NkIThn112021 by poolelor

«КРИВОЕ» ОРУЖИЕ

«НЕПРЯМОЙ НАВОДКИ»

КРЕЙСЕРЫ

ДЛЯ СВЕРХДРЕДНОУТОВ

СЕКРЕТ УСПЕХА

НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ СИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОКАРОВ

НАШ ПЕРВЫЙ В МИРЕ

ПРОЛЕТАРСКИЙ ФЛОТ

Второй опытный истребитель ИЛ-400б конструкции Н. Н. Поликарпова на Государственных испытаниях на базе Научно-опытного аэродрома ВВС РККА — Москва, весна 1925 г.

Серийный истребитель Поликарпов И-1 (ИЛ-3). Самолет с заводским номером 2894 разбился при полете на штопор 23 июня 1927 г., летчик-испытатель НОА М. М. Громов спасся на парашюте. Из заказанных двух опытных и 30 серийных самолетов этого типа было достроено и облетано только четыре машины

Художник А. Шепс

Опытный истребитель И-2 (И-7) конструкции Д. П. Григоровича после всех доработок на заводских испытаниях на Комендантском аэродроме в Ленинграде — август 1926 г.

Истребитель Григорович И-2бис из 1-й Краснознаменной эскадрильи имени В. И. Ленина авиации Ленинградского военного округа — аэродром Троцк (с 1929 г. — Красногвардейск, ныне — Гатчина), лето 1928 г. В 1929 г. самолет был списан после незначительной аварии и передан Школе фабрично-заводского ученичества при ленинградском авиазаводе № 23

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи и массовых коммуникаций (Св-во ПИ № ФС77-57293 от 17.03.2014) УЧРЕДИТЕЛЬ — Кохан Б. В., ИЗДАТЕЛЬ — Сальников Ю. В.

ТИРАЖ: 10 000 экз. ЦЕНА свободная. ДАТА выхода в свет — 20.10.2021 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: Типография «Риммини», г. Нижний Новгород, ул. Краснозвездная, 7а

СОДЕРЖАНИЕ АСТРОНОМИЯ, АСТРОФИЗИКА и КОСМОНАВТИКА Владимир Манько, Сергей Гордиенко Элементарная история. Как образовались химические элементы и их соединения

ЭКОЛОГИЯ и ЭНЕРГЕТИКА

Леонид Кауфман Подземные структуры гидроаккумулирующих электростанций. Часть 1 11

26 4

АВИАЦИОННЫЙ КАТАЛОГ

Сергей Мороз Наш первый в мире пролетарский флот

КОРАБЕЛЬНЫЙ КАТАЛОГ

Юрий Каторин Крейсеры для сверхдредноутов

ВОЕННАЯ АВИАЦИЯ

Андрей Богданов «МиГи» против «Миражей». Часть 2

ДВИГАТЕЛЕСТРОЕНИЕ

Николай Макаренко Секрет успеха новых технологий синхронных двигателей электрокаров

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ТРАНСПОРТ Дмитрий Любченко Теплопаровозный тупик. Часть 3

ИНТЕРВЬЮ

Элеонора Бурдина Эксклюзивное интервью с лауреатом «Оскара» Евгением Мамутом. Часть 2

ИСТОРИЯ РАЗРАБОТКИ Юрий Чернихов Батискаф Огюста Пиккара

ОРУЖИЕ

Алексей Ардашев Из кривого ствола. «Кривое» оружие «непрямой наводки». Часть 1

ВОЕННАЯ АВИАЦИЯ

Константин Ришес Последний рейс «Скорпиона»

РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ Главный редактор: САЛЬНИКОВА Ирина Николаевна Зам. главного редактора: КЛАДОВ Игорь Иванович

МОРОЗ Сергей Георгиевич ШУМИЛИН Сергей Эдуардович

ЗУБАРЕВ Александр Николаевич. Председатель Всеукраинской

Верстка и дизайн: Хвостиченко Татьяна

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

ЧЕРНОГОР Леонид Феоктистович. Заслуженный деятель науки и 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»

Коммерческий отдел: Кладов Игорь, Искаримова Лариса Художник: Шепс Арон E-mail: market@naukatehnika.com E-mail для авторов: director@naukatehnika.com, nitmagred@gmail.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.

АСТРОНОМИЯ, АСТРОФИЗИКА и КОСМОНАВТИКА

ЭЛЕМЕНТАРНАЯ ИСТОРИЯ

Как образовались химические элементы и их соединения Одна из самых известных фраз Карла Сагана гласит, что все мы сделаны из звездной пыли. На самом деле это не художественное преувеличение — все элементы тяжелее лития во Вселенной образовались в результате различных процессов, так или иначе связанных с эволюцией звезд и их производных.

ОТ БОЛЬШОГО ВЗРЫВА ДО ТЕМНЫХ ВЕКОВ

…Вначале была кварк-глюонная плазма. Она быстро остывала по мере расширения Вселенной и состояла из субатомных частиц (как понятно из названия — глюонов и кварков). В какой-то момент эти частицы полу-

чили возможность объединяться в более стабильные тяжелые элементарные частицы — адроны. Они представляли собой как материю, так и антиматерию, и на определенном этапе почти полностью проаннигилировали между собой. «Почти» — потому что материи случайно ока-

залось примерно на одну миллионную долю процента больше. В этой крохотной доле мы сейчас и живем. Могло бы произойти наоборот, и тогда бы мы называли «материей» то, что сейчас считаем антиматерией. Через секунду после Большого взрыва почти все адроны распались, остались только самые стабильные: протоны (ядра атомов основного изотопа будущего водорода), нейтроны и более легкие электроны. Результатом этого процесса стало также появление так называемых реликтовых нейтрино. Их могучие потоки постоянно пронизывают нас, совершенно не взаимодействуя

Авторы — Владимир Манько, Сергей Гордиенко 4

naukatehnika.com

— № 11 НАУКА и ТЕХНИКА 2021 —

АСТРОНОМИЯ, АСТРОФИЗИКА и КОСМОНАВТИКА



Формирование первых звезд примерно через 100 млн лет после Большого взрыва протекало в условиях, сильно отличающихся от нынешних. Средняя плотность вещества во Вселенной тогда была существенно выше, и состояло оно почти исключительно из водорода и гелия. Их огромные облака сжимались под действием собственной гравитации, постепенно разогреваясь, пока температура и давление в их центрах не возросли настолько, что там начались термоядерные реакции с выделением энергии. Adolf Schaller for STScI

с «привычной» материей. Они имеют настолько низкую энергию, что современная техника не позволяет их зарегистрировать, а возможно, нам этого вообще никогда не удастся. А жаль — эти частицы несут важную информацию о первых мгновениях нашего мира. Около двух минут протоны и нейтроны существовали независимо, а потом температура Вселенной упала настолько, что энергия частиц стала меньше энергии ядерного взаимодействия, и они начали объединяться в атомные ядра. В основном это были ядра гелия — α-частицы, состоящие из двух протонов и двух нейтронов. В качестве незначительных примесей образовались дейтроны (протон+нейтрон), а также ядра изотопа лития с массовым числом 7 и короткоживущего бериллия-8. Через 20 минут после Большого взрыва температура упала настолько, что ядерный синтез стал невозможным. В него успели вступить почти все нейтроны (не успевшие позже распались) и всего четверть протонов — остальные три четверти остались «свободными». Средняя плотность Вселенной к тому времени снизилась до 4 г на кубометр, что примерно в 300 раз меньше плотности земного воздуха на уровне моря. Следующие 18 тыс. лет Вселенную заполняла непрозрачная для излучения плазма. Наконец ее температура снизилась настолько, что стала возможной рекомбинация — объединение электронов с атомными ядрами с формированием нейтральных атомов. Из протонов образовался водород, до сих пор составляющий около 75 % барионной материи, из дейтронов — дейтерий (тяжелый стабильный изотоп водорода), из ядер гелия-3 и α-частиц — гелий. Какое-то время значительная доля этого элемента оставалась в частично ионизированной форме (He+), и когда нашему миру было около 100 тыс. лет, этот ион начал взаимодействовать с атомарным водородом. Так поя— 2021 НАУКА и ТЕХНИКА № 11 —

10-32 сек. 10-6 сек. Окончание Формироинфляции вание протонов

100 сек. Синтез дейтерия, гелия и лития

100 млн лет Образование первых звезд

500 млн лет Самая ранняя из зарегистрированных галактик

4 млрд лет Пик звездообразования

Нуклеосинтез в первые минуты после Большого взрыва и ранние стадии эволюции Вселенной. Scientific American/Malcolm Godwin

Так могли выглядеть первые галактики менее чем через миллиард лет после Большого взрыва, когда Вселенная все еще была заполнена большим количеством «свободного» водорода, светящегося под действием ультрафиолетового излучения. Это свечение астрономы сейчас пытаются зарегистрировать с помощью Очень большого телескопа Европейской Южной обсерватории (VLT ESO). ESO/M. Kornmesser

вилась первая молекула, — точнее, молекулярный ион HeH+. «На отметке» 370 тыс. лет рекомбинация в основном завершилась (уточнить время ее окончания должны помочь новые космические телескопы), Вселенная стала прозрачной, и ее заполнило реликтовое излучение. Молекулы HeH+, сталкиваясь с атомами водорода, начали образовывать гелий и молекулярный водород, необходимый для дальнейшего формирования первых звезд. Но зажгутся они только спустя 250 млн лет. Все это время, начиная от момента, когда длина волны реликтового излучения за счет расшире-

ния пространства выросла настолько, что оно перешло в инфракрасный диапазон, в астрономии носит название «темных веков».

В НЕДРАХ ПЕРВЫХ ЗВЕЗД И вот в результате гравитационного сжатия газовых облаков одно за другим начали зажигаться первые светила. В подавляющем большинстве они не были похожи на нынешние звезды и представляли собой сверхмассивные гиганты с массами в сотни и даже тысячи солнечных. В их недрах интенсивно шли термоядерные реакnaukatehnika.com

АСТРОНОМИЯ, АСТРОФИЗИКА и КОСМОНАВТИКА

ции синтеза гелия из водорода и медленнее — более тяжелых элементов на основе гелия. Долгое время астрофизики не могли понять, каким образом это происходит. Дело в том, что изотоп бериллия с массовым числом 8, образующийся при слиянии двух α-частиц, весьма нестабилен: его ядра распадаются почти сразу после возникновения и не могут служить «базой» для дальнейшего синтеза. Решение этой проблемы предложил Фред Хойл (Fred Hoyle), допустивший, что при достаточной плотности вещества могут происходить столкновения сразу трех α-частиц, приводящие к образованию ядер углерода-12. Вскоре после того, как он озвучил эту догадку на семинаре в Калифорнийском технологическом институте, был проведен эксперимент, подтвердивший эту гипотезу. Рождение более тяжелых элементов можно упрощенно описать следующим образом: при попадании в ядро некоего химического элемента нейтрона или протона через цепочку ядерных реакций образуется элемент, занимающий в периодической таблице следующую клеточку (фтор из кислорода или сера из фосфора), при попадании α-частицы (ядро атома гелия) — элемент с атомным номером, на 2 большим (кислород из углерода и т. п.). К концу жизненного цикла массивной звезды материал в ней располагается слоями, напоминающими луковицу: в самом внешнем слое водород «перерабатывается» в гелий, в более глубоком происходит превращение гелия в углерод и кислород…

и так далее вплоть до железа. У этого элемента удельная энергия связи, приходящаяся на единицу массы ядра, максимальна. Дальнейшие реакции термоядерного синтеза на его основе уже не будут сопровождаться выделением энергии, а наоборот — требуют ее притока извне. Откуда же взялись более тяжелые ядра (медь, цинк, серебро, золото, свинец и множество других)? Пока в звездных недрах идут термоядерные реакции, выделяющие энергию, они разогревают окружающее вещество до сверхвысоких темпераВнутреннее строение сверхмассивной звезды тур и противостоят его сжатию незадолго до того, как начнется ее гравитационный силами гравитации. Со времеколлапс. Каждый химический элемент нем «сырье» для реакций синсконцентрирован в «своем» слое, железо находится теза исчерпывается, выделев центре. R. J. Hall ние тепла уменьшается, и начинается гравитационный коллапс (при ная энергия связей в которых меньше этом далеко не все вещество звезды сил электростатического отталкиуспевает превратиться в железо). Плот- вания между протонами, поэтому ность материи становится настолько они не имеют стабильных изотопов — высокой, что электроны уже не могут все они рано или поздно распадасуществовать на орбитах вокруг атомются1. Самым легким из этих элеменных ядер — они падают на них и реагируют с протонами с образованием 1 Два сравнительно легких элемента, не нейтронов. При этом в течение коротимеющие стабильных ядер (технеций и кого времени выделяется огромпрометий), оказались «жертвами» так называемого запрета Маттауха. Согласно ное количество энергии и множеему, если какой-то химический элемент ство высокоэнергетических нейтрино, имеет стабильный изотоп с определенкоторые уже можно зарегистрировать ным массовым числом, у всех других элесуществующими средствами. Это собы- ментов изотопы с такой же массой обязаны быть радиоактивными. В области тие мы наблюдаем как вспышку сверхатомных масс около 100 все стабильные новой. ядра оказались «распределены» между Гравитационный коллапс обеспемолибденом и рутением, в области 140– чивает достаточно энергии для син150 — между неодимом и самарием. Следы прометия и особенно технеция иногда теза даже таких атомных ядер, удельнаходят в спектрах молодых звезд.

Большой взрыв

Расщепление космическими лучами

Звезды малой массы

Взрывы массивных звезд

Взрывы белых карликов

Килоновые

Ядерный распад

Не встречаются в природных условиях

Периодическая таблица элементов по версии астронома Дженнифер Джонсон (Jennifer Johnson) показывает, откуда во Вселенной взялось то или иное атомное ядро. Если элемент образуется различными путями, соответствующая клеточка окрашена в два или три разных цвета. visualcapitalist.com

naukatehnika.com

— № 11 НАУКА и ТЕХНИКА 2021 —

АСТРОНОМИЯ, АСТРОФИЗИКА и КОСМОНАВТИКА

Звезда малой массы

Красный гигант

Планетарная туманность

Белый карлик

Сверхновая типа Iа

Основные этапы активного цикла звезды с массой меньше двух солнечных. На поздних стадиях эволюции, исчерпав водородное термоядерное горючее, она превращается в красного гиганта, который далее сбрасывает внешнюю оболочку, наблюдаемую как планетарная туманность, а его раскаленное ядро остается в виде белого карлика. Если он входил в состав двойной системы, на него начинает падать вещество его компаньона (также главным образом водород), и после накопления определенной массы происходит масштабный термоядерный взрыв — сверхновая типа Ia. Сброшенная оболочка, содержащая тяжелые химические элементы, постепенно рассеивается в пространстве. visualcapitalist.com Массивная звезда

Красный гигант

Взрыв Сверхновой

Нейтронная звезда

Звезды с массой свыше двух солнечных «сгорают» значительно быстрее и синтезируют более тяжелые элементы. Их ядро в результате гравитационного коллапса превращается в нейтронную звезду (пульсар) или черную дыру, попутно выделяя огромное количество энергии в ходе вспышки сверхновой. visualcapitalist.com

период полураспада порядка 900 лет. Это самый дорогой коммерчески доступный металл: его стоимость в пересчете на грамм превышает 10 млн долларов США. Получают его в ускорителях тяжелых ионов, облучая ими более стабильные «мишени». Взрыв сверхновой приводит к сбросу внешней оболочки звезды со всеми уже успевшими синтезироваться элементами. Она быстро расширяется и рассеивается, обогащая этими элементами Вселенную. Новые поколения звезд Отрицательные мюоны, содержащиеся и планет формируются уже с их учав космических лучах, сталкиваясь с ядрами кислорода, вызывают рождение космогенного стием. Некоторая часть тяжелых ядер, изотопа 10Be, подвергающегося β-распаду выброшенных при взрыве, приобрес образованием атомов бора тает огромную энергию и скорость. Так, согласно современным предтов является висмут (правда, период ставлениям, появляются космические полураспада его самого долгоживулучи, также играющие заметную роль щего изотопа 209Bi превышает 1019 лет, в химическом разнообразии нашего поэтому его считают условно стамира: сталкиваясь с другими атомбильным). Самым тяжелым теоретичеными ядрами, они вызывают их расски должен быть калифорний — его щепление на более легкие «осколки». изотоп с атомной массой 251 имеет Таким путем образовалась значи— 2021 НАУКА и ТЕХНИКА № 11 —

тельная часть «вселенского» лития, а также весь бериллий и бор. Наконец, еще одним источником тяжелых элементов на поздних этапах эволюции Вселенной становится самопроизвольное (спонтанное) деление радиоактивных ядер на примерно равные по массе фрагменты. Однако даже в наше время доля этого процесса относительно невелика.

«ДЕТИ» КИЛОНОВЫХ Понятно, что, чем тяжелее звезда, тем выше температура и давление в ее недрах, и тем быстрее там идет термоядерный синтез. Проблема заключается в том, что ядра светил, превышающих по массе Солнце в 20–25 раз, при коллапсе образуют черные дыры, и все вещество, «провалившееся» в них, оказывается навсегда потерянным для окружающего мира. А вот остатки взрывов более легких светил в своем сжатии останавливаются на стадии нейтронов. Они получили название нейтронных звезд. С точки зрения условий на поверхности Земли это совершенно невероятные объекты, имеющие размеры порядка 20 км и вращающиеся со скоростью до нескольких сотен оборотов в секунду. Их плотность сравнима с плотностью атомных ядер и составляет сотни миллионов тонн на кубический сантиметр. Гравитация их такова, что не позволяет покинуть их даже малейшей частице материи (но, в отличие от черных дыр, не задерживает излучения). К счастью для нас и для химического разнообразия Вселенной, звезды часто входят в состав двойных или кратных систем. Представим себе такую систему, в которой каждый из двух компонентов уже прошел свой активный жизненный цикл и превратился в нейтронную звезду. Они будут вращаться вокруг общего центра масс по орбите все меньшего радиуса, постепенно теряя кинетическую энергию на возмущение пространства-времени в виде гравитационных волн (в полном соответствии с Теорией относительности)… и однажды неизбежно столкнутся. Результатом такого столкновения станет образование более тяжелой нейтронной звезды или черной дыры, а также излучение большого количества энергии и выброс в космос тех самых тяжелых элементов. naukatehnika.com

АСТРОНОМИЯ, АСТРОФИЗИКА и КОСМОНАВТИКА

ЭПОХА МОЛЕКУЛ

Так в представлении художника выглядит столкновение нейтронных звезд — редкое событие, в ходе которого образуется значительная часть тяжелых элементов нашей Вселенной. University of Warwick/Mark Garlick

Возможный вид горячего расширяющегося пылевого облака, образовавшегося в результате столкновения нейтронных звезд. Такие облака «загрязняют» Вселенную тяжелыми химическими элементами. NASA's Goddard Space Flight Center/CI Lab

Для подобных событий астрономы придумали название «килоновая». Сравнительно недавно его впервые удалось пронаблюдать непосредственно, и помогли нам в этом построенные незадолго до этого детекторы гравитационных волн. 16 октября 2017 г. американская лазерная интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория LIGO и европейский детектор Virgo зарегистрировали возмущение пространства-времени, которое могло соответствовать только столкновению двух нейтронных звезд. Через пару секунд космический гамма-телескоп Fermi наблюдал короткую яркую вспышку гаммалучей примерно в той же области неба, откуда пришли «подозрительные» гравитационные волны. 8

naukatehnika.com

По совокупности полученных данных расстояние до их источника оценили в 140 млн световых лет. Килоновые были предсказаны достаточно давно. Предполагалось, что в среднестатистической галактике такие события происходят примерно раз в 100 тыс. лет (в тысячу раз реже «обычных» сверхновых), поэтому ученые не ожидали обнаружить их так скоро. Благодаря детекторам гравиволн астрономы получили достаточно полную картину слияния двух сверхплотных объектов. Теперь мы можем с уверенностью сказать, что килоновые вспыхивают заметно чаще, чем считалось ранее, и именно они стали источниками основной части химических элементов тяжелее железа, в том числе радиоактивных и драгоценных металлов.

Когда во Вселенной наконец-то возникло некоторое разнообразие химических элементов, их атомы уже могли объединяться между собой в молекулы. Они и начали это делать, как только газовые оболочки, сброшенные первыми сверхновыми, в достаточной степени остыли. Первыми молекулами стали соединения наиболее распространенных элементов — углерода и водорода (карбен, метан), водорода и кислорода (вода, гидроксильный радикал), углерода и кислорода (углекислый и угарный газы). Гелий как инертный газ в этих процессах уже не участвовал. Некоторые из этих частиц сами по себе весьма активны и реагируют между собой с образованием достаточно сложных молекул: например, из гидроксила и карбена через несложную цепочку превращений получается метиловый спирт, из гидроксила и угарного газа — муравьиная кислота, из угарного газа и водорода — муравьиный альдегид (формальдегид)… Уже сами названия этих веществ говорят о том, что они близки к тому, чтобы стать основой живой материи. Но на ранних этапах эволюции химические реакции могли идти только в ограниченных областях пространства, где оболочки, сброшенные сверхновыми, уже достаточно остыли, чтобы не происходило разрушения образовавшихся химических связей, и одновременно оставались достаточно плотными, чтобы высокая концентрация позволяла отдельным частицам «встречаться» с большой вероятностью. Ситуация существенно поменялась, когда Вселенная начала заполняться более тяжелыми элементами — кремнием, фосфором, серой, галогенами и металлами. Их соединения между собой, а также с кислородом и углеродом чаще всего представляют собой тугоплавкие кристаллы. Они возникают довольно легко даже при высоких температурах, а потом конденсируются в пылинки, существенно превосходящие по размерам молекулы. Более того: поверхность этих пылинок имеет свойство «собирать» молекулы летучих веществ, локально увеличивая их концентрацию и соответственно вероятность взаимодействия. А если в пылевой частице к тому же содержится радиоактивный изотоп (что в ранней Вселенной было обычным делом), она получает собственный «бесплатный» источник энергии. — № 11 НАУКА и ТЕХНИКА 2021 —

АСТРОНОМИЯ, АСТРОФИЗИКА и КОСМОНАВТИКА

Рабочая группа проекта GOTHAM, посвященного наблюдениям молекулярного облака TMC-1 в созвездии Тельца с помощью радиотелескопов обсерватории Грин Бэнк, сообщила о регистрации свыше десятка молекул полициклических ароматических углеводородов. Эти сложные молекулы, ранее не наблюдавшиеся в межзвездном пространстве, позволят ученым лучше понять механизмы возникновения жизни. Структуры молекул в нижнем ряду (слева направо): 1-цианонафталин, 1-цианоциклопентадиен, цианополиин, 2-цианонафталин, винилцианацетилен, 2-цианоциклопентадиен, бензонитрил, транс-(E)-циановинилацетилен, пропаргилцианид. M. WEISS / CENTER FOR ASTROPHYSICS | HARVARD & SMITHSONIAN

Тугоплавкие пылинки сыграли в эволюции нашего мира очень важную роль. Они выступили в качестве «центров конденсации», сделав возможным формирование звезд из не очень массивных газовых облаков. Так возникли светила солнечного типа, а также более легкие красные и коричневые карлики. Наше Солнце в конце своего жизненного пути пройдет стадию красного гиганта — огромной звезды, в недрах которой идет термоядерный синтез на основе гелия. Верхние слои ее атмосферы будут достаточно холодными, чтобы отдельные молекулы (главным образом оксиды металлов и кремния) появились уже там. Потом эти слои начнут расширяться и рассеются в пространстве, обогатив его «готовыми» химическими соединениями. Множество светил солнечного типа уже сделали это, о чем свидетельствует большое количество

наблюдаемых планетарных туманностей, представляющих собой сброшенные гибнущими звездами оболочки, и белых карликов — медленно остывающих звездных ядер. На каком этапе эволюции во Вселенной может возникнуть жизнь земного типа? Безусловно, для этого должно пройти немало времени, поскольку она все же протекает в водных растворах и в определенном диапазоне температур, т. е. не может существовать вне планет с атмосферой и гидросферой. К тому же земная жизнь базируется на органических молекулах — таких, в которых присутствует химическая связь углерода с водородом и между атомами углерода. Следовательно, должна реализоваться определенная последовательность реакций для возникнове-

ния углеродных цепочек, состоящих хотя бы из двух звеньев. Время необходимо также для «наработки» азота — ключевого элемента, входящего в состав аминокислот, нуклеиновых кислот и порфириновых циклов (важных составляющих таких соединений, как хлорофилл и гемоглобин). Можно с уверенностью утверждать, что в Солнечной системе, сформировавшейся примерно через 9 млрд лет после Большого взрыва, он уже присутствовал в достаточном количестве. А вот наличие фосфора таким критическим условием уже не является: 9 лет назад в ходе весьма оригинальных экспериментов удалось доказать, что в первых живых клетках его вполне мог заменить мышьяк. В последние полвека благодаря успехам радиоастрономии в межзвездной среде удалось найти множество «кирпичиков жизни» — аминокислот, спиртов, сахаров, ароматических соединений… Количество известных «космических» органических молекул уже приближается к двум сотням (без учета изомеров и изотопомеров). Среди них имеются и довольно сложные, имеющие в своем составе до 12 атомов. Наибольшее их разнообразие встречается в областях звездообразования наподобие Туманности Ориона. Несомненно, все они в итоге окажутся на планетах, которые возникнут вблизи новорожденных звезд, и активно включатся в процессы биосинтеза, как только хоть где-то для этого возникнут благоприятные условия. Успешный лабораторный добиологический синтез органических

Благодаря массиву радиотелескопов ALMA, построенному в пустыне Атакама, астрономы обнаружили соединения фосфора в области звездообразования AFGL 5142, наблюдаемой в созвездии Возничего (ее снимок служит фоном данной инфографики). Слева вверху показано радиоизображение туманности, кружком обведен регион, где зарегистрированы спектральные линии моноксида и нитрида фосфора (их молекулы показаны на врезке слева внизу). На присутствие фосфора указывают и данные, полученные спектрометром ROSINA, который работал на борту европейского зонда Rosetta, исследовавшего комету Чурюмова– Герасименко (67P/Churyumov–Gerasimenko). Снимок ее ядра показан справа внизу. Вероятнее всего, именно с такими кометными ядрами этот элемент попал на молодую Землю. ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Rivilla

et al.; ESO/L. Calçada; ESA/Rosetta/NAVCAM; Mario Weigand, www.SkyTrip.de

— 2021 НАУКА и ТЕХНИКА № 11 —

naukatehnika.com

АСТРОНОМИЯ, АСТРОФИЗИКА и КОСМОНАВТИКА

Ингредиенты «кометного супа» Водяной лед

Сухой лед

1 5

Оливин Силикатный энстатит

Марказит (сульфид железа)

Используя данные космического телескопа Spitzer и результаты бомбардировки ядра кометы Темпеля-1 (9P/Tempel) в ходе миссии Deep Impact, астрономы составили рецепт «кометного супа» — первичного вещества протопланетного облака Солнечной системы, практически в неизменном виде сохранившегося в кометных ядрах: 1 — смектитовая глина, 3 — шпинель, 2 — полициклические ароматические 4 — железо, углеводороды, 5 — карбонатный доломит

веществ из формамида (H2NCOH) под действием ионизирующих излучений в присутствии метеорных частиц в качестве катализаторов был проведен в 2015 г. российско-итальянской группой ученых в Объединенном институте ядерных исследований в городе Дубна. Выяснилось, что широко распространен-

ные в космосе молекулы формамида в присутствии мелко раздробленных метеоритов при облучении быстрыми протонами — аналогом солнечного ветра — становятся абиогенным источником разнообразных аминокислот и других важнейших биологических соединений. Аналогичные результаты получены при облучении ультрафиолетом пиримидина (C4H4N2), вмороженного в «грязный лед» с содержанием элементов, соответствующим наблюдаемому в межзвездной среде. Следовательно, «кирпичики жизни» возникают в протопланетных дисках еще на стадии слипания пылинок. Весьма вероятно, что на нашу планету были занесены сразу несколько вариантов будущей жизни, но в итоге во враждебной среде молодой Земли смогла «выжить» лишь одна первичная форма, — возможно, не самая удачная, но другой мы на данный момент просто не знаем: с белками в качестве «строительного В ходе исследований, финансируемых NASA, получены материала» и ДНК, состоящей доказательства того, что «строительные блоки» молекул из четырех азотистых основаДНК — носителей генетической информации — ний (аденин, гуанин, тимин, цитоприсутствуют в метеоритах, сформировавшихся зин), в которой записан «чертеж в космосе еще до появления больших планет строительства» каждого белка (их формулы представлены на рисунке; метеорит и живой клетки. показан условно). Это подтверждает гипотезу о том, что Что определило именно такой важнейшие составляющие земной жизни на самом набор генов, которым мы расподеле были синтезированы в условиях космоса, после лагаем? Скорее всего — спектр чего «занесены» на Землю при падениях комет и астероидов. NASA's Goddard Space Flight Center/Chris Smith и интенсивность излучения моло10

naukatehnika.com

дого Солнца (и в несколько меньшей мере — физические условия на ранней Земле), которые значительно отличались от нынешних. В ранние эпохи его активность была более высокой, чем сейчас, и менее упорядоченной. Затем установились циклы, однако их амплитуды оставались нерегулярными. Отношение светимости нашей звезды в мягком рентгеновском диапазоне (0,15–4 кэВ) к ее полной светимости долгое время оставалось очень высоким. Высокоэнергетическое излучение разрушало все сравнительно нестойкие молекулы, оставляя самые «живучие». Впрочем, некоторые ученые рассматривают и более экзотический вариант: первые живые клетки образовались на океаническом дне, возле жерла подводного вулкана или гейзера (сейчас их называют «черными курильщиками»). Они совершенно не зависели от солнечного света и использовали для жизнедеятельности энергию химических реакций вулканических выбросов с водой. Если это действительно так, то мы получаем огромный простор для поисков жизни в Солнечной системе в виде глобальных подледных океанов крупных спутников Сатурна и Юпитера. Именно на последние — Ганимед и Европу — нацелены несколько межпланетных миссий, которые NASA и ESA собираются организовать в ближайшем десятилетии.

