Подводные ракеты

Одновременно во всех развитых странах интенсивно проводились работы по совершенствованию торпедного оружия, что привело к значительному увеличению дальности хода и усовершенствованию акустических головок самонаведения. Однако эти достижения в значительной степени обесценивались все возрастающей скоростью подводных лодок, в то время как скорость движения новых поколений торпед практически не могла быть увеличена в силу принципиальных физических ограничений движения тел в воде в режиме сплошного обтекания.

В 50-70-х годах в Советском Союзе впервые в мире создан принципиально новый вид оружия, не имеющий аналогов и прототипов за рубежом, - скоростные подводные кавитирующие ракеты. Его новизна заключается в движении под водой в режиме развитой кавитации (отрывного обтекания), когда основная часть корпуса ракеты охвачена парогазовой полостью-каверной. При этом резко снижается гидродинамическое сопротивление и достигается высокая скорость подводного движения ракеты, в 3-5 раз превышающая скорость обычных торпед, движущихся в режиме сплошного (безотрывного) обтекания. Достижения в области высокоскоростного подводного движения ракет прежде всего обусловлены фундаментальными исследованиями неуправляемого движения тел в режиме развитой кавитации, взаимодействия реактивной струи (газовой, газожидкостной, водяной) с каверной, длительного устойчивого управляемого движения при кавитационном обтекании тела.

Эти работы были начаты еще в конце 40-х годов в филиале ЦАГИ под руководством академика Л.И.Седова, учеными ВМФ, в том числе Г.В.Логвиновичем, который возглавил научное руководство разработкой теории и прикладных вопросов гидродинамики развитых кавитационных течений применительно к кавитирующим ракетам.

При создании и разработке скоростных подводных ракет отечественными учеными и конструкторами были найдены уникальные теоретические, экспериментальные и конструкторские решения прежде всего по обоснованию гидродинамических схем кавитирующих ракет с подводными органами управления изменяемой геометрии, выполняющими функции образования каверны и управления движением ракеты на участках сплошного, смешанного и кавитационного обтекания.

Для достижения высоких технических характеристик ракет, имеющих скорости движения под водой свыше 100м/с (200уз.), необходимо обеспечить не только многократное снижение сопротивления движению, но и создание высокоэффективного реактивного двигателя (энергосиловой установки) на экологически чистом, безопасном в эксплуатации энергоемком топливе, а также системы управления, органов управления и стабилизации.

Наиболее полно отвечал всем требованиям в качестве энергосиловой установки прямоточный гидрореактивный двигатель на гидрореагирующем топливе. Удельный импульс такого двигателя в 2,5-3 раза выше, чем у известных ракетных двигателей: 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 60-х годах по инициативе и под руководством лауреата Государственной премии М.С.Меркулова и завершены в 70-х годах под руководством лауреата Ленинской премии Е.Д.Ракова. Одновременно для этого двигателя разрабатывались единственные в своем роде твердые гидрореагирующие топлива на основе легких металлов, а также конструкция зарядов большой массы и технология их изготовления. Под руководством лауреата Ленинской премии И.М.Сафонова была создана автономная система управления, имеющая переменную структуру и использующая принципиально новый способ управления подводным ходом ракеты по глубине, обусловленный наличием каверны.

При движении ракеты со скоростью 200уз и более возникают значительные гидродинамические нагрузки на ее корпус, вызывающие, в свою очередь, вибрационные нагрузки на элементы конструкции корпуса и ее аппаратуру управления.

Другое по технологическим наукам

Трансформация трансформатора
В современной электроэнергетике, радиотехнике, электросвязи, системах автоматики широчайшее применение получил трансформатор, который по праву считается одним из распространенных видов электрического оборудования. Изобретение трансформатора – одна из замечательных страниц в истории электротехники. ...