Поиск:

ИСТОРИЯ АКАДЕМИЧЕСКИХ УЧРЕЖДЕНИЙ

ФЛАГМАН ОТЕЧЕСТВЕННОГО КОРАБЛЕСТРОЕНИЯ

В. М. Пашин

Боевые корабли и гражданские суда во все времена были одними из наиболее сложных творений рук человеческих. Недаром проблемами, возникавшими при их создании» занимались многие выдающиеся ученые. На рубеже XIX-XX вв. роль, науки в судостроении стала особенно важной. Именно тогда возникли новые задачи, для решения которых потребовались плавучие сооружения, часто совершенно не похожие на корабли и суда, строившиеся прежде. В результате прогресса науки стали появляться новые технические и технологические возможности для создания объектов с характеристиками, которые до того казались фантастическими. В строительство большинства из этих объектов, очень значительный, во многом определяющий вклад внес Центральный научно-исследовательский институт им. акад. А.Н.Крылова.

На протяжении многих лет институт активно сотрудничает с научными учреждениями Российской академии наук. Так, еще в годы Великой Отечественной войны под руководством А.П.Александрова и И.В.Курчатова сотрудники института занимались разработкой системы автоматизированного размагничивания кораблей с учетом их типа, районов плавания, переменных нагрузок в материалах корпусных конструкций. Благодаря постоянному взаимодействию с Институтом физики Земли им. О.Ю.Шмидта, Институтом физической химии, Институтом радиотехники и электроники, Институтом проблем управления им. В.А.Трапезникова в Тихоокеанским океанологическим институтом Дальневосточного отделения РАН удалось решить проблему защиты судов и кораблей простыми и менее затратными способами. В этой связи следует отметить деятельность академиков В.И.Ильичева, М.П.Костенко, С.В.Вонсовского. Академик А.П.Александров постоянно интересовался научными достижениями института.

В ЦНИИ работали академики Ю.А.Шиманский и В.В.Новожилов, членами ученого совета и консультантами в свое время были академик В.Л.Поздюнин и член-корреспондент АН СССР П.Ф.Папкович. Одним из первых заведующих Опытовым бассейном, с которого ведет свою историю институт, был А.Н.Крылов, ставший впоследствии действительным членом Российской академии наук. Он принимал активное участие в работе института вплоть до своего ухода из жизни в 1945 г.

Официально институт основан в марте 1894 г., когда в присутствии императора Александра III состоялось освящение построенного Опытового судостроительного бассейна Морского ведомства. Бассейн создавался по инициативе Морского технического комитета, поддержанной великим русским ученым Д.И.Менделеевым. Необходимость его диктовалась потребностью проведения модельных экспериментов, поскольку теоретические или эмпирические методы проектирования и постройки кораблей и судов становились недостаточными и малоуспешными. В 1932 г. бассейн превратился в многопрофильное научно-исследовательское учреждение, что было закреплено в официальном названии - Научно-исследовательский институт военного кораблестроения. В 1938 г. институт был преобразован в НИИ-45 Наркомата оборонной промышленности, в 1939 г. - в ЦНИИ-45 Наркомата судостроительной промышленности, в 1944 г. институт получил нынешнее наименование - ЦНИИ им. акад. А.Н.Крылова. В июне 1994 г. институту был присвоен статус Государственного научного центра.

За годы своего существования ЦНИИ совершенствовал свою структуру, которая к началу 1990-х годов была представлена 12 научно-исследовательскими отделениями, экспериментально-опытным производством, подразделениями эксплуатации и управления. На протяжении более чем столетия институт был головной и ведущей научно-исследовательской организацией судостроительной отрасли страны. Его сотрудники решали принципиальные технические проблемы и задачи при проектировании и постройке кораблей ВМФ, судов гражданского флота и средств океанотехники, в том числе принципиально новых для отечественного флота кораблей - авианесущих, с динамическими принципами поддержания, с нетрадиционной энергетикой (газотурбинные и ядерные энергетические установки), их эксплуатации и утилизации, то есть полного жизненного цикла. При прямом и непосредственном использовании интеллектуального потенциала института к началу 90-х годов был создан первоклассный военно-морской флот и один из крупнейших в мире торговый и промысловый флот, которых до того страна никогда не имела. Чтобы показать значимость этой деятельности, приведу два примера из истории отечественного подводного флота: проектирование первой "ныряющей" подводной лодки в начале XX в. и первой атомной подводной лодки в середине того же столетия.

