Dvgtl02_2020

Научно-технический журнал № 2 ( 128 + 244) 2020 Новое слово: Анэррорика

...стр 11

Юбилей главного редактора журнала “Двигатель” ...стр 17 “Олдтаймер-галерея”2020 год ...стр 18 XVII олимпиада по истории авиации и воздухоплавания ...стр 22 Родина и Воин: 75-летию Победы ...стр 29 Автомобиле и мотоциклы Второй Мировой войны на монетах мира ...стр 30 И ещё многое, многое другое...

Fieri faciendo opere (Дело делается делающими дело) Business is doing business Р Е Д А К Ц И Я Главный редактор

Редакционный совет Агульник А.Б., д.т.н., заведующий кафедрой “Теория воздушнореактивных двигателей” МАИ Бабкин В.И., к.т.н., первый зам. ген. директора ГНЦ "ЦИАМ им. П.И. Баранова" Багдасарьян Н.Г., д.филос.н., профессор МГУ им. М.В. Ломоносова, МГТУ им. Н.Э. Баумана Богуслаев В.А., д.т.н., Президент ПАО "МОТОР СИЧ" Воронков Ю.С., к.т.н., зав. кафедрой История науки РГГУ Гейкин В.А., д.т.н., заместитель генерального директора руководитель приоритетного технологического направления "Технологии двигателестроения" АО "ОДК", директор филиала НИИД АО "НПЦ газотурбостроения "Салют" Дмитриев В.Г., член-корр. РАН, главный научный сотрудник ГНЦ "ЦАГИ" Драгунов В.К., д.т.н., проректор по научной работе НИУ "МЭИ" Жердев А.А., д.т.н., Декан факультета "Энергомашиностроение", руководитель Научно-учебного комплекса МГТУ им. Н.Э. Баумана Зрелов В.А., д.т.н., профессор кафедры конструкции и проектирования двигателей ЛА СГАУ им. С.П. Королёва Иноземцев А.А., д.т.н., ген. конструктор ОАО "Авиадвигатель" Каторгин Б.И., академик РАН Кравченко И.Ф, д.т.н., ген. конструктор ГП "ИВЧЕНКО-ПРОГРЕСС" Кутенев В.Ф., д.т.н., зам. ген. директора ГНЦ "НАМИ" по научной работе Ланшин А.И., д.т.н., научный руководитель - заместитель Генерального директора ГНЦ "ЦИАМ им. П.И. Баранова" Марчуков Е.Ю., д.т.н., генеральный конструктор - директор ОКБ им. А. Люлька Пустовгаров Ю.Л., генеральный директор ПАО «Казанский вертолетный завод» Равикович Ю.А., д.т.н., проректор по научной работе МАИ Рачук В.С., д.т.н., председатель НТС АО "НПО Энергомаш" Рогалёв Н. Д. , д.т.н., ректор НИУ "МЭИ" Ружьев В.Ю., первый зам. ген. директора Российского Речного Регистра Рыжов В.А., д.т.н., главный конструктор ОАО “Коломенский завод” Ситнов А.П., президент, председатель совета директоров ЗАО “Двигатели “ВК-МС” Смирнов И.А., к.т.н., ген. конструктор КБХМ - филиала ФГУП “ГКНПЦ им. М.В. Хруничева” Соколов В.П., д.т.н., Директор Российского учебно-научно-инновационного комплекса авиакосмической промышленности Троицкий Н.И., к.т.н., доцент МГТУ им. Н.Э. Баумана Фаворский О.Н., академик РАН, член президиума РАН Чуйко В.М., д.т.н., президент Ассоциации "Союз авиационного двигателестроения"



Александр Иванович Бажанов, академик Международной инженерной академии

Заместитель главного редактора Дмитрий Александрович Боев

Ответственный секретарь Александр Николаевич Медведь, Медведь к.т.н.

Финансовый директор Юлия Валерьевна Дамбис

Редакторы: Александр Григорьевич Лиознов Андрей Иванович Касьян, к.т.н. Аделия Юрьевна Бурова Максим Анатольевич Розсыпало Юрий Романович Сергей, к.т.н.

Литературный редактор Эрнст Галсанович Намсараев

Художественные редакторы: Александр Николаевич Медведь Владимир Николаевич Романов

Техническая поддержка Ольга Владимировна Шаронова, Шаронова к.пед.н.

В номере использованы фотографии, эскизы и рисунки:

А.И. Бажанова, Д.А. Боева, А.В. Ефимова, А.Н. Медведя, И.М. Ивановой, В.Н. Романова и др. ..................................

Адрес редакции журнала "Двигатель": 111250, Россия, Москва, ул. Красноказарменная, 14. Тел./факс: +7(495) 362-7891 dvigatell@yandex.ru boeff@yandex.ru aib50@yandex.ru www.dvigately.ru Электронная версия журнала (2006-2020 гг.) размещается также на сайте Научной электронной библиотеки www.elibrary.ru и включена в индекс РИНЦ

..................................

УЧРЕДИТЕЛЬ И ИЗДАТЕЛЬ ООО “Редакция журнала “Двигатели” генеральный директор Д.А. Боев зам. ген. директора А.И. Бажанов .................................. Ответственность за достоверность информации и наличие в материалах фактов, не подлежащих разглашению в открытой печати, лежит на авторах публикаций. Мнение редакции не всегда совпадает с мнением авторов. Перепечатка опубликованных материалов без письменного согласия редакции не допускается. Ссылка на журнал при перепечатке обязательна. …………………………. Журнал "Двигатель", рекомендован экспертными советами ВАК по техническим наукам, механике, машиностроению и машиноведению, энергетическому, металлургическому, транспортному, химическому, горному и строительному машиностроению, авиационной и ракетно-космической технике в числе журналов, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертации на соискание ученой степени доктора и кандидата наук. Индекс 1493 в общероссийском Перечне 2020 г. ………………………….. Научно-технический журнал “Двигатель” зарегистрирован в ГК РФ по печати. Рег. № 018414 от 11.01.1999 г.

22-й (113-й) год издания. Отпечатано ООО “Фабрика Офсетной Печати” Москва. Тираж 3 000 экз. Периодичность: 6 выпусков в год. Цена свободная.

№ 2 ( 128 ) Март - Апрель 2020

СОДЕРЖАНИЕ 2 Управленческий анализ состояния двигателестроительного предприятия И.И. Ицкович, О.В. Камакина 3 Информация: “Солнечный” беспилотник 4 Оценка реализуемости требований тактикотехнического задания на разработку самолета и его силовой установки Е.С. Шапошников, А.Н. Андрецов 7 Информация: Ротационно-детанационный двигатель Новый источник электроэнергии 8 Что такое турбулентность А.В. Ефимов 10 Участие российских изобретателей и производителей инновационной продукции в XVI Международном Салоне изобретений и новых технологий "Новое Время" 11 Анэррорика управления двухдвигательной силовой установкой авиалайнера в полёте с несимметричной тягой А.Ю. Бурова 12 Выбор типа двигателя - работа для вдумчивых И.В. Ниппард, Д.А. Боев 14 Турбулентность. Ядерно-струйный экзерцис Павельева Ю.М. Кочетков 17 К 70-летию А.И. Бажанова, постоянного автора и бессменного главного редактора журнала “Двигатель” 18 "Олдтаймер-Галерея". 2020 год А.И. Бажанов 22 XVII Олимпиада по истории авиации и воздухоплавания А.И. Бажанов 24 Информация: Перспективные электродвигатели 26 Из истории светолечения в России в конце XIX - начале ХХ вв. И.И. Меркулова 28 "Двигатель" - старейший научно-технический журнал 29 Родина и воин В.И. Гуров 30 Автомобили и мотоциклы Второй мировой войны на монетах мира А.В. Барановский 32 Танки - от и до О.Н. Брилёв 39 Безальтернативный материал геометрически точных ЭИ станков

Fieri faciendo opere (Дело делается делающими дело)

Business is doing business

наука

УДК 338.5

УПРАВЛЕНЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СОСТ ОЯНИЯ ДВИГ АТЕЛЕСТРОИТЕЛЬНОГ О ПРЕДПРИЯТИЯ ФГБОУ ВО Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева Игорь Исаакович Ицкович, к.т.н, доцент кафедры экономики, менеджмента и экономических информационных систем Ольга Владимировна Камакина, к.э.н., доцент, зав. кафедрой экономики, менеджмента и экономических информационных систем

Проведен управленческий анализ годовой финансовой отчетности группы предприятий ОДК, выявлены экономические проблемы, рассмотрены направления повышения эффективности их деятельности.

A management analysis of the annual financial statements of the group of enterprises of ODK was carried out, economic problems were identified, directions of increasing the efficiency of their activities were considered. Ключевые слова: экономическая эффективность, рентабельность, производительность труда Keywords: economic efficiency, profitability, labor productivity

Данная статья содержит отдельные результаты анализа годовых отчетов трех ведущих предприятий ОДК, выполненного нами в управленческом аспекте, более понятном для технических руководителей и специалистов предприятий отрасли. В таблицах 1 и 2 использованы ряд данных открытой отчетности (за 2018-2019 год ), опубликованной предприятиями на своих сайтах, и результаты нашего расчета экономических показателей.

Рентабельность продукции предприятия ПАО "ОДК-Сатурн" (30,57%) является средневзвешенной между рентабельностью средних промышленных ГТД ( отрицательная рентабельность, до 20 %) и коммерческими ГТД ( до +40% и более). Отрицательная рентабельность средних промышленных ГТД, в связи с небольшой их долей в выручке предприятия, покрывается положительной рентабельностью остальных ГТД. Это позволяет производить средние промышленные ГТД как бы без общехозяйственных накладных расходов (фактически оплачивается только себестоимость-нетто), как дополнительную продукцию. Последнее означает, что промышленные ГТД для ГАЗПРОМА, по экономическим причинам, нельзя производить отдельно на ПАО "ОДК-ПМ", специализированном предприятии ( в том числе за 2018 г. из-за малой серийности заказов), а только сов21584 местно с авиационными ГТД, которые покроют 1762 общехозяйственные накладные расходы произ19822 водства промышленных ГТД. Однако, совместное производство промышленных и авиацион104 ных ГТД повышает себестоимость промышлен5600 ных ГТД. Последнее связано с затратным подхо31052 дом к ценообразованию в производстве военных ГТД, у которых рентабельность фиксирова8044 на в диапазоне 5-20%, - значит, чем больше себестоимость ГОЗ , тем больше прибыль в произ9,7% водстве военных ГТД, и тем выше себестоимость 0,33% средних промышленных ГТД, производимых в общих с военными цехах.

3,85 П.9 Рентабельность активов (чистая при0,696 быль, делённая на активы). Здесь выделяется ПАО "ОДК - УМПО", рен2,683 табельность активов которого (7,8% ) даже выше учетной ставки ЦБ, что привлекательно для 4974 инвесторов. Это позволяет ПАО "ОДК - УМПО" выплачивать дивиденды акционерам по итогам 25,1% года, в отличие от других предприятий ОДК.

39,3 П.10 Фондоотдача ( выручка делённая на основные средства). Если выразить производительность труда, как компетентность персонала, умноженная на его фондовооруженность, то компетентность персонала равна фондоотдаче основных средств, выражение (1):

Таблица Сравнение предприятий ОДК по данным открытой отчетности (за 2019 год) и результатам расчета экономических показателей Наименование

ПАО "ОДК - УМПО" ПАО "ОДК - Сатурн"

1

Выручка, млн. руб.

83518

46574

2

Прибыль от продаж, млн. руб.

24013

8828

3

Себестоимость продаж, млн. руб..

59505

37746

4

Чистая прибыль, млн. руб.

14517

1444

5

Основные средства, млн. руб.

35906

21925

6

Активы, млн. руб..

186315

106961

7

Численность персонала, чел.

24167

14810

8

Рентабельность продукции

67,8%

30,57%

9

Рентабельность активов

7,8%

1,35%

10 Фондоотдача (руб. на руб.)

2,33

2,12

Фондовооруженность 11 (млн. руб на чел.)

1,485

1,481

3,456

3,145

17596

9636

29,5%

25,5%

46,7

41,7

Расчет показателей

12

Производительность труда (млн. руб. на чел. в год)

Затраты в связи с оплатой работников , млн. руб. Доля оплаты труда в 14 себестоимости продукции 13

15

Средняя заработная плата (включая НДФЛ), тыс. руб в месяц

Рассмотрим результаты расчета и анализ экономических показателей трех ведущих предприятий ОДК. П.8 Рентабельность продукции (отношение прибыли от продаж к себестоимости продаж, преобразованное в рентабельность продукции ). Здесь выделяется ПАО "ОДК - УМПО" в связи с высокой долей экспортной продукции (данные за 2018): - доля экспортной продукции - 76,1%; - количество внешнеторговых контрактов - 52; - количество контрактов на внутреннем рынке - 26. Рентабельность продукции УМПО составляла 67,8% - наибольшая в рассмотренной группе предприятий, в связи с экспортными заказами. Низкая рентабельность продукции предприятия ПАО "ОДКПМ", всего 9,7%, определяют отечественные покупатели-монополисты - это Министерство Обороны (рентабельность продукции в заказах 5-20%) и ГАЗПРОМ, в пределах договорных цен, от которых нельзя отказаться. № 2 ( 128 ) 2020 www.dvigately.ru

Выручка/Численность=КомпетентностьХ(Основные средства/Численность) или, сокращаем численность персонала, тогда Компетентность = (Выручка / Основные средства) = Фондоотдача (1). Выражение (1) означает, что более компетентен тот персонал (в данной отрасли), который производит больше продукции на единицу стоимости основных средств. В таблице показано, что более компетентным является персонал ПАО "ОДК-ПМ" (фондоотдача 3,85 руб. на рубль основных средств), в сравнении с двумя другими предприятиями.

2

наука П.11 Фондовооруженность персонала (основные средства, деленные на численность персонала). Фондовооруженность персонала ПАО "ОДК-ПМ" (0,696 млн. руб.) ниже в два раза, чем фондовооруженность ПАО "ОДК - УМПО" и ПАО "ОДК - Сатурн". Это может объясняться более изношенным оборудованием ПАО "ОДК-ПМ". Подтверждением тому является современная промышленная статистика о стоимости создания одного рабочего места в машиностроении - требуется более 1 млн. рублей. П.12 Производительность труда (выручка, отнесённая к численности персонала). Производительность труда у предприятий в группе ниже, чем на ПАО "ОДК - УМПО" на 10-20%, что можно объяснить особо высокой долей прибыли (высокой рентабельностью продукции 67,8%) в выручке ПАО "ОДК - УМПО", из-за экспортных поставок. При нулевой рентабельности (условно), полная себестоимость продукции (включая общехозяйственные и коммерческие расходы) на одного работающего составила в: ПАО "ОДК - УМПО"- 2,46 млн. руб. на чел.; ПАО "ОДК - Сатурн" - 2,54 млн. руб. на чел.; ПАО "ОДК-ПМ" - 2,46 млн. руб. на чел. Это означает, что повышенная производительность труда в ПАО "ОДК - УМПО" создается только за счет ценообразования - высокой договорной рентабельности продаж экспортной продукции (до 67,8%). П.13 Затраты в связи с оплатой труда взяты из бухгалтерских отчетов "О движении денежных средств" предприятий. Они включают заработную плату и социальные отчисления (обычно 31% к заработной плате). П.14 Доля оплаты труда в себестоимости продукции (все затраты на оплату труда, включая социальные отчисления, деленные на себестоимость продукции).Доля оплаты труда в себестоимости продукции зависит от отрасли, самая низкая - в металлургии (порядка 5%). В машиностроении она составляет 20-25% и повышается до 30% с переходом к высокотехнологичной продукции, которой и является газотурбинный двигатель. Высокую долю оплата труда в себестоимости серийной продукции имеет ПАО "ОДК УМПО" - 29,5%, остальные два предприятия имеют среднюю долю оплаты в себестоимости 25%, что соответствует современному уровню в машиностроении. Причиной повышенной доли оплаты труда в себестоимости продукции ПАО "ОДК - УМПО" может являться политика ОДК, стимулирующей производство экспортной продукции. П.15 Средняя заработная плата персонала (до вычета НДФЛ = 13%). Самая высокая средняя заработная плата - в ПАО "ОДК УМПО" (46,7 тыс. руб. в месяц, включая НДФЛ), значит, за вычетом НДФЛ персонал получает - 41,3 тыс. руб. в месяц, а у двух других предприятий на 11-15% меньше. Отчасти, средняя зара-

ботная плата персонала предприятия ориентирована на этот показатель в своем регионе. Заработная плата молодых специалистов - выпускников авиатехнологических вузов не престижна и составляет от 20 тыс. рублей в месяц (полтора доллара в час), что препятствует формированию конкурса абитуриентов в Вузы по специальности "Авиационные двигатели" и не обеспечивает открытые вакансии предприятий. В целом, управленческий анализ финансовой годовой отчетности группы производителей ГТД показал: - в России внутренние заказчики -монополисты удерживают низкую договорную рентабельность ГТД - всего 5-20%, поэтому только экспортно-ориентированные производители ГТД с выдающейся рентабельностью продукции (УМПО- до 70%) имеют достаточную чистую прибыль для выплаты дивидендов ; - фондовооруженность персонала рассмотренных предприятий различается в 2 раза (влияют изношенные основные средства), что создает для ПМ дополнительные затраты на техперевооружение и повышение квалификации персонала; -высокая технологичность производства ГТД не исключает низкой средней заработной платы персонала - порядка 40 тыс. рублей ( от 20 тыс. рублей для молодых специалистов), что затрудняет привлечение дополнительных квалифицированных кадров на предприятие; - доля заработной платы в себестоимости производства ГТД составила 25-30%, что является обычным показателем в машиностроении России, поэтому, для повышения заработной платы персонала необходимо увеличивать выручку предприятий и сокращать часть персонала за счет автоматизации процессов ; - производительность труда, при большом различии рентабельности продукции - в диапазоне 10-70%, производительность труда не является достаточным показателем оценки эффективности труда в производстве , т.к. в выручке предприятия до четверти может составлять договорная прибыль (успех коммерческой службы), поэтому более адекватно сравнивать отношение полной себестоимости продукции к штатной численности персонала. Представленные в статье показатели работы предприятий фиксируют наличие проблем (технических, экономических и социальных), которые могут быть одной из тем отраслевого журнала. Литература: 1. И.И. Ицкович, О.В. Камакина. Обоснование оптимальной структуры себестоимости ГТД // Научно-технический журнал "Двигатель". - 2020. - № 1. - С. 2-3.

2. И.И. Ицкович, О.В. Камакина. Обоснование целевой себестоимости ГТД // Научно-технический журнал "Двигатель". - 2019. № 5. - С. 4-6. Связь с авторами: iitskovichi@yandex.ru, kamakina@mail.ru

ИНФОРМАЦИЯ. "Солнечный" беспилотник

Первый испытательный полёт совершил беспилотный электрический летательный аппарат на солнечной энергии (БПЛА) PHASA-35 (Persistent High Altitude Solar Aircraft). Взлёт БПЛА осуществлён с испытательного полигона австралийских ВВС Woomera Test Range в Южной Австралии. БПЛА PHASA-35 разработан британской корпорацией BAE Systems и её австралийским филиалом - компанией Prismatic. Размах крыльев аппарата PHASA-35 составляет 35 м, при этом масса конструкции, изготовленной из углеродистых композитов и волокна, составляет 150 кг. Он способен нести до 15 кг полезной нагрузки. Благодаря солнечной батарее из арсенида галлия и литий-ионным аккумуляторам, ап-

парат PHASA-35 способен провести в воздухе около одного года. Аппарат приводится в действие двумя бесщеточными электродвигателями, снабженными специальными высотными пропеллерами, позволяющими подниматься на высоту 21 000 м и лететь там со скорость до 145 км/ч. Такие БПЛА предназначены для заполнения ниши между обычными самолетами и искусственными спутниками. Они дешевле в изготовлении и эксплуатации, чем искусственные спутники, но способны выполнять достаточно широкий круг задач гражданского и военного характера, включая дистанционное зондирование, наблюдение, сбор сведений о состоянии окружающей среды и многое другое.

3

На разработку, создание двух полноразмерных образцов и совершение первого полета ушло 20 месяцев.

PHASA-35 похож на БПЛА Airbus Zephyr S, который в 2018 г. продержался в воздухе 25 дней 23 ч и 57 мин. Масса Airbus Zephyr S составляет 75 кг, размах крыльев 25 м. Этот беспилотник уже запущен в серийное производство, три таких аппарата приобрели британские военные.

наука

УДК 621.45.01

Оценка реализуемости требований тактико-технического задания на разработку самолета и его силовой установки Е.С. Шапошников, заместитель директора программы, ПАО "Туполев", А.Н. Андрецов, начальник кафедры УВП МО РФ, ФГБОУВО "МАИ" (НИУ) В статье рассмотрен подход по количественной оценке реализуемости требований тактико-технического задания на начальном этапе проектирования.

The article considers an approach to quantify the feasibility of the requirements of the tactical and technical task at the initial stage of design. Ключевые слова: авиационный комплекс, силовая установка, случайная величина, вероятность, методы оценки уровня риска, эскизно-технический проект, реализуемость требований.

Keywords: aircraft, power plant, random variable, probability, methods for assessing the level of risk, draft and technical design, feasibility of requirements.

На этапе эскизно-технического проекта (ЭТП) авиационного комплекса (АК) и его силовой установки (СУ) определяются окончательные технические решения, дающие полное представление о разрабатываемом изделии, и обосновывается реализуемость всех требований, заданных в тактико-техническом задании (ТТЗ). Однако заданные в ТТЗ количественные и качественные требования часто являются взаимозависимыми и вступают в противоречие друг с другом, что приводит к невозможности их одновременного достижения. Показатель реализуемости требований ТТЗ на разрабатываемую систему является одним из ключевых и в настоящее время оценивается субъективно и только качественно. Особенно большое внимание уделяется проблеме оценке рисков в сфере реализации государственного оборонного заказа. В работах [1, 5, 7, 8, 9, 12, 13] излагается теоретическая база и понятийный аппарат решения задачи оценки уровня риска выполнения ТТЗ, а в работах [2, 6, 8, 9, 11] обосновываются общие методические подходы по качественному и количественному анализу, оценке и снижению рисков создания перспективных образцов изделий военной техники. В работах развиты модели, позволяющие решать отдельные задачи: оценивать и оптимизировать временные и стоимостные параметры проекта [4], оценивать выполнение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ при известных характеристиках предприятия [10]. Тем не менее, проблема количественной оценки технических рисков создания сложных технических систем на начальных этапах проектирования не рассмотрена в должной степени. Высокая степень неопределенности в назначении показателей совершенства элементов разрабатываемого АК и его СУ не дает возможности с уверенностью прогнозировать выходные интегральные летно-технические характеристики (ЛТХ). К показателям совершенства в данном случае относятся весовые показатели двигателя и подсистем АК, тягово-экономические характеристики СУ (Рисунок 1 и 2), аэродинамики самолета. В соответствии с принятой методологией проектирования работы проводятся с помощью детерминированных моделей, исходные данные в которых однозначно определены, но которые в то же время еще предстоит достичь в процессе проектирования. На начальных этапах проектирования исходные данные выбираются исходя из опыта конструкторов, задела по предыдущим проектам и прогнозов общемирового развития технических систем. Детерминированная модель не учитывает элемент неопределенности в выборе исходных данных, связанный с отсутствием необходимой информации на начальных этапах проектирования и недостаточной изученностью процессов. Неточности в количественном назначении исходных данных оказывают существенное влияние на выходные интегральные характеристики и не позволяют сделать объективный вывод о реализуемости требований ТТЗ.

