Флот напередодні і в період Першої світової та громадянської воєн

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

У першу чверті XX ст., як і колись, у сферу діяльності військового флоту входили гідрографічні та різнобічні наукові експедиції. Основним районом досліджень залишалася найменш вивчена і важлива в економічному відношенні Арктика.

Особливе місце займає експедиція старшого лейтенанта Г. Я. Седова, що мала мету досягти Північного полюса. У своєму рапорті начальнику Головного гідрографічного управління Георгій Якович писав: "У цьому змаганні брали участь майже всі культурні країни, і тільки не було росіян, а тим часом гарячі пориви у російських людей до відкриття Північного полюса проявлялися ще за часів Ломоносова і не згасли до сих пор ".

Однак Г. Я. Сєдов не знайшов тоді необхідної підтримки ні в командування флоту, ні в наукових колах. Частково це пояснювалося слабкою аргументацією представленого Г. Я. Седова проекту експедиції і вибором вихідним пунктом руху до полюса Землі Франца-Йосипа. Такий маршрут вважали найменш відповідним для пішої експедиції через вкрай нерівній поверхні льодів.

Незважаючи на це, Г.Я. Сєдов продовжував наполягати на своєму проекті. На приватні кошти і добровільні пожертвування він приступив до практичної підготовки експедиції. Перша російська експедиція на полюс відбулася в 1912-1914 рр..

У серпні 1912 р. на паровому судні "Св. Фока "Г. Я. Сєдов спробував пройти з Архангельська до Землі Франца-Йосипа, але був затертий кригою біля західного берега Нової Землі. Тут судно простояло цілий рік. Здійснюючи походи на собачій упряжці, Г.Я. Сєдов детально обстежив і описав північно-західний берег Нової Землі. У вересні 1913 р., коли зламали лід, "Св. Фока "почав рух на північ і досяг мису Флора на о-ві Нортбрук Землі Франца-Йосипа, однак знову зупинений льодами і змушений був відійти, сховавшись у бухті Тихої о-ви Гукера.

Друга зимівля виявилася особливо важкою. Не вистачало палива, продовольства. Цинга охопила всіх, включаючи Г.Я. Сєдова, але мужній дослідник не думав відмовлятися від своєї мети, заявляючи, що "йтиме до тих пір, поки не вийде останній сухар ". 15 лютого 1914 Г. Я. Сєдов з двома матросами-добровольцями, Г. Линником і А. пустотних, покинув бухту Тиху, на трьох нартах вони рушили в напрямку полюса. На сьомий день походу хвороба остаточно звалила Сєдова. 5 березня 1914 Георгій Якович Сєдов помер на руках матросів в 3 км від о-ви Рудольфа. Супутники Г.Я. Седова повернулися на судно. Повернення "Св. Фоки " до Мурманська березі співпало з початком першої світової війни.

Морський шлях уздовж північного узбережжя Сибіру став все більше привертати увагу російської уряду, особливо після російсько-японської війни. Визнавалося цілком реальним освоєння траси Північного морського шляху, а її стратегічне значення не викликало сумнівів. Далекий Схід став би значно "ближче" до Європейської частині країни.

Для проведення експедиції по цій трасі на Невському суднобудівному заводі були побудовані два криголамних транспорту "Таймир" і "Вайгач", зараховані потім до складу військового флоту і укомплектовані військовослужбовцями. Суду могли вільно пересуватися під льоду товщиною 60 см і ламати лід метрової товщини.

Економічної швидкістю в 8 уз. суду могли пройти по чистій воді 12 тис. миль. Їх корпусу мали округлу форму обводів, так що при сильному стисненні суду вичавлювали на поверхню льоду. Крім парового двигуна, вони мали невелику вітрильну оснастку, а на одному з криголамів була встановлена радіостанція.

Начальником експедиції був призначений полковник Корпусу флотських штурманів І.С. Сергєєв, мав досвід гідрографічних робіт.

27 жовтня 1909 р. "Таймир" і "Вайгач" вийшли з Петербурга і, пройшовши три океани, в липні 1910 р. прибули до Владивостока. Звідси суду двічі здійснювали плавання до мису Дежнєва. 13 серпня 1911 вони почали рух на захід, виробляючи по шляху гідрографічні та гідрологічні вимірювання. Досягши гирла Колими, "Таймир" повернувся до мису Дежнєва, а "Вайгач" взяв курс до про-ву Врангеля, де вперше була зроблена опис усіх його берегів. Під Владивосток обидва судна повернулися 15 жовтня, провівши під час плавання численні виміри глибин і астрономічні визначення координат різних географічних точок. По шляху проходження велися також магнітні спостереження, збиралися колекції морських і наземних тварин.

