77417-1 (694614), страница 3
Текст из файла (страница 3)
В последующие годы изучалось влияние на вибрацию различных конструкций ПЛ скоростного потока, в частности, рассматривались вопросы возникновения гидроупругой неустойчивости обшивки наружного корпуса в потоке, на демпфирование колебаний корпусных конструкций, поведение в потоке выступающих частей и др. Одновременно продолжались исследования общей ходовой вибрации корпуса современных ПЛ и ее связи с их внешним гидроакустическим полем с учетом конструктивных особенностей лодок. Разрабатывались расчетные математические модели и программы практических расчетов.
Взрывостойкость
После окончания второй мировой войны были кардинально пересмотрены принципы защиты кораблей от поражающего действия морского оружия. В связи с появлением ядерного оружия основным видом защиты была признана противоатомная защита (ПАЗ), призванная обеспечить взрывостойкость корпуса корабля, защиту его оборудования от ударных нагрузок, защиту экипажа от светового излучения и радиоактивного заражения.
Исследования в области ПАЗ кораблей были развернуты в начале 50-х годов. Они проводились в ЦНИИ им.академикаА.Н.Крылова под руководством члена-корреспондента АНСССР В.В.Новожилова, в филиале 12-го НИИМО под руководством Ю.С.Яковлева, в 1-м ЦНИИМО под руководством Ф.С.Шлемова, а также в ряде других организаций промышленности и Минобороны. За короткий срок (5-7 лет) трудами перечисленных ученых и руководимых ими коллективов были разработаны теоретические основы воздействия основного поражающего фактора ядерного взрыва — ударной волны на корабельные конструкции, а также первые (временные) методики расчета динамической прочности и сотрясений корпусных конструкций кораблей от воздействия подводного и воздушного ядерного взрывов. Наибольший вклад в эти работы внесли, помимо вышеуказанных руководителей работ, А.А.Александрин, Ю.В.Горяинов, Б.В.Замышляев, И.И.Дехтяр, И.Л.Дикович, М.Н.Лефонова, К.В.Лопухов, Г.С.Мигиренко, И.Л.Миронов, И.Д.Пивен, А.К.Перцев, Л.И.Слепян, Л.В.Фремке.
Изучением параметров ударной волны ядерного взрыва, в том числе вблизи свободной поверхности, занимался Институт химической физики АН СССР (академики С.А.Христианович, М.А.Садовский). Результаты теоретических исследований в этой части были экспериментально проверены при проведении натурных испытаний кораблей на действие ядерных взрывов в 1955г.
В 1958-1959гг. были проведены уникальные испытания на взрывостойкость подводной лодки проекта 613 (С-45) под научным руководством Ф.С.Шлемова. При испытаниях впервые использовались шнуровые заряды; в последующих натурных испытаниях методика их использования для имитации ударной волны подводного ядерного взрыва неоднократно совершенствовалась. На основании результатов испытаний определен безопасный радиус для дизель-электрических лодок послевоенной постройки, выявлены их слабые места в корпусных конструкциях и оборудовании, откорректированы нормативно-методические материалы по оценке взрывостойкости при воздействии ударной волны подводного ядерного взрыва. Все это позволило при проектировании атомных подводных лодок первого поколения включать в тактико-техническое задание (ТТЗ) обоснованные требования по величине безопасного радиуса (по прочности корпуса) при действии подводного ядерного взрыва.
В 60-70-е годы был проведен комплекс теоретических исследований сотрясений оборудования и вооружения подводной лодки при подводном ядерном взрыве (Ю.С.Крючков, Н.Л.Мошенский, Н.С.Каратеев), а также натурных испытаний на взрывостойкость ПЛ и натурных стендов с комплексами ракетного оружия и энергетического оборудования. На основании результатов этих исследований и испытаний разработаны руководящие технические материалы (РТМ) по обеспечению взрывостойкости ПЛ, в частности:
требования ВМФ к противоатомной защите подводных лодок;
правила и методы расчета динамической прочности и сотрясений подводной лодки при действии ударной волны подводного ядерного взрыва;
конструктивные меры по защите ракетного оружия;
нормы ударостойкости механизмов и оборудования.
