Віктор панченко розмагнічування кораблів чорноморського флоту в роки великої вітчизняної війни. Фізичне поле корабля Обмотувальний метод розмагнічування суден

07.09.2020

Гідроаккустіческое виявлення підводних човнів

Фізичне поле корабля - область простору, що прилягає до корпусу корабля, в якому проявляються фізичні властивості корабля як матеріального об'єкта. Дані фізичні властивості роблять, в свою чергу, вплив на спотворення відповідного фізичного поля Світового океану і прилеглого повітряного простору.

Типи фізичних полів корабля

Завдання, які вирішуються гідроакустичним комплексом підводного човна.

Фізичні поля кораблів за місцем знаходження джерел випромінювання поділяють на первинні (власні) і вторинні (викликані).

Первинними (власними) полями кораблів називаються поля, джерела випромінювання яких знаходяться безпосередньо на самому кораблі або в порівняно тонкому шарі води, що омиває його корпус.

Вторинним (викликаним), полем корабля, називається відбите (спотворене) поле корабля, джерела випромінювання якого розташовані поза корабля (в просторі, на іншому кораблі і т. Д.).

Поля, які мають штучну природу, тобто формуються за допомогою спеціальних пристроїв, (радіо-, гідролокаційних станцій, оптичних приладів) називаються активними фізичними полями.

Поля, які створюються природним чином кораблем в цілому як конструктивним спорудою, називаються пасивними фізичними полями корабля.

За функціональної залежності параметрів фізичних полів від часу їх також можна поділити ще на статичні і динамічні поля.

Статичними полями вважаються такі фізичні поля, інтенсивність (рівень або потужність) джерел яких залишається в плині часу впливу полів на неконтактну систему постійної.

Динамічними (змінними в часі) фізичними полями називаються такі поля, інтенсивність джерел яких змінюється в плині часу впливу поля на неконтактну систему.

Основні види фізичних полів корабля

В даний час сучасна наука виділяє більше 30 різних фізичних полів корабля. Ступінь застосування властивостей фізичних полів в проектуванні технічних засобів виявлення, засобів стеження за кораблями, а також в неконтактних системах зброї різна. Найголовнішими, на даний момент, фізичними полями кораблів і підводних човнів, на підставі знань про яких ведеться розробка спеціальних приладів, вважаються: акустичне, гідроакустичні, магнітне, електромагнітне, електричне, теплове, гідродинамічний, гравітаційне.

З урахуванням розвитку різних напрямків фізики та приладобудування, постійно визначаються нові фізичні поля морських об'єктів, наприклад, ведуться дослідження в області оптичних, радіаційних фізичних полів.

Головним завданням, яке вирішують інженери, які займаються вивченням властивостей фізичних полів, є пошук і виявлено кораблів і підводних човнів супротивника, наведення на них бойових засобів (торпед, мін, ракет і ін), а також детонація їх безконтактних детонаторів. Під час Другої Світової Війни широко використовувалися міни з електромагнітними, акустичними, гідродинамічними і комбінованими детонаторами, а також часто застосовувалася гідроакустична апаратура виявлення підводних човнів.

Акустичне поле корабля

Схема роботи гідроакустичних станцій надводного корабля:
1 - перетворювач ехолота; 2 - пост гідроакустиків; 3 - перетворювач гідролокатора; 4 - виявлена \u200b\u200bміна; 5 - виявлена \u200b\u200bпідводний човен.

Акустичне поле корабля - область простору, в якій розподіляються акустичні хвилі, утворені самим кораблем або відбиваються від поверхні його корпуса.

Будь-корабель, що знаходиться в русі, служить випромінювачем найрізноманітніших за значенням і характером акустичних коливань, комплексна дія яких на навколишнє водне середовище створює досить інтенсивний підводний шум в діапазоні від інфра до ультразвукових частот. Дане явище ще називають первинним акустичним полем корабля. Характер випромінювання первинного поля і його поширення визначаються, як правило наступними параметрами корабля: водотоннажністю, обводами (обтічністю форми) корпусу і швидкістю ходу корабля, типом головних і допоміжних механізмів.

Потік води при поводженні корпусу корабля визначає гідродинамічну складову акустичного поля. Головні і допоміжні механізми корабля визначають вібраційну складову, гребні гвинти - кавитационную (кавітація на гребному гвинті - це утворення на його швидко обертаються лопатях у водному середовищі виряджених газових порожнин, подальше стиснення яких різко збільшує гучність).

У підсумку, первинне гідроакустичні поле корабля (Гапка) являє собою сукупність накладених один на одного полів, що створюються різними джерелами, основні з яких є:

1. Шуми, створювані рушіями (гвинтами) при їх обертанні. Підводний шум корабля від робіт гребних гвинтів розділяється на наступні складові:

Шум обертання гребного гвинта,

Вихровий шум,

Шум вібрації кромок лопатей гвинтів ( «спів»),

Кавітаційний шум.

2. Шуми, що випромінюються корпусом корабля на ходу і на стоянці як результат його вібрації від роботи механізмів.

3. Шуми, створювані обтіканням корпусу корабля водою при його русі.

Рівень підводного шуму залежить ще від швидкості ходу корабля, а також від глибини занурення (для ПЛ). Якщо корабель рухається зі швидкістю вище критичної. то в цьому випадку починається процес інтенсивного шумообразования.

В процесі експлуатації корабля, у міру зносу основних вузлів, гучність його може змінюватися. При виробленні технічного ресурсу корабельних механізмів, відбувається їх розцентровки, расбалансіровка і збільшення вібрації. Коливальна енергія зношених механізмів провокує. в свою чергу, вібрації корпусу, що призводить до збурень в прилеглій водної поверхні.

Індикаторні картини ДАК МГК-400ЕМ. режим шумопеленгованія

Вібрації механізмів передаються на корпус в основному через: опорні зв'язку механізмів з корпусом (фундаменти); неопорної зв'язку механізмів з корпусом (трубопроводи, водопроводи, кабелі); через повітря у відсіках та приміщеннях НК.

Корпус корабля, сам по собі, здатний відображати акустичні хвилі, які випромінює будь-якої іншої джерело. Це випромінювання при відображенні від корпусу, перетворюється у вторинну акустичне поле корабля і, може бути виявлено на приймальний пристрій. Використання вторинного акустичного поля дозволяє не тільки визначити напрямок знаходження корабля, але також дозволяє обчислити дистанцію до нього шляхом заміру часу проходження сигналу (швидкість звуку у воді становить 1500 м / с). Додатково на швидкість поширення звуку у воді впливає її фізичний стан (солоність, яка підвищується зі збільшенням температури, і гідростатичний тиск).

Атака підводного човна на підставі помилкового акустичного поля корабля

Головними напрямками зменшення акустичного поля корабля є: зниження шуму гребних гвинтів (підбором форм лопатей, частоти обертання гвинта, збільшенням числа лопатей), зниження шумності механізмів і корпусу (звукоїзолірующая амортизація, акустичні покриття, звукопоглинальні фундаменти).

Індикаторні картини ДАК МГК-400ЕМ. режим LOFAR

Гідроакустичний комплекс «Скат» атомного підводного човна «Щука»

Гучність корабля впливає не тільки на його скритність від різних засобів виявлення та ступінь захищеності від мінно-торпедного озброєння ймовірного противника, але також і впливає на умови роботи власних гідроакустичних засобів виявлення і цілевказівки, створюючи перешкоди в роботі цих приладів.

Гучність має колосальне значення для непомітності підводних човнів (ПЛ) так як саме вона багато в чому визначає цей параметр виживання. З цього на підводних човнах контроль за гучністю та її зниження - одна з головних задач всього особового складу.

Основні заходам забезпечення акустичної захисту корабля:

Поліпшення виброакустических характеристик механізмів;

Видалення механізмів від конструкцій зовнішнього корпусу, що випромінює підводний шум, шляхом їх установки на палуби, платформи і перебирання;

Віброізоляція механізмів і систем від основного корпусу за допомогою звукоізолюючих амортизаторів, гнучких вставок, муфт, амортизувальних підвісок трубопроводів та спеціальних шумозащіщающіх фундаментів;

Вібропоглащенія і звукоізоляція звукових вібрацій фундаментних і корпусних конструкцій, систем трубопроводів за допомогою звукоізолюючих і вібродемфірующіх покриттів;

Звукоізоляція та звукопоглинання повітряного шуму механізмів за рахунок застосування покриттів, кожухів, екранів, глушників в повітроводах;

Застосування в системах забортної води глушників гідродинамічного шуму.

Окремо кавітаційний шум знижується за рахунок наступних робіт:

Використання малошумних гребних гвинтів;

Використання низькооборотних гвинтів;

Підвищення числа лопатей;

Балансування гребного гвинта і лінії валу.

Сукупність інженерних розробок, а також відповідних дій особового складу, дозволяють серйозно знизити рівень гідроакустичного поля корабля.

Теплове (інфрачервоне) поле корабля

Теплове поле корабля

теплове поле - поле, яке з'являється при випромінюванні кораблем інфрачервоних променів. Найпотужнішими джерелами випромінювання теплових полів є: димові труби і газові факели від корабельної енергетичної установки; корпус і надбудови в районі машинного відділення; факели вогню при артилерійської стрільби і запуску ракет. При використанні інфрачервоної апаратури теплове поле дозволяє виявити корабель на досить великій відстані.