Проектирование первой отечественной боевой подводной лодки, названной впоследствии "Дельфин", осуществлялось под общим руководством заместителя заведующего Опытовым бассейном И.Г.Бубнова. Работы над этим проектом, начало которых относится к декабрю 1900 г., велись весьма секретно, для чего по особому указанию управляющего Морским министерством адмирала П.П.Тыртова была выделена в помещении бассейна отдельная комната. Заведующему Опытовым бассейном А.Н.Крылову было предписано оказывать всяческое содействие проведению исследований и опытов, необходимых при проектировании "Дельфина".

Проект первой отечественной атомной подводной лодки в соответствии с Постановлением Совета Министров СССР "О проектировании и строительстве объекта № 627" от 9 сентября 1952 г. также начал разрабатываться в стенах института, на территории ЦНИИ-45 в Новой Голландии. Научным руководителем проекта был назначен директор института В.И.Першин, главным конструктором с сохранением должности заместителя директора института - В.Н.Перегудов.

Из числа важных оборонных задач, успешно решенных при участии специалистов института, отмечу, прежде всего, создание подводных лодок стратегического назначения, способных в случае необходимости нанести ответные ракетно-ядерные удары по военным и промышленным объектам на территории противника, подводных лодок для борьбы с ударными соединениями надводных кораблей противника и его морскими перевозками, а также средств противодействия решению аналогичных задач противником. В части транспортировки грузов по воде следует упомянуть о сокращении стоянки судов под погрузкой и выгрузкой, развитии перевозок в покрытых льдом морях Арктики, между речными и морскими портами без перевалки грузов в приустьевых портах. Перед промысловым флотом возникли и были решены вопросы развития экспедиционного лова рыбы и добычи морепродуктов в отдаленных районах Мирового океана. Совершенно новыми для судостроителей оказались проблемы создания надводных и подводных средств для всестороннего изучения океана, для поиска, разведки и обустройства морских месторождений нефти и газа, а позднее - твердых полезных ископаемых. Очень непросто было обеспечить работу космических аппаратов в те периоды, когда они находились вне пределов видимости с территории нашей страны.

Что касается реализации новых возможностей, то больших усилий от специалистов института потребовало внедрение сталей повышенной прочности и титана, а также легких сплавов и композитных материалов. Первые позволили существенно увеличить глубину погружения подводных лодок либо использовать выигрыш в весе корпуса для улучшения других характеристик, положительно сказывающихся на их боевой эффективности; вторые - открыли дорогу к созданию скоростных неводоизмещающих судов и кораблей с динамическими принципами поддержания. Большой комплекс работ института связан с обеспечением стойкости корабельных конструкций при воздействии на них морского, в том числе атомного оружия.

Значительные по объему научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы пришлось в свое время провести в связи с переходом от тяжелых паровых машин с котлами на угле к паровым турбинам с котлами на жидком топливе и экономичным дизелям, а позднее - к легким газовым турбинам, без которых достижение высоких скоростей на воде было бы невозможно. Велик вклад института в создание корабельных и судовых атомных энергетических установок, совершивших настоящую революцию в подводном судостроении и ледоколостроении, в строительстве авианесущих кораблей и атомных ракетных крейсеров. Успешно решают сотрудники института задачи диагностики технического состояния и обеспечения надежности энергетических установок всех типов и судовых систем, а также сварных корабельных конструкций.

В 1950-е годы в институте начались исследования в области автоматизации кораблей и совершенствования их электроэнергетических установок. В 60-е годы на базе подразделений, проводивших эти работы, были развернуты специализированные научно-исследовательские организации, которые сумели реализовать многие идеи, родившиеся ранее в ЦНИИ им. акад. А.Н.Крылова.

