Паровой броненосний і міноносний флот

В.Н. Краснов кандидат військово-морських наук, капітан 1 рангу, А.А. Шитиков кандидат технічних наук, лауреат Державної премії, віце-адмірал

В епоху парового флоту літопис чудових російських морських експедицій із науковими цілями була, після багаторічної перерви, продовжено трирічним навколосвітніх плаванням корвета "Витязь" під командуванням капітана 2 рангу С.О. Макарова. 12 Вересень 1886 "Витязь" покинув Кронштадт. Його маршрут пролягав Атлантичного океану через Магелланову протоку в Тихий океан з заходом в Петропавловськ-Камчатський і далі: Японія - Індійський океан - Атлантика -- Кронштадт. На маршруті велися великі гідрологічні та метеорологічні дослідження.

Визначалися щільність води, температурний режим океанів, напрямок і швидкість течій, характер дна, збиралися колекції морських тварин і рослин. Корвет пройшов близько 60 тис. миль. Було виконано 254 глибоководних дослідження з 493 серіями спостережень. Оброблені результати С.О. Макаров включив у свою книгу "" Витязь "і Тихий океан", вихід якої в світ з'явилося великим подією у світовій географічній науці. Автор був удостоєний премії Академії наук. С.О. Макаров став одним з видних океанографів світу, а назва російської військового корвета (з лютого 1892 р. - крейсера 1 рангу) "Витязь" написано на фасаді Міжнародного океанографічного інституту в Монако.

С.О. Макарову належить ідея створення кораблів для плавання в льодах. На побудованому криголамі "Єрмак" він зробив в 1899 р. високоширотним (до 81 ° 20 ') арктичні плавання. Група науковців під керівництвом С.О. Макарова зібрала важливі дані про морські льодах, їх товщині, фізичні властивості і розподіл. Великий науковий і практичний інтерес представляють судження С.О. Макарова по гідрології Північного Льодовитого океану. Зокрема, він довів, що глибинні теплі води приходять в Арктичний басейн з Гренландського моря і опускаються в районі Шпіцбергена під холодні полярні води.

В арсеналі винаходів С.О. Макарова - бронебійний наконечник для снарядів, істотно підвищив їх пробивну здатність. Восени 1897 р. на морському випробувальному полігоні 152-мм снаряд з "Макарівський" наконечником зміг пробити круппівські 254-мм броню. Результати цих випробувань спонукали металургів шукати нові шляхи для поліпшення броньових плит.

С.О. Макаров розвинув новий науковий напрям в теорії корабля - вчення про живучість - і дав йому досить точне визначення, яке майже в незмінному вигляді збереглося до сих пір. Живучість, як писав він, є здатність корабля продовжувати бій, маючи пошкодження в різних бойових частинах. Живучість забезпечується непотоплюваність, що працює енергетичною установкою і зброєю, вибух-і пожежну небезпеку. Адмірал розглядав посадку пошкодженого корабля (крен, диферент, осаду) як головний і найбільш об'єктивний критерій його непотоплюваності.

Помітне вплив на розвиток науково-технічної бази флоту надав Д.І. Менделєєв. Більше 30 років він був членом-кореспондентом Петербурзької академії наук. У 1880 р., після підтвердження періодичної таблиці елементів, ім'я Д. І. Менделєєва зайняло почесне місце серед корифеїв світової науки і його запропонували обрати академіком. Однак фізико-математичне відділення Академії наук забалотували кандидатуру Менделєєва (різниця "за" і "проти" склала один голос), обравши замість нього маловідомого професора Бельштейна. Це рішення викликало бурю протестів, стало свідченням Академії відірваності від життя, ніж підірвало її авторитет. Академічним вченим не подобалося, що Дмитро Іванович підкреслював прикладне значення науки. Видатний учений близько п'яти років служив у науково-технічній лабораторії Морського міністерства, читав лекції в Морському училище, в інтересах флоту вивчав проблеми опору води руху корабля, вирішував практичні питання освоєння Північного Льодовитого океану за допомогою криголамів.