Головними джерелами теплового поля корабля (інфрачервоного випромінювання) є:

Поверхні надводної частини корпусу, надбудов, палуб, кожухів димових труб;

Поверхні газоходів і газовихлопні пристроїв відпрацьованих газів;

Газовий факел;

Поверхні корабельних конструкцій (щогл, антен, палуб і т. Д.), Що знаходяться в зоні дії газового факела, газових струменів ракет і літальних апаратів при запуску;

Бурун і кільваторний слід корабля.

Корабель в об'єктиві тепловізора

Виявлення надводних кораблів і підводних човнів по їх тепловому полю і видача цілевказівки зброї проводиться за допомогою спеціальної теплопеленгаторной апаратури. Така апаратура зазвичай встановлюється на надводних кораблях і підводних човнах, літаках, супутниках, берегових постах.

Додатково тепловими (інфрачервоними) пристроями самонаведення забезпечуються також різні типи ракет і торпеди. Сучасні теплові пристрої самонаведення дозволяють здійснити захоплення цілі на відстані до 30 км.

Основні технічні засоби теплового захисту кораблів:

Охолоджувачі відпрацьованих газів корабельної енергетичної установки (камера змішання, зовнішній кожух, жалюзійні вікна прийому повітря, насадки, системи водовприска і т. Д.);

Теплоутилізаційних контури (ТУК) корабельної енергетичної установки;

Бортові (надводні та підводні) і кормові газовихлопні пристрої;

Екрани інфрачервоного випромінювання від внутрішніх і зовнішніх поверхонь газоходів (двошарові екрани, профільні екрани з водяним або повітряним охолодженням, що екранують тіла і т. Д.);

Система універсальної водяний захисту;

Покриття для корпусу і надбудов корабля, в тому числі і лакофарбові, зі зниженою випромінює здатністю;

Теплова ізоляція високотемпературних корабельних приміщень.

Теплову помітність надводного корабля можна також зменшити застосуванням наступних тактичних прийомів:

Застосування маскує впливу туману, дощу і снігу;

Застосування в якості фону предметів і явищ з потужним інфрачервоним випромінюванням;

Застосування носових курсових кутів по відношенню до носія теплопеленгаторной апаратури.

Для підводних човнів теплова помітність знижується при збільшенні глибини їх занурення.

Гідродинамічний поле корабля

Гідродинамічний поле корабля
В районі країв утворюються зони підвищеного тиску, а в середній частині по довжині корпусу - область зниженого тиску.

гідродинамічного поле - поле виникає внаслідок руху корабля, за рахунок зміни гідростатичного тиску води під корпусом корабля. За фізичної сутності гідродинамічного поле - це обурення рухомим кораблем природного гідродинамічного поля Світового океану.

Якщо в кожному місці Світового океану параметри його гідродинамічного поля обумовлені, головним чином, випадковими явищами, врахувати які заздалегідь дуже важко, то рухомий корабель вносить невипадкові, а цілком закономірні зміни в ці параметри, врахувати які можна з необхідною для практики точністю.

При русі корабля у воді частинки рідини, що знаходяться на певних відстанях від його корпусу, приходять в стан обуреного руху. При русі цих частинок змінюється величина гідростатичного тиску в місці руху корабля, тобто утворюється гідродинамічний поле корабля певних параметрів.

При русі підводного човна під водою область зміни тиску поширюється на поверхню води так само, як і на грунт. Якщо підводний човен рухається на невеликій глибині, то на поверхні води можна візуально фіксувати добре помітний хвильової гідродинамічний слід.

Властивості гідродинамічного поля корабля часто використовуються при розробці неконтактних гідродинамічних детонаторів донних хв.

До теперішнього часу значущих ефективних засобів гідродинамічної захисту корабля не розроблено. Часткове зниження гідродинамічного поля досягається за рахунок розрахунку балансу між оптимальним водотоннажністю корабля і форми його корпусу. Основним тактичним прийомом гідродинамічної захисту корабля є вибір безпечної швидкості ходу. Безпечної вважається така швидкість, при якій або величина зниження тиску під кораблем не перевищить встановленого порогу спрацьовування детонатора міни, або час дії на детонатор області зниженого тиску виявиться менше, ніж встановлено у детонатор.

Існують спеціальні графіки безпечних швидкостей корабля і правила користування, які даються в спеціальній інструкції по вибору безпечних швидкостей корабля при плаванні в районах можливої \u200b\u200bпостановки гідродинамічних хв.

Електромагнітне поле корабля - поле змінних за часом електричних струмів, створюваних кораблем в навколишньому просторі. Головними випромінювачами електро магнітного поля корабля є: змінні гальванічні струми в ланцюзі «гребний гвинт - корпус», вібрація феромагнітних мас корпусу в магнітному полі Землі, робота корабельного електрообладнання. Електромагнітне поле має яскраво виражений максимум в районі гребних гвинтів, а на відстані в кілька десятків метрів від корпусу практично затухає.

Електромагнітний захист корабля здійснюється за рахунок вибору неметаллического матеріалу для гребних гвинтів:

Застосування для них не електропровідних покриттів, застосування на Валопроводи контактно-щіткових пристроїв;

Шунтуючих змінний опір масляного зазору в підшипниках;

Підтримки опору ізоляції вала від корпусу в межах встановлених норм.

На кораблях з немагнітними і маломагнітні корпусами головна увага приділяється питанням зниження електромагнітного поля елементів електрообладнання.

Магнітне поле корабля

Магнітне поле корабля - область простору, в межах якої виявляються зміни магнітного поля Землі, обумовлені присутністю або рухом намагніченого корабля.

Магнітне поле корабля є результуючу величину накладення декількох полів: постійного (статичного) і індуктивного (динамічного) намагнічування.

Постійне намагнічування формується у корабля в основному в період побудови під впливом земного магнітного поля, і залежить від:

Розташування корабля щодо напрямку та величини ліній напруженості магнітного поля Землі в місці споруди;

Магнітних властивостей самих матеріалів, з яких будується корабель (залишкова намагніченість);

Співвідношення головних розміреним корабля, розподілу і форм залізних мас на кораблі;

Технологій, за допомогою яких здійснювалася споруда корабля (числа клепаних і зварних з'єднань).

Для кількісної характеристики магнітного поля використовується спеціальна фізична величина - напруженість магнітного поля Н.

Інший фізичною величиною, що визначає в першу чергу магнітні властивості матеріалу є інтенсивність намагнічування I. Крім того існують поняття залишкового намагнічування і індуктивного намагнічування.

Застосування маломагнітних і немагнітних матеріалів при будівництві корабля дозволяє в значній мірі знизити його магнітне поле. Тому при будівництві спеціальних кораблів (тральщиків, мінних загороджувачів) широко використовуються такі матеріали як склопластик, пластмаси, алюмінієві сплави і т. Д., А при будівництві деяких проектів атомних підводних човнів застосовується титан і його сплави, який поряд з високою міцністю є маломагнітні матеріалом . Однак міцність і інші механічні та економічні показники маломагнітних матеріалів дозволяють застосовувати їх при будівництві бойових кораблів в обмежених межах. Існують також і сильномагнітних матеріали, до них відносяться: залізо, нікель, кобальт і деякі сплави. Речовини, здатні сильно намагнічуватися, отримали назву феромагнетиків.

Принцип роботи магнітної міни

Крім того, якщо навіть корпусні конструкції кораблів виконувати з маломагнітних матеріалів, то цілий ряд корабельних механізмів залишається виконаним з феромагнітних металів, які також створюють магнітне поле. Тому для кораблів, періодично здійснюється контроль рівня їх магнітного поля і, при перевищенні допустимого значення, проводиться розмагнічування корпусу. Існує безобмотковим і обмотувальні розмагнічування. Перше здійснюється за допомогою спеціальних кораблів або на станціях безобмотковим розмагнічування, друге передбачає наявність на самому кораблі стаціонарних обметок (кабелів) і спеціальних генераторів постійного Тока, які разом з апаратурою управління і контролю складають розмагнічуюче пристрій корабля.

Магнітне поле корабля (МПК) широко використовується в неконтактні підривники мінно-торпедної зброї, а також в стаціонарних і авіаційних системах магнітометричного виявлення ПЛ.

Прикладом експериментів по зниженню магнітного поля, є так званий Філадельфійський експеримент, який і до цього дня залишається предметом багатьох домислів, оскільки документальних підтверджень результатом експерименту, публічно так і не було оприлюднено.

Електричне поле корабля

Електричне поле корабля (ЕПК) - область простору, в якій протікають постійні електричні струми.

Основними причинами освіти електричного поля корабля є:

Електрохімічні процеси протікають між деталями корабля, виготовленими з різнорідних металів і знаходяться в підводної частини корпусу (гребні гвинти і вали, кермові пристрої, донно-забортної арматури, системи протекторного і катодного захисту корпусу і т. Д.).

Процеси, що породжуються явищем електромагнітної індукції, суть яких полягають в тому, що корпус корабля під час свого руху перетинає силові лінії магнітного поля Землі, в результаті чого в корпусі і прилеглих до нього масах води виникають електричні струми. Аналогічні струми формуються в корабельних гвинтах при їх обертанні. Як правило корпус корабля виготовляється зі сталі, гвинти і донна арматура з бронзи або латуні, обтічники гідроакустичних станцій з нержавіючої сталі, а протектори корозії з цинку. В результаті в підводної частини корабля утворюються гальванічні пари і в морській воді, як в електроліті, виникають стаціонарні електричні струми.