Рис. 1 Удельная тяга кгс/кг

Рис. 2 Удельный расход топлива, кг/кгс*ч

В процессе проектирования необходимо однозначно понимать реальные возможности создаваемой системы и степень риска невыполнения заданных требований, которая может быть выявлена в результате применения статистических методов, позволяющих учесть реальную вероятность сочетания отклонений различных параметров двигателя, СУ и летательного аппарата от назначенных номинальных значений. Данный подход не получил широкого распространения в практике создания авиационной техники, но вероятностные оценки летных данных создаваемых самолетов и двигателей были выполнены в ряде работ [14, 15], а текущая актуальность подхода отмечена в работе [16]. Подобная задача решалась при рассмотрении влияния на ЛТХ погрешностей поддержания регулируемых параметров самолета и двигателя [17, 18].

№ 2 ( 128 ) 2020 www.dvigately.ru

4

наука Количественно в б a оценить риск невыполнения требований ТТЗ возможно в стохастической постановке, задав исходные данные в виде законов распределения. При этом под исРис. 3 Пример b-распределения с большой а, средней б и малой в степенями неопределенности ходными данными будут Пример сформированных таким образом на основании экспониматься параметры технической системы, оказывающие влияние на заданные к ней требования, так называемые факторы рис- пертной оценки законов и вероятностей распределения факторов ка. Для каждой конкретной системы факторы риска, вносящие не- риска показаны на рисунках 4, 5 и 6. Оценка уровня риска исследуемой технической системы моопределенность, будут различаться и должны определяться конкретно. Их взаимовлияние должно быть мало или вовсе отсутствовать. Это определяется с помощью имеющихся у разработчика математических моделей (ММ) технических систем. Вероятность достижения заданных требований разрабатываемых технических систем рассмотрим на примере влияния неопределенности в исходных данных по СУ на достижение требуемой дальности крейсерского полета АК. В вероятностной постановке неопределенность исходной информации по СУ может учитываться как заданием отклонений интегральных характеристик (тяги R и удельного расхода топливаCR) Рис. 4 Отклонение коэффициента неоднородности потока за воздухозаборником от прогнозируемых величин на основных режимах работы двигателя, так и более детальным рассмотрением риска отклонения характеристик ее узлов от прогнозируемых значений. Применение первого подхода целесообразно на начальных этапах разработки двигателя, когда невозможно с высокой долей уверенности спрогнозировать большой массив параметров практически всех его элементов, а включение их в число факторов риска значительно усложнит рассмотрение проблемы. К тому же возможная ошибка в назначении какого-либо случайного фактора может сильно повлиять на окончательный результат исследования. Рис. 5 Отклонение коэффициента сохранения полного давления во входном устройстве от прогнозируемых значений Однако при создании двигателя на базе уже существующих и в значительной степени отработанных элементов, позволяющих значительно сократить массив рассматриваемых случайных факторов, более привлекательным представляется второй вариант. При этом имеется большое количество параметров, оказывающих влияние на работу сложных технических систем, поэтому обеспечить контроль и одновременное достижение нескольких десятков взаимозависимых параметров является сложной организационно-технической задачей. Оценку влияния факторов на целевые функции в первом приближении целесообразно производить с помощью коэффициентов влияния, которые характеризуют измеРис 6 Отклонение коэффициента скорости истечения из сопла от прогнозируемых нение значения критерия при 1 % - ом приращении (либо уменьшезначений нии) величины рассматриваемого параметра относительно номинального значения.Определив факторы, оказывающие наиболь- жет производиться с использованием различных качественных подшее влияние, для удобства дальнейших расчетов целесообразно ходов, таких как метод мозгового штурма, представляющего собой обсуждение системы группой специалистов-экспертов, метод минимизироватьи их количество, используя закон Парето. Основная сложность этой работы заключается в обоснован- построения матрицы вероятности - последствий, являющийся средном прогнозе возможного диапазона отклонения основных исход- ством объединения качественных или смешанных оценок последных параметров системы от их проектных значений, а также назна- ствий и вероятностей для ранжирования риска, метод оценки рисчении закона их распределения в пределах установленного диа- ка в баллах, в основу которого положена техника качественной пазона. Границы, за пределы которых данный параметр ни при ка- оценки уровня критичности риска, определяемой как произведеких условиях выйти не может, всегда возможно определить. Закон ние оценок его вероятности и ожидаемой тяжести последствий рераспределения может быть симметричным, несимметричным или ализации - уровень воздействия, а также многих других [12]. Применение данных подходов целесообразно на самых ранравномерно распределенным при высокой степени неопределенности. Его можно назначить только экспертным путем, основываясь них стадиях проектирования, когда отсутствует ММ исследуемой технической системы или невозможно ее использовать для оценки на опыте проектирования и статистике. Для задания закона распределения удобно использовать b - влияния случайных факторов на выходные характеристики системы. Также следует отметить, что методика качественной оценки рисраспределение, дающее возможность заданием двух параметров (b - параметр, ответственный за форму распределения и b - пара- ка не дает представления о степени реализуемости заданных требометр, ответственный за масштаб), получать самые различные за- ваний и вольно трактует назначение вероятности и уровня воздейконы: от нормального усеченного до близких к равномерному. ствия, поэтому при выборе облика сложной технической системы цеПримеры b -распределения и зависимость получаемых законов лесообразно применять количественные методы оценки риска. Исследование влияния случайных факторов в выбранных диаот параметров формы показаны на рисунке 3:

5

наука пазонах их применения на выходные характеристики объекта нередко проводятся с использованием простых предельных методов, например "метода наихудшего случая", когда величины выбранных случайных факторов принимаются равными своим наихудшим значениям, максимально ухудшающими выбранные критерии технической системы. Однако такие подходы не позволяют оценить реальный риск достижения тактико-технических характеристик (ТТХ) системы, а использоРис. 7. Плотность вероятности и вероятность достижения дальности крейсерского полета самолета вание без специальной обработки количественных результатов, полученных с помощью таких методов приводит к качестве допустимой границы которого принято значения вероятнеобоснованному завышению требований к допустимым отклоне- ности р=80%. На данном примере продемонстрирован методический ниям случайных факторов. Поэтому более корректное представление о соотношении вли- подход к рассмотрению вероятности достижения заданных яния на летные данные самолета выбранных случайных факторов требований разрабатываемого самолета и его силовой установки, который позволит оценить возможность достижениязацелесообразно получать на основании вероятностных методов. Из применяемых на практике статистических методов оценки данныхв ТТЗ требований. распределения выходных характеристик рассматриваемой систеЛитература мы наиболее простым, достаточно надежным и не очень трудоем1. Елисеев О.Е. Управление рисками в контрактации // Информационким является метод статистического моделирования, известный но-экономические аспекты стандартизации и технического регулироваеще как метод Монте-Карло. При использовании метода Монте-Карло для моделирования ния: Научный интернет-журнал. 2012. - № 3(7); 2. Подольский А.Г., Косенко А.А. Методические подходы к снижению воздействия случайных факторов на исследуемый объект сущестрисков, сопутствующих реализации мероприятий по созданию продукции вуют три различных способа: военного назначения. Вооружение и экономика № 3 (19). 2012 г.

- прямое подключение ММ к модулю Монте-Карло; 3. Спицин А.Г., Хмелевой В.В. Анализ рисков в проектировании авиаци- подключение модуля Монте-Карло к аппроксимирующей онной техники. Вооружение и экономика № 3 (15), 2011 г. ММ исследуемого объекта модели; 4. Жеребин А.М., Кропова В.В., Русак М.А. Методологический инстру- подключение ММ к аппроксимирующей метод Монте-Карло ментарий оценки рисков реализации программ и планов создания авиамодели. Первый метод позволяет наиболее точно моделировать за- ционной техники // Электронный журнал "Труды МАИ", выпуск № 55.

5. Лавринов Г.А., Подольский А.Г. Содержание понятий неопределенданные законы распределения случайных факторов. Однако для этого требуется довольно большое количество статистических ис- ности и риска в области формирования и реализации планов развития пытаний - более 10 000 и, соответственно, довольно большие зат- ВВТ //Вооружение и экономика. - 2010. -№ 1(9).

6. Аношко А.В., Дзема Ю.М., Петренко С.Г., Методические основы раты времени на расчет. Во втором методе используется аппроксимация ММ. В качестве оценки промышленной реализуемости программ создания перспективных аппроксимирующих можно задействовать регрессионные зависи- образцов авиационной техники и вооружения. -Военная мысль №1 2009.

7. Буренок В.М., Лавринов Г.А., Хрусталев Е.Ю. Механизмы управлемости и нейронные сети. Для определения коэффициентов аппроксимационной зависимости насчитываются значения критериев оценки ния производством продукции военного назначения. - М.: Наука, 2006.

8. Лавринов Г.А., Козин М.Н. Управление рисками в системе государпо заданному плану эксперимента. Коэффициенты определяются методом наименьших квадратов. При этом важно получить удовлетво- ственного оборонного заказа - М., 2007.

9. Макеев С.П., Минаев В.Н., Матиевский А.В., Ларионов Г.А., Латырительную точность аппроксимирующей зависимости. В третьем методе исследуемая ММ не упрощается, а выполня- шев Н.В. Автоматизация процессов управления рисками программ и проется аппроксимация результатов моделирования метода Монте- ектов в сфере ГОЗ. Монография. - ЗНП АО "Отделение ПВЭиФ", 2011.

10. Буравлев А.И. Управление высокотехнологичными проектами на Карло с приемлемым уровнем точности вычисления. Данный метод основан на так называемом методе быстрой интеграции вероят- стадии НИОКР. Вооружение и экономика № 3 (32). 2015 г.

11. Печатнов Ю.А., Мунтяну А.В. Об одном подходе к оцениванию ности (FPI - fast probability integration [19]), который, в свою очередь, был создан на базе метода наиболее вероятной точки (MMP - most рисков при реализации программы развития комплексов стратегического ракетного вооружения. Вооружение и экономика № 4 (41). 2017 г. probable point).

12. ГОСТ Р 58045 - 2017. Последовательность работы модуля статистического модели13. ГОСТ Р ИСО/МЭК 31010-2011. рования, следующая: 14. Данилов В.Е., Исаев В.К., Рябов А.М., Шкадов Л.М. Статистическая - для заданного количества случайных факторов формируется план эксперимента (значения множителей для определения значе- оценка характеристик проектируемого самолета с помощью метода Монте-Карло. Ученые записки ЦАГИ, Т. 4, 1973, № 2. С. 137…142. ний факторов и количество испытаний); 15. Труды ЦИАМ 2005.

- формирование плана эксперимента с рассчитанными значе16. Клягин В.А., Лаушин Д.А. Учет рисков, связанных с достижением ниями факторов по заданному диапазону их изменения в соответлетно-технических характеристик самолета. Полет, 2019 (01), с. 28-32. ствии с законом распределения; 17. Югов О.К., Селиванов О.Д., Дружинин Л.Н. Оптимальное управление - расчет критериев по плану эксперимента; - определение коэффициентов регрессионных моделей крите- силовой установкой самолета. М.: Машиностроение, 1978. 204 с.

18. Югов О.К., Селиванов О.Д. Основы интеграции самолета и риев методов наименьших квадратов; - определение распределения плотности вероятности и веро- двигателя. - М.: Машиностроение , 1989. - 304 с.: ил.

19.

Southwest Research Institute, FPI User's and Theoretical Manual, ятности критериев. Пример результата моделирования дальности крейсерского San Antonio, TX, 1995. полета самолета представлен на рисунке 7, здесь же представлеСвязь с авторами: Essh91@mail.ru на вероятность получения данной характеристики самолета. По 3212594@mail.ru зависимостям, представленным на рисунке 7, можно определить значения выбранных критериев при приемлемом уровне риска, в № 2 ( 128 ) 2020 www.dvigately.ru

6

информация Ротационно-детонационный двигатель

В современных ЖРД происходит постоянное горение топливной смеси - реакция между топливом и окислителем, при которой выделяется большое количество тепла. В борьбе за постоянство этого процесса пришлось преодолеть множество проблем, в том числе высокочастотную и низкочастотную неустойчивость. В настоящее время процесс горения топлива достаточно хорошо изучен и полностью контролируем. Разработаны двигатели на разных компонентах топлива и разной тяги. Их параметры достигли теоретического предела и поэтому учёные и инженеры ищут новые решения для повышения эффективности ракетных двигателей. Одно из решений лежит в области взрывного горения, при котором происходит мгновенный выброс энергии. При этом образуется ударная волна, которая при большой мощности взрыва способна разрушить любую конструкцию. Можно мощность взрыва сделать небольшой, но тогда не получиться сделать двигатель для установки на ракеты и преодоления с их помощью земной гравитеции. Да и обеспечение точного контроля за взрывными процессами весьма сложная и труднореализуемая задача. Тем не менее, взрывное горение может обеспечить выделение большего количества энергии при меньшем количестве сжигаемого топлива, чем при постоянном горении. И именно поэтому, в течение последних почти 70 лет ученые и инженеры занимались разработкой ротационно-детонационных двигателей. Идея ротационно-детонационного двигателя была предложена в 1950-х годах

инженерами из Мичиганского университета. Конструкция этого двигателя весьма проста с механической точки зрения, но создание стабильной самоподдерживающейся взрывной волны было непосильной задачей вплоть до последнего времени. Однако группе исследователей и инженеров из университета Центральной Флориды, работающие вместе со специалистами из Научно-исследовательской лаборатории ВВС США, удалось разработать, построить и провести первые испытания экспериментального образца ротационно-детонационного двигателя, который использует череду взрывов в кольцевом канале.

Конструкция двигателя состоит из двух цилиндров, вставленных друг в друга с небольшим зазором. В кольцевой промежуток между цилиндрами через сеть отверстий и разрезов подаются топливо и окислитель, в момент воспламенения смеси возникает взрыв, газы от которого устремляются к соплу и создают реактивную тягу. Одновременно внутри камеры возникает ударная волна, движущаяся в обратную сторону со скоростью, превышающей скорость звука в пять раз. На фронте этой волны возникают условия для возникновения детонации оче-

редной порции топлива. В итоге создаётся практически непрерывная череда взрывов в камере двигателя. Опытный ротационно-детонационный двигатель пока изготовлен из меди в небольших габаритах - его сопло диаметром всего 7 см. Топливо - смесь кислорода и водорода, и главное здесь - строгое обеспечение необходимого соотношения компонентов смеси. Даже малое отклонение от нужного значения приводит к тому, что смесь не взрывается, а “просто” горит.

Предполагается, что при успешном завершении испытаний опытного двигателя будет изготовлен полноразмерный ротационно-детонационный двигатель. И уже его рассматривают для установки в силовые установки верхних ступеней ракет Atlas V и Delta IV.

Новый источник электроэнергии

На электоромобиле для обеспечения работы электродвигателя устанавливают аккумуляторы. Их родословная начинается с 1859 года, когда Гастон Планте создал первый свинцовый аккумулятор. С тех пор накопители электрической энергии стали легче, мощнее, эффективнее. Но для портативных устройств, размеры которых постоянно уменьшаются, места для достаточно габаритных аккумуляторных батарей уже не осталось. Точнее, возможность уменьшения габаритов устройств ограничена габаритами применяемого энергоносителя. Применение солнечных батарей ограничено внешними условиями и в темноте бесполезно. Поиск оригинального решения этой задачи привёл исследователей Пенсильванского университета к созданию движущегося источника питания, работа которого основана на "пожирании" металла поверхности, по которой он перемещается. Новый источник питания является быстродействующей химической батареей, некоторые компоненты которой (металл и воздух), являются элементами окружающей сре-

ды. Такая технология получила название MAS (metal - air scavenger/металл - воздушный поглотитель). MAS-батарея имеет все традиционные компоненты обычных батарей, включая анод, катод и электролит. Анод не является элементом конструкции батареи, его роль выполняет любая металлическая поверхность, над которой располагаются остальные компоненты батареи. Катод изготовлен из углерода, покрытого слоем PTFE-пластика (polytetrafluoroethylene), в состав углеродного материала включены платиновые наночастицы, выполняющие роль катализатора. В качестве электролита выступает гидрогель, в состав которого входит раствор определенных солей, и когда этот желеобразный участок батареи тянут по металлической поверхности, он окисляет металл и вырабатывает электрическую энергию. Необходимый для этой реакции кислород отбирается из воздуха расположенным выше катодом. Опора в данной технологии на традиционные для батарей химические процессы,

7

но отсутствие анода в её конструкции значительно уменьшило её массу. Созданный MAS-источник энергии был прикреплён к маленькой модели автомобиля с электрическим моторчиком. Выработанное электричество поступало на электромотор модели, а та тянула MAS-источник по алюминиевой поверхности. Единственное, что необходимо для движения модели - небольшое количество воды для увлажнения слоя гидрогеля. В процессе окисления, производимого движущейся MAS-батареей, на поверхности остаётся след из оксида металла толщиной 100 мкм.

Электроэнергии вырабатывается мало, но устройств с низким энергопотреблением - много.

наука

УДК 532.526.4

Что такое туРБУЛЕНТНОСТЬ Александр Владимирович Ефимов, ФГУП "ЦИАМ им. П.И. Баранова", Москва

Статья из группы ТУРБУЛЕНТНОСТЬ ведущейся с 2010 г . Тематика турбулентного течения жидкости, давно и всесторонне освещаемая нашим журналом, оказалась настолько популярной, что и наши давние авторы, трудящиеся в сфере, где эта тема вовсю работает, тоже решили отдать дань попытке её понимания.

На примере решения классической газодинамической задачи показаны возможные причины возникновения периодических процессов при течении в жидкости/газе. Данное явление принято называть - турбулентность.

Роберт Вуд однажды сказал: - Когда я умру и предстану перед Богом, я задам ему два вопроса.

1. - что такое электричество и 2. - что такое турбулентность! На второй вопрос, кажется, получен ответ …

The possible causes of periodic processes during flow in a liquid/gas are shown by the example of solving a classical gasdynamic problem. This phenomenon is often referred to as turbulence. Центробежные ступени, многорядные решетки, обтекание цилиндров, периодические процессы Keywords: centrifugal stages, multi-row vane cascades, flow around a cylinder, periodic processes

Исследовалась центробежная ступень при равномерном стационарном потоке на входе и при отсутствии входного направляющего аппарата (ВНА). Было обнаружено, что в одном из каналов решетки трехрядного колеса, возникает периодическое течение, частота которого не связана с частотой следования лопаток лопаточного диффузора или другими источниками возмущения. Это натолкнуло на мысль, исследовать течение при обтекании групп профилей, например при обтекании групп цилиндров [1]. Было последовательно рассмотрено обтекание одного, двух

пары цилиндров в потоке не нарушается правило Кельвина, т.е. сумма завихренностей остается величиной постоянной, т.к. на цилиндрах возникают два противоположно направленных и равных вихря. Для трех же цилиндров, ввиду невозможности существования нулевой циркуляции на среднем цилиндре, правило Кельвина может выполняться только при периодическом возникновении и сносе вниз по потоку свободного вихря, равного и противоположного по знаку, циркуляции на среднем цилиндре. Так правильно-ли наше представление об обтекании не толь-

Рис. 2 Мгновенная фотография течения, полностью оторвавшегося от круглого цилиндра. По Прандтлю - Титьенсу Рис. 1 Обтекание 3 цилиндров

и трех цилиндров. В результате было получено как закономерное, так и неожиданное решение. Ожидаемо, получено, что обтекание одного цилиндра возможно как бесциркуляционное, так и с положительной и отрицательной циркуляцией. Обтекание пары цилиндров, дает уже более неожиданный результат - на цилиндрах обязательно возникают встречно направленные циркуляции, причем циркуляции направлены так, что скорость между цилиндрами меньше, чем на внешнем контуре. Обтекание трех цилиндров дает еще более неожиданный результат. Было получено, что бесциркуляционное обтекание цилиндра расположенного посередине, невозможно, а реализуются два решения с разнонаправленными циркуляциями (на среднем цилиндре) и встречно направленными циркуляциями на крайних. Таким образом, решение задачи обтекания группы из трех цилиндров приводит к решению, когда на одном, среднем цилиндре, вероятно, возникает знакопеременное периодическое изменение циркуляции, которое, по-видимому, наблюдалось в ранее описанном исследовании центробежной ступени. Отметим также, что для

№ 2 ( 128 ) 2020 www.dvigately.ru

ко групп цилиндров, но и одиночного? Может быть и на обтекание одиночного цилиндра следует посмотреть иначе? А если появление "дорожки Кармана" связано не только с вязкостью? Обратимся к другому явлению. Мы все живем в поле потенциальных сил тяготения. Потенциальных потому, что для перемещения на большую высоту, с одной линии потенциала на другую, энергию затрачиваем, а на меньшую получаем. А если перемещаемся по линии потенциала, то энергия не меняется. Если мы бросим упругий шарик на твердую поверхность, то начнется периодический процесс. Аналогичное явление получим, привязав шарик на ниточку, подвесив и качнув. В жидкости, согласно классической газодинамической теории также можно выделить линии потенциала, а также, в отличии от поля сил тяготения, линии тока. А поле сил давления в жидкости также носит потенциальный характер и связано с течением жидкости, т.е. линиями тока и линиями потенциала. А при переходе с одной линии потенциала на другую появляется градиент. Ели нет градиента, то нет и течения, или течение равномерное и стационарное без осо-

8

наука нагревателя, она (волна возмущения) провоцирует новую неоднородность плотности и бежит дальше, до входного среза, отражается и возвращается к нагревателю. Если нагреватель расположен на расстоянии 1/3 длины трубки от входного среза (а не как принято 1/4) т, возможно усиление возмущающего действия нагревателя, от пришедшей волны с верхнего среза (2/3 от полной длины) и удвоенного расстояния от нагревателя до входного среза. Данное предположение может объяснить, почему в спектре существуют гармоники с частотой соответствующей 2-ой гармонике и на удвоённой частоте (т.е. на 4-ой гармонике), причем примерно с той же амплитудой (см. рис. ниже). Определить частоту первой гармонике можно по формуле , где а - скорость звука в газе, внутри трубки, l - длина трубки. Мы определили на нашей метровой трубке частоту звука и она ока-

