NiT12_2020

52

ЗАХВАТЯТ ЛИ ЗЕМЛЮ

ГИГАНТСКИЕ ЛЕДНИКИ?

36

ЛИДАРНЫЕ ДАТЧИКИ.

НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ БЕЗОПАСНОГО ВОЖДЕНИЯ

47

БЕСТОПЛИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

КОСМИЧЕСКОГО КОРАБЛЯ

16

ГУСЕНИЦЫ ИЛИ КОЛЕСА?

И КОЛЕСА И ГУСЕНИЦЫ!

Французский колесно-гусеничный танк Saint-Chamond Mle.1921

Художник А. Шепс

Чехословацкий колесно-гусеничный танк KH-50

Шведский колесно-гусеничный танк Landsverk L-30 Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи и массовых коммуникаций (Св-во ПИ № ФС77-57293 от 27.03.2014) УЧРЕДИТЕЛЬ — Кохан Б. В., ИЗДАТЕЛЬ — Сальников Ю. В.

ТИРАЖ: 10 000 экз. ЦЕНА свободная. ДАТА выхода в свет — 20.12.2020 г. ТЕЛЕФОНЫ: +7 960 620-02-14, +7 472-290-17-91

АДРЕС РЕДАКЦИИ, ИЗДАТЕЛЯ: 308510, Белгородская обл., Белгородский р-н, пгт Разумное, ул. 78-й Гвардейской дивизии, 16/60. ОТПЕЧАТАНО В УКРАИНЕ: ООО «ПАЛП МИЛЛ ПРИНТ», 02094, г. Киев, ул. Мурманская, 7. Тел. (044) 461-84-64

26

СОДЕРЖАНИЕ АСТРОНОМИЯ, АСТРОФИЗИКА и КОСМОНАВТИКА

М. А. Дегтярев, А. И. Бердник, Ю. А. Хархула, М. А. Драгунова Лендер-хоппер ― многопосадочный лунолет для исследования поверхности Луны 4

АВИАЦИОННЫЙ КАТАЛОГ

ИСТОРИЯ и АРХЕОЛОГИЯ

Сергей Мороз На излете

8

БРОНЕКАТАЛОГ

Юрий Каторин «Мертвые сраму не имам». Последний поход Святослава 54

ИННОВАЦИИ

Сергей Шумилин Гусеницы или колеса? И гусеницы, и колеса!

16

ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА

Шесть минут: новая технология быстрой зарядки аккумулятора

ИСТОРИЯ ЛЮБИМОГО РОМАНА

Леонид Кауфман Вода закрытых шахт ― источник геотермальной энергии. Часть 1

22

ВОЕННАЯ АВИАЦИЯ

Андрей Тищенков F-16 Fighting Falcon. Самый распространенный истребитель 4-го поколения

26

Александр Котлов История д'Артаньяна и трех мушкетеров

47

ИСТОРИЯ РАЗРАБОТКИ Юрий Каторин Бомбы-монстры. Часть 2

31

ТЕХНОЛОГИИ

Николай Макаренко Лидарные датчики. Новые технологии безопасного вождения

36

ВОЕННАЯ АВИАЦИЯ

Сергей Мороз Бой с тенью ― Су-34 против F-15E. Часть 6

40

ИННОВАЦИИ

Николай Макаренко Используя магнитное поле Земли. Бестопливный двигатель космического корабля

16

47

ДИСКУССИОННЫЙ КЛУБ

Игорь Белостоцкий Испытание на выживание. Захватят ли Землю гигантские ледники?

52

РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ Главный редактор: САЛЬНИКОВА Ирина Николаевна Зам. главного редактора: КЛАДОВ Игорь Иванович ЗУБАРЕВ Александр Николаевич. Председатель Всеукраинской

КЮППЕР Вера Владимировна МОРОЗ Сергей Георгиевич ШУМИЛИН Сергей Эдуардович

общественной организации «Украинский совет изобретателей и новаторов», руководитель лаборатории коммерциализации и трансфера технологий НИИИС

Верстка и дизайн: Хвостиченко Татьяна

ЧЕРНОГОР Леонид Феоктистович. Заслуженный деятель науки и

Художник: Шепс Арон

техники Украины, заслуженный профессор ХНУ имени В. Н. Каразина, доктор физ.-мат. наук, профессор, академик АН прикладной радиоэлектроники Беларуси, России, Украины, академик АН высшего образования Украины, лауреат премий СМ СССР, лауреат Государственной премии УССР

МИТЮКОВ Николай Витальевич. Доктор технических наук, чл.-корр.

Академии военных наук (Россия), чл.-корр. Королевской морской академии (Испания), заслуженный деятель науки Удмуртии

ШПАКОВСКИЙ Вячеслав Олегович. Кандидат исторических

наук, доцент Пензенского госуниверситета, член Британской ассоциации моделистов МАFVA, чл.-корр. Бельгийского королевского общества «Ла Фигурин»

61

Коммерческий отдел: Кладов Игорь, Искаримова Лариса

E-mail: market@naukatehnika.com E-mail для авторов:director@naukatehnika.com Материалы от авторов принимаются только в электронном виде. Рукописи не возвращаются и не рецензируются. Приглашаем к сотрудничеству авторов статей, распространителей, рекламодателей. В случае обнаружения типографского брака или некомплектности журнала, просьба обращаться в редакцию. Журнал можно приобрести или оформить редакционную подписку, обратившись в редакцию. Также, обратившись в редакцию, можно приобрести предыдущие номера журнала.

Мнение редакции может не совпадать с мнением автора. Ответственность за содержание материалов и авторские права несет автор статьи.

40

62

АСТРОНОМИЯ, АСТРОФИЗИКА и КОСМОНАВТИКА

«ЛУНА СНОВА В ТРЕНДЕ…»

(Продолжение. Начало см. в №№ 7, 9 2018 г., № 10 2020 г. «Науки и Техники»)

ЛЕНДЕР-ХОППЕР —

МНОГОПОСАДОЧНЫЙ ЛУНОЛЕТ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ЛУНЫ

В

предыдущей части статьи («Наука и техника» № 10 2020 г.) были описаны схема перелета лендера-хоппера и его возможные применения, сейчас настало время рассказать об особенностях его конструкции (рис. 1) и основных систем. Конструкция лендера-хоппера разрабатывалась исходя из возможности его изготовления на опытном производстве КБ «Южное» с максимальным использованием возможностей предприятий украинской кооперации для изготовления комплектующих. Данный подход позволяет наиболее оптимально использовать бюджет проекта, обеспечив минимальный уровень затрат как на разработку, так и на изготовление аппарата и его миссию. Конструктивно аппарат состоит из двух платформ, изготавливаемых из сотовых трехслойных панелей, соединенных стержневой фермой.

В вырезах нижней платформы установлены на фермах четыре сферических топливных бака, а в центральном вырезе верхней закреплен баллон со сжатым гелием, обеспечивающим наддув баков для вытеснения топлива в двигатели. Двигательная установка лендера состоит из семи двигателей РД840 (рис. 2) и восьми двигателей малой тяги, объединенных магистралями для подачи компонентов топлива. Двигатели РД840 установлены на общей раме, закрепленной под нижней платформой, а четыре блока двигателей малой тяги установлены снаружи на боковом шпангоуте нижней платформы. Маршевые двигатели обеспечивают изменение скорости аппарата, при этом на основных режимах задействуются все семь двигателей РД840, а для коррекций траектории и предпосадочного маневрирования применяются от одного до трех двигателей. Двигатели малой тяги создают управляющие усилия для ориентации аппарата в пространстве. Четыре посадочные опоры обеспечивают финальное гашение скорости аппарата при мягкой посадке и крепятся к верхней и нижней платформам. Встроенные в них демпфирующие элементы обеспечивают гашение инерции лендера при контакте с поверхно-

Авторы — М. А. Дегтярев, А. И. Бердник, Ю. А. Хархула, М. А. Драгунова 4

naukatehnika.com

— № 12 НАУКА и ТЕХНИКА 2020 —

АСТРОНОМИЯ, АСТРОФИЗИКА и КОСМОНАВТИКА

стью Луны. Четыре панели солнечных батарей жестко закреплены над узлами установки посадочных опор. В верхней части лендера на поворотном основании с приводом в двух плоскостях установлена основная антенна, обеспечивающая передачу данных в ЦУП и прием команд, а также датчики навигационных приборов и силовые элементы для крепления полезного груза. В составе конструкции лендера-хоппера широко используются углепластик и другие полимерные материалы, а также специальные сплавы и защитные покрытия. При изготовлении некоторых деталей использованы техноРис. 1. Компоновочная схема лендера-хоппера и его основные компоненты логии аддитивного производства, в частности 3D-печать, уже освоенная на опытном производстве КБ «Южное». Основная часть элемен2) старт с транслунной траектории, перелет тов конструкции покрывается защитной «шубой» из многослойной и мягкая посадка с максимальным грузом в заданэкранно-вакуумной теплоизоляции, обеспечивающей защиту аппаном районе поверхности Луны; рата от солнечного нагрева в полете и позволяющей сохранить 3) старт с геопереходной орбиты, выход тепло при заходе в тень. на транслунную траекторию, перелет и доставка Двигатель РД840 (см. рис. 2), имеющий тягу 40,7 кгс, является к окололунной станции крупного контейнера новой разработкой ГП «КБ «Южное». Он выполнен по простой с грузами (данный сценарий нужен для доставки и наиболее надежной вытеснительной схеме, использует хорошо лендера к окололунной станции); отработанные и наилучшим образом подходящие для длительных 4) старт с окололунной орбиты (станции), мягкая космических миссий высококипящие компоненты топлива — азотпосадка с грузом в заданном районе поверхности ный тетраоксид и несимметричный диметилгидразин. Двигатели Луны, разгрузка, взятие лунных образцов, взлет малой тяги также работают на этих компонентах топлива, в лендере и выход на исходную окололунную орбиту. использованы надежные двигательные блоки тягой по 3 кгс, которые ранее применялись на космическом аппарате «Океан-О». «Нервной системой» аппарата является комплект бортовой авионики, в который входят бортовой компьютер, средства связи, навигационно-посадочная система, система электроснабжения, температурные и прочие датчики состояния, клапаны, приводы и другие исполнительные органы, объединенные в единый организм с помощью бортовой кабельной сети. Весь этот комплекс узлов, компонентов и систем тщательно проверяется на Земле, проходя через множество проверок и многоэтапных испытаний, — только так можно обеспечить требуемую надежность его работы во время длительного космического полета. Характерные параметры аппарата отображены в табл. 1. Как уже говорилось в первой части статьи, при начале полета лендера-хоппера с высокоэллиптической орбиты масса полезного груза, доставляемого на Луну, может достигать 300 кг. Однако лендеры могут быть использованы для миссий различных типов, для которых необходимо создание аппаратов соответствующих характеристик. ГП «КБ «Южное» было рассмотрено несколько вариантов лендеров увеличенной грузоподъемности, оснащаемых более мощными двигателями собственной разработки. Более глубокую проработку получил аппарат среднего класса грузоподъемности, называемый возвращаемым лендером за свою возможность после завершения работы на поверхности Луны вернуться на окололунную орбиту. При его разработке были рассмотрены такие сценарии применения: 1) старт с геопереходной орбиты, выход на транслунную траекторию, перелет и мягкая посадка с грузом в заданном районе поверхности Луны; Рис. 2. Двигатель РД840 — 2020 НАУКА и ТЕХНИКА № 12 —

naukatehnika.com

5

АСТРОНОМИЯ, АСТРОФИЗИКА и КОСМОНАВТИКА

Таблица 1

Основные характеристики лендера-хоппера Характеристика

Значение

Начальная масса без ПГ, кг Масса ПГ, доставляемого на поверхность Луны при старте с ПГСО, с перелетами / без перелетов, кг Максимальный поперечный размер с опорами перед посадкой, мм Запас топлива, расходуемого в полете, кг Номинальная тяга маршевых двигателей, кгс 33 на основном режиме 33 на этапе мягкой посадки, два режима Номинальный удельный импульс маршевых двигателей в вакууме, с Количество двигательных блоков системы ориентации Тяга одного двигательного блока, кгс Компоненты топлива (окислитель/горючее)

1 715

Система подачи топлива в двигатели Газ наддува Система электропитания Время перелета Земля — Луна, сутки Время работы на поверхности Луны, сутки

50/150 3 780 1 320 285 40,7/122,2 315 8 3,0 Азотный тетроксид / несимметричный диметилгидразин вытеснительная гелий Солнечная, на базе ФЭП с буферной батареей 5–7 до 14

Первые два сценария позволяют доставить на поверхность Луны достаточно большой груз и благодаря своей автономности могут использоваться с самых начальных этапов лунной программы. Схема перелета практически такая же, как и у лендера-хоппера. Третий и четвертый сценарии предполагаются уже после появления на окололунной орбите орбитальной станции, способной обеспечить дозаправку возвращаемого лендера и работу с его полезным грузом. Соответственно, сперва лендер с геопереходной орбиты Рис. 3. Возвращаемый лендер среднего класса (теплоизоляция не показана) доставляет груз массой около 3,5 т к окололунной орбитальной станции. Там он разгружается, дозаправляется Данный лендер также выполнен одноступенчатым, его кони оснащается тем грузом, который надо достаструкция в основном подобна конструкции лендера-хоппера вить на Луну. Затем аппарат сходит с орбиты и выполнена из тех же материалов, но имеет увеличенные габаи выполняет посадку в заданном районе лунриты, массу, запас топлива, а также использует более мощной поверхности. После разгрузки доставленный блок маршевых двигателей, созданных специалистами КБ ного груза на возвращаемый лендер устанав«Южное» по уникальной, пока не применяемой нигде в мире ливаются лунные образцы и прочие доставлясхеме с поршневым пневмонасосом. емые с Луны на станцию грузы (до 50 кг). ЛенОсобенность данной схемы заключается в том, что для подачи дер взлетает, выходит на орбиту и приближакомпонентов топлива в камеру сгорания ЖРД используется поршется к окололунной станции, где подхватываневой насос, приводимый в действие сжатым гелием из тех же балется манипулятором. Грузы с Луны переносятся лонов, которые обеспечивают подачу вытесняющего давления на борт станции, а возвращаемый лендер пров основные баки лендера. Такой подход позволяет использовать ходит проверку, и в зависимости от состояния гораздо меньшее давление для наддува баков, что позволяет снии программы работ либо готовится к следуюзить их массу и сократить массу гелия в газовой подушке баков. щей миссии, либо удаляется. В то же время за счет работы насосов давление компонентов Схема конструкции и основных систем возвратоплива, подаваемых в двигатели, может быть существенно выше, щаемого лендера показана на рис. 3. чем в баках двигательной установки, и это позволяет получить 6

naukatehnika.com

— № 12 НАУКА и ТЕХНИКА 2020 —

АСТРОНОМИЯ, АСТРОФИЗИКА и КОСМОНАВТИКА

более высокую тягу двигателя, а также обеспечить плавное дросселирование1 тяги, что особенно важно для надежной мягкой посадки при разной конечной массе аппарата. Маршевый двигатель РД860М (рис. 4) возвращаемого лендера является сборкой из трех однокамерных двигательных блоков. Тяга каждого из них регулируется от 250 до 500 кгс, что позволяет регулировать тягу всего двигателя в широком диапазоне — от 0,25 до 1,5 тс (табл. 2). Это дает возможность использовать возвращаемый лендер для выполнения большого круга лунных транспортных задач (табл. 3). Возможно, на первых этапах эксплуатации возвращаемого лендера экономическая эффективность его повторного использования будет ограниченной, но сам подход к внедрению многоразового использования окололунной техники является перспективным и обещает в будущем существенно сократить общий уровень затрат на доставку грузов на поверхность Луны.

Рис. 4. РД860М — маршевый двигатель возвращаемого лендера

Основные характеристики возвращаемого лендера Характеристика

Значение

Начальная масса без ПГ, кг Максимальный поперечный размер (после посадки), мм Запас топлива, расходуемого в полете, кг Маршевый двигатель Тяга маршевого двигателя, кгс 33 максимальная 33 минимальная при мягкой посадке Удельный импульс маршевого двигателя в вакууме, с Количество двигательных блоков системы ориентации Тяга одного двигательного блока системы ориентации, кгс Компоненты топлива (окислитель/горючее) Система подачи топлива в двигатели Газ наддува Система электропитания Время перелета Земля — Окололунная орбита, сутки Время перелета Окололунная орбита — Луна, сутки

4 080 4 800 3 150 РД860М 1 500 250 322,5 8 10,0 Азотный тетроксид/несимметричный диметилгидразин Пневмонасосная Гелий Солнечная, на базе ФЭП с буферной батареей 4–5 1 Таблица 3

Однако это произойдет уже на последующих этапах развития лунной деятельности, когда будет создана лунная база и начнет расширяться лунная и окололунная инфраструктура, основанная на использовании лунных ресурсов. Такой масштаб работ потребует применения еще более мощной космической техники, в частности многоразового лунного лендера, работающего на лунном топливе, а также создания и регулярной эксплуатации экономически эффективной транспортной цепочки на маршруте Земля — Луна. Об этом мы расскажем в следующих статьях.

Массы полезного груза лендера среднего класса для разных сценариев применения Сценарий использования лендера Перелет с геопереходной орбиты на поверхность Луны Перелет с транслунной траектории на поверхность Луны Перелет с геопереходной орбиты на окололунную орбиту Перелет с окололунной орбиты на поверхность Луны/ возвращение с Луны на окололунную орбиту

Масса ПГ, кг 600 1 120 3 500 920/50 1

— 2020 НАУКА и ТЕХНИКА № 12 —

Таблица 2

Управляемое снижение тяги.

naukatehnika.com

7

АВИАЦИОННЫЙ КАТАЛОГ

Авария истребителя Ньюпор-Деляж NiD-29C1 командира 8-й эскадрильи 1-го истребительного полка ВА Франции. maquette72.free.fr

Одиннадцатого ноября 1918 г. командующий силами Антанты во Франции маршал Фердинанд Фош подписал перемирие с Германией. Война окончилась победой, но плоды ее оказались гораздо бедней ожидаемого — Великая европейская мясорубка высосала из поверженных врагов все соки, платить репарации было нечем. Экономика победителей тоже была не в лучшем состоянии, низы больше не хотели лишений, но верхи прямо сейчас ничего другого им предложить не могли. Страсти накалялись, и вслед за российской революцией — Великой Октябрьской социалистической — ждали новых, и не только в Германии и Венгрии, но и во Франции, и в Англии. Единственным спасением казалось поднятие уровня жизни метрополий за счет богатств колоний. Их хотела отобрать Германия — так объясняли причины небывалой по своему размаху войны, но наступивший мир показал, что исходившая от нее угроза благополучию остальных была не единственной и даже не самой страшной. Никуда не делись старые дрязги между союзниками — Францией, Англией, Италией, Японией, США. Пока они не предъявляли друг другу претензий прямо, а лишь интриговали, провоцируя и тайно поддерживая подстегнутые мировой войной бунты в чужих колониях. Против повстанцев хватало пулеметов, пушек и броневиков, а из аэропланов были востребованы разведчики, корректировщики артогня и легкие бомбардировщики. Но не перерастет ли какой-то колониальный конфликт в новую войну между сверхдержавами, если кто-то решит воспользоваться моментом и поддержать чье-то требование независимости? Партнеры по Антанте более полугода не могли договориться об условиях капитуляции Германии и разделе скудной добычи и так и остались недовольны друг другом. Потому можно смело предположить, что, назвав Версальский договор не миром, а перемирием на 20 лет и предсказав начало новой мировой войны, Фош опасался не только возрождения немецкого милитаризма.

Автор — Сергей Мороз 8

naukatehnika.com

— № 12 НАУКА и ТЕХНИКА 2020 —

АВИАЦИОННЫЙ КАТАЛОГ

НИКОГДА БОЛЬШЕ! Летом 1917 г. главный конструктор фирмы «Ньюпор» Густав Деляж поставил задачу получить 10 % прироста скорости нового истребителя лишь за счет аэродинамики, без повышения мощности. Путь к этому он видел в улучшении обтекаемости отдельных частей самолета и в дальнейшем уменьшении разницы площадей крыльев. На завершившем первую его линию истребителей-полуторапланов Ньюпоре 27 верхнее было больше нижнего в 2,1 раза, на начавшем следующую ветвь 28-м типе — лишь в 1,4 раза, а в проектируемом Ньюпоре 29 они должны были сравняться. Чтобы в ожидании неизбежного увеличения веса не допустить роста удельной нагрузки на крыло, общую несущую площадь увеличили на четверть, но бипланная коробка осталась, как у Ньюпора 28, одностоечной. Главным новшеством был гладкий как яичко сигарообразный фюзеляж, обшивка которого не обтягивалась полотном, а выклеивалась из полос шпона крест-накрест. Идею подсмотрели в трофейном немецком истребителе Пфальц D III, о котором мы рассказали в 140-м выпуске «Авиакаталога». Заменили только материал — тюльпанного дерева, которое везли из США, самолетостроители Германии позволить себе не могли. Оперение типа «хвост лосося» тоже походило на немецкое, но выпуклые дуги передних кромок стабилизатора и киля сопрягались с фюзеляжем вогнутыми дугами больших радиусов. Новый проект возглавили сам Деляж и инженер Андре Мари. Техническая служба аэронавтики Военной авиации Франции давно хотела заменить свои истребители с полотняными фюзеляжами чем-то элегантным вроде немецких «Альбатросов» или «Пфальцев», не ввязываясь в рискованные авантюры с новыми моторами, — Деляж обещал использовать серийный ротативный Гном 9N «Моносупап». Первые три опытных образца строились на головном заводе «Ньюпор» в юго-западном предместье Парижа Исси-ле-Мулино из задела агрегатов Ньюпора 28 (АК № 142), и ни один из них не вобрал всех задуманных новшеств, а штатные фюзеляж и оперение были всего на одном. На них перепробовали три типа моторов и три бипланные коробки. Испытания начались в октябре 1917 г. и только к следующей весне удалось добиться — 2020 НАУКА и ТЕХНИКА № 12 —

желаемой скорости, но в мае 1918-го заказчик «накинул» еще 20 км/ч и потребовал довести высотность до 7 000 м для перехвата бомбардировщиков и дирижаблей... Конструкторы Деляж и Мари ожидали чего-то такого и еще в конце 1917 г. «перекроили» проект под двухстоечную бипланную коробку крыльев с увеличенной на 17 % площадью, заменив мотор на Испано-Сюизу H.S.8Fb в 300 сил. Помимо прибавки мощности, она позволила поставить синхронизаторы Биркигта, с которыми темп стрельбы двух пулеметов Виккерс Тип II калибра 7,69 мм стал больше, чем «Альбатросов», в 4,5 раза, а превосходство над «Фоккерами» было полуторным. Следующие три самолета делались уже заново и тоже постоянно менялись. Всю долгую эволюцию проекта мы подробно осветим в разделе «Справочник» сайта НиТ, здесь же скажем о двух важных новинках в силовой установке 5-го опытного образца. В лобовой части обтекаемого капота

сделали круглое отверстие, соединив его трубой с диффузором карбюратора. Она питала его холодным чистым воздухом вместо горячего и насыщенного выхлопными газами из-под капота, от чего терялась мощность. А неудачно стоявший в этом месте радиатор охлаждения заменили двумя новыми в виде бочкообразных пакетов трубок и пластин разработки фирмы «Ламблен». Они подвешивались под крыло, не мешая обзору, и оказались настолько эффективны, что использовались во многих странах до конца 1920-х гг. Еще летом 1918 г. под нажимом Деляжа самолет был запущен в серию за деньги фирмы без единого подтвержденного заказа. В июле на сравнительных испытаниях 4-й опытный Ньюпор 29 показал лучшую скорость, а английский Мартинсайд F.4 обошел всех в скороподъемности, и они контракт получили, третий же конкурсант SPAD S.XVII был закуплен лишь малой партией. Длившаяся уже год, вдвое больше планового

Переоборудованный из недостроенного Ньюпора 28 первый опытный Ньюпор 29 с мотором Клерже 11, с новым фюзеляжем и оперением. airwar.ru

Построенный заново 5-й опытный образец самолета Ньюпор 29 с полностью новым планером, мотором Испано-Сюиза H.S.8Fb и радиаторами «Ламблен». airwar.ru naukatehnika.com

9

АВИАЦИОННЫЙ КАТАЛОГ

срока, доводка 29-го проекта казалась близкой к завершению. Оставалось лишь устранить последние замечания и это слегка задержало достройку 6-го опытного образца — эталона для серийного производства, но тут настало 11 ноября 1918 г., и теперь все кричали: «Война? Никогда больше!»

КРИЗИС — ВРЕМЯ ЗАРАБАТЫВАТЬ Военное министерство отменило заказ на Ньюпоры 29, «вставил свои пять копеек» и Минфин, неожиданно потребовав от поставщиков вооружений вернуть прибыль, полученную в ходе войны, сверх действовавшей в мирное время ставки рентабельности производства. Инвесторы бросились избавляться от акций, и фирма «Ньюпор» вместе со многими другими стремительно покатилась к банкротству. Но Деляж не растерялся, скупил контрольный пакет и вписал свою фамилию на вывеску предприятия. Это развязало ему руки в достройке 6-го опытного образца со вновь увеличенной несущей площадью, который именовался уже Nieuport-Delage 29. Его облетали в мае 1919 г. Высотность улучшилась, но по скорости и скороподъемности он теперь отставал от французского SPAD S.XXI, а по скороподъемности — от английского Мартинсайда F.4, оставались и недостатки в управляемости. Однако все это были мелочи на фоне молчания Военного министерства, а без его визы не давали кредит. Пока Французской Республике было не до того — она вела интервенцию

в России и пыталась договориться с союзниками о будущем колоний, со все большим трудом подавляя вспыхивающие там восстания. Перемену в отношении к себе французские авиаторы почувствовали, когда их не пригласили поучаствовать в параде победителей, а затем пошло сокращение личного состава. В знак протеста уволенный пилот Шарль Годфруа пробрался на бывший свой аэродром под Парижем, с помощью оставшихся друзей «угнал» истребитель Ньюпор 27С1 и пролетел на нем под Триумфальной аркой на площади Звезды в центре французской столицы — но что толку… Новая обстановка требовала реорганизации Военной авиации страны, и она была проведена в пользу более плотного подчинения сухопутным войскам. Хорошо себя зарекомендовавшие авиагруппы расформировали и заменили полками. Ранее самостоятельные эскадрильи со всей их боевой историей и регалиями становились подразделениями с «безликими» обозначениями, состоящими из номеров полка и эскадрильи в нем. Например, 308-я эскадрилья была 8-й в 3-м полку. А когда появились двухзначные номера эскадрилий и полков, от первых двух цифр отказались, и стала славная эскадрилья SPA 124 «Лафайет» совершенно рядовой 7-й в 35-м авиаполку. Специализация полков осталась — истребительные именовались regiment d’aviation de chasse или RAC, но командование сухопутных войск предпочитало смешанные regiment d’aviation mixte (RAM), которые могли решать любые задачи на своем театре войны, и их легче было бросить на непосредственную поддержку

Истребитель Ньюпор-Деляж NiD-29C1 первых серий, выпущенный в 1922 г. upload.wikimedia.org

10

naukatehnika.com

пехоты в полном составе. Истребители давали и в отдельные эскадрильи других полков, например RAO — самолетов воздушного наблюдения (regiment d’aviation observe). В начале 1920 г. реформа в основном завершилась, и командование ВА Франции определило типы стандартных самолетов для закупки — одним из самых больших оказался заказ на 300 истребителей Ньюпор NiD-29C1. Новое легко читаемое обозначение с дефисами вместо точек так и не стало повсеместным, но это была формальная сторона дела, а практическая заключалась в необходимости внесения в конструкцию дальнейших доработок даже после стольких лет доводки. Из главного: в очередной раз переделали элероны и их управление, увеличили площадь стабилизатора, расширили кабину и поставили лобовой козырек — чтобы летчик хотя бы что-то видел из-за обтекателей пулеметов, его кресло пришлось поднять, и голова оказалась под ударами встречного потока. Хотя и после этого самолет сохранял множество больших и малых недостатков, заказ увеличили сначала до 400, а затем до 600 машин. Деньги в кассу фирмы потекли рекой.