Процеси, пов'язані з витоком струмів корабельного електрообладнання на корпус корабля і в воду.

Головною причиною формування ЕПК є електрохімічні процеси між різнорідними металами. Близько 99% від максимальної величини ЕПК припадає саме на електрохімічні процеси. Тому для зниження рівня ЕПК прагнуть усунути цю причину.

Електричне поле корабля серйозно перевершує природне електричне поле Світового океану, це дозволяє його використовувати при розробці неконтактного морської зброї та засобів виявлення підводних човнів.

Зниження рівня електричного поля досягається: - шляхом застосування неметалічних матеріалів при виготовлення корпусу і деталей, що стикаються з морською водою;

Шляхом підбору металів за близькості значень їх електроднихпотенціалів для корпусу і деталей, що стикаються з морською водою;

За допомогою екранування джерел ЕПК;

Шляхом роз'єднання внутрішніх мікросхем джерел ЕПК;

За допомогою застосування спеціальних покриттів джерел ЕПК електроізолюючими матеріалами.

Області застосування

Фізичні поля корабля в даний час широко використовуються за трьома напрямками:

У неконтактних системах різних видів зброї;

У системах виявлення та класифікації;

У системах самонаведення.

Посилання та джерела

література

1. Свердлін Г. М. Гідроакустичні перетворювачі і антени.. - Ленінград: Суднобудування, 1980.

2. Урик Р.Дж. (Robert J. Urick). Основи гідроакустики (Principles of Underwater Sound).. - Ленінград: Суднобудування, 1978.

3. Яковлєв О.Н Гідролокатори ближньої дії.. - Ленінград: Суднобудування, 1983.

Поява неконтактного мінного і торпедного зброї, а потім магнітних Обнаружитель їй (магнітометрів) підводних човнів в підводному положенні, що реагують на магнітне поле корабля, призвело до розробки і створення методів і засобів як активної, так і пасивної захисту кораблів. До методів активного захисту відносять:

· Знищення хв за допомогою тралів;

· Створення проходів в мінних полях за допомогою підривів глибинних і авіаційних бомб;

· Пошук за допомогою спеціальних електромагнітних і тел евізійної шукачі їй з подальшим знищенням.

Основним методом пасивного захисту є розмагнічування кораблів. Суть його полягає в зменшенні магнітного поля на определ енной глибин е, званої глибиною захисту. Глибиною захисту називають таку найменшу глибину під кілем, на якій після розмагнічування корабля напруженість його магнітного поля практично дорівнює нулю. У цьому випадку забезпечується неспрацювання неконтактних мін і торпед,

Інший шлях в забезпеченні захищеності корабля по магнітному полю полягає в застосуванні маломагнітних і немагнітних матеріалів в конструкціях корпусу і механізмів корабля.

Поняття про розмагнічування.

Розмагнічуванням корабля прийнято називати процес штучного зменшення його магнітного поля. Розмагнічування виробляють за допомогою обмоток контурів, які живляться струмом, і називають електромагнітної обробкою (ЕМО). Суть ЕМО складається в створенні определ енним чином магнітного поля, зворотного по знаку полю корабля, про що буде сказано нижче.

На рис. 8 представлений плоский контур, по якому пропускається постійний струм. Залежність напрямку поля, ᴛ.ᴇ. положення його полюсів від напрямку струму визначається відомим правилом свердлика.

Розмагнічування проводиться двома різними методами - безобмотковим і обмотувальним. Назви ці слід розуміти як умовні, так як розмагнічування кораблів як одним, так і іншим методом виконують за допомогою обмоток, що живляться струмом. Але в першому випадку, обмотки накладають на корпус судна тимчасово, лише на період розмагнічування, або ж взагалі розташовують поза судна, на фунті. Застосовуючи ж другий метод, обмотки монтують на судні стаціонарно і включають їх на час проходження по небезпечними районами.

Безобмотковим розмагнічування (БР).

Безобмотковим розмагнічування здійснюється шляхом впливу на корабель тимчасово створюваних магнітних полів двома способами:

· За допомогою тимчасово накладаються на корабель електричних обмоток;

· За допомогою контурів, обтічних струмом, покладених на ґрунті.

При безобмотковим розмагнічування (БР) корпус корабля піддається впливу затухаючого змінного і постійного магнітних полів, або короткочасного впливу тільки постійного магнітного поля. У першому випадку розмагнічування засноване на намагничивании корпусу по безгістерезісной кривої, у другому - по гистерезисной (рис. 4).

Розмагнічування за допомогою тимчасово накладаються на корабель обмоток.

Після завершення будівництва корабля його корпус намагничивается в вертикальному, поздовжньому і поперечному напрямку.

Розглянемо сутність розмагнічування в вертикальному напрямку (рис. 9, а).

а) вертикальне розмагнічування;

б) поздовжнє розмагнічування;

в) поперечний розмагнічування.

Навколо корпусу заводиться кабель в площині, паралельній ватерлінії. З огляду на залежність отнамагнічіванія корпусу, величина якого визначається при попередньому вимірі, по кабелю пропускається струм такої величини (рис, 10), щоб створене поле зворотного знака (при включеному струмі) в точці перевищувало в рази вихідне (точка).

Через кілька секунд струм в обмотці вимикається, і магнітне стан переходить в точку. Ця операція прийнято називати''опрокідиваніем'' поля. Дійсно, поле в точці виявилося іншого знака,''опрокінутим''. Зауважимо, що процес йде по гистерезисной кривої.

Друга операція прийнято називати''компенсаціей''. Під час цієї операції в обмотку включається струм, величина і напрямок якого вибираються так, щоб після виключення його поле корабля можливо більше наближалася до нуля.

- вертикальне намагнічування корабля;

- напруженість вертикального зовнішнього магнітного поля.

Струм, включений в обмотку при першій і другій операціях, прийнято називати відповідно струмом перекидання і струмом компенсації.

З кривих видно, що в результаті електромагнітної обробки имевшееся корабля намагнічування компенсується, а створюване нове намагнічування таке, що вертикальні складові індуктивного намагнічування і постійного намагнічування, в районі екватора виявляються близькими або рівними за абсолютною величин е, але протилежними за знаком.

При розмагнічування по безгістерезіоной кривої досягається той же результат, тільки процес компенсації старого створенням нового постійного намагнічування відбувається при циклічному перемагничивании в змінному магнітному полі, спадному по амплітуді від деякого максимуму до нуля. Важливо зауважити, що для створення як постійного, так і змінного магнітних полів на корабель накладаються тимчасово один або кілька витків, що підключаються до джерел живлення судів розмагнічування. Важливо зауважити, що для випадку поздовжнього розмагнічування на корабель накладається кілька витків (рис. 9, б) так, що корабель виявляється закритим усередині величезного соленоїда. Що виникає при включенні обмотки магнітне поле, що діє по осі соленоїда, розмагнічує корабель.

При поперечному розмагнічування на корабель накладаються у вертикальній площині два послідовно з'єдн енних витка по бортах.

Ефективність розмагнічування перевіряють вимірами магнітного поля під днищем.

Заведенням навколо корпусу важких багатожильних кабел їй пов'язана з великими витратами часу і фізичної праці. З цієї причини нарівні з цим способом використовують також спеціальні станції безобмотковим розмагнічування, на яких обмотки (кабель) укладені определ енним чином на грунті. Безобмотковим розмагнічування за допомогою контурів, покладених на ґрунті. Контури, укладені на ґрунті, мають форму петлі. З цієї причини станції отримали назву - петльові станції безобмотковим розмагнічування (ПСБР) рис. 11. Акваторія захищається буями або віхами. На ній є бочки для швартування суден.

Через контур 1 пропускають постійний струм, через контур 2 - змінний струм частотою близько. Змінне магнітне поле дозволяє усунути вс е незворотні явища, що виникають при намагнічуванні в постійному магнітному полі контуру постійного струму 2. Процес розмагнічування полягає в пропущенні відповідних струмів по контурах (донним кабелям) в той момент, коли корабель проходить або стоїть над ними. Управління режимом струму і зняття показань магнітометричної апаратури здійснюється дистанційно з берегового пульта. Процес розмагнічування заснований на принципі полугістерезісного перемагничивания (рис. 12).

При підході до стенду ПСБР магнітне стан корабля характеризується точкою, де корабель має определ енним постійним і індуктивним намагнічуванням. У момент проходження над стендом корабель піддається перемагнічуванням по полугістерезісной кривої. В даний момент корабель знаходиться над серединою контуру. Далі при видаленні корабля його магнітне стан змінюється по кривій. При вдалому поєднанні магнітних полів на стенді магнітне стан корабля може прийти в близьке до нейтрального магнітне стан (точка).

1 - контур постійного струму;

2 - контур змінного струму;

3 - огороджує буй

Як правило, при електромагнітної обробки на таких станціях одночасно компенсується постійне вертикальне і постійне поздовжнє намагнічування, Інші види намагнічування усуваються.

Отже, позитивною стороною безобмотковим розмагнічування є те, що корабель не несе ніяких обмоток, для яких потрібні були б джерела живлення і щити управління. При цьому, даний метод не універсальний.

Основними недоліками без обмоточного розмагнічування корабля є:

1. Неможливість компенсації курсових і широтних змін поля корабля.

2. Необхідність періодично повторювати магнітну обробку через недостатню стабільності результуючого поля.

3. Необхідність після кожної обробки виробляти определ ение і усунення девіації магнітних компасів.