У творі "Про опорі рідин і про повітроплаванні "(1880 р.) Д.І. Менделєєв значну частину своєї роботи присвятив питанням гідродинаміки. У першу чергу їм було проаналізовано розвиток теорії опору рідин - від Ньютона до Фруда. Виявляючи слабкі сторони різних теорій, що він приходить до висновку про те, що "Славних мислителі - Ньютон, Ейлер, Бернуллі і Даламбер" - самі визнали своє безсилля в розумінні ще не вивченого опору. Звідси він робив висновок, що одними теоретичними дослідженнями проблему не вирішити, необхідно проведення систематичних випробувань моделей в гідродинамічних лабораторіях. Менделєєв ратував за натурні випробування, але найпершим завданням вважав будівництво опитового басейну для випробувань моделей кораблів, гребних гвинтів і різних пристроїв.

Д.І. Менделєєв став ініціатором нового наукового напрямку - експериментальної гідродинаміки суден. Діапазон його наукових інтересів виключно широкий. Він займався питаннями перекладу кораблів з вугілля на рідке паливо. З ініціативи Д.І. Менделєєва в Морському відомстві створили лабораторію по дослідженню властивостей пороху. На прохання морського міністра Дмитро Іванович займався розробкою бездимного пороху, винайшов і випробував стрільбами піроколлоідний порох. До жаль, через суперечки між армією і флотом і амбіцій дирекції Охтенскіх порохових заводів піроколлоідний порох не був прийнятий на озброєння флоту.

У записці "Про дослідженні Північного полярного океану "(1904 р.) Д.І. Менделєєв обгрунтував значення Північного морського шляху. Опанувати Арктику він припускав за допомогою великих криголамів. Беручи активну участь у розробці С.О. Макаровим технічних умов на будівництво першого криголама, Дмитро Іванович на рівні передескізних проекту виконав розрахунки криголама полегшеного типу, створив його модель і випробував її в Опитовом басейні, введеному в експлуатацію в 1894 р. Д.І. Менделєєв запропонував також розглянути можливість освоєння високих широт з допомогою підводного човна водотоннажністю більш ніж 2 тис. т. У великого хіміка був неабиякий технічний склад розуму.

Флотський учений І. П. Алимов, який викладав у військово-морських навчальних закладах прикладну математику і пароплавну механіку, займався теорією корабля і корабельних енергетичних систем. Його праці "Питання з сучасного стану теорії кораблебудування "," Про вплив навантаженого борту на остійність судна "," Нариси системи струминного утворення судів та дослідження досвіду застосування системи " збагатили знання про корабель. І.П. Алимов запропонував оригінальну форму обводів корпусу, який назвав "струменевого". За його рекомендацією була побудована міноноска, яка показала на порівняльних випробуваннях чудові ходові якості по відношенню до корабля з раніше прийнятими обводами. Займався І.П. Алимов і теплотехніків, питаннями вдосконалення парових машин.

Інший вчений-практик В.І. Калашников, використовуючи багаторазове розширення пара, домігся суттєвого поліпшення парових машин для річкових пароплавів. Пізніше Академія наук встановила премію його імені.

В основу виробництва броні були покладені роботи П.П. Амосова, вперше встановив зв'язку між будовою стали і її властивості.

Суднобудівна промисловість Росії в середині XIX ст. стала стимулятором розвитку металургійної промисловості в країні. Основоположником науки про метали заслужено вважається Д.К. Чернов, понад 25 років очолювала кафедру металургії в Михайлівській артилерійській академії. Завдяки його роботам процес виготовлення артилерійських знарядь, снарядів і броні був вдосконалений.

Академік П.Л. Чебишев на прохання головного командира Кронштадтського порту розробив чавунний довгастий снаряд зі сталевою головкою, призначений для обстрілу англійських і французьких металевих кораблів. Складність полягала в тому, що знаряддя в фортеці були гладкоствольною. У зв'язку з цим П.Л. Чебишева був досліджено питання про стійкість снаряду в польоті і зроблений висновок про необхідності обертального польоту снаряда. За праці в галузі артилерії П.Л. Чебишев був обраний почесним членом Артилерійській академії.

Відомий "Паралелограм Чебишева" отримав практичне застосування на флоті в системах управління артилерійської стрільбою. Їм же винайдений гребний механізм з ручним приводом, правда, що виявився досить ускладненим. Для кораблебудівників найбільше значення мали праці П.Л. Чебишева з прикладної математики: наближене інтегрування, інтерполяція, теорія ймовірностей, теорія найкращого наближення функцій. Конструктори особливо часто користувалися методом і формулами Чебишева для обчислення параметрів проектованого корабля.

