И.Г. ЗАХАРОВ - доктор технических наук, профессор, контр-адмирал,
В.В. ЕМЕЛЬЯНОВ - кандидат технических наук, капитан 1 ранга,
В.П. ЩЕГОЛИХИН - доктор технических наук, капитан 1 ранга,
В.В. ЧУМАКОВ - доктор медицинских наук, профессор, полковник медицинской службы
К наиболее известным физическим полям кораблей относятся гидроакустическое, магнитное, гидродинамическое, электрическое, низкочастотное электромагнитное, поле кильватерного следа, проявляющиеся в основном в морской среде, а также тепловое, вторичное радиолокационное, оптико-локационное и другие поля, проявляющиеся, как правило, в пространстве над кораблем. Физические поля используются при срабатывании неконтактных взрывателей в минах и торпедах, а также для обнаружения подводных лодок, находящихся в подводном положении. Опыт Второй мировой войны показывает, что большая часть потопленных кораблей подорвалась на минах.
Совершенствование шумопеленгаторов и гидролокаторов, появление минного и торпедного оружия, реагирующего на шум корабля, с особой остротой поставили вопрос об уменьшении звукоизлучения кораблей и снижении величины гидролокационного отражения, что повышает их акустическую скрытность, защиту от поражения оружием и улучшает условия работы собственных гидроакустических средств.
Во время Великой Отечественной войны ученые институтов ВМФ, ЦНИИ им. академика А.Н. Крылова, специалисты проектных организаций и судоверфей искали пути уменьшения шума подводных лодок и тральщиков за счет установки виброактивных механизмов на амортизаторы и применения глушителей для дизельных двигателей (И.И. Клюкин, О.В. Петрова). Война выявила явную недостаточность и несовершенство существовавших в то время средств акустической защиты отечественных кораблей. Поэтому уже в первые послевоенные годы начали создаваться специальные лаборатории и научные коллективы, назначение которых определялось необходимостью уменьшения акустических параметров кораблей (М.Я. Минин, Ю.М. Сухаревский). Появились первые относительно малошумные гребные винты. Наиболее шумные механизмы устанавливались на амортизаторы, применялись резинометалические соединения.
Начало проектирования и строительства первых атомных подводных и быстроходных противолодочных кораблей, оснащенных гидроакустическими станциями, дало импульс развитию корабельной акустики. Изучение физической природы шумообразования корабля, разработка первых приближенных расчетных схем для оценки звукоизлучения корпуса корабля, его гребных винтов, создание более эффективных средств звуко- и виброизоляции и вибропоглощения, изучение природы и источников виброактивности корабельных механизмов и систем, разработка и создание приборов и методик для замеров и исследований шумов кораблей и вибраций их механизмов явились основными направлениями корабельной акустики. Ими занимались в ЦНИИ им. А.Н. Крылова, 1-м ЦНИИ МО, Акустическом институте АН СССР. Первые научные школы создавались под руководством Л.Я. Гутина, Я.Ф. Шарова, А.В. Римского-Корсакова, Б.Д. Тартаковского, Б.Н. Машарского, Н.Г. Беляковского, И.И. Клюкина. А.Д. Перника. В 1956-1958 гг. 1-м ЦНИИ МО и ЦНИИ им. академика А.Н. Крылова проведены первые специализированные натурные акустические испытания надводных кораблей с использованием измерительных гидроакустических судов. Результаты испытаний и исследований характеристик и источников гидроакустического поля кораблей позволили сформулировать обоснованные рекомендации по проектированию акустической защиты первых атомных подводных лодок и снижению акустических помех работе гидроакустических станций надводных кораблей. Одновременно шла подготовка научных кадров, велось обучение специалистов по акустической защите кораблей для проектных организаций, судоверфей и флотских подразделений.
С начала 60-х годов стали формироваться и реализовываться комплексные программы НИОКР, направленные на совершенствование акустических характеристик подводных лодок и надводных кораблей. Курирование этих программ осуществлялось Научным советом по комплексной программе "Гидрофизика" при Президиуме АН СССР (руководитель - президент АН СССР А.П. Александров). Непосредственное руководство выполнением этих программ осуществляли ведущие ученые и организаторы научных исследований - Я.Ф. Шаров, Б.А. Ткаченко, Г.А. Хорошев, Л.П. Седаков, А.В. Авринский, В.Н. Пархоменко, Э.Л. Мышинский, В.С. Иванов.