бенностей внутри области течения. А если появляется особенность, например: наш обтекаемый цилиндр или группа цилиндров, то появляется и градиент. А если появляется градиент, то, по-видимому, возникает и вероятность периодического процесса. Градиент возникает и при обтекании пары цилиндров - большее давление в пространстве между цилиндрами, но это равноценно ситуации устойчивого равновесия, словно маятник в нижней точке, вот если притормозить поток жидкости с внешней поверхности одного из цилиндров… Но воздействие должно быть более существенным, чем воздействие соседнего цилиндра. Так, именно такая ситуация появляется при появлении третьего цилиндра. И периодический процесс запущен. Следует иметь в виду, что в статье получено знакопеременное значение циркуляции на среднем цилиндре для невязкого потенциального потока несжимаемой жидкости, а дорожка Кармана описывается с учетом вязкости. А при обтекании одинокого цилиндра, важен уровень градиента. Если скорость мала и градиент мал, периодический процесс не запускается. Даже при случайном изменении скорости течения возле одной из сторон цилиндра. Достигли пороговой скорости - процесс запустился, превысили некоторое критическое значение - явление исчезло т.к. градиент исчез. Скорость так велика, что градиент давления не наблюдается. Повторим [1], что согласно данным приведенным в монографии Г. Шлихтинга, на некотором расстоянии позади обтекаемого тела образуется правильная последовательность вихрей, вращающихся попеременно вправо и влево. Такая последовательность вихрей называется вихревой дорожкой Кармана. На рис. 2 хорошо виден готовый к отрыву от цилиндра вихрь дорожки Кармана, вращающийся вправо. Регулярные вихревые дорожки образуются только в области чисел Рейнольдса Re примерно от 60 до 5000. Для чисел Рейнольдса, меньших 60, течение позади цилиндра ламинарное. При числах Рейнольдса больше 5000 дорожка Кармана не наблюдается. Экспериментальные данные по частоте образования вихрей при обтекании трех цилиндров в настоящее время отсутствуют. А при течении в трубе, действительно, градиент создается за счет трения о стенки, но как показывает данная работа, трение (вязкость) не единственный источник появления турбулентности. Главный источник - потенциальное поле сил давления, а как появляются линии разного потенциала, не суть важно. Но возможно появление вихревой пелены и в результате появления градиента температуры. Рассмотрим еще одно явление - возникновение автоколебаний (звука) при постоянном подогреве в вертикально расположенной трубке. Устройство получило название по первооткрывателю явление - "Трубка Рийке" [2]. Достаточно простое устройство представляющее собой вертикально стоящую трубку с сеткой расположенной (по данным других авторов) на высоте 1/4 от длины трубки снизу. Обязательным условием является наличие сильной тяги, обычно применяют термин "сквозная тяга". Замеренная на выходе трубке температура поднималась до 120 °С. Скорость движения воздуха замеренная по кинограмме составила 1.2 м/с (в области предшествующей появлению звука - 0.4…0.7 м/с).Теоретические условия возникновения акустических колебаний - скорость движения воздуха 0.6…0.7 м/с и удлинение трубки не менее 14 калибров. В наших экспериментах удавалось извлечь звук из трубок с относительными длинами от 11 до 27 калибров. Можно извлечь звук и расположив сетку, но только сильно охлажденную, на 1/4 высоты трубки от верхнего среза. При этом получится "сквозная тяга наоборот". Явление может быть объяснено следующим образом: При включении нагревателя нагретый воздух поднимается вверх, к срезу трубки. От среза трубки, в момент выхода неоднородности плотности, возникшей в результате нагрева, вниз спускается отраженная волна возмущения. Дойдя до

Рис. 3 Частотная картина трубки Рийке

залась около 180 Гц, что соответствует 2-ой гармонике, соответственно 1-ая гармоника составляет 90 Гц. Звук настолько сильный, что при диаметре трубки около 70 мм дрожат оконные стекла. При некотором навыке удается извлечь звук практически из любой трубки. Трубка меньшего диаметра (0.02…0.018 м) и меньшей длины (0.5 м) звучит на частоте около 333 Гц, что также соответствует 2-ой гармонике Следует обратить внимание, что скорость звука в холодной части, до нагревателя, меньше, чем в горячей части, после нагревателя. В нашем случае. при температуре на входе 20 °С, а температура после нагревателя - 120 °С, то разница составит 16 % Таким образом воздействие будет более растянутым по времени. Расположение нагревателя, по данным других авторов, в сечении 1/4*l требует объяснение, т.к. в этом сечении для четвертой гармонике расположен узел и подогрев в данном сечении не должен воздействовать на интенсивность звука. Продемонстрируем одно измерение, которое может объяснить отличие. Обратите внимание на рисунок на котором изображены результаты измерения температуры на оси вблизи нагревателя.

Рис. 4 результаты измерения температуры на оси вблизи нагревателя

9

наука

Рис. 5 Спектр сигнала записанного с термопары расположенной на оси в середине трубки

Ось х - время в с, ось y - значения эдс термопары расположенной на оси в в близи нагревателя, приведенные к температуре по стандартной зависимости. Выраженные пики амплитуд можно интерпретировать, как вихреобразоване на нагретых элементах нагревателя и, возможно, в ядре потока. Примерная частота появления положительных и отрицательных выбросов температуры - 10 Гц. На спектре зафиксирована большая частота. Примерно 45 Гц. Из полученных диаграмм температуры, при наличии звука, профиль температуры оказывается более наполненным. Расчет чисел Re показал, что для исследованных трубок значение чисел Рейнольдса при начале звучания примерно соответствует переходу ламинарного течения в турбулентное. В ряде опытов фотографировалась струя на выходе из трубки. Также были сделаны снимки с помощью тепловизора. Фотог-

рафии струи вытекающей из трубки также показывали более наполненный профиль температуры. Если предположить, что на поверхности нагревателя возникает вихревая пелена и вихри имеют более высокую температуру, чем основной поток, то выше по потоку, возможно разрушение вихрей пришедшей отраженной волной и местный рост температуры и давления. В нашем случае нагреватель был протяженный и занимал сечения включающие 1/4 * l и 1/3 * l. При включении нагревателя звук возникал начиная с некоторой температуры воздуха и скорости движения, близкой к моменту перехода ламинарного течения в турбулентное, но все же ниже критического значения Re. При дальнейшем нагреве звук постепенно усиливается. а в случае перегрева трубки, ослабевает и полностью исчезает. Возникновением вихревой пелены можно объяснить и более широкий след за проволочкой анемометра, при условии заведомо ламинарного, по числам Re, течению. При этом классическая теория предсказывает более узкий след. Данное наблюдение ставит до сих пор многих исследователей в тупик, а, возможно, объяснение очень простое - градиент температур порождает сходящие последовательно вихри с разнонаправленной и равной циркуляцией, т.е. периодический процесс. Литература 1. А.В. Ефимов (ФГУП "ЦИАМ им. П.И. Баранова", Москва) krylat@mail.ru Решение одной классической задачи газовой динамики. Изв. Вузов. Авиационная техника Казань 2019 г. № 4 стр.

80-86.

2. Б.В. Рауншенбах Вибрационное горение., М. Изд-во физмат лит. 1961 г. 500 с. Связь с автором: krylat@mail.ru

выставки

Участие российских изобретателей и производителей инновационной продукции в XVI Международном Салоне изобретений и новых технологий "Новое Время" XVI Международный Салон изобретений и новых технологий "Новое Время" прошел 24-26 сентября 2020 г., в г. Севастополь, Российская Федерация. Международный инновационный клуб "Архимед" при содействии Комитета по изобретательской, рационализаторской и патентно-лицензионной деятельности Ассоциации "Лига содействия оборонным предприятиям" продемонстрировал35 инновационных проектов и изобретений, которые представляли предприятия и организации из 12 регионов Российской Федерации.

25 сентября 2020 г. в рамках деловой программы, организуемой клубом "Архимед", в Федеральном государственном казенном военном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Черноморское высшее военно-морское ордена Красной Звезды училище имени П.С. Нахимова" Министерства обороны Российской Федерациисостоялся расширенный семинар по теме: "Система управления правами на результаты интеллектуальной деятельности на предприятиях оборонно-промышленного комплекса, в том числе при выполнении гособоронзаказа: обзор нормативно-правовых актов, имеющих обязательные требования к РИД, организация на предприятиях системы

управления правами на РИД, правовая охрана РИД, в том числе служебных, учет РИД в составе нематериальных активов и их коммерциализация, вознаграждения за служебные РИД, актуальные вопросы в отношении РИД при взаимодействии с государственными заказчиками, инвентаризация прав на РНТД". После семинара был организован круглый стол, во время которого участники семинара выступали с докладами и делились мнениями друг с другом. По окончании расширенного семинара для участников была организована культурная программа -экскурсия на катерах по Севастопольской бухте к военным кораблям Черноморского флота.

26 сентября 2020 г. состоялась торжественная церемония награждения участников Салона "Новое Время". Представители ФГБУ "16 Цниии" Минобороны России, Краснодарского высшего военного авиационного училища лётчиков имени Героя Советского Союза А. К. Серова, АО ПО УОМЗ имени Э.С. Яламова, ФИЦ ХФ РАН, Тульского государственного университета, Филиала Военной академии Ракетных войск стратегического назначения им. Петра Великого (г.Серпухов), НИУ МИЭТ, Военной Академии Ракетных Войск Стратегического Назначения им. Пет-

ра Великого, Московского политехнического университета, Дагестанского государственного медицинского университета Министерства здравоохранения Российской Федерациизавоевали золотые, серебряные и бронзовые награды Салона, а также специальные призы от иностранных участников. Во время работы Салона прошла презентация Всемирного изобретательского форума на Кипре - "Global Invention Forum in Cyprus" , который состоится 14-15 октября 2020 г. Надеемся на Ваше активное участие в Форуме! Мы поздравляем наших изобретателей с высокими наградами и желаем им дальнейших творческих успехов!

Дирекция Международного инновационного клуба "Архимед". Комитет по изобретательской, рационализаторской и патентно-лицензионной деятельности при Бюро Ассоциации "Лига содействия оборонным предприятиям" № 2 ( 128 ) 2020 www.dvigately.ru

10

история

УДК 629.065

À Í Ý Ð Ð Î Ð È Ê À Ó Ï Ð À Â Ë Å Í È ß Ä Â Ó Õ Ä Â È ÃÀ Ò Å Ë Ü Í Î É Ñ È Ë Î Â Î É Ó Ñ ÒÀ Í Î Â ÊÎ É À Â È À Ë À É Í Å Ð À Â Ï Î Ë ¨ Ò Å Ñ Í Å Ñ È Ì Ì Å Ò Ð È × Í Î É Ò ß ÃÎ É Аделия Юрьевна Бурова, старший преподаватель, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования (ФГБОУ ВО) "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" (МАИ) Расcмотрены вопросы, связанные с анэррорикой управления двухдвигательной силовой установкой авиалайнера до и после повреждения и (или) частичной неисправности одного из его двигателей в полёте. Показана возможность такой анэррорики путём сравнительного анализа замеряемых и заданных значений параметров тяги его газотурбинных двигателей. Определены условия минимизации разнотяговости этих двигателей в полёте и компенсации асимметрии их тяги после повреждения и (или) частичной неисправности одного из них.

The issues related to the unerroric of controlling the two-engine powerplant of an airliner before and after damage and (or) partial failure of one of its engines in flight are considered. The possibility of such an unerroric is shown by a comparative analysis of the measured and set values of the thrust parameters of its gas turbine engines. The conditions for minimizing these engines thrust asymmetry in flight and compensating for their thrust asymmetry after damage and (or) partial failure of one of them are determined. Ключевые слова: асимметрия тяги, газотурбинный двигатель, минимизация разнотяговости, силовая установка, частичная неисправность.

Key words: thrust asymmetry, gas turbine engine, minimization of misalignment, power plant, partial failure

Результаты анализа причин аварий самолётов МиГ-29 в ноябре 2019 г. и феврале 2020 г. в очередной раз подтвердили необходимость комплексной оценки влияния человеческого фактора и технического состояния авиационных газотурбинных двигателей (ГТД) на безопасность полёта. Субъективность контроля нескольких параметров тяги этих двигателей в полёте актуализирует исследование дополнительных возможностей автоматического управления тягой двухдвигательных силовых установок (ДДСУ) авиалайнеров [1]. Цель исследования - формализация условий анэррорики управления тягой ДДСУ авиалайнера до и после повреждения и (или) частичной неисправности одного двигателя в полёте. При исследовании использовались методы программного моделирования алгоритмов контроля тяги ГТД ДДСУ. Понятие "анэррорика" (от латинского "errare") означает совокупное применение способов и процедур снижения погрешности методов и алгоритмов обработки информации [2]. Под термином "анэррорика" применительно к управлению тягой ДДСУ авиалайнера понимается снижение погрешности контроля тяги его ГТД программно-аппаратными средствами системы автоматического управления (САУ) ДДСУ [3]. Эрозия и коррозия рабочих лопаток турбин обоих ГТД ДДСУ авиалайнера обусловливают неизбежность его полёта с несимметричной тягой и возможность частичной неисправности одного из двух ГТД в полёте. Уменьшить или скомпенсировать их разнотяговость можно и должно только программными средствами САУ ДДСУ без применения дополнительных аппаратных средств В качестве параметров тяги левого и правого ГТД ДДСУ предлагается рассматривать замеряемые значения частоты вращения вентиляторов левого ГТД nL и правого ГТД nR, которую можно использовать как управляемый параметр в САУ ДДСУ. Сравнительная оценка соотношений минимально допустимого nS, максимально достижимого nT и замеряемых nL и nR значений частоты вращения вентиляторов с учётом вычисляемых значений первых производных nL' =dnL/dt и nR' =dnR/dt при заданных значениях поправочных коэффициентов CL и CR, зависящих от динамических свойств вентиляторов обеспечивает снижение погрешности автоматического управления тягой ДДСУ авиалайнера за счёт автоматического контроля исправности его двигателей и симметрии их тяги в полёте одновременно. Результаты исследования показали и подтвердили возможность минимизации разнотяговости этих ГТД при соотношении параметров их тяги по формулам (1)-(2) и её компенсации при соотношении тех же параметров по формуле (3) или по формуле (4):

0<nS<nL+CLnL'< nR <nT 0<nS<nR+CRnR'< nL <nT 0<nL+CLnL'< nS <nR <nT 0<nR+CRnR'< nS <nL <nT

(1) (2) (3) (4)

Такая формализациz условий анэррорики управления тягой ДДСУ авиалайнера позволит обеспечить своевременное повышение тяги левого или правого ГТД при безотказной работе обоих двигателей в полёте с несимметричной тягой и своевременное повышение тяги одного двигателя при отказе другого двигателя. Отличительной особенностью и новизной этой формализации является снижение погрешности автоматического контроля качества работы ДДСУ путём сравнительного анализа замеряемых и заданных значений частот вращения вентиляторов её двигателей до и после повреждения и (или) частичной неисправности одного из них в полёте [4]. Достоверность результатов исследования обеспечивается их соответствием известным результатам успешных научноисследовательских работ. Литература 1. Бурова А.Ю. Турбореактивные двухконтурные двигатели: программа-прогноз ускоренного развития на среднесрочную перспективу // Молодежь и будущее авиации и космонавтики: аннотации работ конкурса научно-техн. работ и проектов национал. исследов. ун-та "Московский Авиационный Институт" (МАИ) 2013 г. - М.: Изд-во МАИ, 2013. - с. 86.

2. Burova A.Yu., Kabakov V.V. "Unerroric" of multistage discrete Fourier transform of digital signal without arithmetic operations of multiplication.

Amazonia Investiga. 2020. Vol. 9. №25. pp. 429-437.

3. Burova A.Yu. (2019). Minimization of asymmetry of thrust of the dual-flow turbojet engines of the air-liner in accordance with the results of the system analysis of the thrust parameters. Asia Life Sciences Supplement. 21(2), 629-643.

4. Малышев В.В. Методы оптимизации в задачах системного анализа и управления: Учебное пособие. - М.: Изд-во МАИ-ПРИНТ, 2010. - 440 с.

5. Пат. 2306446 Российская Федерация, МПК F02C 9/42. Способ управления силовой установкой самолета / Иноземцев А.А., Семенов А.Н., Савенков Ю.С., Саженков А.Н., Трубников Ю.А., заявитель и па-тентообладатель ОАО "АВИАДВИГАТЕЛЬ". - №2005136774/06. Заявл.

25.11.2005, опубл. 20.09.2007, Бюл. №26. - 7 с.

6. Novichkov V.M., Burova A.Yu. Algorithm of Two Turbojets Thrust Asymmetry Minimization for Digital Control System of Twin-Engine Jet Airliner // 2019 International Multi-Conference on Industrial Engineering and Modern Technologies (FarEastCon), Date Added to IEEE Xplore: 19 December 2019, DOI: 10.1109/FarEastCon.2019.8934285.

Связь с автором: frambe@mail.ru

11

ТЕХНОЛОГия

Выбор типа двигателя - работа для вдумчивых Игорь Викторович Ниппард, главный конструктор ООО "УРАРТУ" Дмитрий Александрович Боев, главный редактор НИУ МЭИ

Двигатель - это механизм, с помощью которого преобразуют тепловую, электрическую, геопотенциальную и прочие виды энергии в механическую. Двигатели обычно, сами по себе не используются, являясь составной частью механизмов, должных выполнять какую-то необходимую для человека работу. Конструкция механизма определяется его назначением и функциями, которые он должен выполнять. И практически не существует механизмов, в которых бы не было двигателей. Более того, великий Леонардо придумал огромное количество различных механизмов. Практически все они, по сути, работоспособны и, более того: все они позже послужили основой для применявшихся в практике устройств. Но - не при жизни Леонардо. Причина проста: у него не было для них источников энергии. Да Винчи не занимался изобретением двигателей. В картотеке заявок на изобретения папка "Двигатели", имеющая множество подразделов, одна из наиболее активно пополняемых. Люди их изобретают во множестве. Пусть даже и не "вечные" (запрещённые к рассмотрению решением парижской Академии Наук ещё триста лет назад), но тем не менее весьма и весьма разные. Наиболее востребована и популярна информация по наиболее массовым - автомобильным двигателям. Как правило, сейчас они чаще всего выполняются по четырёхтактной схеме [хотя весьма массовые и двухтактные двигатели, а бывают и пяти- и даже шеститактные, см. журнал "Двигатель" № 3(123) 2019 г., статья Ю.В. Макарова "Два, четыре, пять, шесть... Считаем такты вместе " ПРИМ. РЕДАКЦИИ ЖУРНАЛА]. В этих моторах все такты обеспечиваются работой цилиндро-поршневой группы разной конструкции и клапанного механизма. Такты проходят последовательно, отделены друг от друга, оказывают один на другой несильное влияние, что обеспечивает их независимое протекание и хорошую многорежимность мотора. Этим обеспечивается приёмистость двигателя, например, автомобиля при разгоне, торможении, остановках на светофоре и прочем. Следствие такой независимости циклов - необходимость неоднократного прохождения за рабочий цикл "мёртвых точек", а значит, сильное влияния инерции на рабочий процесс и необходимость наличия некоего элемента, передающего её от такта к такту - например, маховика. Плата за это - дополнительный продувочный оборот коленчатого вала для очистки рабочей камеры. В истребительной и спортивной авиации также важна многорежимность - при резких маневрах пилот летательного аппарата, оборудованного поршневым двигателем, постоянно работает сектором газа, т.е. мотор должен быть четырёхтактным. Ярким тому примером является двигатель М-14, специально созданный для побед в соревнованиях по высшему пилотажу. Четырёхтактные моторы не могут похвастаться многообразием схем в отличие от двухтактных. Максимальная мощность четырёхтактного мотора составляла 14 000 л.с. Совершенно иной подход должен быть при проектировании двигателей для транспортной или беспилотной авиации, переоценить которую в условиях России невозможно. Полётный цикл двигателя транспортной авиации состоит из кратковременной работы на малом газе - это прогрев и рулёжка, 1…3 минуты работы на форсированном взлётном режиме, продолжительная работа (несколько часов) на крейсерском режиме и опять малый газ - снижение, рулёжка, останов. В данном случае необходимо обеспечить максимальную топливную экономичность (в оба конца полёта) и желательно малую массу и мидель. Наилучшим образом данным требованиям отвечают двухтактные двигатели. Это хорошо понимал Хуго Юнкерс - ос-

нователь немецкой авиакомпании Lufthansa. Под его руководством в начале 30-х годов были созданы авиадизели ЮМО204 … ЮМО-207. (см. рис. 1)

Рис. 1 Двигатель UMO-205 в музее Кобленц

Рис. 2 Ju-86 c двигателями Jumo-205

В ходе испытаний дизель Jumo-207С в течение часа развивал мощность в 2020 л.с., т.е. 122 л.с./л. (90 кВт/л.). В течении 10 минут Jumo-207 развивал мощность 2210 л.с., т.е.

135 л.с./л.(100 кВт/л.) при малой удельной массе (0,5 кг/л.с.) это дизель! Подобная удельная мощность не была еще достижима для самых современных бензиновых моторов. Алексей Дмитриевич Чаромский исследовал двигатели этой серии ещё в конце 30-х годов и нашёл, что их конструкция переусложнена, что весьма отрицательно влияет на ресурс. И потому, он не пытался создавать аналога этих двигателей, развивая свою конструкцию авиационных дизелей АН-1 до серийно выпускавшихся АЧ-30Б, применявшихся на самолётах Ер-2 и бомбардировщиках Туполева и Ильюшина [Об этом наш журнал многократно писал: см. журнал "Двигатель" №1(121) 2019 года, статья Д.А. Боева "Алексей Дмитриевич Чаромский человек, инженер, конструктор" - и ранее, 1999-2010 гг. ПРИМ. РЕДАКЦИИ ЖУРНАЛА]. На базе того же двигателя АЧ-30Б был спроектирован и массово выпускался и танковый двигатель В-2, ставший основным мотором советских танков Победы. После войны, на основе идей оппозитного встречного перемещения поршней в одной камере сгорания, применённого в выше описанных двигателях JUMO, А.Д. Чаромским были созданы танковые многотопливные моторы 5ТДФ, а впоследствии и 6ТД-1 … 6ТД4 (называемые в народе "чемоданами" [Об этом более подробно см. журнал "Двигатель" №4(10) 2000 г., статья ""Чемодан" или два поршня в одном цилиндре" ПРИМ. РЕДАКЦИИ ЖУРНАЛА]).

№ 2 ( 128 ) 2020 www.dvigately.ru

12

Рис. 3 Танковый двигатель А.Д. Чаромского 6ТД

Инженеры, создающие двигатели, всегда учитывали специфику транспортных средств при создании для них энергоприводов. Близки по конструкции и режимам работы судовые и тепловозные двигатели. Наиболее типичным представителем таковых является тепловозный дизель 2Д100 и его многочисленные модификации. Прототипом дизеля 2Д100 послужил судовой дизель фирмы Fairbanks-Morse типа 38D8-1/8OP, который стоял с одного из кораблей, поставляемых по ленд-лизу в СССР во время Второй Мировой войны.