***

Так выглядит химическая эволюция Вселенной согласно существующим представлениям. Возникновение более сложных молекул и живых организмов должно происходить уже в подходящих для этого условиях на планетах, имеющих жидкую среду (воду), необходимый молекулярный состав и температурный режим. Во всяком случае, именно так на Земле возникла первая живая клетка и все ее производные. Человек, обладающий сознанием и разумом, является продуктом длительной химической эволюции, в ходе которой жизни неоднократно приходилось приспосабливаться к экстремальным условиям, изменениям климата и последствиям катастрофических событий. Однако, несмотря на все трудности, жизнь продолжается. И мы надеемся, что это явление не ограничивается лишь пределами нашей планеты, а широко распространено во Вселенной. — № 11 НАУКА и ТЕХНИКА 2021 —

ЭКОЛОГИЯ

ЭНЕРГЕТИКА

Часть 1

ПОДЗЕМНЫЕ СТРУКТУРЫ ГИДРОАККУМУЛИРУЮЩИХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Современные гидроэлектростанции можно разделить на два основных типа: 33 традиционные (плотинные) станции, которые используют потенциальную энергию воды, запруженной (сдерживаемой) плотиной; вода из резервуара перед плотиной проходит через турбины, вырабатывая электроэнергию, а затем сбрасывается в русло реки; 33 гидроаккумулирующие станции, у которых близко к сбросу отработанной воды строится второй (нижний) резервуар. Во время низкого спроса на электричество вода из нижнего резервуара перекачивается турбонасосами в верхний. При пиковой потребности в электроэнергии вода из верхнего резервуара направляется на те же турбонасосы, которые в этом случае работают как генераторы. Обе эти технологии требуют применения подземных сооружений — туннелей и полостей (см. об этом статью автора в журнале «Наука и техника» № 1 2019 г.). Они особенно необходимы в технологических схемах гидроаккумулирующих станций. Такие станции отличаются от плотинных тем, что они, кроме выработки энергии, позволяют ее хранить. Эта возможность создается двумя резервуарами — верхним и нижним, входящими в состав станции. Во время пиковых потребностей в электроэнергии вода из верхнего резервуара пропускается по туннелям или стволам высокого давления, проходит через турбонасосы, работающие в генераторном режиме и попадает в нижний резервуар. Турбонасосы вырабатывают электроэнергию, направляемую потребителям. Таким образом, сохраняемая в верхнем резервуаре

потенциальная энергия воды при необходимости превращается в кинетическую, а затем в электрическую. Когда потребность в электроэнергии снижается, турбонасосы работают в нагнетательном режиме, и вода из нижнего резервуара возвращается в верхний. Такая перекачка воды требует большей энергии, чем вырабатывается при генераторном режиме. Тем не менее коэффициент полезного действия таких электростанций достигает 70–75 %. Схемы гидроаккумулирующих комплексов могут быть закрытыми, полуоткрытыми и открытыми. Закрытая схема состоит из двух резервуаров, ни один из которых не подключен к речной системе района. Оба резервуара могут быть искусственными или модифицированными существующими озерами. Наиболее распространен вариант, когда один резервуар является искусственным, а другой — модифицированным озером (рис. 1). Типичный пример такой станции — Турлаф-Хилл (Turlough Hill), Ирландия (рис. 2).

Рис. 1. Закрытая схема гидроаккумулирующего электрического комплекса (фото: store-project.eu):

upper reservoir ― верхний резервуар, water flows down when generating (peak demand) ― поток воды вниз при генерировании электроэнергии (пиковые потребности), water flows up when pumping (off peak) ― поток воды вверх при работе насосов (вне пиковых потребностей),

penstock ― напорный поток, underground power house with reversible pump-turbines and motor-generators ― подземный машинный зал с реверсируемыми турбонасосами, tailrace ― отвод воды, lower reservoir ― нижний резервуар

Автор — Леонид Кауфман — 2021 НАУКА и ТЕХНИКА № 11 —

naukatehnika.com

ЭКОЛОГИЯ

ЭНЕРГЕТИКА

Полуоткрытая схема состоит из одного искусственного резервуара, в качестве другого служит часть речной системы региона (рис. 3). Примером этого типа является Голдисталь (Goldisthal), Германия (рис. 4), где верхний резервуар является искусственным, а нижний — частью речной системы. Такая же схема с использованием морской воды применена в Окинаве (Okinawa), Япония, где

Рис. 2. Резервуары закрытого гидроаккумулирующего электрического комплекса Турлаф-Хилл, Ирландия (фото: store-project.eu)

Рис. 3. Полуоткрытая схема гидроаккумулирующего электрического комплекса

(фото: store-project.eu): lover reservoir (on river system) ― нижний (Остальные обозначения даны к рис. 1) резервуар (на речной системе).

Рис. 4. Резервуары полуоткрытого гидроаккумулирующего электрического комплекса Голдисталь, Германия (фото: store-project.eu)

naukatehnika.com

верхний резервуар является искусственным, а нижним служит океан (рис. 5–7). Самая распространенная схема гидроаккумулирующей станции — открытая. Она же называется схемой с обратной перекачкой (рис. 8). Построенная на единой речной системе, при достаточном потоке в реке она может работать, как обычная плотинная электростанция. Схемы обратной перекачки часто создаются путем расширения существующей станции с установкой дополнительных насосов. Примером гидроаккумулирующей электростанции с открытой схемой может быть Тиссаврос (Thissavroс), Греция (рис. 9). Машинный и трансформаторный залы гидроаккумулирующей электростанции могут быть построены в подземной полости или на поверхности возле нижнего резервуара. При подземном расположении электростанция расположена глубоко внутри горы с доступом для автотранспорта и персонала через туннель. Напорный и сбрасываемый потоки воды располагаются в туннелях. При наземном расположении здание сооружается в открытом котловане рядом с нижним резервуаром. Обычно это возможно сделать только там, где активный диапазон уровня воды в этом резервуаре колеблется в пределах нескольких метров. Отвод воды является составной частью машинного зала. Подача к машинному залу напорной воды может быть наземной, заглубленной или туннельной. Гидроаккумулирующая электростанция — технически «чистый» источник энергии, но получение ею большого количества энергии может иметь экологические последствия. Вот некоторые из из них: 33 cтроительство крупных гидроаккумулирующих электростанций в некоторых схемах предполагает блокирование, изменение направления или естественного русла речных систем; 33 создание плотин на реках часто снижает сток воды и наносов до опасного

Рис. 5. Верхний резервуар гидроаккумулирующего комплекса Окинава (фото: archive.org) — № 11 НАУКА и ТЕХНИКА 2021 —

ЭКОЛОГИЯ

уровня, что сказывается на популяциях диких животных, живущих ниже по течению. Такое уменьшение расхода воды, а вместе с ним — потока питательных веществ могут привести к потере среды обитания животных; 33 многие крупные гидроэнергетические объекты приводят к изменению окружающего ландшафта, особенно вокруг водохранилища, созданного плотиной на реке. Подобно тому, как сокращение

Рис. 6. План подземных сооружений комплекса Окинава (фото: ieahydro.org):

disposal yard ― место складирования породы от проходческих работ, access road ― дорога доступа к месту строительства, upper pond ― верхний резервуар, sheet lining ― контур обшивки дна, intake ― вход в напорный туннель,

penstock ― напорный туннель, underground powerhouse ― подземная станция, switchyard ― электроподстанция, access shaft ― ствол доступа, tailrace tunnel ― туннель сброса вод, outlet ― выход воды

Рис. 7. Разрез по подземным сооружениям комплекса Окинава (фото: ieahydro.org): El.(elevation) ― высота над уровнем моря.

(Остальные обозначения даны к рис. 6)

ЭНЕРГЕТИКА

потока воды вниз по течению может привести к потере среды обитания, создание водохранилищ для выработки электроэнергии может вызывать наводнения вверх по течению, которые разрушают среду обитания диких животных, живописные районы и основные сельскохозяйственные угодья. В некоторых случаях это наводнение может даже вынудить людей переселиться; 33 несколько недавних исследований показали, что водохранилища, создаваемые перекрытием рек, вносят значительную долю в образование парниковых газов. Это связано с тем, что органический материал, захваченный в резервуарах, например мертвые растения, разрушается и выделяет газы, такие как углекислый газ и метан. Вместе с тем существуют способы сделать гидроэнергетические системы более экологически чистыми, например, улучшив землепользование вокруг речных бассейнов выше плотин. Сдерживая эрозию, можно уменьшить загрязнение воздуха парниковыми газами из водохранилищ, поскольку в воде будет меньше разлагающихся органических материалов. Одна из проблем, возникающих при перекрытии естественного течения реки, — это блокирование важных путей миграции рыбы. Размножение многих видов рыб зависит от внутренних рек: при перекрытии течения реки дамбами рыба не может достичь своих нерестилищ. Со временем плотины на реках приводят к резкому сокращению популяций рыб, что имеет негативные последствия для здоровья речных экосистем и связанного с ними здоровья человека. Разработаны различные конструкции транспортировки рыбы через плотину, например, так называемые «лестницы» (рис. 10) или «лососевые пушки» (рис. 11), а также сооружения, предотвращающие попадание рыб в турбину. Более устойчивым долгосрочным решением для многих мест является тщательное планирование размещения плотин, которые позволяют не нарушать наиболее важные пути миграции. В некоторых случаях возвращение речного стока к его естественному состоянию и восстановление среды обитания рыб достигалось переносом действующих плотин.

2. ОСНОВНЫЕ РЕШЕНИЯ ПРОЕКТА ЛИНТАЛ (LINTHAL) 2015, ШВЕЙЦАРИЯ

Рис. 8. Открытая схема гидроаккумулирующей электростанции (фото: store-project.eu): conventional hydro ― традиционная гидравлика.

— 2021 НАУКА и ТЕХНИКА № 11 —

(Остальные обозначения даны к рис. 1)

В Швейцарии растет спрос на устойчивую выработку электроэнергии. В то же время замечено ускоренное отступление ледников и прогнозируется ухудшение режима осадков. Эти факторы требуют от Швейцарии экономии водных ресурсов и минимизации воздействия на окружающую природную среду. Одним из путей решения таких задач служит строительство гидроаккумулирующих электростанnaukatehnika.com

ЭКОЛОГИЯ

ЭНЕРГЕТИКА

Рис. 9. Резервуары открытого гидроаккумулирующего электрического комплекса в Тиссавросе, Греция (фото: store-project.eu)

Рис. 10. Отгрузка рыбы при переполнении бассейна сбора (фото: fisheries.noaa.gov): 1 ― миграция взрослой рыбы попадает в поток через лестницу, 2 ― рыбная лестница к пруду хранения, 3 ― переполнение пруда заставляет рыбу проходить в башню,

4 ― ворота дозируют переход рыбы и наполнение башни водой, 5 ― вода переносит рыбу вверх по башне и далее в грузовой танкер, 6 ― танкер транспортирует рыбу над плотиной к реке

Рис. 11. Схема работы «лососевой пушки» (фото: inews.co.uk):

1 ― когда рыба приближается к трубе, она в нее засасывается, 2 ― после прохода рыбы через задвижку воздух закачивается в трубу за рыбой, проталкивая ее в гибкий патрубок,

naukatehnika.com

3 ― разница давлений проталкивает рыбу в трубу и над плотиной; high pressure ― высокое давление, low pressure ― низкое давление, dam ― плотина

ций, поставляющих энергию в моменты пиковых нагрузок. В период 1957–1968 гг. в кантоне Гларус (Glarus) была построена система гидроаккумулирующих станций Kraftwerk Linth Limmern с установленной мощностью 340 МВт. Система расположена в горах, состоит из пяти резервуаров и четырех станций с крутыми перепадами по высоте. В 2009 г.на реке Лиммерн была построена плотина высотой 146 м и шириной 370 м, для которой был создан нижний резервуар — озеро Лиммерн, в качестве верхнего резервуара использовалось существующее озеро Мутт (Mutt). Тогда же в соседнем городке Терфед (Tierfehd) начала работать электростанция мощностью около 140 МВт, использующая озеро Лиммерн как верхний резервуар, а водосборный открытый бассейн Терфед — как нижний. С ее вводом общая мощность станций района увеличилась до 480 МВт. В 2010 г. проектом Линтал (Linthal) 2015 в Гланерских (Glaner) Альпах началось строительство комплекса гидроаккумулирующей станции мощностью 1000 МВт (4 х 250), расположенной на высоте от 1600 до 2400 м над уровнем моря примерно в 90 км к юго-востоку от Цюриха. Комплекс начал работать в 2016– 2017 гг. Эта станция, работая в турбинном режиме, принимает в озеро Лиммерн, как нижний резервуар, воду из верхнего резервуара — озера Мутт. В насосном режиме станция перекачивает воду из озера Лиммерн обратно в озеро Мутт, которое расположено выше на 700 м (рис. 12). Проектом «Линтал 2015» предусматривается сооружение гидроаккумулирующего комплекса, включающего (рис. 13, 14): 1. Расширение водного хозяйства. Самый высокий резервуар в комплексе — озеро Мутт расположено на отметке 2474 м над уровнем моря. Его начальная емкость составляла 9 млн м3 и, согласно проекту «Линтал 2015», была увеличена до 25 млн м3. С этой целью на озере Мутт была построена плотина длиной 1 км. Она позволила поднять уровень воды в озере на 30 м. Нижним резервуаром комплекса служит озеро Лиммерн. Его отметка — 1857 м выше уровня моря, емкость — 110 тыс. м3. В комплекс входят также другие горные озера, служащие природными резервуарами, из которых резервуар Терфед, расположенный на высоте 811 м, был построен в 1964 г. емкостью 210 тыс. м3. По проекту «Линтал 2015» он был расширен до 560 тыс. м3. Резервуар Линтал, расположенный на отметке 646 м, имеет емкость 210 тыс. м3. Он служит последним в нисходящем водопотоке и сливает воду в реку Линт (Linth). При сложной топографии горного района озеро Лиммерн служит одновременно нижним резервуаром для одной из станций гидроаккумулирующего комплекса (работая по закрытой гидравлической схеме) и верхним для дру— № 11 НАУКА и ТЕХНИКА 2021 —

Рис. 12. Расположение основных подземных сооружений гидроаккумулирующего комплекса между резервуарами: верхним ― озером Мутт и нижним ― озером Лиммерн (синие линии ― гидравлические туннели, красные ― машинные залы и туннель доступа) (фото: raonline.ch)

Рис. 13. Схема подземных выработок проекта «Линтал 2015» (фото: ieahydro.org):

1 ― главный туннель доступа, 2 ― туннель от подвесной канатной дороги к главным полостям, 3 ― туннель от нижней кананатной дороги к верхней, 4 ― верхний туннель доступа, 5 ― подводящий напорный туннель длиной 540 м,

6 ― вертикальная уравнительная камера, 7 ― наклонные туннели подачи напорной воды длиной по 1054 м, 8 ― отводящие туннели длиной по 405 м, 9 ― воздушная канатная пассажирская дорога длиной 1892 м; main machine caverns ― главные машинные полости

Рис. 14. Макет соединения наклонных напорных туннелей с основными полостями (фото: youtube.com)

— 2021 НАУКА и ТЕХНИКА № 11 —

ЭНЕРГЕТИКА

гих, расположенных ниже (и работая таким образом, по полуоткрытой схеме). 2. Строительство подземной гидравлической системы на площади с длиной 2 км и перепадом высот 700 м, в которую входят: подводящий напорный туннель длиной 540 м, диаметром 8,0 м, уравнительная камера (вертикальный ствол) глубиной 127 м, диаметром 10,5 м, камера задвижек длиной 66,2 м, шириной 22,9 м, высотой 21 м, два наклонных напорных туннеля длиной по 1054 м, диаметром в проходке 5,2 м (в свету 4,0 м) с уклоном 85 % (400), полостей машинного зала для четырех турбонасосов мощностью по 250 МВт и трансформаторного зала, два отводящих туннеля длиной по 405 м с размерами сечения в проходке 6,7 х 6,7 м (в свету 6,0 м). Размеры машинного зала станции: длина 149,6 м, ширина 27,5 м, высота 50,0 м; трансформаторного зала: 131,0 х х 21,1 х 31,0 м. Покрывающая эти главные полости толща пород превышает 500 м. 3. Проектом предусмотрено также бурение туннельной машиной основного туннеля длиной 3800 м под углом 24 % (13,50) диаметром 8,3 м для постоянного доступа от Терфеда к полостям электростанции. Туннель оборудован наземной канатной дорогой грузоподъемностью 215 т для доставки к месту установки оборудования электростанции (турбин, генераторов, трансформаторов) и обслуживающего персонала. 4. Доступ к местам строительства по двум канатным дорогам грузоподъемностью 25 т, одной — от Терфеда к Калктриттли (Kalktrittli) (1860 м над уровнем моря), другой — от Охсенстефели (Ochsenstafeli) (1880 м над уровнем моря) к озеру Мутт. Построены также другие туннели доступа и подвесные канатные дороги. Общий объем экскавационных работ составил 500 000 м3. Построенный подземный комплекс расположен в массиве известняка Квинтнер и характеризуется двумя главными нарушенными зонами, зонами сдвигов и вторичных разрывов. Массив содержит развитую систему карстовых пещерных зон длиной до 3,5 км, заполненных подземными водами и осадочными отложениями, существенно затрудняющими горные работы. При строительстве туннелей и полостей такие особенности старались обнаружить заранее, для чего применялись сейсмические методы в сочетании с разведочным бурением опережающих скважин. Некоторые из подземных объектов отличались наиболее сложными геологическими условиями и требовали применения инновационных решений при выполнении горнопроходческих работ. К таким объектам относятся наклонные напорные туннели, основной наклонный туннель доступа, главные полости машинного и трансформаторного залов. Далее они рассмотрены более подробно. naukatehnika.com

Продолжение следует

ЭКОЛОГИЯ

АВИАЦИОННЫЙ КАТАЛОГ

Первый отечественный серийный истребитель И-2 конструкции Д. П. Григоровича отличался хорошей обтекаемостью и прогрессивной системой охлаждения, но и имел и крупные недостатки. airwar.ru

Вопрос перевода Рабоче-крестьянского Красного военно-воздушного флота на материальную часть отечественной разработки назрел еще с самого его рождения в горниле гражданской войны. Но и когда бои кончились и с бывшими интервентами были установлены такие отношения, которые сделали возможным покупать у них что угодно, вплоть до военной техники, необходимость иметь все свое отнюдь не отпала. Но начинать разработку собственных ее образцов пришлось в сложнейших условиях. Страна лежала в руинах, новая власть только лишь налаживала свою систему хозяйствования, но чтобы победить нищету и хотя бы как-то наполнить пустую казну, вынуждена была сделать шаг назад от своих революционных устремлений. Для насыщения рынка товарами народного потребления в Союзе Советских Социалистических Республик была объявлена «новая экономическая политика». Разрешили частное предпринимательство с наймом рабочей силы: казалось, капитализм возвращается. И хотя государственных заводов это не касалось, многие их руководители восприняли НЭП как сигнал к тому, что все вот-вот вернется на круги своя, и они из наемных работников государства превратятся в полновластных владельцев своих предприятий. Перспективы открывались сияющие, но, как ни странно, плодотворной работе вверенных им заводов это не способствовало…

Автор — Сергей Мороз 16

naukatehnika.com

— № 11 НАУКА и ТЕХНИКА 2021 —

АВИАЦИОННЫЙ КАТАЛОГ

АВАРИЯ — ЕЩЕ НЕ КАТАСТРОФА Оправившись после аварии первого опытного истребителя с мотором «Либерти» ИЛ400а, заведующий конструкторским бюро Главного правления объединенных авиапромышленных заводов при Всесоюзном совете народного хозяйства (Главкоавиа ВСНХ) Николай Николаевич Поликарпов 8 ноября 1923 г. по личной инициативе возобновил работы по самолету. Выбранная схема свободнонесущего моноплана при всей своей прогрессивности в то время совершенно не обещала успеха, и многие руководители промышленности и ВВС считали, что будущее истребительной авиации, по крайней мере ближайшее, за бипланами. Такой конкурирующий проект И-1 разработал Дмитрий Павлович Григорович, а затем сделал И-2 тоже как биплан. Но Поликарпов не только не отступил от задуманного, но и решил шире использовать дюраль, вернее его отечественный аналог кольчугалюминий. По опыту изучения немецких самолетов Юнкерс D I и CL I были разработаны крыло и оперение с металлическими нервюрами и гофрированной обшивкой, но пока с деревянными лонжеронами, а элероны и все оперение теперь было полностью из дюраля. Еще до революции завод ДУКС, на территории которого на Ходынке в Москве теперь находился Государственный авиазавод № 1 (ГАЗ-1), купил за границей оборудование для литья алюминия и проката гладких и гофрированных листов. Но сразу наладить его не смогли и пустили в ход только в начале 1920-х гг. под руководством инженера Ю. Г. Музалевского. Он освоил работу с дюралем по французской рецептуре, а затем и с отечественным кольчугалюминием. За основу конструкции улучшенного истребителя взяли проект штурмовика ИЛ-400б, но буква «б» означала уже не «боевик», а «2-й самолет». Первоначально предполагалось просто снять бронирование, но этим не обошлись. Опасаясь затенения оперения, относительную толщину крыла уменьшили с 20 до 16 % у корня и с 15 до 10 % по законцовкам, ослабив скос и турбулизацию потока за ним. Обводы самолета улучшили, но в задних кромках несущих поверхностей по бортам нового фюзеляжа пришлось сделать вырезы, чтобы пилот видел землю перед посадкой. Мотор был тот же американский Либерти L-12 мощностью 450 л. с. на взлете и 400 на номинале у земли, но капот обжали, передвинув новый сотовый радиатор под него так, что он частично убирался внутрь для регулировки температуры. Авиаотдел Главного управления военной промышленности (ГУВП) 8 декабря 1923 г. утвердил работу, и к ней подключили девять человек под руководством Поликарпова и помощника директора ГАЗ-1 по техчасти Косткина. Постройку машины курировал А. Н. Седельников — бывший инженер завода Щетинина, человек опытный и талантливый, — 2021 НАУКА и ТЕХНИКА № 11 —

но намерившийся эмигрировать, потому работавший спустя рукава, не скрывая, что он просто ждет момента, чтобы уволиться и уехать. Научно-технический комитет Управления ВВС 27 марта 1924 г. проект одобрил, а 25 апреля начали сборку. На испытания Поликарпов снова пригласил К. К. Арцеулова, который потерпел тяжелую аварию на первом ИЛ-400а. Для спокойствия ему показали продувку модели с разными центровками — в проекте значилась цифра 30 %, с которой все было хорошо. По сравнению с ИЛ-400а взлетный вес увеличился на 140 кг, или на 15,4 %, взлетный — на 100 кг, и заданную центровку выдержать не удалось. Тем не менее 18 июля 1924 г., почти через месяц после окончания сборки, на Центральном аэродроме Москвы Арцеулов на ИЛ-400б сделал первый полет. Когда 1 октября 1924 г. Поликарпов вновь стал заведующим КБ ГАЗ-1, дело должно было пойти быстрее, но четко организовать работу по этому проекту, который сам он считал главным, новоиспеченный главный конструктор ГАЗ-1 не смог. Не было порядка и в бухгалтерии, и на завод прибыла комиссия. Она установила, что на все работы по ИЛ-400 уже израсходовано 67 242 р. 45 коп., что было очень много и не слишком убедительно объяснялось оплатой сверхурочных. Пытаясь исправить положение, Поликарпов повел линию на укрепление единоначалия и дисциплины, а также на выполнение заданий и прекращение инициативных работ — его ИЛ-400 в план снова попал, а чужие были неинтересны. Он завлекал начальство успехами, доложив, что 12 октября 1924 г. его ИЛ-400б разогнался до 280 км/ч. Но было это при работе мотора на взлетном режиме 1800 об./мин, что по инструкции запрещалось, и в качестве максимальной записали скорость 265 км/ч на номинале при 1400 об./мин, а на полетном форсаже 1 550 об./мин, тоже не узаконенном, — только 272 км/ч. Устойчивость и управляемость заявили как нормальные, газ регулировался надежно и легко, но программу заводских испытаний так и не «закрыли». Тем не менее 15 октября 1924 г. самолет перекатили на Научно-опытный аэродром ВВС (НОА) там же на Ходынском поле для проведения Государственных испытаний. Через два дня машину приняли, но из-за непогоды первые полеты сделали только 3 декабря, сразу выявив ряд дефектов. Хотя испытания постоянно прерывались неисправностями и поломками, 9 февраля 1925 г. самолет показали временно исполняющему дела начальника ВВС РККА П. И. Баранову, а 12-го он наблюдал машину в воздухе уже с вооружением — двумя трофейными «Виккерсами» перед кабиной, и настоял на запуске серии до окончания испытаний. В целом ИЛ-400б и конкурирующий тип И-2 были оценены положительно и Президиум Коллегии ГУВП 21 мая 1923 г. постановил их конструкторов премировать. Поликарпов и Косткин от авторства ИЛ-400 отказались в пользу коллектива ГАЗ-1 и в итоге получили 25 сентября 1925 г. по тысяче, еще 2 000 рублей поделили между другими сотруд-

Авария 2-го опытного истребителя ИЛ-400б при облете строевым летчиком А. Д. Ширинкиным 20 мая 1925 г. из-за разрушения шины или спиц колеса шасси на посадке. legendary-aircraft.blogspot.ru naukatehnika.com

АВИАЦИОННЫЙ КАТАЛОГ

никами КБ. Григорович авторство биплана И-2 признал и взял все 4 тысячи премии сам. Заказ на 32 серийных ИЛ-400бис был окончательно оформлен 6 мая 1925 г. — первые два были опытными, остальные подлежали передаче в войска.

ГЛАДКО БЫЛО НА БУМАГЕ… Но пока многократно менявшаяся система охлаждения все еще нормально не работала. Хотя устойчивость и управляемость заводскими летчиками были признаны приемлемыми, центровка вместо обещанных 30 % была 41,33 %. Испытатели НОА подошли к оценке ИЛ-400б с позиций строевых пилотов, и оказалось, что если вести машину так, как учат в летной школе, то ни правильных переворотов через крыло, ни иммельманов, ни восьмерок, ни даже простых виражей и бочек не выходит! Что же это получается — на истребители Поликарпова надо открывать особый курс подготовки? Не ладилось и с металлом. Его производство в технологическую цепочку ГАЗ-1 вписывалось плохо, мешая остальному, а специально оборудованных помещений не было. Медников на заводе было всего несколько человек, и они были заняты на выпуске разведчиков Р-1. Да и конструкторы, включая Поликарпова, проектировать самолеты из дюраля пока не умели, не было отечественной научной базы, знания собирались по крохам из случайно полученной заграничной литературы. Трудности с металлом испытывали и на других предприятиях, и 3 февраля 1925 г. на коллегии Главного экономического управле-

Истребитель И-1 конструкции Н. Н. Поликарпова, построенный по серийному заказу, но оставшийся опытной машиной. 3.bp.blogspot.com

Спроектированный Поликарповым истребитель-моноплан ИЛ-400 (на снимке «серийный» И-1) был машиной прогрессивной, но это не избавляло ее от крупных недостатков. legendary-aircraft.blogspot.ru

naukatehnika.com

ния ВСНХ решили сосредоточить всю разработку цельнометаллических самолетов в Центральном аэрогидродинамическом институте в КБ Туполева. Там собирались вести и опытное производство, но для того, чтобы научиться работать с дюралем, на старой площадке завода «Руссо-Балт» в Филях открыли концессию немецкой фирмы «Юнкерс», которая должна была передать свой опыт советским специалистам. Выплавку и прокат кольчугалюминия вести на авиазаводах было крайне неудобно, и они должны были передать свое металлургическое оборудование предприятиям Госпромцветмета, который становился единственным ведомством, ответственным за поставки кольчугалюминия и полуфабрикатов из него. Это не обязывало Поликарпова менять конструкцию ИЛ-400, но он снова решился на это, когда самолет опять попал в неприятность. На посадке после облета машины 20 мая 1925 г. одним из опытнейших пилотов ВВС РККА асом гражданской войны Ширинкиным то ли лопнула шина правого колеса шасси, то ли сломались спицы, он скапотировал и был сильно поврежден. Тем не менее заказ остался в силе, и чтобы его не «провалить», Поликарпов оставил металлическим только руль направления, сделав упрощенное деревянное крыло с таким же профилем, но без выреза, и фанерной обшивкой с реечными стрингерами. Кабину сместили на 300 мм вперед, так что и центровка чуть выровнялась, и пилоту землю видно стало лучше. Горизонтальное оперение стало деревянным, обшитым полотном. Хотя это был уже 5-й вариант проекта истребителя с мотором «Либерти», но назвали его ИЛ-3 или ИЛ-400в как третью строящуюся машину. Первый ИЛ-3 с № 2888 был готов в 1-й декаде декабря 1925 г., но при гонке мотора сорвался с привязи и протаранил забор. Взвешивание после ремонта дало центровку слишком заднюю — 38,83 %, тем не менее в конце февраля 1926 г. начальник военприемки ГАЗ-1

Крыло цельнодеревянной конструкции для «серийного» истребителя И-1 (ИЛ-3), разработанное Поликарповым после решения об отказе от металлургического производства на ГАЗ-1. авиару.рф — № 11 НАУКА и ТЕХНИКА 2021 —

АВИАЦИОННЫЙ КАТАЛОГ

В. Н. Филиппов сделал на нем первый полет. Самолет ему очень понравился, но суждение это оказалось субъективным и необоснованным. При приемке машины на Государственные испытания работники НОА выявили опасные дефекты — ремонт после поломки сделали некачественно, ГАЗ-1 положение не исправил и дальнейшие полеты сорвал. Второй ИЛ-3 № 2889 сдали НОА 4 июня 1926 г., но к тому времени вышли новые нормы прочности ЦАГИ, самолет им не соответствовал, поэтому полеты запретили. Вместо доработки машины Поликарпов погряз в спорах с «наукой» по поводу распределения нагрузок по крылу, в которых неправы были обе стороны. Длины хорд в этом надо было учитывать, но не так, как требовал Поликарпов, который взял распределение сил и моментов из какогото американского журнала, и вызывало оно большие сомнения... Точных методик в СССР пока не было. Решили проверить все экспериментом на самолете № 2890 — крыло нагружения по методике ЦАГИ не выдержало. Но в конце декабря 1926 г. летчик А. И. Жуков все же поднял серийный самолет в воздух. К тому времени машину официально назвали И-1 — она открывала новый упорядоченный список обозначений советских самолетов-истребителей. Но снова к единому мнению о летных качествах не пришли. Заводские пилоты были в восторге, утверждая, что летали на скоростях 270 км/ч и разворачивались в вираже за 7 … 11 секунд, военные советовали им научиться правильно мерить летные данные — действительное значение последнего показателя было чуть не втрое больше, и жаловались на то, что самолет плохо управляется. А 30 марта 1927 г., выполняя высший пилотаж, летчик Шарапов сорвался в плоский штопор, из которого не смог выйти, потерял высоту и столкнулся со склоном холма, оставшись жив лишь чудом. При расследовании были высказаны предположения о слишком задней центровке и недостаточной эффективности оперения, но Поликарпов с этим не согласился, снова намекая на ошибки летчика.

