МОРЛАБ - Глава 4. Период специализации корабельных наук

События 1928 г.

Во Франции строится самая большая подводная лодка довоенного периода "Сюркуф" (D=2880/4330 т, L=120 м), имеющая на вооружении кроме двух 203 мм орудий разведывательный самолет в герметичном ангаре (!).

В Германии закладывается первый крупный боевой корабль с дизельной энергетической установкой - "карманный" линкор "Дойчланд" (Dст=10 тыс. т).

На верфи А.Г.Везер спускается на воду трансатлантический лайнер компании Норддейтчер Ллойд "Бремен"(BRT=51656 рег.т, v=28,5 уз), который был впервые в гражданском судостроении оборудован носовым бульбом и служил образцом совершенной гидродинамики корпуса, что позволило ему уже в первом рейсе в 1929 г. легко отобрать у старушки "Мавритании" Голубую ленту, пройдя дистанцию за 4 суток 17 часов со средней скоростью 27,9 узла.

Заканчиваются 20-летние (1909-1929 гг) исследования в Мировом океане магнитного поля Земли первой в мире американской немагнитной шхуной "Карнеги" (D=568 т).

В районе Шпицбергена советский ледокол "Красин” спасает оставшихся в живых членов экипажа погибшего итальянского дирижабля Умберто Нобиле "Италия” и на пути в Норвегию оказывает помощь тонущему пассажирскому судну "Монте Сервантес”.

С 1928 по 1937 г. советскими учеными Георгием Павленко (1898-1970 гг.), Николаем Кочиным (1901-1944 гг.), Леонидом Сретенским (1902-1973 гг.), Леонидом Седовым (р. 1907 г.) и Мстиславом Келдышем (1911-1978 гг.) разрабатывается современная теория волнового сопротивления судна, а в течение 30-х годов Седов и, независимо от него, немецкий ученый-гидродинамик Г. Вагнер фактически формируют фундаментальную теорию глиссирования.

Рис. 53. Немецкий крейсер "Кенигсберг" (L= 174 м; B= 15,3 м; T=6,3 м; D= 8260 т; v= 32 уз; N= 30000 л.с.), спущенный на воду в 1928 г., явился первым кораблем с современной продольной системой набора корпуса, при сборке которого широко использовалась электросварка. Крейсера этого типа, кроме того, явились и первыми боевыми кораблями с комбинированной дизель-паротурбинной энергетической установкой.

а)
б)
Рис.54. Знаменитые немецкие корабли: "карманный” линкор "Дойчланд” (а, L= 186 м; B= 20,6 м; T= 7,2 м; D= 10000 т; v=28 уз; N=50000 л.с.), построенный в 1931 г. и испытавший на себе сильную вибрацию корпуса от мощных дизельных двигателей, и построенный в 1929 г. трансатлантический лайнер "Бремен” (б, L= 286 м; B= 31 м; T= 10,3 м; v= 28 уз; N=130000 л.с.), на котором впервые обнаружилась сильнейшая вибрация кормовой части корпуса от гребных винтов. Если для пассажирского судна проблема была разрешена совершенствованием движителей (аналогичная ситуация возникнет в 30-х годах с французским суперлайнером "Нормандия"), то для "Дойчланда" эта болезнь оказалась практически пожизненной: сложность качественного прицеливания наводчиками на ходу сопровождала корабли этого типа в течение всех боевых действий во второй мировой войне.

В 1934 г. советский ученый Леонид Лейбензон (1879-1951 гг.), который считается основателем науки о подземной гидравлике, впервые решил задачу колебания конструкции под воздействием жидкости путем совместного решения уравнений движения упругой конструкции и жидкости, положив начало новому научному направлению - гидроупругости конструкций, - науке, находящейся на стыке гидромеханики и прочности.

	Краткая историческая справка: *Георгий Павленко,* советский ученый-кораблестроитель в области гидромеханики и теории корабля, профессор, член Академии наук УССР. Окончил кораблестроительный факультет Ленинградского политехнического института, работал на судостроительном заводе и НИИ, преподавал в Ленинградском кораблестроительном институте и Одесском институте инженеров морского флота. Внес большой вклад в развитие экспериментальной гидродинамики (по проектам и под руководством Павленко построены два опытовых бассейна). Труды по теории гребного винта и глиссирования, устойчивости судов, волнового сопротивления, остойчивости и качке.
	Краткая историческая справка: *Николай Кочин,* советский математик, механик, член Академии наук СССР. Окончил Петроградский университет, преподавал в Ленинградском и московском университетах. Один из основателей современной динамической метеорологии, возглавлял Институт теоретической метеорологии, отдел механики Института математики АН СССР. Труды по теории глобального климата, волнового сопротивления и подводного крыла, качки корабля и аэродинамике.
	Краткая историческая справка: *Леонид Сретенский,* советский математик и механик, профессор, член-корреспондент Академии наук СССР. Окончил физико-математический факультет Московского университета, преподавал в Московском гидрометеорологическом институте и Московском университете, работал в Центральном аэрогидродинамическом институте, Институте теоретической геофизики и Морском гидрофизическом институте АН СССР. Труды по теории волн, теоретической механике, геофизике, гидрогазодинамике, теории приливов и волнового сопротивления.