Планомірне вивчення Північного морського шляху продовжувалося і в 1912 З Владивостока суду здійснювали перехід до бухти Тіксі і п-ова Таймир. Таким чином. Північний морський шлях був частково освоєно протягом від Берингової протоки до гирла Олени.

У 1913 р. замість хворого І. С. Сергєєва експедицію двох кораблів - "Таймир" і "Вайгач" - Очолив капітан-лейтенант Б. А. Вількіцкій (командир "Таймира"). У ході проведених досліджень в цьому ж році був відкритий цілий архіпелаг, названий Землею Імператора Миколи II (за радянської влади цей архіпелаг був перейменований в Північну Землю). В урочистій обстановці 22 серпня над архіпелагом зметнувся державної прапор Росії, а потім почалася буденна робота по опису відкритих земель. 12 листопада обидва судна повернулися у Владивосток.

У 1914 р. експедиція була продовжена. Головним її завданням був наскрізний перехід по всьому Північному морському шляху зі сходу на захід. З Владивостока "Таймир" і "Вайгач" вийшли 24 червня, а 5 вересня поблизу мису Челюскін затиснуті кригою суду зупинилися в затоці Діна (п-ів Таймир) на зимівлю. З початком переміщення льоду 26 липня 1915 суду продовжили шлях на захід і 3 вересня прибутку в Архангельськ. Наскрізний рейс за Північному морському шляху було завершено. Експедиція на "Таймирі" і "Вайгач" був початком практичного освоєння цієї важливої для Росії морської магістралі. Матеріали експедиції стали основою для складання навігаційних карт і лоцій північних морів. Вони збагатили науку відомостями про клімат і морському режимі Арктики, її рослинний і тваринний світ.

На початку XX ст. продовжилися інтенсивні науково-дослідні роботи в галузі кораблебудування.

З 1908 р., після А.Н. Крилова, Опитовий басейн протягом шести років очолював І.Г. Бубнов. Проведені ним дослідження мали на меті вдосконалення форми обводів військових кораблів. При цьому вивчався не тільки вплив форм корпусу на опір води, але і досліджувався весь пропульсівний комплекс: двигун -- рушій - обводи корпусу. Новими були дослідження в галузі корпусних конструкцій, матеріалів і суднових двигунів. Досягнення російської кораблебудівної науки яскраво були продемонстровані на Всесвітньому конкурсі на кращий проект лінійного корабля. За конструкцією корпуса кращим, далеко залишив позаду всі представлені проекти, виявився проект Балтійського заводу (лінкор "Севастополь", розроблений під керівництвом І. Г. Бубнова). Наукові інтереси І.Г. Бубнова спочатку були пов'язані з класичною теорією корабля, але з часом він зацікавився проблемами міцності. Його перша дослідження в цій області відносяться до розрахунку напружень в обшивці судів, створюваних тиском води. Саме І.Г. Бубновим було покладено початок теорії гнучких пластин.

Його самої фундаментальної роботою був курс будівельної механіки корабля, над яким Бубнов працював з 1902 по 1914 р. У ньому він узагальнював величезний обсяг знань, накопичений у цій області, а також вирішував широке коло завдань у галузі міцності і стійкості балок, перекриттів і пластин судового корпусу.

Безперечною заслугою І.Г. Бубнова є розробка методики розрахунку елементів еквівалентного бруса в другому наближенні, відомий як метод редукування гнучких зв'язків судового корпусу. Їм запропоновано метод знаходження рішення операторного рівняння (метод Бубнова-Гальоркіна), який знайшов широке застосування в вирішенні ряду задач теорії пружності, в тому числі у суднобудуванні.

У доповіді Морського технічного комітету (МТК) І.Г. Бубнов запропонував свою класифікацію навантажень. Для кожного виду навантаження і вживаних марок сталі він обгрунтував величини допустимих напружень. МТК схвалив доповідь і запропонував ввести в практику розрахунків норми Бубнова. Завдяки комплексному підходу і багатьом новим рішенням, І.Г. Бубнова правомірно вважати основоположником будівельної механіки корабля, що стала відносно самостійною науковою дисципліною. Талант І.Г. Бубнова найбільш повно розкрився у створенні проектів та будівництво 32 підводних човнів. У області теоретичного обгрунтування міцності конструкцій підводних човнів І. Г. Бубнова належить тільки одна робота - "Критичне тиск для тонкостінної труби, підкріпленої ребрами жорсткості "(1916 р.). Можливо, цим пояснюється той факт, що І.Г. Бубнов відмовився на своїх основних проектах підводних човнів від міцних водонепроникних перегородок, в той час як для надводних кораблів їм запропонований метод, що дозволяє конструкторам вирішувати питання про число і місце розташування водонепроникних перегородок і дані рекомендації, як їх конструювати. У подальшому практика підводного кораблебудування показала необхідність перегородок для забезпечення живучості човнів.