НИКУДА НЕ ГОДНЫЙ ИСТРЕБИТЕЛЬ Кроме завода «Ньюпор-Астра» в Исси-ле-Мулино, NiD-29 начали строить «Блерио — SPAD», «Бускайль», «Левассер», «Летор», «Потез», «Шрек — FBA» и «Фарман». Освоение производства шло сложно из-за низкой квалификации

В полете серийный истребитель Ньюпор-Деляж NiD-29C1 из 8-й эскадрильи 2-го истребительного авиаполка ВА Франции. hushkit.net — № 12 НАУКА и ТЕХНИКА 2020 —

АВИАЦИОННЫЙ КАТАЛОГ

работников и нехватки технологической оснастки, на чем все экономили. Наибольшие затруднения вызывала выклейка фюзеляжа и стыков его с нижним крылом и оперением. Между тем уже в 1922 г. Ньюпор NiD-29C1 опозорился, оказавшись не в состоянии догнать похожий на утюг ближний разведчик и легкий бомбардировщик Бреге Br-19. И не мудрено — «новейший» истребитель начали разрабатывать почти за пять лет до этого момента, который показал его истинные качества, а противник его был действительно современным и имел двигатель в 450 «лошадей». По ходу выпуска Ньюпор NiD-29C1 дорабатывали, в том числе внедрив форсированные до 320 л. с. моторы, но и вес его вырос, «съев» прибавку мощности. В 1922 г. самолетами NiD-29C1 вооружили три эскадрильи 1-го истребительного полка, а затем полностью 2-й и 3-й ИАП, считавшиеся элитой французской авиации, но быстро в них разочаровались. Уже в 1924 г. оснащенные этими самолетами подразделения 1-го авиаполка передали в «рядовой» 33-й смешанный, который избавился от них совсем в июне 1930 г., а полки 2-й и 3-й сдали их на хранение и того раньше — в 1928–1929 гг. Были такие истребители и в 7-й эскадрилье 35-го полка самолетов-корректировщиков. В 1925 г. для проверки в боевых условиях тройка NiD-29C1 под командованием военного летчика-испытателя капитана Сади-Лекуата прибыла в Касабланку в Марокко, где с 1921 г. шла война. Колониальные войска Франции и Испании в 1926 г. все же подавили независимый Эмират Риф, но самолеты NiD-29 показали себя плохо и там. Эти, а затем еще несколько однотипных истребителей дооснастили держателями для 6, 8 или 10 мелких бомб, но в местной жаре и пыли они мало что стоили и как бомбардировщики. Несмотря на столь долгую доводку, самолет сохранил множество недостатков и был весьма аварийным. Капотирование тогда было обычным делом для всех, но на NiD-29 нередки были случаи разрушения носовой части и бипланной коробки при обычной жесткой посадке и если самолет не переворачивался. Его пытались усиливать, но без толку. В 1926 г. все еще не оконченный контракт на поставку NiD-29С1 расторгли после сдачи в части ВА Франции 250 самолетов, но Деляж не рас— 2020 НАУКА и ТЕХНИКА № 12 —

строился – к тому времени он бойко продавал их за рубеж и торговал лицензиями. В числе первых 21 истребитель этого типа купила Бельгия, еще 87 выпустила в этой стране фирма SABCA. Испания приобрела 30 штук, построив 10 самостоятельно. Шесть самолетов пошло в Италию, а следующие 95 сделал завод «Ньюпор-Макки» и 80 — «Капрони». Десять самолетов получила Дания, где они служили

под маркой J 2. В 1922 г. в Исси-леМулино были построены три опытных учебных истребителя NiD-29ET1 с моторами H.S.8Ab меньшей мощности и стоимости — 100 таких самолетов выпустил завод SABCA для Военной авиации Бельгии и летной школы ВМС Франции в Сан-Рафаэле. Аргентина и Сиам заимели по нескольку истребителей NiD-29C1, снятых с вооружения строевых эскадрилий

Строевой NiD-29C1 из 2-й эскадрильи 1-го истребительного авиаполка ВА Франции, которая перевооружилась самолетами этого типа в числе первых. maquette72.free.fr

Типичная авария истребителя NiD-29C1 ВВС Франции — жесткая посадка, мотоотсек и бипланная коробка крыльев разрушены. maquette72.free.fr

Пилот Военной авиации Франции у истребителя NiD-29C1 с фюзеляжем, усиленным металлической накладкой. passionpourlaviation.fr naukatehnika.com

11

АВИАЦИОННЫЙ КАТАЛОГ

 Только что построенный Ньюпор 29 итальянского производства — еще без окончательной окраски и опознавательных знаков. windsockdatafilespecials.co.uk

во Франции. Наконец, в 1923 г. прошла еще одна маленькая поставка, имевшая большие последствия, — один самолет поступил на японский авиазавод «Накадзима» в качестве образца вместе с документацией и лицензией на выпуск.

ВОСХОДЯЩЕЕ СОЛНЦЕ Еще в 1877 г. в Императорской армии Японии были предприняты первые эксперименты с аэростатами, в 1904-м их применили при осаде Порт-Артура, в 1910-м сформировали первую воздухоплавательную часть и направили двух офицеров учиться управлять аэропланом в Германию и во Францию. В конце того же года они провели полеты в Японии, а в следующем 1911-м ее армия начала закупать самолеты, из которых в 1915 г. сформировали Авиационный батальон при армейской Транспортной службе. В 1916–1918 гг.  Истребитель Накадзима Ko.4 — лицензионная копия французского NiD-29, которая производилась с рядом доработок тремя заводами Японии для авиации ее Императорской армии. commons.wikimedia.org

Одноместные истребители, поступившие на

Топливо, кг

Боевой, кг

Полная нагрузка, кг

Весовая отдача, %

Скорость макс., км/ч

На высоте, м

850

н. д. н. д.

315

37,1

200

4000

740

1130

165 1088

390

34,5

230

2000

2000

825

1185

165 1143

360

30,4

223

2000

1524

н. д.

921

116

892

н. д.

н. д.

204

4572

н. д.

681

962

129

930

281

29,2

Дальность и продолжит. полета

Взлетный, кг

535

Потолок, м

Пустого, кг

Летные данные Скороподъемность, время набора высоты

Вес Граница высотности, м

Тип и год выпуска

Мощность, л.с.

Тип двигателя

Силовая установка

Франция N.29 1-й опытный, 1917 NiD-29С1, 1922

Клерже 11F Испано-Сюиза H.S.8Fb Испано-Сюиза H.S.8Fb

200 на уровне моря 300 2000

Накадзима Ko.4, 320 1925 Великобритания Бритиш Ньюпор Бентли B.R.2 300 B.N.1, 1918 Бритиш Ньюпор АВС «Дрегонфлай» 320 «Найтхаук», 1919 Mk.I

4000 м за н. д. н. д.

12,0 мин 2000 м за 7700 580 км, 6,2 мин 2,0 ч н. д. н. д. 580 км, 2,0 ч

4572 м за 7925 16,0 мин 243 у земли 4572 за 7468 12,67 мин

Примечание: для всех моторов их мощность на взлете и в полете на полном газу одинакова от уровня моря до границы высотности.

12

naukatehnika.com

— № 12 НАУКА и ТЕХНИКА 2020 —

3,0 ч 3,0 ч

АВИАЦИОННЫЙ КАТАЛОГ

первые японские пилоты прошли стажировку во Франции и участвовали в боевых операциях, а капитан Хиётаке Сигено в эскадрилье N 26 даже сбил самолет противника, — вероятно, первым среди «воздушных самураев». В апреле 1919 г. в Японии появилось летное соединение — Армейская авиационная дивизия, а вскоре из Франции прибыли 63 инструктора под командованием полковника Фора. При его помощи была создана Авиационная служба Императорской армии Японии, и в 1920 г. ее пилоты впервые участвовали в боевых действиях под флагом Восходящего Солнца на Дальнем Востоке. Красная армия и тем более партизаны там авиации не имели, но интервентам это не помогло — пусть и не сразу, но их с российской территории вышибли. Между тем скрытые от посторонних глаз события в самой Японии привели там к власти триумвират банкиров, фабрикантов и генералов, сделавший императора просто красивой ширмой для проводимой ими политики экспансии. Их планы простирались очень далеко — была провозглашена цель собрать «семь углов Азии под японской кры-

Запуск мотора истребителя Накадзима Ko.4 одного из полков ВВС Императорской армии Японии автостартером — конец 1920-х гг.

шей». Это неизбежно вело к войне не только с СССР и Китаем, но и против Америки, Великобритании, Нидерландов и Франции, владевших там множеством островов и материковых территорий. Для перевооружения армии своей техники у японцев пока не было, поэтому ее купили у будущих противников. Для начала был необходим самолет-истребитель, чтобы научиться такие машины стоить и использо-

вать. С 1924 по январь 1932 гг. фирма «Накадзима» с использованием мощностей государственных арсеналов в Токородзаве и Тоисикаве изготовила и поставила 608 Ньюпоров 29, включая первые 110 из французских деталей и узлов, став главным производителем самолетов этого типа. С ними во всех странах, включая Францию, было сделано 1 316 таких самолетов всех модификаций, включая опытные и единичные рекордные.

вооружение после Империалистической войны

Высота самолета, м

Нагрузка на крыло, кг/ кв.м

Нагрузка на мощность, кг/л.с.

Отношение мощности к площади крыла, л.с./м2

Нагрузка на крыло, кг/м2

Нагрузка на мощность, кг/л.с.

Отношение мощности к площади крыла, л.с./м2

Кол-во, тип и калибр пулеметов

21,000

40,5

4,3

9,5

н. д.

н. д.

9,5

2 Виккерс Тип II, 7,69 мм 2 Виккерс Тип II, 7,69 мм 2 Виккерс Тип II, 7,69 мм

9,700 / 26,700 6,490 2,781 9,700 9,700 / 26,700 6,490 2,781 9,700

42,3

3,8

11,2

40,7

3,6

11,2

44,4

3,7

12,0

42,8

3,6

12,0

8,534 / 24,155 5,639 2,743 8,534 8,534 / 25,084 5,639 2,896 8,534

38,1

3,1

12,4

36,9

3,0

12,4

38,4

3,0

12,8

37,1

2,9

12,8

— 2020 НАУКА и ТЕХНИКА № 12 —

синхронная

1

синхронная

около 100 около 500

синхронная

Общий этого типа

Длина полная, м

н. д.

Выпуск Данной модификации

Площадь крыльев, м2

Вооружение

Размах верх. / нижн. крыла, м

Удельные данные (боевой вес — 75 % топлива)

Установка

Удельные данные (взлет)

Размеры самолета

1316

2 Виккерс Mk.2 и 1 синхронная и 1 1 Льюис Mk.2, 7,69 мм надкрыльевая 2 Виккерс Mk.2, синхронная около 35 не менее 7,69 мм 40

naukatehnika.com

13

АВИАЦИОННЫЙ КАТАЛОГ

Японские Ньюпоры 29 получили обозначение Ko.4 — армейский истребитель тип А модель 4. Они составили основу истребительной авиации сформированного 1 мая 1925 г. Авиационного корпуса Императорской армии Японии — Коку Хомбу. Он получил около 500 самолетов, 3 700 офицеров и рядовых и статус рода войск, равного по положению пехоте, кавалерии и артиллерии, потому его часто именуют военновоздушными силами. Первым его командующим стал генерал-лейтенант Хинити Ясумицу. Основной тактической единицей Коку Хомбу стал полк — рентай, включавший разведывательные, бомбардировочные и истребительные эскадрильи, или тютай. Истребители Ko.4 имелись в девяти эскадрильях пяти полков, включая «элитные» 1-й и 3-й рентаи. В 1932 г. они участвовали в Мукденском и Шанхайском инцидентах, ставших ключевыми шагами японской агрессии в Китае. Армия Гоминьдана там авиацию не применяла, и оценить новую технику в воздушных боях не вышло, но именно на этих самолетах вырос тот комсостав японских ВВС, с которым столкнется авиация Великобритании и США в 1941 г., а фирма «Накадзима» станет основным поставщиком истребителей для ВВС армии Японии во II мировой войне. С 1933 г. самолеты Ko.4 в ВВС Императорской армии Японии выводятся в летные школы и в резерв. В следующем году они были поставлены правителю провинции Гуанси на юге Китая, который попал под чужое влияние, но в 1937-м власть там поменялась и оставшиеся девять штук оказались в ВВС Гоминьдана. В том же году японцы дали шесть таких самолетов «императору государства Маньчжоу-Го» Пу И, но и его авиация так и не стала боеспособной. Последней войной истребителя NiD-29 стала разразившаяся в 1936 г. гражданская война в Испании, но там такая рухлядь уже долго держаться не могла. Тайские Kh.4 были сняты с вооружения последними в 1940 г. как раз накануне войны с Францией, в которой та лишилась всех спорных территорий. Но судьбу их доверили решать все той же Японии, она и получила все — и французские колонии в Индокитае, и Таиланд…

ЧИСТО АНГЛИЙСКИЙ «НЬЮПОР»

Шестнадцатого ноября 1916 г. владелец заводика скобяных изделий Сэмюель Уорнинг и фирма «Британский воздушный транспорт» (British Aerial Transport, BAT) основали в районе Лондона Криклвуд предприятие «Ньюпор энд Дженерал Эйркрафт». Оно построило малую серию самолетов Ньюпор 16, полсотни 17-х и сто Ньюпоров 24, но появление хороших английских истребителей убило интерес к иностранным. «Британский Ньюпор» нашел заказы на английские самолеты, но акционеры не хотели платить роялти и не понимали, почему бы не разработать собственный проект. Это было не так просто, как им казалось, — фирма не имела главного конструктора, и не было бы счастья, да несчастье помогло. В 1917 г., в аккурат после запуска в серию одного из лучших английских истребителей того времени RAF S.E.5 (АК № 133), Военное министерство Его Величества добилось того, что пыталось сделать со дня основания разработавшего самолет «Королевского авиационного завода», — запретило заводу проектировать новые самолеты. Отныне предприятие могло только оказывать другим научную поддержку и проводить испытания чужих самолетов, становясь Королевским авиационным институтом RAE. Создатель S.E.5 Генри Фолланд всем этим успешно занимался, но хотел быть именно конструктором, потому уволился и перешел на «Британский Ньюпор». Летом 1917 г., чтобы узаконить продвинувшуюся уже далеко разработку нового истребителя Сопвич «Снайп» (АК № 142), Министерство снабжения выпустило тактико-технические требования Air Board A.I(a). На объявленный конкурс были представлены

самолеты Армстронг-Уитворт «Армадилло», Остин «Оспри», Болтон-Пол «Боболинк» и Бритиш Ньюпор B.N.1, который стал первой работой Фолланда на новом месте. Чтобы успеть в срок, Фолланд сделал некий гибрид того, что знал. От своего биплана RAF S.E.5a он взял идею коробки крыльев, но заменил двумя одиночными стойками между каждой парой консолей одну двойную, из поддерживающего верхний центроплан четырех стоек «кабана» оставил две, а хорду нижнего крыла уменьшил. Лишь немного поменялось оперение с переставным стабилизатором, управление и шасси, а в вооружении просто добавили один пулемет. От самолета Сопвич «Кэмел», в испытаниях которого он участвовал, Фолланд заимствовал схему фюзеляжа и силовую установку с двухсотсильным ротативным мотором Бентли B.R.2. Новинкой был конический кок винта с центральным отверстием, через которое шел воздух на охлаждение, но после первых запусков на земле кок пришлось снять, и теперь новый B.N.1 спереди был таким же, как старый «Кэмел». В феврале 1918 г. самолет был облетан и в марте выпущен на конкурс. Фолланд был хорошим конструктором, и B.N.1 оказался лучшим по скорости и высотности, но Томас Сопвич сумел добиться заказа на свой «Снайп» в обход конкурса, а тут еще в марте на B.N.1 загорелся мотор и после вынужденной посадки ремонтировать было уже нечего. Однако причиной неприятности оказалась чистая случайность или небрежность, и ни к самолету, ни к мотору претензий не было. Весной 1918 г. Министерство снабжения издало новые требования Type I S.S. Fighter под новые «стационарные» моторы воздушного охлаждения.

Опытный истребитель Бритиш Ньюпор BN.1 на испытаниях весной 1918 г. kingstonaviation.org

14

naukatehnika.com

— № 12 НАУКА и ТЕХНИКА 2020 —

АВИАЦИОННЫЙ КАТАЛОГ

Один из первых серийных самолетов Бритиш Ньюпор «Найтхаук» с новой кабиной с вырезом для парашюта, укладывавшегося за спиной летчика. hushkit.net

Сборка фюзеляжей серийных истребителей Бритиш Ньюпор «Найтхаук» на заводе «Глочестершир Эйркрафт» в Челтнеме — 1919 г. baesystems.com

Они имели возможность дальнейшего повышения мощности свыше 200 сил, что было пределом для двигателей ротативных по нагрузке от центробежной силы и реактивного момента, имели меньший момент гироскопический, ухудшающий управляемость, не разбрызгивали масло и были проще в обслуживании. Фирма All British (Engine) Company, или ABC, запускала в серию 9-цилиндровый мотор «Дрегонфлай» мощностью 300 л. с. и вела работы по форсированной еще на 20 сил модификации Mk.I — ее и рекомендовали участникам нового конкурса. Были заявлены истребители Армстронг-Уитворт «Ара», «Василиск» и «Бантам» компании ВАТ, «Снейл», «Снэппер» и «Снарк» Томаса Сопвича, «Вегтейл» завода «Уэстленд», а также Бритиш Ньюпор «Найтхаук». Слово Nighthawk означает не ночной сокол или ястреб, как некоторые думают, а название птицы североамериканский козодой. Фолланд сделал самолет «правильным бипланом» с равной площадью крыльев и двойными стойками, крепление которых стало проще, упро— 2020 НАУКА и ТЕХНИКА № 12 —

стил сами консоли, а округлый участок бортов фюзеляжа, который на B.N.1 заканчивался за кабиной, продлил в хвост, как на Ньюпоре 27. Новый капот в форме половины эллипсоида закрывал картер, оставляя цилиндры снаружи, любую его секцию можно было открыть, не снимая воздушного винта. «Дрегонфлай» имел два карбюратора и ему сделали новую топливную систему, включив, помимо двух главных и расходного бака, еще и маленький аварийный на случай повреждения магистрального топливопровода или отрицательных перегрузок. На основании испытаний самолета B.N.1 Военное министерство заказало 230 истребителей «Найтхаук» заводам «Бритиш Ньюпор», «Глочестершир Эйркрафт» и «Бритиш Кодрон» еще до окончания строительства первого опытного образца. Но, как ни спешили, к концу войны не успели, и в ноябре 1918 г. все остановилось. Следующей весной разработчик возобновил достройку опытного «Найтхаука» за свой счет, и в апрелемае 1919 г. он приступил к полетам,

показав очень хороший прирост летных качеств. Но серийный мотор «Дрегонфлай» работал плохо — фирма АВС выпустила их 1 147 и так и не смогла излечить тряску, а ресурс не превышал 35 часов. Из 128 построенных планеров только четыре поступили в опытную эксплуатацию в Королевский авиационный НИИ (RAE) в Фарнборо в 1919 г., где они лишь «блеснули» на воздушном параде, и один в следующем году отдали для корабельных испытаний, а остальные «зависли». Дирекция «Британского Ньюпора» вяло наблюдала за неумолимо приближающимся крахом, Фолланд надеялся на рекламу, переоборудовав два недостроенных истребителя в гоночные самолеты L.C.1 и «Госхаук», но лучшим результатом первого было III место в лондонском «Воздушном дерби» 24 июля 1920 г. с призом в 50 (пятьдесят!) фунтов стерлингов, а второй 12 июля 1921 г. погубил пилота Хокера на тренировке перед очередной гонкой. На моторе «Дрегонфлай» поставили крест. В августе 1920 г. фирма «Бритиш Ньюпор» обанкротилась, не пережив неудачу с «Найтхауком». Но Фолланд не растерялся, выкупил по дешевке авторские права и недостроенный задел и ушел на «Глочестершир Эйркрафт», который бывший замдиректора завода RAF майор в отставке Хекстелл-Смит превратил в полноценную самолетостроительную фирму. Там Фолланд заменил мотор «Дрегонфлай» и возобновил выпуск своих истребителей для Королевских ВВС Великобритании и на экспорт. Но об этом позже. Все упомянутые здесь самолеты были новыми лишь на первый взгляд, а по сути, завершали линии развития, заданные их предшественниками разработки военных лет. Они как пули на излете — эффектно просвистели, но цели не достигли. И все же это было совершенно необходимое звено эволюции поколений самолетов-истребителей, и оно дало поколению следующему, созданному в середине 1920-х гг., необходимый опыт, ведь отрицательный результат тоже бывает ценен. Дополнительные сведения по описанным здесь самолетам, их вооружению, оборудованию и эксплуатации, а также подробные тактико-технические и статистические данные смотрите в разделе «Справочник» на сайте нашего журнала: https://naukatehnika.com/spravochnik/. naukatehnika.com

15

Колесно-гусеничный танк Saint-Chamond Mle.1921, колеса опущены

БРОНЕКАТАЛОГ

С

воей высокой проходимостью на поле боя танки были обязаны гусеничному движителю, но он же первоначально и был их своеобразной ахиллесовой пятой. Первые танки довольно успешно двигались по местности, иссеченной окопами и воронками, проламывали заграждения и взбирались на эскарпы, однако гусеницы тех лет изнашивались и «рассыпались» всего через 80–100 км хода даже по шоссе. В результате с оперативной подвижностью танков — возможностью их быстрой переброски на значительные расстояния — дело обстояло весьма неважно. Для сохранения ходовой части легкие танки приходилось подвозить поближе к полю боя на колесных грузовиках или специальных прицепах, что требовало дополнительных усилий, техники и квалифицированного персонала (водителей грузовиков и механиков), а с тяжелыми было проблем еще больше. Неудивительно, что появилась идея совместить на одной машине преимущества колесного и гусеничного движителей — проходимость гусеничной машины со скоростью и экономичностью колесной. В бой танк шел бы на гусеницах, а к месту «подлетал» на автомобильных 16

naukatehnika.com

колесах по шоссе. Реализацией этой идеи в межвоенный период и занялись конструкторы бронетехники в различных странах. Уже в 1919 г. во Франции конструкторы фирмы FAHM (Compagnie des Forges et Acieries da la Marine et d`Homecourt) начали работы над своим вариантом машины со смешанной ходовой частью, на которой колеса и гусеницы можно было использовать в зависимости от характера местности. Кроме гусениц, машина имела переднюю и заднюю пару колес вместе с мостами автомобильного типа. Колеса были бескамерные и могли поворачиваться на кронштейнах вокруг своей оси почти на 180 градусов. Когда они опускались вниз, машина переходила на «колесный ход», в поднятом положении колеса фиксировались над гусеницами. Полное время перехода с колес на гусеницы при помощи механического привода занимало около 10 минут. На задние колеса шел привод от двигателя, а передние управлялись с помощью обычного руля. Для обеспечения плавности хода колесные тележки имели листовые рессоры. Гусеничная часть (применительно на один борт) включала 10 опорных катков, 4 поддерживающих ролика, переднее — № 12 НАУКА и ТЕХНИКА 2020 —

БРОНЕКАТАЛОГ

Колесно-гусеничный танк Saint-Chamond Mle.1921, колеса подняты (слева — вид спереди, справа — вид сзади)

направляющее и заднее ведущее колеса. Первоначально экипаж состоял всего из одного человека — водитель, он же стрелок из 8-мм пулемета Hotchkiss, который был установлен в лобовом листе надстройки. На испытаниях машина показала неплохие ходовые качества — на колесах она разгонялась до 28 км/ч, на гусеницах скорость падала до 6 км/ч. Она могла преодолевать ров шириной до 1,7 м и подыматься на горку с уклоном в 30°, и это при двигателе мощностью всего 15 л. с. Правда, выяснилось, что один человек просто не в состоянии быть водителем и пулеметчиком, да еще выполнять функции командира. В результате экипаж пришлось увеличить до двух человек. В таком варианте машина получила обозначение Autochenille Saint-Chamond Mle.1921 и была принята к производству. Однако дела с ним не заладились. В 1920-е гг. происходило сокращение как штатов французской армии, так и финансирования программ по перевооружению. Поэтому, с учетом больших запасов вооружений, оставшихся после Великой войны, а также финансовых ограничений, французское министерство обороны не проявило интереса к новой колесно-гусеничной машине. В результате уже построенный десяток Autochenille Saint-Chamond Mle.1921 производитель начал активно предлагать иностранным покупателям. В 1923 г. одна машина была куплена Финляндией, где подверглась всесторонним испытаниям. Здесь быстро обнаружились слабости машины. Оказалось, что механический привод смены хода и трансмиссия не выдерживают высоких нагрузок. Также не устраивали финнов отсутствие защиты открытых элементов подвески и слабое вооружение с ограниченными углами обстрела. Кроме того, что пулемет размещался не во вращающейся башне (что считалось более рациональным), «выве— 2020 НАУКА и ТЕХНИКА № 12 —