Перехід до металевим корпусів кораблів, особливо до броненосця, викликав проблему стійкої роботи і точності свідчень корабельних компасів. Тому в 1865 р. в Кронштадті відкривається компасну обсерваторія, яку очолив офіцер флоту І. П. Белавінец. Будучи неабияким вченим, він розробляє методи визначення і зменшення похибок компасів, для компенсації магнітного поля броненосців пропонує метод протилежних курсів. Результати проведених досліджень І.П. Белавінец публікує в роботах "Про девіації компасів і дігограммах", "Встановлення компаса всередині залізної човна" та ін У принципі йому належить заслуга у створенні вітчизняної школи магнітно-компасну справи.

Соратником І. П. Белавінца і одним з основоположників теорії девіації магнітного компаса став І. П. Колонг, член-кореспондент Петербурзької академії наук. Він сконструював дефлектор, призначений для вимірювання та компенсації полукруговой і креновой девіації, розробив методи розрахунку та компенсації різних видів девіації. Петербурзька академія наук за роботи з теорії девіації присудила І. П. Колонгу престижну премію Ломоносова. Слід зазначити, що науково-викладацька діяльність майбутнього академіка А.Н. Крилова почалася саме під керівництвом І.П. Колонга, а першою друкованою роботою А.Н. Крилова була стаття "Про розташування стрілок в картушке компаса" (1886 р.). Про магнітному дефлектори свого вчителя А.Н. Крилов зробив повідомлення на засіданні фізичного відділення Російського фізико-хімічного товариства.

Проблемами флоту в Росії займалися багато науково-технічні товариства. Так, перший голова Російського фізичного товариства професор Ф.Ф. Петрушевський заклав основи вітчизняної гідроакустики. У праці "Звукові сигнали" (1882 р.) він узагальнив результати робіт з дослідження закономірностей поширення звуку в морській воді і показав, що звукові промені відхиляються в бік більш холодних шарів води. Він же зауважив, що при невеликих глибинах акваторії звук може поширюватися на значні відстані за рахунок відбитків від дна і поверхні води. Лекцією Ф.Ф. Петрушевского 1 жовтня 1874 відкрилися заняття в мінному офіцерському класі в Кронштадті.

У 1887 р. членом фізичного відділення Російського фізико-технічного товариства обирається майбутній винахідник радіо А.С. Попов, 18 років пропрацював у мінному офіцерському класі. Викладав А.С. Попов також і в Морському технічному училищі, але електротехнічна лабораторія була саме в Кронштадті, де їм скрупульозно вивчалася природа електромагнітних хвиль. Фактично Мінний офіцерський клас став не лише навчальним, але й науково-дослідним центром з добре оснащеним загальнофізичної кабінетом. І це цілком зрозуміло, тому що флот гостро потребував зв'язку між кораблями в море, а також в електричному освітленні на кораблях.

7 травня 1895 А.С. Попов виступив у фізичному відділенні Російського фізико-технічного товариства з доповіддю, в якій обгрунтовується можливість бездротового передачі сигналів на відстань. Ця дата відзначається тепер, як день Радіо. У принципі грозовідмітник Попова з'явився перший у світі радіоприймачем. Потім був створений радіопередавач. Таким чином, з'явилася система зв'язку без проводів. У 1897 було проведено серію дослідів з радіозв'язку між двома крейсерами, що знаходилися на відстані до 5 км. Всього через кілька років дальність зв'язку вдалося довести до 150 км. Під час дослідів А. С. Попов виявив, що металеві кораблі, що знаходяться між передавачем і приймачем, впливають на поширення електромагнітних хвиль, ніж розв'язав проблему радіолокації. Продовжуючи дослідження, А. С. Попов запропонував спосіб визначення напрямку на працюючу радіостанцію, що ліг пізніше в основу радіопеленгованія.

Вперше на кораблях радіозв'язок була використана для практичних цілей в 1900 р. при зняття з мілини броненосця "Генерал-адмірал Апраксин". Майже до самої смерті А.С. Попов займався установкою на військових кораблях радіотелеграфних апаратів, хоча останні роки працював у Електротехнічному інституті.

Так, колись єдина наука про корабель наприкінці XIX ст. поступово перетворилася на велику область комплексних технічних знань з різними науково-технічними напрямками.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.navy.ru/