ДОЛГИЙ ПУТЬ «НЕ ТУДА» Следующим на испытания был выставлен уже серийный И-1 № 2894 с мотором М-5 — отечественной копией американского «Либерти». Авиатрест 27 марта 1928 г. ходатайствовал о проведении на нем специальных испытаний на устойчивость. Его сдали 15 июня 1927 г. с полетным весом с вооружением 1 500 кг и центровкой 37,3 %, и результат не заставил себя долго ждать — 23 июня 1927 г. машина разбилась. Летчик-испытатель М. М. Громов вошел в штопор на высоте 2 200 м, к выводу приступил на 3-м витке, но самолет на рули не реагировал и на 22-м витке на высоте всего 120 м пилот покинул самолет. Если бы не наде— 2021 НАУКА и ТЕХНИКА № 11 —

Оставшиеся незаконченными серийные истребители И-1 Поликарпова после прекращения работ по этой машине раздали по аэроклубам и военным частям в качестве нелетных учебных пособий. legendary-aircraft.blogspot.fr

тый по настоянию начальника НОА Горшкова только что полученный парашют, Громов бы погиб. На заводе № 1 оставалось 12 самолетов И-1 в разной степени готовности, и Поликарпов требовал проведения новых штопорных испытаний. Но теперь на чудо-моноплане никто не брался летать, и как удалось уговорить летчика завода № 25 Екатова, одному богу известно. Чтобы перестраховаться, на самолет установили металлический воздушный винт, весивший на 10 кг больше деревянного, а под моторамой закрепили свинцовые чушки весом 90 кг, и с ними самолет преобразился, а когда груз в носу довели до 130 кг, а центровку до 32 %, поведение машины вообще стало образцовым. Так стоило ли Поликарпову спорить по поводу центровки вот уже пять лет с 1923 г.?! В 1928–1929 гг. на этой машине сделали много удачных полетов, но путь И-1 в серию был закрыт хотя бы потому, что другого способа нормализации центровки, кроме грузов в носу, не было, а лишние 6 % веса «убивали» и без того недостаточный запас прочности, не говоря уже о летных данных. Итак, за шесть лет на полеты вывели всего шесть самолетов ИЛ-400, из них разбились четыре, еще один потерпел «легкую» аварию, после которой уже не летал. Из заложенных 30 серийных И-1 (еще три машины, включая ИЛ-400а, числились опытными) закончили только три, к 1929 г. в живых оставалась одна, еще 11 стояли на заводе неукомплектованными. Их решили раздать по аэроклубам как нелетные учебные пособия, а одну затребовал 39-й завод для наземной отработки убирающегося шасси истребителя ЭИ конструкции Бартини, но этот проект закрыли. Так закончилась первая попытка Поликарпова сделать истребитель, однако к тому времени у него возникли гораздо более серьезные проблемы личного плана, о которых мы расскажем после. Но что же остро нуждающийся в своих самолетах Рабоче-крестьянский Красный воздушный флот? Он все же получил первые истребители отечественной конструкции — в 1928 г. начались поставки бипланов И-3 Поликарпова, но их обогнали серийные самолеты разработки Д. П. Григоровича.

И СНОВА НЕУДАЧА Когда в марте 1923 г. первый проект истребителя ИЛ-400 Поликарпова был почти готов, технический директор ГАЗ-1 Григорович дал указание подчиненным спроектировать истребитель-биплан под тот же мотор Либерти L-12. За ночь он с В. В. Калининым начертили общий вид самоnaukatehnika.com

АВИАЦИОННЫЙ КАТАЛОГ

лета, а на следующий день В. Л. Моисеенко сделал его аэродинамический расчет, оценив максимальную скорость на уровне 260 км/ч, и еще через один день предварительный проект представили в Главкоавиа. Обычный по тем временам биплан с деревянным каркасом и полотняной обшивкой выделялся разве что удачным капотом и обтекателями шасси. Названный И-1 самолет (в то время проект Поликарпова так еще не именовался) без обсуждения включили в план ГАЗ-1 решением его технического директора Григоровича, и начали строить одновременно с рабочим проектированием, к которому подключили инженеров Седельникова, Корвин-Кербера, Крылова и Успасского, а также чертежников Шварца, Никитина и других работников. Когда ИЛ-400а разбился в первом же полете, достройку И-1 приостановили, чтобы учесть возможные недостатки в его конструкции, но все равно она оказалась перетяжелена, а центровка была слишком задней, достигая 43 %. Тем не менее 5 октября 1923 г. самолет допустили к полетам как есть, и вскоре А. И. Жуков его облетал. По скорости он до требований слегка не дотянул, по скороподъемности оказался даже чуть лучше, но, хотя каких-то предпосылок к авариям не было, Жуков на нем вдруг летать дальше отказался. Может, он и правильно сделал, не рискнув «играть со штопором», но в целом биплан оказался куда менее чувствительным, чем моноплан, к неправильному положению центра масс. Но и сам Григорович 18 января 1924 г. решил полеты И-1 прекратить, на Государственные испытания его не передавать, а строить новый самолет И-2 с теми же мотором и размерами.

ТЕРПЕНЬЕ И ТРУД Первого января 1924 г. в КБ Главкоавиа под руководством Григоровича началось проектирование истребителя И-2 как развитие неудавшегося И-1 с сохранением размерности и силовой установки, но с конструктивными улучшениями. Самым заметным из них стал новый обтекаемый фюзеляж с овальными сечениями и фанерной обшивкой на деревянном каркасе. Он хорошо стыковался с капотом, ступица винта была закрыта коком. Регулирование охлаждения мотора должен был обеспечить радиатор под фюзеляжем, который поворачивался рычагом из кабины так, что его обдув изменялся. Не менее важен был новый профиль крыльев со скругленными законцовками — современный двояковыпуклый умеренной толщины. Он был одинаков по всему размаху консолей, но высоту центропланов сделали больше для улучшения восприятия нагрузок. Верхнее крыло установили на «кабане» из двух И-образных стоек, а консоли соединили обтекаемыми одиночными стойками с V-образными концами для передачи крутящего момента от нервюр. Бипланную коробку усилили внешними и внутренними растяжками, а единствен-

Окончание сборки фюзеляжа самолета И-2 конструкции Д. П. Григоровича на Государственном авиазаводе № 1 в Москве — 19 августа 1924 г. aviadejavu.ru

naukatehnika.com

ным существенным ее недостатком было размещение элеронов на нижнем крыле в угоду простоте конструкции проводки. Оперение было свободнонесущим без перестановки стабилизатора, а шасси — легким с двумя колесами или лыжами на соединенных центральным шарниром полуосях-стойках и костылем с резиновой амортизацией. Два синхронных пулемета «Виккерс» калибра 7,69 мм установили под крышкой переднего гаргрота с прямым доступом к спускам, а рычаги перезарядки вывели наружу, и до них тоже можно было достать рукой. Прицел в виде кольца и мушки крепился на общем регулируемом трубчатом кронштейне, приборы контроля силовой установки, указатели скорости, высоты и поворотов, компас и часы сгруппировали на приборной доске. Еще до завершения рабочего проектирования, 1 февраля 1924 г. началась изготовление первых деталей самолета — он был включен в план ГАЗ-1, и работы велись в цехах основного производства. Дело несколько задержалось, когда 1 октября 1924 г. заведующим КБ ГАЗ-1 вновь назначили Поликарпова, а Григоровича сняли с этого поста и должности технического директора завода, назначив Главным конструктором КБ ГАЗ-3 в Ленинграде. Далее работы по И-2 должны были вестись там, но до конца апреля 1925 г. они все еще проходили в Москве. Законченный самолет без вооружения весил на 40 кг больше расчетного значения (погрешность для того времени неплохая), центровка была задней, но лучше, чем у ИЛ-400. К 7-й годовщине Великой Октябрьской Социалистической революции 4 ноября 1924 г. Жуков приступил к летным испытаниям И-2. После полетов на пилотаж, максимальную

Кабина истребителя И-2 в первом варианте была тесной и неудобной с точки зрения размещения органов управления и приборов. airwar.ru — № 11 НАУКА и ТЕХНИКА 2021 —

АВИАЦИОННЫЙ КАТАЛОГ

скорость и потолок поменяли ход рулевых поверхностей, но не все предпринятые меры пошли на пользу, и после шестого полета Жуков испытания продолжать отказался. Его сменили пилот НОА Громов и начальник военприемки ГАЗ-1 Филиппов, которые к устойчивости и управляемости претензий не имели. Вскоре вернулся к полетам на И-2 и Жуков, но мнения о машине не переменил. Споры испытателей относительно ее летных качеств не способствовали делу — конструкторы не могли понять, как им дорабатывать самолет дальше. Тем временем, 11 декабря 1924 г., видимо, по настоянию Жукова полеты на И-2 запретили «вследствие их опасности», но и погода не благоприятствовала, и перерыв использовали для испытаний машины на прочность. Она их выдержала и 17 марта 1925 г. приступила к полетам по программе Государственных испытаний. К середине апреля, несмотря на выявленные недостатки ИЛ-400б Поликарпова и И-2 Григоровича, была созвана комиссия для обоснования выбора истребителя отечественной постройки для перевооружения ВВС, которой было поручено сравнить их качества. К этому времени испытания И-2 завершены не были и ряд важнейших показателей летных данных, в том числе и максимальную скорость, еще не определили. Комиссия закончила работу 27 апреля 1925 г., положительно оценив высокую скороподъемность у земли, хорошую балансировку и меньшие усилия на рычагах управления самолета И-2, но отметила тесноту кабины и неудобство расположения оборудования, плохой обзор, трудность доступа к мотору, недостатки системы охлаждения и вялость в управлении из-за невыгодного расположения элеронов и неудачного вертикального оперения. Менять крылья было затруднительно, зато уже 17 апреля 1925 г. на самолете И-2 было опробовано новое вертикальное оперение. Но на этом испытания не закончились, а продолжать их предстояло в Ленинграде на ГАЗ3, куда самолет доставили 4 мая 1925 г. Там 27 мая Филиппов выполнил полет на скорость, получив в сильную болтанку лишь 258 и 260 км/ч на взлетном режиме, но следующий день выдался тихий, и замеры были лучше — 265 и 279 км/ч. Результат подъема на высоту 5 000 м за 14 и 13 минут 29 мая оказался чуть слабее ранее зафиксированного значения, но на вполне приемлемом уровне, а полет на высший пилотаж с оценкой управляемости прошел без замечаний. Заданного потолка 2 июня самолет не достиг — надо было менять винт, но подходящего не нашли, а укорачивание лопастей существующего улучшения не дало, и Заказчик согласился требования по высотности смягчить. Итоги Государственных испытаний самолета комиссия НОА подвела 25 июня 1925 г. в Ленинграде, и на первый взгляд они тоже — 2021 НАУКА и ТЕХНИКА № 11 —

Головной серийный экземпляр истребителя И-2 Д. П. Григоровича при приемке на Государственные испытания на базе Научно-опытного аэродрома в Москве зимой 1925–1926 гг. airwar.ru

были неутешительны, как и для ИЛ-400. Путевую устойчивость сочли все еще недостаточной. Хотя критического влияния на безопасность полетов это не оказывало, но делало пилотирование некомфортным и затрудняло прицельную стрельбу. Было отмечено, что не вышли на скорость 270 км/ч, но официальную силу на то время имели только требования, выписанные ВВС в 1923 г., а там значилось 250 км/ч, которые самолет на номинале давал. Далее было сказано, что планер перетяжелен и из-за этого маневренность недостаточна, но не приводилось объективных доказательств этого утверждения. По мнению специалистов НОА, силовая установка была пожароопасна — в одном из полетов лопнул дюрит в соединении трубопроводов топливной системы. Но этот случай не повлек последствий, а других предпосылок к пожарам не было. По заключению НОА, самолет был предъявлен в незаконченном виде и непригоден для вооружения частей ВВС, но его доработку и испытания решили продолжить ввиду крайне острой нужды в истребителях отечественной конструкции. Да и не так уж плох был И-2 Григоровича — не лучший, конечно, в мировом масштабе в то время, но и не худший.

ДАЕШЬ СЕРИЮ! По скорости и скороподъемности И-2 существенно превзошел самый быстрый у нас в то время истребитель Фоккер ФД-11 голландской постройки, несколько уступив ему в маневренности. Сравнение самолета Григоровича с новейшим Фоккером D.XIII, который в то время был только в немецкой авиашколе «Вифупаст» в Липецке, а не строевых частях ВВС РККА, давало обратную картину: «голландка» выигрывала по скорости и скороподъемности, но отставала в горизонтальном маневре. Так что же Заказчику еще было надо?! Пока военные тянули с приемкой И-2 на вооружение, 6 августа 1925 г. член Правления Авиатреста О. Н. Гамбург провел совещание, на котором постановили выпустить на Государственном авиазаводе № 3 «Красный Летчик» в Ленинграде первые две серии таких самолетов с моторами М-5. Научно-опытный аэродром ВВС, уже в то время громко называвший себя «Научно-испытательным институтом», хотя это наименование он получит официально лишь через десять с лишним лет, все еще не определился с требованиями к машине и с программой ее испытаний. И даже ее обозначение не было узаконено, и самолет Григоровича именовали то И-2, то И-7. Начальник ВВС РККА Баранов в отчете о состоянии отечественной авиационной науки и техники ко Дню Красной армии 23 февраля 1926 г. отметил, что И-2 показал благоприятные данные, но поставок все еще нет. Тянуть дальше было ни к чему — и так год потеряли, и цехи ГАЗ-3 заработали на новой машине, не дожидаясь кабинетных решений. К 16 апреля 1926 г. был облетан головной самолет, еще 11 стояли почти готовыми. На серийных И-2 ставились моторы М-5 отечественного производства, с 6-й машины внедрили упрощенную несъемную мотораму, а с 11-й она naukatehnika.com

АВИАЦИОННЫЙ КАТАЛОГ

Первые истребители советской конструкции

Потолок, м

Скорость макс., км/ч 230…250

Время набора 2000 м, мин.

Весовая отдача, % не оговор.

Летные данные

Полная нагрузка, кг

Боевой, кг

Топлива и масла, кг

Взлетный, кг

Пустого, кг

Весовые данные

Мощность полетная, л. с.

Тип двигателя

Тип и год выпуска

Мощность взлетная, л. с.

Силовая установка

Технические требования, утвержденные УВВС РККА в 1923 г. Вариант № 1

Испано-Сюиза H.S.8Fb

310

Вариант № 2

Либерти L-12

450

400

Вариант № 3

Непир «Лайон» Mk.I

450

420

не оговор.

5,5…6,5 8000

не оговор.

300

ИЛ-400а, 1923

Либерти L-12

450

400

950

1350

220

1295

400

29,6

272

3,9

8000

ИЛ-400б, 1924

Либерти L-12

450

400

1092

1492

230

1435

400

26,8

265 (280)

4,0

7400

ИЛ-3 (И-1), ЗИ, 1926 М-5

450

400

1088

1453

230

1396

365

25,1

273 (295)

н. д.

И-1 №2891, ГИ, 1927 Либерти L-12

450

400

1203

1500

230

1443

297

19,8

264

н. д.

7100

450

400

н. д.

238…240

5,0

6000

230…250

5,5…6,5 8000

230…250

5,5…6,5 8000

Истребители разработки Н.Н. Поликарпова

Истребители разработки Д.П. Григоровича И-1, 1923

Либерти L-12

И-2, ЗИ, 1924

Либерти L-12

450

400

1130

1530

271

1462

400

26,1

270

4,0

н. д.

И-2, ГИ, 1925

Либерти L-12

450

400

1130

1530

271

1462

400

26,1

242

4,6

5800

И-2бис, 1927

Либерти L-12

450

400

1152

1575

271

1507

423

26,9

235

5,5

5340

Примечания: 1. Для ИЛ-400а приведены расчетные данные. 2. ЗИ — заводские испытания, ГИ — Государственные испытания. 3. Для полуторапланов Григоровича приведены размахи верхнего крыла. 4. Для самолетов Поликарпова скорость в скобках — с использованием взлетного форсажа (по документации мотора в полете использовать не разрешено).

была еще и облегчена, но требовалось улучшать ее качество, не допуская перекосов балок. Еще одним важным достижением было внедрение на серийных И-2 пулеметов ПВ-1, сделанных «по мотивам» англий-

ских, но все же своих, под стандартный наш патрон 7,62 мм и кое в чем даже лучших, чем прототип.

Самолет И-2 конструкции Д. П. Григоровича — первый истребитель отечественной разработки, который пошел в серийное производство. airwar.ru

naukatehnika.com

— № 11 НАУКА и ТЕХНИКА 2021 —

АВИАЦИОННЫЙ КАТАЛОГ

Крыльевые пулеметы

Данной модификации

Общий этого типа

10,900

21,000

7,320

64,3

3,0

21,4

61,7

3,2

19,0

2 «Виккерс», 7,69 мм

нет

2,5 ч

10,800

20,800

7,500

71,7

3,3

21,6

69,0

3,6

19,2

2 «Виккерс», 7,69 мм

нет

2,5 ч

10,800

26,800

7,600

54,2

3,2

16,8

52,1

3,5

14,9

2 «Виккерс», 7,69 мм

нет

2,5 ч

10,800

26,800

7,600

56,0

3,3

16,8

53,8

3,6

14,9

2 ПВ-1, 7,62 мм

1 ПВ-1

н. д.

11,000

25,000

7,000

н. д.

18,0

н. д.

16,0

2 «Виккерс», 7,69 мм

нет

н. д.

211 всех мод.

2 «Виккерс», 7,69 мм 2 «Виккерс», 7,69 мм

—

10,800

23,400

7,400

65,4

3,4

19,2

62,5

3,7

17,1

2 «Виккерс», 7,69 мм

нет

2,5 ч, 650 км 10,800

23,400

7,400

65,4

3,4

19,2

62,5

3,7

17,1

2 «Виккерс», 7,69 мм

нет

2,5 ч, 600 км 10,800

23,400

7,320

67,3

3,5

19,2

64,4

3,8

17,1

2 ПВ-1, 7,62 мм

нет

149

За 1926 г. ленинградский ГАЗ-3 построил 18 самолетов И-2, в 1927-м — 34 и в 1928-м — последние восемь. Шестьдесят штук за три года было немного, и дело оказалось не только в загрузке завода другими работами, но и в технологической сложности изделия. Заказчик, со своей стороны, напоминал о слишком уж тесной кабине и неудобной конструкции мотоотсека. На модифицированном И-2бис планер и технологию его производства упростили. Сделали новую установку мотора в виде «корзинки» из стальной сварной фермы, на которую поставили деревянные подмоторные брусья, и все это соединили с деревянным силовым набором новой носовой части фюзеляжа и металлической фермой нижнего центроплана. Капот тоже переделали для улучшения доступа к мотору, равно как и патрубок, подводящий воздух к карбюратору. Межкрыльевые стойки упростили, убрав зашивку расширяющихся частей, углубили вырез кабины летчика, а сиденье летчика подняли для улучшения обзора, но голова оказалась в сильном встречном потоке, а общее аэродинамическое сопротивление самолета увеличилось. Опытный И-2бис ленинградский ГАЗ-3 переделал из строящегося серийного И-2 и весной 1927 г. сдал на испытания. По заключению пом— 2021 НАУКА и ТЕХНИКА № 11 —

Закончено и облетано 6 всех мод.

2,5 ч

Синхронные пулеметы

не требуется

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

Нагрузка на мощность, кг/л. с. не оговор.

Нагрузка на крыло, кг/м2 не оговор.

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

2,5 ч, 600 км

2,5 ч

Длина полная, м

—

Площадь крыльев, м2

—

2,5 ч

Размах крыла, м

2 «Виккерс «, 7,69 мм

Продолжительность и дальность полета

не оговор.

Выпуск

не оговор.

Вооружение

не оговор.

Нагрузка на мощность, кг/л. с.

Удельные данные в полете с боевым весом — 75 % топлива

не оговор.

Нагрузка на крыло, кг/м2

Удельные данные на взлете

не оговор.

Размеры самолета

Опытный образец истребителя И-2бис с расширенной кабиной и упрощенной конструкцией планера. airwar.ru

потеха НОА Стомана, он уступил в маневренности, скороподъемности и высотности разведчику и легкому бомбардировщику АНТ-3 Туполева, потому даже в качестве учебно-тренировочного истребителя не годился. Тем не менее еще до окончания испытаний ленинградский авиазавод № 23 «Красный Летчик» (бывший ГАЗ-3) получил заказ на 140 самолетов, который далее был увеличен, но распределен между ним и московским заводом № 1 имени Осоавиахима СССР — номер этого предприятия в реформах не поменяли. Внедрялся И-2бис в серию в очень непростое время, когда шла реорганизация промышленности и введения плановой экономики в соответствии с решениями XIV съезда Всесоюзной коммунистической партии большевиков, вошедшего в историю как «Съезд индустриализации». Сопротивление новым методам хозяйствования возникло naukatehnika.com

АВИАЦИОННЫЙ КАТАЛОГ

не только среди экспроприируемых нэпманов, но и от лица некоторых руководителей и главных специалистов государственных предприятий. Им не нравилось усиление контроля выполнения правительственных заданий, ограничение полномочий в распределении ресурсов и премиальных фондов и требование сосредоточиться на заданном, а не на собственных инициативных проектах. Многие старые специалисты стали искать способ уйти с государственной службы, а то и вообще эмигрировать, надеясь, что за границей им будет лучше. На сроках и особенно качестве работ, в том числе и по серийным самолетам И-2бис, это сказалось самым отрицательным образом. На ленинградском 23-м заводе за 1927 г. их сделали только семь, в 1928-м — десять, включая восемь для Афганистана, и лишь когда в 1929 г. порядок на предприятии был восстановлен, в частности и путем смены части руководства завода и служб, для которой это обернулось большими неприятностями, годовой их выпуск довели до 37 самолетов. Положение на московском 1-м заводе было чуть лучше и стабильнее — в 1928-м он построил 46 серийных И-2бис, а в 1929-м — 49. Несмотря на заднюю центровку, И-2 был устойчивым, в управлении сравнительно простым, хотя и инертным из-за большого веса и неудачного расположения элеронов. Прочность соответствовала нормам, найти данные об аварийности самолета не удалось, однако ничто не свидетельствует о том, что она была высокой, возможно, потому подробных сведений об этом вопросе и нет. Зато есть примеры, когда летчики совершали вынужденные посадки, и самолеты И-2 не получали никаких повреждений или обходились малым ремонтом. Капотирование случалось, как правило, из-за плохой подготовки аэродромов, и даже если ломались основные стойки шасси, сложная кинематика радиатора и сам он обычно оставались целы. Фюзеляж, моторама, ферменные лонжероны центропланов и установка оперения были прочны, а остальное могло ремонтироваться прямо в частях ВВС. Из таких эпизодов можно вспомнить две аварии разных машин с одинаковым бортовым номером «5» в 1-й эскадрилье Ленинградского военного округа. Зимой 1929 г. на вынужденной посадке на холмистой лесной поляне частично скапотировал И-2бис этой эскадрильи, а 31 июля 1930 г. младший летчик Месняев на И-2 въехал в канаву на своем аэродроме Красногвардейск, сломал шасси и перевернулся, повредив, кроме того, лишь руль направления. В обоих случаях обошлось без жертв, и самолеты были ремонтопригодны. Но вопрос качества И-2бис решен не был. Например, скорость эталонного образца была 240 км/ч, а серийных Ленинградского военного округа 235 … 220, в построенных самолетах 1-й и 2-й серий общим числом менее 20 штук нашли 420 отклонений от чертежей, и такой брак часто носил не единичный, а повторяющийся характер. Тем не менее под жестким надзором партийных и государственных органов и эту проблему устранили, но заводам-производителям приходилось свою продукцию доводить до кондиции в строевых частях и летных школах или у себя без оплаты по бюджету, а значит, и без премий работникам. Последние И-2бис были официально приняты ВВС РККА только после устранения всех замечаний в 1931 г. — перед их списанием, причем среди них оказались машины выпуска 1927 г.! Так надо

Опытный образец истребителя И-2бис постройки Ленинградского авиазавода № 23 с конструктивными и технологическими упрощениями на испытаниях — 1927 г. airwar.ru

naukatehnika.com

ли было наводить порядок в такой авиапромышленности?

САМОДОСТАТОЧНОСТЬ КАК САМОЦЕЛЬ На 1 октября 1926 г. в СССР в составе ВоенноВоздушных Сил РККА и Морской Авиации РКК ВМФ СССР было 749 самолетов. Тяжелых бомбардировщиков мы имели лишь четыре импортных Фарман «Голиаф». Бомбардировщиков легких Р-1 числилось 40, того же типа штурмовиков — 21, сухопутных ближних разведчиков Р-1 и Фоккер С-4 — 240, корпусных самолетов армейской авиации Р-1, Юнкерс Ю-21 и Ансальдо-250 — 186 штук. Истребителей Фоккер Д-11 и Мартинсайд МФ-4, а также D.XIII в немецкой авиашколе в ВВС имелось 126, еще 43 самолета ФД-11 и Ансальдо А-1 «Балилла» оставалось закреплено за Морской авиацией. Флот располагал единственным тяжелым гидросамолетом Юнкерс ЮГ-1, ближних морских разведчиков Ю-20, Савойя С-16, а также поплавковых МР-1 отечественного производства мы имели 44. В резерве находились 12 пассажирских самолетов Юнкерс Ю-13 и Виккерс «Вернон». Еще 32 машины значились вспомогательными — это были Р-1, ФС-4, ФД-11 и только что полученные истребители И-2 — единственные в то время самолеты, не только произведенные в СССР, но и отечественной разработки, а не скопированные с иностранного образца. По общему числу советская военная авиация стала четвертой в Европе после Англии, Франции и Италии, но техника ее отставала, и самые большие трудности мы испытывали с самолетами тяжелой бомбардировочной и истребительной авиации. Не слишком почетное положение «вспомогательного» самолета в отношении И-2 означало, что пока они шли только в летные школы. Вопрос кадров для Рабоче-Крестьянского Красного Воздушного Флота по-прежнему оставался основным, причем он не мог быть решен путем подготовки их за границей, и немецкая авиашкола в Липецке тоже его полностью не решала. Тем не менее с 1927 г. самолеты И-2бис конструкции Григоровича начали поступать и в строевые части. В конце этого года в числе первых их получила прошедшая бои гражданской войны одна из лучших в то время 2-я истребительная эскадрилья им. Дзержинского ВВС Московского военного округа, сдав английские МФ-4 и совсем уж ветхие французские Ньюпор 24. За ней настал черед 7-й эскадрильи, которая базировалась на аэродроме Клементьево также в МВО. Летом 1928 г. первые два И-2бис поступили в 15-ю авиабригаду, штаб которой находился в Брянске — в то время это был Западный особый военный округ. В этом соединении самолетами И-2бис была перевооружена 17-я эскадрилья, но не полностью, получив и пару итальянских истребителей ФИАТ — № 11 НАУКА и ТЕХНИКА 2021 —

АВИАЦИОННЫЙ КАТАЛОГ

C.R.20, а с 1930 г. — и 19-я. В Западном ВО летом 1929 г. семь самолетов И-2 было закреплено и за 7-й эскадрильей в Витебске — повторы в номерах частей в то время случались. Появились в 1928–1929 гг. самолеты И-2 и И-2бис и в Ленинградском военном округе. На этом направлении шесть таких машин приняла 1-я Краснознаменная ИАЭ имени Ленина в Троцке (с 1929 г. — Красногвардейск, ныне Гатчина) и десять — 11-я в Кречевицах (Новгород), еще 23 машины было в Воздушных силах Балтийского моря. В авиации Особой Кавказской армии четыре И-2бис летом 1928 г. находились в Баку. Оставались они и в летных школах, например в Борисоглебске и Оренбурге. В представленном 25 декабря 1929 г. докладе о перспективном плане перевооружения ВВС РККА на 1 октября 1930 г. — 1 октября 1933 г. было отмечено, что процесс этот идет в основном нормальным порядком, и самолеты списываются по исчерпании ресурса или убывают по авариям. Но в 1929–1930 гг. предстояло снять с вооружения также и не выслужившие своего срока машины, и это оказались именно первые отечественные истребители И-2 и И-2бис. Докладчик при этом отметил, что передача и серийное производство новой техники начинается, как правило, не ранее второго года по окончании постройки опытного образца, что и вызывает слишком быстрое моральное ее старение, и при этом разработчики не успевают устранять все выявляемые дефекты. На 1 января 1931 г. военная авиация СССР включала уже 2 295 самолетов, из которых 1 789 были боеспособны, остальные находились в ремонте. Из них в строю оставалось 34 истребителя И-2 и 72 новых И-2бис, а исправны были 26 и 65 соответственно. Начальник 1-го сектора Управления ВВС Вольников письмом № 316/00190 от 12 августа 1931 г. доложил начальнику 8-го сектора 5-го Управления штаба РККА о наличии самолетов на 1 июля 1931 г. и предполагаемом числе их на 1 января 1932 г. Он назвал самыми устаревшими истребителями в советской авиации именно 74 оставшихся И-2 и И-2бис (в ремонте из них сто-

Истребители И-2бис в конце 1920-х гг. поступили на вооружение строевых эскадрилий Московского, Ленинградского и Западного военных округов. На модификации И-2бис ввели дополнительные стыки капота, межкрыльевые стойки без зашивки концевых V-образных частей и расширенную кабину. airwar.ru

яло 19), а оставить на плановую дату требовал лишь 40. И в следующем 1933 году десятилетняя история первого отечественного истребителя закончилась — из этого срока в строевой службе он пробыл около шести лет, но поступил в эксплуатацию уже «машиной вчерашнего дня», потому что на его разработку, испытания и освоение серийного производства потребовалось слишком много времени — примерно вдвое больше, чем уходило на запуск в серию нового одноместного истребителя в то время у фирм Франции, Великобритании или США. И качества зарубежных самолетов пока были лучше. Но не будем спешить «разносить в пух и прах» конструктора И-2 Дмитрия Павловича Григоровича и его подчиненных, руководство авиазаводов, выпускавших самолет, Научно-опытного аэродрома, его принимавшего и испытывавшего, ВВС РККА и страны в целом. У них у всех были свои недочеты и упущения в работе, но все же общими усилиями они сделали первый шаг к тому, чтобы освободиться от зависимости от импорта и добиться самодостаточности в такой важнейшей области, как комплектование воздушного флота страны боевыми самолетами не только собственного производства, но и отечественной разработки. И стал этим трудным, неуверенным, но совершенно необходимым для начала движения вперед шагом именно истребитель И-2. Служба его не изобиловала победными реляциями, но ко времени снятия его с вооружения советская авиация уже получила три новых типа истребителей собственной конструкции двух следующих поколений в линии развития отечественных самолетов этого класса, а наш герой вошел в историю уже тем, что был на этом пути первым.