А.Н. Крилов і І.Г. Бубнов підняли на більш високий рівень математизації кораблебудівних наук. До них тільки гідродинаміка "відстежувала" новітні досягнення математики. Більшість видатних математиків пробувало свої сили в теоретичній гідродинаміці - цій вельми складній науці. Не були винятком і академіки А.М. Ляпунов і В.А. Стєклов, що опублікували по дві роботи в галузі теоретичної гідродинаміки.

Зі своїх соратників А. Н. Крилов особливо виділяв К. П. Боклевского. Підкреслюючи його заслуги, відзначаючи, що два найголовніших створення Костянтина Петровича Боклевского -- кораблебудівний факультет і Російський регістр - навіки вступаємо пам'ять про ньому в літописах російського суднобудування.

Під час закордонного відрядження К. П. Боклевскій познайомився з технічними новинками: двигунів Дизеля, турбіною Парсонса і ВОДОТРУБНИЙ котлом Віта, впровадженню яких на кораблі флоту він віддав чимало сил. Саме за його проектом вперше в Світ був побудований теплохід з дизелем в якості головного двигуна. Костянтин Петрович Боклевскій став першим деканом кораблебудівного відділення (факультету) Політехнічного інституту в Петербурзі і пробув на цій посаді більше двох десятиліть. Серед викладачів та учнів кораблебудівного відділення того часу були чудові вчені, які згодом увійшли до складу Академії наук, а саме: С. І. Дружинін, М. А. Шатель, В. Л. Поздюнін, П. Ф. Папковіч. Факультет був знаменитий і такими видатними вченими, як І. Г. Бубнов, А. Н. Крилов, І. М. Воскресенський, І. В. Мещерський.

В Політехнічному інституті Костянтин Петрович ввів нові курси корабельної архітектури та проектування суден. Завдяки дослідженням в цій області знань про кораблі він став відомий як основоположник наукової теорії проектування.

З ініціативи К.П. Боклевского при кораблебудівному відділенні в 1909 р. організована підготовка інженерів-авіабудівників, для чого була створена спеціальна експериментальна лабораторія, науковим консультантом якої став Н.Є. Жуковський.

Ім'я російського вченого Миколи Єгоровича Жуковського, члена-кореспондента Петербурзької академії наук, творця аеродинамічного інституту, автора багатьох праць з теорії авіації, механіки твердого тіла, астрономії, математики, прикладної механіці, широко відомо, але мало хто знає, що їм виконано 46 наукових робіт в галузі гідромеханіки. Зокрема, їм запропоновано метод математичного розгляду завдань струменевого теорії опору рідини. В області прикладних досліджень Н.Є. Жуковський встановив, що період коливання судна залежить не тільки від його власної маси і форми, але і від маси води, захоплюємося силами тертя корпусу корабля. Помітним кроком вперед у вивченні рушіїв стала вихорову теорія гвинта Жуковського, що дозволяла виявити розподіл швидкостей частинок води у лопатей гвинта. Дослідження Н.Є. Жуковського сприяли розвитку теорії турбін.

Нагальна задача проектувальників кораблів - відшукання залежності швидкості корабля від потужності його енергетичної установки. Справа в тому, що опір води нелінійно, і ця залежність носить досить складний характер. Даною проблемою в Росії займався В.І. Афанасьєв (Афанасьєв), який запропонував формулу для визначення потужності механізмів, що необхідно для повідомлення кораблю заданої швидкості. Цією формулою, що отримала ім'я автора, в теорії і практиці кораблебудування користувалися аж до російсько-японської війни.

З розвитком мінного і особливо торпедного зброї постала проблема захисту кораблів від цих грізних бойових засобів. Вперше необхідність конструктивної захисту кораблів обгрунтував Е.Е. Гуляєв. Протягом двох десятиліть він займався цією проблемою, пов'язаної з дією вибуху в підводної частини корабля, і розробив конкретні пропозиції. Його ідея захисту кораблів від торпед послужила поштовхом для розвитку цього напряму досліджень у всіх країнах, які будували великі, лінійні кораблі. Заслуги Е.Е. Гуляєва отримали широке міжнародне визнання, а вчені Великої Британії обрали його членом Англійського товариства корабельних інженерів.