В последующие годы работами ЦНИИ им. академика А.Н. Крылова, 1-м ЦНИИ МО, институтов АН СССР, проектно-конструкторских организаций и заводов-судоверфей были достигнуты значительные успехи в решении задач снижения подводной шумности подводных лодок и надводных кораблей. За последние 30 лет уровни подводного шума отечественных подводных лодок уменьшились более чем на 40 дБ (в 100 раз).
Это стало возможным в результате многочисленных теоретических и экспериментальных исследований физической природы распространения вибрации по корпусным конструкциям кораблей и их звукоизлучения в воду. Была создана физико-математическая модель для подводной лодки и надводного корабля как сложного многоэлементного излучателя подводного шума, на базе которой не только выполняются прогнозные оценки ожидаемых уровней шумоизлучения корабля, но и разрабатываются рекомендации по архитектуре и конструкции корпуса и его элементов, по размещению механизмов и систем корабля. К решению проблемных вопросов теории вибрации и звукоизлучения корпусов кораблей и их конструкций привлекались ученые Ростовского государственного университета, Института проблем механики АН СССР, Института машиноведения АН СССР (И.И. Ворович, А.Л. Гольденвейзер, А.Я. Ционский, А.С. Юдин, Г.Н. Чернышев, А.З. Авербух, Г.В. Тарханов), которые внесли важный вклад в развитие представлений о виброакустике оболочечных конструкций, аппроксимирующих корпус подводной лодки. Для снижения вибровозбудимости и уменьшения звукоизлучения корпусных конструкций были созданы и применены на кораблях специальные вибропоглощающие звукоизолирующие и звукопоглощающие покрытия. Их применение обеспечило уменьшение шума внутри помещений корабля и улучшило условия жизни и работы экипажа. Нанесение покрытий снаружи корпуса уменьшило отражение от корпуса гидролокационных сигналов.
При разработке и создании покрытий был решен ряд физических и технических задач по рациональному подбору материалов покрытий и их конструкций, позволившему обеспечить наряду с требуемыми акустическими характеристиками покрытий их прочность и надежность.
Существенный прогресс достигнут в области создания малошумных гидравлических и воздушных систем. На основе теоретического обобщения многих экспериментов, проведенных на гидро- и аэродинамических стендах, были разработаны принципы создания малошумных дроссельно-регулирующих устройств и других механизмов (Я.А. Ким, И.В. Малоховский, В.И. Голованов, А.В. Авринский).
Работы по снижению вибрации и шума корабельных механизмов и систем касались, прежде всего, турбозубчатых агрегатов, насосов, вентиляторов, электромеханизмов и другого оборудования. Важные работы проводились по роторным системам, кривошипно-шатунным механизмам, подшипникам. Изучались электромагнитные источники шума и вибрации в электродвигателях, электромашинах и статических преобразователях. В этих работах, наряду со специалистами ЦНИИ им. академика А.Н. Крылова и 1-го ЦНИИ МО (К.И. Селиванов, А.П. Головнин, Х.А. Гуревич, Э.Л. Мышинский, С.Я. Новожилов, Е.Н. Афонин и др.), активное участие принимали ученые Института машиноведения АН СССР и инженеры машиностроительной отрасли (Р.М. Беляков, Ф.М. Диментберг, Э.Л. Позняк, И.Д. Ямпольский, Б.В. Покровский и другие).