Использование РТМ, ОКР, выполненных в обеспечение конкретных проектов лодок, в практике проектирования атомных подводных лодок второго поколения позволило обеспечить определенный уровень взрывостойкости не только по корпусу, но и по кораблю в целом.
При проектировании третьего поколения подводных лодок в ТТЗ включался пункт о необходимости обеспечения безопасного радиуса. В связи с увеличением предельных глубин погружения, усложнением архитектуры и применением на ряде проектов новых корпусных материалов проведен большой объем НИОКР, в особенности по ПЛ проектов 941 и 945. В результате были разработаны методы расчета динамической прочности сложных узлов корпуса (крепление модулей, всплывающих камер и контейнеров, межкорпусные связи и др.), произведена их экспериментальная проверка на опытных крупномасштабных отсеках, предложены и проверены схемы конструктивной амортизации оборудования, подтверждена достаточная взрывостойкость корпусных конструкций из высокопрочных сталей и титановых сплавов.
Экспериментальные исследования проводились в основном на полигоне Ладожского озера в районе Лахденпохья. В 1982г. на территории ЦНИИ им.академикаА.Н.Крылова создан стенд для проведения испытаний масштабных конструкций на совместное воздействие гидростатичекого давления и взрывной нагрузки, что дало возможность отказаться от проведения глубоководных натурных испытаний (Н.С.Каратеев, В.А.Чернобыльский). Выполнение перечисленных работ и внедрение их результатов в практику проектирования ПЛ третьего поколения позволили решить задачу обеспечения их взрывостойкости на уровне требований ВМФ.
В целях обеспечения взрывостойкости НК исследования проводились применительно как к ядерному взрыву, так и к обычному (преимущественно для кораблей противоминной обороны). В 1957 г. 1-м ЦНИИМО с участием ЦНИИ им.академикаА.Н.Крылова проведены первые испытания на действие неконтактных подводных взрывов на тральщик проекта 254 (научный руководитель - А.Р.Миропольцев). Испытания позволили оценить фактическую взрывостойкость корабля в целом и его отдельных элементов, дали большой экспериментальный материал для разработки методов расчета взрывостойкости кораблей этого класса. В дальнейшем были проведены испытания на взрывостойкость натурных отсеков тральщиков с корпусом из дерева (проект 257Д, 1961г., научный руководитель - А.А.Александров) и стеклопластика (проект 1252, 1963г., научный руководитель - В.Г.Бессонов), испытания головного тральщика проекта 1256 (1976г., научный руководитель - В.М.Худов), а также испытания тральщика МТ-139 проекта 254 (1973 г., научный руководитель - К.Г.Абрамян) с большим объемом измерений параметров, характеризующих воздействие взрыва и реакцию на него корпуса и оборудования корабля. На основании результатов этих испытаний разрабатывались рекомендации по обеспечению взрывостойкости кораблей конкретных проектов, а также соответствующие методы расчета взрывостойкости. При исследовании подводного ядерного взрыва учитывалась отраженная от грунта ударная волна. Исследования выполнялись 1-м ЦНИИМО (разработка “Требований”), филиалом 12-го НИИМО (определение параметров внешних сил), ЦНИИ им.академикаА.Н.Крылова (разработка методов расчета и норм ударостойкости оборудования). Работы завершились составлением комплекса РТМ по обеспечению взрывостойкости надводных кораблей, аналогичного разработанным применительно к подводным лодкам, которые использовались при проектировании всех кораблей, включая авианесущие корабли проекта 1143.
Конструктивная защита
Опыт работы и появление в послевоенные годы новых видов противокорабельного оружия существенно повлияли на основные принципы, опытные работы и практическое применение на кораблях ВМФ конструктивной защиты от поражающих факторов морского оружия. Ушла в прошлое классическая броневая защита тяжелых кораблей от артиллерийских снарядов, противоминная конструктивная защита подводной части корабля стала противоторпедной (ТАВКР 1143.5). Большое внимание стало уделяться противоракетной защите кораблей среднего водоизмещения, а также противопульной защите десантно-высадочных средств.