обмотувальні розмагнічування

Обмотувальні розмагнічування передбачає компенсацію магнітних полів корабля полями від стаціонарних обмоток, що живляться струмом від спеціальних джерел. Сукупність системи обмоток, джерел живлення, а також апаратури управління і контролю становить розмагнічуюче пристрій (РУ).

РУ розраховується так, щоб магнітне поле, створюване струмом, що протікає по обмотці, представляло в будь-який момент часу дзеркальне відображення власного магнітного поля корабля, т. Е. В кожній точці під кораблем було одно полю корабля по величин е і протилежно по знаку.

РУ вперше розроблені групою співробітників ЛФТИ АН СРСР на чолі з академіком А. П. Александровим (І. В. Курчатов, Л. Р. Степанов К. К. Щербо та ін.). Розмагнічуючий пристрій дозволяє компенсувати магнітне поле корабля з урахуванням курсових і широтних змін.

Розмагнічуючий пристрій складається з кількох самостійних обмоток різного призначення.

1. Для компенсації напруженості поля від вертикального постійного намагнічування служить основна горизонтальна обмотка. Напрямок струму в цій обмотці підбирають так, щоб її магнітне поле було протилежно полю від вертикального постійного намагнічування (рис. 13).

На рис. 13 показано, що магнітне поле обмотки (крива) одно по напруженості, але протилежно за знаком власним полю (). Ця обмотка прийнято називати головною тому, що з її допомогою компенсується найзначніша (вертикальна) складова. Підібраний для цієї обмотки режим струму в подальшому не змінюється, а залишається постійним на вс ех курсах і на будь-якій широті.

Для компенсації вертикальної складової поздовжнього намагнічування застосовують носову і кормову обмотки (рис. 14, а).

2. Замість зазначених обмоток можна застосувати шпангоутную обмотку (рис. 14, б), Дія цієї обмотки більш ефективно в порівнянні з носової і кормової постійними обмотками. При цьому установка її пов'язана з великими труднощами.

3. Поле від поперечного постійного намагнічування компенсується полем батоксових постійних обмоток, які з'єднуються послідовно і кріпляться на правому і лівому бортах судна (рис. 15). Для компенсації цього поля досить задати в обмотках определ енний і однаковий режим струму.

Складніше компенсувати індуктивні складові намагнічування. Для цієї мети в розмагнічуюче пристрій входять регульовані обмотки: широтная, курсові шпангоутние обмотки і батоксовие курсові обмотки.

4. Широтна обмотка призначена для компенсації поля від вертикального індуктивного намагнічування. Розташування цієї обмотки та розподілу житла ення складових напруженості її магнітного поля такі ж, як у основної горизонтальної. З цієї причини окрему широтну обмотку можна не встановлювати, а використовувати кілька секцій основної горизонтальної обмотки, вводячи в ланцюг їх харчування пристосування для регулювання струму.

Струм в широтной обмотці регулюється пропорційно синусу магнітного нахилу (магнітної широти).

Курсові шпангоутние обмотки служать для компенсації поля від поздовжнього індуктивного намагнічування і розміщуються аналогічно обмоткам для постійного поздовжнього розмагнічування. Оскільки напруженість поля від поздовжнього індуктивного намагнічування корабля змінюється пропорційно косинусу магнітного поля, то для компенсації цього поля вкрай важливо змінювати режим струму в обмотці також за законом косинуса. З цієї причини ці обмотки називають шпангоутнимі курсовими (рис. 14, б).

Батоксовие курсові обмотки використовуються для компенсації поля від поперечного індуктивного намагнічування, їх розташовують послідовно по обох бортах судна, паралельно постійним обмоткам. Регулювання сили і напрямку струму проводиться пропорційно синусу кута магнітного курсу.

Додаткові обмотки встановлюються як для компенсації корабля на окремих ділянках його, так і для компенсації магнітних полів потужних корабельних електроенергетичних і інших установок.

Основною перевагою обмоточного розмагнічування є можливість компенсації курсових і широтних змін магнітного поля корабля, що забезпечує більшу ступінь захисту кораблів від неконтактного магнітного зброї і велику їх скритність.

Недоліками РУ є: велика вартість, витрата додаткових матеріалів, обтяжать ення корабля і значні витрати енергії.

Розмагнічування корабля - поняття і види. Класифікація та особливості категорії "Розмагнічування корабля" 2017, 2018.

І.Г. ЗАХАРОВ - доктор технічних наук, професор, контр-адмірал,
В.В. ЄМЕЛЬЯНОВ - кандидат технічних наук, капітан 1 рангу,
В.П. Щеголихин - доктор технічних наук, капітан 1 рангу,
В.В. ЧУМАКОВ - доктор медичних наук, професор, полковник медичної служби

До найбільш відомих фізичним параметрам кораблів відносяться гідроакустичні, магнітне, гідродинамічний, електричне, низькочастотне електромагнітне, поле кільватерного сліду, які проявляються в основному в морському середовищі, а також теплове, вторинне радіолокаційне, оптико-локаційне і інші поля, які проявляються, як правило, в просторі над кораблем. Фізичні поля використовуються при спрацьовуванні неконтактних детонаторів в мінах і торпеди, а також для виявлення підводних човнів, що знаходяться в підводному положенні. Досвід Другої світової війни показує, що більша частина потоплених кораблів підірвалася на мінах.

Удосконалення шумопеленгатори і гідролокатором, поява мінного і торпедного зброї, що реагує на шум корабля, з особливою гостротою поставили питання про зменшення звукоизлучения кораблів і зниженні величини гідролокаційних відображення, що підвищує їх акустичну скритність, захист від ураження зброєю і покращує умови роботи власних гідроакустичних засобів.

Під час Великої Вітчизняної війни вчені інститутів ВМФ, ЦНДІ ім. академіка А.Н. Крилова, фахівці проектних організацій та судноверфей шукали шляхи зменшення шуму підводних човнів і тральщиків за рахунок установки віброактивність механізмів на амортизатори і застосування глушників для дизельних двигунів (І.І. Клюкин, О.В. Петрова). Війна виявила явну недостатність і недосконалість існуючих у той час засобів акустичного захисту вітчизняних кораблів. Тому вже в перші повоєнні роки почали створюватися спеціальні лабораторії і наукові колективи, призначення яких визначалося необхідністю зменшення акустичних параметрів кораблів (М.Я. Мінін, Ю.М. Сухаревский). З'явилися перші щодо малошумні гребні гвинти. Найбільш гучні механізми встановлювалися на амортизатори, застосовувалися резінометаліческіе з'єднання.

Початок проектування і будівництва перших атомних підводних і швидкохідних протичовнових кораблів, оснащених гидроакустическими станціями, дало імпульс розвитку корабельної акустики. Вивчення фізичної природи шумообразования корабля, розробка перших наближених розрахункових схем для оцінки звукоизлучения корпусу корабля, його гребних гвинтів, створення більш ефективних засобів звуко- і віброізоляції і вібропоглощенія, вивчення природи і джерел виброактивности корабельних механізмів і систем, розробка і створення приладів і методик для замірів і досліджень шумів кораблів і вібрацій їх механізмів з'явилися основними напрямками корабельної акустики. Ними займалися в ЦНДІ ім. А.Н. Крилова, 1-м ЦНДІ МО, акустичному інституті АН СРСР. перші наукові школи створювалися під керівництвом Л.Я. Гутіна, Я.Ф. Шарова, А.В. Римського-Корсакова, Б.Д. Тартаковського, Б.Н. Машарского, Н.Г. Біляківська, І.І. Клюкина. А.Д. Перника. У 1956-1958 рр. 1-м ЦНДІ МО і ЦНДІ ім. академіка А.Н. Крилова проведені перші спеціалізовані натурні акустичні випробування надводних кораблів з використанням вимірювальних гідроакустичних судів. Результати випробувань і досліджень характеристик і джерел гідроакустичного поля кораблів дозволили сформулювати обґрунтовані рекомендації з проектування акустичної захисту перших атомних підводних човнів і зниження акустичних перешкод роботі гідроакустичних станцій надводних кораблів. Одночасно йшла підготовка наукових кадрів, велося навчання фахівців з акустичної захисту кораблів для проектних організацій, судноверфей і флотських підрозділів.

З початку 60-х років стали формуватися і реалізовуватися комплексні програми НДДКР, спрямовані на вдосконалення акустичних характеристик підводних човнів і надводних кораблів. Заняття цих програм здійснювалося Науковою радою за комплексною програмою "Гидрофизика" при Президії АН СРСР (керівник - президент АН СРСР А.П. Александров). Безпосереднє керівництво виконанням цих програм здійснювали провідні вчені та організатори наукових досліджень - Я.Ф. Шаров, Б.А. Ткаченко, Г.А. Хорошев, Л.П. Седаков, А.В. Аврінскій, В.Н. Пархоменко, Е.Л. Мишинської, В.С. Іванов.

У наступні роки роботами ЦНДІ ім. академіка А.Н. Крилова, 1-м ЦНДІ МО, інститутів АН СРСР, проектно-конструкторських організацій і заводів-судноверфей були досягнуті значні успіхи у вирішенні завдань зниження підводної гучності підводних човнів і надводних кораблів. За останні 30 років рівні підводного шуму вітчизняних підводних човнів зменшилися більш ніж на 40 дБ (в 100 разів).