Рис. 4 Двигатель 2Д-100

Инженеры стараются получить максимальный эффект, анализируя все за и против различных схем двигателей. Это стимулирует поиск новых решений и критический анализ старых, но не нашедших в свое время практического воплощения технических идей. Пример широкого диапазона разнообразных режимов работы можно видеть, сравнив, скажем, модельные двухтактные авиамодельные двигатели с воспламенением от сжатия (а ведь это, по сути, тоже двигатель типа дизеля), рабочий объём которых начинается от 1,5 см3, состоящие из нескольких деталей и дизельный двухтактный 14-цилиндровый двигатель Вяртсиля-Зульцер RTA96C мощностью более 100 000 л.с., используемый на гигантских контейнеровозах, потребляющий до 13,7 тонн топлива в час. При этом, удельный расход топлива такого

Рис. 6 Самый большой корабельный двигатель в мире RTA96C

гиганта Се =0,1257 кг/л.с. час, что является абсолютным рекордом. Удельный расход самого экономичного ГТД НК-12 составляет Се =0,19 кг/л.с. час, на высоте 11000 м - Се =0,16 кг/л.с. час - это удельный расход… автомобильного дизеля. Не все поиски приводят к желаемому результату. Так, в 1916 году два племянника Н.Е. Жуковского - А.А. Микулин и Б.С. Стечкин спроектировали и изготовили двухтактный авиационный двигатель АМБС - 1 с косой шайбой взамен кривошипа, который проработал несколько минут и остановился из-за поломки шатунов. [Об этом в книге "Отечественные авиационные двигатели - ХХ век" Л.П. Берне и др. АВИКО-пресс, М., стр 20-21. ПРИМ. РЕДАКЦИИ ЖУРНАЛА]. Попытка Николая Егоровича помочь и попытаться каким-то образом рассчитать режим этой конструкции и сбалансировать её, к желаемому результату не привела. С тех пор А.А. Микулин спроектировал и построил не один десяток авиационных поршневых и газотурбинных моторов, а Б.С. Стечкин стал основоположником теории ГТД, по рекомендации которого строилась вся реактивная техника в СССР и мире - но к этому мотору они больше не возвращались. Продолжаются работы по созданию моторов и в наше время. Так, например, изобретатель - энтузиаст из города Тольятти А.Н. Сергеев создал двухтактный многотопливный двигатель с очень высокой степенью сжатия и чистым выхлопом. На его двигателе организована предварительная подготовка топлива в отдельном маленьком цилиндре и пневмовпрыск в камеру сгорания, что обеспечивает хорошее горение любой смеси по мере поступления в рабочий цилиндр, аналогично двигателю Вяртсиля-Зульцер. Эту схему работы мотора предусматривал Рудольф Дизель, предполагая вдувать в цилиндр угольную пыль, но потом перешёл на жидкое топливо. История моторостроения показывает пути достижения наилучших результатов в части мощности, экономичности, массогабаритных параметров. Множество компаний создают работоспособные и, порою, весьма удачные конструкции. Так фирма "RED"в Германии, основанная выходцами из России, предложила, работоспособный авиадизель, который возможно устанавливать на целый спектр летательных аппаратов различного назначения. В Гавриловом Яме запущен в малую серию авиационный двигатель "Агат" - весьма и весьма перспективная машина, в ЦИАМ полным ходом идут работы по применению в малой авиации двигателя нового автомобиля "кортеж". Выбор моторов всегда намного меньше, чем самолётов, и подход "я его слепила из того, что было" никак не допустим. Связь с автором: nippard@rambler.ru

Рис. 5 Компрессионный авиамодельный двигатель MK-17

13

наука

УДК 532.526.4

ТУРБУЛЕНТНОСТЬ Я д е р н о - с т р у й н ы й э к з е р ц и с П а в е л ь е в а Юрий Михайлович Кочетков, д.т.н., профессор ФГБОУ ВО "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" (МАИ)

Представлены результаты систематических исследований турбулентности стратифицированных потоков на примере спутных дозвуковых струй и показана динамика развития течения и последовательность перехода одних режимов в другие. Проделан анализ и получены численные диапазоны, характерные для турбулентных течений: ламинарный режим, режим Толмина-Шлихтинга, градиентные волны Кельвина-Гельмгольца и развитая турбулентность. Исследования проведены в целях выбора проектных параметров хонейкомбов для ядерных энергодвигательных установок.

The results of systematic studies of turbulence of stratified flows on the example of satellite subsonic jets are presented. the dynamics of flow development and the sequence of transition from one mode to another are shown. The analysis was performed and numerical ranges characteristic of turbulent flows were obtained: laminar mode, Tolmin–Schlichting mode, Kelvin–Helmholtz gradient waves and developed turbulence. The research was carried out in order to select the design parameters of honeycombes for nuclear power plants. Ключевые слова: турбулентность, ядерный ракетный двигатель, хонейкомбы, спутная струя.

Keywords: turbulence, nuclear rocket engine, honeycombs, satellite jet.

В настоящее время для дальних межпланеттолий Абрамович Павельев [1, 2]. Путем экспеных экспедиций безальтернативным вариантом риментальных доказательств [3] и теоретичесявляется использование в качестве двигательных ких объяснений он отстаивал это перспективное установок конструкции на базе двигателей на направление в современной ракетной науке. ядерном принципе движения. Наиболее персПорой поражаешься находкам ученых. Ведь пективным источником ядерной энергии является уран, да еще и фтор, эти два самых страшных генератор на основе газофазного ядерного реэлемента на Земле (разумеется, известных на актора. Основной принцип действия такого ресегодняшний день) могут дать соединение, котоактора заключается в том, что тепловыделяюрым возможно управлять без применения спещим элементом в данной конструкции (ТВЭЛом) циальной организации процесса, специальных является не традиционно твердый элемент с отсооружений и средств защиты. Таких соединеверстиями для прохождения рабочего тела (воний известно в человеческой практике немного. дорода) в целях его разогрева, а струя ураноЭто фторопласт CF4, который является великовой плазмы. В этом случае реализуется струйлепным теплоизоляционным и прокладочным ное стратифицированное течение, в результате материалом. И это - элегаз, гексафторид серы которого рабочее тело нагревается до высоких SF6, единственный, пожалуй, материал, являюА.А. Павельев температур и далее поступает на турбину для щийся изолятором в электронно-лучевых пушвыработки электрической энергии для питания ЭРД, либо, нап- ках. А теперь еще и гексафторид урана. рямую, в камеру ЖРД для создания удельного импульса тяги. Казалось бы, решены все проблемы после появления такого Преимущество такого способа использования газофазного великолепного ТВЭЛа. Но, по законам философии начинаются ТВЭЛа перед твердотельным очевидное. Нагретое ядерным спо- другие. Это проблемы турбулентного массообмена. Ведь вдоль собом твердое тело должно обладать высочайшей термостой- газообразного тяжелого ТВЭЛа течет тоже газообразный, но костью и огромным ресурсом. Оно должно работать много-цик- сверхлегкий водород. Ведь ему отдает гексафторид урана свою лично продолжительное время не разрушаясь, поэтому пробле- энтальпию. Ведь именно его он нагревает до температур свыше ма разработки материалов ТВЭЛа весьма актуальна и на сегод- 3000 °С. И поэтому от режима их совместного течения, двухслойняшний день не решена. Все известные высокопрочные и теп- ного, стратифицированного течения, зависит эффективность теплостойкие материалы, а это либо оксиды, либо карбиды тугоп- лообмена. Именно этим вопросом весьма предметно и основалавких металлов, в настоящее время не удовлетворяют требо- тельно занимался Анатолий Абрамович Павельев. Его наследие ваниям практической космонавтики. Поэтому привлекательным уникально. является использование газофазных ТВЭЛов. После себя он оставил великолепный ядерно-струйный экзерСтруя урана-235 (U235) одновременно выполняет две роли: цис [4] в виде фотографий различных струйных режимов (рис. 1-15), роль конструкции ТВЭЛа и роль собственного тепловыделяюще- которые оказались бесценными в период разработки конструкций го элемента. Но есть большие эксплуатационные проблемы. ЯРД. А также, являясь крупнейшим теоретиком, он оставил после Уран - высокорадиоактивное вещество. Всегда, на протяжении себя большое творческое наследие в виде статей и книг. всего периода эксплуатации, начиная с супругов Кюри, существовала и стоит эта проблема, проблема совместного существоОсобенности работы газофазного реактора вания подобных веществ и человека. Газодинамическая схема течения компонентов газового реЛюди всегда искали и ищут этим радиактивным веществам актора достаточно проста. Она представлена в предыдущем замену. Для ядерных ракетных двигателей такая замена была номере журнала [3]. Здесь все организовано так, что цилиндринайдена - это гексафторид урана UF6. Была найдена плазма, ко- ческая струя высоко-энтальпийной плазмы с заданной скоторая практически безвредна для человека и удобна при эксплу- ростью вытекает из выходного устройства в рабочую зону. В атации. Разработкам такого вида ТВЭЛов, с использованием этой зоне она соприкасается со спутным потоком водорода, когексафторида урана, посвятил свое творчество крупный рос- торый забирает значительную часть тепла, понижая существенсийский ученый доктор технических наук, профессор МГУ Ана- но свою энтальпию. Это высокоэнтальпийное рабочее тело, ча№ 2 ( 128 ) 2020 www.dvigately.ru

14

наука ще всего водород, далее поступает на рабочие элементы двигательной установки. Если это - турбогенератор, то водород поступает на лопатки турбины и заставляет ее вращаться в целях выработки необходимой электрической энергии. Энергия после выпрямления тока или напрямую поступает в электроракетные двигатели для их питания и создания тяги. В другом случае, водород поступает с высокой температурой в камеру жидкостного ракетного двигателя, где также его энергия утилизируется в кинетическую энергию тяги. Плазмообразный ТВЭЛ после отдачи своей энтальпии водороду, по замкнутому контуру вновь через теплообменник и сепаратор возвращается в рабочую зону. Такая простая на первый взгляд конструкция влечет за собой ряд серьезных проблем: 1. Проблема воспроизведения замкнутого термодинамического контура - типа Брайтона.

2. Проблема жаростойкости материалов жаровых подводных труб.

3. Проблема стойкости и жаростойкости крыльчаток высокооборотных насосов.

4. Проблема устойчивой работы газодинамического тракта рабочей зоны. Последняя проблема является предметом настоящего рассмотрения. Другими словами, необходимо во время работы ядерной энергодвигательной установки управлять сильно стратифицированным потоком, стабильно удерживая в нем нужные рабочие параметры. Предварительные исследования обозначили важную газодинамическую проблему создания устойчивых турбулентных стратифицированных течений при высоких сдвиговых параметрах. Особенности стратифицированных течений Стратифицированное течение отличается той особенностью, что в нем всегда присутствует послойное течение двух потоков, касательно взаимодействующих друг другом. Их взаимное трение приводит к появлению в этой области турбулентных течений. И в зависимости от разности параметров на их границе возникает тот или иной режим турбулентности [5]. Как было показано ранее [6, 7], стратифицированное турбулентное течение имеет несколько устойчивых конфигураций. При этом каждой предыдущей конфигурации соответствует более развитая последующая конфигурация в зоне перемежаемости (условно в области смешения спутных потоков). Каждая последующая конфигурация является более сложной и тонко-организованной. Было показано, что в зависимости от величины сдвига потоков друг относительно друга ∆ρV (кг/(м2⋅с)) на границе соприкасающихся потоков, реализуется то или иное стратифицированное течение, характеризующее режим турбулентности: - при ∆ρV < 1,9 - ламинарный режим; - при 1,9 < ∆ρV < 3,9 - режим волн Толмина-Шлихтинга; - при 3,9 < ∆ρV < 5,8 - режим градиентных волн КельвинаГельмгольца; - при 5,8 < ∆ρV - развитое турбулентное течение. По-видимому, последний режим тоже имеет свою очень сложную когерентную структуру, но поскольку подобный вид течения является очень быстротекущим и мелкомасштабным, то современными методами диагностики не удаётся определить детально его высокодифференцированную структуру. Процесс перехода от одного режима к другому сопровождается изменением размера струи. Очевидно, что самая компактная из них - ламинарная. Она самая спокойная и имеет параллельно расположенные линии тока. Но по мере усугубления течения появляется все больше и больше поперечных составляющих. Их в просторечии называют поперечные пульсации, помятуя о введенном Осборном Рейнольцом этого легендарного понятия. В последующем Людвиг Прандтль пытался материализовать это понятие, говоря о неких молях, движущихся из одного места случайно в другое. На самом деле это не моли. Это - либо вол-

ны, либо вихри. Строго говоря, под турбулентностью следует понимать вихревые течения (rotV или rotrotV = 0). Волновые течения можно относить к переходным режимам. Итак, поперечные потоки расширяют струю и чем дальше, тем струя толще. В такой постановке задача устойчивой работы ТВЭЛа сводится к организации минимального изменения размеров ТВЭЛа в процессе работы энергодвигательной установки. Другими словами, требуется создание условий, когда сопровождающие друг друга потоки водорода и гексафторида урана являются послойными и не воздействуют механически друг на друга. Струйный экзерцис для ЯРД Условие отсутствия механического воздействия потоков друг на друга сводится к созданию искусственного ламинарного потока, при котором общий профиль скорости на границе не имел бы скачков и имел бы конечную производную. В этом случае передача тепла от ТВЭЛа к рабочему телу будет осуществляться только посредством термо-молекулярной диффузии и радиационного теплообмена, а турбулентный теплообмен будет отсутствовать. Очевидно, что создание таких условий предполагает применение специальных устройств, которые выравнивают потоки и приводят в соответствие сдвиговые параметры на линии их соприкосновения. А.А. Павельевым были созданы специальные хонейкомбы [8], позволяющие управлять турбулентными потоками и создавать практически потенциальные пространственные течения на достаточно продолжительных участках с постоянными параметрами. Устройство хонейкомбов представляет из себя большое количество склеенных между собой малоразмерных призматических или цилиндрических трубок, характерный проходной размер которых составляет величину порядка одного - двух миллиметров. Малый размер определяется высокой проницаемостью и низкой вязкостью водорода. Длина трубок и форма выходной части выбирались из условия получения заданного результирующего профиля скорости в потоке. Стенки трубок были минимальными в целях исключения донных эффектов. Многочисленные экспериментальные исследования, проведенные с использованием хонейкомбов, показали их высокую эффективность. Конструкции хонейкомбов Павельева позволяли получать ламинарные течения искусственным способом. Ламинарность за хонейкомбами существенно отличалась от ламинарности в естественных условиях. Ламинарность Павельева представляла из себя поток, выстраивающийся в виде мелкомасштабных когерентных структур, искусственно созданных геометрией хонейкомбов. Это продольные жгутовые образования с малой длиной волны. Подобное течение приближается к хаотическому, тепловому движению. Оно приближается к самому развитому турбулентному течению, к его последней конфигурации - к ламинарному течению. Известно, что самое развитое, самое бурлящее турбулентное течение - это ламинарное течение. Такое явление называют странным аттрактором. В этом случае размер вихря достигает своего предельного значения, равного числу Колмогорова [9]. Следующим шагом является превращение вихря в тепло. Но чтобы получить все эти параметры по размерам ячеек хонейкомба, Павельеву пришлось проделать огромное число испы-

Компьютерное моделирование и внешний вид хонейкомба из керамических материалов

15

наука 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Рис. 1-15 Динамика развития турбулентного течения

таний, а точнее, большое крупномасштабное исследование по изучению режимов течения в спутных струях. Это - поистине великолепный научный экзерцис, который привел к новым логически понятным результатам и дополнительно представил турбулентность не как хаос, а как стройную конструкцию потока, устойчиво существующую при больших скоростях и импульсах. На фотографиях (рис. 1-15) представлена динамика развития турбулентного течения в воздушной струе, истекающей в объем, заполненный гелием. Опыты были проведены А.А. Павельевым, а результаты были им любезно предоставлены автору для дальнейшей творческой деятельности. Литература 1. А.С. Коротеев, А.А. Павельев, А.И. Решмин и др. Ракетные двигатели и энергетические установки на основе газофазного реактора // М. Машиностроение, 2002 г.

2. А.А. Павельев, Ю.Г. Демянко, Г.В. Конюхов и др. Ядерные ракетные двигатели // М. ООО "Норма-Информ", 2001 г. № 2 ( 128 ) 2020 www.dvigately.ru

3. Ю.М. Кочетков. Турбулентность в хонейкомбах. Течение Павельева // Двигатель № 5, 2007 г.

4. Ю.М. Кочетков, А.И. Бажанов. Турбулентность. Пространственный нестационарно-тепловой экзерцис ЖРДМТ // Двигатель № 1, 2020 г.

5. Ю.М. Кочетков. Турбулентность и математическое доказательство её невозможности в сверхзвуковом потоке // Двигатель № 3, 2018 г.

6. Ю.М. Кочетков, Н.Ю. Кочетков. Турбулентность в РДТТ. Разделительные линии // Двигатель № 4, 2012 г.

7. Ю.М. Кочетков. Турбулентность в ЯЭДУ // Двигатель № 5, 2010 г.

8. Ю.Г. Демянко, А.А. Павельев, Ю.М. Кочетков и др. 70 лет на передовых рубежах ракетно-космической техники // М. Машиностроение, 2003 г.

9. Ю.М. Кочетков. Турбулентность. Критические параметры вычислительной газодинамики // Двигатель № 3, 2019 г. Связь с автором: swgeorgy@gmail.com

16

выставка

"Олдтаймер-Галерея" 2020 год

Александр Иванович Бажанов, академик Международной инженерной академии

В 2020 году с 6 по 9 марта вновь прошла выставка исторической техники и антиквариата - "Олдтаймер-Галерея", теперь уже в 29 раз. "Олдтаймер-Галерея" проводится с 2002 года, и каждый раз это не просто демонстрация ретро автомобилей, а подобранные под единой тематикой экспонаты, нередко чудом уцелевшие и отреставрированные истинными любителями старинных машин. И 22 315 таких же любителей пришли на эту выставку, размещённую в трёх залах на более чем 10 000 м2. На этот раз в рамках выставки состоялся военно-технический фестиваль "Моторы Победы", посвящённый 75летней годовщине победы советского народа в Великой Отечественной войне. Фестиваль объединил в себе десятки музеев и клубов исторической реконструкции. Множество уникальных экспонатов были извлечены из музейных запасников и отреставрированы специально к этому событию. Тематика фестивальных экспозиций была очень обширной, ведь оружие Победителей - не только уральская броня и ленд-лизовская сталь боевых машин, но и заводские станки, полевые телефоны, уникальная кинохроника, "боевые листки", фронтовые фото, солдатские письма-треугольники. Из наиболее редких экспонатов выставки можно назвать: первый советский танк "МС-1", первые джипы "Бантам-40" и "Бантам-60", поставлявшиеся в СССР по ленд-лизу, полуторка с газогенераторной установкой, питающей двигатель не бензином, а дровами, а также "главный автомобиль советской разведки" легендарный "Мерседес Штирлица". ГАЗ М-1 (1936 год) После того, как на фордовских заводах в США появился более совершенный автомобиль Ford Model B с полностью металлическим кузовом типа "седан", советская сторона в соответствии с заключённым с "Фордом" 10-летним договором о техническом сотрудничестве запросила документацию по этому автомобилю. И она была передана американской стороной, но подготовить новую модель к производству и создать часть производственной оснастки нам предстояло самостоятельно. В ходе адаптации к местным условиям эксплуатации конструкция автомобиля, получившего название М-1, была подвергнута масштабной ревизии, а многие узлы - фактически спроектированы советскими специалистами заново. Количество и характер изменений относительно прообраза были таковы, что на заводе эту модель уже считали своей собственной, хотя и созданной под иностранным влиянием. Рама М-1 была переработана в связи с изменением конструкции подвески и усилена относительно американского прототипа, а места, в которых устанавливались узлы передней и задней подвесок, были спроектированы с нуля. В подвеске были применены четыре продольные рессоры вместо двух поперечных, поршневые гидравлические рычажные амортизаторы одностороннего действия - вместо ротативных. Полностью переработана была конструкция рулевого управления, изменён привод тормозов, автомобиль получил штампованные колёсные диски вместо спицованных и шины низкого давления с более высоким профилем. Устанавливавшийся на автомобиль двигатель ГАЗ-М был модернизацией двигателя ГАЗ-А. Мощность его была поднята на 10 л.с. (до 50) путём повышения степени сжатия до 4,6 и других мер. Конструктивно он также был существенно современнее своего предшественника - в частности, получил бензонасос (на ГАЗ-А топливо поступало к двигателю самотёком из расположенного за панелью приборов бензобака), масляный насос и систему смазки под давлением вместо смазки разбрызгиванием и окунавшихся в находящееся в картере масло черпачков на шатунах, насос в системе охлаждения вместо термосифонной системы, работавшей благодаря разнице температур. Появился автомат опережения зажигания (на ГАЗ-А водитель сам устанавливал угол опережения при помощи специального рычажка на рулевой колонке), был несколько усовершенствован карбюратор. Этот двигатель за 24 с разгонял автомобиль до 80 км/ч и обеспечивал максимальную скорость до 105 км/ч. Расход топлива при этом был 14,5 литра бензина на 100 км. № 2 ( 128 ) 2020 www.dvigately.ru

В отличие от модели Ford Model B, у которой двигатель жёстко крепился к раме, на М-1 была внедрена "плавающая" подвеска двигателя с мягкими резиновыми подушками, значительно снизившая передачу вибраций на раму и кузов. В целом, автомобиль получился существенно осовремененным по сравнению не только с предыдущей моделью, но и со своим прототипом. Кроме того, он оказался намного лучше приспособлен к советским дорожным условиям. К началу 1936 года все работы по подготовке к выпуску М-1 были завершены. Первая машина ГАЗ М-1 (она же "эмка") сошла с конвейера горьковского автозавода 16 марта 1936 года. А на следующий день две новенькие "эмки" уже стояли на одной из кремлевских площадей для демонстрации руководителям страны. В свободную продажу М-1 не поступали. Поскольку объем выпуска машины был относительно невелик (до прекращения в 1942 году производства М-1 было выпущено 62 888 автомашин), она не продавалась, а распределялась. Часть машин предназначалась для таксопарков, на этих машинах устанавливался таксометр. Но большинство сходивших с конвейера автомобилей отправлялись в наркоматы и распределялись по республиканским и областным администрациям, а также стала штатной легковой машиной Красной Армии.

18

выставка В качестве силового агрегата пикап ГАЗ-М-415 получил точно такой же двигатель, которым комплектовали «Эмки», хотя изначально планировалось его заменить шестицилиндровым двигателем ГАЗ-11 (3,5 литра, 76 л.с.). Но освоить производство нового двигателя сразу не получилось. ГАЗ-М-415 комплектовался двигателем объёмом 3285 см2 и мощностью 50 л.с., которой было достаточно для разгона до 90 км/ч. Зимой 1939-1940 годов пикапы ГАЗ-М-415 впервые были использованы в военных действиях во время советско-финляндской войны для обеспечения прифронтовых перевозок. Машины показали себя отлично, и горьковские конструкторы продолжили работу над «милитаризацией» пикапа. Было построено несколько десятков модификаций, самым массовым из которых оказался артиллерийский тягач ГАЗ-61-416 (выпущено 36 машин). Больше всего "эмок" выполняло роль командирских или штабных автомобилей. По предвоенному штатному расписанию в списочный состав транспорта стрелкового полка входил один легковой автомобиль М-1. На стрелковую дивизию выделялось 19 автомобилей: из них пять было в штабе дивизии, три машины было в гаубичном артиллерийском полку, одна в артиллерийском полку и по одной в каждом из трёх стрелковых полков, а остальные семь находились в других подразделениях дивизии. С учетом того, что в общей сложности перед началом войны в составе РККА числилось 198 стрелковых дивизий, в штатном составе которых находилось более 3500 легковых автомобилей. Кроме стрелковых дивизий в РККА были и другие, например, танковые, механизированные. А над дивизиями были управления армий. А кроме них были авиационные подразделения, а также штабы и управления флотов и флотилий. И везде были легковые машины, главным образом М-1. В итоге в Красной Армии и Красном Флоте накануне Великой Отечественной войны было 10 500 автомобилей М-1.