На основании теоретического анализа и обработки большого количества экспериментальных данных были определены зависимости акустических характеристик основных типов механизмов от энергетических параметров и тем самым обеспечено проектирование оптимальной энергетической установки. Практически для каждого поколения подводных лодок и надводных кораблей разрабатывались средства виброизоляции: амортизаторы, гибкие рукава, патрубки, мягкие подвески трубопроводов и муфт. От поколения к поколению их виброизолирующая способность удваивалась. Разрабатывались специальные виброизолирующие фундаменты, двухкаскадные схемы виброизолирующих креплений. В итоге работ, проводившихся под руководством специалистов ЦНИИ им. академика А.Н. Крылова, 1-го ЦНИИ ВМФ (Г.Н. Белявский, Я.Ф. Шаров, В.И. Попков, Н.В. Капустин, К.Я. Мальцев, И.Л. Орем, В.Р. Попинов), отечественное судостроение располагает широким набором амортизирующих и виброизолирующих конструкций, способных обеспечить значительное снижение вибрации и шума. Из уникальных конструкций следует отметить пневматические и низкочастотные амортизаторы на нагрузку 0,5-100 т, гибкие рукава для трубопроводов с давлением рабочей среды до 10000 кПа и некоторые другие.
Хороший эффект получен от применения средств вибропоглощения в судовом энергетическом оборудовании, трубопроводах, рамных и фундаментальных конструкциях. Так, выполненные из составных балок (типа сэндвич) пространственные рамы для агрегатных сборок механизмов обеспечили снижение шума на величину до 15 дБ при полном сохранении несущей способности. Составные структуры с внутренними вязкоупругими слоями нашли применение в конструкциях трубопроводов, пиллерсов и гребных винтов. Специальные кожухи для механизмов, глушители для воздушных магистралей и трубопроводов систем забортной воды также способствовали снижению шума.
Системы активного подавления вибрации механизмов и шума были созданы коллективом ученых и специалистов ЦНИИ судовой электротехники под руководством А.В. Баркова и В.В. Малахова. В Институте машиностроения СССР (РАН) проведены исследования и разработки активных устройств для снижения вибрации механизмов и в системе движитель-вал-корпус (В.В. Яблонский, Ю.Е. Глазов, С.А. Тайгер).
Большой цикл исследований был выполнен учеными и специалистами ЦНИИ им. академика А.Н. Крылова и машиностроительных предприятий с целью создания компактных энергоустановок с высокой удельной энергонапряженностью, обладающей эффективной системой подавления акустической энергии на всех путях ее распространения - по корпусным конструкциям, по жидкой среде в трубопроводах и по окружающему воздушному пространству. Осуществлен поиск и найдены варианты рационального размещения виброактивных механизмов с учетом их взаимодействия, оптимального использования невиброактивных конструкций, исключения резонансных режимов агрегатированных сборок и многое другое. В этой связи необходимо отметить многолетние плодотворные работы В.И. Попкова и его научной школы.
Внедрение результатов этих исследований в блочные энергетические установки, созданные на Ленинградском Кировском заводе (главный конструктор - М.К. Блинов) и Калужском трубном заводе (главный конструктор - академик В.И. Кирюхин), позволило создать машины, обеспечивающие постройку малошумных подводных лодок.
Сформулированы принципы "равнопрочной" акустической защиты энергоустановок (ЭУ), при которой передача звуковой энергии по различным путям ее распространения оказывается приблизительно одинаковой. Огромная информация о виброакустическом состоянии механизмов, накопленная в период стендовых и натурных акустических испытаний механизмов и ЭУ, позволила предложить ряд методов контроля вибрации и шума, диагностики технического состояния механизмов.
Неравномерность поля скоростей в диске гребного винта, другие гидродинамические причины обусловливают появление нестационарных усилий на гребном винте, которые через валопровод и подшипники передаются на корпус корабля, вызывая его интенсивные колебания (и как следствие, ухудшая условия обитаемости на корабле), значительное звукоизлучение в воду на низких частотах.
Для решения проблемы снижения низкочастотного излучения были развернуты работы по виброизоляции гребного винта от корпуса за счет включения упругих элементов в систему связей винта с валом и корпусом, представляющей сложную научную и инженерную задачу. Под руководством С.Ф. Абрамовича, М.Д. Генкина, К.Н. Пахомова, Ю.Е. Глазова специалистами ЦНИИ им. академика А.Н. Крылова и проектных организаций найден ряд эффективных конструктивных решений этой задачи.