Схемы модификаций колесно-гусеничного танка Saint-Chamond naukatehnika.com

17

БРОНЕКАТАЛОГ

Британский опытный колесно-гусеничный танк Vickers Wheel-cum-Track Machine (D3E1)

Опытный танк T.15 (на базе Medium Tank Mk.I) с опускаемым колесным движителем

Танк Сколфилда образца 1940 г. (Модель 1)

Танк Сколфида образца 1942 г. (Модель 2)

шенные» впереди корпуса колеса дополнительно ограничивали углы обстрела, мешая и качественному обзору местности. В результате купленная машина использовалась только в качестве учебной, прослужив до 1937 г. По одной Autochenille Saint-Chamond Mle.1921 удалось продать для ознакомления в СССР и Японию, две машины приобрела Польша. Самым крупным покупателем стала Испания, в 1923 г. эта страна купила семь единиц Autochenille Saint-Chamond Mle.1921. Но и здесь сразу же столкнулись с многочисленными механическими проблемами, исключающими возможность нормальной эксплуатации. В попытках улучшить характеристики машины и все же заинтересовать ею французских военных конструкторы фирмы FAHM продолжили совершенствовать свое детище. Так появилась модель 1924 г. (М1924), в которой вооружение было перенесено во вращающуюся одноместную коническую башенку, а толщина бронирования была увеличена с 6 мм (на М1921) до 11 мм. Платой за это стало увеличение массы машины до 3,6 тонны, что отрицательно сказалось на ее подвижности. В 1926 г. появилась модификация М1926, на ней снова отказались от башни, теперь пулемет устанавливался справа в верхней части надстройки с сильно скошенным лобовым бронелистом. Машину оснастили новой, более совершенной трансмиссией Williams Janney, однако проведенные доработки привели к увеличению боевой массы до 4,2 тонны. Но и этот вариант военные проигнорировали. В результате фирма FAHM решилась на радикальную модернизацию машины. По сравнению с М1926 гусеничное шасси увеличили по высоте и удлинили на 24 см. Полностью переработали колесный ход. Передний и задний мосты автомобильного типа с открытыми элементами подвески были заменены новой конструкцией — теперь колеса (поднимались механическим приводом) размещались по бортам. Полностью новым был и корпус — лобо-

вой бронелист расположили под большим углом наклона. В надстройке устанавливалась пушка с большим сектором горизонтальной наводки. На крыше расположили цилиндрическую наблюдательную башенку. Боевая масса машины, получившей индекс М1928, достигла 5,1 тонны и в целом, по вооружению, бронированию и боевым возможностям, соответствовала тогдашнему легкому танку. Однако и этой машиной французская армия не заинтересовалась. Модификация М1928 осталась в единственном экземпляре, и более фирма FAHM развитием колесно-гусеничных машин не занималась. В 1927 г. и в Великобритании был разработан и годом позже построен опытный колесно-гусеничный танк Vickers Wheel-cum-Track Machine (D3E1). Англичане решили быть оригинальными, и на их машине поднимался-опускался не колесный, а гусеничный движитель. Корпус при помощи заклепок собирался из бронелистов толщиной 8 мм на металлическом каркасе. Двигатель мощностью 90 л. с. располагался в его передней части. На крыше устанавливалась одноместная башня с двумя 7,71-мм пулеметами Vickers. Подъем и опускание гусеничной ходовой части проводились при помощи специальной механической передачи, имевшей привод от двигателя, и без выхода экипажа из танка. На испытаниях машина оказалась довольно резвой — 9,5-тонный танк разгонялся на гусеницах до скорости 20 км/ч и на колесах — до 48 км/ч. Но не все было так гладко. Длина гусеничной ходовой части была слишком мала для нормального передвижения по пересеченной местности, а ее небольшая колея вкупе с высокой центровкой делали танк неустойчивым при передвижении по пересеченной местности. К тому же специалисты Королевского танкового корпуса пришли к выводу, что при чисто пулеметном вооружении и немалой массе

18

naukatehnika.com

— № 12 НАУКА и ТЕХНИКА 2020 —

БРОНЕКАТАЛОГ

колесно-гусеничный Vickers не подходит даже для целей разведки. В результате проект потерял поддержку военных, и дальше постройки опытной машины дело не пошло. Примерно в это же время англичане попытались «поставить на колеса» и уже выпускающиеся танки Medium Tank Mk.I — опускаемый колесный привод был смонтирован на опытной машине T.15. Переход на колеса осуществлялся всего за 1 минуту, однако скорость танка при этом почти не увеличивалась, к тому же существенно страдало управление. Соответственно от идеи такой модернизации отказались. Очередная попытка создать колесно-гусеничный танк была предпринята в 1940 г., когда после потери всего тяжелого вооружения британских экспедиционных сил при эвакуации из Дюнкерка (Франция) правительство Великобритании в лихорадочных усилиях восполнить потери, обратилось к доминионам с просьбой помочь в выпуске вооружения. Уже к декабрю 1940 г. в Окленде (Новая Зеландия) по проекту инженера Сколфилда был построен прототип колесно-гусеничного танка. Машина имела гусеничный движитель в средней части и две пары колес спереди и сзади. При переходе на гусеничный ход продольная балка, на которой крепились тележки гусеничных катков, опускалась, и танк становился на гусеницы. Задние ведущие колеса при этом вывешивались, и экипаж убирал их в контейнеры, а передние колеса оставались на месте. Требовалось 7 минут, чтобы перейти с колес на гусеницы, и 10 минут — обратно с гусениц на колеса. Масса танка Сколфилда составляла 6 т, мощность двигателя «Шевроле» — 216 л. с, при этом максимальная скорость движения на колесах достигала 80 км/ч, а на гусеницах — 40 км/ч.

По результатам испытаний, выявившим существенные недостатки машины (перегрев двигателя, недостаточная проходимость), к декабрю 1942 г. был построен улучшенный вариант, конструкция которого была кардинально переработана. Теперь гусеничная ходовая часть была целиком позаимствована от британского бронетранспортера Universal Carrier. Гусеницы опускались и поднимались изнутри танка, а экипажу требовалось только снимать и надевать колеса. В открытой сверху башне устанавливались 40-мм орудие и 7,92-мм пулемет Besa. Масса танка, получившего наименование «Танк Сколфилда Модель 2», составляла 6 тонн, мощность двигателя и максимальные скорости движения на гусеницах и колесах по сравнению с первой моделью не изменились. В целом конструкция себя оправдала, и танк легко переходил с колес на гусеницы и обратно, но к тому времени дефицит вооружения стал не таким острым и запускать в производство новый колесно-гусеничный танк сочли нерациональным. Разработкой колесно-гусеничных боевых машин занимались и немецкие инженеры. Одним из них был отец первых германских танков Йозеф Фольмер (под его руководством был разработан тяжелый A7V и легкие LK-I, LK-II). Правда, с учетом того, что, по положениям Версальского договора, Германии запрещалось разрабатывать и изготовливать новые образцы вооружения и военной техники, включая танки, им приходилось «шифроваться» или же вообще работать в других странах Так, и Фольмер начал работы над танковым колесно-гусеничным шасси под видом усовершенствования мирного гусеничного трактора Hanomag Z WD-50. Трактор оборудовался креплениями для четырех бортовых колес, которые и превращали гусеничную машину в колесную. Для пере-

Трактор Hanomag Z WD-50, переоборудованный по проекту Фольмера в колесно-гусеничную машину

Колесно-гусеничный танк KH-50, построенный в Чехословакии

Опытный колесно-гусеничный танк KH-60

Опытный колесно-гусеничный танк KH-70

— 2020 НАУКА и ТЕХНИКА № 12 —

naukatehnika.com

19

БРОНЕКАТАЛОГ

хода на колеса машине нужно было заехать на специальные башмаки, после чего можно было установить колеса. В 1923 г. конструкцией Фольмера заинтересовались в Чехословакии. Эта молодая европейская страна, в 1918 г. возникшая на развалинах Австро-Венгерской империи, активно занималась военным строительством, но пока располагала всего восемью французскими танками Рено FT-17. По доработанному самим Фольмером проекту здесь в 1924 г. были построены два прототипа танка, получившего обозначение KH-50 (расшифровывалось как Kolohousenka-50, т. е. колесно-гусеничный с мотором мощностью 50 л. с.). КН-50 вооружался одной 37-мм пушкой Škoda d/27, размещенной в цилиндрической вращающейся башне с небольшой командирской башенкой на крыше. Рассматривался также и вариант вооружения из двух 7,92-мм тяжелых пулеметов Schwarzlose Š-24. Бронирование танка соответствовало стандартам тех лет и составляло 14 мм, к тому же носовые бронелисты были сделаны наклонными. Автомобильные колеса с бескамерными шинами располагались по бортам. Передние колеса служили для поворота машины, задние были выполнены двускатными — для улучшения проходимости по пересеченной местности. Смена хода проводилась экипажем вручную примерно за 20 минут. Экипаж включал двух человек — механика-водителя и командира машины, выполнявшего также обязанности наводчика и заряжающего. Испытания продемонстрировали, что, несмотря на тракторные корни, из-за которых КН-50 имел слишком высокую центровку (был слишком высоким при относительно небольшой ширине), он получился более маневренным, чем имевшиеся у чехов танки Рено FT-17. На колесах была достигнута скорость в 35 км/ч, правда, на гусеницах танк смог разогнаться всего до 15 км/ч. Пятидесятисильный двигатель оказался слабоват. Поэтому в 1927 г. была построена модернизированная машина, получившая новый, более мощный двигатель. Благодаря 60-сильному мотору фирмы Hanomag скорость танка, получившего обозначение КН-60, выросла до 45 км/ч на колесах и до 18 км/ч на гусеницах. Была доработана конструкция шасси, также предполагалось усилить вооружение за счет установки 47-мм противотанковой пушки Vickers. В 1929 г. появилась очередная модификация — КН-70, которая оснащалась уже 70-сильным двигателем WD-70. По сравнению с предшественником длина танка увеличилась почти на метр (до 5,4 м), а боевая масса возросла

до 9 тонн. При этом скорость хода при движении на колесах удалось довести до 60 км/ч. Также улучшили механизм смены хода, позволивший сократить время этого процесса до 10–15 минут. Тем не менее чешских военных машина не удовлетворила. Масса машина все время росла, а вечно догружать гусеничное шасси (а тем более колеса) было нельзя. Работы над серией танков КН были прекращены. В ограниченную эксплуатацию чехословацкой армией в 1930 г. был принят только опытный КН-60. Единственный образец танка КН-70 в том же году был отправлен в Италию, правда, подробности результатов испытаний танка итальянскими специалистами неизвестны. Другим немецким конструктором, строившим колесногусеничные танки за границей, стал Отто Меркер. В 1927 г. Меркер разработал собственную конструкцию колесногусеничного хода, в которой опускание колес производилось примерно за минуту. К тому же переход с колесного хода на гусеничный и обратно производился без покидания машины водителем, что было очень важно в случае военного применения. В 1928 г. Меркер стал главным конструктором шведской фирмы AB Landsverk. Здесь и были собраны два колесно-гусеничных танка, получившие обозначение Landsverk L-5. Нужно отметить, что шведская Landsverk находилась под контролем германской компании GHH (Gutehoffnungshütte, Aktienverein für Bergbau und Hüttenbetrieb), где, собственно говоря, и был разработан проект L-5 (в Германии именовавшийся Räder-Raupen Kampfwagen M 28). Четыре опытных образца были построены в Германии, а два собраны непосредственно в Швеции из готовых узлов. Танк Landsverk L-5 массой в 7 тонн имел противопульное бронирование и компоновку с боевым отделением в средней части, двигателем в задней и двумя постами управления (спереди и сзади). В небольшой башне с вооружением из 37-мм пушки и 7,92-мм пулемета Dreyse размещались командир машины, наводчик и стрелок. Три первых танка оснащались четырехцилиндровыми бензиновыми двигателями Daimler-Benz мощностью 50 л. с., а три других — 70-сильным двигателем Bussing-NAG D7. Кроме того, на первых четырех танках система смены хода была электрической (при помощи электромотора), а на двух последних — гидравлической, считавшейся более надежной. В результате испытаний (пять L-5 испытывались в Швеции, а один был отправлен в Казань, в танковую школу КАМА) выяснилось, что при приемлемой огневой мощи

В ограниченную эксплуатацию чехословацкой армией был принят только КН-60. На фото — со снятым бронекорпусом

Колесно-гусеничное шасси Landsverk L-5 (Räder-Raupen Kampfwagen M 28), разработанное по схеме Отто Меркера

20

naukatehnika.com

— № 12 НАУКА и ТЕХНИКА 2020 —

БРОНЕКАТАЛОГ

Колесно-гусеничный танк Landsverk L-5

и достаточном уровне защиты танк L-5 имел неоднозначные ходовые характеристики — сложная система смены хода часто выходила из строя, а ее размещение за пределами бронированного корпуса могло отрицательно сказаться на живучести в боевых условиях. Также отмечалось, что танк оказался слишком сложным в эксплуатации. В 1930 г. работы по усовершенствованию колесногусеничного танка продолжились. На Landsverk подготовили технический проект и построили новый прототип, получивший обозначение L-30. В нем шведские инженеры постарались исправить выявленные недостатки L-5. Конструкция машины претерпела заметные изменения. По сравнению с L-5 машина существенно потяжелела — ее боевая масса превысила 11,6 т, но существенно выросла и мощность силовой установки. Еще на L-5 испытатели отмечали недостаток мощности, поэтому на новый L-30 сразу установили 150-сильный Maybach DSO 8. В результате, по расчетам главного конструктора Landsverk, максимальная скорость нового шасси на гусеницах должна была составить 35 км/ч, а на колесах — 70 км/ч. Компоновка корпуса осталась прежней: отделение управления в передней части, боевое — в средней и моторно-трансмиссионное — в кормовой. От второго рабочего места водителя в корме отказались. Броневой корпус L-30 должен был свариваться из катаных броневых листов, а не собираться на заклепках, как на L-5. Лобовой лист корпуса имел толщину 14 мм, остальные — до 6 мм. Вооружение танка L-30 располагалось в башне. Прототип получил 37-мм нарезную пушку Bofors и спаренный с ней 7,92-мм пулемет. Комбинированная колесно-гусеничная ходовая часть была самым сложным местом проекта. На L-5 так и не удалось добиться ее достаточной надежности. С учетом этого конструкторы фирмы Landsverk создали новый вариант комбинированной ходовой части. Гусеничную часть упростили, оставив по четыре опорных катка на борт. Колесная также была существенно доработана для повышения надежности. Узлы крепления колесного движителя перенесли на борт танка — над опорными катками и под верхней ветвью гусеницы. Четыре колеса с пневматическими шинами оснастили подвеской с вертикальными пружинами. Механизм спуска и подъема колес опять получил электрический привод. В ходе испытаний опытного L-30, проведенных в конце 1930 г., обновленная ходовая часть продемонстрировала высокие характеристики. На гусеницах танк передвигался по шоссе со скоростью до 35 км/ч, а на колесах разго— 2020 НАУКА и ТЕХНИКА № 12 —

Шведский колесно-гусеничный танк Landsverk L-30, с опущенными колесами

Танк Landsverk L-30, установленный на гусеничный ход. Экспозиция танкового музея города Аксвалл

нялся до 77 км/ч. Для начала тридцатых годов такие характеристики подвижности были достаточно высокими. Тем не менее комбинированный движитель усложнял конструкцию. Надо сказать, что параллельно с L-30 шведы на базе конструкции того же L-5 разработали и построили Landsverk L-10, эта машина имела только гусеничную ходовую часть, от колес на ней вообще отказались. В ходе совместных испытаний L-30 и L-10 выяснилось, что колесно-гусеничная машина имела преимущество лишь по скорости на шоссе при движении на колесах, остальные характеристики были лучше у L-10. В итоге на вооружение шведской армии был принят обычный гусеничный танк Landsverk L-10. История конкуренции Landsverk L-30 и L-10 и принятия на вооружение именно последнего является яркой иллюстрацией результатов развития колесно-гусеничных танков и их соперничества со своими чисто гусеничными собратьями в 1920-х — 1930-х гг. Явные достоинства колесно-гусеничных танков — увеличение скорости движения, запаса хода по дорогам и сохранности дорожного покрытия — перевешивались сложностью, ненадежностью и уязвимостью систем для перехода с гусениц на колеса и обратно. При этом совершенствование самого гусеничного движителя привело в 1930-х гг. к появлению танковых гусениц, выдерживающих пробег до 1 000 километров. Также повысились скорости движения танков на гусеницах. В результате оперативная подвижность гусеничных танков резко возросла и наконец достигла того уровня, который удовлетворял военных. Сложные колесно-гусеничные танки стали попросту не нужны. naukatehnika.com

21

ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА

ВОДА ЗАКРЫТЫХ ШАХТ —

ИСТОЧНИК ГЕОТЕРМАЛЬНОЙ Часть 1 ЭНЕРГИИ Добыча полезных ископаемых, например, угля, имеет две характерные особенности, присущие именно этой отрасли промышленности: постоянное перемещение рабочего места по мере отработки запасов ископаемой залежи и после исчерпания этих запасов — прекращение работ и закрытие предприятия. Конечно, эти работы могут быть остановлены также по экономическим обстоятельствам, когда расходы на добычу начинают превышать доходы от ее продаж. После закрытия шахты ее выработанное пространство становится резервуаром подземных вод, подогреваемых геотермальной энергией.

В

последние десятилетия добыча угля во многих регионах сократилась, вызвав закрытие шахт. Шахты во Франции, Германии, Великобритании, Нидерландах, Польше, Испании, Словакии, Украине могут стать базой и объектами детального изучения и развития геотермального использования подземного пространства. В наши дни разработаны достаточно простые методы использования геотермальной энергии, в которых применяются теплообменники и геотермальные тепловые насосы. Теплообменник — это система, используемая для передачи тепла между двумя средами, имеющими разные температуры. Теплообменники используются как в процессах охлаждения, так и в процессе нагрева. Они широко используются в системах отопления, охлаждения, кондиционирования воздуха на электростан-

циях, химических заводах, нефтехимических заводах в переработке природного газа и очистке сточных вод. Тепловой насос — устройство для переноса тепловой энергии от источника к потребителю. В отличие от самопроизвольной передачи тепла, которая всегда происходит от горячего тела к холодному, тепловой насос переносит тепло в обратном направлении. Для работы тепловому насосу нужен внешний источник энергии. Известными примерами тепловых насосов являются холодильники и кондиционеры. Тепловые насосы могут использоваться как для нагревания, так и для охлаждения.

Автор — Леонид Кауфман 22

naukatehnika.com

— № 12 НАУКА и ТЕХНИКА 2020 —

ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА

Эффективность извлечения термальной энергии подземной воды зависит от исходной температуры воды и стоимости внешней электроэнергии, потребляемой тепловым насосом, а также насосами водоснабжения, входящими в схему циркуляции воды. Отработанные и затопленные шахты представляют собой большой потенциал для использования геотермальной энергии низкотемпературной воды из подземных пространств, образовавшихся в результате отработки угольных пластов. Известно о нескольких примерах откачки теплой подземной воды и ее использования в Германии, Нидерландах, Шотландии и Канаде. Дальнейшее развитие этой технологии продолжается в связи с реструктуризацией угольной промышленности в Европе, вызывающей закрытие шахт во многих регионах. Использование тепла шахтной воды не влияет на изменения климата и поддерживает людей, которые живут в районе и раньше работали на шахте. Вода поступает в шахту из окружающих пород, собирается в дренажных выработках на горизонтах добычи угля и откачивается на поверхность. Объем потока варьируется от шахты к шахте в зависимости от литологии (состава) пород. Он выше в формациях песчаника по сравнению с глинистыми или сланцевыми породами. Вода поступает

из глубоких водоносных пластов, а также из залегающих вблизи от поверхности резервуаров почвенных вод и смешивается в процессе откачки. Притоки воды определяются также протяженностью горных выработок шахты. Так, в некоторых закрытых шахтах украинского Донбасса они превышают 1 000 м3/ч. Когда шахты закрываются и отключаются насосы, которые откачивают приток подземных вод, сопровождающий добычные работы, вода заполняет полости, транспортные, вентиляционные, вспомогательные горные выработки, а также выработанное пространство, из которого полезное ископаемое извлечено. Вода нагревается геотермальной энергией ядра Земли до температуры 10–20 °С ближе к поверхности, увеличиваясь с глубиной в среднем примерно на 2,5–4,0 °С каждые 100 м. Наиболее часто применяются схемы извлечения термальной энергии. Иногда применяются другие системы извлечения геотермальной энергии из шахтной воды, например так называемая система Standing column — столба жидкости в шахтном стволе. Вода забирается в шахтном стволе с определенной глубины. Она проходит через теплообменник и частично или полностью возвращается в тот же ствол на другой глубине и с другой температурой. Любая часть воды, которая не возвращается, но выбрасы-

Схема извлечения термальной энергии из воды затопленный шахты:

heat pump & heat exchanger — тепловой насос и теплообменник; energy centre or heat user — энергетический центр или потребитель энергии; warm water pumped from mine — теплая вода, откачиваемая из шахты; cooled water returned to mine — охлажденная вода

Схемы извлечения тепла из отработанных затопленных шахт:

(а) открытая петля со сбросом воды на поверхности; (b) открытая петля с обратной закачкой; (c) закрытая петля в затопленном стволе; (d) закрытая петля в пруде — отстойнике на поверхности земли; HE (heat exchanger...) — теплообменник или тепловой насос; HP (heat pump) — тепловой насос; space heating... — потребители тепла или холода;

disposal to surface... — размещение на поверхности потребителя воды; mine shaft — ствол шахты; water level — уровень воды; pump — насос; water flow — поток воды; reinjection boreholl — скважина возвращения воды; mine galleries-шахтные выработки; HDPE U-tube... — полиэтиленовая труба теплообмена; mine water... — пруд — отстойник шахтной воды

— 2020 НАУКА и ТЕХНИКА № 12 —

Резервуар, образующийся после извлечения угольного пласта и оседания его кровли; стрелками q показано направление теплового потока: before coal extraction — перед извлечением угля; after coal extraction and roof caving — после извлечения угля и оседания кровли; reservoir — резервуар naukatehnika.com

23

ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА

для заполнения водой пространство составит 25 % от расчетного объема. Такой результат обычно подтверждается вторым методом расчетов, когда суммарная добыча угля за годы работы шахты через примерную плотность угля 1 500 кг/м3 переводится в объем, который можно использовать в качестве резервуара теплой шахтной воды. Успешность извлечения тепла шахтной воды зависит от целостности шахтных стволов и состояния оставленных горных выработок. Последнее определяется системой работ, принятой при добыче угля, и особенностями залегания угольного пласта. Выбор решений по добыче угля включает мероприятия по обеспечению устойчивости породного массива, в котором располагаются горные выработки. Однако после массового закрытия угольных шахт в Европе при отсутствии регулярного осмотра и систематического содержания обнаружилась неустойчивость стволов и наземных шахтных сооружений. Причины таких происшествий различны, но, как правило, они связаны с нестабильностью материалов, которыми производилось крепление стволов при проходке и из которых были построены наземные здаСхема извлечения тепла «стоящая колонна» с большим притоком воды в ствол:

bleed to waste — выпуск в отходы; heat exchange... — теплообмен со стенками ствола

вается на поверхности земли, называется отводимой частью. Если эта часть составляет 100 %, то система извлечения геотермальной энергии становится системой открытого типа. Возвращенная вода течет по стволу, возвращаясь к насосу, поглощая тепло (или отдавая его, если она теплее) стенок ствола. Термальная производительность воды зависит от ее объема и температуры. В свою очередь, температура воды зависит от геотермального градиента (прироста температуры горных пород в 0С на 100 м глубины водозабора), теплообмена со стенками ствола и схемы ее циркуляции. Первым шагом разработки технологии использования термальной энергии шахтной воды служит оценка объема подземного пространствая, в котором будет размещаться эта вода. Произведение площади извлечения угля каждого пласта на его среднюю мощность даст расчетный объем термальной воды, которую может принять выработанное пространство этого пласта. При расчетах нужно учесть сокращение объема за счет оседания поверхности и угол наклона каждого пласта. Технология горных работ, по которой велась отработка пласта, также влияет на результат расчетов. Так называемые «короткозабойные» системы разработки предполагают оставление «целиков» угля (подпорных колонн), поддерживающих кровлю пласта при его отработке. Применение «длиннозабойных» систем предусматривает сплошную выемку угля с последующим полным обрушением пород кровли пласта. Заполняемое водой пространство сокращается породными обломками и крепью забоев, если она осталась после отработки пласта. При разработке геотермальной технологии предполагается, что при учете всех этих факторов свободное 24

naukatehnika.com

Камерная система разработки:

direction of mining — направление отработки; roof bolter — установщик анкерной крепи кровли; continuous miner... — угольный комбайн;

leaving pillar... — оставленный целик, поддерживающий кровлю; shuttle car — самоходная вагонетка; coal pillar — угольный целик; feeder — дозирующий питатель; conveyor — конвейер

Длиннозабойная система разработки:

longwall shearer... — выемка угля комбайном длинного забоя; hydraulic supports — гидравлическая крепь;

collapsed roof material — обрушенная кровля выработанного пространства; crusher — дробилка: conveyer belt — ленточный конвейер

— № 12 НАУКА и ТЕХНИКА 2020 —

ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА

Типичные виды деформаций крепи ствола, испытывающего анизотропные напряжения: а) в форме гантели; b) в форме глаза; σmin, σmaх — главные напряжения породного массива, минимальные и максимальные

Сеть горных выработок, связывающих шахты Markham и Bolsover, стрелками показано направление потоков воды:

return to 255 m at 12 °C — возвращение на глубину 225 м при температуре 12 °С, 2–3 L/s at 15,4 °C from 235 m — 2–3 л/с при температуре 15,4 °С с глубины 235 м,

Упрощенная схема извлечения термальной энергии в стволе шахты № 3 Markham:

energy meter — электросчетчик; coal mine shaft — ствол угольной шахты; pump — насос; heat exchanger — теплообменник; heat pump-тепловой насос, buffer tank-буферная емкость, back up electric heater — резервный электрический нагреватель;

— 2020 НАУКА и ТЕХНИКА № 12 —

container unit — контейнер; office building — здание офиса; over sized radiators — крупногабаритный радиатор; under floor heating — пол с подогревом; fan coil units — вентиляторный теплообменник

20 kW heat pump — тепловой насос мощностью 20 кВт, heat at 60 °C... — нагретая до 60 °С к офису Alkane

лами № 1 и № 4 глубиной 630 м. Шахта Markham гидравлически связана с соседней шахтой Bolsover. В 2012 г. энергетическая компания Alkane начала опробовать пилотный проект теплового насоса на шахтной воде из ствола № 3. Была принята схема «стоящая колонна» с электрическим погружным насосом мощностью 11 кВт, расположенным на небольшом расстоянии ниже уровня воды, который тогда установился на глубине 235 м. Перекачиваемая вода с температурой 14–15 °С пропускалась через теплообменник и возвращалась в ствол после термической обработки без контакта с атмосферой с температурой 12–13 °С. Тепловой насос снабжает горячей водой с температурой 52–53 °С буферную емкость, откуда вода идет к потребителю. Возвращение воды к тепловому насосу происходит обычно при ее температуре 45–46 °С.

naukatehnika.com

25

Окончание следует

ния и сооружения. Их состояние влияет на возможность извлечения тепла из шахтной воды. На фото показаны типичные варианты аварий в крепи вертикальных стволов закрытых шахт. Крепь стволов поддерживает их стены и предотвращает обрушение. Материалами служат кирпичи, блоки из строительного камня, цементный раствор, чугунные и стальные конструкции, снижающие прочность с течением времени после закрытия шахт. Четверть жилых домов и предприятий Великобритании расположены над угольными месторождениями, где затопленные подземные выработки содержат огромное количество возобновляемой тепловой энергии. Ее извлечение и транспортировка становятся целесообразными, когда поставщик и потребитель не разделены большими расстояниями. В Великобритании имеется 23 000 заброшенных шахт, расположенных на глубине, достаточной для получения тепловых ресурсов. Эти шахты были когдато градообразующими предприятиями для местного населения, и сейчас они окружены маленькими и большими городами. Угольная шахта Markham, расположенная в Англии, графство Южный Йоркшир, включает четыре основных ствола, из которых после закрытия шахты поддерживается только ствол № 3 диаметром 4,6 м и глубиной 490 м, закрепленный кирпичом, хотя этот ствол горными выработками соединен со ство-

ВОЕННАЯ АВИАЦИЯ

F-16 FIGHTING FALCON

Самый распространенный истребитель 4-го поколения По данным Lockheed Martin, опубликованным в июне 2020 г., выпущено 4 588 самолетов, налет всех самолетов данного типа превысил 19 миллионов часов. В настоящее время F-16 эксплуатируются в 28 странах. В производстве основных компонентов самолета участвуют восемь стран. Несмотря на то, что свой первый вылет «Боевой сокол» совершил 46 лет назад, интерес со стороны заказчиков к нему не пропадает, и на данный момент ведутся переговоры на поставки новых самолетов и модернизацию уже выпущенных не менее чем в 16 странах.