ГАЗ-415 ОРУД (1938 год) В конце 30-х годов народное хозяйство нашей страны нуждалось в небольших автомобилях, способных перевозить небольшие партии груза массой до 500 кг. К тому времени пикап ГАЗ-4 стал уже устаревшим, ведь он выпускался на базе фаэтона ГАЗ-А и в 1937 г. был снят с производства. Было принято решение построить ему замену. Таким автомобилем стал пикап ГАЗ-415, построенный на базе легкового автомобиля ГАЗ М-1 и являлся его модификацией. Первый опытный образец ГАЗ-М-415 был выпущен в 1938 г., на базе шасси от ГАЗ-М-1, но без пассажирского салона. Сразу за водителем находился кузов, который был продолжением кабины. Однако в ходе испытаний выяснилось, что разделенная кабина и кузов является более прочной конструкцией. Поэтому на серийных моделях ГАЗ-М-415 кузов с кабиной были уже разделены.

После начала Великой Отечественной войны серийное производство этой модели и других модификаций было прекращено, а все изготовленные пикапы мобилизованы на фронт для транспортного обеспечения военных операций под Москвой. Представленный на выставке автомобиль в годы Великой Отечественной войны "проходил службу" в Отделе регулирования дорожного движения (ОРУД). Таких автомобилей с 1939 по 1941 год было выпущено 4978 штук.

ЗИС-5 (1933 год) Советский грузовой автомобиль ЗИС-5, в народе прозванный "Захаром" и "трёхтонка", выпускался в Москве на автомобильном заводе имени И.В. Сталина. Работа по проектированию нового автомобиля началась с анализа недостатков предыдущей модели - АМО-3, проявившихся во время Каракумского пробега и эксплуатации в реальных условиях. Для ускорения процесса перехода на новую модель модернизированные узлы завод внедрял сразу же по мере готовности производства и устанавливал их на

19

выставка АМО-3, именно поэтому последние АМО-3 внешне не отличались от ранних ЗИС-5. ЗИС-5 считался лучшим советским довоенным грузовиком. Его ресурс до капитального ремонта составлял более 70 000 км, а двигатель мог работать почти на всем, что горит: бензине, бензоле, спирте, ацетоне, в жаркую погоду даже на керосине. Нижнеклапанный двигатель фирмы Hercules, производимый для АМО-3, был дефорсирован, но благодаря увеличению рабочего объёма с 4880 до 5550 см3 мощность выросла с 66 л.с. до 73 л.с. Расход топлива у ЗИС-5 на 100 км составлял 34 л. Только на московском заводе за все годы производства за заводские ворота вышло более полумиллиона машин этой марки. В 1942 г. на ЗИС-5 были применены облегченная на 124 кг кабина из фанеры и дерева («вагонки»), крылья были сделаны методом простой гибки из обычного листового проката вместо штампованных с глубокой вытяжкой на довоенной модели, тормоза оставлены только на задних колесах, бортовая платформа с одним задним откидным бортом и единственная фара (левая). Ближе к концу войны комплектация была частично восстановлена появилась вторая фара и откидные боковые борта. Эта модификация получила название ЗИС-5В.

Уже в 1942 году наша страна получила около 2700 "шевролетов", как называли их наши шоферы. Всего же за годы войны в СССР поступило 47 700 G7107 и G7117 (модификация с лебёдкой). Это чуть меньше половины от общего произведенного в США количества (112 879) этих машин. Автомобили предназначались для полковых обозов, перевозки инженерного имущества, они использовались как тягачи 75-мм артиллерии, ремонтные летучки, радиостанции и, конечно, в качестве шасси для "Катюш". Машина в целом пришлась по вкусу: мощная, маневренная, с хорошей проходимостью и "теплой" кабиной. По ходовой части G7107 оказался весьма надежным и в общей оценке ленд-лизовских грузовиков занял второе место после Studebaker US-6. Автомобили оснащались верхнеклапанным шестицилиндровым двигателем Chevrolet BV1001 (3,9 л, 83 л.с.), четырехступенчатой коробкой передач и двухступенчатой раздаточной с механизмом включения переднего моста. На 100 км этому двигателю требовалось 29,7 литров высокооктанового бензина. Гидравлическая тормозная система снабжалась вакуумным усилителем, в подвеске мостов применялись полуэллиптические рессоры. Базовые версии развивали скорость 80 км/ч. Однако в условиях военного времени эти 83 л.с. "выжать" получалось довольно сложно. Дело в том, что большой дефицит бензина в то суровое время восполнялся в основном так называемым «крекинг-бензином» 2-го сорта, весьма губительным для импортных двигателей, рассчитанных на более качественное топливо. Реальная мощность "G7107" на низкосортном горючем составляла всего 63...68 л.с., что ощутимо ударяло по ходовым качествам машины. Кроме того, сам двигатель при такой эксплуатации требовал ремонта в среднем уже после 11...12 тысяч километров пробега. Изза нагара выходили из строя свечи. Система смазки двигателя в наших условиях тоже оставляла желать лучшего, ввиду чего часто плавились шатунные подшипники.

"Захар" - главный грузовой автомобиль Великой Отечественной войны. На шасси этого автомобиля монтировалась установка бесствольной системы полевой реактивной артиллерии, названная в народе "Катюша". За годы войны было произведено 66,9 тыс. ЗИС-5В. После войны было выпущено ещё почти столько же.

Шевроле G7107 (1940 год) Двухосный полноприводной армейский грузовой автомобиль Chevrolet G7107 производился фирмой General Motors Corporation и был создан в рекордно короткие сроки - с сентября по декабрь 1939 г. Они стали одними из первых ленд-лизовских грузовиков, поступивших в СССР. После войны "шевролеты" передавались в народное хозяйство, последние G7107 из армии исчезли в 1955 году.

Ford GPA (1942 год) В ходе боевых действий во Второй мировой войне армии США приходилось выполнять морские десантные операции по высадке войск. Для осуществления подобных операций требовалась специальная техника, которая позволяла бы доставлять личный состав с больших десантных кораблей к береговой черте. По мнению американских инженеров, рациональным средством для высадки войск должны были стать плавающие автомобили (амфибии), которые, спустившись по рампе корабля в море на некотором удалении от берега, вплавь добирались до него и самостоятельно выходили на сушу. Компания "Дженерал моторс" для высадки боевых подразделений разработала трёхосную амфибию DUKW-353, способную принять на борт до 30 человек или 2,5 тонны груза. Однако для высадки на берег небольших подразделений (разведыва№ 2 ( 128 ) 2020 www.dvigately.ru

20

выставка тельных, связных и др.) требовалась амфибия меньшего размера для перевозки пяти человек. По аналогии с DUKW-353, за основу предполагалось взять полноприводной автомобиль повышенной проходимости, но не трёхосный, а двухосный. Военные сформулировали основные требования к лёгкому плавающему автомобилю с приводом на все колёса и грузоподъёмностью 500 кг в апреле 1941 года. К реализации этого проекта были привлечены разные компании: судостроительное бюро из Нью-Йорка Sparkman & Stephens Inc. должно было разработать, а компания Marmon-Herrington построить опытные образцы амфибий. Однако эти компании затянули с созданием амфибии, поэтому компания Ford предложила собственную конструкцию малой амфибии, аналогичную большой амфибии DUKW-353, в которой водоизмещающий корпус в виде лодки-плоскодонки устанавливался на стандартное шасси грузовика Ford GPW. Водонепроницаемый корпус изготавливался из стали толщиной 1…2 мм. В ходе сравнения опытных образцов от компаний MarmonHerrington и Ford выяснилось, что фордовский образец оказался на 180 кг легче. Ходовые испытаниях опытных образцов также показали преимущество амфибии от этой компании. В результате компания Ford получила заказ на 5 000 единиц. Серийное производство амфибии началось в сентябре 1942 года.

Опыт первых применений Ford GPA выявил массу конструктивных недостатков. Осадка загруженного автомобиля на воде оказалась большой, а борта низкими, что создавало на море опасность затопления даже при небольшом волнении. Другим недостатком являлось высокое давление колёс на грунт, вследствие чего машины застревали в прибрежном песке ещё до выхода из воды. По этой причине производство этих амфибий было прекращено уже в апреле 1943 года. Всего было построено почти 13 тыс. амфибий Ford GPA, из которых в СССР по ленд-лизу было поставлено 3 230 единиц. В 1944 году были проведены ходовые испытания амфибий Ford GPA. Автомобили в ходе испытаний преодолели 9 000 километров по суше и 25 часов в плавании по Москва-реке. По итогам испытаний были даны рекомендации по рациональному использованию Ford GPA в войсках. Эта амфибия для Красной армии оказалась как нельзя кстати - в ходе боевых действий ей не надо было преодолевать морские акватории с большим волнением, а только реки и озёра. В апреле 1944 года в Красной армии были сформированы 11 отдельных моторизованных ба-

тальонов, которые оснащались американскими амфибиями, но уже под названием "Форд-4". На Ford GPA устанавливался рядный 4-тактный, 4-цилиндровый нижнеклапанный двигатель Ford GPW-500 объёмом 2199 см3. Двигатель развивал 60 л.с., что обеспечивало максимальную скорость по шоссе до 89 км/ч, а на воде до 8,6 км/ч. Расход топлива при скорости от 6 до 70 км/ч составлял 14 л/ч. На одной заправке топлива можно было преодолеть 400 км по суше или преодолевать водные преграды в течение пяти часов.

ГАЗ-ММ (1943 год) В середине 1930-х годов в грузовик ГАЗ-АА установили двигатель ГАЗ-М мощностью 50 л.с., новые рулевое управление, карданный вал и усиленную подвеску. Производство модернизированного грузовика началось в 1938 году под обозначением ГАЗ-ММ. Внешних отличий ГАЗ-ММ от ГАЗ-АА не было. На шоссе такой грузовик мог разогнаться до скорости 70 км/ч.

В годы Великой Отечественной войны в целях максимального удешевления и ускорения производства было проведено максимальное упрощение конструкции ГАЗ-ММ. Военная версия полуторки известна как ГАЗ-ММ-В (ГАЗ-ММ-13). На них остались со стороны водителя фара и дворник, исчезли зеркало заднего вида, клаксон, бампер и передние тормоза. Крылья изготавливались из кровельного железа и имели угловатую прямоугольную форму. Кабину заменили на деревянный каркас, обтянутый брезентом. В 1943 году вместо дверей повесили брезентовые скатки, но в 1944 двери, правда деревянные, вернули. Двигатель отличался неприхотливостью и ремонтопригодностью. Благодаря низкой степени сжатия, которая составляла 4,25, двигатель мог работать на самых низкосортных видах топлива с небольшим октановым числом и даже на керосине. К началу Великой Отечественной войны в РККА числилось 151 100 ГАЗ-АА и ГАЗ-ММ. Всего с 1932 года было выпущено около 985 000 полуторок и других машин на их базе. (Продолжение следует.)

21

олимпиада

XVII ÎËÈÌÏÈÀÄÀ Ï Î È Ñ ÒÎ Ð È È À Â È À Ö È È È Â Î Ç Ä Ó Õ Î Ï Ë À Â À Í È ß Александр Иванович Бажанов, академик Международной инженерной академии

Молодёжный симпозиум (второй тур) XVII Международной олимпиады по истории авиации и воздухоплавания им. А.Ф. Можайского, посвящённой 75-летию Победы над фашизмом, состоялся с 17 по 23 апреля 2020 года в форме дистанционного конкурса видеопрезентаций работ финалистов в интернете на сайте Олимпиады. Олимпиада проводится Союзом авиастроителей (до 31 декабря 2019 года - Клуб авиастроителей) и Академией наук авиации и воздухоплавания при поддержке Союза машиностроителей России. Главная цель проведения Олимпиады - популяризация российской авиастроительной отрасли, формирование будущего сообщества авиастроителей и успешная социализация подростков в профессиональном сообществе. Олимпиада, ставшая уже традиционной, ежегодно привлекает русскоязычных подростков, увлекающихся авиацией, из различных регионов России и ближнего зарубежья. В течение всего учебного года участники проходят тестирование, публикуют свои работы, получают отзывы на них как от своих сверстников, так и от профессионалов, общаются с интересными людьми. В этом году не состоялась традиционная экскурсия, но знакомство финалистов и общение с психологами состоялось в онлайне накануне симпозиума. В ходе этой видеовстречи ребята получили консультации и от организаторов Олимпиады. С 17 апреля 2020 года на сайте Олимпиады были открыты для просмотра видеопрезентации работ участников симпозиума. И с этой даты вплоть до 22 апреля эти работы внимательно изучало Жюри. Благодаря тому, что работы были выполнены в виде видеопрезентаций, члены Жюри могли просматривать их неоднократно, что позволило уменьшить вероятность совершения ошибок. В форуме члены Жюри общались с участниками задавали вопросы и получали ответы. Вопросов было очень много, участникам пришлось выдержать непростой натиск. Однако, все участники справились и Жюри непросто было выбрать лучших. В работе Жюри олимпиады принимали участие: доктор философских наук, профессор МГТУ им. Баумана, Почётный работник высшего образования РФ, академик Российской академии естественных наук Надежда Гегамовна Багдасарьян; главный редактор журнала "Двигатель", генеральный директор НПП "Рэм-вибро", академик Международной инженерной академии Александр Иванович Бажанов; первый вице-президент Союза авиастроителей, Лауреат Государственной премии, действительный член Академии наук авиации и воздухоплавания, доктор технических наук, профессор Виктор Иванович Зазулов; Заслуженный лётчик-испытатель СССР, Герой Советского Союза, инженер, писатель Владимир Николаевич Кондауров; вице-президент Союза авиастроителей по образовательным и профориентационным проектам, директор Международного института новых образовательных технологий РГГУ, кандидат технических наук Сергей Викторович Кувшинов; заведующий кафедрой "Летательные аппараты" Южного федерального университета, генеральный конструктор ТАНТК им. Г.М. Бериева, доктор технических наук, профессор Геннадий Сергеевич Панатов; директор Проектного комплекса "Гражданские самолёты" Национального исследовательского комплекса "Институт имени Н.Е. Жуковского", доктор технических наук, академик Академии военных наук Андрей Александрович Пухов; руководитель Проблемной группы истории авиации Института истории естествознания и техни№ 2 ( 128 ) 2020 www.dvigately.ru

ки им. А.С. Вавилова Российской академии наук, историк, писатель, кандидат технических наук Дмитрий Алексеевич Соболев; космонавт-испытатель ЛИИ им. И.М. Громова, Заслуженный лётчик-испытатель Российской Федерации Урал Назибович Султанов; военный лётчик, авиажурналист, Почётный член Авиационного содружества "Свети Илия", Кавалер Почетного Золотого знака пилота ВВС и ПВО Армии Сербии Радмила Дмитриевна Тонкович (Республика Сербия); специалист в области аэрокосмической техники, кандидат технических наук, доцент Владимир Николаевич Шауров, известные ученые и журналисты. Для просмотра конкурсных работ на сайт были приглашены: кандидат технических наук, специалист в области теории и практики обеспечения безопасности полётов и расследования авиационных происшествий Александр Николаевич Качалкин; военный лётчик-испытатель 1-го класса, инструктор, создатель и пилот малых летательных аппаратов, полковник Борис Павлович Келазев; президент Союза женщин лётных специальностей "Авиатриса", генеральный секретарь Федерации авиационного спорта России Халидэ Хусяиновна Макагонова; президент Фонда М.Л. Миля Надежда Михайловна Миль; доктор технических наук, профессор, президент АССАД Виктор Михайлович Чуйко; Заслуженный лётчик-испытатель СССР, Герой Российской Федерации Анатолий Николаевич Квочур; преподаватели и руководители ведущих авиационных вузов России, руководители авиакомпаний, известные промышленники, деятели науки и другие гости.

23 апреля 2020 года в своём видеообращении на сайте олимпиады председатель Жюри Надежда Гегамовна Багдасарьян подвела итоги олимпиады и объявила победителей и призёров. Запись видеообращения размещена на сайте олимпиады. Победителями XVII Олимпиады стали: 1 место - Вячеслав Сергеевич Павлушкин, 16 лет, Уфа, Республика Башкортостан, Российская Федерация, МБОУ "Лицей № 153"; 2 место - Никита Андреевич Казанцев, 18 лет, Гурьевск, Калининградская область, Российская Федерация, МБОУ "Классическая школа"; 2 место - Владимир Денисович Тикшаев, 16 лет, Южноуральск, Челябинская область, Российская Федерация, МАОУ "Средняя общеобразовательная школа № 7"; 3 место - Иван Григорьевич Невоструев, 18 лет, Уфа, Республика Башкортостан, Российская Федерация, ФГБОУ ВО "Уфимский государственный авиационный технический университет".

Антон Антонов

22

олимпиада

Никита Казанцев

Иван Невоструев

Полина Калмыкова

Вячеслав Павлушкин

Максим Коновалов

Даниил Расторгуев

Константин Литвишко

Дарья Семина

Арина Медовикова

Владимир Тикшаев

23

олимпиада Специальный приз Союза авиастроителей "Приз зрительских симпатий" за первое место в рейтинге популярности на сайте Олимпиады присуждён Вячеславу Сергеевичу Павлушкину. Специальный приз "За отражение героической роли женщин в войне с фашизмом" присуждён Полине Игоревне Калмыковой, 17 лет, Уфа, Республика Башкортостан, Российская Федерация, МАОУ "Гимназия № 47 им. А.П. Гайдара". Специальный приз "За освещение перспективных технологий в авиастроении" присуждён Максиму Алексеевичу Коновалову, 16 лет, Санкт-Петербург, Российская Федерация, Дворец творчества детей и молодёжи "Молодёжный творческий Форум Китеж Плюс". В подготовке и проведении Молодёжного симпозиума принимали участие: Академия наук авиации и воздухоплавания, Москва; АКФКонсалтинг, Москва; Институт истории естествознания и техни-

ки им. С.И. Вавилова РАН, Москва; Научно-технический журнал "Двигатель", Москва; Рекламно-производственная компания "Гарусс", Москва; Российский государственный гуманитарный университет (РГГУ), Москва; Союз машиностроителей России; Уфимский государственный авиационный технический университет (УГАТУ), Республика Башкортостан; Фонд содействия развитию авиационных и космических технологий (Авиакосмофонд), Москва; Часовая компания "Romanoff", Москва. Большую работу по подготовке и проведению симпозиума провели сотрудники Молодёжного конструкторского бюро ООО "АКФ-Консалтинг". В связи с коронавирусной пандемией вся подготовка к Молодёжному симпозиуму и работа симпозиума проходила дистанционно с применением современных цифровых технологий. Сайт Олимпиады (http://olymp.as-club.ru/). Источник информации: Союз авиастроителей.

ИНФОРМАЦИЯ. Перспективные электродвигатели

Мир смотрит в сторону электродвигателей. И автопроизводители, и авиастроители, и ракетостроители. Кстати, в автомобилях электродвигатель применялся на заре автомобилестроения и даже в проводимых гонках побеждал машины с двигателями внутреннего сгорания. Однако прогресс в двигателестроении сделал ДВС более удобными в эксплуатации, но технический прогресс не остановить, а экологические требования сподвигли конструкторов вновь обратить внимание на электрические моторы. Учёные и конструкторы решают теперь две основные задачи: создание эффективного электродвигателя и ёмкого аккумулятора, а точнее, всё более эффективного и всё более ёмкого. Ведь по дорогам уже бегает множество электромобилей. В ходе решения первой задачи австралийской технологической компании HyperPower Technologies удалось разработать электромотор QFM-360-X, способный выдавать мощность, эквивалентную 1359 л.с. Диаметр QFM-360-X составляет 43 см при длине (толщине) всего 18 см.

Область применения этого двигателя широка: от рекордных суперкаров, гиперкаров и мегакаров до транспортных систем будущего (например, вакуумных поездов Hyperloop). Создание рекордных двигателей - прямая дорога к появлению хорошо отработанных серийных двигателей. Огромная мощность электродвигателя обеспечила разгон Top Fuel-драгстера (драгстер - специально сконструированный № 2 ( 128 ) 2020 www.dvigately.ru

автомобиль для гонок по прямой) с места до 200 км/ч за 0,8 с, а до 531 км/ч - за 3,7 с. Правда, мотор не один, а четыре - по одному на каждое колесо, которые суммарно выдают 5436 л.с. Драгстер с этими электродвигателями разгоняется до 600 км/ч примерно за 5 с при 612 км/ч - максимальной технически возможной скорости.

Особенность конструкции этого двигателя в том, что на одном валу можно смонтировать до десяти QFM-360-X. В этом случае капсулу вакуумного поезда Hyperloop можно разогнать до 250 км/ч за секунду, а до 600 км/ч - за пять.

Уже сейчас существуют проекты, в которых электромоторы будут разгонять небольшие грузовые контейнеры в существующих газовых трубопроводах высокого давления, но уже выведенных из эксплуатации. В гонке за создание электродвигателя участвует и британская компания Equipmake, которая сообщила о создании электромотора с самой высокой удельной мощностью. При массе около 10 кг он выдает 304 л.с., т.е. 30,4 л.с./кг. Можно сравнить с серийным двигателем электрического автомобиля Jaguar i-Pace, его 40-килограммовый мотор развивает 203 л.с. (5 л.с./кг). Компания Equipmake при создании своих электродвигателей широко применя-

24

ет аддитивные технологии. В 2018 г. она создала из недорогих магнитных материалов электродвигатель с удельной мощностью 12,24 л.с. Перспективный электродвигатель с символическим названием Ampere будет массой менее 10 кг, а развиваемая им мощность достигнет 295 л.с. при 30 000 об./мин. Таким образом, его удельная мощность в четыре раза выше, чем у существующих электродвигателей таких же габаритных размеров, но на постоянных магнитах. Новый электродвигатель компании Equipmake можно сравнивать с двигателями лидера электроавтомобилестроения компанией Tesla. Её двигатель, который устанавливается на Model S, выдаёт 367 л.с. при массе 32 кг (11,42 с./кг). Это в 2,5 раза меньше, чем у Ampere.

Применение 3D-печати при изготовлении двигателя Ampere позволило сократить расход металла и создать детали такой формы, которую невозможно достичь фрезерованием или литьём. Испытания первых прототипов Ampere начнуться в этом году.

Из Открытых коллекций Политехнического музея

Из истории

в России конце XIX - начале ХХ

ñâåòîëå÷åíèÿ

в

вв.

