом институте АН СССР (Б.Д.Тарковский, Г.С.Любашевский, А.И.Орлов), реализовались идеи М.Д.Малюжинца (работами руководили В.В.Тютекин, В.Н.Меркулов). В ЦНИИ им.академикаА.Н.Крылова предложены и исследованы активно-пассивные устройства гашения шума в трубопроводах (В.Л.Маслов, Л.И.Соловейчик), а также системы компенсации корабельных помех работе гидроакустических средств.

Решение проблемы снижения корабельных помех работе гидроакустических средств потребовало проведения исследований: по распространению звука и вибрации от источников на корабле к местам расположения приборов гидролокации; по статическим характеристикам турбулентного пограничного слоя на обтекателе антенн ГАС и излучению звука конструкциями обтекателей ГАС под действием сил турбулентного пограничного слоя, а также по созданию обтекателей антенн ГАС, обладающих требуемыми помехозащитными свойствами, звукопрозрачностью, прочностью и устойчивостью. Необходимо было изучить дифракцию звуковых волн на телах произвольной формы.

Для проведения исследований был разработан комплекс специализированных экспериментальных установок, макетов и стендов. На этой экспериментальной базе, а также в натурных условиях велись работы, в результате которых удалось создать теорию образования корабельных акустических помех. На ее основе созданы методики расчетной оценки уровней этих помех и прочности обтекателей, а также разработаны рекомендации и мероприятия по снижению помех. На подводных лодках внедрены помехозащитные безнаборные конструкции обтекателей основных антенн ГАС, обеспечивающие не только снижение помех гидродинамического турбулентного происхождения, особенно проявляющихся на больших скоростях, но и удовлетворяющие требованиям по звукопрозрачности и прочности.

Решение задачи снижения помех на надводных кораблях шло по пути использования экранирующих устройств корпуса судна и разработок и внедрения помехозащитных экранов (коффердамов) различной формы в т.ч. и напряженных. Выполнение комплекса теоретических и экспериментальных исследований, внедрение в проекты кораблей новых типов обтекателей и других технических решений и средств позволило, как показали натурные испытания, обеспечить снижение собственных акустических помех на подводных лодках в 40 раз, а на надводных кораблях - в 20 раз.

Решение проблемы уменьшения подводного шума кораблей невозможно без исследований и измерений энергетических, спектральных, пространственных, статистических и других характеристик шумов и вибрации. В связи с этим ЦНИИ им.академикаА.Н.Крылова и 1-й ЦНИИМО провели цикл работ по созданию практических методик измерений и исследований по поиску источников шума кораблей, по разработке требований к соответствующим комплексам аппаратуры. В итоге этих работ, выполнявшихся при участии предприятий Госстандарта ВНИИМ им. Д.И.Менделеева, ВНИИ ФТРИ и др., измерительные суда и измерительные полигоны были оснащены современными приборами. На кораблях и заводских испытательных стендах размещены системы вибро- и шумоизмерений для контроля механизмов и агрегатов кораблей. Метрологическая база, включающая оригинальные методы и методики, а также средства измерений и исследований шумовых и виброакустических характеристик кораблей и их механизмов, созданы под научным руководством и при активном участии Б.Н.Машарского, Г.А.Сурина, Г.А.Розенберга, А.Е.Колесникова, Г.А.Чуновкина, В.А.Постникова, В.И.Попкова, А.Н.Новикова, А.К.Квашенкина, М.Я.Пекального, В.П.Щеголихина, В.И.Теверовского, В.А.Киршова, В.К.Маслова и других.

Были организованы и проведены расширенные испытания практически всех серий современных подводных лодок и надводных кораблей (Г.А.Матвеев, Г.А.Хорошев, В.С.Иванов, Э.С.Качанов, И.И.Гусев), определены источники акустических и электромагнитных полей, оценена эффективность использованных на них средств защиты и разработаны мероприятия по дальнейшему снижению уровня этих полей.