Параллельно с разработкой пассивных средств акустической защиты (виброизолирующие устройства, акустические покрытия и др.) проводились работы по исследованию возможностей применения активных методов гашения (компенсации) гидроакустического поля корабля. В этом направлении велись работы в Акустическом институте АН СССР (Б.Д. Тарковский, Г.С. Любашевский, А.И. Орлов), реализовались идеи М.Д. Малюжинца (работами руководили В.В. Тютекин, В.Н. Меркулов). В ЦНИИ им. академика А.Н. Крылова предложены и исследованы активно-пассивные устройства гашения шума в трубопроводах (В.Л. Маслов, Л.И. Соловейчик), а также системы компенсации корабельных помех работе гидроакустических средств.
Решение проблемы снижения корабельных помех работе гидроакустических средств потребовало проведения исследований: по распространению звука и вибрации от источников на корабле к местам расположения приборов гидролокации; по статическим характеристикам турбулентного пограничного слоя на обтекателе антенн ГАС и излучению звука конструкциями обтекателей ГАС под действием сил турбулентного пограничного слоя, а также по созданию обтекателей антенн ГАС, обладающих требуемыми помехозащитными свойствами, звукопрозрачностью, прочностью и устойчивостью. Необходимо было изучить дифракцию звуковых волн на телах произвольной формы.
Для проведения исследований был разработан комплекс специализированных экспериментальных установок, макетов и стендов. На этой экспериментальной базе, а также в натурных условиях велись работы, в результате которых удалось создать теорию образования корабельных акустических помех. На ее основе созданы методики расчетной оценки уровней этих помех и прочности обтекателей, а также разработаны рекомендации и мероприятия по снижению помех. На подводных лодках внедрены помехозащитные безнаборные конструкции обтекателей основных антенн ГАС, обеспечивающие не только снижение помех гидродинамического турбулентного происхождения, особенно проявляющихся на больших скоростях, но и удовлетворяющие требованиям по звукопрозрачности и прочности.
Решение задачи снижения помех на надводных кораблях шло по пути использования экранирующих устройств корпуса судна и разработок и внедрения помехозащитных экранов (коффердамов) различной формы в т.ч. и напряженных. Выполнение комплекса теоретических и экспериментальных исследований, внедрение в проекты кораблей новых типов обтекателей и других технических решений и средств позволило, как показали натурные испытания, обеспечить снижение собственных акустических помех на подводных лодках в 40 раз, а на надводных кораблях - в 20 раз.
Решение проблемы уменьшения подводного шума кораблей невозможно без исследований и измерений энергетических, спектральных, пространственных, статистических и других характеристик шумов и вибрации. В связи с этим ЦНИИ им. академика А.Н. Крылова и 1-й ЦНИИ МО провели цикл работ по созданию практических методик измерений и исследований по поиску источников шума кораблей, по разработке требований к соответствующим комплексам аппаратуры. В итоге этих работ, выполнявшихся при участии предприятий Госстандарта ВНИИМ им. Д.И. Менделеева, ВНИИ ФТРИ и др., измерительные суда и измерительные полигоны были оснащены современными приборами. На кораблях и заводских испытательных стендах размещены системы вибро- и шумоизмерений для контроля механизмов и агрегатов кораблей. Метрологическая база, включающая оригинальные методы и методики, а также средства измерений и исследований шумовых и виброакустических характеристик кораблей и их механизмов, созданы под научным руководством и при активном участии Б.Н. Машарского, Г.А. Сурина, Г.А. Розенберга, А.Е. Колесникова, Г.А. Чуновкина, В.А. Постникова, В.И. Попкова, А.Н. Новикова, А.К. Квашенкина, М.Я. Пекального, В.П. Щеголихина, В.И. Теверовского, В.А. Киршова, В.К. Маслова и других.
Были организованы и проведены расширенные испытания практически всех серий современных подводных лодок и надводных кораблей (Г.А. Матвеев, Г.А. Хорошев, В.С. Иванов, Э.С. Качанов, И.И. Гусев), определены источники акустических и электромагнитных полей, оценена эффективность использованных на них средств защиты и разработаны мероприятия по дальнейшему снижению уровня этих полей.
