Техника и вооружение 2006 03 - [5]
В 1930-е гг. во всем мире, в том числе и в Советском Союзе, бурно развивалась гидроавиация. Экспериментальный гидродинамический отдел (ЭГО) ЦАГИ, получивший отлично оборудованный гидроканал, обеспечил научное сопровождение создания всех отечественных гидросамолетов того периода. Работники секции натурных испытаний ЭГО участвовали в летных испытаниях гидросамолетов, что позволило накопить статистические данные по внешним нагрузкам при взлетах и посадках гидросамолетов в различных гидрометеоусловиях и использовать эти данные при разработке Норм прочности гидросамолетов.
физические исследования по глиссированию проводились па схематизированных моделях. Испытания позволили выявить влияние геометрических и массово-инерционных характеристик на устойчивость глиссирования, усовершенствовать методики проведения испытаний моделей самолетов в гидроканале. Экспериментально исследовался посадочный удар гидросамолета о воду.
Испытание модели в гидроканале ЦАГИ.
Во время Великой Отечественной войны опытовые бассейны, расположенные в блокадном Ленинграде, не функционировали. Поэтому на коллектив гидродинамической лаборатории ЦАГИ помимо исследований по гидродинамике гидросамолетов была возложена задача определения гидродинамических и мореходных характеристик кораблей и подводных лодок. Прошли модельные и натурные испытания торпедных катеров СТКДД и проекта 12Збис, и эти катера были переданы флоту. С целью сравнения ходовых и мореходных характеристик испытывались отечественные и американские торпедные катера.
Гидродинамические испытания ряда моделей подводных лодок были направлены на определение ходкости, мореходности и брызгообразования при движении по спокойной воде и на волнении в надводном положении. В это же время осуществлялись фундаментальные исследования по сопротивлению, мореходности и управляемости кораблей, судовым движителям.
За большой вклад в разработку проектов новых отечественных кораблей специалисты ЦАГИ по гидродинамике А.Н. Добровольский, М.Н. Веселовский, А.С. Перельмутр, Л.А. Эпштейн в 1948 г. были удостоены Государственной премии СССР.
В послевоенный период в стране началось бурное развитие ракетного оружия. Перед промышленностью остро встала задача создать ракеты с подводным стартом. Естественно, что исследования гидродинамического отделения ЦАГИ в значительной степени сосредоточились на проблемах гидродинамики высоких скоростей. Изучалось движение тел па большой скорости в режимах развитой кавитации и при пересечении границы раздела поверхности «вода-воздух».
В середине 1940-х гг. А.Л. Эпштейн опубликовал в «Трудах ЦАГИ» результата своих исследований по проблемам возникновения и развития кавитации. Эти исследования позволили другим специалистам сосредоточиться на изучении и описании собственно развитых кавитационных полостей, что давало возможность осуществить революционный прорыв в сверхскоростном движении под водой.
Уже на ранних стадиях изучения развитых кавитационных течений стало ясно, что гидродинамическое сопротивление тел, движущихся в режиме развитой кавитации, определяется сопротивлением головной части, формирующей каверну, и числом кавитации. Собственно размеры, масса тела, его форма не играют роли, если тело укладывается в габариты каверны. Открывалась возможность создать качественно новые скоростные подводные объекты. Конечно, сначала следовало понять основные закономерности формирования каверн, научиться рассчитывать их размеры, оцепить потребную энергетику силовых установок.
Вокруг данной тематики сформировалась научная школа со специфическими методами исследований и специализированной экспериментальной базой. Развитию этой школы способствовали такие видные ученые и исследователи, как Г.В. Логвинович, Л.А. Эпштейн, М.Г Щеглова, О.П. Шорыгин, Г.В. Уваров, Ю.Ф. Журавлев, Э.В. Парышев, Е.Н. Канапкин, М.Ю. Цейтлин, Е.А. Федоров, и многие более молодые ученые.
Важный для практики случай представляет собой развитая кавитация при наличии поддува газа в каверну. Именно за счет поддува удается реализовать многие положительные стороны течений с развитой кавитацией. Однако в случае искусственной подачи газа в каверну она превращается в сложную динамическую систему, требующую специального изучения проблем уноса газа и собственной устойчивости. Динамическая теория тонких осесимметричных каверн, заполненных упругим газом, была развита Э.В. Парышевым. Ему удалось качественно и количественно объяснить возникновение пульсаций каверны, выявить условия ее устойчивости и наметить гипотетическую возможность активного управления устойчивостью каверны за счет изменения объема специальной вспомогательной полости. Эта работа была отмечена премией им. Н.Е. Жуковского за 1986 г.
Обширные экспериментальные работы но взаимодействию каверны со струями поддува провели Ю.Ф. Журавлев и А.А. Болдырев.
С конца 1940-х гг. физические исследования и теоретические оценки особенностей формирования каверн позволили начать попытки создания скоростного объекта, движущегося в режиме развитой кавитации.
Первые самоходные опытные образцы удалось реализовать при более высоком, чем ожидалось, уровне сопротивления. Потребовались тщательные исследования, прежде всего экспериментальные, по обоснованию оптимальной формы корпуса, способов осуществления поддува в каверну, методов обеспечения устойчивости и управляемости.