Ирина Ивановна Меркулова, старший научный сотрудник Политехнического музея

В Политехническом музее хранятся предметы, которые свидетельствуют о возникновении, распространении и изменении знаний о важности световых лучей и световых технологий для здоровья человека.

При искусственном освещении человек проводит значительную часть жизни, поэтому действие источников света на зрительный рецептор, а через него на кору головного мозга имеет чрезвычайно важное значение. Еще в 1888 г. Ф.Ф. Эрисман, русский врач, профессор Московского университета, один из основоположников гигиены в России,считал, что с гигиенической точки зрения допускается всякое искусственное освещение, которое не ослепляет, дает достаточно света, не распространяет много лучистой теплоты, дает не мерцающее пламя и не портит воздух продуктами неполного сгорания и другими вредными примесями. Благотворное влияние света известно с древних времен. Он оказывал делу врачевания важные услуги: помогал и диагностировать болезни, и лечить. Особенно широкое распространение получило терапевтическое применение электрического света в конце XIX в. Многие русские ученые, врачи занимались исследованием влияния света на здоровье человека. Одними из первых были С.Ф. фон Штейн, автор работы "Электрический свет как возможное терапевтическое средство" (1890 г.), Г. И. Гачковский, автор работы "Электрический свет как лечебное средство, или электро-фото-терапия" (1892 г.). В 1899 г. на первом всероссийском электротехническом съезде среди шести отделов был и отдел, посвященный вопросам электромедицины. На нем, в частности, был заслушан доклад доктора медицины А.С. Грибоедова - "О применении электрического света в медицине с лечебной целью". В это время использование искусственного света или фототерапии становится чрезвычайно популярным, даже "модным". Распространению фототерапии способствовали труды датского физиотерапевта Н. Финзена, который в 1896 г. основал в Копенгагене институт светолечения, где занимался разработкой научных основ фототерапии. Он использовал свет электродуговой лампы, которой успешно лечил туберкулез кожи (вульгарную волчанку). Эта лампа стала известна как лампа Финзена-Рейна. "Finsen”пользуется светом дуговой лампы, тепловые лучи охлаждаются пропусканием через текучую воду, и концентрирует световые лучи с помощью кварцевой чечевицы, пропускающей и ультрафиолетовые лучи. Эта кварцевая чечевица должна быть вместе с тем плотно прижата к пораженной ткани, чтобы сделать ее малокровной и тем повысить действие света. Лечение светом кропотливо и весьма продолжительно". [2, с. 242]. Лечебный эффект иску-

Рис. 3 Электрические световые ванны Источник:Щербаков А. И. Госпитальная терапевтическая клиника Варшавского университета. 1907 г.

Рис. 1 Малая световая лампа Финзена. Источник: jrs.sagepub.com

№ 2 ( 128 ) 2020 www.dvigately.ru

сственного света объясняли тем, что ультрафиолетовое излучение убивает бактерии. За работы по изучению действия УФ-лучей на организм человека в 1903 г. Н. Финзену была присуждена Нобелевская премия в области медицины и физиологии. На электротехническом съезде проф. О. В. Петерсен в своем докладе "Лечение волчанки по способу проф. Финзена (светолечение)" сообщил о том, что после поездки в Копенгаген и знакомства с методом лечения Финзена решил испытать его способ. Благодаря помощи профессора электротехники М. А. Шателена доктор смог приступить к лечению. "Ток, предоставленный мне бесплатно, здесь в Петербурге, переменный, из городской станции Гелиоса. Лампа тоже системы Гелиоса (подобная лампам, освещающим Малую Итальянскую улицу в Петербурге)". [3, с. 319] В коллекции "Источники света" Политехнического музея хранится несколько электродуговых ламп, в которых сближение углей по мере сгорания происходит с помощью автоматического регулятора. В фототерапии применялись не только дуговые лампы, но и лампы накаливания. Их использовали в т.н. электросветовых ваннах (рис.3). Такие лампы в количестве 48-50 штук размещались в электросветовых, как писали раньше, шкапах. Пациент в них чаще всего помещался по шею. В дверях шкафа устраивались окошки, через которые можно было видеть все происходящие на коже изменения (покраснение, пот). В крышку вставлялся термометр. Температура Рис. 2 Лампа дуговая с автоматическим регулятором. поднималась до 70°С уже после 5-миРоссия. К. XIX - н. ХХ вв. нутного действия. Сеанс продолжался ПМ. Коллекция от 15 до 30 минут. Фототерапия в элект"Источники света" рической ванне заключалась в действии тепла и света. Такая ванна действовала, главным образом, как потогонное средство. У больного могло выделиться до 1 л пота. Действие света в сравнении с действием тепла было незначительно. Для усиле-

26

Из Открытых коллекций Политехнического музея ния действия света к лампам накаливания иногда добавлялся свет дуговой лампы, лучи которой распределялись по телу больного с помощью зеркал. Электросветовые ванны применялись при болезнях обмена, бронхитах, общих болезнях кожи и др. Они хорошо переносились даже слабыми больными. Ванны излечивали "различного рода нервные и ревматические боли. При ушибах объединяли действие света с массажем, поглаживая ушибленное место электрической лампочкой" [4, с. 198]. В коллекции ПМ хранятся лампы накаливания не только с металлическими нитями, но и с угольными. В электросветовых ваннах могла использоваться 16-свечная лампа накаливания (напряжение 120 В). По свидетельству доктора Г. К. Цеханского, в России относительно редко использовали способ Финзена. Чаще Рис. 4 Лампа накаливания с угольной нитью Германия. К. XIX - н. ХХ вв. Сименс и Гальске применялись "световые (Siemens & Halske) шкапы". Профессор В. ПМ. Коллекция "Источники света" М. Бехтерев утверждал, что русская школа сделала в развитии светолечения шаг вперед, применив впервые этот вид терапии при нервных болезнях. В 1906 г. благодаря развитию технологий получения кварцевого стекла немецкий химик Р. Кех разработал и построил ртутную кварцевую лампу - источник ультрафиолетовых лучей, которая позже станет известна как "горное солнце". Кварц в отличие от обычного стекла хорошо пропускает ультрафиолетовое излучение разряда. В коллекции музея хранится кварцевый излучатель, созданный в Германии фирмой "W.C. Heraeus" в первой четверти ХХ в. Основанная в Ханау в 1851 году, компания является одной из крупнейших фирм Германии. Излучатель включает в себя стеклянный резервуар, наполненный ртутью, и радиаторы. Источником излучения служат раскаленные пары ртути, образующиеся в кварцевой горелке. Для зажигания лампы после включения тока накло- Рис. 5 ЛИзлучатель кварцевый. Германия. няют, при помощи специ- Начало ХХ в. W.C. Heraeus G.m.b.H. ПМ. Коллекция "Источники света" альной рукоятки, один из концов горелки, благодаря чему ртуть, находящаяся в полюсных сосудах, протекает через трубку и соединяет оба полюсных сосуда (последние при помощи металлических электродов соединяются с электрическим током). При возвращении горелки в прежнее положение ртутная нить разрывается, и на месте разрыва образуется световая дуга. Обычно горелка укрепляется внутри алюминиевого рефлектора, имеющего форму полушария. В отличие от солнечного спектра, спектр излучения ртутно-кварцевой лампы является линейным; в нем отсутствуют красные лучи, но имеется богатое содержание ультрафиолетовых. Из соображений безопасности необходимо было предотвратить слишком высокое давление ртути, при котором лампа мог-

ла взорваться. Поэтому лампа оснащена металлическими ребрами, прикрепленными к дуговой трубке вокруг ртутных электродов, что служило и для снижения температуры, и для поддержания давления в безопасных пределах. Дуговые лампы системы Heraeus были сконструированы в Политехническом музее в лаборатории ультрафиолетовых лучей в 20-е гг. ХХ в. Лабораторию, переданную музею в 1925 г. постановлением Совнаркома, возглавлял проф. Н. Н. Яроцкий. Музейные материалы, а также книга сотрудника лаборатории Глаголева С.П. под ред. проф. Яроцкого "Кварцевое стекло" (1934 г.), рассказывают о характере деятельности лаборатории. В этой лаборатории были изготовлены кварцевые лампы и для постоянного, и для переменного тока. В лампе постоянного тока положительный электрод имеет большую поверхность, чем отрицательный. Без сужения отрицательного электрода под влиянием того, что температура в области положительного электрода значительно больше, чем у отрицательного, наблюдалась бы непрерывная перегонка ртути от анода к катоду. Нарушился бы нормальный режим горения лампы. Благодаря наличию узкой части, где температура повышается за счет увеличения плотности тока, удавалось уравнять температуры положительного и отрицательного полюсов и устранить односторонний перенос ртути. Проф. Н. Н. Яроцкий писал, что "сконструированная в Лаборатории дуговая лампа позволяет пользоваться несравненно более высокой мощностью тока, так, например, испытания проводились с ртутной дугой при токе до 300 А и 60 В, но конструкция ламп дает возможность еще значительно расширить пределы опытов. Общая интенсивность излучения при таких условиях возрастает во много раз, причем, проыент излучения, падающий на ультрафиолет, остается или тот же, или, при применении в виде электродов алюминия, даже повышается". [5] Отмечалось, что применение новых более мощных ламп позволит использовать их при лечении разнообразных болезней: волчанки, проказы, рака, костного туберкулеза и др. Несмотря на сложность конструкции и некоторое неудобство в эксплуатации кварцевые лампы с жидкими ртутными электродами достаточно долгое время применялись в светотерапии как источники ультрафиолетового излучения. В советское время СССР тесно сотрудничал с фирмой "W.C.Heraeus". С 1920-х гг. электрические печи сопротивлений этой фирмы и регуляторы к ним стали использоваться в Советском Союзе. Фирма представляла свою продукцию на выставках в нашей стране. В фонде письменных источников ПМ сохранились материалы о выставке фирм из ФРГ 1960 г.: афиша, фотографии, пригласительный билет на лекцию "Современные осветительные

Рис. 6 Раздел “Кварцелампен” выставки фирм из ФРГ 1960 г. ПМ. Бюллетень Первой Всесоюзной светотехнической выставки: - М.: Издание выставочного комитета Первой Всесоюзной светотехнической выставки, 1927. - N 2, 10 декабря.

27

Из Открытых коллекций Политехнического музея приборы для медицины и техники, в частности, ультрафиолетовые осветители" инженера Вайсброда. Среди документов, посвященных выставочной деятельности ПМ, особое место занимают источники, связанные с первой всесоюзной светотехнической выставкой, организованной музеем в 1927 г. На ней значительное место отводилось медицинским приборам. Германская фирма "Кварцлампен гезельшафт" выставляла кварцевые лампы "по Баху", лампу "Солюкс", лампу "Кромайера", лампу "Езнонека", за которые она была награждена Почетным дипломом. В коллекции ПМ хранится портативный аппарат для светолечения - рефлектор Минина, широко известный как "синяя лампа". Военный врач А.В. Минин одним из первых начал применять синий свет ламп накаливания для лечения невралгий и других заболеваний, длительное время исРис. 7 Светильник медицинский (рефлектор Минина) следовал его возРоссия, I половина ХХ в. можности, опубликоПМ. Коллекция "Источники света" вал ряд работ о светолечении и получил известность как изобретатель портативного светильника для фототерапии - электрической лампы накаливания с синим (кобальтовым) стеклом и параболическим рефлектором. В 1899 г. А. В. Минин писал: "…при чахотке и всякого рода плевритах после 3-4-минутного освещения больные получают возможность дышать полною грудью. При выпотных плевритах действие света дает очень быстрое и резкое улучшение".[6, с. 2-3] Работы Минина были известны и в нашей стране, и за рубе-

№ 2 ( 128 ) 2020 www.dvigately.ru

28

жом. Его первым последователем был доктор A. Siedelt из Флинсбурга, который успешно применил синий свет в случае застарелого сывороточного выпота в коленном сочленении. Доктор Г.А. Клячкин использовал синий свет для местного действия при невралгии. Врач А.С. Мануйлов использовал лампу Минина прилечении гепатита, цирроза печени, ревматизме. Отмечалось, что при воспалительных состояниях лечение синим светом оказывает прекрасное болеутоляющее действие. В целом, об успехах светолечения в России говорит, например, тот факт, что в начале ХХ в. в Петербурге функционировало восемь прекрасно устроенных светолечебниц. Кроме этого, по словам проф. В. М. Бехтерева, именно русская медицинская школа впервые применила фототерапию при лечении нервных болезней. В это время врачи всех специальностей использовали светолечение, причем популярность фототерапии непрерывно возрастала. Не было сомнений в том, что электрический свет как терапевтическое средство имеет большую будущность. Ëèòåðàòóðà

1. Treatment of Rhino-laryngological Tuberculosis by Finsen Light Baths, and Results.ByDr. Ove Strandberg. Journal of the Royal Society of Medicine. December 3, 1923.

2. Wullstein и Wilms. Руководство по хирургии / Перевод д-ра В.В. Буховецкого. С.-Петербург. Т.1 - 1913.

3. Труды Первого Всероссийского электротехнического съезда 1899-1900 в С.-Петербурге / Под ред. А.И. Смирнова и Н.Н. Георгиевского. Т. 4. - 1901.

4. Рахманов В.В. Физические способы лечения. - Москва, 1901.

5. ФПИ ПМ. КП 28405/242. Справка профессора Яроцкого Н.Н. о работах и задачах лаборатории ультрафиолетовых лучей в Политехническом музее. Москва. 26.01.1926.

6. Минин А.В. К вопросу о лечении электрическим светом. - С.Петербург, 1899.

личность

В год 75-летия Победы и 110-летия с рождения Александра Трифоновича Твардовского Валерий Игнатьевич Гуров, доктор технических наук, начальник сектора ГНЦ РФ ЦИАМ, ветеран космонавтики России

Нигде и никогда я не читал такой жизненно утверждаю-

Мемориальный комплекс подо Ржевом, 2020 год

А.Т. Твардовский военный корреспондент

щей огненной строфы, как: И у мертвых, безгласых Есть отрада одна: Мы за родину пали, Но она спасена! Заметьте, что именно первое слово последней строки несет в себе ключевое понимание смысла самопожертвования воина. Что может быть дороже жизни человека, дарованной ему Творцом? Тем не менее, воин пал, НО обрел безгласную отраду: Родину спас! Еще со времен Гоголя с его повестью "Тарас Бульба" утверждается святость русского товарищества, когда жизнь отдают за друга своего. Поэтому Россия - вопреки мнению модных почему-то псевдоисториков и манипуляторов историческими фактами, коих поразвелось в последнее время как блох на бродячей собаке, - и по сей день остается непобедимой в прямом столкновении с любым противником: от варягов, монголов, поляков, французов, немцев и до нынешних диванных "покорителей интернетовских вершин". По сему, наши современные противники избрали иной путь завоевания - изнутри нашей огромной страны с ее неисчислимыми природными ресурсами, лесами, полями, водоемами…, а главное - с уникальным многоязычным населением с объединяющим всех русским народом. Именно эта связь и является сейчас, по сути, основной целью нападающих. И именно её охраняет наша память и наш язык. Представленная строфа из стихотворения Александра Твардовского "Я убит подо Ржевом", как бы венчает собою завершение народной поэмы о народном герое "Василий Теркин". Достаточно прочитать два "бытовых" раздела поэмы: "Два солдата" и "О потере", чтобы понять глубину и целостность авторского воплощения замысла о непобедимости русских воинов разных поколений. По этому поводу очень внятно оценил творчество Александра Трифоновича Нобелевский лауреат в области литературы Иван Бунин (не сильно, вообще-то жаловавший советских писателей): "Какая свобода, какая чувственная удаль, какая меткость, точность во всем и какой необыкновенный народный солдатский язык…". И совершенно ясно, почему именно две последние строки огненой строфы вознесены на эпический памятник, вставший в этом году над ржевскими полями и перелесками. Полагаю, что своими стихотворными шедеврами наш гениальный современник вошел в первую когорту русских писателей-классиков ХIХ -ХХ веков. Связь с автором: dr.gurow2015@yandex.ru

Памятник Автору и Герою: “Твардовский и Тёркин”, 1996 г., Смоленск

29

хочу узнать

Автомобили и мотоциклы Второй мировой войны на монетах мира Андрей Викторович Барановский

Путь для нас к Берлину, между прочим, Был, друзья, не лёгок и не скор. Шли мы дни и ночи, было трудно очень, Но баранку не бросал шофёр. "Песенка фронтового шофера" Âторая мировая война была войной моторов, в которой важную роль сыграла автомобильная и мотоциклетная техника. В частности, на трёхосных грузовиках высокой проходимости монтировались практически все системы залпового огня БМ-13 "Катюша". В историю ВОВ свои страницы вписали ЗИС-5 "трёхтонка" и ГАЗ АА "полуторка", штабная "ЭМКА", а командирский "Виллис" был на вооружении всех стран антигитлеровской коалиции. Рассмотрим, как авто-мототехника времён Второй мировой нашла своё отражение на монетах разных стран. Начнем с СССР и современной России. В серии двухрублевых монет "Города-герои" из медно-никелевого сплава, выпущенных к 45-летию Победы, "полуторка", идущая по "Дороге жизни" через Ладожское озеро, изображена на монете Ленинград и ЗИС-6 со смонтированной на ней "Катюше" - на монете Смоленск. Ещё раз "Катюша" изображена на серебряной монете Нигера номиналом 1000 африканских франков 2020 года, которая входит в серию "Оружие Победы". СССР 2 рубля город герой ЛенингБыли также выпущены несколько памятрад, “Дорога жизни” ГАЗ-АА ных медалей с "Катюшей". Одна из них входит в серию "Оружие Победы". Вторая выпущена в честь 35-летия Победы и посвящена вкладу в неё "Уралэлектротяжмаш". На третьей из серебра под изображением "Катюши" на ЗИС-6 приведены ТТД этой трёхоски. Монета с легковым ГАЗ М-1 (в просторечии "ЭМКА") вошла в серию серебряных монет "Автомобили ГАЗ". Они выпущены от имени тихоокеанского островного РФ 2 рубля 2016, город-герой Смоленск Катюша, БМ-13 государства Ниуэ в 2008 году и имеют номинал по 2 новозеландских доллара. ГАЗ М-1 серийно производился на Горьковском автомобильном Ниуэ 2 долл 2008 Газ М-1 “Эмка” заводе с 1936 по 1942 год. В Красной Армии использовался как штабной автомобиль. Представлял собой второе поколение легковых машин ГАЗ. Всего было изготовлено 62 888 экземпляров М-1. Здесь маленькое отступление. В последние годы в России стали выпускать так называемые подарочные монеты. За основу берётся монета, находящаяся в обращении, рисунок реверса зашлифовывается и на место его наносится новое цветное изображение. Так сделали с биметаллическими десятками и медно-никелевыми 25 рублями. По интересующей на теме на 25 рублях изображен реактивный миноРФ 25 рублей 2016 Катюша мёт "Катюша" опять же на ЗИС-6. На биметаллиБМ-13

№ 2 ( 128 ) 2020 www.dvigately.ru

30

ческих 10 рублях помещён газогенераторный ГАЗ-42, водовоз Б3 ЗИС-5в и бронеавтомобиль БА-10. БА-10 стал самым массовым бронеавтомобилем Красной Армии. За 1937-1941 годы было изготовлено 3414 штук трёх модификаций. Основой БА-10 послужило модернизированное шасси трёхосного грузовика РФ 10 рублей ГАЗ 42 на ГАЗ-ААА. Использовался советскими газогенераторе войсками в боях на Халхин-Голе, при воссоединении Западной Белоруссии и Западной Украины, в советско-финской войне. К началу Великой Отечественной войны в РККА и НКВД имелось около 2 880 БА-10, из них непосредственно в воинских частях числилось примерно 2 810 единиц. Средний бронеавтомобиль БА-27 мы видим на медно-никелевом рубле РФ 10 рублей бронетанковая техника БА-10 2017 г., входящем в серию "Мотострелковые войска". Разработан на базе шасси отечественного полуторатонного грузового автомобиля АМО-Ф-15 в 1927 году. Производился серийно в 1928-1931 годах, всего построено 215 машин. К началу ВОВ он устарел и оставшиеся на вооружении броневики были потеряны в первые дни войны. Хотя из-за больших потерь в бронетехнике в боях за Москву для пополнения танковых частей они ещё использовались. Перейдём к монетам зарубежных стран. Джип "Виллис" на серебряных 20 евро 2003 г. поместила Австрия. Монета посвящена послевоенному восстановлению страны по плану Маршала. Вторую монету номиналом в 1 доллар отчеканили в 2004 г. от имени Виргинских островов. Она посвящена 60-летию высадки в Нормандии и рисунок реверса включает танк и по бокам его по "Виллису". "Виллис" (Willys), без преувеличения, - один из самых узнаваемых автомобилей Второй мировой. Машина была сделана по техзаданию американских военных. Главным требованием была малая масса (590 кг), хотя на деле Willys вышел весом около тонны. Разработка прототипа началась в 1939 году. В октябре 1941 года выпустили серийный вариант, который получил индекс MB. В СССР за годы войны было поставлено 50 500 экземпляров Willys и его аналога Ford GP. Вторая мировая - это массированные бомбардировки городов, а значит и пожары. Острова Кука в 2005 году посвятили пожарным машинам - от первых и до современных - серию серебряных монет номиналом по 1 доллару. К машинам, выпущенным в 30-е годы, а именно на них легла основная тяжесть борьбы с массовыми пожарами в городах во время войны, относятся Гарфорд (Harford), Коммер (Commer) и Loschfahrzeug LF15. Так "Чифтэн" (вождь) была Острова Кука 2005 1 доллар разработана канадской комПожарная машина Commer

хочу узнать панией "Бикль" в 1932 году. "Пожарка" трёхкомпонентная и оснащена водяным насосом, баком для воды, пожарным шлангом и лестницами. Практически единственный экземпляр "Чифтена" хранится в оттавском (Канада) музее Науки и техники. Помимо автомобильной техники на фронтах Второй мировой войны широко использовались мотоциклы. Заметим, что СССР получил по ленд-лизу из США 32 200 единиц мототехники. Больше всего из неё составил HarleyDavidson WLA 42 - суммарно 26 670 штук. У нас он дополнительно оснащался коляской М-72 и задним сидением. Кроме того, из Великобритании было получено 30004000 мотоциклов. Для сравнения - в СССР за годы войны было изготовлено 13 763 мотоцикла. Мотоциклы, используемые в годы Второй мировой, изображены на монетах двух серий островных тихоокеанских стран. Первая под названием "Пять знаменитых мотоциклов" состоит из одноунцовых серебряных монет номиналом по 1 доллару. Серия отчеканена в Австралии от имени Тувалу. Из выпускавшихся в довоенные годы и принимавших участие во Второй мировой - это американский IndianChief и немецкий BMW R12.