Н

а создание F-16 повлиял опыт применения авиации во Вьетнамской войне. Американская концепция применения авиации в тот период предполагала использование «тяжелых» многофункциональных самолетов, оснащенных сложным бортовым радиоэлектронным оборудованием (БРЭО) и управляемыми ракетами (УР) класса «воздух — воздух». С помощью бортовой РЛС истребитель должен был обнаружить противника на большой дистанции и уничтожить УР средней дальности еще до визуального контакта на расстоянии десятков километров, тем самым посчитали, что ближний манев-

Американцы дали прозвище для МиГ-21 — «Голубь мира». Однако именно эта «мирная птичка» доставила большие неприятности американской авиации и повлияла на концепцию создания легкого истребителя F-16. На снимке МиГ-21ПФМ в музее ВВС Вьетнама в Ханое. На истребителе нанесены 12 отметок о победах в воздушных боях

Автор — Андрей Тищенков 26

naukatehnika.com

— № 12 НАУКА и ТЕХНИКА 2020 —

ВОЕННАЯ АВИАЦИЯ

General Dynamics 401-16B

ренный бой стал неактуальным. Результатом таких умозаключений стала излишняя вера в возможности управляемых ракет и отказ от пушечного вооружения. Боевой опыт применения авиации во Вьетнамской войне показал ошибочность данной концепции. Один из главных героев воздушных боев во Вьетнаме заокеанский F-4 «Фантом», напичканный самым современным оборудованием и имевший в составе вооружения УР «воздух — воздух» средней дальности, не всегда мог справиться даже с устаревшими МиГ-17. Наи— 2020 НАУКА и ТЕХНИКА № 12 —

большее же впечатление на американцев произвел истребитель МиГ21. Советские конструкторы также не избежали «моды» на ракетизацию, но изначально сделали легкий самолет с высокими маневренными характеристиками, предназначенный для ведения ближнего воздушного боя. По результатам воздушных боев, соотношение потерь было не в пользу «Фантомов» при полном превосходстве американской авиации в воздухе. Надо отдать должное, американцы тщательно проанализировали опыт войны во Вьетнаме. Основные

 Проект фирмы LTV V-1100 отличался от F-8 Crusader увеличенным фюзеляжем для установки более мощного двигателя и модифицированным крылом для улучшения маневренности. Носовая часть фюзеляжа также была переработана для улучшения обзора пилота по сравнению с F-8

выводы применения истребительной авиации в той войне: 33 низкая эффективность управляемых ракет — только около 9 % выпущенных ракет поразили цели, остальные 66 % не сработали и 25 % прошли мимо цели; 33 бортовая РЛС не всегда могла четко идентифицировать цель, и атаку летчики выполняли уже в условиях визуальной naukatehnika.com

27

ВОЕННАЯ АВИАЦИЯ

Проект легкого истребителя Boeing Model 908-90

33 более крупные размеры F-4 позволяли пилотам на МиГ-17 и МиГ-21 раньше визуально обнаружить противника и занять более выгодную позицию для атаки; 33 американские истребители имели плохой обзор задней полусферы с места пилота; 33 высокая стоимость и дорогое обслуживание истребителей США. После обобщения опыта ВВС пришли к выводу о необходимости проектирования относительно недорогого истребителя небольшого веса и габаритов, специализированного для завоевания превосходства в воздухе и имеющего относительно несложное оборудование. При этом особо важное внимание уделялось достижению максимальной маневренности самолета в воздушном бою. Из вооружения планировалось поставить лишь пушку и УР ближнего боя с инфракрасными (ИК) головками самонаведения (ГСН).

РОЖДЕНИЕ ЛЕГЕНДЫ CL-1200 Lancer представлял собой вариант самолета F-104, который дальше макета так и не пошел. CL-1200 сохранил многие элементы конструкции F-104, включая такую же носовую часть фюзеляжа, тогда как хвостовая часть фюзеляжа подверглась существенной переделке. Однако самым заметным внешним отличием стало новое высоко расположенное крыло, которое было больше и имело увеличенные наплывы у передней кромки в корневой части (так называемые LERX)

Участники программы USAF Lightweight Fighter (LWF) General Dynamics YF-16 (№72-1567) и Northrop YF-17в полете

видимости, тем самым концепция обнаружения и уничтожения воздушных целей (ВЦ) на больших дистанциях не оправдала себя, и самолетам приходилось ввязываться в ближний воздушный бой; 28

naukatehnika.com

33 недостаточная маневренность тяжелых истребителей F-4, большая потеря скорости ими при разворотах, в результате чего они сбивались более легкими и маневренными МиГ-17 с пушечным вооружением;

В январе 1971 г. ВВС США объявили конкурс LWF (Lightweight Fighter — легкий истребитель), в котором учувствовали пять производителей авиатехники — Boeing, Northrop, General Dynamics, LingTemco-Vought (LTV) и Lockheed. Требовалось разработать опытный самолет с взлетной массой не более 9 000 кг, с максимальной перегрузкой не менее 6,5 g, стоимостью до 3 млн долл. Фирмы LTV и Lockheed представили улучшенные варианты своих истребителей F-8 Crusader и F-104 Starfighter соответственно. Модернизированные версии старых самолетов не могли удовлетворить требованиям ВВС США по созданию высокоманевренного истребителя и поэтому практически сразу после представления проектов в марте 1972 г. выбыли из дальнейшего участия в конкурсе. Первоначально в лидеры выбился проект Boeing Model 908-909, однако после более детального рассмотрения финалистами выбрали General Dynamics и Northrop. С двумя фирмами заключили контракт на создание двух прототипов самолетов — YF-16 и YF-17 соответственно. Первый YF-16 совершил свой первый полет 20 января 1974 г. Любопытно, что он был незапланирован— № 12 НАУКА и ТЕХНИКА 2020 —

ВОЕННАЯ АВИАЦИЯ

General Dynamics 401-16B

ным. В ходе скоростной рулежки летчику-испытателю Филипу Истричеру (Phil Oestricher) вынужденно пришлось поднять самолет в воздух для предотвращения аварийной ситуации. Система управления самолетом была новой и непривычной (до этого Истричер учился на тренажере, который неадекватно отображал усилия на ручке управления), в результате чего летчик приложил слишком большое усилие на ручку управления, и истребитель, задев хвостовой частью бетон, начал сильно раскачиваться. Истричер решил, что безопаснее будет взлететь, чем прервать рулежку. Полет длился всего 6 минут и закончился успешной посадкой. Обе машины, YF-16 и YF-17, на испытаниях показали отличные результаты маневренности, взлетно-посадочных характеристик, пилоты отмечали легкость в управлении самолетами. YF-16 превосходил YF-17 по маневренности, ускорению и угловой скорости разворота на околозвуковых скоростях, имел больший радиус действия, обеспечивал летчику лучший обзор. Кроме того, однодвигательный YF-16 имел большое преимущество по расходу топлива, был дешевле в эксплуатации. Летчики, летавшие на обеих машинах, отмечали, что YF-16 был «более летучим». На посадке и на больших углах атаки лучше себя вел YF-17. Представители фирмы Northrop заявляли, что использование двухдвигательного самолета надежнее, однако их аргументы не сочли слишком убедительными. Проведенные в США исследова— 2020 НАУКА и ТЕХНИКА № 12 —

Первый опытный образец YF-16 № 72-1567 официально был представлен 13 декабря 1973 г. в Форт-Уорте, штат Техас, самолет был окрашен в ярких красно-бело-синих красках

Первый официальный полет YF-16 № 72-1567 состоялся 2 февраля 1974 г. на авиабазе Эдвардс, Калифорния. Полет длился 90 минут

Летчик-испытатель Филип Остричер рядом с YF-16 № 72-1567. Ноябрь 1973 г. naukatehnika.com

29

ВОЕННАЯ АВИАЦИЯ

ния не выявили серьезных преимуществ двухдвигательных самолетов по показателям надежности перед однодвигательными, что в дальнейшем было подтверждено в ходе эксплуатации F-16 по показателю потерь на 100 000 часов (3,97 в 1988–1992 гг.). Одним из решающих факторов в пользу YF-16 стали соображения экономии денежных средств. Один двигатель дешевле в эксплуатации. К тому же на самолете General Dynamics стоял ТРДДФ F100, применявшийся также на истребителе F-15 Eagle, что решало проблему унификации силовых установок в ВВС.

13 января 1975 г. министр ВВС Джон Мак-Лукас (John McLucas) объявил победителем конкурса YF-16 и сообщил о планах закупки 650 самолетов с возможностью увеличения заказа до 1 400 единиц. В то время, пока шли испытания YF-16 и YF-17, судьба самой

программы LWF была под вопросом. Дело в том, что новый F-16 являлся конкурентом недавно созданного истребителя McDonnell Douglas F-15. Оба самолета проектировались как истребители завоевания превосходства в воздухе. Фирма McDonnell Douglas не хотела терять заказы на свои самолеты, так как самолет F-15 должен был заменить разношерстный парк истребителей F-4C, F-4D и F-4E и перехватчиков F-101, F-102 и F-106. А это сулило большую прибыль для McDonnell Douglas, делиться которой совсем не хотелось. К тому же при анонсировании программы создания F-15 американским конгрессменам и налогоплательщикам — гражданам США объясняли идею унификации парка единым для ВВС истребителем и тем самым экономии значительных бюджетных средств. А теперь получалось, что на вооружение ВВС необ-

ходимо принять еще один истребитель. Два самолета со схожими задачами. Над программой F-16 нависли тучи. В пользу F-16 сработало несколько факторов. Европейским союзникам по блоку НАТО необходима была замена устаревающего авиапарка истребителей. Им требовался легкий и относительно недорогой самолет. Французы предложили для перевооружения свой Dassault Mirage F1, Швеция — Saab 37 Viggen. Оба самолета были многоцелевыми и могли использоваться как перехватчик, истребитель-бомбардировщик и истребитель завоевания превосходства в воздухе. Американский F-15, довольно дорогой и сложный самолет с узкоспециализированной направленностью, не имел шансов на успех в европейской части света. Для американцев возникла угроза потери европейского рынка вооружений.

YF-16 № 72-1568 вместе с прототипом YF-17. Май 1974 г.

30

naukatehnika.com

— № 12 НАУКА и ТЕХНИКА 2020 —

ИСТОРИЯ РАЗРАБОТКИ

Часть 2

Самолет Ту-16, справа образцы используемых им бомб

(Окончание. Начало см. в №11 2020 г. «Науки и Техники»)

БОМБЫ-МОНСТРЫ

С

пециально под использование данных бомб «Гранд Слэма» был переделан самый крупный на тот момент времени британский бомбардировщик «Авро Ланкастер» (Avro 683 Lancaster). Это был тяжелый четырехмоторный бомбардировщик, который наряду с «Галифаксом» являлся основным тяжелым бомбардировщиком Королевских ВВС в годы Второй мировой войны. На «Ланкастеры» пришлось три четверти всего бомбового груза, который был сброшен в годы войны британской авиацией. Максимальная боевая нагрузка самолета могла доходить до 10 тонн. В ходе переделки с целью снижения массы самолета с него снималась вся бронезащита, а также вооружение, за исключением двух хвостовых пулеметов. При этом даже облегченный бомбардировщик был не в состоянии подняться с бомбой на проектную высоту 12 тыс. м. Поэтому сброс обычно производился с высот порядка 8 тысяч метров или ниже. Как показала практика, этого было более чем достаточно.

Впервые «Гранд Слэм» был использован 14 марта 1945 г. при налете на виадук Бельфельд. До этого сотнями самолетов были уже сброшены 3 000 тонн бомб на эту цель. Земля на милю вокруг была изрыта воронками, но мощные 25-метровые арки виадука твердо поддерживали рельсы для поездов, идущих на юг. Легкие бомбы главных сил Бомбардиро-

вочного Командования лишь беспомощно царапали его. Тогда была вызвана 617-я эскадрилья. Накануне ночью два тяжелых трейлера приползли в бомбохранилище с первыми двумя «гранд слэмами». Утром оружейники выволокли одну из них наружу и с помощью лебедок подвесили на самолет капитана Кальдера, специально модернизированный

Самолет «Ланкастер» В.Мk I «специальный». Весной 1944 г. 617-я эскадрилья получила модифицированные самолеты с облегченным вооружением, более мощными моторами и снятыми створками бомболюков

Автор — Юрий Каторин — 2020 НАУКА и ТЕХНИКА № 12 —

naukatehnika.com

31

ИСТОРИЯ РАЗРАБОТКИ

«Ланкастер» с бомбой «Гранд Слэм» в полете

для этого. На нем были установлены самые мощные моторы «Мерлин» (по 1 640 л. с.). Фюзеляжи, шасси, шпангоуты бомбовых отсеков были усилены. Створки бомболюка пришлось снять (они просто не закрывались из-за большого диаметра «Гранд Слэма»). Для облегчения веса самолета пришлось демонтировать и башни с оборонительными пулеметами. В час ночи по всему аэродрому заревели моторы 617-й эскадрильи. Вооруженная «толлбоями» стая с любопытством и тревогой наблюдала за крыльями машины Кальдера. На земле его «Ланкастер» выглядел совершенно обычно, его крылья казались плоскими и прямыми. Но в полете крылья самолета Кальдера образовали изящную дугу. Их концы загнулись вверх, самолет как бы просел под тяжестью 10-тонной бомбы. Этот чудовищный снаряд ясно виднелся под брюхом «Ланкастера», так как створки бомболюка были сняты. В небе не было ни облачка. Летчики обошли зону ПВО Бремена и через 10 минут увидели линию виадука, изогнувшуюся среди болот. Кальдер лег на боевой курс. Тяжело груженный самолет мягко раскачивался. Когда «Гранд Слэм» вылетел из зажимов, Кальдер ощутил отчетливый толчок. Он круто отвернул, и летчики с любопытством принялись следить за бомбой, похожей на серебристую акулу. Она медленно начала вращаться, опуская нос вниз, а потом набрала скорость и устремилась на виадук. Падение заняло 35 секунд, и только самый острый глаз мог заметить облачко грязи, взлетевшее из трясины в 10 м от одного из пилонов виадука. Через 11 секунд болото словно раскололось и выбросило огромную массу грязи и дыма, которая взлетела на 150 м над виадуком. В течение следующих нескольких секунд по обеим сторонам виадука начали рваться «толлбои». Кальдер повернул, чтобы лучше разглядеть, что произошло.

32

naukatehnika.com

Сброс бомбы «Гранд Слэм» с самолета «Ланкастер»

Постепенно грязь осела, а ветер унес прочь дым. И перед глазами Кальдера предстало нечто вроде древнеримских руин. Семь массивных пролетов общей длиной около 30 м просто исчезли. Он совершенно не мог различить следов рухнувшей кладки. На мгновение Кальдер подумал, что бомба превратила арки в порошок, хотя он никак не мог поверить, что такое возможно. Позднее вскрылось, что уже первый «Гранд Слэм» полностью подтвердил теорию Уоллиса — близкий разрыв может оказаться более эффективным, чем прямое попадание. Бомба прошла в грунт примерно на 30 м, и ударная волна расколола арки виадука. При взрыве образовалась большая подземная каверна. Потеряв опору под собой, ослабленные арки рухнули в пучину. Это была прекрасная демонстрация эффекта «виселичного люка», что и планировал Уоллис еще в 1939 г. Вскоре фоторазведчик принес снимки огромного кратера, который Уоллис назвал «совершенным». Начальник штаба КВВС Кохрейн передал 617-й эскадрилье: «Вы наделали достаточно переполоха и случайно вписали новую страницу

в свою историю, став первой эскадрильей, которая сбросила самую большую бомбу на Германию». Впрочем, в ходе атаки были сброшены 13 «толлбоев» и лишь один «Гранд Слэм», в результате не удалось выделить воздействие каждого типа бомб. Но это не имело значения. Шесть пролетов одного виадука и семь пролетов другого были уничтожены. Около 20 000 т бетона и кирпича были обрушены тремя близкими разрывами, один из которых принадлежал «Гранд Слэму». Всего в ходе войны было сброшено 854 «толлбоя» и 41 «Гранд Слэм». В целом бомбы-камуфлеты Уоллиса оказались значительно более эффективны и менее эксцентричны, чем скачущие мины. Помимо англичан, бомбы очень большого калибра применяли и другие участники Второй мировой войны. В Германии фугасные бомбы разделялись по калибру и толщине стенок. Основные калибры, принятые на вооружение, — 50, 250, 500, 1 000, 1 800 и 2 500 кг. По толщине стенок корпуса различались на тонкостенные 5С, и толстостенные 5О — цельнолитые, у последних хвостовой обтекатель привинчивался после снаря— № 12 НАУКА и ТЕХНИКА 2020 —

ИСТОРИЯ РАЗРАБОТКИ

жения бомбы. Фугасные авиабомбы калибром до 1 000 кг окрашивались в серый цвет, а калибром свыше 1 000 кг — в светло-голубой. На основе толстостенных бомб делались бронебойные и ракетнофугасные (с ракетным двигателем для поражения бронированных и железобетонных целей) бомбы. Они обозначались РС и Р5. Обычные бронебойные бомбы весом от 500 до 1 800 кг были приняты на вооружение в 1940 г. Их боевое применение показало, что при бомбардировке с небольших высот (700–1 500 м) скорость падения бомб не обеспечивала пробития всех толстых броневых палуб линкоров или тяжелых крейсеров. Увеличение же высоты бомбометания до 5–7 км резко снижало вероятность попадания в корабль. В 1942 г. на вооружение люфтваффе были приняты три реактивные бронебойные авиабомбы: РС500К8 «Паулина», РС1000К5 «Поль» и РС1800ЯЗ «Пантера». Небольшой твердотопливный двигатель, установленный в хвостовой части бомб, сообщал им дополнительную вертикальную скорость около 160 м/с, тем самым он существенно увеличивал бронепробиваемость даже при сбросе

с небольшой высоты. Бомба РС1800К8 при общем весе 2 057 кг, длине 2,69 м и диаметре 53,6 см пробивала бронированную сталь толщиной 25–35 см. Толстостенная бронебойная бомба цельной конструкции, изготовленная из высококачественной стали со специально закаленным наконечником, располагалась на подвеске РУС1006 под крылом самолета. Сброс осуществлялся при помощи электромеханизма. На стабилизаторах некоторых фугасных и осколочных авиабомб немцы приваривали «свистки». Падение таких бомб сопровождалось пронзительным свистом, который вызывал панику у морально неустойчивой пехоты. Для обстрелянных же частей он служил предупреждением об опасности. ВВС США имели на вооружении огромную номенклатуру фугасных бомб, но до 1939 г. самая крупная из них имела вес 2 000 фунтов (986 кг). К 1941 г. в ВВС США состояли на вооружении бронебойные бомбы: 1 000-фунтовая М52 весом 454 кг; 900-фунтовая М60 весом 408 кг; 800-фунтовая М61 весом 363 кг; 600-фунтовая М62 весом 272 кг и 1400-фунтовая М63 весом 635 кг.

Некоторые из них в качестве боевой части имели бронебойные снаряды. С мая 1942 г. в части стали поступать 1 600-фунтовые бомбы МК1 весом 721 кг. Бомба имела длину 2 121 мм и диаметр 356 мм. МК1 содержала 95 кг пикрата аммония, т. е. всего 13 % от общего веса бомбы. Эта бомба, сброшенная с высоты 2,9 км, могла пробить горизонтальную броню толщиной от 127 до 180 мм (в зависимости от качества брони). Бомба использовалась с палубных самолетов «Авен-джер» и «Хелдивер». Для других палубных машин она была слишком тяжела. В 1945 г. принимается на вооружение тяжелая 4 000-фунтовая бомба М63. Вес ее составлял 1 758 кг, длина 2 096 мм, диаметр 457 мм. Бомба содержала 147 кг пикрата аммония. Сброшенная с высоты 6 100 м (20 тысяч футов), бомба М63 могла пробить горизонтальную броню толщиной до 305 мм. Это был наиболее крупный серийный авиационный боеприпас ВВС США, используемый в годы Второй мировой войны. Из остальных воющих стран сверхтяжелые бомбы имели только ВВС Советского Союза. Основные типы советских фугасных авиабомб были

 Германская сверхтяжелая бомба «Пантера» Американская бомба М63 времен Второй мировой войны 

Авиабомба ФАБ-5000. Диаметр — 1 м, длина — 5,2 м, масса бомбы — 5 400 кг, масса ВВ — 3 200 кг — 2020 НАУКА и ТЕХНИКА № 12 —

Подготовка к применению бомбы ФАБ-5000, на заднем плане Пе-8 naukatehnika.com

33

ИСТОРИЯ РАЗРАБОТКИ

Подвеска бомбы ФАБ-5000 к самолету Пе-8

разработаны в НИО-67 в начале 1930-х гг. Были спроектированы фугасные авиабомбы калибра 50, 100, 250, 500 и 1 000 кг. В 1934 г. была принята на вооружение ВВС разработанная тоже в НИО-67 фугасная авиабомба ФАБ-2000, имеющая вес 2 000 кг. Однако почти полное отсутствие в ВВС СССР тяжелых самолетов привело к тому, что суммарная доля фугасных авиабомб ФАБ-50, ФАБ-100 и ФАБ-250, использованных в годы войны, составила 99,6 %. Доля ФАБ500 значительно уменьшилась, причем производство ФАБ-100 все годы войны держалось на уровне 50–70 % общего количества выпускаемых фугасных авиабомб. Вместе с тем с ноября 1942 г. самолеты Пе-8 начали применять бомбы ФАБ-5000. Но пересчитать эти гиганты можно было в буквальном смысле по пальцам. Отдельной главой в истории Пе-8 стало применение с этих самолетов самых крупных советских авиабомб того периода — ФАБ-5000. Развитие отечественных фугасных авиабомб в годы Второй мировой воины велось по нескольким направлениям: увеличение прочности корпуса бомб, совершенствование технологии изготовления, увеличение максимального калибра. Еще во время ожесточенных боев под Сталинградом Верховное Командование Красной армии поставило перед промышленностью задачу создания и использования бомб сверхбольшого калибра. Речь шла о создании бомбы калибра не менее 5 000 кг. К концу 1942 г. подобная фугасная бомба была создана. ФАБ-5000 весила 5 400 кг, имела диаметр 1 000 мм и длину, соответствующую длине бомбоотсека Пе-8. От разрыва такой бомбы на земле образо34

naukatehnika.com

Авиабомба ФАБ-9000М-54: вес — 9 290 кг, диаметр корпуса — 1 200 мм, длина — 5 000 мм, размах стабилизатора — 1 504 мм

вывалась воронка диаметром 18–24 м и глубиной 6–9 м. Крупный железнодорожный мост мог быть разрушен такой бомбой, даже если бомба взрывалась в 10–15 м от него. Единственной советской машиной, которая могла поднять и доставить к цели это чудовище, был Пе-8. Соответственно, разработку системы подвески бомбы поручили ОКБ Незваля. До этого наибольшая бомба, которую поднимал Пе-8, была бомба ФАБ-2000. По своей длине бомба в отсеке Пе-8 размещалась, а вот ее метровый диаметр привел к тому, что она значительно выступала за обводы фюзеляжа и не позволяла закрывать полностью створки бомболюка. Подвеску бомбы пришлось выполнять совершенно по-иному, чем для ФАБ-2000, — на лонжеронах центроплана установили более прочные узлы, а также смонтировали новую систему для подвески бомбы. В ОКБ достаточно быстро разработали всю техдокументацию по теме. Для проверки системы подъема изготовили весовой макет в виде бочки, начинив ее землей и железными обрезками. После испытаний макета на прочность на стенде на трехкратную перегрузку решено было поднять макет системы в воздух и произвести сброс. На доработанном Пе-8, пилотируемом Водопьяновым и Говоровым, был произведен сброс весового макета бомбы с высоты 3 000 м на болота в устье Камы. Испытания прошли успешно, подтвердив возможность применения с Пе-8 ФАБ5000. Вслед за первой машиной системой подвески ФАБ-5000 в начале 1943 г. было оборудовано еще несколько самолетов.