Работы по созданию систем магнитной защиты кораблей и методов их размагничивания были начаты в 1936г. под руководством А.П.Александрова. В ходе Великой Отечественной войны силами ученых Академии наук и военно-морских инженеров в неимоверно короткие сроки были разработаны системы и методы магнитной защиты и произведено оборудование ими кораблей. В группу ученых входили: А.П.Александров, В.Р.Регель, П.Г.Степанов, А.Р.Регель, Ю.С.Лазуркин, Б.А.Гаев, Б.Е.Годзевич, И.В.Климов, М.В.Шадеев, В.М.Питерский, А.А.Светлаков, Б.А.Ткаченко и многие другие.

На флотах и флотилиях были созданы службы размагничивания кораблей, впоследствии преобразованные в службу защиты кораблей. После окончания войны работы по совершенствованию методов и средств магнитной защиты надводных кораблей и подводных лодок продолжались. Улучшались методы безобмоточного размагничивания, строились специальные суда размагничивания, создавались новые средства измерения и контрольно-измерительные станции, велась подготовка квалифицированных кадров.

Одним из важных направлений было совершенствование магнитной защиты кораблей противоминной обороны. Научное обоснование сформировано А.В.Романенко, Л.А.Цейтлиным, Н.С.Царевым. В результате разработана высокоэффективная система магнитной защиты, не однажды проверявшаяся в условиях боевого траления. Развитие средств магнитной защиты кораблей потребовало решения комплекса сложных технических проблем, в том числе создания Научно-исследовательского полигона ВМФ (1952г.). В его становлении решающую роль сыграли офицеры: Л.С.Гуменюк, Б.А.Ткаченко, А.И.Карась, А.Ф.Барабанщиков, Г.А.Шевченко, А.В.Курленков, Я.И.Криворучко, А.В.Романенко, А.И.Игнатов, М.П.Гордяев, Н.Н.Демьяненко.

Полигон сыграл значительную роль в совершенствовании защиты кораблей по физическим полям. Он был оснащен новейшими образцами измерительной техники. В его состав входили уникальные сооружения и в их числе магнитный стенд, построенный в конце 50-х годов. Аналогичные стенды в США были построены спустя 15-20лет.

Среди научно-технических проблем, решавшихся творческими коллективами ученых и инженеров страны, к наиболее важным относились: снижение магнитного поля кораблей, разработка систем автоматического управления токами в обмотках размагничивающих устройств, создание источников питания размагничивающих устройств, а также разработка аппаратуры для измерения магнитных полей кораблей. В процессе работы по этим направлениям сформировалась целая плеяда квалифицированных ученых. Без имен Е.П.Лапицкого, А.П.Латышева, С.Т.Гузеева, Л.А.Цейтлина, А.В.Романенко, И.С.Царева, Н.М.Хомякова, Э.П.Рамлау трудно представить становление теории магнитной защиты кораблей. Позже этот перечень дополнился такими именами, как В.В.Иванов, В.Т.Гузеев, А.Д.Ронинсов, А.В.Найденов, А.В.Максимов, Л.К.Дубинин, Н.А.Зуев, А.И.Игнатов, И.П.Краснов, А.Г.Шленов, Д.А.Гидаспов, Б.М.Кондратенко, Л.А.Прорвин, В.Я.Матисов, Ю.М.Логунов, Ю.Г.Брядов, Е.А.Сезонов, В.А.Быстров, В.Э.Петров, М.М.Приемский, Н.В.Ветерков, В.В.Мосягин.

В создании систем автоматического управления токами в обмотках размагничивающего устройства в функции магнитного поля принимали участие А.В.Скулябин, Ю.Г.Брядов, Е.А.Сезонов, О.Е.Мендельсон, А.В.Романенко, О.П.Рейнганд, З.Е.Оршанский, В.А.Могучий. Создание источников питания размагничивающих устройств и импульсных генераторов для судов размагничивания являлось самостоятельной проблемой. В ее решении участвовали большие коллективы НИИ судостроительной и электротехнической промышленности.