На прохання одного з конструкторів перший бойовий підводного човна М. Н. Беклемішева інженер Балтійського заводу Р. Г. Ніренберг зайнявся звуковий підводної зв'язком і запропонував мембранний прилад "акустичного телеграфування через воду". На випробуваннях дальність прийому сигналів складала близько 8 км; після цього гідроакустичні станції стали встановлювати на підводні човни. Р.Г. Ніренберг створив і одну з перших станцій з буксируваний антеною, служить не тільки для зв'язку, а й для виявлення шумлячий об'єктів на відстані 1-2 км.

Далі розвиток гідроакустичної апаратури пішло по лінії створення шумопеленгаторних станцій. Важливою сходинкою розвитку гідроакустики стала розробка конструкції першого в гідролокатора світі в 1916 р. Його автори-уродженець Рязані, російський емігрант у Франції К. В. Шиловський та французький фізик П. Ланжевен (з 1924 р. іноземний член-кореспондент АН СРСР). За допомогою цього гідролокатора підводний човен виявлялася на дистанції до 2 км, міна - на відстані до 100 м.

Широку інженерну ерудицію проявив капітан Корпуси корабельних інженерів Л. М. Мацієвич, який закінчив, крім Технологічного інституту і Морської академії, курси підводного плавання і курси пілотів. На рівні ідеї він перший обгрунтував доцільність і можливість спорудження корабля з аеропланом. Це було зроблено в 1909 р., коли авіація в нашій країні ще тільки зароджувалася. До глибокої печалі, Мацієвич загинув в авіакатастрофі, не встигнувши реалізувати свої явно неабиякі здібності і висунуті ідеї. А. Н. Крилов всіляко підтримував задуми Л. М. Мацієвича, але не зміг домогтися виділення корабля для переобладнання під авіаносець.

До числа інженерів, сміливо використовували наукові пізнання, у тому числі в інтересах флоту, відноситься В.Г. Шухов, член-кореспондент і почесний член АН СРСР. Він вперше застосував методи будівельної механіки корабля в річковому суднобудуванні, в Зокрема, при розробці конструкції нафтоналивних барж. Грунтуючись на диференціальних рівняннях для балки, що лежить на пружній підставі, В.Г. Шухов отримав рішення, що дозволило приблизно в 2 рази збільшити довжину річкових барж, практично без зміни перерізів основних несучих елементів. Баржі Шухова, мали довжину до 150-170 м і ніс ложкоподібні форми, здавалися старим річковикам дивина. Тим часом перевезення нафти на таких баржах обходилася в кілька разів дешевше, ніж на експлуатувалися малоємкий баржах. До певної міри Шуховська баржі стали прототипом сучасних танкерів. В.Г. Шуховим розроблено також ряд проектів зі створення морських мін загородження, опрацьовані варіанти використання їх спільно з мережевими загородженнями.

Загальновідомі гіперболоїдну вежу Шухова, ажурною та надійної конструкції. Однак перенесення технічних рішень, придатних для берегових умов, на кораблі виявився невдалим. Шуховська конструкції на лінійних кораблях типу "Андрій Первозванний "застосовувалися як щогли, але мали істотний недолік -- сильно вибцентрувати на ходу корабля і утрудняли використання встановлених на них систем управління артилерійської стрільбою. Зрештою, ці щогли були замінені на щогли традиційної конструкції.

Набагато випередив свій час у розвитку корабельних енергетичних установок П. Д. Кузьмінський. Наприкінці минулого століття він створив турбіну, що працює на парогазової суміші, - прообраз газотурбінного двигуна. Російське технічне суспільство вирішило продемонструвати цей двигун на Всесвітній виставці 1900 в Парижі, але конструктор раптово помер, і двигун підготувати до показу не встигли. Знадобилося півстоліття, щоб газотурбінні двигуни отримали широке застосування на кораблях. Першим їх освоїв також вітчизняний флот (великий протичовновий корабель "Комсомолець України" проекту 61 та ін.)

Як відомо, форма корабля вибирається при розробці теоретичного креслення і в процесі експлуатації не змінюється. На жаль, у плаванні стан поверхні корпусу погіршується через обростання, а також корозії. Сильне обростання корпусу викликає зниження швидкості ходу корабля. З давніх часів намагалися запобігти біологічні пошкодження підводної частини суден. Єдиним засобом захисту від обростання металевих суден стали лакофарбові покриття. Ефективність фарб залежить від здатності останніх протягом тривалого часу виділяти в ламінарний шар води певну кількість отруйних речовин, але це входить в протиріччя з сучасними вимогами щодо екології.

Тому до цих пір залишається актуальним завданням для біологів, хіміків і кораблебудівників розробка таких методів та засобів захисту, які найменшою мірою впливали б на навколишнє середовище.

Список літератури

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