Вскоре 45-я дивизия АДД§ получила задание на нанесение удара ФАБ-5000 по Кенигсбергу. 29 апреля 1943 г. с Пе-8 4М-30 (№ 42029) была сброшена бомба ФАБ-5000 на Кенигсберг. По данным агентурной разведки стало известно, что эффект от взрыва был близок к ожидаемому. В конце мая ФАБ-5000 была сброшена на сосредоточение германских войск в районе Могилева, 4 июня с помощью ФАБ-5000 перепахали железнодорожные пути в районе Орла, затруднив переброску германских войск в район Курского выступа. В июле 1943 г. ФАБ-5000 обрушивались в ходе начавшейся Курской битвы на войска противника и на Орел. Однажды наша разведка доставила конструкторам снимок, сделанный после попадания сверхбомбы в скопление фашистских танков. Тяжелые машины перевернуло и расшвыряло, словно детские игрушки. Всего до весны 1944 г. на головы немцев было сброшено 13 ФАБ-5000. Однако 1944 г. стал последним годом боевого применения Пе-8. Причин было несколько. Красная армия приближалась к границам рейха, передовые аэродромы базирования АДД двигались вслед, самолеты теперь могли проникать все дальше и дальше в воздушное пространство Германии. Но пришлось столкнуться с мощной системой ПВО, а главное — с пилотами, имевшими богатый опыт двухлетней жестокий борьбы с американскими и английскими четырехмоторными бомбардировщиками. Все это ничего хорошего экипажам Пе-8 не сулило. Командование АДД решило поберечь на будущее ценнейшие кадры советских «летающих крепостей».

— № 12 НАУКА и ТЕХНИКА 2020 —

ИСТОРИЯ РАЗРАБОТКИ

В послевоенное время в СССР было принято на вооружение несколько типов фугасных авиационных бомб калибра 100, 250, 500, 1 500, 3 000, 5 000 и 9 000 кг. Наиболее мощные из них ФЛБ-З000М-46 и ФАБ-3000М-54 содержали по 1 400 и 1 387 кг тротила, а ФАБ-9000М-54 — 4 297 кг тротила. У тяжелых бомб есть определенный срок годности. Утилизация их — довольно трудная проблема. Чаще всего бомбили тяжелыми бомбами только потому, что подходил конец их годности. Легче было использовать ее на полигоне, чем уничтожать другими средствами. Многие склады избавились от старого типа бомб благодаря Афгану. Тяжелые фугасные бомбы довольно интенсивно применя-

лись в афганской войне. Так, только за три месяца 1988 г. бомбардировщики Ту-16 сбросили 289 бомб ФАБ9000М-54. Эффективность увеличивалась при сбросе бомб в небольшие ущелья, которые буквально складывались от такой мощности. Эту тактику позднее там же использовали американские ВВС. Тем не менее реальный эффект применения тяжелых фугасных авиабомб был невелик. Более успешно проявили себя при действиях в горах специальные толстостенные бомбы ФАБ-1500-2600ТС, которые практически повторяли концепцию британских «толлбоев». Обычная бомба ФАБ-1500 имела стенки толщиной 18 мм и содержала 675 кг взрывчатого вещества, а бомба ФАБ-15002600ТС (несмотря на название, ее

Авиабомба ФАБ-5000

Бомба Т12: длина — 200" (5,08 м); диаметр — 54" (1,37 м); вес — 44 000 фунтов (19 580 кг)

— 2020 НАУКА и ТЕХНИКА № 12 —

действительный все составлял 2,5 т) имела литую боевую часть с толщиной стенок около 100 мм. В ВВС США наибольший калибр серийной авиабомбы составляет 3 000 фунтов (1 360 кг). Однако в опытном порядке выпускались бомбы калибра 12 000 фунтов (5 450 кг), 22 000 фунтов (9 900 кг) и 44 000 фунтов (20 000 кг). Именно последняя бомба, получившая обозначение Т-12, и является самым тяжелым авиационным боеприпасом, сброшенным с самолета. Правда, сеять хаос, смерть и разрушения в стане противника Т-12 так и не довелось. Американцы рассматривают бомбу такой мощности, скорее, как пропагандистский шаг, вызывающий большое психологическое воздействие.

Авиабомба ФАБ-3000 М-54 в музее Дальней авиации

Подготовка тяжелых авиабомб к подвеске к самолету

naukatehnika.com

35

ТЕХНОЛОГИИ

ЛИДАРНЫЕ ДАТЧИКИ. Новые технологии безопасного вождения

Новые лидарные датчики основаны на технологии твердотельных лазерных измерений. Они, обрабатывая параллельно большое количество лазерных импульсов, генерируют трехмерную модель окружающей среды с высоким разрешением в реальном времени, которая обнаруживает препятствия и дорожную разметку, а также транспортные средства, велосипедистов и пешеходов, их положение и движение.

В

последние годы лидар (транслитерация LіDAR, англ. Light Detection and Ranging — «обнаружение и определение дальности с помощью света») превратился из полезного метода измерения, подходящего для изучения атмосферных аэрозолей и аэрокартинга, в новый прорыв оптикомеханической инженерии и оптоэлектроники. Команды инженеров мирового уровня запускают стартапы и получают соответствующие инвестиции, а компании, ранее созданные в этой области, приобретаются крупными промышленными корпорациями, в основном из автомобильной промышленности, или получают крупные инвестиции из сектора венчурного капитала.

ставление не только о собственной локализации, но и о местоположении окружающих объектов. Однако такое решение требует надежных комплектов датчиков, способных полностью контролировать окружающую среду транспортного средства, с системами, основанными на разных принципах работы и с различными режимами отказа, чтобы предвидеть все возможные ситуации. Таким образом, лидар будет в центре внимания разработки беспилотных автомобилей.

ЛАЗЕРНОЕ ЗРЕНИЕ БЕСПИЛОТНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ В индустрии мобильности последних лет зародилась революция в виде беспилотных автомобилей, которая, как ожидается, полностью разрушит наши модели мобильности. Полностью автономный автомобиль, в котором водитель едет по шоссе без необходимости контролировать автомобиль, стал технически осуществимой мечтой. Ожидается, что его социальные преимущества будут огромными, сосредоточенными на устранении человеческой ошибки при вождении, с ожидаемым снижением смертности на 90 % и соответствующими улучшениями, связанными с сокращением пробок и выбросами топлива, при одновременном обеспечении доступа к мобильности для широких слоев населения. Чтобы беспилотные автомобили могли без участия человека передвигаться в пространстве, им требуется комбинация видеокамер, радаров и лидаров. Их работа в сочетании с процедурами глубокого обучения является наиболее вероятным решением для подавляющего большинства случаев. При этом лидар выполняет критически важную функцию — он дает автомобилю пред-

Автор — Николай Макаренко 36

naukatehnika.com

— № 12 НАУКА и ТЕХНИКА 2020 —

ТЕХНОЛОГИИ

НОВЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ Стремительное развитие автономных автомобилей и роботизированных транспортных средств привело к тому, что требования к лидарным датчикам изменились по сравнению с ранее разработанными требованиями для дистанционного зондирования. Системы лазерной визуализации для автомобилей требуют сочетания дальнего действия, высокого пространственного разрешения, производительности в реальном времени и устойчивости к солнечному фону в дневное время, что довело технологию их изготовления до совершенства. Появились разные спецификации с разными принципами работы для разных возможных случаев использования, в том числе для ближнего и дальнего действия или для узкого и широкого поля зрения. Вращающиеся лидарные формирователи изображения были первыми, которые достигли требуемых характеристик, используя конфигурацию вращающегося на высокой скорости элемента и нескольких установленных друг на друга детекторов. Однако крупномасштабные автомобильные приложения требовали дополнительных характеристик, таких как возможность индустриализации датчика, для достижения надежности и простоты производства, чтобы получить конечный недорогой блок или иметь небольшой, красиво упакованный датчик, подходящий для небольших объемов автомобиля. Вскоре стало очевидным, что для удовлетворения всех потребностей будущего беспилотного автомобиля необходимы различные лидарные датчики, например для получения трехмерных изображений ближнего и дальнего действия с различными потребностями в отношении полей зрения.

метра в одиночных импульсах в широком диапазоне, поскольку используемые наносекундные импульсы часто имеют высокую мгновенную пиковую мощность. Это позволяет преодолевать большие расстояния, сохраняя среднюю мощность ниже предела безопасности для глаз. Второй подход основан на амплитудной модуляции непрерывной волны, поэтому фазы излучаемой и отраженной обнаруженных волн сравниваются, что позволяет измерить расстояние. Точность, сравнимая с точностью импульсного метода, может быть достигнута, но только на умеренных диапазонах из-за небольшого расстояния неопределенности, обусловленного неоднозначностью частотной модуляции. Отраженный сигнал, поступающий на приемник от удаленных объектов, также не такой сильный, как в импульсном случае, поскольку излучение является непрерывным, что заставляет амплитуду постоянно оставаться ниже безопасного для глаз предела. Кроме того, оцифровка уровня интенсивности обратного отражения становится затруднительной на больших расстояниях. Наконец, третий подход определяется методами частотно-модулированной непрерывной волны, обеспечивающими прямую модуляцию и демодуляцию сигналов в частотной области, что позволяет

ОСНОВЫ ЛИДАРНОЙ ВИЗУАЛИЗАЦИИ Принцип измерения, используемый для построения изображений с помощью лидара, — это время пролета, где расстояние измеряется путем подсчета временных задержек отраженного света, который излучает источник. Таким образом, лидар представляет собой активную бесконтактную технику определения расстояния, в которой оптический сигнал проецируется на объект, который мы называем целью, а отраженный или обратно рассеянный сигнал обнаруживается и обрабатывается для определения расстояния, что позволяет создавать трехмерные изображения, облако точек вокруг объекта. Следовательно, диапазон или расстояние до цели измеряется на основе задержки прохождения световых волн, идущих к цели. Это может быть достигнуто путем модуляции интенсивности, фазы и/или частоты передаваемого сигнала и измерения времени, необходимого для того, чтобы этот образец модуляции снова появился в приемнике. В самом простом случае к цели излучается короткий световой импульс, и время прихода эха этого импульса на детектор устанавливает расстояние. Этот импульсный лидар может обеспечивать разрешение около санти— 2020 НАУКА и ТЕХНИКА № 12 —

Лидар, или световой радар, — это технология, критически важная для создания беспилотных автомобилей. Датчики предоставляют компьютеру трехмерное облако точек, обозначающее окружающее автомобиль пространство

LiDAR (Light Detection and Ranging) — это сенсорная технология для обнаружения и определения расстояния до удаленных объектов с использованием источника и приемника света. Излучаемые световые импульсы достигают объекта, отражаются и возвращаются в сенсорную систему LiDAR, где приемник обнаруживает возвращающийся световой импульс naukatehnika.com

37

ТЕХНОЛОГИИ

LiDAR предоставляют трехмерные карты глубины путем передачи импульсного света (обычно лазера) к цели и определения времени прихода отраженного импульса с помощью соответствующего фотодетектора и вспомогательной электроники. Информация о расстоянии извлекается с использованием полученных данных о времени и скорости света

обнаруживать путем когерентного наложения излучаемой и обнаруженной волны. Современные лидары могут обрабатывать множество лазерных импульсов параллельно: в результате получается трехмерная модель окружающей среды, которая распознает аварийные барьеры и дорожную разметку, а также автомобили, велосипедистов и пешеходов, их положение и движение. В сочетании с большим радиусом действия и высоким пространственным разрешением эта точность является ключевым преимуществом технологии LiDAR.

ОБНАДЕЖИВАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ ЛИДАРОВ ЗА ДОСТУПНУЮ ЦЕНУ Традиционные лидарные системы являются электромеханическими — они полагаются на движущиеся части, которые должны быть точными, чтобы получать измерения, подходящие для автономной навигации. В принципе это практически то же, что и радар, но работает со светом. Лазер и коллектор должны вращаться для сканирования области вокруг них. При этом движущиеся части ограничивают размер системы, поскольку их небольшие и компактные детали увеличивают трудности при точном изготовлении и имеют высокую стоимость. Кроме того, движущиеся части восприимчивы к возмущениям, поэтому, например, дви-

Поскольку сканер принимает только одно подмножество поля зрения, ему нужен некоторый принцип управления, чтобы перемещать световой луч от подмножества к подмножеству

38

naukatehnika.com

В твердотельном лидаре для реализации оптической фазированной решетки оптические излучатели отправляют всплески фотонов в конкретных последовательностях и фазах для создания направленного излучения

жение по пересеченной местности может иметь негативные последствия для показаний. Такие датчики являются дорогостоящими аппаратами, иногда со стоимостью $75 000 за штуку, что делает их несколько недоступными и ограничивает использование в массовом порядке (и часто их стоимость даже больше, чем автомобилей, на которых они установлены). Но ведущие мировые поставщики высокопроизводительных сенсорных решений и связанного программного обеспечения добились значительного прогресса, разработав твердотельные технологии LiDAR. Эта технология получения и обработки информации об удаленных объектах с помощью активных оптических систем использует явления поглощения и рассеяния света в оптически прозрачных средах и позволит реализовать передовые системы помощи водителю при осуществлении автономного вождения. В отличие от других лидаров, твердотельное решение означает отсутствие движущегося механизма управления лучом, такого как механические зеркала. Его система полностью построена на кремниевом чипе. Это дает значительные преимущества с точки зрения повышения надежности и упрощения конструкции. На нем не задействованы движущиеся части, и он не только более устойчив к вибрациям, но может быть уменьшен и быть намного легче. Это позволяет создавать более дешевые и надежные устройства. Такой тип лидара приобретает популярность в качестве перспективных технологий, которые не только дешевле, но также обеспечивают более высокое быстродействие и разрешение, чем традиционные лидары. При этом существуют прогнозы, что его ценовой диапазон может в конечном итоге упасть ниже 100 долларов за штуку. Чтобы обеспечить сканирование, твердотельный лидар использует концепцию, похожую на фазированную решетку радио. В фазированной решетке несколько передатчиков излучают сигналы определенной последовательности и фазы для создания направлен— № 12 НАУКА и ТЕХНИКА 2020 —

ТЕХНОЛОГИИ

Новые датчики могут обрабатывать множество лазерных импульсов параллельно. Результатом является трехмерная модель окружающей среды с распознаванием препятствий, транспортных средств и дорожной разметки. Если камеры создают только двухмерное изображение, которое необходимо пространственно интерпретировать с помощью подходящего программного обеспечения, новые лидарные системы обеспечивают очень точное трехмерное изображение с более чем одним миллионом значений расстояния в секунду. В сочетании с большим радиусом действия и высоким пространственным разрешением эта комбинация является ключевым преимуществом новой лидарной технологии.

Используя несколько датчиков и объединяя данные в программном пакете, можно достичь 360-градусного обнаружения препятствий вокруг транспортного средства

ной широковещательной передачи. Размер, фокус и направление этой трансляции могут быть изменены без физической перестройки передатчиков. Эта же концепция применяется в твердотельном лидаре для реализации оптической фазированной решетки — оптические излучатели отправляют всплески фотонов в конкретных последовательностях и фазах для создания направленного излучения. Опять же, для достижения этой цели физическая настройка оптических излучателей не требуется, что делает систему устойчивой к вибрациям и более компактной. В дополнение к оптической фазированной матрице существует также микроэлектромеханическая система на основе концепции лидара, которая использует микрозеркала для направленного контроля излучения и фокусировки. Это технология твердотельных устройств, которые планируется использовать в автономных транспортных средствах, получивших название G Plus.

Современные варианты конструкции вертикально-излучающих лазеров основаны на использовании вертикальных оптических микрорезонаторов с зеркалами на основе чередующихся слоев полупроводниковых материалов различного состава (например, твердых растворов AlGaAs c различным содержанием Al). При этом в качестве активной (светоизлучающей) области, как правило, используются одна или несколько квантовых ям

ПРОРЫВНЫЕ ТВЕРДОТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЛИДАРНЫХ ДАТЧИКОВ Уникальной особенностью твердотельных лидаров является дополнительно сгенерированное изображение интенсивности. Таким образом, датчик также функционирует как своего рода монохромная камера. Производители называет это четвертым измерением, или просто 4D. Считается, что такое яркое изображение особенно полезно для распознавания полосы движения во время вождения. Компактная модульная конструкция нового датчика позволяет выполнять различные настройки для различных сценариев использования. Твердотельная технология новых лидарных датчиков обеспечивает большой диапазон и высокое пространственное разрешение при сканировании. Это позволяет точно моделировать окружающую среду. Соответственно, изменения направления дороги обнаруживаются быстрее и точнее.

— 2020 НАУКА и ТЕХНИКА № 12 —

В новом лидаре используется технология последовательного мигания, что означает сканирование окружающей среды строка за строкой. При каждом сканировании каждая строка подсвечивается несколько сотен раз. Следовательно, каждое сканирование состоит из тысяч измерений. Кроме того, ряды можно активировать в любой последовательности — в зависимости от необходимости функции автоматического вождения naukatehnika.com

39

ВОЕННАЯ АВИАЦИЯ

Часть 6

СУ-34

ПРОТИВ

F-15E

(Продолжение. Начало см. в №№ 2, 3, 4, 6, 10 2020 г. «Науки и Техники»)

РАКЕТЫ «ВОЗДУХ — ВОЗДУХ» И БОРТОВАЯ АРТИЛЛЕРИЯ В предыдущих частях статьи мы подробно сравнили вооружение самолетов Сухой Су-34 и МакДоннел-Дуглас (Боинг) F-15E «Страйк Игл» для решения их основной задачи — уничтожения разнообразных целей на поверхности земли и воды. Но этим их боевые возможности не ограничиваются. Они в значительной степени сохранили высокие летные качества своих прототипов — двухместных учебно-боевых истребителей Су-27УБ и F-15D, что позволяет использовать их для противовоздушной обороны и завоевания господства в воздухе как в тыловых районах, своих и противника, так и в зонах активных боевых действий.

НАСТУПАТЕЛЬНОЕ ОРУЖИЕ В ОБОРОНЕ

С появлением управляемых ракет (УР) «воздух — воздух» в Соединенных Штатах Америки была внедрена новая тактика применения истребительной авиации, которая строится на уничтожении самолетов противника на предельной дистанции, чтобы избежать втягивания в ближний бой.

На некоторое время она стала повсеместной, и даже в СССР выдающийся ас Великой Отечественной войны, а в то время — генерал, командующий 52-й истребительной армией ПВО, А. И. Покрышкин ввел новую формулу воздушного боя: «скорость — предельная, высота — максимальная, атака — первая».

В определенной мере она не утратила своей актуальности и сейчас, но оказалась применима только для противовоздушной обороны, чем, собственно, ее автор и занимался. С конца 1950-х гг. внедрение зенитных ракет заставило самолеты прижиматься к земле, чтобы сократить рубеж обнаружения локаторами. Но она вновь стала нужна с появлением самолетов и крылатых ракет с пониженной радиолокационной заметностью, боевой радиус действия которых вырос именно благодаря возврату к использованию больших высот, где стали возможны и сверхзвуковые крейсерские скорости. В то же время шло сокращение численности авиации из-за роста стоимости закупок и эксплуатации современных самолетов. С внедрением в 1980-х гг. боевых комплексов IV поколения это привело к тому, что их парка стало не хватать для организации прикрытия всех нуждавшихся в этом объектов, но Америке сильно помогло глобальное изменение стратегической обстановки. Главный противник Советский Союз распался, его партнеры и даже некоторые части вошли в НАТО, а вооруженные силы правопреемника — Российской Федерации были лишь бледным

Автор — Сергей Мороз 40

naukatehnika.com

— № 12 НАУКА и ТЕХНИКА 2020 —

ВОЕННАЯ АВИАЦИЯ Вооруженный ракетами «воздух — воздух» F-15E «Страйк Игл» патрулирует над Аляской. nevseoboi.com.ua

При проектировании самолета Т-10В, будущего Су-34, наряду с ударными задачами рассматривалась и возможность его применения в качестве истребителя дальнего действия. Airliners.net

Подготовка к подвеске управляемых ракет «воздух — воздух» повышенной дальности пуска Ретейон AIM AIM-120D на американский самолет F-15E. afcent.af.mil

— 2020 НАУКА и ТЕХНИКА № 12 —

подобием былой советской военной мощи. В Вашингтоне решили, что так будет всегда, и первым шагом Пентагона в «оптимизации» вооруженных сил стала ликвидация истребительных эскадрилий ПВО — Fighter Interceptor Squadron. Выполняемые ими задачи были переложены на эскадрильи тактических истребителей — Tactical Fighter Squadron. В новой России полки самолетовперехватчиков остались, но Войска ПВО перестали быть самостоятельным видом Вооруженных Сил, войдя в состав ВВС, а общее сокращение авиации оказалось столь значительным, что для прикрытия тыловых объектов, а особенно армейских частей и соединений, баз и сил флота также потребовалось задействовать фронтовую авиацию. Теперь для этого используются в том числе и ее бомбардировщики. Ничего нового в этом нет, достаточно вспомнить переделку в ночные перехватчики самолетов де Хэвилленд «Москито», Дуглас А-20 «Бостон» или Дорнье Do 217 в годы II мировой войны, но теперь речь не идет о модификациях — это те же ударные самолеты, получившие другое задание. Двухместные F-15E «Страйк Игл» и Су-34 уже при поставке имеют соответствующее оборудование и вооружение, а также штурмана-оператора для управления им, достаточный диапазон высот и скоростей полета, а также достаточный рубеж перехвата. Главным оружием истребителяперехватчика и сегодня остаются УР «воздух — воздух». Американские эксперты считают желательным, чтобы их можно было применить на максимально возможную дальность залпом с одновременным наведением на несколько целей. Последнее стало возможно с внедрением радиолокационных станций с электронным сканированием и активных радиолокационных головок самонаведения ракет на сигнальных процессорах, обеспечивающих быстрое перемещение луча в пространстве и качество сигнала за счет его компьютерной обработки. На этом построена логика УР «воздух — воздух» AIM-120 AMRAAM — основного оружия воздушного боя самолета F-15E. Дальность пуска этой легкой и компактной ракеты удалось довести до 120 км на модификации AIM120С-7 и 180 км на AIM-120D — это соответственно в 1,1 и в два раза больше, чем у подобной ракеты Р-77 naukatehnika.com

41

ВОЕННАЯ АВИАЦИЯ Ракета «воздух — воздух» Р-77 конструкции МКБ «Вымпел» — основное оружие для боя на максимальных дистанциях у многих российских самолетов, в том числе и Су-34. Фото: С. Г. Мороз

из состава вооружения Су-34. Американское изделие достигло физического предела дальности, который можно получить в таких габаритах, в России же идут испытания модификации Р-77М (изделие 180) с дальностью 160 км. В случае успеха, ее практический радиус досягаемости будет таким же, как у противника, при этом боевая часть на 10 % тяжелее и примерно в 1,5 раза эффективнее за счет сложной и дорогой, но лучше приспособленной к условиям маневренного боя стержневой схемы. То же касается и БЧ остальных рассмотренных ниже УР. Здесь надо не забывать, что характеристики РЛС и российского Су-34, и американского F-15E, о чем будет сказано ниже, недостаточны для применения ракет «воздух — воздух» на такую дальность по современным боевым самолетам с пониженной радиолокационной заметностью. Оба противника могут брать до восьми таких ракет, но в одном залпе «американец» запускает шесть, а российский самолет — лишь четыре. Это и недостаток Су-34, и преимущество, потому что пока вероятность попадания одной ракеты с увеличением числа одновременно запущенных снижается, а также затрудняется одновременная радиокоррекция траекторий полета большого числа ракет. Из-за этого число ожидаемых попаданий может быть равно.

Важным преимуществом Р-77 является хорошее сочетание скорости и маневренности, что позволяет ей уверенно поражать цели, изменяющие траекторию своего полета с перегрузкой до 12 единиц. Сильной стороной американских ракет традиционно считается более чувствительная головка самонаведения.

СХОДИТЕСЬ, ГОСПОДА! При пуске Р-77 или AIM-120 на предельную дальность экипаж носителя выполняет захват целей своей РЛС, и система управления вооружением (СУВ) его самолета вычисляет их расчетную точку, куда ракета должна выйти для включения своей АРГСН в режим самостоятельного поиска цели. На основании этих данных программируются инерциальные

навигационные системы ракет, которые и управляют ими до перехода на активное радиолокационное самонаведение. А оно включается лишь после захвата цели головкой ракеты. Теоретически после пуска носитель может отворачивать и переключать свое внимание на другие задачи, что очень удобно. Однако чем больше дальность пуска, тем больше время полета ракеты и накопленная при этом ошибка навигации. Кроме того, вряд ли экипаж цели не заметит облучение локатором противника и продолжит полет в том же направлении — даже тяжелый бомбардировщик может маневром уклониться от такой ракеты и оказаться вне зоны видения ее ГСН, когда начнет искать цель, имея меньший сектор сканирования, чем локатор самолета. Потому экипаж перехватчика обычно продолжает сопровождение целей своим локатором, а его СУВ автоматически корректирует траекторию ракет по радиоканалам. В таком случае противники обычно продолжают сближаться со скоростью 500 … 750 м/с, ракета идет не по прямой, а по сходящейся спирали, и в момент ее перехода на самонаведение расстояние между самолетами может сократиться в 2-3 раза. Тогда не избежать следующего этапа боя, на котором противник сам может переходить в атаку. И ракеты Р-77, и AIM-120 всех модификаций отличаются хорошей энер-

Ракеты «воздух — воздух» Р-27ЭР и Р-73Л (на переднем плане), которые экипаж Су-34 может использовать по мере сближения с противником в воздушном бою.

Фото: С. Чайковский

42

naukatehnika.com

— № 12 НАУКА и ТЕХНИКА 2020 —

ВОЕННАЯ АВИАЦИЯ

гетикой и наиболее эффективны именно в маневренном воздушном поединке на средних дистанциях — 70 … 30 км. Здесь может стать решающим фактор эффективности бортовых средств радиоэлектронной борьбы (РЭБ), так как полетное время УР достаточно для их применения. И в случае поединка российского самолета против американского неожиданным преимуществом первого может стать наличие… «устаревшего» вооружения.

ких истребителей, который далеко не всегда можно достичь. Самолет Су-34 может нести две ракеты Р-27ЭТ и шесть Р-27ЭР, тогда как американцы свои УР с полуактивной радиолокационной ГСН типа AIM7F/М «Спэрроу» с вооружения сняли, и у них остались только активные AIM-120. В России серийно выпускалась модификация Р-27ЭП с пассивной ГСН для поражения самолетов дальнего радиолокационного обна-

Управляемые ракеты «воздух — воздух» малой дальности Ретейон AIM-9X слева и средней дальности AIM-120 справа под крылом самолета F-15E.