События 1934 г.

Во Франции впервые в сухом доке строится линкор "Дюнкерк" (D_ст=26500 т, v=29,5 уз), вооруженный четырехорудийными башнями главного калибра (330 мм).
В Балтийском море эксплуатируется шведский ледокол "Имер" (N= 9 тыс. л.с) – первый ледокол с дизель-электрической энергетической установкой, ставшей классической для судов этого типа.
В составе французского военно-морского флота несут боевую службу самые быстроходные водоизмещающие корабли за всю историю судостроения - лидеры эсминцев типа "Кассар" и "Ла Фантаск", показавшие при форсировке турбин рекордные скорости до 46 узлов.
Обладателем Голубой ленты становится итальянский пассажирский лайнер "Рекс" (BRT=51075 рег.т, v=28,9 уз), который впервые за всю историю трансатлантических гонок награжден серебряным кубком "Голубая лента Атлантики", изготовленным лучшими ювелирами по заказу английского миллионера Гарольда Хэлса .
Немецкий инженер Гельмут Вальтер начинает работы по созданию для подводных лодок энергетических установок, работающих на перекиси водорода.
В результате первой попытки прохода по Северному морскому пути за одну летнюю навигацию недалеко от Берингова пролива раздавлен льдами и затонул советский пароход "Челюскин".
Фатальное столкновение близ Нью-Йорка с плавучим маяком "Нантакет" старшего брата "Титаника"- пассажирского лайнера "Олимпик", после чего ветеран Атлантики практически не эксплуатировался и в 1937 г. был продан на слом.
Третий год английский трансатлантический лайнер "Эмпресс оф Бритн” (BRT=42350 рег.т), работающий в летний период на линии Европа - Канада, осуществляет зимние кругосветные круизы.

Краткая историческая справка:
Леонид Седов, советский математик и механик, профессор, член Академии наук СССР и иностранных АН. Окончил и работал в Московском университете, заведующий отделением механики Математического института им.Стеклова АН СССР. В годы Великой отечественной войны разрабатывал различную военно-морскую технику. Труды по математике, аэродинамике и гидромеханике, тензорно-физической теории симметрии, теории относительности и моделирования в механике, теории волн и полей, теории крыла и глиссирования. Автор теории сильного взрыва. Один из основателей советской научной школы механиков.

Краткая историческая справка:
Мстислав Келдыш, советский математик и механик, профессор, член и президент Академии наук СССР и иностранных АН, депутат Верховного Совета. Окончил Московский университет, работал в Центральном аэрогидродинамическом институте, Московском университете, Математическом институте им.Стеклова АН СССР, директор Института прикладной математики АН СССР. Труды по математике, аэрогидродинамике, теории удара тел о жидкость и флаттера. Впервые применил в гидродинамике теорию функций комплексного переменного, руководил космическими программами.

В 1935 г. русский кораблестроитель и ученый Валентин Поздюнин (1883-1948 гг.), являющийся учеником Боклевского, издает учебник "Теория проектирования судов”, который явился крупным вкладом в развитие этой науки. Примерно в это же время Поздюниным и Львом Ногидом (1892-1972 гг.) был предложен метод вариаций и заложены основы оптимизации проектовсудов, потребующие в послевоенный период интенсивного привлечения математического аппарата оптимизации, уже широко применяемого в экономических теориях капитализма.

Краткая историческая справка:
Валентин Поздюнин, русский кораблестроитель и ученый, профессор, член Академии наук СССР. Окончил кораблестроительное отделение Петербургского политехнического института, Кронштадское морское инженерное училище, работал на Балтийском заводе помощником строителя и конструктором кораблей, в Бюро проектирования судов Главного управления кораблестроения и Адмиралтейского завода, во время войны заведовал отделом гидравлики Института механики АН СССР в Москве. Преподавал в Петербургском политехничесом институте, был деканом кораблестроительного отделения, один из создателей Ленинградского кораблестроительного института. Один из организаторов и руководителей первых советских НИИ судостроительной промышленности и морского флота, принимал участи в проектировании и строительстве первых советских судов торгового флота. Один из создателей издательства Судпрогиз, организатор и редактор 15-томного «Справочника по судостроению». Труды по теории проектирования судов, судовым устройствам, архитектуре корабля, гидромеханике и теории гребного винта.