Работы в области подводной конструктивной защиты (ПКЗ) проводились в 50-е годы применительно к тяжелым крейсерам проектов 69 и 82 и в 70-80-е годы - к авианесущим кораблям проектов 1153 и 11435 под руководством Ф.С.Шлемова.
В ходе этих работ исследовалось влияние отдельных элементов ПКЗ на ее сопротивляемость действию контактного подводного взрыва, а также проводилась опытная проверка различных вариантов ПКЗ на масштабных и натурных отсеках. В результате для строившегося проекта 82 были рекомендованы системы - бортовая ПКЗ с цилиндрической основной защитной переборкой и днищевая ПКЗ в виде тройного дна, сопротивляемость которых подтверждена масштабными испытаниями и соответствовала ТТЗ. Однако из-за прекращения строительства корабля эти системы ПКЗ не были реализованы.
В 60-е годы были рассмотрены принципы надводной конструктивной защиты кораблей применительно к воздействию крылатых ракет. Эти принципы сформулированы 1-м ЦНИИМО в виде общих требований ВМФ к противоракетной конструктивной защите. Выполнен большой комплекс теоретических и экспериментальных работ в обеспечение проектирования и строительства корабля проекта 1144 (главный конструктор В.Е.Юхнин).
В результате разработаны рекомендации по проектированию и расчету конструктивной защиты надводных кораблей от ракет с фугасно-осколочными БЧ, а также создан альбом типовых конструкций защиты. Большое внимание уделялось отработке композитных конструкций, применение которых, как показали испытания, приводит к уменьшению массы конструкции защиты. Наибольший вклад при этом внесли Ю.А.Артамонов, В.Г.Бессонов, В.Е.Никитин, Г.Л.Никифоров.
В дальнейшем работы выполнялись в рамках комплексной НИР (КНИР) “Бастион” (научные руководители В.В.Дмитриев, Н.С.Каратаев). Были исследованы вопросы моделирования взрывных и ударных процессов, сопровождающих воздействие ракет на конструкции защиты, проведен большой объем испытаний масштабных и натурных конструкций защиты на подрывных площадках, на судне-мишени и на разгонных треках. Для изучения процессов высокоскоростного взаимодействия осколков ракет с конструкциями защиты в ЦНИИ им.академикаА.Н.Крылова создан стенд с легкогазовой метательной установкой, на котором отрабатывались фрагменты защиты конструкций из различных материалов.
В рамках КНИР “Бастион” проводились также работы, направленные на создание противоосколочной и противопульной защиты кораблей с динамическими принципами поддержания. ВМФ были разработаны общие требования к уровню их защиты, которые конкретизировались в ТТЗ на проектирование отдельных кораблей, изысканы специальные материалы для защитных конструкций, обладающие повышенной осколочной и пулевой стойкостью по сравнению с традиционными корпусными материалами. Созданы схемы конструктивной защиты, обеспечивающие требуемый уровень стойкости и живучести защиты при характерном для кораблей этого класса жестком ограничении по нагрузке масс. В ЦНИИ им.академикаА.Н.Крылова эти работы выполнялись под руководством А.В.Агафонова, в ЦНИИТС - Б.И.Боброва, в ЦМКБ “Алмаз” - В.А.Булкина. Их выполнение позволило решить задачу обеспечения уровня защиты КДПП второго поколения в соответствии с требованиями ВМФ.
Пожаробезопасность
Актуальность обеспечения пожаробезопасности диктовалась все возрастающим количеством пожаров на кораблях ВМФ. Так, с 1952г. по 1989г. имело место 94 случая пожаров и возгораний на дизельных и около 175 случаев на АПЛ. На НК в этот период произошло около 480 пожаров. Оснащение кораблей ракетным оружием и появление атомной энергетики резко увеличивали степень их пожароопасности.
Ряд крупных аварий, связанных с пожарами и взрывами в машинных выгородках ПЛ проекта 615А, потребовал разработки и установки на ПЛ систем пенного тушения. Первые атомные подводные лодки оснащаются атомной системой пожаротушения реакторных отсеков.