Ракета «воздух — воздух» Молния Р-27Т (изд. 470Т) с тепловой ГСН — на снимке в легком «не энергетическом» варианте с малым двигателем и дальностью пуска 45 км. Фото: С. Г. Мороз и Д. Б. Шувалов

Речь идет о Р-27ЭР с полуактивной радиолокационной и Р-27ЭТ с тепловой ГСН. В отличие от Р-77, их невозможно применять залпом по нескольким целям одновременно, однако последовательный пуск ракет с тремя системами наведения крайне затруднит использование РЭБ — ее автоматика просто не успеет отработать нужное количество режимов. При использовании Р-27ЭР локатор носителя должен сопровождать цель до попадания, и это сковывает маневр носителя, но его сигнал мощнее, чем у головки ракеты, и его сложнее подавить, Р-27ЭТ тепловая и в подсвете цели не нуждается. Максимальная дальность пуска Р-27ЭР и ЭТ — до 95 и 90 км соответственно, маневренность ниже, но и возможности поражения цели по их перегрузке до 8,0 обычно достаточно для успеха атаки любого самолета, так как маневр с выходом на +9g — это уже предел для лучших лег— 2020 НАУКА и ТЕХНИКА № 12 —

ются бои в долине Бекаа в Ливане в 1982–1983 гг. Там Израиль применял истребители IV поколения F-15А и F-16А против сирийских самолетов МиГ-21МФ/бис и МиГ-23М/МЛ — хотя и модернизированных, но все же предыдущих поколений — второго и третьего. Хотя израильтяне имели самолеты ДРЛОУ Е-2 «Хокай», а их противник — разветвленную сеть наземных станций наведения, которые должны были помогать летчикам начинать атаку с как можно более дальних рубежей, ни тем, ни другим ни разу не удалось выполнить пуск УР «воздух — воздух» на максимальную дальность — обычно использовалось лишь 70 … 20 % ее диапазона. При этом воздушные бои над Ливаном почти никогда не заканчивались одним пуском и часто шли до полного расходования боекомплекта, приобретая крайне ожесточенный характер и переходя на минимальные дистанции, где уже не важны ни дальность действия локатора, ни технологии снижения заметности, а часто и средства РЭБ.

plane-encyclopedia.com

ружения на дальностях до 110 км. Кроме того, МКБ «Вымпел» заявлял и о создании Р-27ЭМ с полуактивнопассивной РГСН, способной поражать неманевренные цели с расстояния до 170 км, и «активной» Р-27ЭА, но сведений об их принятии на вооружение нет. Последним пока случаем широкомасштабного использования УР средней дальности в войне примерно равных по силам противников оста-

«НОС К НОСУ» В таком положении, когда пуск выполняется по видимой простым глазом цели, годятся все упомянутые выше ракеты, но есть и специальные для боя на малых дальностях. В Америке они продолжают линию развития проекта AIM-9 «Сайдуиндер», разработка которого началась в далеком 1940 г. — 60 лет назад! naukatehnika.com

43

ВОЕННАЯ АВИАЦИЯ Новые ракеты для ПАК-ФА: К-МД ближнего боя, под ней УР промежуточной дальности К-74М2 и дальняя Р-77М изделие 180 — все они могут быть применены и на Су-34. paralay.iboards.ru

Конечно, в современной AIM9X нет уже ничего даже от первой серийной AIM-9B и появилось даже активное управление вектором тяги. Тем не менее и она проигрывает далеко не новой уже, советских еще времен ракете Р-73 по маневренности и дальности, зато превосходит в весе боевой части и взрыв-

чатого вещества в ней при меньшей стартовой массе. А эффективность БЧ в маневренном бою — вопрос далеко не праздный, потому что ожидать прямого попадания почти не приходится и надежда — на дистанционный взрыватель. Важный момент — поле зрения головки самонаведения. Еще

Управляемые ракеты класса воздух-воздух самолетов F-15E и Су-34 Тип самолета

F-15E

Отношение показателя Су-34 к F-15E

Р-77 ИНСУ, АРГСН 175 22,5 С 110

AIM-120С-7 ИНСУ, АРГСН 156,5 20,4 О-Ф 120

Больше в 1,1 раза Больше в 1,1 раза

Меньше в 1,1 раза

8

8

Равен

Су-34

Ракеты средней и повышенной дальности Тип боеприпаса Система наведения Вес, кг Вес БЧ кг Действие Дальность пуска макс., км Количество на подвеске, шт.

Ракеты малой и промежуточной дальности Тип боеприпаса Система наведения Вес, кг Вес БЧ кг Действие Дальность пуска макс., км Количество на подвеске, шт.

Р-73М AIM-9X Block I ИНСУ, ИК ГСН ИНСУ, ИК ГСН 104,5 85,3 7,4 9,4 С О-Ф 30 20 6

4

Примечания: АРГСН — активная радиолокационная головка самонаведения. ИК ГСН — инфракрасная головка самонаведения. ИНСУ — инерциальная навигационная ситсема управления. ОФ — осколочно-фугасная БЧ. С — стержневая БЧ.

44

naukatehnika.com

Больше в 1,2 раза Меньше в 1,3 раза

Больше в 1,5 раза Больше в 1,5 раза

в начале 1990-х гг. в России была завершена разработка фасеточной ГСН, способной видеть цель во всем пространстве в секторе ± 90° от оси ракеты — с учетом возможных угловых скоростей любых самолетов, в том числе истребителей V поколения, в воздушном бою больше и не надо. Головка типа «глаз мухи» прошла испытания с положительной оценкой и по официальным данным устанавливается на серийных ракетах К-74М2 (изделие 760). Также заявлено о готовности предприятий «Ростеха» к серийному производству новейшей ракеты малой дальности К-МД (изделие 300), специально предназначенных для борьбы с современными высокоманевренными самолетами с новыми средствами РЭБ, в том числе и оптическими. Дальность пуска ракет Р-73 в полтора раза больше, чем у AIM9X, что говорит о лучшей энергетике и чувствительности ГСН, а это дает преимущество не только на пределе их радиуса поражения, но и на остальных возможных дистанциях. Самолет Су-34 может нести четыре Р-73 при подвеске контейнеров РЭБ «Сорбция» или «Хибины» на концах крыла и шесть без них, наибольшее возможное число УР «воздух — воздух» у него 12 или 10, но типовая подвеска в сочетании с ударным вооружением 4–6 таких ракет. Его противник F-15E может брать до четырех ракет AIM-9 и столько же AIM-120, но обычно ограничивается двумя или четырьмя единицами на подкрыльевых пилонах, а узлы подвески под конформными баками для этого практически никогда не используются. Таким образом, по числу обычно подвешиваемых ракет Су-34 имеет преимущество в 1,5-3 раза. Для исправления создавшегося положения «Боинг» предпринял очередную модернизацию самолета. Новый F-15EX может брать до шестнадцати AIM-120C/D и AIM-9X в любых комбинациях, а по некоторым не подтвержденным пока снимками данным, число AIM-120 у него даже 22 штуки. Для этого были задействованы точки подвески под внешними частями консолей крыла, — № 12 НАУКА и ТЕХНИКА 2020 —

ВОЕННАЯ АВИАЦИЯ

Артиллерийское вооружение самолетов Су-34 и F-15E Компонент

Су-34

Тип орудия Калибр, мм Боекомплект, снарядов Продолжительность непрерывной стрельбы, с Схема орудия Принцип действия автоматики Вес орудия, кг Основной тип снаряда Вес снаряда, г Темп стрельбы, выстр./мин Начальная скорость снаряда, м/с Кинетическая энергия снаряда на выходе из ствола, кДж Дульная мощность, л. с. Секундный залп, кг/с Показатель качества N, л. с./кг Показатель качества М, 1/с которые имелись еще на F-15A, но не использовались, а также сдвоенные пусковые устройства, устанавливаемые под ними и под существовавшими ранее крыльевыми пилонами вместо дополнительных баков. Точно не известно, почему AIM-120 ранее не подвешивались под конформными баками, как снятые с вооружения УР AIM-7F/M с полуактивными ГСН, — возможно, дело в особенностях СУВ, но теперь на F-15EX этот вопрос решен. Фирма получила контракт на 1,2 миллиарда долларов на разработку, испытания и поставки первой партии F-15EX новой постройки для ВВС США. В 2020 г. восемь машин поступили на официальные испытания, а на 2021 г. заказаны первые 12 машин для поставки в строевые части ВВС США. Помимо усиленного вооружения, модернизированный «Страйк Игл» отличается новым комплексом РЭБ и системой управления вооружением, построенной по принципу OMS (Open Mission Systems), облегчающему внедрение новых боеприпасов. Пентагон заказал постройку 144 самолетов F-15EX, которые должны поддержать возможности ВВС США в ведении нацеленных на борьбу за господство в воздухе операций на плановом уровне с учетом того, что ожидания в отношении самолетов V поколения F-22 «Раптор» и F-35 — 2020 НАУКА и ТЕХНИКА № 12 —

F-15E

ГШ-301 М61А1 «Вулкан» 30 20 150 512 5,00 5,12 одноствольная шестиствольная отдача ствола (короткий ход) гидромотор 50,00 112,52 9А4511 (ОФЗ) M56A3/A4 (ФЗ) 388,0 102,0 1800 6000 860 1030 143,5 54,1 5850 7354 11,64 10,2 117,01 65,36 0,23

0,09

Отношение показателя Су-34 к F-15E

Больше в 3,4 раза Равен

Меньше в 2,25 раза

Больше в 3,8 раза Меньше в 3,3 раза Меньше в 1,2 раза Больше в 2,7 раза Меньше в 1,1 раза

Лучше в 1,8 раза Лучше в 2,6 раза

«Лайтнинг» II оказались сильно завышены. И это не временная мера — в технических условиях заложен начальный назначенный ресурс самолета 20 000 летных часов — вдвое больше, чем требовался для F-15C, когда их поставка в войска начиналась. Хотя новая модификация F-15EX является продолжением линии двухместных многоцелевых тактических самолетов F-15E, но заменять она будет именно F-15C и предназначена в первую очередь для воздушного боя, а уж затем — для ударов по наземным целям. Новый самолет имеет полноценную кабину штурмана — оператора вооружения, но большинство полетов будет выполняться без него.

НА ДИСТАНЦИИ ПУШЕЧНОГО ВЫСТРЕЛА Важной составляющей огневой мощи Су-34 и F-15E остаются их пушки. Оба самолета несут по одному орудию в наплыве правого полукрыла — впрочем, на «Страйк Игле» он маленький и после установки конформных баков едва выступает за их обвод. Орудие ГШ-301 калибра 30 мм российского самолета специально спроектировано для истребителей

Шестиствольная авиационная пушка М61А «Вулкан» — типовое вооружение самолетов американской тактической авиации, в том числе F-15E «Страйк Игл». Фото: С. Г. Мороз

IV поколения, тогда как М61А1 «Вулкан» калибра 20 мм «Страйк Игла» создано еще для самолетов второго поколения на основе немецкой разработки середины 1940-х гг. Оно имеет шесть стволов, которые вместе с автоматикой приводятся в действие гидромотором, и его преимущество перед советской пушкой — втрое большая скорострельность. naukatehnika.com

45

ВОЕННАЯ АВИАЦИЯ

Авиационная пушка ГШ-301, входящая в состав вооружения российского многоцелевого боевого самолета Су-34. twitter.com

Боеприпасы российской авиапушки ГШ-301 калибра 30 мм самолета Су-34 отличаются большим весом снаряда и эффективны и против воздушных целей, и при штурмовых ударах. dambiev.livejournal.com

Но испытания показывают, что в современном воздушном бою все равно только первые выстрелы поражают цель и часто попадание всего одно. То есть выигрывает тот, у кого снаряд тяжелее, а преимущество системы Грязева и Шипунова здесь почти четырехкратное, потому хотя начальная скорость снаряда у ГШ-301 меньше, но кинетическая энергия, и соответственно баллистика, лучше в 2,7 раза. Пушка ГШ-301 — чемпион в своем калибре по весу и показателям качества. Разница в массе орудий почти

двойная, российское меньше американского и удобнее в установке. Боезапас Су-34 такой же, как на Су-27, — 150 снарядов, тогда как на F-15E по сравнению с прототипом был сокращен почти вдвое — с 938 до 512 выстрелов. Но с учетом разницы в скорострельности теоретическая общая продолжительность непрерывной стрельбы без учета отсечки очередей у них почти одинакова — 5,0 и 5,1 секунды соответственно. Оба самолета могут применять свои орудия как в воздушном бою,

так и при штурмовке наземных и морских целей. И здесь также преимущество за российской системой с ее тяжелым снарядом. Итак, мы подробно сравнили все вооружение двух противников в возобновившейся холодной войне — российского Су-34 и американского F-15E. Но оно бесполезно без сложных и разнообразных прицельных систем — о них пойдет разговор в заключительной части статьи.

Окончание следует

Проектируя ударную модификацию F-15E, конструкторы «МакДоннелл-Дуглас» изначально рассматривали ее и как перехватчик ПВО — на снимке «Страйк Иглы» выполняют пуск УР средней дальности AIM-7M по воздушным мишеням. nevseoboi.com.ua

46

naukatehnika.com

— № 12 НАУКА и ТЕХНИКА 2020 —

ИННОВАЦИИ

ИСПОЛЬЗУЯ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ЗЕМЛИ

БЕСТОПЛИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ КОСМИЧЕСКОГО КОРАБЛЯ Существующая напряженность магнитного поля Земли позволяет получить сравнительно небольшие моменты сил, которые, однако, могут действовать продолжительное время, воздействуя на летательный аппарат в космическом пространстве. Магнитная система обладает тем преимуществом, что она не требует расхода рабочего тела, что особенно важно для малогабаритных недорогих спутников, связанных множеством ограничений. Кроме того, отсутствие подвижных частей значительно повышает надежность, а следовательно, и продолжительность активного функционирования такого аппарата.

Р

азвитие космодинамики и возникновение в связи с этим новых направлений в науке и технике продолжают вызывать повышенный интерес исследователей к решению задач, тесно примыкающих к классической задаче механики о положении твердого тела относительно точки. Одной из таких задач является управление угловым дви-

жением искусственного спутника Земли (ИСЗ), т. е. вращательным движением ИСЗ относительно его центра масс. Решение этой актуальной задачи неизбежно сталкивается с необходимостью учета разнообразных по своей природе сил и моментов, действующих на ИСЗ в околоземном пространстве (гравитационных, аэродинамических, электромагнитных и др.).

СПУТНИКИ МАЛЫЕ, НО ТРЕБОВАНИЯ БОЛЬШИЕ Увеличение доли малых спутников в общем числе запускаемых на орбиту космических аппаратов стимулирует создание новых систем управления движением с минимальным или даже нулевым потреблением топлива и/или электрической энергии. Исполнительные органы таких систем управления

Автор — Николай Макаренко — 2020 НАУКА и ТЕХНИКА № 12 —

naukatehnika.com

47

ИННОВАЦИИ Для аппаратов, двигательная установка которых работает на участке выведения, выбранный способ ускорения должен обеспечить преодоление земного притяжения — придать аппарату первую космическую скорость, которая для Земли составляет около 7,9 км/с. Соответственно, для этого необходима высокая мощность химического реактивного двигателя

должны быть компактными и легкими, чтобы удовлетворять весьма жестким требованиям на допустимые габариты и массу, предъявляемым к малым аппаратам. В связи с этими существенными и зачастую противоречащими друг другу ограничениями резонно возникает вопрос обеспечения должной степени функциональности в управлении орбитальным и угловым движением ИСЗ. Скажем, если для управления ориентацией малого спутника используется простая система пассивной одноосной стабилизации, то в силу необходимости идентификации вектора тяги не более двух маршевых двигателей могут быть установлены вдоль единственной стабилизированной оси. В результате этого направление вектора тяги оказывается в каждый момент времени заданным (подобный тип управления называется одноосным), что потенциально сокращает возможности орбитального маневрирования. Чтобы расширить функциональность экономичных систем управления движением, и в том числе приспособить их к задаче деорбитинга, интенсивно разрабатываются и тестируются новые технические решения, позволяющие максимально эффективно использовать естественные внешние силы и, как следствие, отказаться от тяги реактивных двигателей.

ДВИГАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

Для аппаратов, двигательная установка которых работает на участке выведения, выбранный способ ускорения должен обеспечить преодоление земного притяжения — придать аппарату первую космическую скорость, которая для Земли составляет около 7,9 км/с, соответственно, для этого необходима высокая мощность химического реактивного двигателя. При движении вокруг планеты воздействие двигательной установки требуется для изменения орбиты полета и для корректировки положения ИСЗ c целью обеспечения максимальной освещенности солнечных батарей, направленности антенн и систем наблюдения. Это может быть обеспечено короткими периодами включения двигательной установки при больших ускорениях либо длительными периодами включения с малыми ускорениями. При этом второй метод малопригоден для выведения аппарата в космос, так как при этом требуются непомерные затраты энергии на пре-

одоление планетарной гравитации, а вот в космосе — вполне приемлем. В орбитальном полете могут проводиться маневры, связанные как с использованием аппарата по назначению, так и вызванные технической необходимостью, например в случае уклонения от других объектов. После исчерпания возможностей маневра период активной жизни аппарата считается завершенным. В целом двигательная установка космического аппарата — это система, обеспечивающая его ускорение, преобразуя различные виды энергии в механическую. При этом могут отличаться как источники энергии, так и сами способы преобразования; каждый способ имеет свои преимущества и недостатки, их исследования и поиск новых вариантов продолжаются по сей день. Наиболее распространенный тип двигательной установки космического аппарата — химический ракетный двигатель, в котором газ с высокой ско-

Основная задача двигательной установки — изменять скорость или положение космического аппарата. Поскольку требуемая для этого энергия зависит от массы аппарата, конструкторы используют понятие импульса, равного произведению массы на скорость. Таким образом, двигательная установка изменяет импульс космического аппарата. При движении вокруг планеты воздействие двигательной установки требуется для изменения орбиты полета и для корректировки положения ИСЗ для обеспечения максимальной освещенности солнечных батарей, направленности антенн и систем наблюдения

48

naukatehnika.com

— № 12 НАУКА и ТЕХНИКА 2020 —

ИННОВАЦИИ Согласно анализу приведенных FCC цифр относительно времени жизни спутников SpaceX (система Starlink) на орбите Земли, через шесть лет после запуска в среднем на Землю будут падать пять спутников в день. У многих — ненулевой шанс оставить по себе память в виде несгоревшего обломка, который достигнет поверхности планеты, поскольку такие обломки могут и убивать, вероятность этого — 45 % на каждые шесть лет

ростью истекает из сопла Лаваля. Увы, но его использование требует использования топлива, а соответственно, такие аппараты имеют ограниченное время использования.

ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ИМПУЛЬСА И МАГНИТНЫЕ ПОЛЯ Закон сохранения импульса устанавливает, что при изменении импульса космического аппарата должен меняться импульс чего-то еще, чтобы общий импульс системы был постоянным. Большинство космических аппаратов вынуждены иметь на борту запас рабочего тела, за счет отбрасывания которого может меняться импульс самого аппарата, т. е. быть реактивными. Для двигательных установок, использующих энергию магнитных полей или давления света, этой проблемы не существует. Хотя закон сохранения импульса устанавливает, что без отбрасывания рабочего тела изменить положение центра масс космического аппарата невозможно, однако в космосе действуют гравитационные силы, магнитные поля и солнечная радиация, которые вполне можно использовать. И на этих принципах существуют двигатели, не требующие рабочего тела или требующие крайне малое его количество.

низкая стоимость, а также возможности, которые обычно рассматриваются как проблемы для больших и дорогих космических аппаратов, побуждают решать задачи управления этими спутниками. В зависимости от природы управляющих моментов, воздействующих на угловое движение ИСЗ, способов их реализации, а также и от того, какие требуются при этом устройства, различают активные, пассивные и комбинированные системы управления угловым движением ИСЗ. Если для создания управляющих моментов требуется расход рабочего тела или энергии, имеющихся на борту, а для формирования этих моментов должны быть логический блок, датчики ориентации и исполнительные органы, то такая система называется активной системой управления. Активные системы управления позволяют создать значительные управляющие моменты, которые больше всех возмущающих моментов, и, как следствие, снизить

требования к точности аппроксимации последних. Кроме того, наличие бортового компьютера позволяет перепрограммировать его в течение полета ИСЗ и внести необходимые коррективы в алгоритмы управления, например, по результатам наземных наблюдений за движением ИСЗ. С помощью активной системы можно реализовывать достаточно произвольные и быстрые угловые развороты, а кинетический момент ИСЗ можно изменять практически на произвольную величину. Активные системы управления обеспечивают необходимую точность ориентации ИСЗ при высоком быстродействии. В этом заключается их основное достоинство. Известными недостатками активных систем являются: ограниченное время работы, сложность, высокая цена, относительно низкая надежность, обусловленная наличием большого количества составных элементов (датчиков, бортового логического устройства, подвижных элементов и т.д.).

КОРРЕКТИРОВКА ПОЛОЖЕНИЯ ИСЗ В КОСМОСЕ

В последние годы малые спутники играют важную роль в технологическом развитии. Привлекательные короткие сроки проектирования и их

После исчерпания возможностей маневра период активной жизни аппарата считается завершенным. Продолжительность жизни спутников часто определяется прежде всего тем, сколько топлива или сжатого газа они могут нести (если таковые имеются) для поддержания своей орбиты, поскольку они постепенно затягиваются земной гравитацией.

— 2020 НАУКА и ТЕХНИКА № 12 —

naukatehnika.com

49

ИННОВАЦИИ В настоящее время наиболее перспективными типами пассивных систем управления являются гравитационные системы и магнитные системы, использующие соответственно гравитационное и магнитное поля Земли для создания управляющих моментов

Пассивные системы управления, использующие взаимодействие с внешними полями естественного происхождения, не потребляют рабочее тело и энергию, запасенные на борту ИСЗ, и в этом плане выгодно отличаются от активных систем. При разработке пассивных систем управления приходится решать две основные проблемы: как создать восстанавливающий и демпфирующий моменты. В настоящее время известны различные способы решения этой проблемы, основанные на использовании геофизических полей (гравитационного и магнитного), силовых факторов околоземного пространства, таких как влияние набегающего потока разреженного газа верхних слоев атмосферы и солнечного излучения, а также на использовании свойства быстро закрученного вокруг оси максимального момента инерции тела сохранять неизменную или почти неизменную

ориентацию оси вращения относительно инерциального пространства. Реализация того или иного режима ориентированного движения ИСЗ зависит от того, какие моменты являются превалирующими в своем действии на движение ИСЗ относительно его центра масс. Однако все известные способы реализации пассивных систем управления ИСЗ обладают общим ограничением, связанным с относительно малыми величинами восстанавливающих и демпфирующих моментов. Комбинированные системы управления включают в себя как активные, так и пассивные элементы. Активные элементы в этом случае используют либо однократно, например, для предварительного приведения ИСЗ в окрестность программного движения, либо время от времени. При этом используют такие элементы, которые не требуют большого расхода энергии и сложной системы управления, вклю-

чающей датчики ориентации. В остальном принципы функционирования пассивных и комбинированных систем управления совпадают. В настоящее время наиболее распространенными типами пассивных систем управления являются гравитационные системы и магнитные системы, использующие соответственно гравитационное и магнитное поля Земли для создания управляющих моментов. Магнитные системы управления (МСУ) основаны на формировании управляющего момента путем использования сил взаимодействия магнитного поля Земли с собственным магнитным полем ИСЗ. МСУ позволяют изменять управляющие моменты и, следовательно, реализовывать необходимые законы управления, что позволяет обеспечить точную ориентацию ИСЗ. Масса и энергопотребление МСУ незначительны, причем существуют МСУ, не потребляющие энергии. Масса МСУ не зависит от продолжительности ее работы. МСУ просты в конструктивном отношении и имеют высокую надежность. Вследствие этого они особенно полезны на долгофункционирующих ИСЗ — метеорологических, геодезических, связи и некоторых других. Таким образом, наиболее перспективным решением является управление, которое создается за счет взаимодействия магнитным моментом. Это Реальные силовые линии магнитного поля Земли, хотя в среднем и близки к силовым линиям диполя, отличаются от них местными нерегулярностями, связанными с наличием намагниченных пород в коре, расположенных близко к поверхности. Из-за этого в некоторых местах на земной поверхности параметры поля сильно отличаются от значений в близлежащих районах, образуя так называемые магнитные аномалии. Они могут накладываться одна на другую, если вызывающие их намагниченные тела залегают на разных глубинах. Небольшая напряженность магнитного поля Земли позволяет получить сравнительно небольшие моменты сил, которые, однако, могут действовать продолжительное время, поворачивая ИСЗ в пространстве на требуемый угол

50

naukatehnika.com

— № 12 НАУКА и ТЕХНИКА 2020 —

ИННОВАЦИИ Радиационные пояса Земли представляют собой области магнитосферы, в которых накапливаются высокоэнергетичные заряженные частицы. Внутренний пояс состоит преимущественно из протонов, внешний — из электронов. В 2012 г. спутником NASA был открыт еще один пояс, который находится между двумя известными

довольно сложная проблема, которую нелегко решить.

УПРАВЛЕНИЕ — ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

Магнитный момент привлекателен в качестве принципа управления прежде всего для небольших спутников. Принцип срабатывания заключается в использовании взаимодействия между магнитным полем Земли и магнитным полем, создаваемым катушкой, установленной на спутнике. Этот принцип управления по своей сути нелинейный, его сложно использовать, поскольку управляющие моменты могут создаваться только перпендикулярно вектору геомагнитного поля. Это было серьезным препятствием для использования управления на основе магнитного момента для управления ориентацией по трем осям. Магнитная система обладает тем преимуществом, что она не требует расхода рабочего тела и в ней отсутствуют подвижные части, что значительно повышает надежность, а следовательно, и продолжительность активного функционирования такого аппарата. Однако система управления, построенная по такому принципу, обладает как минимум двумя недостатками: магнитное торможение и потеря осью вращения первоначальной ориентации из-за ряда возмущений. ИСЗ, вращаясь в магнитном поле Земли, теряет часть своей кинетической энергии за счет индуцирования вихревых токов в токопроводящих материалах, гистерезисных потерь и потерь на вихревые токи в магнитном материале. Например, скорость вращения спутника Vanguard (1958 02) уменьшилась в течение года с 2,7 до 0,55 рад/с в основном за счет индуцирования вихревых токов в алюминиевом корпусе. За счет потерь на гистерезис скорость вращения спутника (1960, 01) упала от 0,785 до менее чем 0,002 рад/с за 24 дня.