Це стало можливим в результаті численних теоретичних і експериментальних досліджень фізичної природи поширення вібрації щодо корпусних конструкцій кораблів і їх звукоизлучения в воду. Була створена фізико-математична модель для підводного човна і надводного корабля як складного багатоелементного випромінювача підводного шуму, на базі якої не тільки виконуються прогнозні оцінки очікуваних рівнів шумовипромінювання корабля, але і розробляються рекомендації з архітектури і конструкції корпусу і його елементів, з розміщення механізмів і систем корабля. До вирішення проблемних питань теорії вібрації і звукоизлучения корпусів кораблів і їх конструкцій залучалися вчені Ростовського державного університету, Інституту проблем механіки АН СРСР, Інституту машинознавства АН СРСР (І.І. Ворович, А.Л. Гольденвейзер, А.Я. Ціонскій, А.С. Юдін, Г.Н. Чернишов, А.З. Авербух, Г. В. Тарханов), які зробили важливий внесок в розвиток уявлень про віброакустіке оболонкових конструкцій, апроксимуючих корпус підводного човна. Для зниження вібровозбудімості і зменшення звукоизлучения корпусних конструкцій були створені і застосовані на кораблях спеціальні вібропоглинаючі звукоізолюючі і звукопоглинаючі покриття. Їх застосування забезпечило зменшення шуму всередині приміщень корабля і поліпшило умови життя і роботи екіпажу. Нанесення покриттів зовні корпусу зменшило відбиття від корпусу гідролокаційних сигналів.

При розробці і створенні покриттів було вирішено ряд фізичних і технічних завдань щодо раціонального підбору матеріалів покриттів і їх конструкцій, що дозволив забезпечити поряд з необхідними акустичними характеристиками покриттів їх міцність і надійність.

Істотний прогрес досягнутий в області створення малошумних гідравлічних і повітряних систем. На основі теоретичного узагальнення багатьох експериментів, проведених на гідро- і аеродинамічних стендах, були розроблені принципи створення малошумних дросельно-регулюючих пристроїв та інших механізмів (Я.А. Кім, І.В. Малоховскій, В.І. Голованов, А.В. Аврінскій).

Роботи по зниженню вібрації і шуму корабельних механізмів і систем стосувалися, перш за все, турбозубчатих агрегатів, насосів, вентиляторів, електромеханізмів та іншого обладнання. Важливі роботи проводилися по роторним системам, кривошипно-шатунним механізмів, підшипників. Вивчалися електромагнітні джерела шуму і вібрації в електродвигунах, електромашин і статичних перетворювачах. У цих роботах, поряд з фахівцями ЦНДІ ім. академіка А.Н. Крилова і 1-го ЦНДІ МО (К.І. Селіванов, А.П. Головнін, Х.А. Гуревич, Е.Л. Мишинської, С.Я. Новожилов, Е.Н. Афонін та ін.), Активну участь приймали вчені Інституту машинознавства АН СРСР та інженери машинобудівної галузі (Р.М. Бєляков, Ф.М. Діментберг, Е.Л. Позняк, І.Д. Ямпільський, Б.В. Покровський та інші).

На підставі теоретичного аналізу та обробки великої кількості експериментальних даних були визначені залежності акустичних характеристик основних типів механізмів від енергетичних параметрів і тим самим забезпечено проектування оптимальної енергетичної установки. Практично для кожного покоління підводних човнів і надводних кораблів розроблялися засоби віброізоляції: амортизатори, гнучкі рукави, патрубки, м'які підвіски трубопроводів і муфт. Від покоління до покоління їх віброізолюючий здатність подвоювалася. Розроблялися спеціальні виброизолирующие фундаменти, Двокаскадні схеми виброизолирующих кріплень. В результаті робіт, що проводилися під керівництвом фахівців ЦНДІ ім. академіка А.Н. Крилова, 1-го ЦНДІ ВМФ (Г.Н. Белявський, Я.Ф. Шаров, В.І. Попков, Н.В. Капустін, К.Я. Мальцев, І.Л. Орем, В.Р. попіни) , вітчизняне суднобудування розпорядженні широкий набір амортизувальних і виброизолирующих конструкцій, здатних забезпечити значне зниження вібрації і шуму. З унікальних конструкцій слід відзначити пневматичні і низькочастотні амортизатори на навантаження 0,5-100 т, гнучкі рукави для трубопроводів з тиском робочого середовища до 10000 кПа і деякі інші.

Хороший ефект отриманий від застосування засобів вібропоглощенія в судновому енергетичному обладнанні, трубопроводах, рамних і фундаментальних конструкціях. Так, виконані із складових балок (типу сендвіч) просторові рами для агрегатних збірок механізмів забезпечили зниження шуму на величину до 15 дБ при повному збереженні несучої здатності. Складові структури з внутрішніми в'язкопружних шарами знайшли застосування в конструкціях трубопроводів, пілерсів і гребних гвинтів. Спеціальні кожухи для механізмів, глушники для повітряних магістралей і трубопроводів систем забортної води також сприяли зниженню шуму.

Системи активного придушення вібрації механізмів і шуму було створено колективом вчених і фахівців ЦНДІ суднової електротехніки під керівництвом А.В. Баркова і В.В. Малахова. В Інституті машинобудування СРСР (РАН) проведені дослідження і розробки активних пристроїв для зниження вібрації механізмів і в системі рушій-вал-корпус (В.В. Яблонський, Ю.Є. Глазов, С.А. Тайгер).

Великий цикл досліджень був виконаний вченими і фахівцями ЦНДІ ім. академіка А.Н. Крилова і машинобудівних підприємств з метою створення компактних енергоустановок з високою питомою енергонапряженності, що володіє ефективною системою придушення акустичної енергії на всіх шляхах її поширення - щодо корпусних конструкцій, по рідкому середовищі в трубопроводах і по навколишньому повітряному простору. Здійснено пошук і знайдені варіанти раціонального розміщення віброактивність механізмів з урахуванням їх взаємодії, оптимального використання невіброактівних конструкцій, виключення резонансних режимів агрегатованих збірок і багато іншого. У зв'язку з цим необхідно відзначити багаторічні плідні роботи В.І. Попкова і його наукової школи.

Впровадження результатів цих досліджень в блокові енергетичні установки, створені на Ленінградському Кіровському заводі (головний конструктор - М.К. Блінов) і Калузькому трубному заводі (головний конструктор - академік В.І. Кирюхін), дозволило створити машини, що забезпечують будівництво малошумних підводних човнів.

Сформульовано принципи "равнопрочной" акустичної захисту енергоустановок (ЕУ), при якій передача звукової енергії за різними шляхами її розповсюдження виявляється приблизно однаковою. Величезна інформація про віброакустичний стані механізмів, накопичена в період стендових і натурних акустичних випробувань механізмів і ЕУ, дозволила запропонувати ряд методів контролю вібрації і шуму, діагностики технічного стану механізмів.

Нерівномірність поля швидкостей в диску гребного гвинта, інші гідродинамічні причини зумовлюють появу нестаціонарних зусиль на гребному гвинті, які через валопровод і підшипники передаються на корпус корабля, викликаючи його інтенсивні коливання (і як наслідок, погіршуючи умови населеності на кораблі), значне звукоизлучения в воду на низьких частотах.

Для вирішення проблеми зниження низькочастотного випромінювання були розгорнуті роботи по віброізоляції гребного гвинта від корпусу за рахунок включення пружних елементів в систему зв'язків гвинта з валом і корпусом, що представляє складну наукову та інженерну задачу. Під керівництвом С.Ф. Абрамовича, М.Д. Генкина, К.М. Пахомова, Ю.Є. Глазова фахівцями ЦНДІ ім. академіка А.Н. Крилова і проектних організацій знайдений ряд ефективних конструктивних рішень цього завдання.

Паралельно з розробкою пасивних засобів акустичного захисту (виброизолирующие пристрої, акустичні покриття та ін.) Проводились роботи по дослідженню можливостей застосування активних методів гасіння (компенсації) гідроакустичного поля корабля. У цьому напрямі велися роботи в акустичному інституті АН СРСР (Б.Д. Тарковський, Г.С. Любашівський, А.І. Орлов), реалізувалися ідеї М.Д. Малюжінца (роботами керували В.В. Тютекін, В.Н. Меркулов). У ЦНДІ ім. академіка А.Н. Крилова запропоновані і досліджені активно-пасивні пристрої гасіння шуму в трубопроводах (В.Л. Маслов, Л.І. Соловейчик), а також системи компенсації корабельних перешкод роботі гідроакустичних засобів.

Рішення проблеми зниження корабельних перешкод роботі гідроакустичних засобів зажадало проведення досліджень: по поширенню звуку і вібрації від джерел на кораблі до місць розташування приладів гидролокациі; по статичним характеристикам турбулентного прикордонного шару на обтічнику антен ГАС і випромінювання звуку конструкціями обтічників ГАС під дією сил турбулентного прикордонного шару, а також по створенню обтічників антен ГАС, що володіють необхідними завадозахисні властивостями, звукопрозорості, міцністю і стійкістю. Необхідно було вивчити дифракцію звукових хвиль на тілах довільної форми.

Для проведення досліджень був розроблений комплекс спеціалізованих експериментальних установок, макетів і стендів. На цій експериментальній базі, а також в натурних умовах велися роботи, в результаті яких вдалося створити теорію освіти корабельних акустичних перешкод. На її основі створені методики розрахункової оцінки рівнів цих перешкод і міцності обтічників, а також розроблені рекомендації і заходи щодо зниження перешкод. На підводних човнах впроваджені завадозахисні безнаборние конструкції обтекателей основних антен ГАС, що забезпечують не тільки зниження перешкод гідродинамічного турбулентного походження, особливо виявляються на великих швидкостях, але і задовольняють вимогам по звукопрозорості і міцності.