Особо следует упомянуть работы института в области повышения скрытности подводных лодок и надводных кораблей. Предлагавшиеся меры снижения интенсивности физических полей подводных объектов в океане прошли натурные испытания. В результате была существенно снижена вероятность их обнаружения и поражения самонаводящимся оружием.

В 50-60-х годах прошлого века Крыловский центр стал одним из пионеров внедрения в нашей стране математических методов исследования операций и вычислительной техники в практику обоснования характеристик и элементов кораблей и судов новых типов. Тогда же центр выступил инициатором создания первой отечественной системы автоматизированного проектирования судов.

Естественно, очень большой объем работ институт выполнял в традиционной для него области прикладной гидро- и аэродинамики. Об их успешности свидетельствуют высокие ходовые, маневренные и мореходные качества строившихся в стране кораблей и судов, в том числе на подводных крыльях и на воздушной подушке, а также экранопланов. Важное практическое значение имело открытие того, что сопротивление движению можно снизить посредством подачи в воду раствора полимера и создания под корпусом искусственной воздушной каверны. Нельзя не упомянуть и исследования, позволившие уменьшить нестационарные силы, которые возникают при работе гребных винтов и порождают вибрацию корпуса. Были созданы малошумные винты и усовершенствованы методы проектирования движителей всех типов. Значителен вклад института в решение гидро- и аэродинамических проблем при разработке нового морского оружия, особенно тех, что имели отношение к его использованию с подводных и надводных носителей.

Все эти достижения были бы немыслимы без тесной взаимосвязи между академическими и отраслевыми институтами, без хорошо скоординированных фундаментальных и прикладных исследований. Располагая уникальной экспериментальной базой - опытовыми бассейнами, гидродинамическими, кавитационными, аэродинамическими и акустическими трубами, стендами для прочностных исследований крупномасштабных конструкций, заглушёнными и реверберационными камерами и другими специальными установками, ученые института не только создавали новые конструкции кораблей и судов, но и были инициаторами постановки в академических институтах ряда важнейших для судостроения научно-поисковых исследований.

Наиболее тесно ЦНИИ взаимодействовал с академическими институтами в области повышения скорости движения судов. Решение фундаментальных проблем ламиниризации пограничного слоя, газонасыщения, искусственных воздушных и кавитационных каверн, полимерных добавок в пограничный слой, проверка результатов исследования на моделях в опытовых бассейнах, гидродинамических и кавитационных трубах позволили значительно снизить сопротивление движению судов, повысить их пропульсивные качества и в итоге существенно увеличить скорости движения кораблей различных классов и назначений. В этих работах, удачно сочетавших фундаментальные и теоретические исследования, участвовали Институт гидродинамики и Институт теплофизики Сибирского отделения, Институт механики и позже Институт проблем механики, Институт высокомолекулярных соединений. Исследования проводились с модельными крупномасштабными и натурными объектами, в частности, для этой цели была построена подводная лодка-лаборатория. Свой вклад в исследования внесли академики М.А.Лаврентьев, С.С.Кутателадзе, А.Ю.Ишлинский, Л.И.Седов, А.В.Овсянников, член-корреспондент Е.Ф.Панарин.

Решение многих проблем создания глубоководных подводных лодок и аппаратов стало возможным лишь в результате многолетнего творческого содружества ЦНИИ с Институтом сварки им. Е.О.Патона АН Украины при участии Института гидродинамики Сибирского отделения. Совместными усилиями были развиты теория ползучести и теория механики разрушений, разработаны предложения по наиболее полному использованию механических свойств материалов в составе корабельных конструкций, изучены процессы деградации материалов и конструкций при эксплуатации кораблей и судов. Особо необходимо отметить участие научных учреждений Академии наук в организации атомного подводного судостроения и большую роль академика Ф.М.Митенкова.

Ярким примером удачного научного содружества ЦНИИ и Института гидродинамики им. М.А.Лаврентьева СО РАН стала разработка нелинейной модели анизотропной среды, что позволило создать сферопластики, отвечающие мировому уровню, предложить технологию и организовать производство легковесных блоков плавучести для специальных глубоководных аппаратов.