Одна из немногочисленных аварий самолетов И-2бис в Ленинградском ВО в 1929 г. Машина могла бы быть отремонтирована, но уже поступала новая техника и машину списали. Самолет был передан на завод № 23 в Школу фабричнозаводского ученичества (ФЗУ) как учебное пособие. airwar.ru — 2021 НАУКА и ТЕХНИКА № 11 —

«Фабзайцы» — ученики ФЗУ при заводе № 23 знакомятся с конструкцией самолета — И-2бис «краснознаменная пятерка» был передан Школе фабрично-заводского ученичества после поломки в 1929 го. airwar.ru naukatehnika.com

КОРАБЕЛЬНЫЙ КАТАЛОГ

КРЕЙСЕРЫ ДЛЯ СВЕРХДРЕДНОУТОВ

ишер оставил пост первого морского лорда в 1910 г., но прежде чем уйти, он сделал следующий важный шаг. По его настоянию после нескольких серий дредноутов, вооруженных 305-мм орудиями, были построены сверхдредноуты, несшие 343-мм пушки. Для новых линкоров понадобились и новые линейные крейсера. В 1909 г. были заложены, а в 1912–1913 гг. вошли в строй три мощных корабля типа «Лайон» (HMS Lion, HMS Princess Royal, HMS Queen Магу). Впрочем, «Куин Мэри», который планировался как третий корабль типа «Лайон», из-за внесенных в конструкцию изменений рядом специалистов выделяется в отдельный тип. Тип «Лайон» представлял собой «крейсерскую версию» сверхдредноута «Орион», хотя первоначально в начале 1909 г. планировалось заложить линейные крейсера, представляющие собой глубокую модернизацию крейсера типа «Индефатигебл». Крейсера типа «Лайон» были заметно больше, чем корабли предыдущей серии «Индефатигебл». Они имели общую длину 213,4 м, водоизмещение нормальное 26 690 т, полное 31 310 т. «Лайон» имел корпус с развитым полубаком, идущим до грот-мачты. Форштевень остался все таким же выступающим, хотя не имел ярко выраженного таранного профиля. Высота надводного борта при нормальном водоизме-

щении в носовой оконечности 9,14 м. Общая высота борта в районе миделя от киля до спардека 16,15 м, что было на 1,3 м больше, чем у «Индефатигейбла». Отношение длины к ширине 7,9 по сравнению с 7,37 у «Индефатигейбла». Корпус был разделен водонепроницаемыми переборками на 22 отсека. Двойное дно простиралось на 76 % длины корабля. С целью обеспечения места для дополнительных котлов количество башен было уменьшено до четырех. Согласно первоначальному проекту, на «Лайоне» хотели установить за передней дымовой трубой крупную треногую фокмачту. По результатам испытаний сделаны выводы о том, что возможность наблюдения и корректировки стрельбы с марса фок-мачты во время боя из-за дыма будет невозможной. Поэтому в феврале 1912 г. решили на «Лайоне» установить фок-мачту перед передней дымовой трубой, заменив треногую на полую шесто-

Автор — Юрий Каторин 26

naukatehnika.com

— № 11 НАУКА и ТЕХНИКА 2021 —

КОРАБЕЛЬНЫЙ КАТАЛОГ

вую. Корабли обладали хорошими мореходными и ходовыми качествами — легко и спокойно удерживали курс. Размещение жилых помещений на «Лайон» и «Принцесс Роял» было частичным возвратом к тому, которое было принято на «Дредноуте»: адмиральские и офицерские каюты располагались в носовой части вблизи мостика и боевых постов управления в середине корабля, а команда размещалась на двух палубах ниже броневой палубы в носовой и кормовой частях с правого борта. Экипаж согласно штатному расписанию по проекту насчитывал 907 человек, окончательно в 1915 г. — 1 092 человека. Система бронирования была схожей с предыдущим типом, но броня на линейных крейсерах типа «Лайон» была более толстой, чем на «Инвинсибле». Главный броневой пояс в районе ватерлинии состоял из 229-мм крупповской стали, в то время как на «Инвинсибле» он был 152-мм. Впрочем, броневой пояс стал толще только в средней части корабля — в носу и корме его не усиливали. В дополнение по всей длине корабля был установлен верхний броневой пояс толщиной 152 мм в центре между крайними башнями и 127 мм в нос и корму. В начале и конце бронированной цитадели находились 102-мм перегородки. Для защиты палуб корабля использовалась броня из никелевой стали. Нижняя броневая палуба имела толщину 25 мм в цитадели и 64 мм вне цитадели, верхняя броневая палуба, находящаяся над броневым поясом, также была толщиной 25 мм. Баковая палуба имела толщину 38 мм. Лоб и боковые стенки башен главного калибра имели толщину 229 мм, задняя стенка — 203 мм. Наклонная часть крыши была 82-мм толщины, задняя горизонтальная часть — 64-мм. Барбеты также защищались 229-мм броней над верхней броневой палубой и 76-мм броней под ней. Боевая рубка защищалась 254-мм стенками и 76-мм крышей. После Ютландской битвы, где выяснилась уязвимость корабля от навесного огня, броня корабля была усилена на 25-мм на крышах башен.

Сплошной противоторпедной переборки не было. Погреба боезапаса башен «А», «В» и «Y» имели защиту в виде левого и правого 38–64-мм продольных бронированных экранов. Крейсера типа «Лайон» оснащались восемью 13,5-дм (343-мм) пушками BL Mark V главного калибра в четырех двухорудийных башнях

Линейный крейсер «Лайон» (Англия, 1912 г.)

Схема общего расположения линейного крейсера типа «Лайон»

Схема бронирования и размещения артиллерии линейного крейсера «Лайон»

Носовые башни главного калибра линейного крейсера «Лайон» — 2021 НАУКА и ТЕХНИКА № 11 —

Кормовая башня ГК и каземат 102-мм орудий в кормовой надстройке крейсера «Лайон» naukatehnika.com

КОРАБЕЛЬНЫЙ КАТАЛОГ

Турбина линейного крейсера «Лайон», изготовленная на заводе «Виккерс»

Расстрел «Лайоном» немецких крейсеров в Гельголандской бухте, 1914 г.

Линейный крейсер «Лайон» на момент вступления в строй

с гидроприводами, обозначенных «A», «B», «Q» и «Y» по порядку с носа. Они распределены по следующей схеме: четыре в носовых двухорудийных башнях (одна над другой), две в средней и две в кормовой башне. Две носовые и кормовая башни имели сектор обстрела 300°, средняя башня «Q» — 240°. Пушки имели угол снижения 3°, а возвышения — +20°, но первое время дальномеры, управляющие башнями, ограничивали подъем стволов углом 15,35° (что обеспечивало дальность стрельбы 18 700 м), и только перед Ютландской битвой в них были установлены новые приборы, которые позволяли установить максимальный угол подъема. При угле +20° максимальная дальность стрельбы возрастала до 21 781 м. У всех башен зарядные погреба размещались над снарядными. Пушки стреляли 567-кг снарядами с дульной скоростью 787 м/с. Боезапас корабля в военное время — 880 снарядов, т. е. по 110 штук на ствол. Орудия вспомогательного калибра — шестнадцать 102-мм пушек BL Mark VII, большинство которых располагались в небронированных казематах. Восемь из них разместили в передней надстройке, восемь — в задней, и довольно удачно. Они имели высокорасположенный пункт управления стрельбой и хорошие секторы огня. Эти пушки на лафетах PII (на «Принсес Роял») или PIV (на «Лайоне») имели максимальный угол подъема ствола в +15° и стреляли 14,1-кг снарядами. Скорострельность составляла 6–8 выстрелов в минуту, боезапас — 150 снарядов на ствол. Первоначально крейсера типа «Лайон» не оснащались зенитной артиллерией, но некоторые зенитные пушки были установлены на протяжении войны. На траверзах каждого крейсера устанавливались два 21-дюймовых (533-мм) подводных торпедных аппарата. Главная силовая установка состояла из двух комплектов турбин Парсонса с прямым приводом на четыре трехлопастных винта. Машинные отделения располагались побортно между башнями «Q» и «X», занимая 28

naukatehnika.com

длину 18,9 м. В каждый комплект входили разделенные между собой турбины высокого давления переднего и заднего хода с приводом на внешние валы. Также в каждый комплект входили объединенные между собой турбины низкого давления переднего и заднего хода, вращавшие внутренние валы. Винты были изготовлены из марганцовистой бронзы. Внешняя пара винтов имела диаметр 3,56 м, а внутренняя — 3,73 м. За машинными отделениями располагались два 15,2-метровых отделения главных конденсаторов. В каждом имелось по два конденсатора-холодильника с центробежными помпами, двумя отдельными воздушными насосами и другими механизмами. Общая длина машинных и конденсаторных отделений составляла 34,1 м. Турбины проектировались в расчете на мощность 70 000 л. с. (52 199 кВт), но во время ходовых испытаний была достигнута мощность более чем 76 000 л. с. (56 673 кВт). Однако на испытаниях «Лайон» не достиг своей проектной скорости 28 узлов (52 км/ч), развив 27,62 узла (испытания проводились на мерной миле в Полперро), а вот «Принсесс Ройал» достигла 28,5 узла. В Совете Адмиралтейства ожидали, что корабли разовьют скорость 29 узлов. За машинными отделениями располагались два 15,2-метровых отделения главных конденсаторов. В каждом имелось по два конденсатора-холодильника с центробежными помпами, двумя отдельными воздушными насосами и другими механизмами. Крейсера типа «Лайон» оснащались 42 водотрубными котлами типа Ярроу с трубками большого диаметра. Они были установлены в семи котельных отделениях, по шесть котлов в каждом. Каждый котел оснащался тремя форсунками для сжигания нефти. Котлы также оборудовались устройством форсированной тяги по системе закрытых кочегарок. Первая группа котельных отделений, с № 1 по № 5, располагалась между башнями «Р» и «Q» и имела общую длину в 42 м. В котельном отделении № 1, длиной 10,4 м, котлы — № 11 НАУКА и ТЕХНИКА 2021 —

КОРАБЕЛЬНЫЙ КАТАЛОГ

размещались по оси симметрии корабля. Котельные отделения № 2–№ 5, каждое длиной по 15,8 м, котлы располагались в линии по правому и левому бортам. Первые 16 котлов выводились в носовую трубу, остальные — в среднюю. Вторая группа котельных отделений (№ 6 и № 7) находилась после башни «Q». Котлы из них выходили на кормовую дымовую трубу. В каждом из семи котельных отделений находилось по две помпы — основная и вспомогательная — и паровые воздушные компрессоры для чистки трубок и для подвода воздуха над топками. Каждый котел оснащался отдельным вентилятором для усиления тяги. Полный запас топлива: 3 556 т угля и 1 153 т нефти. Водоизмещение 26 100 т, длина 213,4 м, ширина 27 м, осадка 8,4 м, скорость 27,5 узлов, экипаж 1 092 человека. Броня: пояс — 102– 229 мм, башни — 229 мм, палуба — 63 мм. Вооружение: восемь 343-мм и шестнадцать 102-мм орудий, два 533-мм подводных торпедных аппарата. «Лайон» (HMS Lion) заложен 29 сентября 1909 г. на казенной верфи в Девонпорте, изготовлением энергетической установки занималась частная верфь «Виккерс», Бирмингем. Крейсер был спущен на воду 6 августа 1910 г. Постройку закончили 4 июня 1912 г. В январе 1912 г. начались испытания корабля. Сразу после принятия в строй крейсер были приписан к 1-й эскадре крейсеров, которая в январе 1914 г. была переименована в 1-ю эскадру линейных крейсеров (BCS), и «Лайон» стал ее флагманом. Первый бой «Лайон» принял как флагман эскадры линейных крейсеров под командованием адмирала Дэвида Битти (David Beatty; 1871–1936) 28 августа 1914 г. в битве в Гельголандской бухте. Эскадра Битти использовались как огневая поддержка английских легких крейсеров и эсминцев возле берегов Германии. Первоначально бой разворачивался между легкими силами. Британские корабли оказались в очень тяжелом положении, но тут им на помощь пришли линейные крейсеры Битти. Его рискованное решение войти в Гельголандскую бухту обеспечило британцам громадный перевес в силах. Были потоплены германские легкие крейсера «Кёльн» и «Майнц», бронепалубный крейсер «Ариадне» и миноносец «V-187». Общие потери Германии составили более 1 000 человек убитыми, ранеными и пленными. Британский флот не потерял ни одного корабля, хотя крейсер «Аретьюза» и эсминец «Лорел» получили настолько сильные повреждения, что были взяты на буксир. Потери британских экипажей составили 32 человека убитыми и 55 ранеными. «Лайон» повреждений и потерь не имел. 24 января 1915 г. «Лайон» принял участие в сражении у Доггер-банки. В ходе боя крейсер, в основном с дистанции 14 500 м (79 каб.), выпустил по противнику 243 бронебойных снаряда (27,6 % боекомплекта) главного калибра, — 2021 НАУКА и ТЕХНИКА № 11 —

но добился только четырех попаданий — по одному в «Блюхер» и «Дерфлингер» и два в «Зейдлиц». Немецкие корабли вели огонь в основном по «Лайону», из-за того что видели его лучше других. За бой немцы поразили «Лайон» шестнадцатью 280-мм и 305-мм снарядами (большей частью 280-мм) и одним 210-мм с «Блюхера», из которых первые девять пришлись в левый борт, причинив столь серьезные повреждения, что ему пришлось выйти из строя. Вдобавок к этим повреждениям, правое орудие башни «Q» вышло из строя после первых 15 выстрелов из-за поломки стреляющего механизма. Удивительно, что при этом только один человек из экипажа был убит и 20 ранено. Тяжело поврежденный «Лайон» пошел в порт со скоростью 10 узлов, а остальные английские крейсера прикрывали его отход, так как существовал риск, что немцы попробуют его добить. Пробоины «Лайона» временно заделали бетоном и деревянными брусьями, после чего он пошел в Ньюкасл, где встал на ремонт в док. Пришлось заменить 140 м² обшивки подводной части борта и пять бронеплит. Он вернулся в строй лишь 7 апреля 1915 г. «Лайон активно участвовал в Ютланском сражении. 3а весь бой израсходовал 326 343-мм снарядов (37 % боекомплекта), но добился всего пяти попаданий (1,53 % выпущенных снарядов). Из них одно в «Дерфлингер» и два в «Лютцов». В свою очередь, в ходе боя авангардов немецкие линейные крейсера достигли 13 попаданий 280-мм и 305-мм снарядами в правый борт «Лайона». Особенно тяжелое повреждение нанес снаряд с «Лютцова», который ударил в правый верхний угол левого орудийного порта и проник в боевое отделение башни «Q», где взорвался. Весь личный состав отделения убило или ранило. От взрыва сорвало переднюю плиту крыши и центральную лицевую плиту. Пламя охватило боевое отделение башни, его огромной высоты языки от горевшего кордита поднялись вверх и вниз сначала на зарядники, а затем в главную подачную трубу; далее огонь проник в распределительное отделение, где заживо сгорели 53 человека. Но так как во время боя в башне были открыты крышки под шахтой зарядника, то газы от горевшего кордита вышли наружу и боеприпасы не взорвались. Во второй фазе боя «Лайон» получил еще шесть попаданий в правый борт, не причинивших существенного вреда, но вызвавших неоднократные пожары и большие потери среди личного состава. Еще один 150-мм снаряд разорвался над машинным отделением, вызвав небольшой пожар. Хотя общие повреждения «Лайона», кроме башни «Q», были значительно менее серьезными, чем во время боя у Доггер-банки, потери экипажа в самом бою составили 99 убитых и 61 раненого. После боя еще пять человек умерли от ран. С 5 по 26 июня 1916 г. крейсер находился в ремонте в Розайте, затем с 27 июня по 8 июля на верфи Армстронга в устье реки Тайн, где с него сняли обломки башни «Q». С 8 по 20 июля он находился в сухом доке в Розайте с тремя башнями, где закончили ремонт корпуса и замену поврежденной брони.

Линейный крейсер «Лайон» в бою у Даггер-банки. Рис. Вилли Стовера naukatehnika.com

КОРАБЕЛЬНЫЙ КАТАЛОГ

Линейный крейсер «Лайон» в Ютландском сражении

Линейный крейсер «Принсесс Ройал» (Великобритания, 1913 г.)

В дальнейшем «Лайон» участвовал в патрулировании Северного моря, в то время как Флот Открытого моря так и не вышел из баз. 17 ноября 1917 г. «Лайон» участвововал в операции линейных крейсеров в Гельголандской бухте, но тогда только «Рипалс» вел бой с кораблями противника. Когда Флот Открытого моря отправился в Скапа-Флоу 21 ноября 1918 г. для интернирования, «Лайон» и «Принсесс Ройал» в составе Гранд Флита эскортировали его, а потом охраняли. 30 мая 1922 г. согласно Вашингтонскому договору по сокращению морских вооружений его исключили из состава флота, а 31 января 1924 г. корабль продали за 77 000 фунтов стерлингов для разборки на металл. «Принсесс Ройял» (HMS Princess Royal) заложен 5 мая 1910 г. на частной верфи фирмы «Виккерс», Бирмингем. Крейсер был спущен на воду 24 апреля 1911 г. Постройку закончили 20 ноября 1912 г. Сразу после принятия в строй в конце 1913 г. «Принсесс Ройал», как и «Лайон», была приписана к 1-й эскадре крейсеров, 23 июня 1914 г. эскадра бросила якорь на Кронштадтском рейде. Пребывание эскадры сопровождалось пышными празднествами и приемами в Царском Селе. «Лайон» почтил своим визитом Николай II. Вся 1-я эскадра активно участвовала в Первой мировой войне. «Принсесс Ройал» участвовала в битве в Гельголандской бухте спустя несколько месяцев после ввода в строй, а затем была послана в Карибское море для противодействия немецкой Восточно-азиатской эскадре, которая хотела пройти через Панамский канал. После того как эта эскадра была уничтожена в битве возле Фолклендских островов в декабре 1914 г., «Принсесс Ройал» соединилась с 1-й эскадрой линейных крейсеров адмирала Дэвида Битти. Во время битвы у Доггер-банки «Принцесс Ройал» выпустила 176 бронебойных, 95 фугасных и два шрапнельных (по дирижа30

naukatehnika.com

блю L-5) 343-мм снаряда. Ее целями были «Блюхер» и «Дерфлингер», несколько выстрелов было сделано также по миноносцу V-5. В начальной фазе боя «Принцесс Ройал» добилась по меньшей мере двух попаданий в «Блюхер», одно из которых стало для германского крейсера решающим. Одно попадание было зафиксировано в «Дерфлингер». Попаданий в «Принсесс Ройал» в течение боя не было. Через пару месяцев «Принсесс Ройал» стала флагманом 1-й эскадры линейных крейсеров под командованием вицеадмирала О. Брока (Sir Osmond de Beauvoir Brock, 1869–1947). В Ютландском сражении «Принсесс Ройал» находилась в составе первой эскадры линейных крейсеров и шла третьей в кильватерной колонне 25-узловым ходом. Огонь открыла в 15:51 по «Лютцову», накрыв его третьим залпом. Когда после поворота было замечено неправильное распределение целей, из-за которого «Дерфлингер» остался необстрелянным, «Принсесс Ройал» обстреляла его с дистанции 65 кабельтовых, но безрезультатно. Всего крейсер выпустил 230 343-мм снарядов, но так как видимость часто перекрывали клубы дыма от пожара на борту «Лайон», он добился всего трех попаданий в «Лютцов» и двух в «Зейдлиц». Выпущенная им торпеда в немецкие дредноуты не попала. Сама «Принцесса» получила восемь попаданий. При этом один из 305-мм снарядов ударился в 280-мм броню четвертой башни и вывел ее из строя, так как броня оказалась вдавленной внутрь, и башня перестала вращаться. Левое орудие осталось невредимым, но его механизмы были сильно повреждены. Снаряд вывел из строя четырех человек орудийной прислуги. Еще один снаряд попал в район адмиральского помещения, в носовой части корабля и, разорвавшись на верхней палубе, вызвал пожар и потери в личном составе расчетов 102-мм носовых орудий. Часть людей была обожжена, а некоторые были отравлены газами, проникшими в нижнюю боевую рубку; кроме того, этот снаряд вывел из строя электрическое освещение. От других попаданий на корабле вспыхнуло несколько пожаров, тушение которых было затруднено отсутствием электрического освещения и неисправности пожарной магистрали. Из экипажа 22 человека были убиты и 78 ранены. Борьба за живучесть состояла из тушения нескольких пожаров. «Принцесса» возвратилась в базу 1 июня, была поставлена в ремонт, который закончился 15 июля 1916 г. В целом она получила относительно небольшие повреждения и через полтора месяца вернулась в строй. «Принсесс Ройал» провела остаток войны в патрулировании Северного моря и участвовала в огневом прикрытии Второй битвы в Гельголандской бухте в 1917 г. В 1920 г. была выведена в резерв и в 1924 г., согласно Вашингтонскому морскому договору, продана на металлолом. — № 11 НАУКА и ТЕХНИКА 2021 —

КОРАБЕЛЬНЫЙ КАТАЛОГ

«Куин Мэри» (HMS Queen Магу) заложен 6 марта 1911 г. на частной верфи «Палмерс Шипбилдинг» в Джарроу на Тайне, спущен на воду 20 марта 1912 г., постройку закончили в августе 1913 г. К испытаниям крейсер был готов в марте 1913 г., но начались они только 30 мая 1913 г., введен в строй в Портсмуте 4 сентября 1913 г. и вошел в состав 1-й эскадры крейсеров. Планировался как третий корабль типа «Лайон», но были внесены некоторые конструктивные изменения. Башни 343-мм орудий были приспособлены для использования более тяжелых 635-кг снарядов. Проектное водоизмещение возросло на 650 т, и для сохранения той же скорости, что и у «Лайона», мощность силовой установки была увеличена на 5 000 л. с. Также были произведены незначительные изменения в схеме бронирования наиболее существенными из которых стали бронирование палубы полубака по всей длине и защита носовой батареи противоминных орудий 76-мм броней. Была несколько изменена форма носовой надстройки. Если на «Лайоне» носовая батарея противоминных орудий была не защищена, то на «Куин Мэри» ее защитили спереди 51-мм щитами, с боков 76-мм плитами и сверху 25-мм крышей. Кормовая батарея бронирования не имела. Передняя боевая рубка имела не овальную, а круглую форму. Морские офицеры были очень недовольны практикой размещения офицерских кают в носовой части корабля, которая началась с «Инвинсибла». И на «Куин Мэри» вернулись к старой схеме. Каюты офицеров и кают-компания были расположены в корме. Также на корме был оборудован прогулочный балкон. По проекту экипаж насчитывал 999 человек, но в Ютландском бою экипаж насчитывал 1 278 человек, в том числе 60 офицеров. В составе 1-й эскадры «Куин Мэри» приняла участие 28 августа 1914 г. в сражении в Гельголандской бухте. В январе–феврале 1915 г. крейсер проходил плановый ремонт в Портсмуте, поэтому не участвовал в бою у Доггер-банки. Ютландское сражение стало для линейного крейсера «Куин Мэри» последним. Он шел

третьим в колонне крейсеров Битти, в 15:48 открыл огонь по немецким линейным крейсерам, избрав своей целью «Дерфлингер», на нем же самом сосредоточили огонь «Зейдлиц» и «Дерфлингер». Быстро пристрелявшись, немцы начали поражать «Куин Мэри», причем сразу три тяжелых снаряда попали в носовую часть корабля с левого борта вблизи первой башни. Потом снаряды посыпались градом. По оценкам всего в него могли попасть до двадцати 280-мм и 305-мм снарядов. Фатальный 305-мм снаряд с «Дерфлингера» попал в третью башню «Куин Мэри» с левого борта. В башне начался пожар, от вспыхнувшего кордита боевое отделение наполнилось газами и дымом, вскоре взорвался боезапас. Многотонную крышу башни подбросило вверх на 30 м, столб красного пламени поднялся над башней и разнес ее на куски, упавшие на палубу соседнего «Тайгера». После взрыва в третьей башне в 16:26 корабль начал быстро крениться на левый борт и уходить носом в воду. Мачты его рухнули к середине. В момент погружения кормовой части в воду в районе третьей башни произошел второй мощный взрыв, и «Куин Мэри» в течение нескольких секунд погибла, унося с собой 1 266 человек экипажа. Лишь 17 человек подобрали два английских миноносца «Лерль» («Laurel») и «Петард» («Petard»). Четвертый корабль серии — «Тайгер» (HMS Tiger) — в ходе строительства был подвергнут множеству переделок, что задержало его ввод в строй на два года. Являлся развитием проекта линейного крейсера «Куин Мэри», получив те же восемь 343-мм орудий главного калибра и сходную схему бронирования. На корабле изменено расположение башен (средняя башня получила возможность стрелять в корму), использована более мощная турбинная установка и 102-мм пушки заменены двенадцатью 152-мм. Если у «Лайона» противоминная артиллерия была равномерно распределена между носовым и кормовым секторами стрельбы, то у «Тайгера» большая часть орудий могла стрелять только в носовом секторе. При этом каземат этих орудий полу-

Спуск на воду линейного крейсера «Куин Мэри»

Линейный крейсер «Куин Мэри» (хорошо виден кормовой балкон)

— 2021 НАУКА и ТЕХНИКА № 11 —

Линейный крейсер «Принсесс Ройал» в ремонте после Ютландского сражения

naukatehnika.com

КОРАБЕЛЬНЫЙ КАТАЛОГ

Линейный крейсер «Тайгер» (Великобритания, 1914 г.)