Повседневная работа службы защиты кораблей на флотах тесно связана с измерениями магнитного поля кораблей. Измерения проводятся с помощью специальных магнитомеров. Одним из первых магнитомеров, использовавшихся на флотах, был английский магнитомер “Пистоль”. Измерения магнитных полей движущихся кораблей выполнялись с помощью петлевых датчиков, уложенных на грунте и подключенных к флюксметру. После второй мировой войны был создан первый отечественный магнитомер ПМ-2, главным конструктором которого был Г.И.Кавалеров. Затем появились серии корабельных магнитомеров, переносных и стационарных. В число их разработчиков входили С.А.Скородумов, Н.И.Яковлев, В.В.Орешников, И.В.Стариков, Р.В.Аристова, Н.М.Семенов, Ю.П.Обоишев, В.К.Жулев, а также коллектив инженеров под руководством Ю.В.Тарбеева. Таким образом, усилиями ученых, инженеров, рабочих были созданы научные основы и техническая база на флотах для постоянного функционирования службы защиты кораблей от неконтактного минно-торпедного оружия.

Новыми направлениями в области защиты кораблей по физическим полям, возникшими в 50-х годах, стали исследования низкочастотного электромагнитного и стационарного электрического полей корабля. Необходимость в этих исследованиях диктовалась тем, что такие физические поля могут использоваться как для контактного минно-торпедного оружия, так и для систем обнаружения подводных лодок. Основным информационным признаком корабля, на использовании которого построены различные активные системы наведения большинства противокорабельных ракет, считается заметность корабля в различных частотных диапазонах электромагнитного излучения, что и обусловило развитие средств снижения этой заметности.

Работы по снижению заметности надводных кораблей в радиодиапазоне были начаты в 60-е годы НИИ ВМФ и промышленности. Создавались специальные стенды, на которых в лабораторных условиях на моделях кораблей определялись параметры вторичного (отраженного) радиолокационного поля. У истоков создания стендов стояли такие ученые, как В.Д.Плахотников, Л.Н.Гриненко, Д.В.Шанников, В.О.Кобак, В.П.Пересада, Е.А.Штагер (впоследствии ведущие специалисты в области исследования радиолокационных характеристик кораблей).

Для исследования радиолокационных характеристик в натурных условиях созданы специальные измерительные комплексы. Были введены в эксплуатацию стационарные радиолокационные полигоны на Балтийском и Черном морях. Первый из них в заливе Хара-Лахт в Эстонии принадлежал 1-му ЦНИИМО и располагал радиолокационным измерительным комплексам РИК-Б. На нем впервые исследованы параметры вторичного радиолокационного поля отечественных кораблей в натурных условиях. Выполнение этой работы поручалось Г.А.Печко и В.М.Горшкову. Полигон в Севастополе был дополнительно укомплектован несколькими специализированными радиолокационными станциями с высоким разрешением по двум координатам и трехчастотной разных диапазонов и назначений. Особая заслуга в его создании принадлежит Е.А.Штагеру. В связи с утратой измерительных комплексов в Эстонии и на Украине основная нагрузка в части измерения параметров вторичного радиолокационного поля кораблей ВМФ ныне легла на район г. Приморска Ленинградской области, куда в 1993г. перебазировался полигон 1-го ЦНИИМО.

Результаты измерений радиолокационных характеристик отечественных кораблей за период 60-90-х годов позволили создать атлас, в который вошло большинство кораблей и судов ВМФ. Было установлено, что на поверхности любого надводного корабля существуют области интенсивного локального отражения, которые вносят основной вклад в отраженное поле. Это обстоятельство, помимо разработки метода расчета средней эффективной поверхности рассеяния корабля, обусловило развитие разработки методов и средств радиолокационной защиты. Исследования, выполненные организациями ВМФ и промышленности, показали, что для уменьшения интенсивности отражения радиолокационных сигналов необходимо преобразовать сильноотражающие корабельные конструкции в малоотражающие путем придания корабельным конструкциям малоотражающих форм (архитектурные решения), а также использовать радиопоглощающие материалы.