Рішення завдання зниження перешкод на надводних кораблях йшов шляхом використання екранують пристроїв корпусу судна і розробок і впровадження завадозахисні екранів (коффердамом) різної форми в т.ч. і напружених. Виконання комплексу теоретичних і експериментальних досліджень, впровадження в проекти кораблів нових типів обтічників і інших технічних рішень і засобів дозволило, як показали натурні випробування, забезпечити зниження власних акустичних перешкод на підводних човнах в 40 разів, а на надводних кораблях - в 20 разів.

Рішення проблеми зменшення підводного шуму кораблів неможливо без досліджень і вимірювань енергетичних, спектральних, просторових, статистичних та інших характеристик шумів і вібрації. У зв'язку з цим ЦНДІ ім. академіка А.Н. Крилова і 1-й ЦНДІ МО провели цикл робіт зі створення практичних методик вимірювань та досліджень з пошуку джерел шуму кораблів, по розробці вимог до відповідних комплексам апаратури. В результаті цих робіт, що виконувалися за участю підприємств Держстандарту ВНИИМ ім. Д.І. Менделєєва, ВНДІ ФТРІ і ін., Вимірювальні суду і вимірювальні полігони були оснащені сучасними приладами. На кораблях і заводських випробувальних стендах розміщені системи вібро-і шумоізмереній для контролю механізмів і агрегатів кораблів. Метрологічна база, що включає оригінальні методи і методики, а також кошти вимірів і досліджень шумових і віброакустичних характеристик кораблів і їх механізмів, створені під науковим керівництвом і за активної участі Б.М. Машарского, Г.А. Суріна, Г.А. Розенберга, А.Е. Колесникова, Г.А. Чуновкіна, В.А. Постникова, В.І. Попкова, А.Н. Новикова, А.К. Квашенкіна, М.Я. Пекального, В.П. Щеголихин, В.І. Теверовского, В.А. КІРШОВА, В.К. Маслова та інших.

Були організовані і проведені розширені випробування практично всіх серій сучасних підводних човнів і надводних кораблів (Г.А. Матвєєв, Г.А. Хорошев, В.С. Іванов, Е. С. Качанов, І.І. Гусєв), визначені джерела акустичних і електромагнітних полів, оцінена ефективність використаних на них засобів захисту і розроблені заходи щодо подальшого зниження рівня цих полів.

Роботи зі створення систем магнітного захисту кораблів і методів їх розмагнічування були розпочаті в 1936 році під керівництвом А.П. Александрова. В ході Великої Вітчизняної війни силами вчених Академії наук і військово-морських інженерів в неймовірно короткі терміни були розроблені системи і методи магнітного захисту та вироблено обладнання ними кораблів. До групи вчених входили: А.П. Александров, В.Р. Регель, П.Г. Степанов, А.Р. Регель, Ю.С. Лазуркін, Б.А. Гаєв, Б.Є. Годзевіч, І.В. Клімов, М.В. Шаде, В.М. Пітерський, А.А. Свєтлаков, Б.А. Ткаченко та багато інших.

На флотах і флотиліях були створені служби розмагнічування кораблів, згодом перетворені в службу захисту кораблів. Після закінчення війни роботи по вдосконаленню методів і засобів магнітного захисту надводних кораблів і підводних човнів тривали. Поліпшувалися методи безобмотковим розмагнічування, будувалися спеціальні судна розмагнічування, створювалися нові засоби вимірювання і контрольно-вимірювальні станції, велася підготовка кваліфікованих кадрів.

Одним з важливих напрямків було вдосконалення магнітного захисту кораблів протимінної оборони. Наукове обгрунтування сформовано А.В. Романенко, Л.А. Цейтлін, Н.С. Царьовим. В результаті розроблена високоефективна система магнітного захисту, не раз перевіряли в умовах бойового тралення. Розвиток засобів магнітного захисту кораблів вимагало вирішення комплексу складних технічних проблем, В тому числі створення Науково-дослідного полігону ВМФ (1952 г.). У його становленні вирішальну роль зіграли офіцери: Л.С. Гуменюк, Б.А. Ткаченко, А.І. Карась, А.Ф. Барабанщиків, Г.А. Шевченко, А.В. Курленков, Я.І. Криворучко, А.В. Романенко, А.І. Ігнатов, М.П. Які пишаються, М.М. Дем'яненко.

Полігон зіграв значну роль в удосконаленні захисту кораблів по фізичним параметрам. Він був оснащений новітніми зразками вимірювальної техніки. До його складу входили унікальні споруди і в їх числі магнітний стенд, побудований в кінці 50-х років. Аналогічні стенди в США були побудовані через 15-20 років.

Серед науково-технічних проблем, які розв'язувалися творчими колективами вчених і інженерів країни, до найбільш важливим ставилися: зниження магнітного поля кораблів, розробка систем автоматичного управління струмами в обмотках розмагнічуються пристроїв, створення джерел живлення розмагнічуються пристроїв, а також розробка апаратури для вимірювання магнітних полів кораблів. В процесі роботи за цими напрямками сформувалася ціла плеяда кваліфікованих вчених. Без імен Є.П. Лапицького, А.П. Латишева, С.Т. Гузєєва, Л.А. Цейтліна, А.В. Романенко, І. С. Царьова, Н.М. Хомякова, Е.П. Рамлау важко уявити становлення теорії магнітного захисту кораблів. Пізніше цей перелік доповнився такими іменами, як В.В. Іванов, В.Т. Гузєєв, А.Д. Ронінсов, А.В. Найдьонов, А.В. Максимов, Л.К. Дубінін, Н.А. Зуєв, А.І. Ігнатов, І.П. Краснов, А.Г. Шленов, Д.А. Гідаспе, Б.М. Кондратенко, Л.А. Прорвин, В.Я. Матисов, Ю.М. Логунов, Ю.Г. Брядов, Е.А. Сезонів, В.А. Бистров, В.Е. Петров, М.М. Приємський, Н.В. Вітерців, В.В. Мосягин.

У створенні систем автоматичного управління струмами в обмотках розмагнічуючого пристрою в функції магнітного поля брали участь А.В. Скулябін, Ю.Г. Брядов, Е.А. Сезонів, О.Е. Мендельсон, А.В. Романенко, О.П. Рейнганд, З.Е. Оршанський, В.А. Могутній. Створення джерел живлення розмагнічуються пристроїв і імпульсних генераторів для суден розмагнічування було самостійною проблемою. В її рішенні брали участь великі колективи НДІ суднобудівної та електротехнічної промисловості.

Повсякденна робота служби захисту кораблів на флотах тісно пов'язана з вимірами магнітного поля кораблів. Вимірювання проводяться за допомогою спеціальних магнітовимірювачі. Одним з перших магнітовимірювачі, що використовувалися на флотах, був англійський магнітовимірювачі "Пістоль". Вимірювання магнітних полів рухомих кораблів виконувалися за допомогою петльових датчиків, покладених на ґрунті і підключених до флюксметра. Після другої світової війни був створений перший вітчизняний магнітовимірювачі ПМ-2, головним конструктором якого був Г.І. Кавалерів. Потім з'явилися серії корабельних магнітовимірювачі, переносних і стаціонарних. У число їх розробників входили С.А. Ськородумов, Н.І. Яковлєв, В.В. Орєшников, І.В. Стариков, Р.В. Арістова, Н.М. Семенов, Ю.П. Обоішев, В.К. Жулев, а також колектив інженерів під керівництвом Ю.В. Тарбеева. Таким чином, зусиллями вчених, інженерів, робітників були створені наукові основи і технічна база на флотах для сталого функціонування служби захисту кораблів від неконтактного мінно-торпедної зброї.

Новими напрямками в області захисту кораблів по фізичним параметрам, що виникли в 50-х роках, стали дослідження низькочастотного електромагнітного і стаціонарного електричного полів корабля. Необхідність в цих дослідженнях диктувалася тим, що такі фізичні поля можуть використовуватися як для контактного мінно-торпедної зброї, так і для систем виявлення підводних човнів. Основним інформаційним ознакою корабля, на використанні якого побудовані різні активні системи наведення більшості протикорабельних ракет, вважається помітність корабля в різних частотних діапазонах електромагнітного випромінювання, що і зумовило розвиток засобів зниження цієї помітності.

Роботи по зниженню помітності надводних кораблів в радіодіапазоні були розпочаті в 60-і роки НДІ ВМФ і промисловості. Створювалися спеціальні стенди, на яких в лабораторних умовах на моделях кораблів визначалися параметри вторинного (відображеного) радіолокаційного поля. Біля витоків створення стендів стояли такі вчені, як В.Д. Плахотников, Л.Н. Гриненко, Д.В. Шанніков, В.О. Кобак, В.П. Пересада, Е.А. Штагер (згодом провідні фахівці в галузі дослідження радіолокаційних характеристик кораблів).