BMW R-12 обладал высокой надежностью и простотой эксплуатации при малой цене. Он стал самым массовым в вермахте и в варианте с коляской на него был установлен пулемет. За годы производства с 1935 по 1942 год было выпущено 36 002 штук R-12. Вторая серия выпущена от имени островов Кука и называется "Знаменитые мотоциклы 1930-х годов". Также состоит из 5 серебряных одноунцовых монет номиналом по 2 новозеландских доллара. Монеты посвящены четырём английским ("Ariel 1000 SquareFour", "BroughSuperior SS100" , "BSA Sloper" и "MatchlessSilverHawk"), а также одному советскому мотоциклу - Иж-8. Естественно, что все эти мотоциклы использовались во Второй мировой. Канадский королевский монетный выпустил серебряную одноунцовую серебряную монету номиналом 20 канадских долларов, посвящённую Сицилийской операции Второй мировой (операция "Хаски"). На реверсе изображён фельдъегерь на мотоцикле в типичной униформе DR (высокие ботинки, круглый шлем, защитные очки и перекинутая через плечо сумка для перевозки важных сообщений). Сцена показывает всю важность доставки документации, поскольку видно, как мото-

цикл поднимает облако пыли, проезжая мимо зданий одного из городов Сицилии. И в заключение об автомобилях такси, которые ещё в предыдущую Войну в 1914 году спасли Париж от занятия его немцами. Франция в 2014 г. выпустила серию золотых монет номиналом 50 евро, которая называется "Женщины города. Такси Ла Марн". На аверсе находится изображение женщин-водителей, стоящих рядом с маши- Тувалу 1 доллар с BMW-R12 ной и провожающих солдат. На реверсе изображена машина на фоне марширующих солдат. История "Марнское такси" связана с одной из самых ярких военных операций с участием автомобилей, поставившая точку в споре о пригодности автомобиля к службе в армии. Рвущиеся в 1914 году к Парижу немецкие войска были остановлены французскими частями, оперативно переброшенными к линии фронта парижскими таксомоторами Рено. Это произошло в ночь с 7 на 8 сентября 1914 года, когда в 50 километрах от ПариКанада $20 сицилийская жа разворачивалось одно из самых крупных сражеоперация ний той войны. Германские войска уверенно наступали, французам грозило полное окружение. Резервов для обороны уже не оставалось, все части были на фронте. 2 сентября французское правительство покинуло столицу, опасаясь взятия города немцами. Начальником в Париже остался военный комендант, генерал Жозеф Галлиени, твёрдо решивший защищать город до последнего.

7 сентября в Париж прибыла Марокканская дивизия - одна из немногих оставшихся у французов резервных частей. В тот же день авиаразведка доложила, что немцы оголили свой фланг в районе реки Марна. Сло- Франция 50-evro-2014марнское такси жилась удачная обстановка для контрудара - но как перебросить дивизию на 50 километров за одну ночь? И по приказу коменданта Галлиени полицейские Парижа в течение нескольких часов останавливали все столичные такси. Пассажиров высаживали, а водители получали приказ двигаться на площадь у Дома Инвалидов. В ответ на вопрос об оплате, таксисты слышали "получите по счётчику". (Полицейские не соврали - с водителями действительно расплатились. Каждый получил в среднем по 130 франков). В результате этих действий удалось собрать порядка 600 машин. За два рейса такси быстро перебросили к Марне около 6000 солдат и офицеров. Многие из них вступали в бой, что называется, "с колёс". В результате немцы были не только остановлены 9 сентября началось германское отступление от Парижа.

Россия. Коллекционные жетоны: автомобили военного назначения

31

история

Т А Н К И от и до Олег Никитич Брилёв, д.т.н., профессор, Заслуженный деятель науки и техники РФ, начальник кафедры танков ВАБТВ (1975-1987 гг.) (Продолжение. Начало в 6-2014 - 1-2020)

В армиях стран НАТО танки второго поколения представлены (см. табл. 13) образцами М60А1 (США), "Леопард 1" (ФРГ), "Чифтен" (Англия), АМХ30 (Франция). Для своего времени они обладали достаточно высокой боевой эффективностью. Образцы М60А1, "Леопард 1", АМХ30 имеют много общего - традиционная компоновка, нарезные пушки калибра 105 мм (вращающийся подкалиберный снаряд), оптический дальномер, электромеханический баллистический вычислитель, двухплоскостной электрогидравлический стабилизатор, система управления огнем от командира, сравнительно большой боекомплект, умеренный уровень защиты при достаточно большой массе, дизельный двигатель (на М60А1 воздушного охлаждения), гидромеханическая трансмиссия (на АМХ30 механическая планетарная трансмиссия). Образец "Чифтен" среди других танков имеет наиболее мощный комплекс "огневая мощь - броневая защита" благодаря использованию 120-мм нарезной пушки, больших углов наклона и увеличенной толщины броневых деталей лобовой проекции. Но вследствие большой массы, достигающей 54 т, и низкой удельной мощности его подвижность явно недостаточна. Оригинальными решениями в данном образце являются применение картузного раздельного заряжания и размещение водителя в положении полулежа. Для усиления М60А1 в противотанковом отношении в США был создан в ограниченном количестве танк М60А2 с ракетноартиллерийским вооружением на основе 152-мм орудия - пусковой установки низкой баллистики и управляемых (по ИК-лучу) снарядов, запускаемых через ствол. Недостатком такого решения является то обстоятельство, что (в отличие от советских тан-

ков) в случае отказа системы управления или отсутствия управляемых снарядов эффективность М60А2 резко снижается. Поэтому данное направление дальнейшего развития не получило. Появление в СССР танков второго поколения поставило танки НАТО того же поколения в сложную ситуацию, ибо советские образцы существенно превосходили их по боевой эффективности. Это проявилось и в отдельных локальных конфликтах, где танк Т-72, поставлявшийся на экспорт, имел боевые столкновения и с М60А1, и "Чифтеном". Чтобы поправить положение, была предпринята модернизация, в результате которой появились образцы М60А3, "Леопард 1А1, 1А4", "Чифтен" MKV, АМХ30В2. При модернизации использованы новый, более мощный подкалиберный снаряд (оперенный), лазерный дальномер, электронный баллистический вычислитель с автоматическим вводом поправок, активно-пассивные (бесподсветочные) приборы, улучшенное размещение боеприпасов, дополнительные меры по защите топливных баков. На образце "Леопард" несколько усилена броневая защита лобовой проекции. Модернизация позволила этим образцам приблизиться к советским танкам Т-64, Т-72. Самое существенное заключалось в том, что новый боеприпас 105-мм пушки стал пробивать лобовую броню наших танков, бывшую до того неуязвимой. Однако в результате последующего совершенствования советские образцы далеко ушли от уровня, достигнутого в странах НАТО на основе модернизации. Это заставило страны НАТО активизировать работы по созданию танков третьего послевоенного поколения. Но об этом поговорим попозже.

Ещё до того, как в апреле 1953 года армия США получила на вооружение средний танк М48, американские военные озаботились созданием новой машины, призванной бороться на равных с советскими танками. Для выработки концепции, которой должна соответствовать перспективная машина, в 1952 году состоялась первая военная конференция Questionmark. И если на ней только приняли решение о начале работ, то уже на третьей конференции, состоявшейся в июне 1954 года, рассматривалось девять вариантов перспективного танка. Характерной чертой проектов среднего танка было снижение массы и габаритов относительно М48, применение в ходовой части торсионной подвески и катков большого диаметра и, соответственно, отказ от поддерживающих роликов. Предполагалась установка дизельного двигателя, что должно было дать существенную экономию топлива (в перспективе до 65 %) и повышение пробега на одной заправке. Среди новых идей было предложение применить комбинированную броню, состоящую из чередующихся листов из стали и из сплава на основе кремния. Такая броня должна была защитить от кумулятивных боеприпасов. К новинкам следует отнести и предлагаемую к установке гладкоствольную 90-мм пушку. Масса нового танка должна была укладываться в 45 тонн. За создание новой машины взялись специалисты компании Ford Motor Company и уже к сентябрю 1954 г. ими были подготовлены два варианта среднего танка: проект с 90-мм гладкоствольной пушкой и пятью катками на борт под обозначением Т95, и проект со 105-мм гладкоствольной пушкой (и шестью катками на борт) под обозначением Т96. Боекомплект пушек и Т95, и Т96 предлагалось пополнить бронебойным оперенным подкалиберным снарядом. Сами пушки этих танков должны были устанавливаться на безоткатных установках, без противооткатных устройств и накатников, что позволяло применить систему стабилизации по обеим осям. Проведённые расчёты на прочность показали, что корпус и ходовая часть танка T95 способны выдержать башню со 105-мм орудием, которую проектировали для танка Т96. Это позволило в ноябре 1956 года основные идеи обоих проектов объединить и на базе танка Т95 создавать боевые машины с разным вооружением и оборудованием, что должно было удовлетворить военных заказчиков. Конструкция во всех вариантах танка T95 должна была быть выполнена по классической компоновке с передним расположением отделения управления, центральным расположением боевого отделения и кормовым расположением

моторно-трансмиссионного отделения. Экипаж танка - четыре человека: механик-водитель в отделении управления должен был сидеть строго по центру (слева и справа от него размещалась боеукладка), в башне наводчик находился в передней её части справа от пушки, командир - прямо за наводчиком, а заряжающий - в левой части башни. Корпус танка T95 состоял из единой литой детали (от передней части и до моторно-трансмиссионного отделения), к которой приваривались дополнительные плиты брони. В итоге верхняя лобовая часть корпуса получилась толщиной 95 мм и располагалась под углом 65° к вертикали. Нижняя лобовая часть была переменной толщины от 127 до 76 миллиметров и находилась под углом 45°. Оба борта имели переменную толщину от 105 мм в передней и средней частях до 32 мм у кормы и были вертикальными. Верхний лист кормы корпуса имел толщину 19 мм и располагался под углом 20°, а нижний толщиной 25 мм установлен вертикально. Крыша корпуса также была переменной толщины от 25 до 51 мм, переменной толщины было и днище корпуса - от 13 до 19 мм. В 1957 г. было выдвинуто предложение дополнительно установить на корпус Т95 бронелисты из сплава на основе кремния, для чего планировалось изготовить ещё две машины, у которых верхняя лобовая деталь корпуса имела комбинированную броню. Один из этих танков должен был быть со стандартной башней из гомогенной брони, а на второй - с башней с комбинированной бронёй. Но реализовать эту идею на танках Т95 не успели, поскольку проект закрыли ещё до начала постройки этих машин. Напомним, что идея о комбинированной броне была высказана американскими конструкторами несколько раньше: на конференции Questionmark, состоявшейся в 1954 году, в проекте перспективного среднего танка TL-2 предусматривалась её установка в передней части корпуса.

№ 2 ( 128 ) 2020 www.dvigately.ru

Проект TL-2 с комбинированной бронёй и 90-мм пушкой

32

история Первый прототип T95

Башня танка T95 изготавливалась путём литья. Толщина её лобовой части достигала 178 мм при угле наклона 60°, а бортов - 78 мм при угле 45°. Маска пушки была толщиной 381 мм. Толщина вертикальной части кормы башни составляла 51 мм. Крыша башни была переменной толщины - от 38 до 51 мм. Задняя часть башни имела нишу, предназначенную для размещения боеукладки первой очереди. Поскольку проекты Т95 и Т96 слили в один, то ходовая часть разрабатывалась на основе T95, которая состояла из пяти опорных катков большого диаметра, направляющего и ведущего колеса на борт. Поддерживающих роликов не было, их функцию выполняли опорные катки, которые крепились к корпусу при помощи торсионной подвески, причём передний и задний катки оснащались дополнительным гидравлическим амортизатором. Опорные катки могли быть двух типов: сплошные и с отверстиями для снижения массы. Гусеницы тоже были двух типов: шириной 533 и 610 миллиметров. Что касается силовой установки, то и на Т95, и на Т96 предусматривалась установка Х-образного 12-цилиндрового дизеля мощностью 750 л.с., которой было бы достаточно для обеспечения необходимой подвижности. Но американским двигателистам к моменту начала постройки танка этот двигатель создать так и не удалось. Решение было простым и единственным установить то, что есть. Под рукой оказался оппозитный карбюраторный 8-цилиндровый бензиновый двигатель воздушного охлаждения "Continental AOI-1195-5" мощностью 560 л.с., который установили поперек корпуса, а крутящий момент с него передавался через четырехступенчатую трансмиссию XTG-410-1 на ведущие зубчатые колеса. Из-за большого расхода топлива пробег был недостаточным. 780 литров топлива в трёх топливных баках, размещённых в моторно-трансмиссионном отделении, хватало только на 233 км движения по шоссе при скорости 56 км/ч.

Прицельные приспособления не имели дальномера, отсутствовал и баллистический вычислитель Этот проект получил наименование T95E1.

T95Е1 с башней в положении “по-походному”

AOI-1195

Боекомплект пушек Т95 и Т95Е1 составлял из 50 снарядов. На следующем варианте - танке под обозначением T95E2 - должна была устанавливаться башня со 105-мм пушкой. Однако к сроку пушка не была изготовлена и на шасси Т95 установили башню от танка M48A2 с пушкой M41. Эта 90-мм пушка при начальной скорости снаряда порядка 915 м/с на расстоянии 2000 ярдов пробивала не более 75 миллиметров брони при угле встречи в 60°. И даже установка на T95E2 системы управления вооружением со стереоскопическим дальномером и баллистическим вычислителем (механического типа) хотя и повысила точность стрельбы, но слабая пушка всё портила. Боекомплект к этой пушке составлял 64 снаряда. Понятно, что не только для боевой машины, но и для проведения испытаний этот двигатель не годился, поэтому к созданию подходящего для Т95 танкового дизельного двигателя были привлечены крупнейшие двигателестроительные фирмы: "Континенталу" поручалась разработка двигателя AVDS-1100 с воздушным охлаждением, а "Катерпиллару" - LVDS1100 с водяным охлаждением. И тот, и другой должны были обеспечить мощность около 550 л.с. Понятно, что и эти двигатели не решали проблемы подвижности, они обеспечили бы только увеличение пробега и улучшение некоторых характеристик силовой установки. В ходе проведения испытаний в 1958 году появилось ещё одно предложение: установить на один из танков 12-цилиндровый V-образный дизельный двигатель General Motors 12V71T мощностью 570 л.с. Мощность практически осталась прежней, другое дело, когда на одном из вариантов танка Т95 в 1962 г. провели эксперименты по установке газотурбинного двигателя "Солар Сатурн" мощностью 1100 л.с. (фирма-разработчик "Солар Эркрафт"). Но ни Х-образный дизель, ни газотурбинный двигатель так и не были готовы до завершения испытаний Т95. Ещё одним элементом боевых свойств танка является его вооружение. Как уже было отмечено, на базе танка Т95 было принято решение создать семейство бронемашин с разным вооружением, системами наблюдения и управления огнём и другим оборудованием. В итоге было разработано почти десять разных модификаций, причём не все они были реализованы в металле - некоторые так и остались на ватмане. Тем не менее, на базовый вариант танка T95 должна была устанавливаться 90-миллиметровая гладкоствольная пушка T208. В соответствии с первоначальным замыслом она размещалась на безоткатной установке (не имеющей тормоза отката и накатника) и имела двухплоскостной стабилизатор. Для этой пушки был разработан оперенный бронебойный подкалиберный снаряд Т320 с вольфрамовым сердечником диаметром 40 мм, который получал начальную скорость 1520 м/с и успешно пробивал плиту толщиной почти 130 мм, установленную под углом 60° на расстоянии 2000 ярдов (чуть больше 1800 м). Для наведения пушки экипаж располагал телескопическими прицелами моделей T183 и T171, а также перископическим T50. Определение дальности до цели предполагалось осуществлять при помощи оптического дальномера T53 OPTAR, измерявшего расстояние при помощи световых импульсов (предтеча современных лазерных дальномеров). Информация о дальности до цели передавалась в электронный баллистический вычислитель Т37. На втором варианте нового танка устанавливалась та же самая 90-мм пушка, но на противооткатных устройствах. Из-за того, что они "съели" часть внутреннего объёма башни, стабилизатор орудия не устанавливался.

33

Танк Т95Е2 с башней от М48А2

Для решения проблемы бронепробиваемости был предложен вариант Т95Е3, который отличался от Т95Е2 установкой в башню от M48A2 105-мм нарезной пушки T140 (перед этим она была установлена на танк Т54Е2). Танк Т54Е2 со 105-мм пушкой Т140

Системы управления огнем (СУО) танка Т95Е3 была аналогична установленной на Т95Е2. Но проведённые стрельбы показали, что хотя бронепробиваемость из-за чуть большей начальной скорости снаряда (1079 м/с) также возросла (122 мм), но всё же осталась недостаточной для борьбы с бронёй современных советских танков. Да и боекомплект составлял всего 39 снарядов. Тогда вопрос: надо ли было ставить пушку в башню, а башню на шасси танка Т95, если можно было проверить бронепробиваемость просто постреляв из пушки индивидуально или с танка Т54Е2?

история Впрочем, так и было сделано при создании модификации T95E4. Предполагалось, что на Т95 будет установлена башня от танка T96 со 105-мм гладкоствольной пушкой T210. Башня к этой пушке не была готова, но индивидуальные испытания орудия показали его высокую эффективность: начальная скорость снаряда достигала 1740 м/с, и на расстоянии 2000 ярдов он успешно пробивал 152 миллиметра гомогенной брони, установленной под углом 60°. Впрочем, и тут не всё гладко - для этой пушки были разработаны 122-сантиметровые унитарные снаряды. Заряжать пушку такими снарядами можно было только при её вынесении вперед, что делало невозможным её стабилизацию. Да и таких снарядов в танк умещалось всего 40 штук. Т95Е4

Т95Е2 на испытаниях перспективного танка. Но в 1959 г. ни двигателя, ни башни ещё не было, система управления огнем с дальномером OPTAR часто отказывала, а в плохую погоду не работала совсем, из-за чего от неё отказались. Доводка элементов танка до необходимого уровня требовала времени и денег, а их у разработчиков танка не было - проект Т95 закрыли 7 июля 1960 года, но работы, например, по башне Т96 продолжались и некоторые наработки в дальнейшем были использованы при создании и модернизации новых танков, в том числе и при создании ракетных танков. Были продолжены работы и по новым двигателям, так был создан танк Т95Е8 - танк Т95Е2 с дизельным двигателем 12V71T.

И даже несмотря на это танк с этой пушкой можно было бы рассматривать как удачный вариант. Но… пушку ставить было некуда - башню так и не сделали, а изготовленное шасси так и простояло на заводе до прекращения работ по этому проекту. Пока шли испытания уже изготовленных машин, конструкторы предлагали новые разработки. Так, например, был разработан "тяжелопушечный" танк T95E5, в котором в башню от M48A2 предлагалось установить английскую нарезную 105-мм пушку Royal Ordnance L7 (американский индекс T254). Т95Е5

Проект Т95Е8 с дизельным двигателем

Следующим по порядку был проект T95E6, в котором в так и не построенную башню к T95E4 хотели установить 120-мм нарезную пушку T123. Эта пушка имела раздельно-гильзовое заряжание и при начальной скорости снаряда 1070 м/с пробивала 122 мм брони при тех же условиях (расстоянии 2000 ярдов и угле встречи 60°).

Т95Е8 с башней по-походному

Т95Е6 - компьютерное изображение

В последующем на шасси Т95Е8 была установлена башня со 152-мм пусковой установкой. Т95Е8 со 152-мм пусковой установкой

Был даже проработан вариант T95E7 - это когда английскую пушку L7 хотели установить на противооткатных устройствах в башню танка T95E1. И на всех вариантах T95 дополнительное вооружение состояло из спаренного с пушкой 7,62-миллиметрового пулемета M37 и зенитной установки с дистанционно управляемым 12,7-миллиметровым пулеметом M2. Боекомплект: для пушки количество выстрелов в зависимости от её типа было разным, а вот к пулемётам была одинаковой: к 7,62-мм пулемёту предусматривалось 4750 патронов, а к 12,7-мм пулемёту - 1700. На всех модификациях танка T95 у механика-водителя было три перископа, у командира наблюдательные стёкла находились на командирской башенке, на ней же был установлен перископический прицел зенитного пулемета. Для обеспечения ночного вождения у механика-водителя средний перископ заменялся на прибор ночного видения. Для проведения испытаний планировалось изготовить четыре танка Т95, один Т95Е1 и четыре танка с шасси от танка Т95 и башней от Т96 (Т95Е4). Из-за отсутствия готовой башни к Т96 приняли решение изготовить два Т95Е2 и два Т95Е3. Реально опытные машины были изготовлены в несколько иной последовательности: первым в мае 1957 г. был изготовлен танк Т95Е2, в июле - Т95Е3, а исходный вариант танка - Т95 - появился только в феврале 1958 г., и уже за ним T95E1. Испытания построенных танков подтвердили недостаточную мощность двигателя, который обеспечивал удельную мощность порядка 10…11 л.с./т (масса Т95 и Т95Е1 составляла 41 т, Т95Е2 - 39,5 т, а Т95Е3 - 43,5 т), что позволяло танкам преодолевать подъем в 30°, взбираться на 90-сантиметровую стенку и пересекать водные преграды глубиной до 1,2 м. Но этой мощности было недостаточно для обеспечения подвижности на бездорожье. В конечном итоге и ходовые, и боевые качества всех модификаций танков T95 не превосходили существенно таковые у танка M48 Patton III. Конечно, более мощный двигатель, башня со 105-мм пушкой и оптический дальномер могли бы значительно увеличить боевой потенциал

№ 2 ( 128 ) 2020 www.dvigately.ru

Под этот двигатель предполагалось создание и других вариантов сочетаний ходовых частей, башен и орудий Т95 и Т96: - T95E9 - это T95E6 с дизельным двигателем 12V71T; - T95E10 - T95 с дизельным двигателем VDS-1100; - T95E11 - T95E6 с дизельным двигателем VDS-1100; - T95E12 - T95E6 с VDS-1100, новым дальномером и СУО. При обсуждении концепции нового среднего танка рассматривалась идея применения гидропневматической подвески. И она была создана. Эксперименты с такой подвеской проводили как на 5-катковом шасси, так и на 6-катковом. Причём для удержания гусениц в верхнем положении при максимальном подъёме корпуса дополнительно были установлены поддерживающие ролики. Гидропневматическая подвеска позволяла равномерно регулировать величину клиренса по всей длине машины от 0 до 600 мм и тем самым изменять общую высоту машины. Кроме того, она давала возможность

34

история поднимать или опускать носовую и кормовую части танка, а также правую или левую стороны. Такое изменение положения корпуса позволяло увеличивать угол вертикального наведения орудия на 20° и устранять крен при нахождении танка на склоне. Величина клиренса и работа подвески зависели от количества рабочей жидкости в гидроприводе. Изменением величины жесткости подвески можно было регулировать плавность хода машины в различных условиях местности. Обеспечение устойчивости машины Устранение крена Т95 при стрельбе из пушки достигалось путем выключения подвески, а для блокировки её аккумуляторы гидравлически отключались от приводного элемента.