Совместно с Институтом океанологии им. П.П.Ширшова, Институтом геохимии и аналитической химии им. В.И.Вернадского проводились комплексные обследования радиационной обстановки в районе гибели атомной подводной лодки "Комсомолец", которые доказали, что находящиеся в лодке радиоактивные и ядерные материалы не оказывают негативного воздействия на окружающую среду. В организации этих исследований велика заслуга академиков М.Е.Виноградова и Э.М.Галимова.

Весьма важное направление в судостроении - разработка экологически чистых тепловых двигателей с низким содержанием окислов азота, окиси углерода и других загрязняющих веществ, которые входят в состав отработавших газов корабельных газотурбинных двигателей и дизелей. Эту проблему ЦНИИ решает совместно с Институтом катализа им. Г.К.Борескова СО РАН, руководимым академиком В.Н.Пармоном.

Показательны по результативности выполненные совместно с Институтом машиноведения им. А.А.Благонравова РАН и Калужским турбинным заводом работы, направленные на снижение вибраций и шума корабельных механизмов и систем. Так, на основе всесторонних исследований динамики вращающихся тел, деформации узлов машин при передаче энергии, а также внедрения пассивных и активных систем виброзащиты была успешно решена проблема снижения виброактивности турбозубчатых агрегатов. Большую роль в проведении таких исследований сыграли академики К.В.Фролов и В.И.Кирюхин.

Новое направление в прорывных технологиях - так называемые активные способы снижения вибраций и шума. В их разработке вместе с ЦНИИ участвуют научные учреждения Российской академии наук, в том числе Институт прикладной математики им. М.В.Келдыша, Институт прикладной физики, Институт машиноведения им. А.А.Благонравова, а также отраслевые организации, например, Акустический институт им. Н.Н.Андреева.

Сегодня, вспоминая пройденный путь, нельзя ограничиться только перечислением сделанного. Впереди - новые проблемы и задачи, требующие дальнейших фундаментальных разработок, без которых в текущем тысячелетии невозможно оставаться на передовом фронте науки и техники. Так, в области гидромеханики необходимо более глубоко изучить вопросы турбулентности и трения, пульсации давления, нелинейные волновые процессы в пограничном слое, течения с высокой степенью турбулентности, а также сделать более совершенными теорию несущей поверхности и нелинейную теорию взаимодействия твердых тел с интенсивным морским волнением. Важно не только глубже проникнуть в физику изучаемых процессов, но и уточнить старые или построить новые математические модели, которые могли бы на макромасштабном уровне адекватно описывать рассматриваемые явления. Здесь существенная нелинейность задач требует серьезного анализа устойчивости и единственности решений или установления границ существования слабоустойчивых процессов.

Что касается механики твердого деформируемого тела, то мы только-только научились оценивать процессы повреждаемости и разрушения материалов в составе конструкций на макроуровне. Неуверенность в теоретических оценках преодолевается слишком дорогим крупномасштабным экспериментом. Чтобы сократить расходы, надо уже на следующем уровне масштаба изучить явления повреждаемости и малых разрушений, чтобы увязать статистически эти данные с макромасштабом, который лежит в основе всех наших расчетов по уровням безопасных нагрузок, допустимых дефектов, ресурса усталостной прочности и надежности конструкций.

В механике жидкости, а также взаимодействия жидкости с твердым деформируемым телом требуется перейти на мезоуровень, что невозможно без переоснащения измерительной техники и информационных средств обработки результатов измерений. По мере накопления данных мезомеханики и совершенствования на их основе теории и эксперимента, по мере расширения методов численного эксперимента будут меняться и оптимизироваться крупномасштабный и модельный эксперименты, увеличится информативность экспериментальных исследований. Сказанное повлечет за собой изменения в концепции опытовой базы института, разработанной в минувшем столетии.

В ЦНИИ сложились школы, признанные мировым научным сообществом, действует отлаженная система подготовки научных кадров высшей квалификации. Специалисты института принимают активное участие в работе международных научно-технических организаций, имеющих отношение к судостроению. Плодотворным было также их участие в деятельности организованных еще Академией наук СССР проблемных советов по гидрофизике, гидродинамике, механике и машиностроению, которые определяли направления нужных для судостроения исследований, подлежащих выполнению в академических институтах, институтах ведомств-заказчиков и других отраслей промышленности.