Работы по созданию систем магнитной защиты кораблей и методов их размагничивания были начаты в 1936 г. под руководством А.П. Александрова. В ходе Великой Отечественной войны силами ученых Академии наук и военно-морских инженеров в неимоверно короткие сроки были разработаны системы и методы магнитной защиты и произведено оборудование ими кораблей. В группу ученых входили: А.П. Александров, В.Р. Регель, П.Г. Степанов, А.Р. Регель, Ю.С. Лазуркин, Б.А. Гаев, Б.Е. Годзевич, И.В. Климов, М.В. Шадеев, В.М. Питерский, А.А. Светлаков, Б.А. Ткаченко и многие другие.
На флотах и флотилиях были созданы службы размагничивания кораблей, впоследствии преобразованные в службу защиты кораблей. После окончания войны работы по совершенствованию методов и средств магнитной защиты надводных кораблей и подводных лодок продолжались. Улучшались методы безобмоточного размагничивания, строились специальные суда размагничивания, создавались новые средства измерения и контрольно-измерительные станции, велась подготовка квалифицированных кадров.
Одним из важных направлений было совершенствование магнитной защиты кораблей противоминной обороны. Научное обоснование сформировано А.В. Романенко, Л.А. Цейтлиным, Н.С. Царевым. В результате разработана высокоэффективная система магнитной защиты, не однажды проверявшаяся в условиях боевого траления. Развитие средств магнитной защиты кораблей потребовало решения комплекса сложных технических проблем, в том числе создания Научно-исследовательского полигона ВМФ (1952 г.). В его становлении решающую роль сыграли офицеры: Л.С. Гуменюк, Б.А. Ткаченко, А.И. Карась, А.Ф. Барабанщиков, Г.А. Шевченко, А.В. Курленков, Я.И. Криворучко, А.В. Романенко, А.И. Игнатов, М.П. Гордяев, Н.Н. Демьяненко.
Полигон сыграл значительную роль в совершенствовании защиты кораблей по физическим полям. Он был оснащен новейшими образцами измерительной техники. В его состав входили уникальные сооружения и в их числе магнитный стенд, построенный в конце 50-х годов. Аналогичные стенды в США были построены спустя 15-20 лет.
Среди научно-технических проблем, решавшихся творческими коллективами ученых и инженеров страны, к наиболее важным относились: снижение магнитного поля кораблей, разработка систем автоматического управления токами в обмотках размагничивающих устройств, создание источников питания размагничивающих устройств, а также разработка аппаратуры для измерения магнитных полей кораблей. В процессе работы по этим направлениям сформировалась целая плеяда квалифицированных ученых. Без имен Е.П. Лапицкого, А.П. Латышева, С.Т. Гузеева, Л.А. Цейтлина, А.В. Романенко, И.С. Царева, Н.М. Хомякова, Э.П. Рамлау трудно представить становление теории магнитной защиты кораблей. Позже этот перечень дополнился такими именами, как В.В. Иванов, В.Т. Гузеев, А.Д. Ронинсов, А.В. Найденов, А.В. Максимов, Л.К. Дубинин, Н.А. Зуев, А.И. Игнатов, И.П. Краснов, А.Г. Шленов, Д.А. Гидаспов, Б.М. Кондратенко, Л.А. Прорвин, В.Я. Матисов, Ю.М. Логунов, Ю.Г. Брядов, Е.А. Сезонов, В.А. Быстров, В.Э. Петров, М.М. Приемский, Н.В. Ветерков, В.В. Мосягин.
В создании систем автоматического управления токами в обмотках размагничивающего устройства в функции магнитного поля принимали участие А.В. Скулябин, Ю.Г. Брядов, Е.А. Сезонов, О.Е. Мендельсон, А.В. Романенко, О.П. Рейнганд, З.Е. Оршанский, В.А. Могучий. Создание источников питания размагничивающих устройств и импульсных генераторов для судов размагничивания являлось самостоятельной проблемой. В ее решении участвовали большие коллективы НИИ судостроительной и электротехнической промышленности.