Серьезное внимание обращено на обеспечение взрывопожароопасности ракетных погребов кораблей. С этой целью, например, на ракетном корабле проекта 56М предусматривалось оборудование погреба ингибиторной системой и системой автоматического орошения. Для снятия избыточного давления при аварии корпусные конструкции хранилищ оснащались “слабыми звеньями” в виде выхлопных крышек. Комплекс перечисленных систем срабатывал автоматически при повышениях температуры и давления в ракетном погребе, возникающих вследствие аварийного и боевого повреждения ракет.
На кораблях снижается доля горючих и трудногорючих материалов от общего количества неметаллических материалов, применяемых в кораблестроении. На подводных лодках горючая гидравлическая жидкость заменена на негорючую.
Разработаны и поставлены на снабжение надводных кораблей и подводных лодок индивидуальные переносные дыхательные аппараты (позже ПЛ снабжаются стационарными дыхательными системами). Это привело к увеличению времени защиты органов дыхания личного состава на кораблях.
Несмотря на возросшие возможности по обеспечению положительного исхода аварий при пожаре, ряд факторов требовал ужесточения условий пожаробезопасности. На кораблях возрастало в 2-3 раза количество взрывчатых веществ, в 8 раз выросла масса ракетных топлив, в 2-3 раза увеличился объем хранилищ боезапаса, который стал составлять 9-12% от всего корабельного объема, с учетом же помещений для летательных аппаратов он стал занимать от 15 до 31% объемов корабля, а по протяженности - от 40 до 70% всей длины корпуса корабля. При этом погреба из-за больших габаритов ракет не только не умещались ниже ватерлинии, что было непременным условием расположения артиллерийских погребов, но и выходили на верхнюю палубу, а это приводило к вероятности непосредственного воздействия средств поражения на боезапас.
Повышению опасности возникновения пожаров способствовало многократное увеличение энерговооруженности кораблей за счет использования новых видов энергетических установок, которые работают в условиях высоких температур, давлений, напряжений рабочих сред. Рост суммарной мощности электротехнических систем кораблей привел к усложнению схем распределения электроэнергии. Это десятки распределительных щитов, сотни электродвигателей, тысячи километров кабелей (силового и управления).
Объемные пожары, которые имели место на АПЛ первого поколения, потребовали разработки системы объемного пожаротушения. Огневые натурные испытания опытного образца системы объемного химического пожаротушения с огнегасителем (халдон 114В2) были проведены в 1969г. За короткий срок все находившиеся в строю ПЛ были оснащены этими системами.
Результаты данной работы, проведенной под руководством 1-гоЦНИИМО (И.И.Богдашев) при головном исполнителе СПМБ “Малахит” (В.А.Петлин, Г.Б.Шапот, Л.А.Тавдиашвили, И.Н.Павлова), позволили значительно усилить противопожарную защиту кораблей, 60% пожаров на ПЛ было потушено именно системой объемного химического пожаротушения. В 1968-1971 гг. системы пожаротушения были модернизированы.
На НК были установлены: системы автоматической индикации пожара в хранилищах боезапаса, модернизированная арматура на системах орошения, новые типы электрических пожарных водяных насосов, системы объемного химического пожаротушения, а также пенные системы. На ПЛ модернизировалась система пенного тушения и устанавливалась система объемного химического пожаротушения.
Большой объем исследований и экспериментальных работ по проверке достаточности и эффективности систем противопожарной и противовзрывной защиты хранилищ твердотопливных зенитных ракет был проведен 1-м ЦНИИМО. Огневые натурные испытания выполнены на натурном отсеке корабля проекта 61 межведомственной комиссией (председатель В.Н.Буров).
К сожалению, до 1976г. противопожарная и противовзрывная защита хранилищ создавалась без учета особенностей каждого комплекса оружия. На фактическую эффективность системы и средства в натурных условиях не проверялись. Гибель ВПК “Отважный” проекта 61 в 1974г. заставила резко ускорить работы в этом направлении.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