Для дослідження радіолокаційних характеристик в натурних умовах створені спеціальні вимірювальні комплекси. Були введені в експлуатацію стаціонарні радіолокаційні полігони на Балтійському і Чорному морях. Перший з них в затоці Хара-Лахті в Естонії належав 1-му ЦНДІ МО і мав у своєму розпорядженні радіолокаційним вимірювальним комплексам РІК-Б. На ньому вперше досліджені параметри вторинного радіолокаційного поля вітчизняних кораблів в натурних умовах. Виконання цієї роботи доручалося Г.А. Печко і В.М. Горшкову. Полігон в Севастополі був додатково укомплектований декількома спеціалізованими радіолокаційними станціями з високою роздільною здатністю по двох координатах і трехчастотние різних діапазонів і призначень. Особлива заслуга в його створенні належить Е.А. Штагер. У зв'язку з втратою вимірювальних комплексів в Естонії і на Україні основне навантаження в частині вимірювання параметрів вторинного радіолокаційного поля кораблів ВМФ нині лягла на район м Приморська Ленінградської області, куди в 1993 р перебазувався полігон 1-го ЦНДІ МО.

Результати вимірювань радіолокаційних характеристик вітчизняних кораблів за період 60-90-х років дозволили створити атлас, в який увійшло більшість кораблів і суден ВМФ. Було встановлено, що на поверхні будь-якого надводного корабля існують області інтенсивного локального відображення, які вносять основний вклад в відбите поле. Ця обставина, крім розробки методу розрахунку середньої ефективної поверхні розсіювання корабля, зумовило розвиток розробки методів і засобів радіолокаційної захисту. Дослідження, виконані організаціями ВМФ і промисловості, показали, що для зменшення інтенсивності відображення радіолокаційних сигналів необхідно перетворити сільноотражающіе корабельні конструкції в малоотражающіе шляхом додання корабельним конструкцій малоотражающіх форм (архітектурні рішення), а також використовувати радіопоглинаючі матеріали.

Роботи зі створення корабельних радиопоглощающих матеріалів були розпочаті в 50-і роки. У цей час розроблені радіопоглинаючі покриття - "Тент", "Кольчуга", "Лист", "Щит". Однак перше покоління радиопоглощающих покриттів (РПП) не було впроваджено в кораблебудування через великі масогабаритних характеристик, а також внаслідок складної технології кріплення їх до захищається корабельним конструкціям. Для створення нових радиопоглощающих матеріалів притягнутий більш широке коло організацій ВМФ, Академії наук, підприємств Минхимпрома, Міннафтохімпрому, Минцветмет, Мінвузу і Минсудпрома. Великий внесок у ці дослідження внесли такі вчені, як Ю.М. Патраков, А.П. Петренас, В.В. Кушелев, Ю.Д. Донков: вони показали, що введення в склопластик полупроводящіх вуглецевих тканин надає йому поглинаючі властивості. У 1965 р були отримані перші зразки міцного радиопоглощающую углестеклопластіка, що отримав назву "Крило", з якого потім виготовлена \u200b\u200bнадбудова роз'їзного катера. Застосування цього матеріалу дозволило знизити відбите поле судна в 5-10 разів. Так був створений перший практичний радиопоглощающую конструкційний матеріал.

Для широкого впровадження радиопоглощающих коштів на кораблі необхідні покриття з малою вагою, малої товщини, міцні і стійкі до жорстких морських умов. Ці вимоги наклали свій відбиток на характер і напрям робіт в цій галузі. У 1972-1974 рр. Ю.М. Патракова, Р.І. Енглін, Н.Б. Бессонова, Г.І. Бякін були розроблені перші зразки тонкошарових поглиначів ( "Лак", "Екран"). У 1976 р перше покриття "Лак" встановили на одному з малих протичовнових кораблів. Результати натурних випробувань показали, що покриття "Лак" дозволяє знизити відбитий сигнал в 5-10 разів.

Паралельно з РПП "Лак" в кінці 70-х років групою вчених під керівництвом А.Г. Алексєєва здійснено розробку і виконані натурні випробування магнітоелектричного покриття ( "Ферроеласт"). Його нанесли на великий протичовновий корабель. Ефективність цього покриття приблизно аналогічна РПП "Лак". Подальші роботи по створенню третього покоління корабельних покриттів пов'язані з пошуком нових більш ефективних наповнювачів, удосконаленням технології нанесення ( "Лак-5М"), розширенням частотного діапазону і підвищенням поглинаючих властивостей ( "Лак-1 ОМ"), зниженням масогабаритних параметрів ( "Лакмус" ).

Роботи по тепловому захисту або зниження помітності надводних кораблів для теплових (інфрачервоних) систем були розпочаті з середини 50-х років в 14-м НДІ ВМФ і 1-м ЦНДІ МО. На початковій стадії розроблені методики розрахунку теплового випромінювання кораблів, виміряні розподілу температур по поверхні корабля, запропонований і випробуваний ряд засобів теплового захисту і помилкових теплових цілей. З 1965 р до робіт підключився ЦНДІ ім. академіка А.Н. Крилова як головна організація галузі. Біля витоків розвитку цього напрямку стояли СЛ. Бріскін, С.Ф. Баєв. У 1974 р створено базові випробувальні підрозділи для натурних вимірювань температурних полів кораблів в Севастополі, Калінінграді, Северодвінську і Владивостоці. Систематичні вимірювання, їх аналіз, методичні розробки привели до істотного розширення номенклатури застосовуваних засобів теплового захисту і до зниження рівня теплового випромінювання кораблів до значень, що відповідають кращим зарубіжним кораблям. Цьому значно сприяли натурні дослідження теплових полів на полігоні 1-го ЦНДІ МО на Балтійському і Чорному морях, на базі ЧВМУ ім. П.С. Нахімова, проведені вченими С.П. Сазоновим, В.І. Лопін, В.Ф. Барабанщикова, К.В. Тюфяева.

В середині 70-х років в ЦНДІ ім. академіка А.Н. Крилова створений теплотехнічний стенд для дослідження процесів теплообміну в корабельних димових трубах, розроблені методики розрахунку температурних полів корпусу і поверхні димових труб кораблів, а також методики вимірювань температур в натурних умовах.

З кінця 80-х років Минсудпрома і ВМФ спільно з іншими галузями здійснюється перехід до безпосередніх вимірів параметрів теплових полів надводних кораблів. Розробляються методики здавальних випробувань кораблів по тепловому полю, створюється контрольно-вимірювальна і дослідницька апаратура, розробляються методи математичного моделювання теплового поля (теплового портрета) корабля і оцінки його захищеності на стадії технічного проектування. Визначаються подальші можливості зниження теплового поля кораблів. Великий внесок у цю роботу внесли І.Г. Утянська, П.А. Єпіфанов.

Роботи по оптіколокаціонной захисту, тобто по зниженню помітності надводних кораблів для лазернолокаціонних систем, були розпочаті в середині 70-х років НДІ ВМФ і Минсудпрома з подальшим залученням організацій Академії наук, Минхимпрома, Міноборонпрома та інших відомств. Неоціненний внесок у розробку теоретичної моделі розсіювання лазерного випромінювання морськими об'єктами, а також методики розрахунку їх захищеності внесли М.Л. Варшавчик і Б.Б. Семевский.

У 80-х роках була створена апаратура для дослідження оптико-локаційних характеристик морських об'єктів в лабораторних і натурних умовах. Лабораторний стенд укомплектований апаратурою, що вимірює коефіцієнти відображення і яскравості корабельних матеріалів як чистих, так і з поверхневою плівкою, наприклад водної, а також матеріалів, розташованих у воді.

Для натурних вимірювань оптико-локаційних характеристик кораблів і поверхні моря були введені в експлуатацію два берегових лазерних вимірювальних комплексу на Чорному (на базі Севастопольського ВВМУ) і Балтійському (на полігоні 1-го ЦНДІ МО) морях. У створенні цих комплексів і досліджень оптико-локаційних характеристик кораблів брали участь Ю.А. Солевон і Є.Г. Лебедько.

Проблема боротьби з гідродинамічними мінами особливо гостро постала перед вітчизняним ВМФ в 1945-1946 рр. під час операції зі звільнення Північної Кореї. Її порти були заміновані з повітря американцями перед вступом СРСР у війну з Японією. В ході висадки десантів, при забезпеченні бойових дій військ і тривав більше року (в тому числі в повоєнний час) тралення, флот зазнав відчутних втрат. Було потрібно вирішити ряд науково-дослідних проблем.

Вченими Г.В. Логвиновича, Л.Н. Стрітенські і В.В. Шулейкин були розроблені основи теорії гідродинамічного поля. Її використовували для оцінок придонних гідродинамічних тисків під кораблями, створення вітчизняних зразків вимірювальної апаратури і детонаторів хв, а також для розробки пропозицій з тралення цих хв і захисту від них кораблів і суден. Була створена стаціонарна експериментальна база, розроблені методики вимірювань і проведені систематичні вимірювання гідродинамічного поля основних кораблів і суден ВМФ і дана оцінка ефективності деяких способів "гідродинамічної" захисту кораблів (1-й ЦНДІ МО, керівник Н.К. Зайцев). Особливу увагу приділено оцінці допустимих рівнів гідродінамічекого поля. З цією метою на тимчасових стендах в районах деяких баз флоту були проведені заміри параметрів фонового поля. Організацією тимчасових стендів, проведенням вимірів, обробкою і аналізом результатів керував Б.Н. Сєдих.