Схема бронирования и размещения артиллерии линейного крейсера «Тайгер»

чил бронирование толщиной 152 мм, что увеличило общую площадь забронированного борта. С оглядкой на японский опыт, был установлен подводный 76-мм пояс, который служил для защиты как от поднырнувших снарядов, так и для прикрытия оголявшейся при качке подводной части борта. В целом схема бронирования была подобна примененной на «Лайоне», но с определенными изменениями. Ее распределили на большей площади — бортовая броня в середине корпуса доходила до палубы полубака, и были забронированы места расположения противоминной артиллерии. Также появилось чередование толщин палубной брони. Количество торпедных аппаратов было увеличено до четырех. В отличие от предыдущего линейного крейсера «Куин Мэри», все котельные отделения располагались до третьей башни главного калибра. Это позволило разместить все дымовые трубы и надстройки до башни и обеспечило ей большие углы обстрела. В отличие от предыдущих линейных крейсеров с 343-мм орудиями, котельные отделения «Тайгера» были сгруппированы в одну группу и не разрывались погребами башни «Q» надвое. Общая длина котельных отделений составляла 53,5 м — 24,9 % от длины корабля. В пяти котельных отделениях длиной по 10,7 м каждое располагались 39 водотрубных котлов Бабкок — Уилкокса с трубками большого диаметра. Турбины, главные пароконденсаторы и вспомогательные механизмы были размещены в двух машинных отделениях. Общая длина машинных отделений составляла 33,5 м. Каждое из отделений делилось продольной переборкой в диаметральной плоскости на два отсека. Машинное отделение № 1 имело длину 19,5 м. В правом и левом его отсеках располагались турбины. Впервые на крупном британском боевом корабле были применены турбины Браун-Кертиса, с прямым приводом на четыре вала с трехлопастными винтами[16] диаметром 4,13 м. При номинальной мощности в 85 000 л. с. крейсеру должна была сообщаться скорость в 28 узлов. По проекту предусматривалась возможность форсирования механизмов до 108 000 л. с., что должно было обеспечить скорость в 30 узлов. Водоизмещение «Тайгера» возросло до 28 500 т, и на некоторое время он стал крупнейшим в мире боевым кораблем и первым линкором, который на испытаниях превысил скорость в 30 узлов. Эки32

naukatehnika.com

Гибель линейного крейсера «Куин Мэри» (архивное фото)

паж насчитывал 1 121 человека. Он был также последним английским боевым кораблем с угольным отоплением котлов и единственным британским линейным крейсером со 152-мм противоминной артиллерией. Из-за начала войны официальный ввод «Тайгера» в состав 1-й эскадры линейных крейсеров состоялся 3 октября 1914 г., до окончания всех положенных испытаний. С 14 октября 1914 г. «Тайгер» проводил ходовые испытания на мерной миле в Полперро. Максимально достигнутая скорость при водоизмещении в 28 780 т и форсировании мощности до 104 635 л. с. составила 29,07 узла. «Тайгер» принял участие в бою у Доггербанки 24 января 1915 г. в составе 1-й эскадры линейных крейсеров. Он шел вторым, следом за «Лайоном». Немцы из-за собственного дыма хорошо видели только головной британский корабль, поэтому в основном сосредоточили огонь на нем. Из-за накопившихся к 11:00 повреждений «Лайон» вынужден был вывалиться из строя. Британскую колонну возглавил «Тайгер», и огонь германских крейсеров теперь сосредоточился на нем. В бою «Тайгер» выпустил 355 343-мм снарядов (40 % боекомплекта) и 268 152-мм снарядов (11,2 % боекомплекта). Последние в основном по миноносцам и при расстреле агонизирующего «Блюхера». Также по «Блюхеру» крейсер выпустил две торпеды, одна из которых, по всей видимости, попала в цель. Попаданий с него в немецкие корабли во время активной фазы боя отмечено не было. Первый лорд назвал стрельбу «Тайгера» «предательски плохой», сняв с должности старшего артиллериста. Сам «Тайгер» получил шесть попаданий, пришедшихся в него после того, как он возглавил колонну британских кораблей. Одно из попаданий 280-мм снаряда пришлось в крышу башни «Q». Основная часть осколков ушла наружу, но ряд осколков проникли внутрь, выведя из строя левое орудие и механизм горизонтальной наводки. Поэтому башня вышла из строя. Также тяжелые потери нанес снаряд, разорвавшийся в сигнальном посту под боевой рубкой. Всего потери экипажа за время боя составили девять матросов убитыми и 11 ранеными. Повреждения после боя — № 11 НАУКА и ТЕХНИКА 2021 —

КОРАБЕЛЬНЫЙ КАТАЛОГ

Наименование Верфь «Тайгер»

«Джон Браун», Клайд

Производитель ЭУ

Стоим. ф. ст.

«Джон Браун»

2 100 000

Линейный крейсер «Тайгер» на стапеле

устранили за 15 дней и к 10 февраля 1915 г. крейсер вернулся в строй. В составе 2-й эскадры линейных крейсеров «Тайгер» принял участие в Ютландском сражении. В первой фазе боя из германских линейных крейсеров по «Тайгеру» вел огонь только «Мольтке», причем его первый залп лег недолетом. Но он быстро пристрелялся, и «Тайгер» оказался под быстрым и точным огнем германского крейсера. До 16:00 в «Тайгер» попало девять 280-мм снарядов. Причем в 15:54 два снаряда с «Мольтке» с дистанции порядка 12 300 м угодили в башни «Q» и «X», выведя их временно из строя. С 16:00 до 16:10 единственным успехом «Тайгера» был близкий разрыв у борта «Мольтке». Сам «Тайгер» получил еще одно попадание в район полубака. Артиллеристы «Тайгера» считали, что обстреливали «Мольтке», но по факту его целью был «Фон дер Танн». В 16:20 343-мм снаряд с «Тайгера» попал в барбет носо-

«Тайгер» в конце службы — 2021 НАУКА и ТЕХНИКА № 11 —

Заказ

Закладка

3 апреля 1911 г.

20 июня 1912 г.

Спуск на воду

Ввод в строй

Судьба

15 декабря 3 октября 30 марта 1931 г. выведен 1913 г. 1914 г. из состава флота, в феврале 1932 г. продан на слом и 22 марта 1932 г. отбуксирован на верфь для разделки на металл

«Тайгер» в Ютландском сражении

вой башни германского линейного крейсера, временно выведя ее из строя. Второй снаряд с «Тайгера» в 16:23 попал в кормовую башню, заставив ее на время замолчать. Сам «Тайгер» за это время получил еще пять попаданий 280-мм снарядов. Одно из них было с «Зейдлица», все остальные с «Мольтке». Эти попадания не нанесли существенных повреждений. В 17:00 расстояние между линейными крейсерами — противниками увеличилось настолько, что огонь практически прекратился. Третья фаза сражения началась с начала развертывания в 18:15 британских линкоров в боевую линию курсом на северо-восток. Линейные крейсера Битти при этом проходили между строем двух линейных флотов, выходя в голову колонны Гранд Флита. Они проходили мимо обездвиженного германского легкого крейсера «Висбаден», и с 18:07 по 18:12 «Тайгер» вел по нему огонь из 152-мм орудий. В ночное время схватки были спорадическими и, «перерезав» хвост британской колонны, Шеер ушел в свою базу. Всего за время сражения «Тайгер» получил 15 попаданий снарядами крупного калибра и три — среднего. Три 150-мм снаряда попали в пояс, не нанеся существенных повреждений. Два из них пришлись по левому борту и один — по правому. За время боя из экипажа крейсера было убито 24 и ранено 46 человек. Всего «Тайгер» израсходовал 303 343-мм снаряда (34,4 % боекомплекта), добившись трех попаданий в первые 35 минут боя. Также он выпустил 136 152-мм снарядов (5,5 % боекомплекта), в основном по «Висбадену» и миноносцам. Ремонт повреждений «Тайгера» производился в сухом доке № 2 в Росайте. Он длился 28 суток — с 3 июня по 1 июля 1916 г. Крейсер стал первой из отремонтированных «кошек», поэтому временно с 2 июля стал флагманом 1-й эскадры линейных крейсеров вместо ремонтировавшегося «Лайона». «Тайгер» вместе с линейными крейсерами 1-й эскадры 17 ноября 1917 г. принял участие во втором бою в Гельголандской бухте. В мае 1920 г. «Тайгер» участвовал в боевых действиях против Советской России в Балтийском море. 30 мая крейсер вышел из Портсмута, посетив по дороге Швецию и Данию. Но в связи с изменением политики Великобритании по отношению к Советской России вскоре эскадра была отозвана домой, посетив на обратном пути Осло. В соответствии с Лондонским договором 1931 г. по сокращению морских вооружений «Тайгер» подлежал списанию. 28 апреля 1931 г. крейсер был выведен из состава эскадры линейных крейсеров. naukatehnika.com

ВОЕННАЯ АВИАЦИЯ ИстребителЬ «Мираж F-1CZ» ВВС ЮАР в полете, 1980-е гг.

«МиГи» против «Миражей» Окончание. Начало см. в № 10 2021 г. «Науки и Техники»)

Часть 2

1984 г. участие в войне в Анголе начинают принимать Всего на выполнение задания вылетело истребители МиГ-23. Точные данные о дате начала постатри пары южноафриканских истребителей вок отсутствуют, однако известно, что именно в этом году из состава 3-й эскадрильи ВВС ЮАР. Во время начинается развертывание кубинских МиГ-23МЛ. И лишь выполнения задания первая пара, пилотируечерез несколько лет этим машинам пришлось встретиться мая капитаном Карло Гагиано и капитаном Артув бою с южноафриканскими «миражами». ром Пирси, столкнулась с двумя истребителями 10 сентября 1987 г. Недалеко от Менонге произошла встреча южноМиГ-23МЛ, которые пилотировали кубинские африканских «миражей» с кубинскими МиГ-23МЛ. Согласно кубинской офицеры — майор Альберто Лей Ривас и Перверсии, представленной Р. Уррибарресом, два истребителя «Мираж F1CZ» перехватили 10 МиГ23МЛ. Восемь МиГ-23МЛ из этой группы выполняли задание по нанесению бомбо-штурмового удара, а два истребителя осуществляли прикрытие ударной группы. Капитан ВВС ЮАР Антон Ван Ренсбург выпустил ракету «R.550», которая взорвалась недалеко от ангольского МиГа. Удар не достиг цели, поэтому Ренсбург использовал вторую ракету. Но она прошла мимо, не поразив истребитель. Очень скоро кубинским пилотам удалось продемострировать в воздушном бою прекрасный уровень подготовки и высокие боевые возможности МиГ-23. Командование армии ЮАР перешло к тактике массированных авиаударов. Нельзя сказать, что ангольские ВВС никак не препятствовали южноафриканцам. 27 сентября посланное для нанесения бомбового удара по ангольским сухопутным силам подразделеМиГ-21 лейтенанта Доминго Жозе де Альмейда Винеза, совершившего ние «миражей» оказалось вовлечено в воздушвынужденную посадку на территории ЮАР. 1989г. ный бой с МиГами.

Автор — Андрей Богданов 34

naukatehnika.com

— № 11 НАУКА и ТЕХНИКА 2021 —

ВОЕННАЯ АВИАЦИЯ

вый Лейтенант Хуан Карлос Чавез Годой. Кубинские пилоты выполняли задание по прикрытию нескольких ангольских боевых вертолетов. Отставной пилот Артур Пирси ВВС ЮАР сообщает в своих воспоминаниях, что команда на взлет пришла около 15:00. После того как Пирси поднял свой «Мираж», в воздухе был получен приказ сбросить подвесные топливные баки. Это могло означать только одно: вылет не учебный, и возможен воздушный бой. Через десять минут после взлета был получен приказ на перехват ангольских МиГ-23. По словам Пирси, его «Мираж» в этот момент находился на высоте около 30 000 футов. Кубинский исследователь истории ВВС Рубен Уррибаррес сообщает, что радар МиГ-23, который пилотировал Первый Лейтенант Годой, засек один из «миражей» на расстоянии в 12 км. Вскоре после этого Артур Пирси увидел кубинский МиГ-23. Тут же Пирси заметил второй МиГ-23. Истребитель противника находился примерно на 300 футов ниже «Миража» Пирси. Кубинский пилот быстро заметил «Мираж» и начал боевой разворот. Южноафриканец сразу же начал разворот с целью зайти в хвост противнику. Скорость «Миража» в это время составляла примерно 1600 км/ч. Но, несмотря на очень быструю реакцию южноафриканца, кубинский пилот среагировал раньше. Артур Пирси в своих воспоминаниях сообщает, что его поразили две вещи. Во-первых, удивила квалификация кубинского пилота. Вовторых, Пирси поразило то, что он сам, пилот южноафриканских ВВС, тренировавшийся 10 лет, не смог применить в бою большую часть своих навыков.

Тем временем МиГ-23 внезапно появился перед истребителем Пирси в направлении на 2 часа. Пирси приготовился открыть огонь из автоматической пушки, но пилотировавший МиГ-23 майор Альберто Лей Ривас, согласно версии ряда западных изданий, выпустил по «Миражу» две ракеты Р-23. По версии Рубена Уррибарреса, Ривас вообще не мог использовать ракеты Р-23, поскольку его МиГ-23МЛ нес ракеты малой

МиГ-23МЛ ВВС Анголы, сбитый во время наступления ангольской армии в районе реки Кунзумбия. 1989 г.

МиГ-23МЛ ВВС Анголы, сбитый боевиками УНИТА во время наступления ангольской армии. 1989 г.

Обломки МиГ-23МЛ С-477 ВВС Анголы, сбитого в сентябре 1987г. — 2021 НАУКА и ТЕХНИКА № 11 —

МиГ-23МЛ ВВС Анголы после посадки. Ангола, 1990-е гг. naukatehnika.com

ВОЕННАЯ АВИАЦИЯ

МиГ-23МЛ ВВС Анголы на аэродроме. Ангола, 1990-е гг.

МиГ-23МЛ ВВС Анголы после посадки. Ангола, 1980-е гг.

МиГ-23МЛ ВВС Анголы на аэродроме. Ангола, 1990-е гг.

дальности Р-60МК. Пирси в своих воспоминаниях сообщает, что видел пуск только одной ракеты. Очевидно, это был пуск первой Р-60. На тренировках южноафриканских пилотов учили «сбрасывать» ракету, используя различные маневры. Но, по словам Пирси, ракета двигалась просто невероятно быстро, и он не успел применить какой-либо из своих навыков. На самом деле все объяснялось очень просто. Имея меньший радиус разворота, МиГ-23 в воздушном бою оказался более маневренным. Выпущенная ракета прошла рядом с «Миражом» Пирси. Через несколько мгновений МиГ-23 совершил новый маневр и, пройдя 36

naukatehnika.com

справа, зашел в хвост «Миражу». Через пару секунд Пирси услышал грохот взрыва и почувствовал легкий удар по корпусу «Миража». На основании воспоминаний южноафриканского пилота можно было предположить, что по истребителю был произведен пуск второй ракеты. По данным кубинского исследователя истории ВВС Кубы Рубена Уррибарреса, против «Миража» Пирси кубинский пилот Альберто Лей Ривас применил ракету Р-60. Уррибаррес сообщает, что пуск Р-60 был произведен с расстояния примерно в 300 м. Подрыв ракеты произошел возле сопла. Картечь, которой была снаряжена ракета, повредила сопло, гидравлическую систему и снесла тормозной парашют. Пирси проверил показания приборов, но пока все было в норме. Тем не менее Пирси связался с командиром группы и сообщил обо всем, что произошло. Командир приказал пилоту возвращаться. Примерно в это же время Первый Лейтенант Хуан Карлос Чавез Годой, пилотировавший второй МиГ-23, также атаковал «Мираж» капитана Карло Гагиано ракетой. Далее свидетельства сторон расходятся. Согласно кубинским источникам, Гагиано был сбит. Согласно южноафриканской версии, ракета прошла совсем рядом с его кабиной, однако не взорвалась. Первоначально, согласно воспоминаниям Пирси, с истребителем все было в порядке. При этом скорость «Миража» составляла примерно 1400–1500 км/ч. И тут в кабине сработало устройство, предупреждавшее об облучении истребителя радаром. При этом было непонятно, радар ли это истребителя или «Мираж» засекла система ПВО. Пирси в своих воспоминаниях говорит, что думал в этот момент только о том, как бы остаться в живых. При этом истребитель хорошо слушался штурвала. Но вскоре ситуация с «Миражом» стала быстро меняться. Через пять минут после того, как «Мираж» Пирси повернул на базу, на приборной панели вспыхнул первый индикатор: отказал насос для масла. Затем произошел отказ правого топливного насоса. Еще через несколько мгновений за ним последовала резервная гидравлическая система, HYD2. При этом основная гидравлическая система HYD1 продолжала функционировать. Поскольку HYD2 отвечала только за переднее шасси истребителя, ее отказ не вызвал у Пирси особого беспокойства. Сложнее была ситуация с насосом для масла: его отказ влиял на рычаг ускорения двигателя и работу форсунки двигателя. Пирси решил задействовать аварийный рычаг управления двигателем. Но тут выяснилось, что истребитель очень плохо слушается рычага. Кроме того, от поворота рычага до выполнения самолетом команды проходит довольно много времени. Вскоре на приборной панели загорелась лампа, предупреждающая, что в баках осталось всего 500 литров топлива. В то же время другие приборы пока— № 11 НАУКА и ТЕХНИКА 2021 —

ВОЕННАЯ АВИАЦИЯ

зывали, что в топлива осталось еще 1700 литров. Таким образом, самолет все больше и больше становился неуправляемым. В это время впереди показался аэродром. Пирси принял решение посадить истребитель на новый участок взлетно-посадочной полосы (ВПП) который еще не был достроен. В своих воспоминаниях южноафриканский пилот не объясняет, почему выбрал именно этот вариант посадки. В любом случае ему предстояло сажать «Мираж» в исключительно трудных условиях: посадку нужно было осуществить с помощью аварийного рычага. Кроме того, выяснилось, что истребитель потерял тормозной парашют. Без него посадочная скорость истребителя была намного выше, и для посадки требовалось более длинная ВПП. Но часть ВПП, куда собирался посадить свой истребитель Пирси, была недостроена. Она представляла собой участок, засыпанный песком. После приземления «Мираж» на большой скорости промчался по полосе, снес забор, отделявший ее достроенную часть от недостроенной, и выехал на песчаное поле. За полем начинался обрыв, и Пирси принял решение катапультироваться. Катапультирование прошло также негладко. В своих воспоминаниях Артур Пирси сообщает, что когда он пришел в себя, то увидел, что лежит рядом с «Миражом». В районе левого воздухозаборника началось загорание, и огонь подбирался к месту, где хранились снаряды для 30-мм пушки. Пирси спасли вовремя прибывшие пожарные. Вслед за пожарниками прибыла санитарная машина. Уже в машине Пирси потерял сознание. Выяснилось, что у него сломана левая рука и поврежден позвоночник. Последний воздушный бой между южноафриканскими «миражами» и ангольскими МиГами произошел 25 февраля 1988 г. Случилось это так. Первоначально служба наземного контроля на аэродроме в Куито Куанавале сообщила, что радар засек два южноафриканских «миража», вторгшихся в воздушное пространство Анголы. На перехват был послан одиночный МиГ-23МЛ, пилотируемый капитаном Орландом Карбаем. Однако когда Карбай взлетел и был готов атаковать противника, оператор наведения РЛС, 1-й лейтенант Рикардо Липес Кастильо сообщил, что на хвосте у капитана находятся три «миража». После этого по МиГ-23МЛ было осуществлено по меньшей мере три пуска ракет V-3 Kukri типа «воздух — воздух» малой дальности. Однако благодаря своему мастерству, прекрасной маневренности Миг-23МЛ и помощи оператора наведения капитан Карбай сумел уклониться от всех трех ракет. Когда же он попытался атаковать, истребители противника не приняли боя и, развернувшись, ушли на свою базу Рунду в Намибии. В тот же день 25 февраля состоялась еще одна встреча кубинского МиГа с южноафриканскими «миражами». МиГ-23МЛ, пилотируемый — 2021 НАУКА и ТЕХНИКА № 11 —

первым лейтенантом кубинских ВВС Эландо Авила, выполняя задание по прикрытию группы МиГ-21, заметил два южноафриканских истребителя «Мираж F1». Обнаружив противника раньше, Авила выполнил боевой разворот, фактически зайдя в хвост южноафриканским истребителям. Он уже приготовился к атаке, когда на приборной панели замигала красная лампочка. У истребителя заканчивалось топливо.

Южноафриканские истребители «Мираж» были серьезными противниками для ангольских и кубинских пилотов в 1980-е гг. На снимке пара истребителей «Мираж F-1CZ» ВВС ЮАР

МиГ-23МЛ ВВС Анголы в полете. Под крылом хорошо видна ракета Р-40. Ангола, 1980-е гг.

МиГ-23МЛ ВВС Анголы на аэродроме. Под крылом хорошо видна ракета Р-40. Ангола, 1980-е гг.

МиГ-23 МЛ ВВС Анголы на аэродроме. 1990-е гг. naukatehnika.com

ВОЕННАЯ АВИАЦИЯ

Южноафриканские пилот-наемник (слева) и наемник (справа) на фоне МиГ-23МЛ ВВС Анголы. Ангола 1990-е гг.

Кубинские пилоты на аэродроме. Рядом МиГ-23 ВВС Анголы. Ангола, 1980-е гг.

высокую оценку заслужило авиационное вооружение, применявшееся в условиях тропического климата. Что касается участия в воздушных боях, то тут данные крайне противоречивы. В частности, согласно кубинской версии, озвученной командующим кубинских ВВС 1987–1999 гг. генерал-майором Рубеном Мартинесом, в 1987–1988 гг. истребители МиГ-23 одержали четыре воздушные победы. К ним Мартинес относит победу над двумя «миражами», а также уничтожение одного штурмовика «Импала». Интересный комментарий к данному событию содержится в воспоминаниях Эдуардо Гонзалеза Саррия — офицера ВВС Кубы, находившегося в это время в Анголе и занимавшегося подготовкой кубинских пилотов.

Ангольские и кубинские пилоты у МиГ-17Ф. Ангола, конец 1970-х гг.

Авиала должен был отказаться от атаки и совершил вынужденную посадку на аэродроме в Куито-Куанавале. После 1991 г., в связи с произошедшими в СССР переменами, ангольское руководство отказалось от марксистской идеологии, а приход к власти в ЮАР черного большинства положил конец противостоянию ЮАР и Анголы. Подводя итог, можно сказать, что истребители советского производства МиГ-21 и МиГ-23 продемонстрировали высокую надежность в сложных климатических условиях и фактически в условиях варварской эксплуатации в составе ВВС Анголы. Истребители МиГ-21 и МиГ23 прекрасно показали себя в качестве ударных самолетов при ведении боевых действий против повстанческих формирований. Самую 38

naukatehnika.com

Кубинский пилот готовится занять место в кабине МиГ-21. Ангола, 1980-е гг. — № 11 НАУКА и ТЕХНИКА 2021 —

ВОЕННАЯ АВИАЦИЯ

Кубинский пилот в кабине МиГ-23. Ангола, 1980-е гг.

Эдуардо Гонзалез Саррия в своих воспоминаниях высоко оценивает боевые качества истребителя «Мираж F1». По его словам, «Мираж» на 15–20 % превосходил МиГ-23МЛ по радиусу действия. Саррия считает, что это было обусловлено более экономичным двигателем. Кроме того, очень хорошим был обзор из кабины. Саррия также называет южноафриканских пилотов хорошими профессионалами и достойными противниками. Как он заметил, южноафриканцы быстро научились ориентироваться в обстановке, обходя системы ПВО. По меткому выражению офицера кубинских ВВС, южноафриканские пилоты научились получать максимальную отдачу от каждого литра израсходованного топлива. Катапультирование из МиГ-23, по словам Саррия, являлось делом очень опасным. Кубинцы откровенно боялись катапультироваться. Очевидно, такая ситуация была связана с тем, что ко времени действий кресло пилота КМ-1М уже успело устареть и также имело ряд дефектов. При срабатывании катапульты пилот получал очень сильный удар, что могло привести к печальным последствиям. В своих воспоминаниях офицер кубинских ВВС сообщает о том, что за время боевых действий в Анголе в результате катапультирования погибло пять кубинских пилотов. В то же время, как замечает Саррия, МиГ23МЛ превосходил «Мираж F1» в скороподъемности и при максимальных перегрузках. Изменяемая стреловидность крыла давала пилоту больше возможностей для маневрирования в бою. На основании своего боевого опыта Саррия считает, что в сравнении МиГ23МЛ и «Мираж F1» ни один из истребителей не имел серьезного превосходства. Но политические перемены не прекратили противостояния с УНИТА. В поисках профессионалов ангольское правительство обратилось к южноафриканским наемникам из фирмы Executive Outcomes. Уцелевшие машины доставлись наемникам далеко не в лучшем состоянии. У многих истребителей не работали — 2021 НАУКА и ТЕХНИКА № 11 —

Кубинские операторы за пультом РЛС. Именно они осуществляли наведение кубинских истребителей на самолеты противника. Ангола, 1980-е гг.

радары и навигационные системы. Южноафриканцы в пожарном порядке смонтировали на истребителях системы GPS. Отзывы южноафриканцев о советском истребителе оказались не слишком лестными. Пилоты сочли изменяемую стреловидность крыла МиГ-23МЛ отрицательным фактором, негативно влияющим на маневренность машины. Неудовлетворительным был признан обзор из кабины. Особенно много нареканий было на обзор задней полусферы. Однако двигатель истребителя пилоты охарактеризовали, как очень мощный и надежный, но расходующий слишком много топлива. Нарекания вызывало применение пушки ГШ-23-2. Летчики решили, что при стрельбе экстрактированные гильзы, ударяя в подвешенные блоки НУРСов или бомбы и рикошетировав, вполне могут пробить подвесной топливный бак. Очевидно, речь шла о подвесном баке ПТБ-800, который, согласно летному наставлению для МиГ-23, должен был расходоваться и сбрасываться первым. При сбросе этого бака возможность попадания в него гильз и рикошета исключается полностью. Вероятно, с этим условием южноафриканцы не были знакомы. Как бы то ни было, южноафриканцы выступили категорически против снятия пушки с истребителя, поскольку считали ее очень точным и мощным оружием в борьбе с воздушными и наземными целями. При этом несомненным преимуществом истребителей МиГ-23, как, впрочем, и всей советской военной техники, являлась его высо-

МиГ-21МФ являлся одной из основных модификаций МиГ-21, воевавших в Анголе. На снимке советские военные специалисты на фоне группы истребителей. Ангола, 1980-е гг. naukatehnika.com

ВОЕННАЯ АВИАЦИЯ

Группа советских советников и ангольских военных на фоне Миг-23МЛ ВВС Анголы Ангола, 1980-е гг.

кая надежность. Даже в условиях варварской эксплуатации и тяжелого климата истребители сохранили боеспособность. Свидетельством этому стала быстрота, с которой наемники освоили советские машины и перешли к боевым действиям. У южноафриканцев также сложилось критическое отношение к тактике, которую применяли ангольские пилоты. Они считали, что летчики ангольских ВВС слишком зависели от указаний с земли. В боевых условиях это существенно ограничивало инициативу пилотов. Кроме того, по мнению наемников, это создавало проблемы при контроле операций, поскольку использовался один радиоканал. К тому же южноафриканцы высказались категорически против тактики, когда на задание вылетало от одного до трех истребителей. В то же время один из пилотов Executive Outcomes — бывший майор ВВС Нидерландов Леон ван Маурер считал, что МиГ-23 по маневренности на вертикали существенно превосходит американские F-16A «Файтинг фалкон» и почти не уступает ему на виражах. По мнению ван Маурера, МиГ-23МЛ обладал более мощным радаром, чем «американец», (очевидно, речь шла о модификации F-16A), что давало опытному пилоту большое преимущество в воздушном бою. В настоящее время истребители МиГ по-прежнему несут службу в составе ВВС Анголы. По данным издания «Aviation Week & Space Technology», на 2016 г. боевой состав истребителей этого типа в составе 25-го истребительного авиаполка ВВС Анголы был следующим: 11-я эскадрилья — 33 МиГ-21Ф-13 — точное число неизвестно; 33 МиГ-21бис — точное число неизвестно; 33 МиГ-21М — точное число неизвестно; 33 МиГ-21МФ — 18; 33 МиГ-21У — 4; 12-я эскадрилья — 33 МиГ-23МЛ — 18; 33 МиГ-23БН — 6.

МиГ-15УТИ на аэродроме в Луанде. На заднем плане хорошо виден истребитель МиГ-21. Ангола, 1970-е гг.

naukatehnika.com

Политические перемены в ЮАР предрешили судьбу ВВС страны — их ожидали масштабные сокращения. Девятого сентября 1993 г. расформировали одно из самых боеспособных подразделений ВВС — 3-ю эскадрилью. По официальным данным, за время боевых действий в Анголе «Миражи F1» этой эскадрильи совершили более 600 боевых вылетов и потеряли лишь один самолет. После расформирования часть истребителей эскадрильи передали ВВС Габона. Два «Миража F1» с бортовыми номерами 205 и 209 продолжали нести службу в составе 190-й эскадрильи до конца 1993 г., но их дальнейшая судьба неизвестна. По итогам боевых действий «Мираж III» и «Мираж F1» показали себя вполне надежными машинами, способными действовать в условиях жаркого и влажного тропического климата. На 1999 г. в составе ВВС ЮАР еще находилось около 20 «Мираж F-1» различных модификаций. В 2004 г. на южноафриканской авиабазе Ходспрут базировался 21 истребитель «Мираж F1AZ». В настоящее время самолеты этого типа сняты с вооружения, но некоторые «Мираж F1CZ» нашли последнее пристанище в различных музеях. В частности, истребитель с номером 201 установлен в музее ВВС ЮАР в ПортЭлизабет. Машину с номером 202 передали в музей ВВС в столице ЮАР Претории. Истребитель с номером 203 установлен в музее ВВС в Сварткопсе. «Мираж F1CZ» с номером 204 после списания передали в музей ВВС в городе Истерплатт. Истребители с номерами 207 и 210 переданы университету в Претории.

Часть хвоста и сопла «Миража» Артура Пирси. Хорошо видны множественные повреждения от взрыва ракеты — № 11 НАУКА и ТЕХНИКА 2021 —

ДВИГАТЕЛЕСТРОЕНИЕ

СЕКРЕТ УСПЕХА НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ СИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОКАРОВ

В Tesla Model Y, как и в Model 3, используется синхронный двигатель для задних колес, которые являются основными ведущими колесами, а для передних — асинхронный двигатель.

синхронный двигатель переменного тока (изобретение самого Николы Теслы) не требует постоянных магнитов. Вместо этого магнитное поле создается током, который протекает через обмотки в статоре. Но если применить ротор с постоянными магнитами, то больше не нужно индуктировать ток для создания магнитного поля в роторе. Это позволяет избежать

потерь и тепловыделения в роторе. Поэтому двигатели с постоянными магнитами в настоящее время являются самыми маленькими и легкими электродвигателями. Так как ротор уже намагничен, он всегда синхронизирован с вращающимся магнитным полем. Вот почему двигатели с постоянными магнитами также относятся к синхронным двигателям. В большинстве приводных двигателей электромобилей (EV) и гибридных транспортных средств (HEV)

используются синхронные двигатели с постоянными магнитами. Раньше Tesla всегда использовала асинхронные двигатели, но теперь также использует синхронные двигатели с постоянными магнитами. Асинхронные и синхронные двигатели вращаются за счет силы взаимодействия магнитного поля статора и магнитного поля ротора. Статор отвечает за создание вращающегося магнитного поля, взаимодействующего с магнитным полем ротора.