— 2020 НАУКА и ТЕХНИКА № 12 —

Небольшая напряженность магнитного поля Земли позволяет получить сравнительно небольшие моменты сил, которые, однако, могут действовать продолжительное время, поворачивая ИСЗ в пространстве на требуемый угол. Так, например, при массе цилиндрического летательного аппарата 5 000 кг и его радиусе 1 м, длине неэкранированной части обмотки 100 м (25 витков обмотки при длине объекта 2 м) и токе в ней 10 А, создаваемый момент в состоянии повернуть летательный аппарат за 1 минуту на 2°, а за 5 минут этот поворот уже может составить 50°. Скорость поворота можно корректировать, изменяя длину обмотки, величину тока в ней или время включения.

НОВОЕ РЕШЕНИЕ КЛАССИЧЕСКИХ ЗАДАЧ

При движении ИСЗ по околоземной орбите возникают дополнительно действующие на ИСЗ силы — силы Лоренца. В связи с этим появляется необходимость изучения электродинамических эффектов влияния заряда ИСЗ как на орбитальное, так и на вращательное движение ИСЗ относительно его центра масс. С развитием высоковольтной техники в последние пять лет интерес к вопросам использования магнитного момента в качестве принципа управления стал возрастать среди специалистов из таких организаций, как NASA, AIAA, American Astronautical Society. Выяснилось, что силы Лоренца могут оказывать заметное влияние на орбитальное движение ИСЗ. В связи с этим появился ряд исследований, в которых анализируется воз-

можность использования сил Лоренца для создания новых геосинхронных орбит, для безреактивных маневров в магнитных полях планет (в частности, Юпитера) и для других приложений. Продолжительность жизни спутников часто определяется прежде всего тем, сколько топлива или сжатого газа они могут нести (если таковые имеются) для поддержания своей орбиты, поскольку они постепенно затягиваются земной гравитацией.

Zenno Astronautics, базирующаяся в технологическом инкубаторе Окленда LevelTwo, разрабатывает магнитную двигательную систему, работающую от солнечных батарей, которая теоретически могла бы обслуживать спутники в космосе на неопределенный срок. На данный момент они привлекли более одного миллиона долларов финансирования. Исследователи Zenno Astronautics считают, что до космических испытаний «бестопливной» двигательной установки, которая сможет устранить две из самых больших экологических черных отметок спутниковой индустрии (необходимость неоднократно запускать ракеты для замены спутников после их падения на Землю, а также объем космического мусора, засоряющего орбиту), может пройти совсем мало времени. Прототип привода был протестирован в вакууме на Земле. Он подчиняется законам физики, используя энергию Солнца для создания слабого направляемого магнитного поля на борту спутника. Таким образом, можно обеспечить, чтобы даже малые спутники имели такие же характеристики орбитального полета, как и большие и очень дорогие. naukatehnika.com

51

ДИСКУССИОННЫЙ КЛУБ

ИСПЫТАНИЕ НА ВЫЖИВАНИЕ Захватят ли Землю гигантские ледники?

По мнению ряда ученых, новый ледниковый период должен произойти на днях, а может быть, и раньше: в начале 2013 г. японский океанограф Мототака Накамура заявил, что года через три начнется глобальное похолодание, и ледники оккупируют Землю аж до тропиков.

ОЧЕВИДНОСТЬ НЕ ОБЪЕКТИВНОСТЬ Почему на протяжении геологической истории Земли гигантские ледники то захватывали, то отпускали ее? Подавляющее большинство людей, включая ученых, не ведает правильного ответа на этот вопрос. Ведь здесь, казалось бы, все очевидно: на нашей планете периодически менялся климат, и при глобальном похолодании ледники наступали, а при потеплении отступали в более высокие широты. Но, как остроумно заметил отец Ш. Холмса А. К. Дойл, «нет ничего более обманчивого, чем очевидные факты». И действительно, веками люди верили, что Солнце вращается вокруг Земли, для них это невероятное явление (геоцентризм) было очевидным фактом. Но научным фактом является диаметрально противоположное утверждение. И для роста ледникового покрова недостаточно только похолодания, ледники не могут перейти в наступление без поддержки с воздуха, заключающейся в обильных снегопадах. Этот научный факт почему-то проигнорировал М. Накамура, запугивая мир ледяным апокалипсисом.

Факт, что ледники могут быть только там, где имеется определенное сочетание температуры и осадков, выявил великий русский климатолог ХIХ в. Александр Воейков. Он также заявил, что между ледниками и климатом есть обратная связь. По Воейкову, ледник в самом себе заключает условия своего дальнейшего существования, и именно причина, вызывающая ледники, способствует их росту. Затем, когда размер ледников достигает некой критической величины, должны (или могут) случиться изменения климата, вызывающие сокращение ледяного покрова Вся геологическая история нашей планеты (а это несколько миллиардов лет кряду) состоит из глобальных оледенений (ледниковых периодов) и потеплений. Эти фазы тотально меняют живой мир нашей планеты: неспособные приспособиться к похолоданию (потеплению) организмы вымирают, как динозавры. Динозавры вымерли, к слову, не из-за того, что климат на планете стал более суровым: само по себе похолодание не так уж и страшно животным, способным к анабиозу.

Автор — Игорь Белостоцкий 52

naukatehnika.com

— № 12 НАУКА и ТЕХНИКА 2020 —

ДИСКУССИОННЫЙ КЛУБ

Причина вымирания динозавров и по сей день остается для ученых тайной, равно как и происхождение человечества. Предки человечества, по мнению большинства ученых, появились в антропогеновый (четвертый) ледниковый период. В этот период зимы, как водится, были крайне суровыми, а прочие времена года промозглыми. И, чтобы выжить, гоминиды, предполагаемые предки всех без исключения людей, а также человекообразных обезьян, вынуждены были трудиться: осваивать огонь, утепляться шкурами убитой ими дичи и т. д. Человечество тогда едва не втерли в вечную мерзлоту гигантские ледники. Они то наступали, вынуждая первобытных людей бросать свои стойбища, то отходили. Было время, когда многометровый слой льда сковывал большую часть Европы, Северной Америки, Сибири, из-за чего эти регионы были малообитаемыми подобно современной Антарктиде. А было время, когда и в Антарктиде был теплый, влажный климат с богатой растительностью, о чем неопровержимо свидетельствуют обильные залежи каменного угля на этом континенте. Каменный уголь — это трансформировавшиеся останки растений, зеленевших за миллионы лет до нашей эры. Хотя в мире первобытного человека рост ледника приводил к беде, но и его таяние не всегда было благом, ибо оно нередко сопровождалось катастрофическим затоплением. Отсюда, кстати, и миф о Мировом потопе, который есть не только в библии, но и в легендах всех без исключения народов. Достигнув наибольшего роста 250 тысяч лет назад, ледники пошли на убыль, освобождая место для человека. Наступила многовековая оттепель (римский климатический оптимум по-научному), сменившаяся столетними заморозками. По мнению ряда ученых, это явление (климатический пессимум раннего Средневековья) и инициировало эпоху Великого переселения народов IV–VI ст. н. э. Затем на нашей планете наступил трехсотлетний климатический оптимум: период сравнительно теплой и ровной погоды. В ту пору юго-западное побережье Гренландии покрывал густой травяной покров. Этот остров тогда обжили викинги. Их колония процветала. А затем льды нежданно пошли в наступление и захватили большую часть Гренландии. Начался малый ледниковый период, едва не сгубивший западноевропейскую цивилизацию: весенне-осенние урожаи там повсеместно вымерзали, а летние загнивали, что вызвало в Северной Европе Великий Голод. А это привело к кризису всей феодальной системы, крупным крестьянским восстаниям, необратимо изменившим ход истории…

ПОЧЕМУ ИДЕТ ЛЕД? Ответы на этот вопрос, так занимавший Воейкова, дал в 1930 г. Евгений Гернет. Попутно он разрешил одну из самых главных загадок нашей планеты: почему геологическая история нашей планеты состоит из глобальных оледенений и потеплений? До него этот феномен объяснить ученые толком не могли. «Гипотезы о прохождении солнечной системы через холодные и теплые части Космоса, появлении на солнце пятен и другие ссылаются на явления не только не доказанные, но и предложенные-то лишь для того, чтобы объяснить ими климатические перемены на Земле». Гернет призвал научную братию не искать — 2020 НАУКА и ТЕХНИКА № 12 —

во Вселенной причину глобальных похолоданий, а осознать тот простой факт, что массы льда самим своим существованием охлаждают климат. Что ледники — это не следствие, а причина холода, подтверждает средняя температура Южного и Северного полушарий, пишет Гернет. Среднегодовая температура Южного полушария на 2 градуса ниже, чем Северного, из-за наличия в нем ледяного панциря Антарктиды. Это утверждение Гернета является сегодня в науке бесспорным постулатом, как и работа Коперника, ниспровергшая геоцентризм. Небесспорно утверждение Гернета, что ледники являются болезнью нашей планеты, «ледяными лишаями». По Гернету, Сибирь сделается земным раем, а Канада — главной житницей, стоит лишь избавить Гренландию от «ледяного лишая». А как возник «ледяной лишай» в Гренландии и прочих регионах? Чем выше над землей, тем холоднее, и на определенной высоте температура может не достигнуть градуса, чтобы растопить, скопившийся там за зиму снег. Эта часть атмосферы, хионсфера, по Гернету, снегоизбыточный слой, при соприкосновении с земной твердью (высокогорьем) может создавать и создает ледник. Ледник сформировался — вокруг него похолодало, потом прошли обильные снегопады — ледник вырос. И чем дальше, тем больше, чем больше, тем сильней. В итоге наступает ледниковый период, сопровождающийся не только глобальным оледенением, но и уменьшением испарения: многометровый слой льда покрывает водные массивы, находящиеся на поверхности планеты. А уменьшение испарения понижает количество выпадающих осадков. Питание ледников становится недостаточным, и начинается обратный процесс: лед мало-помалу отступает, климат теплеет, увлажняется, ибо освобождение из ледникового плена водных массивов увеличивает испарения и соответственно осадки. Затем увлажнение климата вызовет рост ледника.

ЗЕМЛЯ У НАС ОДНА Гернет считал уничтожение ледяного покрова в Гренландии не просто желательной, а обязательной акцией: «Если предоставить Гренландский лишай его естественному ходу, то в недалеком будущем человечеству предстоит пережить такой ужас, по сравнению с которым все им до сих пор пережитое — детские игрушки». «Уничтожить гренландский лед? Да это ж два миллиона квадратных километров мощностью в тысячу метров!» «Я не берусь угадать, какие чудеса технической изобретательности покажут наши ученые-техники, когда перед ними будет поставлена задача по уничтожению ледяного лишая в Гренландии, но даже если они ничего не изобретут, то все же задача представляется технически выполнимой. Для того чтобы уменьшить ледяной покров Гренландии, надо всего лишь наладить уборку с поверхности Гренландии ежегодно выпадающего снега». Успешная реализация гренландского проекта Гернета — самая натуральная утопия: при его воплощении ряд стран ушли бы под воду! Следует отметить, что Гернет, несмотря на значительный вклад в гляциологию, не был ученым. Он был военно-морским офицером сперва в царской, а затем в Красной армии. И там, и там он служил безупречно. naukatehnika.com

53

ИСТОРИЯ и АРХЕОЛОГИЯ

«МЕРТВЫЕ СРАМУ НЕ ИМАМ»» Последний

поход

Святослава

Святослав. Последний бой на порогах Днепра. Худ. П. Рыженко

О

беспечив восточные границы Руси, киевский князь Святослав настойчиво стремился овладеть бассейном Дуная, чтобы надежно обеспечить путь «из варяг в греки» и утвердиться на Дунае, что имело в то время для государства русов важное политическое, экономическое и военное значение. Занимая Балканы, русы создавали плацдарм для удара по Византии с суши. Кроме того, попытка Святослава удержаться в Переяславце на Дунае показывает стремление переместить политический центр Древнерусского государства ближе к богатым странам юга и объединить все славянские племена. Таково политическое значение походов против Византии. В 968 г. Святослав предпринял первый поход в Болгарию1. По сообщению византийского историка Льва Диакона (950 — ок.

1000), русов было 60 000 человек. Но русский летописец говорит, что во втором походе дружина Святослава насчитывала только 10 000, вряд ли большее число воинов участвовало и в первом.

1 Около 680 г. кочевники-булгары, остановившись в районе нижнего Дуная, создали Болгарское царство. Местные славянские племена попали под владычество булгар. С течением времени булгары слились со славянами, и из смешения Аспаруховых булгар и вошедших в его состав различных славянских и остатков фракийских племен сложилась болгарская нация.

Святослав овладел придунайской частью Болгарии, взяв около 80 городов, и стал княжить в Переяславце на Дунае. Однако в это время печенеги2 осадили Киев. Только хитрость воеводы Претича спасла город. Воевода изобразил прибытие сторожи, за которой якобы шло все войско князя — «без числа множество». Печенеги всему этому поверили и отступили от города. Был заключен мир, но печенеги не ушли в степь, а продолжали угрожать Киеву. Тогда к Святославу был послан гонец, заявивший ему: «Ты, княже, чужея земли ищещи и блюдеши, а своея ся охабив, малы бо нас не взяше печенези, матерь твою и дети твои». Услышав об опасности, грозящей Киеву, Святослав со своей дружиной сел на коней и устремился в столицу. Здесь он собрал «воев» и прогнал печенегов далеко в степи. Печенеги — союз кочевых племен, образовавшийся в результате смешения сарматов, угро-финов и тюрок. В X–XI вв. кочевали между Доном и Дунаем. К XII в. основная масса печенегов перешла в Венгрию, где ассимилировалась.

2

Автор — Юрий Каторин 54

naukatehnika.com

— № 12 НАУКА и ТЕХНИКА 2020 —

ИСТОРИЯ и АРХЕОЛОГИЯ

Воины Святослава. Худ. Б. Клементьев Набег печенегов на Киев. Картина из Военно-исторического музея, Стамбул

вселить в первых древнее римское славолюбие, а вторых приучить к строгой дисциплине. Собственное его мужество было примером для тех и других». Желая выиграть время, Цимисхий направил к Святославу послов с предложением выплатить дань, а затем стал пугать его силой своего войска. На это Святослав ответил: «Не вижу никакой необходимости, побуждающей римского государя к нам идти; по сему да не трудится путешествовать в нашу землю; мы скоро сами поставим шатры свои перед византийскими воротами». В 970 г. рать русов появилась под Адрианополем. Здесь их встретила мощная византийская армия. Русские летописи определили ее численность в 100 000 человек, и хотя эта цифра явно преувеличена, но ясно, что войско было весьма солидным. Летописец сообщает: «Русь убояшаяся зело множества вой, и рече Святослав: «Уже нам некомо ся дети, волею и неволею стати противу: да не посрамим земле Русския, но ляжем костьми, мертвым бо срама не имам, аще ли побегнем, срам имам, ни имам убежати; но станем крепко, аз же пред вами пойду, аще моя глава ляжет, то промыслите собою». «И исполчишася Русь, и бысть сеча велика, и одоле Святослав, и бежоша греци; и поиде Святослав ко граду, воюя и грады разбивая, яже стоят и до днешнего дне пусты», — так русский летопиЗолотые ворота Киева

В 969 г. был предпринят второй поход в Болгарию. Снова пришлось преодолевать сопротивление болгар, которые укрылись, как говорит летопись, в сильной крепости Переяславце. Но русы, воодушевляемые Святославом, разбили болгар «и взя град копьем», т. е. приступом. Овладев городом, Святослав отправил посла к грекам, говоря: «Хочю на вы ити, взяти град ваш, яко и сей». К этому времени власть в Византии захватил талантливый и энергичный полководец Иоанн I Цимисхий (правил в 969– 976 гг.). По словам великого русского историка Н. М. Карамзина: «Этот император открыл себе путь к трону злодейством, умертвив царя Никифора, но управлял государством благоразумно и был героем. Избирая искусных полководцев, щедро награждая заслуги даже рядовых воинов, строго наказывая даже малейшее неповиновение, он сумел — 2020 НАУКА и ТЕХНИКА № 12 —

Бой русов с византийцами. Худ. М. Иванов

naukatehnika.com

55

ИСТОРИЯ и АРХЕОЛОГИЯ

Применение «греческого огня» византийцами. Миниатюра из летописи Схема боя русов с византийцами под Андрианополем в 970 г.

Принесение византийцами даров Святославу. Миниатюра из летописи

сец говорит об исходе боя. В свою очередь, Лев Диакон пишет о разгроме Святослава. К тому же византийский историк сообщает неправдоподобные цифры потерь: русы якобы потеряли свыше 20 000 воинов, а византийское войско — лишь 55 человек убитыми и много ранеными. Одновременно обе стороны отмечают, что Святославу была выплачена дань. Простейшая логика говорит, что вряд ли, наголову разгромив врага, византийский император сам стал бы предлагать дань и просить о заключении мира, — такого парадокса не знает вся тысячелетняя история дипломатии. «История» Льва Диакона в 10 книгах описывает события 959–976 гг., но содержит и ряд экскурсов в прошлое. Несмотря на некоторую ангажированность, творчество Льва Диакона является ценным источником по истории Византии, Болгарии и Руси (балканские войны князя Святослава).

Византийский боевой дромон

56

naukatehnika.com

Получив дань, Святослав возвратился в Переяславец, откуда послал своих «лучших мужей» к византийскому императору для заключения договора. Основанием для этого была малая численность дружины, понесшей большие потери. Поэтому Святослав сказал: «Пойду в Русь, приведу боле дружины». Однако, судя по всему, вскоре из Киева прибыло пополнение, так как сам князь не уходил за новой дружиной и продолжал несколько месяцев сражаться с сильной византийской армией. Не имея достаточных сил и полагаясь на договор с Цимисхием, Святослав не занял горные проходы через Балканы и оставил открытым устье Дуная. Это была его крупная ошибка. Кроме того, рать русов оказалась разделенной на две части: главные силы находились в Доростоле (современный Дристр, Болгария), а отряд под командованием воеводы Сфенкела (или Сфангела) был расположен в Преславе. Распыление сил — вторая стратегическая ошибка Святослава. Этими ошибками немедленно воспользовался Цимисхий. В апреле 971 г. византийский император собрал сильный флот из 300 судов, вооруженных «греческим огнем», а у Адрианополя начал сосредоточивать сухопутную армию. Когда Цимисхий получил от разведчиков донесения о том, что

Морской бой византийского дромона с ладьями русов. Худ. Хосе Даниэль Кабрера Пенья — № 12 НАУКА и ТЕХНИКА 2020 —

ИСТОРИЯ и АРХЕОЛОГИЯ

Бессмертный (X в.)

горные проходы не заняты и русы их не обороняют, он быстро двинулся вперед с сильным передовым отрядом (2 000 «бессмертных»3, 13 000 конницы и 15 000 пехоты) и без труда преодолел Балканы. За ним следовали остальные силы и большой обоз с осадной техникой и продовольствием. В Болгарии византийские лазутчики распространили слух, что Цимисхий идет не покорять болгарский народ, а освобождать его от русов, и русы вскоре лишились поддержки со стороны болгар. Все византийское войско двинулось к Преславе. Цимисхий стремился уничтожить русов по частям, наметив первым объектом атаки отряд Сфенкела, который не ожидал вероломного нападения.

Численность отряда русов Лев Диакон определяет в 15 000 воинов, что неправдоподобно, так как вся дружина Святослава ненамного превышала эту цифру. Несмотря на внезапность, попытка взять город с ходу не удалась, так как русы «сильно со стен стреляли». С наступлением ночи бой прекратился. На другой день, когда прибыло все византийское войско с осадными машинами, Цимисхий решил штурмовать крепостные стены. Он «поставил полки в твердый, неразрывный строй» и приказал обстреливать стены из камнеметных машин, луков и пращей. Русы со стен бросали камни, метали стрелы и копья, но перевес был на стороне византийцев. Когда оборонявшиеся, не выдержав сильного обстрела, покинули стены, Цимисхий приказал установить штурмовые лестницы, по которым византийцы ворвались в город. Русы отступили во дворец болгарского царя, обнесенный оградою, оставив одни ворота открытыми. Когда отряд византийцев в 150 воинов устремился в эти ворота, он был внезапно атакован русами из засады и уничтожен. Цимисхий приказал обстреливать дворец огненными стрелами. Оборонявшимся пришлось покинуть горящее помещение и построиться для боя на открытом месте. Византийцы, имея большое численное превосходство, окружили отряд Сфенкела. В результате упорного боя только немногим русам во главе с воеводой удалось прорваться и уйти в Доростол, остальные погибли, но никто не сдался в плен. Отпраздновав первый успех, Цимисхий 17 апреля двинулся к Доростолу, заняв по пути ряд болгарских городов, «которые отложились от россиян и пристали к римлянам». 23 апреля византийское войско подошло к Доростолу. Лев Диакон говорит, что у русов по-прежнему было 60 000 воинов, но это не соответствует действительности, так как Святослав говорил о малочисленности своего войска и собирался идти на Русь за новой дружиной. Армия Цимисхия значительно превосходила рать Святослава. Русы ожидали врага на ближних подступах к Доростолу, «сомкнув щиты и копья, наподобие стены». Боевой порядок византийского войска состоял из двух линий: в первой линии находились конные латники, составлявшие два крыла; во второй линии построились лучники и пращники, им было приказано непрерывно стрелять. Бой был упорный. Русы отразили 12 атак. К вечеру Цимисхий собрал всю свою конницу в кулак и бросил ее против уже утомленного противника. Пехота русов отступила и укрылась за городскими стенами Доростола. 25 апреля византийский флот подошел к Доростолу и блокировал город со стороны Дуная. Святослав приказал вытащить свои ладьи на берег, чтобы их не сжег враг. Рать русов оказалась в окружении. В тот же день Цимисхий подступил

Схема обороны Доростола «Бессмертные» — личная гвардия императора, состояла из отборных тяжеловооруженных воинов, получили свое название по принципу комплектования. На место выбывшего воина немедленно набирался новый, поэтому их всегда было ровно 10 000.

3

— 2020 НАУКА и ТЕХНИКА № 12 —

Штурм византийцами Переслава. Худ С. Покотилов naukatehnika.com

57

ИСТОРИЯ и АРХЕОЛОГИЯ

Вылазка русов из Доростола. Худ С. Покотилов

Византийские пехотинцы в плотном строю. Худ. Andrea Modesti

Атака дружинников Святослава. Худ. Peter Dennis

к городу, но русы не вышли в поле, а только со стен и из башен бросали в противника камни и метали стрелы. Вскоре византийцы возвратились в лагерь.

26 апреля произошел второй бой под Доростолом. Рать русов вышла в поле и выстроилась, всего вероятнее, в пешем строю, сомкнув щиты и выставив копья; воины были в шлемах и кольчугах. Император выстроил против них ромеев, расположив одетых в панцири всадников по бокам, а лучников и пращников позади, и, приказав им безостановочно стрелять, повел фалангу 58

naukatehnika.com

в бой. Воины сошлись врукопашную, завязалась яростная битва, и в первых схватках обе стороны долго сражались с одинаковым успехом. По сообщению византийского историка Кедрина, русы сохранили за собой поле боя и оставались там всю ночь с 26 на 27 апреля. Утром бой возобновился. К полудню Цимисхий направил в тыл дружине Святослава большой отряд. Боясь оказаться отрезанными от города, русы отступили за крепостные стены. Осада продолжалась три недели. В течение этого времени русы не выходили из Доростола.

19 июля Святослав организовал большую вылазку с целью уничтожения осадных и стенобитных машин противника. Время для вылазки было выбрано очень удачное — после обеда, когда бдительность врага была ослаблена, так как сон одолевал воинов от «выпитого вина». Сильный отряд русов неожиданно напал на противника и зажег его осадные сооружения. Как писали византийские хронисты, русы не только порубили византийских солдат и рабочих, но и сожгли тараны и камнеметы. Начальник осадных машин был убит. Этот успех воодушевил русов. 20 июля они снова вышли из города и построились для боя. Цимисхий выступил «густою фалангою», как пишет Лев Диакон, а по Кедрену4 — в клинообразном строю. Завязался упорный бой. Первые атаки византийцев были отражены. Но когда русы потеряли одного из своих крупных военачальников, они «закинули щиты за спину» и начали отступать к городу. Византийцы между убитыми русами нашли женщин, которые в мужском снаряжении сражались так же храбро, как и мужчины.

21 июля Святослав собрал комент (военный совет). На поставленный вопрос — что делать? — одни говорили о необходимости спасаться бегством на ладьях в глубокую ночь, другие советовали начать мирные переговоры и добиться пропуска оставшейся дружины по Дунаю. «Тогда Святослав, вздохнув от глубины сердца, сказал: «Погибнет слава, спутница российского оружия, без труда побеждавшего соседних народов и без пролития крови покорявшего целые страны, если мы теперь постыдно уступим римлянам. И так с храбростью предков наших и с тою мыслью, что русская сила была до сего времени непобедима, сразимся мужественно за жизнь нашу. У нас нет обычая бегством спасаться в отечество, но или жить победителями, или, совершившим знаменитые подвиги, умереть со славою». Выслушав своего князя, комент решил сражаться. Впрочем, упорная борьба за Доростол разгорелась, естественно, не только из-за пламенных речей Святослава к своим ратникам. Конечно, войско поддержало князя не только из материальных соображений. Не стоит отбрасывать рыцарскую мораль, понятие воинской славы, доблести в противостоянии с сильным врагом. Дружинники Святослава Кедрен — Georgius Cedrenus, византийский историк конца XI — начала XII вв., не является самостоятельным автором, а составлял свои книги почти полностью из тематически скомпонованных цитат из других произведений.

4

— № 12 НАУКА и ТЕХНИКА 2020 —

ИСТОРИЯ и АРХЕОЛОГИЯ

Схема боя 22 июля

Встреча Святослава с императором Цимисхием. Худ. К. Лебедев

Последний бой Святослава. Худ. М. Иванов — 2020 НАУКА и ТЕХНИКА № 12 —

следовали существовавшей общественной психологии: лучше умереть в бою, но не опозориться в плену.