Фахівцями 1-го ЦНДІ МО були розроблені теоретичні основи комплексного хвильового методу гідродинамічного захисту кораблів. Основні положення цього методу підтверджені експериментально на стаціонарному гідродинамічної полігоні. За результатами цих досліджень вперше в світовій практиці створено принципово новий тип корабля протимінної оборони: досвідчений швидкохідний, тральщик - хвильової охоронець, проекту 1256. У розробці методу, проектуванні і дослідної експлуатації цих кораблів активну участь взяли фахівці 1-го ЦНДІ В.С. Воронцов, М.М. Демикін, О.К. Коробков, А.Н. Муратов, В.І. Салаж, Б.Н. Сєдих, Н.А. Цибульський; НДВП 1-го ЦНДІ МО - В.А. Дмитрієв, Н.Ф. Корольков, І.В. Терехов; Західного ПКБ - М.М. Корзенева, В.І. Немудов; ЦНДІ ім. академіка А.Н. Крилова - К.В. Александров, А.І. Порічок. Результати дослідної експлуатації підтвердили ефективність хвильового методу і дозволили намітити шляхи вдосконалення кораблів протимінної оборони нового типу.

Поряд з вирішенням завдань гідродинамічної захисту проводилися дослідження проблеми скритності підводних човнів від засобів виявлення по гідрофізичним полям у кільватерном сліді і на вільної поверхні. В ході цих досліджень вперше в країні створені апаратурні комплекси та проведені надійні вимірювання параметрів кільватерного сліду підводного човна і фону. Результати досліджень використовуються для вироблення заходів щодо забезпечення скритності підводних човнів.

Завдання зниження магнітного поля корабля може вирішуватися двома шляхами:

застосування в конструкції корпусу, обладнання та механізмів корабля маломагнітних матеріалів;

проведення розмагнічування корабля.

Застосування маломагнітних і немагнітних матеріалів для створення корабельних конструкцій дозволяє в значній мірі знизити магнітне поле корабля. Тому при будівництві спеціальних кораблів (тральщиків, мінних загороджувачів) широко використовуються такі матеріали як склопластик, пластмаси, алюмінієві сплави і т.д. При будівництві деяких проектів атомних підводних човнів застосовується титан і його сплави, який поряд з високою міцністю є маломагнітні матеріалом.

Однак міцність і інші механічні та економічні показники маломагнітних матеріалів дозволяють застосовувати їх при будівництві бойових кораблів в обмежених межах.

Розмагнічуванням корабля називається комплекс заходів спрямованих на штучне зменшення складових напруженості його магнітного поля.

Основними завданнями розмагнічування є:

а) зменшення всіх складових напруженості МПК до меж, встановлених спеціальними нормами;
б) забезпечення стабільності розмагніченого стану корабля.

Одним з методів вирішення цих завдань є проведення обмоточного розмагнічування.

Суть методу обмоточного розмагнічування полягає в тому, що МПК компенсується магнітним полем струму спеціально змонтованих на кораблі штатних обмоток.

Сукупність системи обмоток, джерел їх харчування, а також апаратури управління і контролю становить розмагнічуюче пристрій (РУ) корабля.

У систему обмоток РУ корабля можуть входити наступні обмотки (в залежності від типу і класу корабля):

а) Основна горизонтальна обмотка (ОГ), призначена для компенсації вертикальної складової МПК. Для розмагнічування більшої маси феромагнітного матеріалу корпусу ОГ розбивається на яруси, при цьому кожен ярус складається з декількох секцій.
б) Курсова шпангоутная обмотка (КШ), призначена для компенсації поздовжнього індуктивного намагнічування корабля. Вона складається з ряду послідовно з'єднаних витків, розташованих в шпангоутних площинах.
а) Основна горизонтальна обмотка ОГ.

б) Курсова шпангоутная обмотка КШ.

в) Курсова батоксовая обмотка КБ.

в) Курсова батоксовая обмотка (КБ), призначена для компенсації поля індуктивного поперечного намагнічування корабля. Вона монтується в вигляді декількох контурів, розташованих побортно в батоксових площинах, симетрично щодо діаметральної площині корабля.
г) Постійні обмотки, застосовуються на кораблях великого водотоннажності. До цих видів обмоток відносяться постійна шпангоутная обмотка (ПШ) і постійна батоксовая обмотка (ПБ). Ці обмотки прокладаються по трасі обмоток КШ і КБ і ніяких видів регулювання струму в процесі експлуатації не мають.
д) Спеціальні обмотки (СО), призначені для компенсації магнітних полів від окремих великих феромагнітних мас і потужних електричних установок (Контейнери з ракетами, нейтральні агрегати, акумуляторні батареї і т.д.)

Харчування обмоток РУ здійснюється тільки постійним струмом від спеціальних агрегатів живлення РУ. Агрегатами харчування РУ є електромашинні перетворювачі, що складаються з приводного двигуна змінного струму і генератора постійного струму.

Для харчування перетворювачів і обмоток РУ на кораблях встановлюються спеціальні щити харчування РУ, які отримують живлення від двох джерел струму, розташованих на різних бортах. На щитах РУ встановлюється необхідна комутаційна, захисна, вимірювальна і сигнальна апаратура.

Для автоматичного управління струмами в обмотках РУ встановлюється спеціальна апаратура, яка виробляє регулювання струмів в обмотках РУ залежно від магнітного курсу корабля. В даний час на кораблях використовуються регулятори струму типу «КАДР-М» і «КАДМІЙ».

Поряд з обмотувальним розмагнічуванням, тобто використанням РУ, надводні кораблі і підводні човни періодично піддаються безобмотковим розмагнічування.

Сутність безобмотковим розмагнічування полягає в тому, що корабель піддається короткочасному впливу сильних, штучно створених магнітних полів, що зменшують МПК до певних норм. Сам корабель при цьому методі ніяких стаціонарних розмагнічуються обмоток не має. Безобмотковим розмагнічування проводиться на спеціальних стендах СБР (стенд безобмотковим розмагнічування).

Основними недоліками методу безобмотковим розмагнічування є недостатня стабільність розмагніченого стану корабля, неможливість компенсації індуктивних складових МПК, що залежать від курсу і тривалість процесу безобмотковим розмагнічування.

Таким чином, максимальне зниження магнітного поля корабля досягається шляхом застосування двох методів розмагнічування - обмоточного і безобмотковим. Застосування РУ дозволяє компенсувати МПК в процесі експлуатації, але так як магнітне поле корабля з плином часу може значно змінюватися, то кораблі потребують періодичної магнітній обробці на СБР. Крім того на СБР проводяться виміри величини магнітного поля корабля, з метою підтримки МПК в встановлених межах.

Військові моряки зможуть одним натисканням кнопки змінювати індивідуальні електромагнітні портрети кораблів, за якими наводяться сучасні торпеди і донні міни. Цю можливість їм забезпечать суперконденсатори - пристрої, що представляють собою проміжну ланку між акумуляторними батареями і конденсаторами. Вони здатні миттєво накопичувати електричний струм і так само швидко його витрачати. Екіпажі зможуть самостійно проводити розмагнічування корабля в море в разі небезпеки і тим самим вводити в оману противника.

Як повідомили «Известиям» в Главкомата ВМФ, в Росії налагоджено серійне виробництво суперконденсаторів, які будуть застосовуватися для швидкого розмагнічування бойових кораблів, а також для спотворення і маскування їх електромагнітного портрета. Новітній комплекс розмагнічування вже пройшов випробування на великому десантному кораблі (ВДК) «Іван Грен».

Стандартні накопичувачі енергії, що застосовуються в ВМФ, мають високі питомі потужності, але низькі питомі енергетичні параметри. Системи розмагнічування на їх основі мають велику масу, тому встановлюються лише на спеціальних судах розмагнічування. На відміну від накопичувачів попереднього покоління суперконденсатори - компактні пристрої розміром зі звичайний автомобільний акумулятор, але з їх допомогою процес розмагнічування можна зробити безперервним, інтегрувавши пристрій до складу бортового обладнання.

Суперконденсатори для ВМФ розроблені компанією ТЕЕМП. Вироби мають питому потужність в 100 кВт / кг і можуть працювати навіть при екстремальних температурах. Суперконденсатор володіє мільйонним числом циклів заряд-розряд, що дозволяє інтегрувати його в склад будь-якого бортового обладнання автомобіля, літака або корабля.

Експерт в галузі військово-морських озброєнь Олександр Мозговий розповів «Известиям», що стандартні процедури розмагнічування корабля довгі і виснажливі. Зараз їх проводять виключно на території військово-морських баз.

У корабля є не тільки свій унікальний акустичний портрет, а й електромагнітний. Існують магнітні міни, торпеди і навіть ракети з магнітними головками наведення, - пояснив експерт. - Розмагнічування необхідно, але це велика проблема. Пам'ятається, на БДК «Іван Грен» довелося через це навіть всю проводку міняти.

За словами експерта, нові технології сильно спрощують процес розмагнічування, оскільки все робиться одним натисканням на кнопку. Морякам буде менше роботи, а процес підготовки до виходу на бойову службу значно прискориться. Така система також постійно контролює стан електромагнітного поля корабля під час плавання.

Американці вже встановили схожу систему на свої новітні есмінці типу «Зумвальт», - зазначив Олександр Мозговий.

Розмагнічування корабля - обов'язкова процедура перед кожним виходом в море. Вона включає в себе обмотку корпусу електричним кабелем. По ньому протягом декількох діб подається струм, генерований через електролітичні конденсатори, які видають змінні магнітні імпульси. Вони знімають власне електромагнітне поле корабля. Тим самим поліпшується робота навігаційних комплексів, а заодно підвищується захищеність корабля від високоточних систем зброї.

ДЕТАЛЬНІШЕ ПО ТЕМІ

переглядів

Зберегти в Однокласники зберегти ВКонтакте