^*) В результате испытаний из за неустранимых дефектов в сварных швах рабочая глубина лодок была ограничена 50 м.

Рис.55. Первые серийные подводные лодки фашистской Германии серии IIA (L=40,9 м; B=4,1 м; D=254/303 т; v=13/6,9 уз; N=750/360 л.с.), построенные в 1935 г. и имевшие цельносварные прочные корпуса, способные погружаться на рабочую глубину 80 м^*), считались самыми глубоководными лодками того времени. Основательное научное обеспечение расчетов прочности при проектировании немецких подводных лодок, наряду с достижениями металлургии, привело к тому, что к началу второй мировой войны рабочие глубины большинства лодок составляли 100 м, а знаменитые подводные лодки XXI серии, вступившие в строй в конце войны, были способны погружаться на глубины до 300 м.

События 1935 г.

Постройка и успешное испытание финским инженером Каарио первого в мире экраноплана.
Во Франции по проекту русского эмигранта Владимира Юркевича (1885-1964 гг.) построен один из самых крупных трансатлантических лайнеров "Нормандия"(BRT=83400 рег.т) - самый большой в истории судостроения пассажирский турбоэлектроход, преодолевший 300-метровый рубеж длины и впервые на транспортном флоте оснащенный в 1937 г. радиолокационной станцией, неоднократный призер Голубой ленты Атлантики (средняя скорость перехода 30 узлов).
В СССР заканчивается строительство нового катера на воздушной подушке "Л-5” (D=8,6 т) инженера Владимира Левкова (1895-1954 гг.), который в 1936 г. на испытаниях развил невиданную скорость в 73 узла.
На верфи в Клайдбэнке в противовес французской "Нормандии” достраивается воплощение огромного английского судостроительного опыта - прославленный пассажирский лайнер "Куин Мери" (BRT=81235 рег.т, v=31,7 уз) по заказу объединенной компании Кунард Уайт Стар Лайн, ставший в 1936 г. обладателем Голубой ленты и основным соперником "Нормандии" в скорости до самой второй мировой войны: в первом же рейсе "Королева" проходит дистанцию за 3 суток 20 часов. Знаменитый лайнер сохранился до наших дней и находится в США (Лонг Бич) в качестве плавучего развлекательного центра-музея.
Между Англией и Германией установлено соглашение, по которому фактически санкционировано перевооружение военно-морского флота Германии вопреки ограничениям Версальского договора.
Английский зоолог Джеймс Грей, один из основателей гидробионики , изучает движение в воде дельфинов , что приведет через год к открытию парадокса, который называется его именем и заключается в несоответствии сопротивления воды модели дельфина и действительной мышечной силе животного .
Французский священник Пуадебар открывает точное местоположение знаменитых финикийских городов Сидон и Тир, которые еще в древности поглотило Средиземное море.

Краткая историческая справка:
Лев Ногид, советский ученый-кораблестроитель в области проектирования судов, профессор. Участник Первой мировой и гражданской войны. Окончил кораблестроительное отделение Ленинградского политехнического института, работал в конструкторском бюро, преподавал в Ленинградском кораблестроительном институте. Труды по теории проектирования судов. Автор оригинальной теории моделирования движения ледокола во льдах.

Рис. 56. Выдающийся английский пассажирский лайнер "Куин Мэри” (L= 310 м; B= 36 м; T=11,8 м; v=28,5 уз; N= 160000 л.с.), построенный в 1936 г., является, пожалуй, самым гидродинамически обоснованным судном в мире: в целях выбора оптимальной формы его корпуса было изготовлено 22 пятиметровые модели и проведено 8000 (!) испытаний в опытовом бассейне, в том числе и мореходных испытаний на волнении, впервые сгенерированном специальным устройством опытового бассейна - волнопродуктором.

С 1934 по 1941 г. советские ученые-гидродинамики Константин Федяевский (1903-1970 гг.) и Лев Лойцянский создают современную теорию пограничного слоя, причем последний детально исследует физическую природу вихревого сопротивления.

Краткая историческая справка:
Константин Федяевский, советский ученый в области гидродинамики и теории корабля, профессор, заслуженный деятель науки и техники. Окончил Московское высшее инженерное училище, преподавал в московских ВУЗах и Ленинградском кораблестроительном институте, работал в Центральном аэрогидродинамическом институте. Труды по теории пограничного слоя, гидродинамике подводных тел и управляемости судов. Автор вихревой математической модели корпуса судна.

В начале 40-х годов, когда в условиях военного времени советские конструкторы быстроходных кораблей все чаще сталкивались с непреодолимой проблемой кавитации гребных винтов, Поздюнин предлагает парадоксальное решение: бороться с кавитацией путем ее интенсификации. Открытое явление назвали "суперкавитацией”, а гребные винты, эффективно работающие в таких условиях, - суперкавитирующими (рис.57).