Автор — Николай Макаренко — 2021 НАУКА и ТЕХНИКА № 11 —

naukatehnika.com

ДВИГАТЕЛЕСТРОЕНИЕ

Магнитное поле ротора может быть создано разными способами: в двигателях постоянного тока используются катушки под напряжением, в асинхронных двигателях переменного тока — короткозамкнутые роторы, а в синхронных двигателях переменного тока — постоянные магниты. Обычные постоянные магниты недостаточно сильны. Хотя их также можно использовать в роторах двигателей, они обладают слабой движущей силой и не подходят для приводных двигателей автомобилей. Но в 1980-х гг. появились супермагниты NdFeB, магнетизм которых был очень сильным. Так, большие неодимовые железо-борные магниты один человек способен был переносить только по отдельности — по одному. Если бы он случайно приблизился к другому магниту, силы притяжения было бы достаточно, чтобы сломать кости руки рабочего. Однако стоимость магнитов NdFeB высока, и они боятся высоких температурных потерь. Чтобы улучшить их температурные характеристики, добавляют редкоземельный «диспрозий», но стоимость магнита еще больше повысилась. Очень важным параметром синхронного двигателя является угол между магнитным полем статора и магнитным полем ротора, как показано на рисунке для углов оси N и оси S. Когда угол составляет 45 градусов (механический угол), сила тяги (или вращающий момент) является наибольшим. Следовательно, для того чтобы синхронный двигатель мог получить максимальный крутящий момент, необходимо управлять вращающимся магнитным полем статора так, чтобы оно всегда двигалось на 45 градусов перед магнитным полем ротора. Это управление непростое и требует большого количества схемотехнических решений. Необходимо постоянно определять угол и скорость ротора, а затем рассчитывать напряжение, ток и фазу трехфазного электричества, которое генерирует вращающееся магнитное поле. Конструкция электрического двигателя с таким типом ротора имеет большой крутящий момент при работе на низкой скорости, но поскольку магнит находится очень близко к катушке, то при вращении на высокой скорости сильное магнитное поле влияет на катушку статора и индуцирует высокую электродвижу42

naukatehnika.com

щую силу, которая является обратной ЭДС. Эта обратная ЭДС будет смещать входное напряжение возбуждения на статор, что приводит к необходимости подачи высокого напряжения возбуждения на двигатель во время высокоскоростной работы. Второй недостаток — большие потери на магнитные завихрения, которые в конечном итоге проявляются в виде тепла, приводящего к перегреву двигателя. Высокая температура представляет собой большую скрытую опасность для кату-

шек и постоянных магнитов ротора, поэтому электромоторы проектируют с системами принудительного охлаждения маслом или водой. А такая сложная система отвода тепла выдвигает крайне жесткие требования к материалам и конструкции двигателя. Новый тип синхронного реактивного двигателя был разработан совсем недавно и, кажется, сочетает в себе лучшие идеи. У него есть металлический ротор, который выполнен таким образом, что он стре-

При подключении обмоток статора к переменному трехфазному току создается так называемое вращающееся магнитное поле

Магнитное поле статора индуцирует напряжение и ток в обмотках ротора. Это, в свою очередь, приводит к тому, что ротор создает собственное магнитное поле, и это магнитное поле заставляет ротор вращаться. Ротор будет следовать за этим вращающимся магнитным полем в статоре, без необходимости применения коллектора со щетками

Конструктивно статоры двух моторов похожи, но роторы совершенно разные. Ротор асинхронного двигателя представляет собой «беличью клетку», состоящую из металлических стержней. Ротор синхронного двигателя сверхсильные магнитные редкоземельные магниты «неодим, железо, бор» — № 11 НАУКА и ТЕХНИКА 2021 —

ДВИГАТЕЛЕСТРОЕНИЕ

Магниты обычно не используют непосредственно в качестве роторов, а устанавливают их на стальной сердечник

Силы каждого полюса двух магнитных полей: зеленый означает притяжение разных полюсов, а красный — отталкивание одинаковой полярности, вследствие чего комбинированный силовой эффект заставляет ротор вращаться по часовой стрелке в направлении статора

Когда стальной сердечник поворачивается на 45 градусов, V-образный зазор располагается параллельно направлению магнитного поля, и большая часть силовых линий магнитного поля может плавно проходить через сердечник

мится естественным образом выравниваться с окружающим магнитным полем. Это означает, что ему не нужно создавать собственное электрическое поле за счет индуцированных токов, как в асинхронном двигателе, что сопряжено с меньшими потерями. Наконец, ему не нужны постоянные магниты, что делает его намного дешевле, чем двигатель с постоянными магнитами. Этот угол является состоянием «низкого сопротивления» для магнитного поля. Если магнитное поле вращается в это время, ротор также будет вращаться, потому что если ротор не сле— 2021 НАУКА и ТЕХНИКА № 11 —

дует за вращением, он отклонится от этого угла и войдет в «высокое сопротивление», что приводит к восстановлению кручения. Процесс синхронного вращения ротора с вращающимся магнитным полем — это принцип работы так называемого «синхронного реактивного электродвигателя». Этот тип двигателя не требует установки постоянных магнитов и имеет низкую стоимость. Он используется в некоторых больших электромобилях, но имеет сильную вибрацию и не подходит для бытовых автомобилей. Таким образом, электродвигатель, имеющий ротор с постоянным магнитом, подходит для низкой скорости, большого крутящего момента и большой обратной ЭДС на высокой скорости. Реактивный ротор подходит для работы на высокой скорости, без проблем с противо-ЭДС, но с небольшим крутящим моментом. Но можно совместить преимущества двух вышеуказанных двигателей. Это двигатель IPMSynRM. В новых разработках вместо сильного постоянного магнита, устанавливаемого на внешней поверхности ротора, магниты встраиваются внутри ротора, т. е. получается V-образная встроенная конструкция. Не только Tesla MODEL3, но и почти все синхронные двигатели электромобилей и электромобилей используют этот метод. Но технология отличается. Основное отличие — размер, положение, форма, количество и другие характеристики постоянных магнитов — это маленький секрет производителя. Это основные права интеллектуальной собственности ведущих производителей, таких как Tesla, BBA и Liangtian.

Двигатель IPMSynRM имеет встроенный постоянный магнит, вставленный в пазы ротора. Его крутящий момент зависит от двух аспектов: реактивного момента и момента постоянного магнита naukatehnika.com

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ТРАНСПОРТ

Часть 3

Продолжение. Начало см. в №№ 9, 10 2021 г. «Науки и Техники»)

ТЕПЛОПАРОВОЗНЫЙ ТУПИК

июня 1941 г. «Сталинец» остался в железнодорожном депо Ховрино. Наверное, именно необходимость проведения дальнейших испытаний перспективной техники и доведение ее до технической готовности к серийному изготовлению обусловили решение НКПС оставить теплопаровоз 8000 в глубоком тылу, теперь уже соединив заводские испытания локомотива с нагруженной эксплуатацией по планам тыловых задач НКПС. Пробыв какое-то время на подмосковном экспериментальном кольце НИИЖТ, локомотив с приближением фронта задействовали в эвакуации части правительственных организаций в г. Куйбышеве (Самара), а летом 1942 г. он усиленно эксплуатировался на Московско-Рязанской железной дороге. Здесь специалисты НИИЖТ уточнили КПД теплопаровоза на низких скоростях в условиях графика движения грузовых составов. Он так и не перевалил за 11 %, выйти на расчетные 14 % не удалось. Проведен ряд других исследовательских и доводочных работ. Однако больной вопрос

Теплопаровоз 8001 рядом с паровозом типа СО в депо на регламентных работах

устранения рывков при переходе с пара на дизтопливо решению так и поддавался. Пытаясь разрешить эту проблему, причиной которой являлось периодическое неравенство давлений в передней, задней и средней полостях блока цилиндров, в 1943 г. Л. М. Майзель предложил увеличить индикаторное давление в средних цилиндрах теплопаровоза путем дополнительного впрыска туда водяного пара. Такой впрыск должен происходить только на выпуске газов отработавшего жидкого топлива и уходить уже как смесь газов при продувке цилиндров. Расход воды при этом возрос, но несколько возросла мощность и скорость движения локомотива. Однако введенные Кагановичем принудительные ограничения движений поездов по магистралям до 80 км/ч не давали в полную меру «Восьмитысячнику» применять все свои преимущества. Когда по указанному предложению Майзеля теплопаровоз доработали (Майзель с остальными работниками в 1942 г. эвакуировался на Коломенский паровозостроительный завод), локомотив отправили на дальнейшую опытную эксплуатацию в безводные «теплые края» Средней Азии в качестве альтернативы паровозам с конденсацией пара. Практически все лето и осень 1943 г. «Сталинец» провел на Ташкентской железной дороге, где в Алма-Ате его встречала часть луганчан, эвакуированных с 13,5 % заводского оборудования в Казахстан. Конец 1943 и весну 1944 гг. теплопаровоз провел на ВосточноСибирской железной дороге, и опять-таки его с радостью встречали уже на бурятском Улан-Удэнском паровозостроительном заводе, где работали другие 13 % технологического оборудования, эвакуированного в 1941–1942 гг. из Луганска.

Автор — Дмитрий Любченко 44

naukatehnika.com

— № 11 НАУКА и ТЕХНИКА 2021 —

С полным освобождением территории Советского Союза от немецких захватчиков «Сталинец», находясь в распоряжении специалистов НИИЖТ, в Луганск уже не вернулся. В 1946 г. его перевели в депо Ховрино и продолжили по линии Москва-Бологое опытную гонку с попытками устранения недостатков. Но творческие находки и терпение специалистов уже подходили к концу. Как, впрочем, и почти десятилетняя эксплуатация локомотива. К 1948 г. со «Сталинцем» так и не удалось разрешить целый ряд технических проблем. Так, например, неоднократные конструктивные доработки не устраняли периодическое появление трещин в некоторых деталях блоков цилиндров, как следствие автоматика перекрывала подачу дизтоплива в цилиндры внутреннего сгорания. Выявился повышенный износ рамы, и ее ремонт требовал разборки почти всего теплопаровоза. С длинными и многочисленными изгибами трубопроводов имеющиеся воздуходувки, находясь впереди локомотива, не справлялись. На малых скоростях одновременная работа паровой машины и дизеля давала ощутимые рывки и толчки. При выключении двигателя внутреннего сгорания сильно снижалась тепловая экономичность локомотива, и возникала опасность его остановки вследствие недостаточной паропроизводительности котла. В общем, к недопустимо большому весу теплопаровоза приплюсовался еще и целый букет недостатков. В конце концов в том же году теплопаровоз № 8000 «Сталинец» отвели в отстойник и после развенчания культа личности вместе с паровозами типа ИС пустили под нож.

У ВОРОТ НЕРАЗРЕШИМЫХ ПРОБЛЕМ

Выше упоминалось о начале проектирования в 1940 г. на Луганском паровозостроительном заводе второго теплопаровоза. Причиной тому послужила потребность страны в новых грузовых «вездеходных» паровозах с нагрузкой от колесной пары на рельс до 18 т, но более мощных по сравнению с легкими паровозами СО и более экономичных по сравнению с мощными, но прожорливыми и тяжелыми ФД (см. «Железный Феликс», НиТ № 8 (75), 2012 г.). При создании нового локомотива решили отталкиваться от принципиальной компоновки и принципа действия «Сталинца», что должно значительно сократить время на его разработку и постройку. Однако, учитывая повышенную нагрузку «Восьмитысячника», новый локомотив решили оснастить не четырьмя, а пятью движущими колесами, снижая таким образом нагрузку от каждой оси до вожделенных 18 т (в итоге на рельс теперь уже становилось не шесть, а семь колес). Оперативно внося по результатам первых пробегов «Сталинца» конструктивные доработки в новый проект теплопаровоза, луганчане закончили его разработку и сразу приступили к изготовлению.

Теплопаровоз 8001 во время заводских испытаний. Заметны конструктивные различия с 8000 — 2021 НАУКА и ТЕХНИКА № 11 —

К июню 1941 г. локомотив, которому дали следующий по порядку номер 8001, был готов на 80 %, но с персональным названием пока еще не определились. И если общая масса «Восемь тысяч первого» после всех расчетов и проектирования уже должна была составлять 141 т, то нагрузка на рельсы от оси достигала 20,2 т. Вездеход типа СО заведомо не получался. В сентябре 1941 г. начался первый этап эвакуации Луганского паровозостроительного завода, и постройку «8001» по понятным причинам прекратили. В январе 1942 г. в связи со стабилизацией фронта эвакуацию завода остановили, даже начали возвращать оборудование обратно. Луганчане приступили к строительству и ремонту бронепоездов, изготавливали минометы, башни для танков Т-34, проводили подготовку производства к выпуску автоматического оружия. «8001» казался опять некстати, да и многие комплектующие пошли на более нужное дело. С 1 июля 1942 г. началась вторая и уже полная эвакуация завода. С освобождением Луганска в феврале 1943 г. эвакуированные начали возвращаться в город, и 23 октября 1945 г. Луганский паровозостроительный завод вернулся к выпуску паровозов. В конце мая 1948 г. трудовой коллектив Луганского паровозостроительного завода возобновил постройку «8001». Наоборот, коломенские паровозостроители были загружены разработкой и доводкой новых грузовых и пассажирских паровозов и к своему теплопаровозу ТП1-1, выпущенному еще 26 декабря 1940 г., возвращаться не стали. Поэтому луганчане вполне обоснованно посчитали, что результаты ходовых испытаний «8001» необходимы — они должны лечь в разработку и доводку нового мощного локомотива ОР23-01, впоследствии воплотившего в себе все самое лучшее от 8000 и 8001. При изготовлении «8001» внедрили ряд существенных усовершенствований. Так, диаметры движущих колес снизили с 1 850 до 1 500 мм. С целью устранения различий в индикаторных диаграммах работы передних, средних и задних полостей цилиндров, вызывавших толчки локомотива «8000», уменьшили с 430 до 400 мм диаметры поршней средних полостей и до 425 мм диаметры передних и задних полостей. Переработали шатуны, парогазовые клапаны, улучшили систему охлаждения блока цилиндров. Теперь тепловую машину сразу перепроектировали под работу по смешанному парогазовому циклу, чем улучшались тяговые и теплотехнические характеристики локомотива. Предполагалось, что при трогании с места и скорости до 10 км/ч локомотив будет разгонять только паровая машина в передней и задней полостях. При дальнейшем разгоне начинается смешанная работа водяного пара и дизтоплива в средней полости. naukatehnika.com

Окончание следует

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ТРАНСПОРТ

ИНТЕРВЬЮ

Часть 2

Эксклюзивное интервью

с лауреатом «Оскара»

Евгением Мамутом

Окончание. Начало см. в № 10 2021 г. «Науки и Техники»)

Евгений Мамут — специалист по кинематографическим спецэффектам, стоявший у истоков компьютерной анимации в Советском Союзе. После переезда в Соединенные Штаты работал над 700 рекламами и 40 кинокартинами, среди которых «Голубая лагуна», «Грязные танцы», «Один дома», «Матрица», «Куда приводят мечты». Автор нескольких спецэффектов: «батик», «эластик», «камуфляж». Лауреат премии «Оскар» в номинации Scientific and Engineering Award за разработку трюкмашины для фильма «Хищник». Интервью печатается в двух частях. В первой части мы поговорили с Евгением Мамутом о его жизни в Харькове: увлечении техникой и уникальных экспериментах на киностудии ХПИ). Во второй части интервью речь пойдет о периоде жизни аниматора в США, его авторских кинематографических спецэффектах и трюкмашине, за которую Мамут получил премию «Оскар».

ПЕРВАЯ РАБОТА — МОЙЩИК ПЛЕНКИ

— Как Вы считаете, если бы Вы не переехали в Америку, а остались в Украине, как бы развивалась Ваша карьера? — Я думаю, что никакой карьеры бы не было. Мои друзья, которые до сих пор работают в той же самой кинолаборатории, делают по заказу кафедр научные фильмы, в свободное от работы время что-то снимают, чинят магнитофоны… Вот этим, наверное, занимался бы и я. — Как же Вы все-таки попали в кино в США? Это ведь было непросто?

На рабочем месте. Это трюкмашина, которая получила «Оскар» в 1987 г. Уже через 10 лет она оказалась в Museum of the Moving Image в Нью-Йорке. Сегодня наука развивается по экспоненте — так быстро, что угнаться невозможно. Раньше ты овладел ремеслом сапожника — и мастер до смерти. Сегодня если ты айтишник и не осваиваешь новые программы, то завтра уже отстал бесповоротно

— Да-да, мне сразу все говорили: «Ты в кино даже и не лезь, не пытайся. Туда пытались люди с Мосфильма, Ленфильма, у них ничего не получилось. У тебя специальность — «электроинженер», вот и рассылай резюме на электротехнические заводы, фабрики». И я разослал 200 резюме, а получил два ответа. Один из них был с трансформаторного завода под НьюЙорком. И вот я поехал туда: одним автобусом, вторым... Это оказалось гдето в «черном» районе. Они провели

интервью, сказали: «Спасибо». Я тоже сказал «спасибо», убежал и решил, что я в этот район больше никогда не поеду. А на киностудии я резюме не рассылал. Тогда на встрече Федор Савельевич Хитрук показал мне книжку, которую ему подарили на конференции в Стамбуле, и там было собрано то, что делается в мире по электронной мультипликации (CGI — Computer Generated Imagery). Я попросил эту книжку переснять. В ней были описаны

Автор — Элеонора Бурдина 46

naukatehnika.com

— № 11 НАУКА и ТЕХНИКА 2021 —

ИНТЕРВЬЮ

такие же, как у нас достижения, на том же уровне: кружочки, палочки бегают, прыгают… В конце этой книжки была библиография с телефонами и адресами людей по всему миру, которые занимаются этими вопросами. И там был Джош Розбуш из Нью-Йорка. Я ему позвонил и договорился о встрече. Я приехал, и он мне говорит прямо с порога: «У меня для тебя работы нет, но я хочу знать, что делают в Советском Союзе в плане электронной мультипликации». Мой английский и сейчас очень плохой, а тогда вообще был на нуле. Но мы разговаривали с карандашом и бумагой: он рисовал что-то, я рисовал в ответ. И в конце он сказал: «Я тебе правду сказал: у меня для тебя работы нет. Но у меня есть друг в университете в Лонг-Айленде, который тоже работает в кинолаборатории университета. Они делают то, что делали вы, — фильмы для научных исследований университета, и тоже занимаются электронной мультипликацией на компьютере». И он при мне позвонил своему другу, а тот назначил встречу на понедельник. И вот в воскресенье я уже глажу свой единственный галстук, вдруг звонит Джоэл Хайнек, с которым я общался две недели назад, и он мне сказал в конце разговора: «Не звони нам, мы перезвоним сами». И затем: «У нас заболел мойщик пленки, если хочешь приходи на работу мыть пленку. Но только не в галстуке и костюме,

как ты был в прошлый раз, а в джинсах». Поэтому я не пошел на запланированную встречу и вышел на работу в студию EFX Unlimited на 44-й улице в Манхеттене. «Неограниченные эффекты» — громкое название, конечно, а сама студия –— три комнатки, где делали в основном вставки к рекламам и титры для фильмов. — Как Вы начали делать спецэффекты? — Тогда в США профсоюзы были очень сильные. Сейчас их уже почти не существует. Например, помню както хозяин этой студии вышел в коридор и свистнул одному из сотрудников: «Иди сюда». Тот почему-то обиделся, сразу за телефон — и позвонил боссу профсоюза. Через пять минут босс уже был в студии и такой прочухан дал хозяину студии, что он, бедный, еще месяц не мог отойти. И вот в профсоюзе было главное правило: каждый должен заниматься своим делом и не имеет права дотрагиваться до станка другого, чтобы не отбирать его работу. Помню, я еще работал чистильщиком, подошел к трюкмашине и прикоснулся к ручке, на меня сразу накинулись: «Ты что! Это правило профсоюза, нельзя отбирать работу у твоих братьев и сестер!» Я отошел, но потихонечку продолжал подходить. И через время Джоэл Хайнек таки поставил меня на трюкма-

шину. Первый фильм, который я делал, это была «Голубая лагуна» с Брук Шилдс — кадры, когда она выходит из воды…

ТРЮКМАШИНА, КОТОРАЯ ПРИНЕСЛА «ОСКАР» — В чем заключалась Ваша работа как специалиста по спецэффектам? Мы занимались в основном перепечаткой с негатива на позитив. То есть нам киностудия присылала негатив, который стоит… Нет, даже не так, его цену нельзя определить, потому что, если мы его испортим, то все-все

Реклама новой трюкмашины в журнале «American Cinematographer». По количеству бобышек видно, что возможно совместить изображение сразу с девяти пленок — восемь с проекционных головок и одной в камере

30 марта 1987 г. — вручение Оскара. А 2 апреля опять к станку, опять за работу, потому что новый фильм должен быть на экранах страны в следующую пятницу — 2021 НАУКА и ТЕХНИКА № 11 —

«Встреча со старым другом в музее Нью-Йорка. Сколько было перелопачено, сколько дедлайнов... А тут строгая надпись «руками не трогать». Да тут везде остались мои отпечатки пальцев в течение смен по 17 часов! Как же я могу РУКАМИ НЕ ТРОГАТЬ?» naukatehnika.com

ИНТЕРВЬЮ

– Где-то неделю. Киностудии всегда давали конкретные сроки, «чтобы к этому числу было все готово». — Работа над «Хищником» принесла Вам «Оскар». В чем заключался «камуфляжэффект»? — Не сам «Хищник», а трюкмашина RGA/Oxberry CompuQuad Special Effects Optical Printer, на которой стало возможно создание «камуфляжэффекта» для него. После «Хищника» он был применен еще в десятках фильмов. Я подал заявку на патент, но, как обычно, они затребовали, чтобы заявитель провел поиск аналогов по семи странам за 30 лет. Я понимал, что это бессмысленно, CGI уже у порога и оптические изобретения Так как вокруг были зеленые джунгли, «Хищника» важны только для истории, поэСилуэт Хищника видим как сквозь линзу Френеля. одели в красный костюм для изготовления маски Для этого одного кадрика было изготовлено тому не стал этого делать. 12 масок. Для одной секунды на экране По сути, при помощи масок (24 кадра/с) было изготовлено 24 х 12 = 288 накрылось медным тазом. Ведь перея разбивал многие кадры на фрагмасок. На изготовление такого плана снять его обычно невозможно. Допументы — линии, штрихи, окружно«камуфляж-эффекта» на трюкмашине продолжительностью 5 секунд в 1986 г. стим, кадр был снят где-то на острове сти, а потом из этих разных фрагменушло 1440 масок и 2 недели работы Фиджи летом, а сейчас зима, и главтов оптически составлял новый кадр. ная актриса уже беременна... Так Я понимал, что лет через 10 сканер что негатив — не то что золото, его сможет разбить изображение на пикоценить невозможно. Поэтому мы снисели, компьютер их выстроит в новом мали с него копию и работали уже порядке в новое изображение, а лазер с ней, дубль-негативом. Снять копию — выведет на пленку. С той только разсамая ответственная часть работы: две ницей, что в «эластик-эффекте» я разпленки — негатив и чистая пленка — бивал изображение максимум на 1200 пропускаются в темном «ящике», и изо- фрагментов, а CGI сегодня может разбражение контактно перепечатывабить его больше, чем на 4000 пикселей. ется. Но если что-то в этом «ящике» пойдет не так, то машина перемелет — Расскажите об этой трюкмашине и негатив, и позитив. Однажды так слуподробнее. чилось у одной из сотрудниц, которая — Она делалась на заводе Oxberry работала на этом станке: колесо, придля моего первого эффекта — «эланимавшее пленку, застопорилось — стик»: с помощью его объект можно и все, весь негатив стал трухой. После было по-разному видоизменять, этого случая хозяин студии сам делал в то время как остальной фон остаэту операцию. вался нетронутым. Это достигалось Так что мы работаем всегда с дубльпри помощи множества масок (до 1200 позитивом, реализуем те эффекты, штук), которые в нужный момент перекоторые нужно. Допустим, двойник крывали кадр. У меня были определенразговаривает с героем. Для этого ные требования к этой машине, поэмаской закрывается левая половина тому туда поставили два дополникадра и в правую впечатывается актер. тельных обтюратора и изменили проПотом пленку перематывают на начало, граммное обеспечение. Из силуэта Хищника были изготовлены закрывают маской правую половину Компьютерных спецэффектов еще прозрачные концентрические маскикадра и впечатывают того же актера не было, но трюкмашина могла управленточки, через которые был впечатан в левую половину, пленку проявляться компьютером. То есть если фон за Хищником в разном масштабе. ляют — и в результате актер разговараньше мы работали с масками вручВ результате фон за силуэтом Хищника оказался ступенчато ривает сам с собой. ную, то теперь компьютер управискаженным, когда Хищник двигался, лял моторами, которые передвигали и почти незаметным, когда он был — Сколько по времени занимала камеру, делали наезды, отъезды, сменеподвижным работа над одним планом фильма? щение пленки и пр. 48

naukatehnika.com

— № 11 НАУКА и ТЕХНИКА 2021 —

ИНТЕРВЬЮ

Oxberry сделали трюкмашину высокого качества и наняли из Канады программиста, который написал для нее программу из 36 команд: стоп, вправо, влево, север-юг, восток-запад…

АВТОРСКИЕ СПЕЦЭФФЕКТЫ: «ЭЛАСТИК» И «КАМУФЛЯЖ»

— A как Вы придумали «эластикэффект»? — История создания «эластикэффекта» такая. Как-то меня спросил мой коллега Джефф Клейзер (у него сейчас две киностудии), видел ли я картину «2001: A Space Odyssey» Стэнли Кубрика. Он показал мне этот фильм — и я просто опешил от спецэффекта Slit Scan Effect (сканирование щелью), который там сделал Дуглас Трамбалл (известный в Голливуде мастер визуальных эффектов. — Прим. авт.). Джефф рассказал мне «на пальцах», как это было сделано: в фотоувеличитель заряжается негатив, проектируется на бумагу, но на нее кладется черная бумага со щелью, т е. фотобумага лежит на столе, а черная бумага со щелью двигается сверху вниз. Открывается затвор, свет идет с негатива на бумагу, но бумага видит только щель, и эту щель начинают двигать, экспонируя весь кадр. Затвор закрывается. Это можно объяснить на примере сканера. Если положить ладонь на сканер и просканировать, получится ладонь. А если одновременно с линией сканера двигать самой рукой? Получается, длинная ладонь. А если ее двигать в обратную сторону? Короткая ладонь. Эффект Slit Scan изо-

брел в 1950 г. John Whitney, двигая щель в одной плоскости (X, Y). В 1968 г. Дуглас Трамбалл при сканировании добавил движение камеры в трех измерениях (X, Y, Z) и применил этот эффект в эпизоде «Звездный коридор» фильма «2001: A Space Odyssey». В 1979 г. я подумал: «А если в процессе сканирования изменять форму щели, то можно получить новые возможности». Но так как форму щели при сканировании изменить невозможно, то надо останавливаться и менять бумажки с другой формой щели, например начать с точки и концентрическими окружностями заполнить весь кадр. Так получился «эластик-эффект». Для первых опытов я менял маски 50 раз, потом уже 100… Когда мы делали рекламу для Renault, где красный автомобиль изгибается на повороте, там было использовано 1200 масок. Конечно, вручную это сделать невозможно. Представьте, например, есть 50 черных бумажек с разными вырезанными прозрачными масками, каждая маска имеет разную конфигурацию. Надо закрыть объектив, открыть, потом сфотографировать линию, снова закрыть объектив, поменять маску на более изогнутую… И так 50 раз на одну и ту же фотобумагу. Это, конечно, неимоверный труд. Плюс очень легко ошибиться. Я могу забыть, открыл ли я, закрыл ли, передвинул или нет. Когда появилась управляемая компьютером трюкмашина для пленки, без всяких бумажек, это стало возможным. — То есть «камуфляж-эффект» был сделан на основе «эластик-эффекта»?

— Для «Хищника» была задача: показать силуэт Хищника видимым, когда он движется, и невидимым, когда неподвижен. Наша студия предоставила несколько различных вариантов, одним из которых был «эластикэффект». Во время первого опыта я применил 100 масок, но это, конечно, была сумасшедшая работа. Например, какой-то план на 4 секунды по 24 кадра в секунду — это 96 кадров, 96 кадров по 100 масок — уже 9600. Джоэл Хайнек предложил использовать всего 6–12 масок. Изображение стало не такое плавное, а ступенчатое, но нам это даже понравилось больше, выглядело как линза Френеля. Для каждого кадра надо было изготовить «блуждающую маску» по обычной технологии, а из нее произвести 6–12 прозрачных концентрических ленточек. Но из шара концентрические ленточки легко получить простым уменьшением масштаба, а вот из силуэта Хищника это не работает. В «эластик-эффекте» для изготовления концентричных масок из силуэта человека я применял вращающееся толстое плоское стекло, наклоняя его под разными углами от кадра к кадру. В «Хищнике» Джоэл предложил получить эти ленточки дискретно, смещая исходную маску 4 раза: восток-запад-север-юг. Фон с изображением джунглей впечатывался через эти ленточки с разным увеличением и смещением. В результате получилось изображение движущейся «линзы Френеля». То есть «Оскар» нам принес именно станок, который был сделан раньше. Но заметили эффекты, сделанные на нем, только в «Хищнике».