22 июля рать русов вышла в поле, и Святослав приказал запереть городские ворота, чтобы никто не мог думать о спасении за крепостными стенами. Цимисхий также вывел свое войско из лагеря и построил его для боя. Лев Диакон пишет, что бой начался на закате солнца, что мало вероятно, так как бой был упорный и длительный. Кедрин сообщает, что около полудня обозначился кризис боя, следовательно, начало его надо отнести к утру. Бой начали русы атакой центра вражеского боевого порядка. Около полудня византийцы стали сдавать. Тогда Цимисхий поскакал со свежим отрядом всадников, задержал наступление русов и приказал уставших бойцов освежить водою и вином. После этого византийское войско двинулось в контратаку, которая, однако, успеха не имела. Русы сражались стойко. Даже Лев Диакон, описывавший свирепость Святослава, не мог не отметить доблести сподвижников русского полководца. Он говорит о бое соратника князя — богатыря Икмора с греческим «бессмертным» Анемасом. Икмор перебил множество греков, но личный телохранитель императора витязь Анемас бросился на него на боевом коне и мощным ударом меча отсек голову и руку славянского исполина. Так как русы не удалялись от города, византийцы для их окружения не могли использовать свое численное превосходство. Поэтому Цимисхий разделил свое войско на два отряда: одному отряду под командованием Патрикия Романа и Петра-столоначальника было приказано вступить в бой, а затем отступать, заманивая противника на открытую равнину, другой отряд под начальством Варды Склира должен был зайти с тыла и преградить врагу путь отступления в Доростол. Этот план удачно осуществился: византийцы стали отступать, а русы, увлеченные успехом, начали их преследовать и удалились от города. Тогда Варда зашел с тыла и атаковал обессилевшего противника. Начавшаяся в это время буря понесла тучи песка в глаза русов. Но русы храбро сражались, прорвали кольцо окружения и отступили в Доростол. Лев Диакон сообщает, что у русов в этом бою было 15 000 убитых; византийцы взяли 20 000 щитов и множество мечей, византийцы же имели якобы только 350 человек убитыми и «множество раненых». Несомненно, это искажение исторической правды. При таких незначительных потерях вряд ли бы император пошел на почетный для русов мир. На следующий день Святослав предложил Цимисхию начать переговоры. «Государь охотно принял предложение»,

Бой дружины Святослава с половцами на днепровских порогах. Худ. А. Клименко naukatehnika.com

59

ИСТОРИЯ и АРХЕОЛОГИЯ

что, однако, не могло иметь место, если бы победа в последнем бою была на стороне византийцев. Святослав обязался не воевать с Византией, а Цимисхий должен был беспрепятственно пропустить ладьи русов и выдать на дорогу по две меры хлеба каждому воину. Лев Диакон сообщает, что получивших хлеб было 22 000 человек. Эту цифру он называет для того, чтобы обосновать огромные потери русов (22 000 осталось из 60 000, бывших якобы в Доростоле к началу обороны). Однако когда рать русов двинулась к Понту (древнее греческое название Черного моря), коварные византийцы предупредили печенегов о том, что русы идут малой дружиной и с богатой добычей. Печенежский хан Куря организовал засаду на днепровских порогах. В жестоком бою пал Святослав и почти вся его дружина. В Киев вернулся только воевода Свенельд с небольшим отрядом. Для рати русов под командованием Святослава характерна активность, стремление действовать наступательно, что относится даже и к обороне Доростола. Четыре боя дали русы под стенами города, успешно провели две большие вылазки и множество частных вылазок. Главным содержанием тактики русов был бой, в котором Святослав видел единственное средство решения исхода борьбы. При наличии значительного численного превосходства противника Святослав давал оборонительный бой, имевший целью нанести поражение противнику, а не только отразить удары. Если враг одолевал, то русы отступали, закинув за спину щиты и отражая атаки преследующих. Оказавшись в окружении, они мечами прокладывали себе дорогу и выходили из него. Боевой порядок пехоты состоял из сплошного глубокого строя. Это плотное построение являлось источником стойкости русской пехоты и основным преимуществом ее перед противником. Воины, сомкнув свои щиты и выставив копья, создавали как бы подвижную «стену», отличавшуюся большой силой удара в атаке и стой-

Памятник Святославу в Киеве

костью в обороне. Сплошной, глубокий строй из нескольких тысяч человек требовал высокой выучки, и, без сомнения, воины рати русов проходили обучение перед походом. В историю военного искусства этот строй вошел под названием «стена Святослава».

«Стена Святослава»

60

naukatehnika.com

— № 12 НАУКА и ТЕХНИКА 2020 —

ШЕСТЬ МИНУТ:

ИННОВАЦИИ

НОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ БЫСТРОЙ ЗАРЯДКИ АККУМУЛЯТОРА

Л

идирующие позиции Tesla на мировом рынке электромобилей задает тренд популярности использования таких машин. В отличие от авто, в которых используется двигатель внутреннего сгорания, для питания электромобилей используются литийионные аккумуляторы, определяющие общие характеристики таких машин. Главный минус в использовании электрокаров — медленная зарядка аккумуляторов. Исследовательская группа POSTECH смогла преодолеть этот барьер, разработав уникальный материал для аккумуляторов электрокаров, который позволяет быстро заряжать батарею, обеспечивая ей долгий срок эксплуатации, электромобиль заряжается на 90 % всего за шесть минут. Возможность быстрой зарядки/разрядки электродных материалов является одним из основных свойств литийионных аккумуляторов. Хорошо известным подходом к улучшению кинетики электродных материалов является минимизация размера частиц до наномасштаба, особенно для материалов с разделением фаз, таких как LiFePO4 и Li4Ti5O12. Высокую мощность специалисты получили за счет значительного сокращения времени зарядки без уменьшения размера частиц. Для быстрой зарядки аккумуляторов ранее использовались методы, уменьшающие размеры частиц электродных материалов. Но в этом процессе есть основной недостаток, и он связан с уменьшением объемной плотности энергии батарей. Ученые доказали, что если промежуточная фаза перехода образуется во время зарядки и разрядки, — 2020 НАУКА и ТЕХНИКА № 12 —

то можно получить высокую мощность без потери высокой плотности и уменьшения размера частиц. Это приводит к долговечности литийионных аккумуляторов. Ученые разработали особый метод синтеза, который можно сформировать в промежуточной фазе. Она действует как структурный буфер, уменьшая изменения объема между двумя фазами в частице. Эта же промежуточная буферная фаза способна вырастить новую фазу внутри частицы, тем самым улучшая скорость введения и удаления лития в частице. Таким образом, образование промежуточной фазы может значительно увеличить скорость зарядки и разрядки элемента за счет создания однородной электрохимической реакции в электроде, из которого состоят многочисленные частицы. В итоге электроды аккумуляторов зарядились на 90 % всего за шесть минут.

Источник: Сверхбыстрая кинетика в материале электрода с разделением фаз за счет образования промежуточной фазы без уменьшения размера частиц / Минкён Ким, Михи Чжон, Вон-Суб Юн и Бёнгву Канг // Energy & Environmental Science. 2020. 17 сент.

DOI: 10.1039/D0EE02518F. naukatehnika.com

61

ИСТОРИЯ ЛЮБИМОГО РОМАНА

ИСТОРИЯ

Д'АРТАНЬЯНА и ТРЕХ МУШКЕТЕРОВ Эта статья — очередная попытка рассказать историю жизни и дружбы мушкетеров д'Артаньяна, Атоса, Портоса и Арамиса, столь полюбившихся любителям историко-приключенческих романов. Вернее, тех людей, что стали их прообразами.

Н

астоящие д’Артаньян, Атос, Портос и Арамис жили в одно и то же время, действительно были друзьями и принимали участие в некоторых довольно важных событиях в истории Франции середины ХVІІ в. Шарль де Бац, которого все любители творчества Александра Дюма знают под именем д’Артаньян, родился в начале ХVІІ в. в деревушке Люпиак в провинции Гасконь. Наиболее вероятной датой его рождения является 1613 г. Шарль был сыном Бертрана де Бац и Франсуазы де Монтескью. В середине XVI в. дед Бертрана — Арно Бац, который был простым торговцем, за небольшую мзду королевским чиновникам получил дворянство и приставку «де» к своей фамилии. Тогда же он приобрел у одной разорившейся дворянской семьи полуразрушенный замок под названием Кастельмор. У Шарля было три брата — Поль, Жан, Арно — и три сестры. Поль служил в мушкетерах, потом вышел в отставку, разбогател,

занялся обустройством собственного имения и прожил долгую жизнь

продолжительностью почти в 100 лет. Жан служил в королевской гвар-

Д'Артаньян, Атос и Портос. Илл. М. Лелуара

Автор — Александр Котлов 62

naukatehnika.com

— № 12 НАУКА и ТЕХНИКА 2020 —

ИСТОРИЯ ЛЮБИМОГО РОМАНА

дии; его следы рано затерялись, — очевидно, он погиб на какой-нибудь дуэли. Арно же стал аббатом, прожил довольно продолжительную и спокойную жизнь. Сестры Шарля еще в детстве были обручены с отпрысками из местных дворянских родов и впоследствии вышли за них замуж. В начале 1630-х гг. Бертран де Бац окончательно разорился и умер. Замок Кастельмор и шесть принадлежавших де Бацам сельских ферм, были проданы за долги. Шарль де Бац решил отправиться в Париж и прибыл туда до 1633 г., поскольку в одном документе той эпохи, в котором описывается смотр роты королевских гвардейцев в Париже в 1633 г., в числе его участников упоминается его имя. У Шарля не было ничего, кроме невзрачной лошаденки, рекомендательного письма к капитану королевских мушкетеров де Тревилю, шпаги, нескольких монет в кармане и гасконской удали и запальчивости. По дороге Шарль попал в неприятную историю в городке Сен-Дье, где его так разозлили колкие замечания одного незнакомого важного дворянина насчет его лошади, что он тут же вызвал его на дуэль. Наш герой был схвачен полицией и оказался в тюрьме, из которой через две недели вышел совсем нищим. Пропали и лошадь, и письмо, и оставшиеся деньги, только шпага была

при нем. До Парижа Шарль был вынужден добираться пешком. Вступив в Париж, он решил, что с этого времени он будет называться д’Артаньяном (мать Шарля имела семейные связи с этим родом). Так как рекомендательное письмо исчезло, Шарль не посмел явиться к капитану де Тревилю и отправился в кабачок на улице Фоссэсуар, который ему еще на родине подсказали

как место, где любили собираться королевские мушкетеры. Шарль надеялся завести там нужные знакомства, которые помогли бы ему в будущем. В кабачке Шарль познакомился с Исааком Порто (1617– 1712), королевским гвардейцем роты капитана Дез Эссарта. Порто дружил с королевскими мушкетерами Арманом де Силлег д’Атос д’Оттвилем (1615–1643) и Анри д’Арамицем (1615–1673), первый из которых приходился де Тревилю троюродным племянником, а второй — двоюродным братом. В тот же день Порто познакомил Шарля со своими друзьями. В роте гвардейцев кардинала служил некий Жилло, который имел роскошную, шитую золотом перевязь для шпаги. Многие подозревали, что эта перевязь шита золотом только спереди. Новые друзья д’Артаньяна решили подшутить над Жилло. Им нужен был свидетель того, что произойдет, — чтобы было кому подтвердить их слова. Этим свидетелем волею судеб стал Шарль де Бац. При встрече с Жилло Порто как бы невзначай сорвал с него плащ. Перевязь действительно оказалась только наполовину шитой золотом! Мушкетеры расхохотались. Но Жилло был сопровождаем несколькими друзьями-гвардейцами, которые и бросились ему на помощь. Завязалась стычка, одна из тех, на которые столь богато было

«…Д'Артаньян был в упоении. Он шагал между Атосом и Портосом, с любовью обнимая их…». Илл. М. Лелуара

— 2020 НАУКА и ТЕХНИКА № 12 —

naukatehnika.com

63

ИСТОРИЯ ЛЮБИМОГО РОМАНА

то время. Д’Артаньяну достался в противники один из известных парижских бретеров, некий Монсель. Но Шарль, который, невзирая на свою крайнюю молодость, виртуозно владел шпагой, довольно быстро «уложил» своего противника. В это время д’Атос, бившийся с неким Ла Пейри, тоже записным дуэлянтом, был ранен своим противником и истекал кровью. Д’Артаньян кинулся ему на помощь и спас его. Порто и д’Арамиц тоже одолели своих противников. Конечно же, все это стало началом крепкой дружбы между д’Артаньяном и его новыми знакомыми. И господин де Тревиль, узнав о том, как тот вел себя на дуэли, готов был его взять в свою роту, но… В то время во Франции все мало-мальски важные должности (как гражданские, так и военные) покупались. У д’Артаньяна же не было ни гроша в кармане. Но господин де Тревиль решил отблагодарить д’Артаньяна и похлопотал о его вступлении в роту королевских гвардейцев капитана Дез Эссарта, обещая, что со временем он сможет вступить в мушкетерскую роту. Во время своей службы в роте королевских гвардейцев, которая длилась больше 10 лет, д’Артаньян не сидел сложа руки. Шла Тридцатилетняя война. Он воевал с испанцами во Фландрии: участвовал в осаде городов Эр и Аррас. И вместе с Анри д’Арамицем в начале 1640-х гг. совершил довольно таин-

Памятник д'Артаньяну во Франции

ственную поездку в Англию, цели которой до конца остались неизвестны. Есть только предположение, что друзья ездили в Лондон по делам английской королевы Генриетты, которая приходилась родной теткой королю Франции Людовику ХІV. В родной Франции она нашла с детьми приют, когда в Англии началась гражданская война, в которой ее супруг — король Карл І Стюарт, как известно, лишился головы. Дружба же д’Артаньяна с д’Атосом, д’Арамицем и Порто была не столь продолжительна, как в романах Дюма. Исаак Порто, прослужив несколько лет в мушкетерской роте, в которую он перешел из гвардейцев, подал в отставку и вернулся домой. Там он занялся домашним хозяйством, в чем, по слухам, преуспел. Анри д’Арамиц во второй половине 1640-х гг. постригся в монахи. По прошествии некоторого времени был рукоположен в сан аббата. Жизнь он прожил тоже спокойную и отошел в мир иной в начале 1670-х гг. А Арман де Силлег д’Атос д’Оттвиль погиб в 1643 г., спасая своего друга д’Артаньяна. Наш гасконец только-только вернулся из своей таинственной поездки в Англию. Видно, результаты ее были таковы, что он вызвал большое неудовольствие у кого-то из сильных мира того. Когда в один из темных вечеров на одной из узких улочек Парижа на него напала банда наемных убийц, на его счастье, мимо проходил Атос с несколькими мушкеПервое издание романа А. Дюма «Три мушкетера» терами. Они бросились на помощь (Duma «Les trois mousquetaires») (1844) своему другу. В этой схватке Арман 64

naukatehnika.com

де Силлег д’Атос д’Оттвиль был смертельно ранен. Он вернул долг своему другу, заплатив своей смертью за его жизнь. Насчет же знаменитой истории с подвесками королевы, которые она подарила в 1626 г. влюбленному в нее фавориту английского короля герцогу Бэкингему и за которыми наши герои скакали в Англию, то, скорее всего, эта история «не имела места быть». Многие историки считают, что эту историю придумал Ларошфуко, принц Марсийяк, который был горазд на такие проделки. Д’Артаньян был принят в мушкетеры только в 1644 г. Во время службы в королевской гвардии он очень сдружился с неким Франсуа Бемо де Монлезеном. В эти годы во Франции произошли важные события. Король Людовик ХІІІ умер в 1643 г. Кардинал Ришелье, истинный правитель Франции в 1624– 1642 гг., немало сделавший для того, чтоб вывести ее в ряд ведущих европейских держав, умер в 1642 г. У власти оказался фаворит королевы Анны Австрийской — кардинал Джулио Мазарини. Это был ловкий итальянский авантюрист, сумевший не только заслужить высокую оценку, данную его способностям его предшественником — кардиналом Ришелье, но и занять место в сердце королевы, которого последний занять в свое время не сумел. Мазарини скоро заприметил двух способных молодых людей — д’Артаньяна и Бемо. В 1646 г. они стали специальными курьерами кардинала. Такое доверие к ним было тем более кстати, что в 1647 г. рота королев— № 12 НАУКА и ТЕХНИКА 2020 —

ИСТОРИЯ ЛЮБИМОГО РОМАНА

ских мушкетеров была распущена. Причиной стало то, что ее первый капитан господин де Тревиль принял сторону недругов его преосвященства, из-за чего был отправлен в отставку, а его любимая рота на какое-то время прекратила свое существование. Наступили французские «смутные времена» — Фронда. В 1648 г. в Париже стало настолько неспокойно, что королевская семья и Мазарини были вынуждены бежать оттуда в провинцию. Д’Артаньян лично, без особых помех, вывез короля, королеву и кардинала из Парижа, чем только укрепил признательность и доверие его преосвященства к себе. В 1651 г. д’Артаньян вместе с Мазарини отправляется в изгнание в Брюль, в Германию. Наш герой в эти сложные для его «патрона» годы продолжает выполнять специальные поручения кардинала. В 1653 г. Мазарини с триумфом вернулся в Париж. Фронда закончилась. За заслуги перед государством кардинал производит д’Артаньяна в чин лейтенанта королевской гвардии. Франсуа Бемо становится комендантом Бастилии, на коем посту пребывает несколько лет, после чего покидает Париж. В 1657 г. указом короля Людовика XІV рота «серых» мушкетеров (название пошло от масти лошадей) была восстановлена. Д’Артаньяна назначают на пост капитан-лейтенанта мушкетеров (пост капитана номинально занимал сам король). В 1659 г. Шарль де Бац Кастельмор наконец остепенился, вступив в брак с Шарлоттой де Шанлесси. Его избранница была еще не старой и весьма миловидной богатой вдовушкой, причем благороднейших кровей. Кардинал Мазарини почтил своим присутствием подписание брачного контракта своего верного сподвижника и помощника и его избранницы. От этого брака капитан королевских мушкетеров имел двух сыновей — Луи и Луи-Шарля. Однако этот брак оказался неудачным и недолговечным. В 1661 г. капитан д’Артаньян, по приказу его величества Людовика ХІV, 5 сентября 1661 г. в Нанте арестовал Николя Фуке, суперинтенданта финансов. Эта историческая личность прославилась своими непомерными финансовыми хищениями и махинациями. Из-за действий Фуке французская экономика оказалась в плачевном состоя— 2020 НАУКА и ТЕХНИКА № 12 —

нии и его преемнику, Жану-Батисту Кольберу, пришлось немало потрудиться, чтобы поправить финансовые дела французского королевства. Арестован Фуке д’Артаньяном был без лишнего шума. Суд вынес суровый приговор — смертная казнь. Король, нехотя, уступая уговорам некоторых влиятельных «царедворцев», заменил казнь пожизненной тюрьмой. Первым местом заключения Николя Фуке стала Пиньерольская крепость. И д’Артаньян, выполняя приказ короля, три года был его личным тюремщиком. Но назревала война с Голландией, и королю снова стал очень нужен такой храбрый воин и талантливый командир, как д’Артаньян. В середине 1660-х гг. наш бравый капитан становится графом. Он не получил грамоту на этот титул из рук короля за верную службу. Он решил сам произвести себя в графы — почти совсем как когда-то его прадед Арно Бац сам себя «перевел» в дворянское сословие. В ту эпоху многие «новые» дворяне так поступали, и многим из них это сходило с рук. Годы текли, а служба старого рубаки продолжалась… Д’Артаньян был верным слугой короля и когда в 1671 г. тот велел ему подавить крестьянское восстание в Виварэ (небольшая историческая область на северо-восточном краю Лангедока) без всякой жалости и снисхождения к восставшим, он в точности выполнил королевский приказ. В 1672 г. д’Артаньян милостью короля стал губернатором Лилля. В следующем же году закончился земной путь старого солдата. Началась война с Голландией. Французская армия осадила город Маастрихт, который

долго не могла взять. Шарль де Бац Кастельмор д’Артаньян к тому времени носил звание полевого маршала (что соответствовало званию бригадного генерала в эпоху наполеоновских войн или генерал-майора в наше время). Звание маршала Франции (высшее военное звание Франции тех времен, которое так желал иметь литературный и, без сомнения, также и настоящий д’Артаньян) позже было присвоено его племяннику Полю де Бацу, сыну его старшего брата Поля. Д’Артаньян окончил свою жизнь, как и жил — как настоящий солдат, рыцарь без страха и упрека. Он погиб в бою, когда в один из дней осады, после нескольких бесплодных штурмов, возглавил отчаянную атаку своих мушкетеров. Пуля поразила его бесстрашное сердце. И, как написал в заключительном романе своей знаменитой трилогии Александр Дюма-отец, «от четырех отважных людей, историю которых мы рассказали, остался лишь прах; души их призвал к себе Бог»…

naukatehnika.com

65

ПАМЯТИ АЛЕКСАНДРА ВИКТОРОВИЧА ДЕГТЯРЕВА

Отечественное и мировое космическое и научное сообщество постигла тяжелая утрата — 24 ноября ушел из жизни выдающийся конструктор, академик НАНУ, Генеральный директор — Генеральный конструктор Государственного предприятия «Конструкторское бюро «Южное» им. М. К. Янгеля» Александр Викторович ДЕГТЯРЕВ. Александр Викторович был прогрессивным руководителем, блестящим профессионалом, примером самоотверженного и честного служения Отчизне. Ответственность, целеустремленность и системность были характерными чертами и принципами его жизни. А. В. Дегтярев пользовался большим авторитетом у отечественных и зарубежных специалистов ракетно-космической техники, ученых, руководителей мировых космических агентств. Его хорошо знали в США, странах Европейского Союза, Китае, Индии, Японии, Республике Корея и в других странах мира. Благодаря его организаторскому опыту, активной позиции, настойчивости и воле к действию многие международные космические проекты при участии Украины стали реальностью. Он последовательный приверженец развития международной кооперации разработчиков ракетно-космической техники и укрепления плодотворных связей с международным

космическим сообществом. За время работы на посту Генерального директора – Генерального конструктора КБ «Южное» Александр Викторович Дегтярев делал все для сохранения и развития отечественных предприятий, все, чтобы украинский космос занимал достойное место среди ведущих космических стран мира. Сочетание личных и профессиональных качеств, жизненного опыта, компетентность и умение организовать командную работу были отличительными чертами А. В. Дегтярева. Наследие Александра Викторовича Дегтярева еще долгие годы будет служить основой будущего украинского космоса. Дело, которому Александр Викторович посвятил почти полвека, будет жить! А. В. Дегтярев начал работу в КБ «Южное» с 1975 г.: инженером, старшим инженером, ведущим инженером, начальником группы, начальником службы маркетинга и коммерческой деятельности, заместителем Генерального конструктора — Генерального директора по внешнеэкономической деятельности, первым заместителем Генерального конструктора — Генерального директора по системному проектированию и комплексному развитию предприятия. С 2010 г. — Генеральный директор — Генеральный конструктор Конструкторского бюро «Южное» им. М. К. Янгеля — главного предприятия одной из самых высокотехнологичных отраслей промышленности Украины. Он прошел школу проектирования, конструирования, отработки и эксплуатации ракетных комплексов стратегического и космического назначения. Внес значительный вклад в разработку и модернизацию боевых ракетных комплексов, в проекты по коммерческому использованию космических ракетных комплексов семейства «Зенит», «Днепр», создание ряда космических аппаратов и спутниковых систем, реализацию известных ракетно-космических про-

ектов в международной кооперации — «Морской старт», «Наземный старт», «Днепр», «Антарес», «Вега». При его личной инициативе украинские предприятия и научные организации были объединены в единую кооперацию, создана ассоциация высокотехнологических предприятий «Космос», налажены тесные контакты со многими мировыми компаниями космического профиля, космическими агентствами многих стран и организациями Европы, США, Китая, Египта, Японии, России, Республики Корея и других стран мира. Он автор около 200 научных публикаций, статей и ряда монографий, более чем 50 изобретений и патентов, положенных в основу технологии создания конкурентоспособных ракетно-космических комплексов. Александр Викторович уделял много внимания развитию отраслевой науки и укреплению научно-производственных связей КБ «Южное» с Национальной академией наук Украины, академическими институтами, ведущими высшими учебными заведениями Украины. Академик Национальной академии наук Украины, кандидат экономических наук, доктор технических наук, академик Международной академии астронавтики и Международной инженерной академии, вице-президент Международной астронавтической федерации, секретарь Украинского регионального отделения Международной академии астронавтики. Удостоен званий «Почетный работник космической отрасли Украины», «Заслуженный машиностроитель Украины», «Заслуженный деятель науки и техники Украины». Лауреат Государственной премии Украины, лауреат «Золотой медали В. Ф. Уткина» и премии Кабинета Министров Украины, премии НАН Украины им. академика М. К. Янгеля. Награжден орденами «За заслуги» III и II степеней. Выражаем искреннее соболезнование родным, коллегам и друзьям Александра Викторовича.

Художник А. Шепс

Истребитель Ньюпор-Деляж NiD-29C1, принадлежавший 7-й эскадрилье 33-го смешанного авиаполка авиации Французских оккупационных войск в Германии — аэродром Майнц, Рейнланд-Пфальц, 1929 г.

Истребитель Накадзима Ko.4 Авиационного корпуса (Коку Хомбу, Военно-воздушные силы Императорской армии Японии) — середина 1920-х гг.

Один из первых серийных истребителей Бритиш Ньюпор «Найтхаук» со звездообразным мотором АВС «Дрегонфлай», построенный фирмой-разработчиком в середине 1919 г. Военное министерство Великобритании приняло не менее 40 таких самолетов, но ни один не поступил в строевую часть

Гоночный самолет Бритиш Ньюпор «Найтхаук» L.C.1 «Звена скоростных полетов» Королевских ВВС Великобритании, на котором военный летчик-испытатель Дж. Джеймс взял III место на гонке «Воздушное дерби» вокруг Лондона 24 июля 1920 г. Он прошел дистанцию 130 км со средней скоростью 209,46 км/ч и получил приз 50 фунтов стерлингов

Журнал зарегистрирован Министерством юстиции Украины (Св-во КВ № 12091-962ПР от 13.12.2006) УЧРЕДИТЕЛЬ: Поляков А.В. ИЗДАТЕЛЬ: ЧПФ «Возрождение»

ТИРАЖ: 10 000 экз. ЦЕНА свободная. ДАТА выхода в свет — 10.12.2020 г.

ТЕЛЕФОНЫ: +38 067-131-95-84, +38 050-614-36-13, +38 095-380-87-79 (для авторов) ОÒÏÅЧÀÒÀÍÎ: ООО «ПАЛП МИЛЛ ПРИНТ», 02094, г. Киев, ул. Мурманская, 7. Тел. (044) 461-84-64

Летчик 101-й эскадрильи 1-го истребительного авиаполка Военной авиации Франции докладывает командиру о выполнении тренировочного полета на истребителе Ньюпор-Деляж NiD-29C1 — аэродром Азело, Мерт-и-Мозель, Лотарингия, вероятно, 1922-1923 г. Эта эскадрилья перевооружилась самолетами NiD-29 в числе первых. passionpourlaviation.fr

«Пресса России» — 80974 «Почта России» — П7034

«Укрпошта» — 95083

«Белпошта» — 80974 (Беларусь)