Работы по созданию корабельных радиопоглощающих материалов были начаты в 50-е годы. В это время разработаны радиопоглощающие покрытия - “Тент”, “Кольчуга”, “Лист”, “Щит”. Однако первое поколение радиопоглощающих покрытий (РПП) не было внедрено в кораблестроение из-за больших массогабаритных характеристик, а также вследствие сложной технологии крепления их к защищаемым корабельным конструкциям. Для создания новых радиопоглощающих материалов привлечен более широкий круг организаций ВМФ, Академии наук, предприятий Минхимпрома, Миннефтехимпрома, Минцветмета, Минвузов и Минсудпрома. Большой вклад в эти исследования внесли такие ученые, как Ю.М.Патраков, А.П.Петренас, В.В.Кушелев, Ю.Д.Донков: они показали, что введение в стеклопластик полупроводящих углеродных тканей придает ему поглощающие свойства. В 1965г. были получены первые образцы прочного радиопоглощающего углестеклопластика, получившего название “Крыло”, из которого затем изготовлена надстройка разъездного катера. Применение этого материала позволило снизить отраженное поле судна в 5-10раз. Так был создан первый практический радиопоглощающий конструкционный материал.

Для широкого внедрения радиопоглощающих средств на корабли необходимы покрытия с малым весом, малой толщины, прочные и стойкие к жестким морским условиям. Эти требования наложили свой отпечаток на характер и направление работ в этой области. В 1972-1974гг. Ю.М.Патраковым, Р.И.Энглином, Н.Б.Бессоновым, Г.И.Бякиным были разработаны первые образцы тонкослойных поглотителей (“Лак”, “Экран”). В 1976г. первое покрытие “Лак” установили на одном из малых противолодочных кораблей. Результаты натурных испытаний показали, что покрытие “Лак” позволяет снизить отраженный сигнал в 5-10раз.

Параллельно с РПП “Лак” в конце 70-х годов группой ученых под руководством А.Г.Алексеева осуществлена разработка и выполнены натурные испытания магнитоэлектрического покрытия (“Ферроэласт”). Его нанесли на большой противолодочный корабль. Эффективность этого покрытия примерно аналогична РПП “Лак”. Дальнейшие работы по созданию третьего поколения корабельных покрытий связаны с поиском новых более эффективных наполнителей, усовершенствованием технологии нанесения (“Лак-5М”), расширением частотного диапазона и повышением поглощающих свойств (“Лак-1 ОМ”), снижением массогабаритных параметров (“Лакмус”).

Работы по тепловой защите или снижению заметности надводных кораблей для тепловых (инфракрасных) систем были начаты с середины 50-х годов в 14-м НИИ ВМФ и 1-м ЦНИИМО. На начальной стадии разработаны методики расчета теплового излучения кораблей, измерены распределения температур по поверхности корабля, предложен и испытан ряд средств тепловой защиты и ложных тепловых целей. С 1965г. к работам подключился ЦНИИ им.академикаА.Н.Крылова в качестве головной организации отрасли. У истоков развития этого направления стояли СЛ.Брискин, С.Ф.Баев. В 1974г. созданы базовые испытательные подразделения для натурных измерений температурных полей кораблей в Севастополе, Калининграде, Северодвинске и Владивостоке. Систематические измерения, их анализ, методические разработки привели к существенному расширению номенклатуры применяемых средств тепловой защиты и к снижению уровня теплового излучения кораблей до значений, соответствующих лучшим зарубежным кораблям. Этому значительно способствовали натурные исследования тепловых полей на полигоне 1-го ЦНИИМО на Балтийском и Черном морях, на базе ЧВМУ им. П.С.Нахимова, проведенные учеными С.П.Сазоновым, В.И.Лопиным, В.Ф.Барабанщиковым, К.В.Тюфяевым.

В середине 70-х годов в ЦНИИ им.академикаА.Н.Крылова создан теплотехнический стенд для исследования процессов теплообмена в корабельных дымовых трубах, разработаны методики расчета температурных полей корпуса и поверхности дымовых труб кораблей, а также методики измерений температур в натурных условиях.

С конца 80-х годов Минсудпромом и ВМФ совместно с другими отраслями осуществляется переход к непосредственным измерениям параметров тепловых полей надводных кораблей. Разрабатываются методики сдаточных испытаний кораблей по тепловому полю, создается контрольно-измерительная и исследовательская аппаратура, разрабатываются методы математического моделирования теплового поля (теплового портрета) корабля и оценки его защищенности на стадии технического проектирования. Определяются дальнейшие возможности снижения теплового поля кораблей. Большой вклад в эту работу внесли И.Г.Утянский, П.А.Епифанов.