Повседневная работа службы защиты кораблей на флотах тесно связана с измерениями магнитного поля кораблей. Измерения проводятся с помощью специальных магнитомеров. Одним из первых магнитомеров, использовавшихся на флотах, был английский магнитомер "Пистоль". Измерения магнитных полей движущихся кораблей выполнялись с помощью петлевых датчиков, уложенных на грунте и подключенных к флюксметру. После второй мировой войны был создан первый отечественный магнитомер ПМ-2, главным конструктором которого был Г.И. Кавалеров. Затем появились серии корабельных магнитомеров, переносных и стационарных. В число их разработчиков входили С.А. Скородумов, Н.И. Яковлев, В.В. Орешников, И.В. Стариков, Р.В. Аристова, Н.М. Семенов, Ю.П. Обоишев, В.К. Жулев, а также коллектив инженеров под руководством Ю.В. Тарбеева. Таким образом, усилиями ученых, инженеров, рабочих были созданы научные основы и техническая база на флотах для постоянного функционирования службы защиты кораблей от неконтактного минно-торпедного оружия.
Новыми направлениями в области защиты кораблей по физическим полям, возникшими в 50-х годах, стали исследования низкочастотного электромагнитного и стационарного электрического полей корабля. Необходимость в этих исследованиях диктовалась тем, что такие физические поля могут использоваться как для контактного минно-торпедного оружия, так и для систем обнаружения подводных лодок. Основным информационным признаком корабля, на использовании которого построены различные активные системы наведения большинства противокорабельных ракет, считается заметность корабля в различных частотных диапазонах электромагнитного излучения, что и обусловило развитие средств снижения этой заметности.
Работы по снижению заметности надводных кораблей в радиодиапазоне были начаты в 60-е годы НИИ ВМФ и промышленности. Создавались специальные стенды, на которых в лабораторных условиях на моделях кораблей определялись параметры вторичного (отраженного) радиолокационного поля. У истоков создания стендов стояли такие ученые, как В.Д. Плахотников, Л.Н. Гриненко, Д.В. Шанников, В.О. Кобак, В.П. Пересада, Е.А. Штагер (впоследствии ведущие специалисты в области исследования радиолокационных характеристик кораблей).
Для исследования радиолокационных характеристик в натурных условиях созданы специальные измерительные комплексы. Были введены в эксплуатацию стационарные радиолокационные полигоны на Балтийском и Черном морях. Первый из них в заливе Хара-Лахт в Эстонии принадлежал 1-му ЦНИИ МО и располагал радиолокационным измерительным комплексам РИК-Б. На нем впервые исследованы параметры вторичного радиолокационного поля отечественных кораблей в натурных условиях. Выполнение этой работы поручалось Г.А. Печко и В.М. Горшкову. Полигон в Севастополе был дополнительно укомплектован несколькими специализированными радиолокационными станциями с высоким разрешением по двум координатам и трехчастотной разных диапазонов и назначений. Особая заслуга в его создании принадлежит Е.А. Штагеру. В связи с утратой измерительных комплексов в Эстонии и на Украине основная нагрузка в части измерения параметров вторичного радиолокационного поля кораблей ВМФ ныне легла на район г. Приморска Ленинградской области, куда в 1993 г. перебазировался полигон 1-го ЦНИИ МО.
Результаты измерений радиолокационных характеристик отечественных кораблей за период 60-90-х годов позволили создать атлас, в который вошло большинство кораблей и судов ВМФ. Было установлено, что на поверхности любого надводного корабля существуют области интенсивного локального отражения, которые вносят основной вклад в отраженное поле. Это обстоятельство, помимо разработки метода расчета средней эффективной поверхности рассеяния корабля, обусловило развитие разработки методов и средств радиолокационной защиты. Исследования, выполненные организациями ВМФ и промышленности, показали, что для уменьшения интенсивности отражения радиолокационных сигналов необходимо преобразовать сильноотражающие корабельные конструкции в малоотражающие путем придания корабельным конструкциям малоотражающих форм (архитектурные решения), а также использовать радиопоглощающие материалы.