«Эластик-эффекты», кадры из фильма Jekyll and Hyde (1982) — 2021 НАУКА и ТЕХНИКА № 11 —

naukatehnika.com

ИНТЕРВЬЮ

«Эластик-эффект». Движение машины было снято в реальном времени. Для получения нового кадрика, с каждого кадрика живого плана при помощи 1200 масок была спечатана только узкая полоска. В результате все полоски полностью заполнили новый кадрик. В итоге все, что двигалось, растянулось, что не двигалось — осталось неизменным. На машине даже видны реальные блики при повороте

Как было в самой «Матрице»

Та самая сковородка с зеркалами

— Ожидали, что можете получить «Оскар»? — Нет, даже когда получил, не осознавал этого, потому что все получилось неожиданно и сумбурно. — Помню, Вы говорили, что Вас даже не хотели пускать на церемонию вручения… — Не то что не хотели пускать, просто даже времени не было туда поехать. Мы работали над фильмом, который вот-вот должен был выйти в кинотеатрах. Поэтому владелец студии и супервайзер могли поехать, но комуто же надо было работать на станке, чтобы кинокартина вышла. Дедлайны очень строгие. Допустим, если фильм не выйдет в ту пятницу, в которую должен, а тут как раз начинаются детские каникулы… Сумасшедшие дети ворвутся в кинотеатр, а в прокате идет другая картина. Это значит, что наш продюсер получит не 100 миллионов, а один — и тогда уже никому не поздо50

naukatehnika.com

Была составлена библиотека возможностей «эластик-эффекта». Заказчики, даже после просмотра этого каталога, все равно спрашивали: «Ну, хорошо, мы верим, что растянуть машину вы сможете, а человека?» — № 11 НАУКА и ТЕХНИКА 2021 —

ИНТЕРВЬЮ

ровится. Если объявили, что фильм выйдет такого-то числа, он должен выйти в срок, потому что после он уже никого не интересует: будут другие картины, другие фирмы получат доходы. Поэтому начальник мне сказал: «Ты не можешь поехать». Но я взял отпуск (у меня было 50 недель неиспользованного отпуска) и поехал самовольно. Начальник, конечно, был в курсе. Мы вместе получили приз — и на следующий день я уехал. Фильм, над которым мы работали, был сдан вовремя. Понимаете, я тогда и не почувствовал, что получил «Оскар». Случилось это позже, когда Станислав Сукненко написал книжку «Из Украины в Голливуд», и мы презентовали ее по разным городам. И еще чуть раньше, когда Владимир Миславский написал книжку «Харьков кинематографический» и нас с Ирой пригласили на фестиваль «Харьковская сирень». Все говорили: «Оскар, Оскар!». А тогда больше 30 лет назад в Америке никто на это особо не обращал внимание.

САМЫЕ СЛОЖНЫЕ ПРОЕКТЫ

— Вы говорили, что во многих фильмах, к примеру, в той же «Матрице», делали простую техническую работу. Что это значит? Обычная работа на трюкмашине — это блуждающая маска, трейсинг, наплывы, затемнения. В «Матрице» наша компания MassIllusion разработала эффект «Застывшего времени». Человек в прыжке зависает неподвижно в воздухе, а камера в это время облетает вокруг. Устанавливаются 120 фотокамер, и когда актер в верхней точке прыжка — то все камеры одновременно снимают кадр, пленки проявляются, сканируются, и кадры последовательно выставляются. В нашем музее (Евгений Мамут вместе с супругой Ириной Борисовой создали в 2002 г. музей анимации и спецэффектов «Animagic». — Прим. авт.) мы показываем, как сделать такой эффект без 120 фотокамер при помощи обычной сковородки и восьми зеркал, установленных под углом по периметру сковородки. В центре сковородки зажигаем бенгальский огонь. Время жизни каждой искры — доли миллисекунды, она погаснет, пока камера будет облетать вокруг. Но так как эта искра одновременно отражается в каждом зеркале с другой точки зрения, то, выстроив их последовательно на экране, видим, что искра горит в течение всего времени облета. — 2021 НАУКА и ТЕХНИКА № 11 —

Спектакль «Снежная Королева», Харьковский театр кукол. Эпизод «Домик Разбойницы». Зрители в зале видят комбинированное изображение: лес — на переднем экране, в котором отверстие 2 х 1,5 метра. Этот экран также служит ширмой для актеров. Комната в избушке на заднем экране, а куклы играют между экранами

— Вы работали над многими фильмами и рекламами. Какая работа была самой сложной? — Была очень сложная работа для рекламы IBM, потому что мы делали ее без компьютера. Сюжет был такой: идет человек, а у него на плече сидит тот же самый человек, только маленький, и говорит: «В наш офис привезли новый компьютер, он делает то, се…». Естественно, маленький человечек — это тот же, что и идет, только его сняли в другое время и уменьшили до такого размера. И у нас была задача этого человечка переместить, чтобы казалось, что он сидит на плече, а не болтается, как угодно. Мы спроектировали изображение на небольшой экранчик, нашли определенные точки на плече и маленьком человечке и потом совмещали эти два изображения на каждом кадрике, при этом записывая на бумаге: «Перемещение восток-запад 5 микрон, север-юг — три микрона». Переходим к следующему кадрику, снова записываем перемещение… А пока герой идет по коридору, там тысячи этих кадриков! Мы с Джоэлом чуть с ума не сошли, пока делали это все вручную. Конечно, сейчас на компьютере трекпрограммы сами следят, как человек идет, как все это совмещать и пр. Еще сложным был «Хищник», хотя мы уже применили компьютер для управления моторами трюкмашины. Лет через восемь в 1986 г. я попробовал создать аналогичный план такой же продолжительности с помощи CGI и программы Cineon,

и у меня ушло минут 10 вместо двух недель. — А какой из Ваших проектов был самым интересным? — Для меня все было интересно. Мне повезло, что я всю жизнь только игрался. Моя жена «от первого брака» так и говорила: «Я работаю, а ты играешься». — Как сейчас реализуете свою потребность в экспериментах? — Мы продолжаем «играться» и делать спецэффекты в нашем музее «Animagic». Например, у нас летает «голографическая» тень отца Гамлета на фоне средневекового замка в трехмерной диораме, висит в воздухе капля воды, управляемая голосом, в реальном времени объемные мышки из папье-маше превращаются в паучков, демонстрируем стереоролики на экране антикварного, выпуска 1960 г. телевизора… Ира продолжает удаленно сотрудничать с Харьковским театром кукол, там тоже постоянно надо что-то придумывать. Например, по идее сценариста и актрисы Ирины Рабинович в спектакле «Снежная Королева» мы применили два проектора: рирпроектор и фронтпроектор, который проектирует на дополнительный экран с отверстием. Результат превзошел наши ожидания. Это был прорыв в технологии создания спектаклей Кукольного театра. То есть создание экспериментов — как езда на велосипеде: если ты научился кататься, то уже не разучишься никогда. naukatehnika.com

ИСТОРИЯ РАЗРАБОТКИ

БАТИСКАФ

Часть 2

Окончание. Начало см. в № 9 2021 г. «Науки и Техники»)

Батискаф «ТРИЕСТ»

ОГЮСТА ПИКАРА

СОЗДАНИЕ БАТИСКАФА FNRS-3 Промозглым дождливым днем в ноябре 1948 г. профессор Пиккар, его сотрудники и батискаф FNRS-2 вернулись из солнечного Дакара в Бельгию. В результате проведенных погружений у островов Зеленого Мыса стало ясно, что на основе батискафа FNRS-2 можно создать более современный аппарат, решив для этого следующие задачи: 33 построить более прочный поплавок батискафа, способный выдерживать при его (батискафа) самостоятельном плавании удары волн на поверхности моря; 33 построить в батискафе шахту (трубу) в гондолу, что должно обеспечить выход членов экипажа из гондолы до подъема батискафа с поверхности моря на судно. Однако в Бельгийском национальном фонде, который финансировал работы по созданию и испытаниям батискафа FNRS-2, с этими выводами не согласились и решили не заниматься больше батискафом.

Следует сказать, что за испытаниями батискафа в Дакаре пристально следили несколько французских офицеров и научных сотрудников, восхищавшихся достигнутыми результатами. Они стали уговаривать французское министерство военно-морского флота заняться доработкой батискафа и его испытаниями в Тулоне. В Париже отказались финансировать доработку батискафа, хотя готовы были организовать его погружение. Тем временем среди швейцарских ученых нашлось немало людей, принявших близко к сердцу судьбу батискафа. Швейцария — сухопутная страна, от ее границ до моря 200 км, тем не менее у нее есть торговый флот, и множество ее граждан живо интересуются

Автор — Юрий Чернихов 52

naukatehnika.com

— № 11 НАУКА и ТЕХНИКА 2021 —

ИСТОРИЯ РАЗРАБОТКИ

морем. Для Пиккара открылась возможность попытать счастье на родине, поскольку французы никак не могли прийти к соглашению с бельгийцами, хотя 10 апреля 1949 г. Бельгийский национальный фонд официально предложил передать батискаф французскому ВМФ для его усовершенствования. За зиму 1949–1950 гг. в Швейцарии была собрана основная часть средств, необходимых для доработки батискафа; в финансировании участвовали кантональные власти, университеты, промышленные фирмы и отдельные граждане. В мае 1950 г. работы над проектом шли полным ходом. Профессор Пиккар, приглашенный Женевским кантоном, возглавил работы по реконструкции батискафа. Наконец, 9 октября 1950 г. было подписано окончательное соглашение между французским флотом и Бельгийским национальным фондом, согласно которому ВМФ Франции обязывался построить новый батискаф с использованием гондолы FNRS-2 и становился его собственником после трех успешных испытаний. Одна из статей договора уточняла, что этот батискаф будет именоваться FNRS-3, а другая гласила, что «профессора Пиккар и Казинс приглашаются в качестве научных консультантов». Разработку батискафа FNRS-3 возглавил инженер Корабельного корпуса Тулонского арсенала Ж. М. Гемп. Гондолу FNRS-2 разместили на военно-морской верфи в Тулоне. Пиккар предоставил в распоряжение французских специалистов чертежи нового поплавка и все необходимые расчеты. В 1951 г. командиром строящегося судна был назначен капитан-лейтенант Жорж Уо. (рис. 1). Тем не менее FNRS-3 был спущен на воду в Тулоне под французским флагом только 3 июня 1953 г. (рис. 2) Объяснялась столь длительная задер-

жка тем, что во французском флоте не было физика с таким опытом, как у профессора Пиккара. Его знания могли бы сослужить добрую службу и стать основой плодотворного сотрудничества, Но этого не случилось. Самомнение французских специалистов и их стремление защитить честь мундира привели к значительной временной задержке выполнения работ по созданию батискафа FNRS-3. Следует отметить, что «деликатные» французы «забыли» пригласить на спуск на воду батискафа FNRS-3 профессора Пиккара — его изобретателя. В 1953–1954 гг. капитан-лейтенант Жорж Уо и инженер Пьер Вильм совершили ряд успешных погружений на глубину 750, 1 500, 2 300 м (рис. 3). 15 февраля 1954 г. Уо и Вильм погрузились на батискафе FNRS-3 вблизи Дакара на глубину 4 050 метров. Достигнутый ими результат по глубине погружения пилотируемых аппаратов был в течение некоторого времени рекордным. В 1961 г. после выработки ресурса (металл гондолы «устал») батискаф FNRS-3 был установлен как корабль-памятник в Тулоне.

Рис. 1. Капитан-лейтенант ВМФ Франции Жорж Уо

Рис. 2. Спуск на воду батискафа FNRS–3 в Тулоне

— 2021 НАУКА и ТЕХНИКА № 11 —

БАТИСКАФ «ТРИЕСТ» ОГЮСТА ПИККАРА Зимой 1951–1952 гг. Жак Пиккар, сын профессора Пиккара, познакомился с профессором Диего де Энрикесом, директором военноисторического музея Триеста. Мечтой Энрикеса было превращение родного города в крупный международный культурный и научный центр. Он предложил Жаку Пиккару выбрать Триест базой для постройки нового батискафа. План Энрикеса поддержали несколько промышленников. Было принято принципиальное решение: на средства, собранные в Швейцарии и до сих пор почти полностью лежавшие без движения, плюс пожертвования граждан Триеста и Италии построить здесь новый батискаф, который должен был получить название «ТРИЕСТ». Окончательное решение можно было принять, только получив согласие Бельгийского национального фонда и французского ВМФ; согласие было дано с легкостью. В январе 1952 г. Огюст Пиккар приехал в Триест, где и приступил к работе. В конце 1952 г. был изготовлен поплавок; его изготовило «Объединение верфей Адриатики» в Монфальконе, возле Триеста. Гондолу сделала фирма в Терни (Центральная Италия). Она была безукоризненно выкована, обработана на токарном станке весной 1953 г. Сборка батискафа (поплавка и гондолы) производилась на судоверфи «Навальмеканика» в Кастелламмаре-ди-Ста-

naukatehnika.com

ИСТОРИЯ РАЗРАБОТКИ

Рис. 4. Спуск на воду батискафа «ТРИЕСТ» в Кастелламмаре. 1 августа 1953 г.

Рис. 3. Пьер Вилм и Жорж Уо (в центре)

бия (в южной части Неаполитанского залива) под руководством Жака Пиккара. 1 августа 1953 г. на батискафе «ТРИЕСТ» подняли итальянский и швейцарский флаги, и он был спущен на воду (рис. 4). Схема устройства батискафа «ТРИЕСТ» показана на рис. 5. Легкий (5-миллиметровый) стальной корпус-поплавок имел простую цилиндрическую форму с одинаковыми заострениями-обтекателями в оконечностях. Корпус разделен гофрированными переборками толщиной 3 мм на отсеки 2 (12 отсеков общим объемом 106,4 м3 для бензина) и две балластные водяные цистерны (носовая 1 и кормовая 12) по 6 м3 в оконечностях. Вес пустого поплавка, вмещавшего 86 000 литров бензина, составлял всего 15 т, длина корпуса 15,1 м. Корпус, форма которого проверялась специальными испытаниями модели, имел внутренние кили для уменьшения качки. В кормовой части имелся вертикальный киль-плавник, обеспечивающий устойчивость батискафа на курсе, что особенно важно при его буксировке. В носовой части на уровне палубы батискафа по бортам расположены гребные винты 18. Переменный балласт (9 т железной дроби) засыпался в два бункера 4, сваренных из листовой стали, снабженных электромагнитными клапанами 5 отдачи дроби. Входная шахта 10 представляет собой трубу диаметром 0,65 м, проходящую через весь поплавок и заканчивающуюся вестибюлем. К нижней части поплавка на двух перекрещивающихся лентах из мягкой стали подвешена гондола 8 с входным люком 9 и иллюминатором 7. На рисунке также показаны: 3 — прожектор, 6 — электронная вспышка, 11 — гайдроп, 13 — клапан вентиляции, 14 — электро54

naukatehnika.com

Рис. 5. Батискаф «ТРИЕСТ» в разрезе

магнитный привод отдачи гайдропа, 15 — электромагнитный привод отдачи бункера, 16 — маневровый клапан стравливания бензина, 17 — устройство для подачи воздуха. Начался насыщенный период испытаний батискафа, которые неизменно проводились отцом и сыном Пиккарами (рис. 6). И уже 30 сентября 1953 г. батискаф «ТРИЕСТ» совершил погружение на глубину 3 150 м возле острова Понца в Тирренском море неподалеку от западного побережья Апеннинского полуострова. Это был новый мировой рекорд. До этого, 14 августа 1953 г., батискаф FNRS-3, пилотируемый французами — офицером ВМФ Франции, океанографом Жоржем Уо и инженером Пьером Вильмом, опустился на глубину 2 300 м около Тулона. В феврале 1954 г.эти же исследователи на батискафе FNRS-3 погрузились на глубину 4 050 м в 160 милях юго-западнее Дакара. В 1954 г. группа Огюста Пиккара получила щедрую финансовую поддержку от фирмы «ФИАТ», благодаря чему батискаф «ТРИЕСТ» совершил серию из восьми погружений в Неаполитанском заливе. Была испытана новая система освещения. Громоздкие светильники, оснащавшие FNRS-2 и FNRS-3, были заменены на маленькие лампы «ФИЛИПС», наполненные парами ртути. Мощностью они во много раз превосходили прежние и выдерживали давление самых больших глубин (рис. 7). В 1956 г. Жак Пиккар в паре с профессором геологии Миланского университета Поллини совершили на батискафе «ТРИЕСТ» погружения на 150, 620, 1 100, 2 000 и 3 700 м. В конце сезона этого года в Кастелламмаре приехали взглянуть на «ТРИЕСТ» несколько офицеров ВМФ — № 11 НАУКА и ТЕХНИКА 2021 —

ИСТОРИЯ РАЗРАБОТКИ

США. Они воочию убедились, что батискаф способен опускаться в 100 раз глубже обычной подводной лодки.

ПОГРУЖЕНИЯ БАТИСКАФА «ТРИЕСТ» ВОЗЛЕ САН-ДИЕГО (США)

В конце 1956 г. Жак Пиккар прочел ряд лекций о батискафе «ТРИЕСТ» в океанографических центрах США. После тщательного обсуждения этого вопроса, в котором приняли участие такие серьезные научные организации, как «Вудсхолл», Институт Скриппса, Управление морских исследований (УМИ) ВМФ США, Национальная академия наук, было принято решение провести совместные с группой Пиккара исследования морских глубин с помощью батискафа «ТРИЕСТ». В феврале 1957 г. группа Пиккара подписала с УМИ США контракт на проведение таких исследований. Во второй половине 1957 г. было проведено 27 погружений «ТРИЕСТА» в Средиземном море на глубину до 3 700 м. В экипаж батискафа влились океанографы из Америки и Европы. Целью исследований было изучение биологии, геологии и физики морских глубин, определение источников шума моря и распространения звука в морской среде. Определялась также возможность применения батискафа для спасения экипажей затонувших подводных лодок. Завершив в 1957 г. серию успешных погружений, группа Пиккара совместно с Лабораторией электроники в Сан-Диего, Калифорния, начала активно готовить программу изучения Тихого океана. Для реализации этой программы УМИ ВМФ США купило у Пиккаров батискаф «ТРИЕСТ»; найти в Европе сред-

Рис. 6. Огюст и Жак Пиккары — 2021 НАУКА и ТЕХНИКА № 11 —

ства для продолжения работ в Кастелламмаре было невозможно. В соответствии с этим контрактом Жак Пиккар оставался пилотом «ТРИЕСТА» в течение года, а в последующем мог принимать участие в погружениях, посвященных «особым целям». Поплавок и гондола батискафа «ТРИЕСТ» для путешествия через Атлантику были укреплены порознь в специальных стальных люльках и погружены на палубу «Атмара», корабля службы военноморских перевозок США, который и повез свою добычу через океан. Батискаф увозили в Америку, потому что на родине его не могли уберечь… Гибралтар, Атлантика, Норфолк, Панама — основные этапы плавания «Атмара», который, наконец, прибыл в августе 1958 г. в СанДиего. Лаборатория электроники ВМФ США представляла собой ультрасовременный научный центр, заложенный во время Второй мировой войны. В середине ХХ в. радар и сонар стали двумя столпами в системе обороны любого государства. Но создание сонаров и акустических приборов немыслимо без изучения моря; электроника, таким образом, входит в тесный контакт с океанографией. Прибытие батискафа в Сан-Диего вызвало взрыв всеобщего ликования. Утренние и вечерние газеты пестрели аршинными заголовками, помещая большие фотографии батискафа. Специально для него выстроили бетонную платформу и строительные леса из алюминиевых труб. Для обслуживания батискафа была создана целая бригада специалистов, куда входили механики, электрики, моряки, океанографы. Полукустарная эпоха Кастелламмаре миновала… В мае 1959 г. Жак Пиккар и американские исследователи приступили к выполнению программы научных погружений у СанДиего. За три недели был выполнен ряд экспериментов по определению скорости прохождения звука на различных глубинах, сменный экипаж осваивал управление батискафом. Затем «ТРИЕСТ» поставили в док. Вторая основная цель программы погружений, а именно погружение на дно самой глубокой в мире известной океанографам котловины Челленджера Марианской впадины (рис. 8) (район Гуама), достигающей глубины почти 11 000 м, держалась покамест в секрете. Следует сказать, что еще в 1958 г. Пиккарам было ясно, что при погружении на предельные глубины рискованно рассчитывать на гондолу «ТРИЕСТА», изготовленную в 1952 г. для глубин 3 000–4 000 м. От многочисленных погружений материал гондолы, несомненно, устал. Осенью 1958 г. Жак Пиккар обратился в фирму «КРУПП» с предложением принять заказ на изготовление гондолы для батискафа, способной выдержать давление 1 100 атм. Заказ был принят. При изготовлении сферу разделили не на две, а на три части: центральное кольцо и два шаровых сегмента. Такой способ позволил уменьшить вес поковок, что, в свою очередь, облегчило термиче-

Рис. 7. Картина «Батискаф «ТРИЕСТ» на дне» naukatehnika.com

ИСТОРИЯ РАЗРАБОТКИ

Рис. 9. Батискаф «ТРИЕСТ» на подходе к Марианской впадине

Рис. 8. Марианская впадина

клея, в качестве которого был применен аральдит-103, ранее примененный Огюстом Пиккаром для уплотнения проходов кабелей. Чтобы испытать гондолу, была изготовлена ее модель в масштабе 1 : 20. В испытательной камере внешнее давление на модель повышали до тех пор, пока она не разрушилась. Это произошло при давлении 2 200 атм, что в два раза превышает давление на глубине 11 000 м. Причиной разрушения модели гондолы был сдвиг ее частей в местах соединения. В апреле 1959 г. новая гондола была доставлена морем в Сан-Диего. После окончания майских (1959 г.) погружений «ТРИЕСТА» старую гондолу стали менять на новую, крупповскую. В связи с увеличением веса новой гондолы на 3 т необходимо было принять в поплавок дополнительно 10 м3 бензина, а для увеличения глубины погружения потребовалось увеличить запас балласта (из расчета 1 т на 1 км погружения).У поплавка срезали оба конца и вварили два новых отсека по 1,2 м длины, увеличив тем самым его объем. Были увеличены и бункеры для балласта. В начале сентября все работы были закончены.

ПРОЕКТ «НЕКТОН» (ПОГРУЖЕНИЕ НА ДНО МАРИАНСКОЙ ВПАДИНЫ)

Огюст Пиккар

скую обработку частей гондолы, производимую с целью снятия остаточных напряжений. В качестве материала для изготовления новой гондолы была применена высокопрочная легированная сталь. Части гондолы были выкованы при помощи мощного пресса, затем они были тщательно обточены на карусельном станке. Стыки частей гондолы представляли собой поверхности конусов, образующие которых должны пересекаться в центре сферы. Эти поверхности подвергались особо тщательной обработке. В отличие от ранее построенных гондол, части новой гондолы не имели фланцев и соединялись при помощи 56

naukatehnika.com

После двух пробных погружений у Сан-Диего батискаф разобрали. Гондолу уложили в трюм «Санта-Марианы», корабля, который совершал регулярные рейсы с заходом на Гуам, а на его палубу поместили поплавок в люльке, которая была изготовлена еще в Кастелламмаре. В таком разобранном виде батискаф «ТРИЕСТ» и прибыл на базу ВМФ США на Гуаме. Вскоре там же собрались все члены «группы глубоководных испытаний», как они теперь именовались. Операция по погружению на дно желоба Челленджера получила официальное название: проект «Нектон» (нектон — совокупность свободно плавающих морских животных). Военно-морской флот всеми силами и средствами способствовал успеху операции. В первых числах ноября «ТРИЕСТ» был собран. Поначалу для общей проверки было совершено маленькое погружение на рейде, а затем опустились на глубину 1 500 м у западного побережья Гуама. В двухстах милях к юго-западу от этого острова Жак Пиккар и доктор Андреас Рехнитцер опустились в «ТРИЕСТЕ» на глубину 5 530 м, а затем Жак Пиккар и лейтенант ВМФ США Дон Уолш — на глубину 7 025 м. 23 января 1960 г. Жак Пиккар и Дон Уолш должны были достигнуть дна Марианской впадины. В этот день к намеченному заранее району — № 11 НАУКА и ТЕХНИКА 2021 —

ИСТОРИЯ РАЗРАБОТКИ

после четырехдневного плавания подошла маленькая флотилия, состоящая всего из двух кораблей — буксира «УОНДЕКС» и батискафа «ТРИЕСТ» (рис. 9). Именно здесь, в западной части Тихого океана, в 220 милях от острова Гуам находится «подводный Эверест» — глубочайшее место Мирового океана. Желоб Челленджера, находящийся в юго-западной части Марианской впа-

дины, представляет собой относительно узкое подводное ущелье и имеет четыре мили в длину и одну в ширину. Очевидно, что начинать погружение следовало совершенно точно над серединой желоба; тогда при отсутствии подводных течений, которые могут снести батискаф на край ущелья, успех погружений будет обеспечен. Эхолот позволяет определить глубину и рельеф дна под днищем корабля. Но в данном случае была нужна особая точность. Организаторы погружения произвели около 300 взрывов и по времени прохождения звука до дна и обратно с максимальной точностью определили глубину. Все приборы показывали глубину 11 000 м. Участники погружения — Жак Пиккар и Дон Уолш — заняли места в гондоле. Батискаф принял водяной балласт и начал погружаться (рис. 10). До глубины 7 800 м «ТРИЕСТ» погружался со средней скоростью 0,9 м/с, затем скорость уменьшилась до 0,6 м/с, после глубины 9 000 м — до 0,3 м/с. Снижение скорости позволило уменьшить силу возможного удара о дно и получить более точные показания эхолота. Спустя 4 часа 28 мин с момента начала погружения «ТРИЕСТ» приземлился на дно океана — глубина 10 919 м. «ТРИЕСТ» находился на дне 30 мин. Исследователи измерили температуру и радиоактивность воды. Дон Уолш несколько раз сообщил по акустическому телефону на поверхность: «ТРИЕСТ» на дне, исследуемая глубина — ноль!». Затем начался подьем. Его скорость по мере расширения бензина в поплавке увеличивалась: с 0,5 м/с вначале она возросла на глубине 6 000 м до 0,9 м/с, а на глубине 3 000 м достигла 1,5 м/с. Подъем продолжался 3 часа 27 мин. Операция «Нектон» была завершена (рис. 11). Таким образом, все рекордное погружение на дно Марианской впадины заняло 8 часов 25 мин. Это были звездные часы человечества.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Рис. 10. Пиккар (в центре) и Уолш в гондоле батискафа «ТРИЕСТ»

Процесс усовершенствования батискафа «ТРИЕСТ» продолжался; затем появились батискаф «ТРИЕСТ-2» и ряд других батискафов (американских, французских, советских, российских, японских). Но батискаф «ТРИЕСТ», созданный знаниями и талантом профессора Огюста Пиккара, пилотируемый Жаком Пиккаром и Доном Уолшем, навсегда остался тем аппаратом, который первым достиг самой глубокой точки Мирового океана. Огюст Пиккар умер 24 марта 1962 г. в Лозанне, Швейцария. Гроб с его телом был покрыт швейцарским флагом, побывавшем на дне Марианской впадины в созданном им батискафе.