Рис. 57. Схема профилей кавитирующей (а) и суперкавитирующей (б) лопасти гребного винта: 1 - профиль лопасти; 2 - зона кавитации.

Примерно в это же время советский ученый Валентин Новожилов (1910-1988 гг.) начинает работать над общей теорией тонких оболочек и нелинейной теорией упругости, которые в послевоенный период явились значительным вкладом в развитие строительной механики корабля и нашли применение, в частности, в практике проектирования глубоководных подводных лодок.

В 1943 г. американский ученый Рихард Курант (1888-1972 гг.) на основе работ А. Хренникоффа предлагает численный расчетный метод, позволяющий с использованием приема дискретизации определять напряженно-деформированное состояние достаточно сложных с точки зрения строительной механики конструкций. Такой подход к анализу напряженно-деформируемого состоянияместную с вытекающими отсюда упрощениями. Однако, зачастую выяснялось, что упрощение взаимовлияния элементов общей и местной прочности приводит к значительным погрешностям и чем сложнее конструкция, тем они больше. Поэтому общее восприятие картины работы таких конструкций можно увидеть только, разбив ее на множество элементов, связанных в узлах между собой. сложных конструкций был вызван тем, что традиционно при проверке прочности объекта она всегда условно разделялась на общую и

Так были заложены теоретические основы новых конечноэлементных численных методов, которые могли быть эффективно реализованы только в условиях интенсивного развития вычислительной техники.

Краткая историческая справка:
Валентин Новожилов, советский ученый-кораблестроитель, член Академии наук СССР и Английского общества корабельных инженеров. Окончил Ленинградский физико-механический институт, работал в НИИ и занимался проектированием кораблей, преподавал в Ленинградском университете. Труды по строительной механике и теории упругости. Один из основоположников нелинейной теории упругости.

а).
б).
Рис.58. Стандартные "суда на один рейс” военной постройки - сухогрузы типа "Либерти” (а, L= 130,6 м; B= 17,5 м; T= 8,4 м; D= 14326 т; v= 11 уз; N= 2500 л.с.) и танкеры типа Т-2 (б, L= 153 м; B= 20,7 м; T= 9,2 м; DW= 16800 т; v= 14,5 уз; N= 6000 л.с.) выявили противоречие между классической конструкцией клепанного корпуса с поперечной системой набора и современными способами его сборки с помощью сварки: трещины металла в сварных соединениях и концентраторах напряжений привели в период с 1942 по 1966 г. к перелому корпусов у 22 судов этого типа.

События 1943 г.

Итальянским инженером П.Нерви построено первое судно из армоцемента - яхта "Неннел"(L=12,5 м).

Французский океанолог Жак Кусто и инженер Э.Гальян создают и испытывают первый акваланг.

В США полным ходом идет начатое в 1942 г. крупносерийное поточно-позиционное строительство, так называемых, стандартных судов - сухогрузов типа "Либерти" (DW=10700 т) и танкеров типа "Т-2": при постройке сухогрузного судна "Роберт Е.Пирри” был побит абсолютный рекорд строительства крупных судов от момента закладки до сдачи заказчику - 7 суток.

В Германии построена и испытана подводная лодка серии XVII - первая серийная лодка с парогазотурбинной установкой Вальтера, показавшая скорость подводного хода 25 узлов, которая в 3 раза превышала таковую у обычных дизель-электрических подводных лодок .

В США успешно работает первый в мире экспериментальный ядерный реактор, сооруженный в 1942 г. под руководством итальянского физика Энрико Ферми (1901-1954 гг.).

Сицилийская десантная операция, в которой участвовало 1380 кораблей и судов и свыше 1800 десантно-высадочных средств английских и американских военно-морских сил.

Завершение грандиозного полугодового сражения американо-австралийских и японских военно-морских сил за о. Гвадалкапал на Соломоновых островах, в ходе которого произошло 13 морских сражений и было потеряно союзниками 25 и японцами 24 боевых корабля, погиб главнокомандующий Объединенным флотом Японии Исироку Ямамото (1884-1943 г.).

Атака сверхмалой английской подводной лодкой в Альта-фьюрде (Норвегия) германского линкора "Тирпиц", в результате которой он получил серьезные повреждения.

Потопление германского линкора "Шарнхорст" у м.Нордкап в бою с английской эскадрой под командованием адмирала Б.Фрейзера.

Бомбардировка близ Венеции союзной авиацией великолепного итальянского пассажирского лайнера, обладателя Голубой ленты Атлантики, "Конти ди Савойя", который в результате сильного пожара, длившегося несколько дней , затонул .