оборудование. К инженерному оборудованию можно отнести и 165-мм "сапёрное" орудие M135, предназначенное для разрушения различных препятствий: стен, заборов, зданий и т.д. Т118 прошёл испытания на Абердинском полигоне в 1963 г. Но так как от Т95 в конце концов отказались, отказались и от сапёрного танка Т118. К началу 1957 года всё ещё не было понятно, удастся ли компании Ford довести экспериментальный танк Т95 и его модификации до требований технического задания, поэтому американские военные продолжили поиск приемлемого решения. Вновь за основу было предложено взять танк М48 со всеми новинками, которые были апробированы на этой машине. Так, в 1957 году на него устанавливался дизельный двигатель, а в конце следующего года английская 105-мм пушка L7. Разработку и, в случае успеха, серийное производство было поручено фирме "Крайслер". Теперь становится понятно, почему у создателей Т95 (компания "Форд") не получилось с установкой пушки L7 в башню М48А2 - крайслеровцам пушка в этой башне самим была нужна… Конструкторы этой фирмы не стали слишком долго думать, да и времени у них для этого не было, поэтому они взяли свои же наработки по М48, немного изменив конструкцию корпуса и башню. Корпус танка изготавливался литьём, что считалось более технологичным при незначительном ухудшении бронестойкости в отличие от корпуса, изготовленного из катанной брони с применением сварки. Однако, вместо скруглённой лобовой части корпуса М48, в новом корпусе ей придали традиционную форму - прямоугольную. Верхняя лобовая плита отлита с одинаковой толщиной в 120 мм и углом наклона к вертикали 64°, что больше, чем у танка М48А2. Толщина в средней части корпуса - в районе отделения управления - отличается незначительно: у крыши 50 мм, а у днища 40 мм, а вот в районе боевого отделения и МТО она одинакова и уменьшена до 20 мм. Нижняя часть корпуса сохранила лодкообразную форму по всей длинне корпуса, как и у М48А2.

Т96 со 152-мм ПУ и переменным клиренсом

Лодкообразная форма корпуса танка М60

И подвеска у нового танка практически не отличается от подвески у М48А2. Количество опорных катков сохранено (по шесть на борт), но изготовлены из разных материалов. Средние четыре катка изготовлены из алюминиевого сплава, как и ступицы всех катков и поддерживающие ролики. Катки и ролики имеют резиновые бандажи. Применение более жестких торсионных валов привело к увеличению клиренса танка. Стальные ведущие колеса снабжены съемными зубчатыми венцами. Гусеницы с резинометаллическими шарнирами состоят из обрезиненных траков шириной 710 мм. Применение в конструкции алюминиевых сплавов было вызвано ростом массы нового танка из-за увеличения толщины брони корпуса и башни, установки более тяжелой пушки и дизельного двигателя. Масса деталей (катки, поддерживающие ролики, топливные баки, вращающийся пол башни, надгусеничные полки, рукоятки, крепеж и т.п.), изготовленных из алюминиевых сплавов, составила около трёх тонн, что дало экономию в сравнении при их изготовлении из стали порядка шести тонн. Компоновка танка осталась традиционной: отделение управления в передней части, боевое отделение в средней, моторно-трансмиссионное в кормовой. Экипаж также остался без изменения - четыре человека: механик-водитель в отделении управления, а командир, наводчик и заряжающий в боевом. Английская нарезная 105-мм пушка L7 после модернизации и адаптации для установки в танковую башню была стандартизована (принята на вооружение армии США) под названием М68. Эта пушка состоит из трубы-моноблока без дульного тормоза с эжекционным устройством в средней части ствола; литого казенника, соединенного со стволом секторной резьбой и клинового затвора. Пушка установлена в массивной маске-люльке, которая одновременно является наружным цилиндром симметричного противооткатного устройства. Пушка на танке не стабилизирована и по вертикали может наводиться в пределах от -10° до +20°. Боезапас к пушке состоит из 60 унитарных выстрелов. 26 из них размещены слева и справа от кресла механика-водителя в алюминиевых гнездах. Остальные находятся в боевом отделении. Наведение пушки осуществляется как наводчиком, так и командиром танка со своих пультов через электромеханические механизмы, которые обеспечивают максимальную скорость поворота башни порядка 24 °/с, а наведение пушки в вертикальной плоскости около 4 °/с. Заряжание пушки осуществляется вручную с применением механизма досылания. При этом максимальная скорострельность может достигать восьми выстрелов в минуту. Унитарные выстрелы представлены снарядами пяти типов: - М392 - бронебойный подкалиберный снаряд с отделяющимся поддоном и сердечником из карбида вольфрама; - М456 - кумулятивный снаряд с невращающимся зарядом; - М393 - бронебойно-фугасный снаряд с пластическим взрывчатым веществом;

Но шасси танка Т95 ещё продолжали использоваться для испытания новых вооружений. В журнале "Двигатель" № 2-2018 уже рассказывалось о создании ракетного танка М551 Sheridan. В конце 50-х - начале 60-х годов прошлого века большие надежды возлагались на противотанковое ракетное вооружение и поэтому предпринимались попытки установки такого вооружения на различные танки, в том числе и на экспериментальный Т95. Аналогичная система с другой башней была установлена и на шасси экспериментального танка Т96, на котором испытывалась гидропневматическая подвеска. В 1960 г., когда уже принималось решение о прекращении работ по танку Т95, началась разработка вспомогательной техники - бронированной инженерной машины Т118 с использованием шасси этого танка. Инженерное оборудование включало бульдозерный отвал, кран и другое специальное Т118

35

История - М494 - снаряд с готовыми стреловидными убойными элементами; - М416 - дымовой снаряд. На дульном срезе пушки М68 бронебойный подкалиберный снаряд имеет скорость 1478 м/с и способен пробить гомогенную броню толщиной 120 мм на дальности 2000 м при угле встречи 60°. Вспомогательное вооружение на танке состоит из находящего слева от орудия в маске пушки 7,62-мм пулемета М73 (боекомплект 5500 патронов) и установленного на командирской башенке 12,7-мм зенитного пулемета М85 (боекомплект 1050 патронов). Полусферическая башня от танка М48А2 также претерпела некоторые изменения: она стала немного меньше, а вот на неё установили командирскую башенку М19, которая обеспечила более комфортные условия для работы командира благодаря её увеличенным размерам. Вращение башенки обеспечивалось ручным приводом, а смотровые призмы давали командиру круговой обзор. На новой машине впервые в американской танковой истории силовая установка включила четырехтактный 12-цилиндровый V-образный танковый дизель AVDS-1790-2 "Континенталь" воздушного охлаждения с турбонаддувом. Мощность дизельного двигателя, составляющая 750 л.с., передавалась на ведущие колёса с помощью силовой передачи гидромеханической трансмиссии CD-850-6 "Кросс-Драйв", состоящей из гидротрансформатора, трехступенчатой планетарной коробки передач и многорадиусного планетарного дифференциального механизма поворота. Двигатель и силовая передача размещены вдоль продольной оси танка. Применение дизельного двигателя позволило снизить расход топлива и улучшить ряд характеристик танка. Для обеспечения возможности работать под водой двигатель герметизирован, а для снижения инфракрасной заметности в моторно-трансмиссионном отделении танка смонтировано теплорассеивающее устройство, аналогичное установленному на танке М48А2 с бензиновым двигателем. Запуск двигателя осуществляется электростартером и, благодаря наличию подогревателя с принудительной подачей воздуха, возможен при температурах воздуха до -30 °С.

тормозов силовой передачи и механический остановочный тормоз; в распоряжении заряжающего появился инфракрасный прибор ночного видения. С 1975 года устанавливается модернизированный двигатель AVDS-1790-2A, с 1977 года введены бесподсветочные приборы наблюдения для всех членов экипажа и пассивный прицел наводчика, усовершенствовано оборудование для подводного вождения танка. В 1972 году на базе танка М60А1 была создана следующая модификация М60А2, которая отличалась установкой башни нового типа со 152-мм орудием низкого давления, способным вести огонь различными видами боеприпасов со сгораемыми гильзами, а также использовалось в качестве пусковой установки для управляемых ракет "Шиллейла". Серийное производство танков М60А2 началось в 1972 году, но вышедшие из заводских ворот танки отправились на склады - из-за многочисленных недоработок и необходимости доведения ракетного вооружения и системы управления огнём до приемлемого уровня. На вооружение танковых частей армии США М60А2 поступили только в 1974 году. В результате американская армия получила всего 540 танков М60А2 и ни в одну зарубежную страну эти танки не поставлялись. Несмотря на многочисленные проблемы с доведением СУО М60А2 следует отдать должное военным, которые настаивали на продолжении работ с этой системой. Была твёрдая уверенность, что создание ракетного танка может решить проблему борьбы с советскими танками. М60А1Е2 - прототип М60А2

Чертёж М60

Помимо основного вооружения на М60А2 устанавливался спаренный с пушкой 7,62-мм пулемет М73 и зенитный пулемет М85 калибра 12,7 мм. Боекомплект танка состоял из 13 ПТУР "Шиллейла", 33 выстрелов калибра 152 мм, 900 патронов калибра 12,7 мм и 5950 патронов калибра 7,62 мм. В ходе работ по повышению огневой мощи танка со 152-мм орудием низкого давления была разработана башня, у которой на левой стороне была установлена 20-мм автоматическая пушка.

Фирма "Крайслер" получила от военных заказ на изготовление нового танка в начале 1959 года, а уже в марте на её заводе в Делавере был готов первый экспериментальный вариант танка под обозначением ХМ60. Ещё через пару месяцев этот танк под обозначением М60 был принят на вооружение армии США. В июне того же года был подписан контракт на изготовление 180 машин первой партии, а к концу года на Детройтском танковом арсенале всё было готово к серийному производству. Тем более, что в том же контракте предусматривался гарантированный заказ ещё на 720 танков.

М60А2 с 20-мм пушкой

М60

Поскольку М60 делался в спешке и не мог в полной мере противостоять советскому Т-54, то, начиная с конца 1962 года, на смену танку М60 пришла его модификация - М60А1. Этот танк уже получил ряд усовершенствований, среди которых следует отметить важнейшие: установку новой башни с улучшенной конфигурацией и усиленным бронированием, а также системы гироскопической стабилизации пушки в вертикальной плоскости и башни в горизонтальной плоскости. Кроме того, были улучшены условия работы механика-водителя; усовершенствованы механизмы управления танком; рулевое колесо заменено Т-образным рычагом; изменено расположение некоторых органов управления и приборов; применен новый гидропривод

Однако дальнейшего применения такая компоновка не нашла. Только на танках М60А2 более поздних выпусках со ствола пушки убрали эжектор, а для продувки ствола после выстрела использовали сжатый воздух.

М60А1

М60А2 со стволом без эжектора

№ 2 ( 128 ) 2020 www.dvigately.ru

36

история Несмотря на все свои недостатки М60А2 стал этапной машиной в истории мирового танкостроения с точки зрения применения системы управления огнем и заслужил самую высокую оценку у специалистов. Практически он оказался едва ли не первой успешной попыткой увязать в единый автоматизированный комплекс датчики первичной информации, системы сбора и обработки этой информации для получения данных для стрельбы из пушки и исполнительные механизмы. Новым элементом СУО стал лазерный дальномер, а центральным - электронный аналогово-цифровой баллистический вычислитель М19. Лазерный дальномер обеспечивал более высокую точность измерения дальности до цели чем оптический (±10 м), а информация о дальности поступала в вычислитель в цифровом виде, что должно было предотвратить возможные ошибки наводчика. Диапазон измерения дальности рубиновым лазером лежало в пределах от 450 до 5000 м. В электронный вычислитель вводились следующие параметры: дальность до цели, тип боеприпаса, температура воздуха, скорость и направление ветра, атмосферное давление, скорость и направление перемещения цели относительно танка, величина износа канала ствола, угол крена цапф орудия. Разработка СУО для танка М60А2 с лазерным прицелом-дальномером и электронным баллистическим вычислителем была значительным шагом вперёд, но из-за низкой надёжности всего комплекса проявить свои возможности этот танк так и не смог. В итоге танки с ракетно-пушечным вооружением из сухопутных войск были изъяты, а затем переоборудованы в танковые мостоукладчики, саперные танки и инженерные машины разграждения. Но пока шла доводка М60А2, была предпринята ещё одна попытка усилить огневую мощь М60 - установить на него экспериментальную башню с перспективным 120-мм орудием. Проект танка со 120-мм орудием известен как М60 с башней модели "К". Из-за отсутствия финансирования был изготовлен всего один танк с такой башней. М60 с башней модели "К" и 120-мм пушкой

Был ещё один вариант танка М60 с башней "К", но со 152-мм орудием/пусковой установкой ХМ150, в которой заряжание осуществлялось с помощью полуавтоматической системы. Башня "К" оснащалась башенкой командира с дистанционно-управляемым пулеметом. М60 с башней модели "К" и 152-мм ПУ ХМ150

В начале 1970-х годов американские специалисты в области бронетанковой техники пришли к заключению, что, хотя ракетно-пушечное вооружение повысило огневую мощь танка на дальних дистанциях, на ближних и средних оно не дает преимуществ по сравнению с пушечным вооружением. По этой причине в 1978 году американцы провели очередную модернизацию танка М60А1, в результате которой на машине, получившей обозначение М60А3, появились система стабилизации пушки, лазерный прицел-дальномер фирмы "Хьюз", новый баллистический вычислитель, усовершенствованные приборы ночного видения, двигатель с улучшенными воздушными фильтрами, гусеницы нового типа, башня с несколько измененной конфигурацией и теплозащитным кожухом на стволе орудия. Благодаря всем внесенным изменениям боевая масса танка возросла до 51 т. По сравнению с другими однотипными машинами второго послевоенного поколения танк имеет наибольшие размеры по высоте и ширине. Это дало возможность разместить большой боекомплект (63 выстрела) к пушке и весь запас топлива (1420 л) в забронированном объеме, а также обеспечить свободное расположение всех членов экипажа. В то же время большие размеры снизили защищенность машины на поле боя, увеличили её массу и затруднили перевозку по железной дороге. Общий забронированный объём танка составил около 20 м3, из которых 5 м3 заняла башня с развитой кормовой нишей. С 1979 года М60А3 начал поступать в войска. В качестве основного вооружения на М60А3 установлена стабилизированная в двух плоскостях 105-мм нарезная пушка М68, с которой спарен 7,62-мм пулемет. Пушка снабжена теплозащитным кожухом и эжектором. Ствол имеет быстроразъемное соединение трубы с казенной частью. Живучесть ствола

составляет не менее 400 выстрелов. Механизмы наведения пушки, как и поворота башни, оснащены электрогидравлическими приводами. В систему управления огнем входят лазерный дальномер и электронный баллистический вычислитель, а также все необходимые датчики. Для контроля функционирования СУО имеется специальная автоматическая встроенная аппаратура. Во вращающейся командирской башенке смонтирован 12,7-мм пулемет для стрельбы по воздушным и наземным целям. Командир танка может вести наблюдение через восемь стеклоблоков, установленных по периметру башенки, и перископический прицел в ее передней части. М60А3

Боекомплект пушки состоит из унитарных выстрелов с металлическими гильзами. Как и на М60 26 выстрелов размещаются в боеукладках справа и слева от механика-водителя, и уже 37 выстрелов - в боеукладках у заряжающего в боевом отделении. Для стрельбы из пушки могут применяться новые бронебойные подкалиберные снаряды М735 (с сердечником из вольфрамового сплава) или М774 (с корпусом из уранового сплава) и модернизированный кумулятивный снаряд М456А1. Сохранились бронебойно-фугасный снаряд М393, снаряд с 5000 готовыми убойными элементами - стрелами - М494 и дымовой снаряд М416. Кроме того, для стрельбы могут использоваться выстрелы к 105-мм танковой пушке, производимые в Великобритании, Франции, Канаде и Израиле. Командир танка может брать на себя стрельбу как днем, так и ночью. Дневной прицел командира совмещен с лазерным дальномером, ночной прицел представляет собой приставку к тепловизионному каналу прицела наводчика. Оба прицела имеют зависимую стабилизацию поля зрения в двух плоскостях. Кроме того, командир располагает зенитным прицелом для стрельбы из 12,7-мм пулемета. Наводчик пользуется дневным прицелом с однократным и восьмикратным увеличением. Для измерения дальности до цели используется лазерный модуль в прицеле командира. Диапазон измерения дальности составляет 200...5000 м, а точность измерения - ±10 м. Помимо основного прицела у наводчика установлен вспомогательный телескопический прицел. Ночью наводчик использует тепловизионный канал, смонтированный в основном дневном прицеле. Дальность видения при этом достигает 2000 м. Все три прицела имеют зависимую стабилизацию поля зрения в двух плоскостях. Броневая защита танка М60А3 - монолитная. Толщина верхней лобовой детали литого корпуса, имеющей угол наклона 64° от вертикали, равна 120 мм. Крыша и днище корпуса в отделении управления изготовлены из брони толщиной 50 мм и 40 мм соответственно, а в боевом и моторно-трансмиссионном отделениях - 20 мм. На танке отсутствуют бортовые противокумулятивные экраны. Максимальная толщина брони литой башни равна 180 мм. С 1982 года специалисты Абердинского полигона приступили к исследованию проблем защиты танков от боеприпасов с кумулятивной боевой частью путем установки накладной динамической брони. К испытаниям танка М60А3 с установленной на корпус и башню динамической защитой приступили летом 1985 года. Успешное завершение испытаний послужило основанием для установки навесной динамической защиты на танки М60А3. Первыми такую защиту получили в 1988 году танки Корпуса морской пехоты США.

M60A3 морской пехоты

На М60А3 установлен 12-цилиндровый V-образный дизельный двигатель AVDS- 1790-2С воздушного охлаждения с турбонаддувом. Он смонтирован в блоке с гидромеханической трансмиссией CD 850-6, системой охлаждения и масляной системой. Масса силового блока составляет 3622 кг. Пуск двигателя осуществляется электростартером. В системе подрессоривания применяется двухторсионная подвеска с телескопическими гидроамортизаторами на первом, втором и шестом опорных катках. Направляющее колесо, унифицированное с опорным катком, имеет механизм натяжения гусеницы с компенсирующим устройством.

37

История Гусеница - с резинометаллическим шарниром, обрезиненной беговой дорожкой и съемными резиновыми подушками. Ее ресурс составляет 8000 км. Танк оснащен оборудованием для подводного вождения. Труба-лаз монтируется над люком заряжающего. На танке не предусмотрено применение оборудования для самоокапывания или минного трала. В период с 1978 по 1985 год было произведено 1811 танков М60А3, треть из которых пошла на замену снятых с вооружения всех М60А2, а более 1200 машин поставлено в армии Австрии, Египта, Израиля, Иордании, Саудовской Аравии и других стран. Ранее в Италию были поставлено 300 танков М60А1, а затем фирма "ОТО Мелара" по лицензии выпустила ещё 200 машин. В 70-е годы фирмой "Теледайн Континенталь" была предпринята попытка существенно улучшить боевые качества танка М60А1. Так как эта фирма занималась созданием танковых дизелей серии AVDS-1790, то эта идея основывалась на установке значительно более мощного дизеля AVCR-1790 (1200 л.с. против 750 л.с.). Благодаря тем же габаритам, установка нового дизеля не требовала существенных переделок МТО танка. Для передачи большей мощности была установлена гидромеханическая трансмиссия RK-304 немецкой компании "Ренк". Значительно изменилась подвеска - вместо торсионной подвески опорных катков была установлена индивидуальная гидропневматическая. Все эти изменения позволили усилить броневую защиту путём навески на расстоянии 20 мм от поверхностей корпуса и башни катаных бронелистов. Ходовая часть прикрывалась броневыми экранами. В конце 1970-х годов фирмы "Теледайн Континенталь" и "Ренк" за счёт собственных средств изготовили опытный образец этого танка под названием "Супер М60" и предложили армии США провести модернизацию уже изготовленных М60А1 до уровня "Супер М60". Военные промолчали деньги на разработку и изготовление прототипа улетели на ветер.

Но для эвакуации танков с поля боя требовалась более специализированная машина, поэтому военные выдали техническое задание на создание ремонтно-эвакуационной машины, максимально унифицированной с танками М48 и М60. В 1960 году на базе М48 были изготовлены экспериментальные машины Т88. Т88

Первые серийные машины, уже под названием М88, поступили в армию уже в феврале 1961 года. Корпус M88, сваренный из катанных стальных броневых листов, обеспечивает защиту экипажа и оборудования только от пуль и осколков снарядов. В передней части корпуса находятся рабочие места водителя и механика, над ними установлены люки и перископы. В средней части корпуса находится отделение гидравлического оборудования, здесь же сварочное оборудование и инструмент для выполнения ремонтных работ. Для входа в это отделение на обоих бортах установлены бронированные двери. В корме, как и на М48 находится моторно-трансмиссионное отделение с бензиновым двигателем. Для выполнения буксировки в комплект M88 входят две лебёдки - основная, обеспечивающая тяговое усилие 40 тс, и вспомогательная. Для выполнения подъёмно-разгрузочных работ на М88 смонтирован кран с А-образной стрелой, его грузоподъемность до 23 тонн. Стрела закреплена в передней верхней части корпуса на шарнирах и в походном положении уложена назад. Для расчистки дорог, самоокапывания и применения в качестве упора при буксировочных работах впереди установлен бульдозерный отвал с гидравлическим приводом. Из оборонительного вооружения на M88 только установленный сверху машины пулемет калибра 7,62 мм с 1300 патронами. В 1973 году M88 модернизировали путём замены карбюраторного двигателя на дизель, установки новой трансмиссии и вспомогательного двигателя мощностью 11 л.с. Под обозначением M88A1 было построено 1427 машин, а 876 машин было переделано из M88.

Super M60

М88А1

Существовали и другие модернизации танка М60, но они появились уже в то время, когда был принят на вооружение танк М1 "Абрамс", поэтому в этих вариантах применялись отработанные на этом танке технические новинки. Поэтому к последним вариантам модернизации танка М60 вернёмся при освещении создания танков третьего поколения. На базе шасси танка М60 созданы другие машины - саперный танк М728, ремонтно-эвакуационная машина М88А1 и танковый мостоукладчик М60 AVLB. Эти машины создавались не впервые, поэтому многие решения были взяты от их предшественников. Так, сапёрный танк М728 был оснащен А-образной стрелой грузоподъемностью 9 т, лебедкой с тяговым усилием 27,2 тс, бульдозерным отвалом и вооружен (как и экспериментальный Т118) 165-мм короткоствольным орудием, предназначавшимся для разрушения фортификационных сооружений. Основное вооружение дополнено 7,62 мм пулеметом М73 и зенитным пулеметом М85 калибра 12,7 мм. В походном положении стрела опускалась за башню. Экипаж управлял всем специализированным оборудованием не выходя из машины. Эта машина могла эвакуировать подбитую технику с поля боя под огнём противника.

Мостоукладчик М60 AVLB почти ничем не отличался от своего предшественника М48 AVLB и нес на себе раскладной мост, который в развернутом положении обеспечивал преодоление рвов и им подобных препятствий шириной до 18,3 м.

Саперный танк М728

Танковый мостоукладчик М60 AVLB

В следующем номере продолжим рассмотрение основных боевых танков западных стран второго послевоенного поколения с разработок конструкторов из ФРГ. (Продолжение следует.)

№ 2 ( 128 ) 2020 www.dvigately.ru

38

39

â&#x201E;&#x2013; 2 ( 128 ) 2020 www.dvigately.ru

40

41