Рис. 11. Уолш и Пиккар на палубе батискафа «ТРИЕСТ» — 2021 НАУКА и ТЕХНИКА № 11 —

naukatehnika.com

ОРУЖИЕ

Часть 1

ИЗ КРИВОГО СТВОЛА. «Кривое» оружие «непрямой наводки» ВЫСТРЕЛ ИЗ-ЗА УГЛА ПРЕДЫСТОРИЯ КРИВОЛИНЕЙНОГО ОРУЖИЯ Прапорщик объясняет на занятиях: «Пушка всегда стреляет по параболе» (рисует на доске). Солдат: «А если пушку на бок положить, она за угол застрельнет?» Прапорщик (подумав): «Застрельнет. Но по Уставу не положено». Армейский анекдот Вариант концовки: — Товарищ прапорщик, получается можно стрелять из-за угла? — Х-м-м-м... Получается, что можно, товарищ боец... Но советские солдаты из-за угла не стреляют! Идея «безопасной» стрельбы стара, как само стрелковое оружие. Всегда хочется безнаказанно поражать противника, самому находясь в полной безопасности — хотя бы за углом здания или в окопе, не подставляясь под выстрел супостата. Многим из нас знакомы по мультфильмам и комиксам ружья и пистолеты с «кривыми» стволами, из которых герой стреляет из-за угла, в то время как сам полностью спрятался за какой-либо преградой. Но многие думают, что применение подобного оружия мультфильмами же и ограничивается. Но это отнюдь не так! Тема «оружия с кривым стволом» неизменно привлекает интерес и порождает немало фантастических версий. Что же реально представляло собой это оружие и для чего было создано? По сути, это один из вариантов веде-

ния прицельной стрельбы из укрытий при относительно безопасном положении стреляющего. Подобные системы оружия (кривоствольные пулеметы) действительно состоят (во всяком случае, состояли лет 30 тому назад) на вооружении отечественных стационарных долговременных фортификационных сооружений — ДОТов (в частности, в укрепрайонах Дальнего Востока), и разработаны они были уже довольно давно. Над горизонтальной бронеплитой, установленной в уровне земли, возвышался только криволинейный ствол пулемета, смонтированного в шаровой установке, а казенная часть и боезапас располагались целиком под плитой, что увеличивало удобство и, главное, безопасность обслуживания оружия в бою. Прицеливание осуществлялось через перископический прицел. Что особенно интересно, именно кривоствольность обеспечивает этому пулемету уникальные баллистические свойства, позволяющие гораздо эффективнее в сравнении с другими видами оружия поражать врага в окопах. Но обо всем по порядку. Cама идея создания оружия с искривленным стволом далеко не нова. Интересно, что кривоствольные пушки активно разрабатывались еще в прошлом веке. Правда, целью было не собственно стрельба из-за угла, а существенное повышение дальности артиллерийской стрельбы. В 1852 г. немецкий физик Магнус, ставший позже иностран-

Герой детских детективов ― Фриц Рыжий Лис, с пистолетом для стрельбы из-за угла

Автор — Алексей Ардашев 58

naukatehnika.com

— № 11 НАУКА и ТЕХНИКА 2021 —

ОРУЖИЕ

ным членом-корреспондентом Петербургской академии наук, установил, что на тело, вращающееся в обтекающем его потоке жидкости или газа, действует поперечная сила, направленная в ту сторону, где линейная скорость потока и окружная сила совпадают. А раз так, то, зная, куда вращается ядро, лучше же — заранее задав это вращение, можно не только повысить точность его расчетной траектории, но и заодно увеличить дальность его полета. Эти сначала теоретические положения были подтверждены стрельбами на полигонах, показавших приращение дальности в полтора раза. И все же сферические регулируемые снаряды так и не нашли широкого применения. Слишком трудно, а то и невозможно было установить их должным образом внутри длинных дульнозарядных стволов. Поэтому российский артиллерист Шлипенбах, англичане Вулькомб и Хатчинсон и бельгиец Пюйт посчитали более эффективными дисковые, сплюснутые снаряды, внешне напоминающие зерно чечевицы. Их предлагалось размещать в эллиптических каналах ствола так, чтобы короткая ось «диска» была перпендикулярна плоскости стрельбы. Тогда после выстрела снаряд, подобно запущенному обручу, летел бы, вращаясь в той же плоскости. Теперь оставалось заставить его вращаться вверх. Для этого инженеры предложили ряд хитроумных технических приемов, но наиболее простыми оказались необычные артсистемы с выгнутым вверх каналалом ствола, куда на ребро закатывали «диск». При выстреле снаряд прижимался центробежной силой к верхней части ствола и получал желательное вращение. В 1868 г. в России известный артиллерист профессор Н. В. Маиевский предложил проект кривоствольной пушки, заряжаемой с казенной части. Ствол выполнялся изогнутым в вертикальной плоскости. При выстреле дисковый снаряд помимо поступательного движения приобретал и мощное вращательное (также в вертикальной плоскости). За счет эффекта Магнуса снаряд-диск получал значительную подъемную силу и летел по гораздо более пологой (настильной) траектории, чем обычно, что и позволяло резко увеличить дальность стрельбы. Одну такую пушку изготовили. Опытные стрельбы в 1871–1873 гг. подтвердили правильность расчетов: дисковый снаряд массой 3,5 кг, обладающий начальной скоростью 480 м/с, пролетел 2500 м, в то время как обычное ядро той же массы при тех же условиях — всего 500 м, т. е. в 5 раз (!) дальше, чем обычное ядро того же веса при тех же условиях. Но главное — в этом эксперименте была доказана реальность ведения стрельбы из кривоствольного оружия. При этих экспериментах обнаружилось уникальное свойство дисковых снарядов. Оказывается, вращающейся гранате можно задать такую изогнутую траекторию, что она поразит цель не настильным, не навесным, а… «тыльнобойным огнем», т. е. сзади! Но дальше экспериментальных образцов столь экзотические артсистемы не пошли. Несмотря на все достоинства, «диски» и орудия с изогнутыми стволами ожи-

даемой кучности при стрельбе не показали, а фугасное и картечное действие оказалось не столь эффективным, как ожидалось. Добавим трудности, которые испытывали мастера, изготавливая чечевицевидные гранаты и дуговые стволы, и станет ясно, почему столь интересные в техническом отношении и поначалу столь многообещающие системы так и не нашли широкого применения и от них пришлось отказаться. Но — на время. Идея кривоствольного оружия возродилась вновь в ХХ в. Своим появлением на свет подобное оружие обязано вполне понятному желанию обстреливать врага, не подставляя себя под ответный выстрел противника. Стрельба из-за специально оборудованных укрытий, через бойницы бронещитков или даже из мощных ДОТов и ДЗОТов не обеспечивает полную безопасность стрелка. Ведь любые отверстия в защитной конструкции — бойницы-амбразуры — являются самой уязвимой частью фортсооружения и ослабляют его общую прочность. Сначала, особенно после Первой мировой, «траншейной», войны, конструкторская мысль активно работала в направлении обеспечения безопасности солдата при стрельбе из окопа и других укрытий. В этом случае было бы весьма желательно, чтобы боец при ведении огня не выставлял бы из-за бруствера под ураганный огонь противника даже малую часть своего тела. Позже, по мере развития бронетехники, возникла другая проблема: необходимость поражения противника в «мертвых» зонах, не простреливаемых из основного вооружения танков и бронемашин. Ведь, весьма грозные на больших дистанциях, на малых расстояниях они часто оказываются совершенно бес-

1 2

Траектория полета дискового снаряда (1), вращающегося против часовой стрелки, и обычного ядра (2), вращающегося сверху вниз вокруг случайной оси. Российское орудие профессора Н. Е. Маиевского с криволинейным стволом, стреляющее дисковыми снарядами. 1868 г. — 2021 НАУКА и ТЕХНИКА № 11 —

Николай Владимирович Маиевский ― слава и гордость русской артиллерии. Русский генерал от артиллерии, ученый-артиллерист, член-корреспондент Петербургской академии наук, основатель русской школы баллистики, основоположник внешней баллистики (1823–1829) naukatehnika.com

ОРУЖИЕ

помощными перед подкравшимся пехотинцем. «Мертвое» (не простреливаемое) пространство достигало у тяжелых танков несколько десятков метров, в пределах которых враже-

ские солдаты чувствовали себя практически в полной безопасности. А в условиях боя на ближней дистанции, характерной для городской застройки, этот недостаток становился для могучих бронемашин уже просто роковым. А бой в городе — очень актуальная сегодня тема.

«ОКОПНЫЕ РУЖЬЯ» Навести оружие и произвести прицельный выстрел, не показываясь из-за укрытия, — к решению такой задачи подступались не однажды. Особенно много предложений появилось во время Первой мировой войны — «окопная война», когда противники практически неподвижно находятся друг напротив друга на дальности в несколько сотен или десятков метров, а каждый метр передовой позиции пристрелян вражескими стрелками, просто не могла не породить подобных вещей. Системы стрельбы «непрямой» наводкой существовали почти во всех армиях, участвовавших в Первой мировой войне. Суть заключалась в том, чтобы поднять винтовку над бруствером, прицеливаясь с помощью перископа. Различных приспособлений делалось много — от импровизаций с использованием раздвоенных веток и пары обработанных осколков зеркала до устройств фабричного изготовления.

ОРУЖИЕ КРИВОЙ НАВОДКИ Специалистам Главного артиллерийского (ГАУ) и Главного военно-технического (ГВТУ) управлений русского военного ведомства только в 1915–1916 гг. довелось рассматривать проекты прицелов «для стрельбы из-за закрытий», предложенные Эльтом, Орловским, Василевым, Глиенеком, Борисовым и другими изобретателями в самой России, а также приборы голландского инженера Хендрикса, французский «Дефлиер». Отнюдь не все приходилось отвергать. На середину 1916 г. ГВТУ заказало 20 000 «ружейных перископов». Наиболее остроумный и простой вариант предложил полковник Русской армии Мордах. В начале 1915 г. на Ружейном полигоне испытали его «прибор-зеркало». Небольшое зеркало помещалось в поворотной оправе, кото-

рая крепилась на конце приклада винтовки. Способ стрельбы был, по сути, модификацией известного тирового аттракциона «стрельба назад»: солдат прислонялся спиной к передней стенке окопа, клал винтовку на бруствер, прицеливался через наклоненное зеркало, а спусковой крючок нажимал от себя большим пальцем — полковник понимал, что особой прицельностью стрельба без упора приклада в плечо все равно не отличается. Для ведения наблюдения из-за укрытия оправа с зеркалом могла крепиться на штык винтовки — зеркало на длинной штанге и сейчас используют для наблюдения в полицейских операциях. «Прибор-зеркало полковника Мордаха» заказывался в больших количествах. Сохранился образец французской «окопной винтовки» того же периода, выполненной на основе 8-мм магазинной винтовки «Лебель» модели 1886 г. Пользуясь тем, что «Лебель» имела разрезную ложу, ее обычный прямой приклад заменили на массивный дважды изогнутый. На приклад на кронштейнах крепили два зеркальца, образующих простой перископ. Солдат досылал патрон в патронник, запирал затвор, клал винтовку цевьем на бруствер, через зеркала наблюдал прицел и мушку винтовки. Перезаряжание такого оружия было неудобно, пойти с ним в контратаку не удалось бы. Так что такое оружие имели лишь отдельные стрелки. Британское приспособление предназначалось для крепления в нем штатной — не переделанной — 7,71-мм винтовки «Ли-Энфильд». Приклад винтовки за шейку и затылок крепился в U-образной металлической раме, к задней ветви которой крепился перископ в деревянном корпусе, а снизу — грубая деревянная ложа. На этой вспомогательной ложе монтировались спусковой крючок, соединенный тросиком со спусковым крючком винтовки, и приспособление наподобие большой щеколды. «Щеколда» парой рычагов соединялась с рукояткой затвора винтовки, правда, орудовать таким механизмом перезаряжания стрелку было непросто. U-образная рама позволяла менять расстояние между винтовкой и вспомогательной ложей по вертикали и приспосабливать все сооружение под глубину окопа и высоту бру-

«Прибор-зеркало» Мордаха. Российская империя

«Окопное ружье» С. Дугласа

naukatehnika.com

Отечественный «Прицел выше головы» Редкозубова, СССР — № 11 НАУКА и ТЕХНИКА 2021 —

ОРУЖИЕ

Траншейное ружье Первой мировой войны (1МВ)

Германское приспособление для стрельбы из винтовки из-за бруствера, 1943 г.

ствера. Англичане догадались, что подобную конструкцию необязательно производить серийно, ее можно собирать на месте из подручных материалов, а для этого достаточно разослать чертежи приспособления непосредственно в войска для изготовления на месте по мере надобности. Орудовать «щеколдой» стрелку было непросто — неудобство в обращении вообще было отличительной чертой стрелковых систем непрямой наводки того времени. Обычно для перезаряжания все сооружение приходилось опускать в окоп. В германской армии также предпочитали «приспособления для стрельбы из-за бруствера», в которые устанавливали штатные винтовки, чтобы при необходимости быстро отделить их и использовать как обычные. Германская армия, также создав ряд таких «окопных ружей», вынужденно вернулась к ним уже в середине Второй мировой войны, когда вермахт повсеместно перешел к стратегической обороне. Аналогичное приспособление для стрельбы из винтовок из-за укрытий было принято (по-видимому, впервые в мире) на вооружение немецкой армии в 1943 г. Приспособление применялось с 7,92-мм винтовкой Маузера модели 1898 г. и самозарядной винтовкой «Вальтер» модели 1941 г. Устройство представляло собой модернизацию приспособлений Первой мировой войны. Состояло оно из трех основных частей — приклада, корпуса и перископического прицела. Приклад винтовки крепился к опорной планке корпуса приспособления с помощью двух зажимных винтов с барашковыми гайками. Спусковой крючок устройства был соединен с помощью спусковой тяги и цепочки со спусковым механизмом винтовки. Корпус — штампосварной из листового железа. Сверху корпуса шарнирно была прикреплена наметка с двумя зажимами «бидонного» типа. Перископический прицел с помощью наметки крепился к корпусу, регулировочное устройство обеспечивало возможность выверки прицела и приведения винтовки, установленной в приспособлении, к нормальному бою. Деревянный приклад приспособления был выполнен складывающимся для уменьшения его габаритов в транспортном положении. Масса всего приспособления — 5,6 кг, длина — 480 мм, высота — 190 мм, ширина — 130 мм. «Окопные перископы» вместе с дополнительным рычагом спуска делали и для 7,92-мм единых пулеметов MG.34 или MG.42 — пуле— 2021 НАУКА и ТЕХНИКА № 11 —

Траншейное оружие А. Клемента

Прикладка бойца к германскому окопному ружью

метчику опять же не приходилось поднимать голову из-за бруствера. Так, например, на MG.42 вместо пистолетной рукоятки ставилась наклонная стальная штанга, на которой крепились спусковой механизм, деревянный приклад с наплечником, деревянные щечки рукоятки, а с левой стороны — наклонное зеркало. Еще одно зеркало в оправе находилось над затыльником ствольной коробки (штатный приклад с пулемета снимался), так что зеркала образовывали перископ. Однако условия Второй мировой войны все же отличались от Первой — позиционные бои стали реже, а пехота в окопах уже в большей степени подвергалась огню не только оружия настильного огня, но и минометов. В этих условиях такие громоздкие приспособления приносили меньше пользы, так что применение их было ограниченным. Идея конструкции, в которой из окопа выставлялось бы только собственно оружие, а сам стрелок оставался в укрытии, разрабатывалась особенно активно в период между двумя мировыми войнами и благополучно дожила до наших дней. Вариантов предлагалось много. В качестве примера можно привести «окопное ружье» американского инженера С. Дугласа, который запатентовал его в 1950 г. Приемы стрельбы не отличались от приемов обращения с обычным оружием — все тот же приклад, цевье, прицел. Отличия состояли в том, что оружие крепилось на высокой стойке к ложе, а целиться нужно было через перископ. Специальная рама со спусковым механизмом служила для удобства прикладки и стрельбы. Недостаток — высоко поднятое оружие создавало при выстреле naukatehnika.com

ОРУЖИЕ

Советский солдат с трофейной окопной винтовкой

Приемы стрельбы из германского окопного ружья

Прицел для стрельбы из-за дерева. Hartney H E Canada, 1916 г.

мощный опрокидывающий момент, что отрицательно сказывалось на точности стрельбы. В разгар Второй мировой войны немецкие специалисты создали приспособление для стрельбы из винтовок из-за укрытия. В ходе ведения оборонительных боев в 1942–1943 гг. на Восточном фронте вермахт столкнулся с необходимостью создания оружия, предназначенного для поражения живой силы противника, причем сами стрелки должны были находиться вне зоны настильного огня, т. е. в окопах, за стенами сооружений и т. п. Примитивные образцы подобных устройств для стрельбы из-за укрытий из самозарядных винтовок G.41(W) и G.41(M) появились на Восточном фронте уже в 1943 г. В этих же устройствах, кроме самозарядных винтовок (чье использование было вполне обоснованным), могли монтироваться и магазинные карабины Маузер К98к, хотя их перезаряжание вручную под огнем противника являлось достаточно проблематичным. Громоздкие и неудобные, они состояли из металлического штампосварного корпуса, на котором крепился приклад со спусковым устройством и перископ. 62

naukatehnika.com

Рама и «винтовочный перископ» для стрельбы из-за бруствера окопа из американской винтовки Springfield 1903 г.

Стрельба из-за бруствера. Gabrielidis, 1989 г.

Деревянный приклад крепился к нижней части корпуса двумя винтами с барашковыми гайками и мог откидываться. В нем был смонтирован спусковой крючок, соединенный с помощью спусковой тяги и цепочки со спусковым механизмом винтовки. В верхней части корпуса, между боковыми стенками, имелась опорная планка для приклада винтовки, закрепленная опорным винтом. Спереди она накладывалась на эксцентричную втулку, насаженную на переставной винт установочного рычага, который завинчивался до отказа барашковой гайкой. Сверху корпуса на шарнире крепилась наметка с двумя зажимами. На ее внутренней стороне имелись упоры, с помощью двух винтов прижимавшиеся к опорной планке корпуса приклада винтовки. Прицельная стрельба из этих устройств из-за большой массы (вес с самозарядной винтовкой G.41(W) — 10,4 кг; с карабином Маузер 98к — 9,5 кг) и сильно смещенного вперед центра тяжести могла производиться только после их жесткой фиксации в упоре. Устройства для стрельбы из-за укрытий поступили на вооружение специальных команд, задачей которых было уничтожение командного состава противника в населенных пунктах. В 1950 г. Редкозубов изобрел «прицел выше головы». Его конструкция напоминает немецкую, которую те применяли еще в Первую мировую, но германская громоздкая конструкция требовала значительной переделки оружия. Поэтому на своей винтовке Редкозубов сделал приклад и перископ складными, не изменяя конструкцию самого оружия. И все-таки его устройство осталось почти столь же громоздким и тяжеловесным, как и германский прототип. — № 11 НАУКА и ТЕХНИКА 2021 —

ОРУЖИЕ

Стрельба из-за бруствера. Gabrielidis, 1989 г.

Пулеметчик с перископическим прицелом. 1МВ

«Наспинное» крепление винтовки. Е. Bradley patent 2006

Французы в траншее. 1МВ, 1916 г.

В 1973 г. француз А. Клемент предложил аналогичную конструкцию, но существенным отличием его системы является размещение оружия на устойчивом станке-треноге, т. е. он устранил один из главных недостатков предыдущей конструкции — неустойчивость оружия при стрельбе, особенно автоматической.

Окончание следует

В 1953 г. американец С. Долгакиус запатентовал свою версию «окопного оружия», ничем принципиально не отличающуюся от предыдущих, разве что применением специального исполнения винтовки — без приклада. Прицел — перископический. В американской армии применялся ружейный перископ, устанавливавшийся на винтовке Спригфилда. Специальная рама со спусковым механизмом служит для удобства прикладки и стрельбы. Устройство довольно громоздкое и увесистое, но своему назначению вполне отвечало.

Иллюстрация из инструкции по использованию «окопного ружья». 1МВ

Американский солдат с перископным прицелом. Gallipoli, 1915 г. — 2021 НАУКА и ТЕХНИКА № 11 —

Демонстрация применения винтовки Гиберсона naukatehnika.com

БОЕВЫЕ КОРАБЛИ

ПОСЛЕДНИЙ РЕЙС

«СКОРПИОНА»

середине мая 1968 г. американская атомная подводная лодка (АПЛ) «Скорпион» под командованием Френсиса Слеттери возвращалась на свою базу в Норфолке (штат Виргиния) из Средиземного моря, где она участвовала в маневрах Шестого флота США. Теперь моряки уже предвкушали скорую встречу с родными и близкими. Позади был Гибралтар, оставалось немного — пересечь Атлантику. 21 мая командир лодки доложил на базу свои координаты и скорость. Больше сообщений с лодки не поступало. Однако в Норфолке поначалу это не вызвало беспокойства: дело в том, что согласно установленному в ВМС порядку АПЛ, совершающие переходы в подводном положении, не должны без крайней необходимости выходить в эфир. Поэтому в течение последующих шести дней командование ВМФ ничего не предпринимало. Прибытие «Скорпиона» в Норфолк ожидалось 27 мая в 17.00. К этому времени на пирсе собрались родственники и друзья подводников, с которыми они расстались ровно 100 дней назад, когда лодка покинула базу. Теперь каждая встречающая семья надеялась, что их отец, муж, сын или жених сойдет на пирс в числе первой тройки моряков. Дело в том, что среди американских подводников существует давняя красивая традиция — перед возвращением на базу разыгрывать право первыми ступить на землю. Три выигравших счастливчика получают так называемое «право на первый поцелуй». Кстати, в советском ВМФ подобные сантименты не приняты — первым на пирс всегда сходит командир корабля.

Но 27 мая в Норфолке тоже было не до сантиментов. Когда в расчетное время АПЛ не прибыла на базу, командование поняло, что с ней не все в порядке. В 19.00 было объявлено, что лодка «запаздывает». Это было лукавством: на самом деле к этому времени на поиск не вернувшегося корабля уже отправились более полусотни различных судов и самолетов. Они прочесывали полосы шириной по 50 миль по обе стороны от предположительного курса «Скорпиона», прослушивали эфир, следили за показаниями своих гидролокаторов, выискивали на воде какие-либо обломки, масляные пятна и иные следы возможной аварии. Поскольку поиски были безрезультатными, становилось ясно, что лодка — на дне. Оставалась лишь слабая надежда на то, что затонула она не на запредельной для нее глубине. Имеющиеся на лодке аварийные запасы продовольствия, воды и кислорода были рассчитаны на 70 суток. Поэтому поиски ни на минуту не прекращались. А чуть раньше к месту события совсем с другого направления приближалась еще одна АПЛ. Это была советская К-135, одна из 29 атомных лодок первого поколения, построенных

Автор — Константин Ришес 64

naukatehnika.com

— № 11 НАУКА и ТЕХНИКА 2021 —

БОЕВЫЕ КОРАБЛИ

по проекту 675 и получивших у острых на язык подводников прозвище «раскладушка». Ее основным оружием были размещенные в контейнерах восемь крылатых ракет. Кроме того, лодка располагала торпедными аппаратами, имеющими боезапас в 20 торпед. Полностью загруженная этим «добром» К-135 в мае 1968 г. находилась на очередной боевой службе в центральной Атлантике. Помимо обычных задач, в этом походе перед лодкой была поставлена дополнительно еще одна, которая была воспринята подводниками с энтузиазмом. Лодке предстояло встретиться в заданном районе океана с советским научно-исследовательским судном (НИС) «Сергей Вавилов» и совместно с ним участвовать в отработке нового противолодочного гидроакустического комплекса. Для облегчения встречи и опознания было заранее оговорено, что на НИС включат подводный звуковой маячок. Когда лодка в подводном положении вошла в заданный район, на ней все взоры были обращены к акустикам. И, наконец, в отсеках АПЛ услышали долгожданные сигналы маячка. Сразу же последовала команда: «По местам стоять к всплытию!» Так К-135, пройдя под водой пол-океана, всплыла в нескольких десятках метров от НИС, причем строго в назначенное время. Свободные от вахты моряки НИС и персонал его научных лабораторий стояли по борту и приветствовали всплывшую АПЛ. В эти минуты никто из подводников и моряков НИС и подумать не мог, что предстоящая совместная работа нашей АПЛ с «наукой» вызовет такой повышенный интерес американцев и будет чревата трагедией. В течение недели К-135 работала по плану научной группы, маневрируя в подводном положении вокруг НИС, затем всплыла и встала за кормой лежащего в дрейфе «Сергея Вавилова». Вскоре над советскими кораблями на малой высоте промчался натовский самолет-разведчик. На лодку нанесли визит капитан «Сергея Вавилова» и руководитель научной экспедиции. Затем последовал ответный визит на НИС командира АПЛ Леонида Щеглова. А экипаж лодки получил короткий отдых — свободные от вахты подводники имели редкую возможность впервые за полтора-два месяца подняться на палубу, увидеть солнце, даже позагорать под его ласковыми лучами. К концу дня на лодку возвратился вполне довольный оказанным ему на «Вавилове» приемом командир. Он сразу вызвал старпома: «На «Вавилове» твой коллега-старпом, к тому же твой земляк-ленинградец, приглашает тебя в гости. Собирайся, вернешься к подъему флага» (т. е. свободен до утра). Через пять минут старпом с банкой тарани под мышкой занял место в шлюпке. На «Вавилове» его ждали. Гостю предложили принять ванну, для подводника тех лет — небывалая роскошь. Следующим приятным потрясением стало для него то, что стол — 2021 НАУКА и ТЕХНИКА № 11 —

в каюте накрывала женщина! Засиделись за столом долго, а потом хозяин еще раз удивил своего гостя, предложив ему отправить жене в Ленинград радиограмму. Подводники о такой возможности и мечтать не могли, а здесь через час-полтора капитан III ранга Лавров получил ответ жены. В общем, все было прекрасно до тех пор, пока ранним утром следующего дня — 21 мая — в каюту не влетел гидроакустик НИС и выпалил: «Слышим шумы подводной лодки, атомной!» Мгновенно одевшись, Лавров, кинулся на верхнюю палубу. Через пару минут уже на лодке скомандовал вахтенному офицеру: «Обследовать кормовой сектор в режиме шумопеленгования!» — и объявил боевую тревогу. Еще не отзвучал ревун боевой тревоги, как в центральный пост АПЛ поднялся встревоженный командир. Подводная лодка немедленно погрузилась на перископную глубину. Акустики обнаружили шумы, уверенно классифицировать которые и определить дистанцию пока было сложно. Командир приказал идти на сближение. Наблюдение в перископ вел старпом. Прошло уже немало времени, когда радисты спецгруппы перехватили радиограмму, переданную открытым текстом. Искажения и помехи не позволили качественно перевести текст с английского, но общий смысл был ясен: командир американской АПЛ, следовавшей из военно-морской базы в Испании, подтверждал получение приказа отклониться от обычного маршрута перехода и осмотреть район югозападнее Азорских островов. На это американский подводник докладывал, что имеет проблемы с системой всплытия, в связи с чем просит разрешения продолжить плановый переход. Неизвестно, какой он получил ответ, но пока советская и американская лодки продолжали сближаться. Интенсивность шумов значительно возросла. Несложное маневрирование позволило штурману К-135 определить курс чужого корабля и высказать суждение о том, что ее скорость, как и у советской АПЛ, невелика. В это время Лавров в перископ засек высунувшийся лишь на мгновение из воды перископ американской лодки. К-135, совершив вираж, погрузилась до 60 м. Трудно сказать, сколько времени АПЛ выполняли взаимное маневрирование, меняя курсы, глубину и скорость. Акустики К-135 непрерывно вели запись шумов американской лодки. Но неожиданно она резко изменила курс и увеличила скорость. К-135 всплыла под перископ, и командир отправил донесение на флагманский командный пункт о произошедшем, после чего лодка вновь погрузилась и на разных глубинах пыталась восстановить гидроакустический контакт с американской АПЛ, но безуспешно. В это время командир спецгруппы группы радистов доложил, что им удалось записать обрывки радиограммы американской лодки. Он считал перехваченное сообщение сигналом бедствия. Одновременно поступил доклад от акустиков, что они засекли звук, напоминающий взрыв или гидравлический удар. Командир К-135 решил немед-

Советская АПЛ К-135 naukatehnika.com

БОЕВЫЕ КОРАБЛИ

АПЛ ВМС США «Скорпион», 1968 г.

ленно доложить в Москву о зафиксированном сигнале бедствия американцев. Вскоре оттуда был получен приказ немедленно прекратить работы с НИС и, соблюдая скрытность, покинуть этот район, что и было исполнено. Позже стало известно, что в соответствии с приказом «Скорпион» все же отклонился от маршрута перехода, чтобы выяснить, чем занята эта странная советская компания, собравшаяся посреди Атлантики. Так он и оказался вблизи советских кораблей. Тем временем в Москве было принято решение предоставить по дипломатическим каналам полученную от К-135 информацию американцам. Это упростило им поиск своей пропавшей лодки. И все же поиск останков «Скорпиона» занял пять месяцев — только 10 ноября 1968 г. было опубликовано официальное сообщение о том, что «Скорпион» найден в результате самой крупной в истории поисковой операции, в которой принимали участие до 6000 человек, сотни судов и самолетов. Адмирал Мурер сделал сообщение о том, что океанографическое судно «Мизар» сфотографировало лежащие на глубине 3000 м части корпуса подводной лодки, однако едва ли удастся поднять на поверхность хоть что-нибудь. «Скорпион» оказался разорван надвое в районе центрального поста. Следственная комиссия под руководством адмирала Б. Остина сделала заключение, что «Скорпион», маневрируя, превысил предельную глубину погружения, был раздавлен и затонул. Погибло 99 подводников. Рассмотрев несколько версий возможных причин катастрофы, ни одна из которых не получила прямых подтверждений, комиссия сделала заключение: «АПЛ превысила предельную глубину погружения и затонула по неизвестной причине». Руководство ВМС США тогда же заявило, что гибель «Скорпиона» стала загадкой, которую невозможно разгадать. Часто эту катастрофу связывают с тайной Бермудского треугольника. Однако еще в июне 1968 г. в американской прессе промелькнули сообщения, что, возможно, на тайну гибели «Скорпиона» мог бы пролить свет командир советской АПЛ, находившейся в этом районе. Намек на возможную причастность советской АПЛ к гибели «Скорпиона» был достаточно прозрачен. В связи с этим по возвращении на базу К-135 была поставлена в док для осмотра подводной части. Никаких следов возможного столкновения обнаружено не было. Весь боекомплект оружия К-135 также был не тронут. Но еще до постановки АПЛ в док после прибытия на родную базу, выполнения свя66

naukatehnika.com

занных с этим необходимых ритуалов и формальностей, а также расхолаживания обоих реакторов офицеры БЧ-5 (электромеханическая боевая часть) собрались на ПКЗ (плавказарма) в каюте своего шефа — старшего механика Валерия Бобкова. Подводники решили отметить завершение непростого похода, а заодно помянуть погибших американских коллег (благо, спирт у механиков всегда в достатке). Поминки затянулись до 3 часов ночи. Утром Бобков не стал ждать первого автобуса и пешком отправился в жилой городок, называвшийся в те времена Заозерный и отдаленный от базы километров на шесть. Добравшись часа за полтора по петляющей между сопками дороге до городка и даже не заглянув домой, капитан II ранга Бобков направился прямиком в почтовое отделение. Вероятно, прогулка не полностью освежила его после ночных поминок — у дежурной телеграфистки округлились глаза, когда она прочитала еще только адрес на поданной ей Бобковым телеграмме: «Москва. Посольство Соединенных Штатов Америки». Подобных телеграмм из этого настрого закрытого городка ей отправлять не приходилось. Далее шел текст: «Прошу передать Президенту Соединенных Штатов Америки и всему американскому народу наше соболезнование по поводу гибели экипажа атомной подводной лодки «Скорпион». И подпись: «Капитан 2-го ранга В. Бобков». Телеграмма была принята. Неизвестно, дошла ли она до адресата в Москве, но весьма серьезный разговор с начальством состоялся у Бобкова прямо на базе. Окончилась для Валерия эта невероятная по тем временам история, на удивление, благополучно — отделался всего лишь начальственным внушением. А история эта стала примером того, что даже в те времена, когда на просторах Мирового океана бушевала «холодная война», существовала корпоративная солидарность подводников.

Нос затонувшей АПЛ «Скорпион» — № 11 НАУКА и ТЕХНИКА 2021 —

«Белпошта» — 80974 (Беларусь)

Линейный крейсер «Тайгер»

«Почта России» — П7034