Введение.

Современные подводные и надводные аппараты обладают высокой энерговооруженностью и такими обводами корпусов, которые позволяют развивать очень высокие скорости. Это выдвигает новые требования по скорости как к торпедам, так и к исследовательским подводным аппаратам.

Первые должны эффективно поражать цели, в т.ч. высокоскоростные, вторые – обеспечивать обследование возможно большей акватории за наименьшее время. Требуемую высокую скорость могут обеспечить либо аппараты с новыми двигателями, либо принципиальное изменение уже существующих двигательных установок (ДУ). В этом пособии рассматриваются основные схемы и особенности двигателей двусредных аппаратов (ДДА). Под двусредным аппаратом в дальнейшем будем понимать двигатели торпед или малых исследовательских аппаратов, доставляемых в заданную точку океана с помощью какого – либо носителя. Этими носителями могут быть первая ступень многоступенчатой торпеды или ракето – торпеды, подводная лодка, противолодочный вертолет и т. п. Такой способ доставки накладывает определенные ограничения на конструкцию и, следовательно, на энергоустановку подводного аппарата.

Глава 1. Из истории создания двусредных аппаратов и их двигателей.

[По 1,2, материалам печати и интернет – изданий].

Разработка торпедного оружия была обусловлена тем, что в определенный момент броневая сталь, благодаря своей толщине и высокому качеству, стала трудно преодолимой для артиллерийского снаряда. В целях борьбы с броненосными кораблями требовалось новое оружие, способное доставлять к цели мощные боевые заряды. Таким оружием и стали самодвижущиеся мины, впоследствии названные торпедами. Начиная с 70-х гг. XIXвека торпеды стали поступать на вооружение надводных кораблей, а в началеXXвека — подводных лодок.

У первых торпед гребной винт приводился во вращение двигателем, работавшим от сжатого воздуха. Из-за отсутствия приборов управления движением торпед, точность попадания в цель была незначительной. Стрельбу можно было вести только с небольших дистанций. Это затрудняло применение нового оружия, так как атакующий, сблизившись с кораблем противника, неминуемо попадал под огонь его артиллерийских орудий.

Торпедное оружие непрерывно совершенствовалось. В конструкцию был введен парогазогенератор (ПГГ), в котором парогазовая смесь образовывалась путем сильного подогрева воздуха на пути к двигателю и впрыскивания в него пресной воды. (В современной терминологии – в результате сгорания керосино-воздушной смеси при высоких коэффициентах избытка окислителя.) Для подогрева использовался керосин. Такое техническое новшество значительно повысило экономичность двигателя. Увеличились скорость и дальность хода. Улучшилась управляемость по направлению и глубине. К началу первой мировой войны торпеды были признаны по значению вторым после артиллерии оружием и приняты на вооружение флотов почти всех вступивших в войну государств.

Понеся заметный урон от торпед, корабли вынуждены были менять характер маневрирования. Появилось много нового в тактике ведения морского боя. В то же время у торпед выявился такой существенный недостаток, как следность. Ее газообразный пенистый след на поверхности легко обнаруживался, что давало атакованному кораблю возможность уклониться от удара. Кроме того, след торпеды, выпущенной с подводной лодки, позволял противнику определить местоположение последней и контратаковать ее.

К началу второй мировой войны наряду с парогазовыми, стали применяться бесследные электрические торпеды с дальностью хода 5 км при скорости 30 уз, торпеды с акустической системой самонаведения и неконтактным взрывателем. Подводные лодки, вооруженные такими торпедами и оснащенные новейшими по тому времени техническими средствами (гидроакустическими и радиолокационными станциями, системой беспузырной стрельбы), стали важнейшим видом сил военно-морского флота. Большую роль в изменении характера борьбы на море сыграла торпедоносная авиация (корабельная и наземного базирования). Благодаря хорошим маневренным качествам и высокой скорости хода в широких масштабах использовались торпедные катера. Повышение мореходности и оснащение радиолокационными средствами позволили катерам применять свое оружие не только в прибрежных районах, и в открытом море.

Когда возможности развития классических схем торпед были практически исчерпаны, началось развитие ракетного и комбинированного ракетно-торпедного оружия.

Первоначально в нашей стране подобное оружие создавалось как симметричный ответ на зарубежные аналоги. Например, на баллистические ракеты класса “ПЛ-воздух-ПЛ” с атомным зарядом “Саброк” (США), крылатые ракеты класса “НК-воздух-ПЛ” с атомными зарядами и с боевыми частями в виде малогабаритных самонаводящихся торпед – “Асрок” (США), “Малафон” (Франция), “Икара” (Англия).

В 1968 г. научно-производственным коллективом под руководством лауреата Ленинской и Государственной премий Н.П. Мазурова была создана неуправляемая баллистическая ракета класса “НК-воздух-ПЛ” с ракетным двигателем на твердом топливе.

Следующим шагом стало принятие на вооружение ВМФ в 1969 г. твердотопливной баллистической автономно-управляемой ракеты класса “ПЛ-воздух-ПЛ”. Она создана коллективом, руководимым профессором, лауреатом Ленинской и Государственной премий Л.В. Люльевым, а ее инерциальные системы управления — коллективом, который возглавлял лауреат Ленинской и Государственной премий А.С. Абрамов.

В 1973 г., была создана первая отечественная телеуправляемая крылатая ракета класса “НК-воздух-ПЛ”, над которой работали коллективы под руководством лауреата Ленинской и Государственной премий Г.Н. Волгина.

При создании баллистических и крылатых противолодочных ракет зарубежные аналоги удалось превзойти по ряду параметров. Это увеличение дальности и точности стрельбы, применение в качестве боевой части малогабаритных самонаводящихся торпед и др. Был создан научно-технический задел для продолжающегося дальнейшего развития перспективных отечественных баллистических и крылатых ракет.

Параллельно во всех развитых странах шло развитие торпедного оружия. Это привело 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 имевший до недавнего времени 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.

В 1977 г. коллективом под руководством Е.Д. Ракова был создан первый боевой образец скоростной подводной кавитирующей ракеты “Шквал” класса “ПЛ-вода-ПЛ”, “ПЛ-вода-воздух-НК”. Общее руководство осуществляли министр СССР В.В. Бахирев и его заместитель Д.П. Медведев.