В последние годы ЦНИИ в своей деятельности все большее внимание уделяет:
• интеграции - поиску заказчика не только внутри России, но и за границей, при этом мировой рынок заставил институт строго следить за соблюдением сроков выполнения работ и их качеством;
• инновациям - доведению своих фундаментальных разработок до конечной продукции, например, институт берет заказы на поставку натурных гребных винтов, современных гидродинамических и кавитационных труб;
• диверсификации - расширению профиля деятельности и созданию новых видов производств, например, на основе собственных фундаментальных разработок в институте изготовлен прибор "СОВА" для обнаружения взрывчатки, радиоактивных и делящихся материалов, организовано производство гидроакустических покрытий, ведется проектирование гражданских судов, создаются роботы для нефтегазового комплекса и устройства по защите корабля по электрическому полю.

Высокое качество работ института по широкому спектру научных проблем привлекает и отечественных, и иностранных заказчиков. Институт проводит испытания и участвует в разработке железнодорожной и автомобильной техники, элементов глубоководных буровых комплексов и другой морской техники в интересах освоения шельфа, узлов амортизации для отечественного самолета. Все это наглядные примеры удачной диверсификации работ института на базе имеющегося фундаментального научного задела. Уникальные исследования были выполнены в процессе разработки проекта подъема атомной подводной лодки "Курск".

"Золотым генофондом" флагмана отечественного судостроения, его гордостью по-прежнему являются сотрудники института. Из почти 2500 специалистов около 330 имеют ученую степень кандидата и 65 - доктора технических и физико-математических наук, в институте работает один академик и один член-корреспондент РАН, более 30 сотрудников избраны в отраслевые академии. Из многих известных специалистов института выделю выдающихся ученых: А.Н.Крылова, И.Г.Бубнова, В.Л.Поздюнина, В.И.Першина, Ю.А.Шиманского, П.Ф.Папковича, В.В.Новожилова; главных конструкторов надводных кораблей и подводных лодок: В.И.Юркевича, А.И.Маслова, В.Н.Перегудова, М.А.Рудницкого, Б.М.Малинина, С.А.Егорова. В институте начинал службу М.В.Егоров - министр судостроительной промышленности СССР, бывший директор института А.И.Вознесенский в свое время исполнял обязанности заместителя председателя Комиссии по военно-промышленным вопросам. В наши дни руководитель Крыловского центра входит в состав Совета при президенте РФ по науке, технологиям и образованию. На протяжении длительного периода автор статьи возглавлял Научно-техническое общество судостроителей им. акад. А.Н.Крылова РФ и СНГ, ассоциацию судостроителей Санкт-Петербурга, а в настоящее время является членом Морского совета Санкт-Петербурга и Научно-технического совета при губернаторе Санкт-Петербурга, руководит экспертным советом Федеральной целевой программы "Национальная технологическая база".

За время существования института звания Героя Социалистического Труда и Героя Российской Федерации были удостоены А.Н.Крылов, В.Н.Перегудов, В.В.Новожилов, А.И.Вознесенский, Г.А.Матвеев, В.М.Пашин. Лауреатами Государственной премии СССР стали 39 сотрудников института, Ленинской премии - 9, премии Совета Министров СССР - 22, премии Ленинского комсомола - 8, премии Правительства Российской Федерации - 41.

Став государственным научным центром, институт доказал свое право на участие в федеральных программах фундаментального и поискового характера. В портфеле заказов института - контракты и договора по гражданской и военной тематике с отечественными и иностранными организациями. За последнее десятилетие выполнено более 330 контрактов с фирмами Великобритании, Германии, Италии, Индии, Канады, Китая, Норвегии, Республики Корея, США, Франции и других стран.

Геополитическое положение России таково, что она не может обойтись без флота. Воссоздать же флот без Центрального научно-исследовательского института им.акад. А.Н.Крылова невозможно.

Назад к списку