Работы по оптиколокационной защите, то есть по снижению заметности надводных кораблей для лазернолокационных систем, были начаты в середине 70-х годов НИИ ВМФ и Минсудпрома с последующим привлечением организаций Академии наук, Минхимпрома, Миноборонпрома и других ведомств. Неоценимый вклад в разработку теоретической модели рассеяния лазерного излучения морскими объектами, а также методики расчета их защищенности внесли М.Л.Варшавчик и Б.Б.Семевский.

В 80-х годах была создана аппаратура для исследования оптико-локационных характеристик морских объектов в лабораторных и натурных условиях. Лабораторный стенд укомплектован аппаратурой, измеряющей коэффициенты отражения и яркости корабельных материалов как чистых, так и с поверхностной пленкой, например водной, а также материалов, расположенных в воде.

Для натурных измерений оптико-локационных характеристик кораблей и поверхности моря были введены в эксплуатацию два береговых лазерных измерительных комплекса на Черном (на базе Севастопольского ВВМУ) и Балтийском (на полигоне 1-гоЦНИИМО) морях. В создании этих комплексов и исследований оптико-локационных характеристик кораблей принимали участие Ю.А.Солевон и Е.Г.Лебедько.

Проблема борьбы с гидродинамическими минами особенно остро встала перед отечественным ВМФ в 1945-1946гг. во время операции по освобождению Северной Кореи. Ее порты были заминированы с воздуха американцами перед вступлением СССР в войну с Японией. В ходе высадки десантов, при обеспечении боевых действий войск и продолжавшегося более года (в том числе в послевоенное время) траления, флот понес ощутимые потери. Требовалось решить ряд научно-исследовательских проблем.

Учеными Г.В.Логвиновичем, Л.Н.Сретенским и В.В.Шулейкиным были разработаны основы теории гидродинамического поля. Ее использовали для оценок придонных гидродинамических давлений под кораблями, создания отечественных образцов измерительной аппаратуры и взрывателей мин, а также для разработки предложений по тралению этих мин и защиты от них кораблей и судов. Была создана стационарная экспериментальная база, разработаны методики измерений и проведены систематические измерения гидродинамического поля основных кораблей и судов ВМФ и дана оценка эффективности некоторых способов “гидродинамической” защиты кораблей (1-й ЦНИИ МО, руководитель Н.К.Зайцев). Особое внимание уделено оценке допустимых уровней гидродинамичекого поля. С этой целью на временных стендах в районах некоторых баз флота были проведены замеры параметров фонового поля. Организацией временных стендов, проведением измерений, обработкой и анализом результатов руководил Б.Н.Седых.

Специалистами 1-гоЦНИИМО были разработаны теоретические основы комплексного волнового метода гидродинамической защиты кораблей. Основные положения этого метода подтверждены экспериментально на стационарном гидродинамическом полигоне. По результатам этих исследований впервые в мировой практике создан принципиально новый тип корабля противоминной обороны: опытный быстроходный, тральщик - волновой охранитель, проекта 1256. В разработке метода, проектировании и опытной эксплуатации этих кораблей активное участие приняли специалисты 1-го ЦНИИ В.С.Воронцов, М.М.Демыкин, О.К.Коробков, А.Н.Муратов, В.И.Салажов, Б.Н.Седых, Н.А.Цибульский; НИИП 1-гоЦНИИМО - В.А.Дмитриев, Н.Ф.Корольков, И.В.Терехов; Западного ПКБ - М.М.Корзенева, В.И.Немудов; ЦНИИ им.академикаА.Н.Крылова - К.В.Александров, А.И.Смородин. Результаты опытной эксплуатации подтвердили эффективность волнового метода и позволили наметить пути совершенствования кораблей противоминной обороны нового типа.

Наряду с решением задач гидродинамической защиты проводились исследования проблемы скрытности подводных лодок от средств обнаружения по гидрофизическим полям в кильватерном следе и на свободной поверхности. В ходе этих исследований впервые в стране созданы аппаратурные комплексы и проведены надежные измерения параметров кильватерного следа подводной лодки и фона. Результаты исследований используются для выработки мероприятий по обеспечению скрытности подводных лодок.

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.navy.ru/