Работы по созданию корабельных радиопоглощающих материалов были начаты в 50-е годы. В это время разработаны радиопоглощающие покрытия - "Тент", "Кольчуга", "Лист", "Щит". Однако первое поколение радиопоглощающих покрытий (РПП) не было внедрено в кораблестроение из-за больших массогабаритных характеристик, а также вследствие сложной технологии крепления их к защищаемым корабельным конструкциям. Для создания новых радиопоглощающих материалов привлечен более широкий круг организаций ВМФ, Академии наук, предприятий Минхимпрома, Миннефтехимпрома, Минцветмета, Минвузов и Минсудпрома. Большой вклад в эти исследования внесли такие ученые, как Ю.М. Патраков, А.П. Петренас, В.В. Кушелев, Ю.Д. Донков: они показали, что введение в стеклопластик полупроводящих углеродных тканей придает ему поглощающие свойства. В 1965 г. были получены первые образцы прочного радиопоглощающего углестеклопластика, получившего название "Крыло", из которого затем изготовлена надстройка разъездного катера. Применение этого материала позволило снизить отраженное поле судна в 5-10 раз. Так был создан первый практический радиопоглощающий конструкционный материал.
Для широкого внедрения радиопоглощающих средств на корабли необходимы покрытия с малым весом, малой толщины, прочные и стойкие к жестким морским условиям. Эти требования наложили свой отпечаток на характер и направление работ в этой области. В 1972-1974 гг. Ю.М. Патраковым, Р.И. Энглином, Н.Б. Бессоновым, Г.И. Бякиным были разработаны первые образцы тонкослойных поглотителей ("Лак", "Экран"). В 1976 г. первое покрытие "Лак" установили на одном из малых противолодочных кораблей. Результаты натурных испытаний показали, что покрытие "Лак" позволяет снизить отраженный сигнал в 5-10 раз.
Параллельно с РПП "Лак" в конце 70-х годов группой ученых под руководством А.Г. Алексеева осуществлена разработка и выполнены натурные испытания магнитоэлектрического покрытия ("Ферроэласт"). Его нанесли на большой противолодочный корабль. Эффективность этого покрытия примерно аналогична РПП "Лак". Дальнейшие работы по созданию третьего поколения корабельных покрытий связаны с поиском новых более эффективных наполнителей, усовершенствованием технологии нанесения ("Лак-5М"), расширением частотного диапазона и повышением поглощающих свойств ("Лак-1 ОМ"), снижением массогабаритных параметров ("Лакмус").
Работы по тепловой защите или снижению заметности надводных кораблей для тепловых (инфракрасных) систем были начаты с середины 50-х годов в 14-м НИИ ВМФ и 1-м ЦНИИ МО. На начальной стадии разработаны методики расчета теплового излучения кораблей, измерены распределения температур по поверхности корабля, предложен и испытан ряд средств тепловой защиты и ложных тепловых целей. С 1965 г. к работам подключился ЦНИИ им. академика А.Н. Крылова в качестве головной организации отрасли. У истоков развития этого направления стояли СЛ. Брискин, С.Ф. Баев. В 1974 г. созданы базовые испытательные подразделения для натурных измерений температурных полей кораблей в Севастополе, Калининграде, Северодвинске и Владивостоке. Систематические измерения, их анализ, методические разработки привели к существенному расширению номенклатуры применяемых средств тепловой защиты и к снижению уровня теплового излучения кораблей до значений, соответствующих лучшим зарубежным кораблям. Этому значительно способствовали натурные исследования тепловых полей на полигоне 1-го ЦНИИ МО на Балтийском и Черном морях, на базе ЧВМУ им. П.С. Нахимова, проведенные учеными С.П. Сазоновым, В.И. Лопиным, В.Ф. Барабанщиковым, К.В. Тюфяевым.
В середине 70-х годов в ЦНИИ им. академика А.Н. Крылова создан теплотехнический стенд для исследования процессов теплообмена в корабельных дымовых трубах, разработаны методики расчета температурных полей корпуса и поверхности дымовых труб кораблей, а также методики измерений температур в натурных условиях.
С конца 80-х годов Минсудпромом и ВМФ совместно с другими отраслями осуществляется переход к непосредственным измерениям параметров тепловых полей надводных кораблей. Разрабатываются методики сдаточных испытаний кораблей по тепловому полю, создается контрольно-измерительная и исследовательская аппаратура, разрабатываются методы математического моделирования теплового поля (теплового портрета) корабля и оценки его защищенности на стадии технического проектирования. Определяются дальнейшие возможности снижения теплового поля кораблей. Большой вклад в эту работу внесли И.Г. Утянский, П.А. Епифанов.
Работы по оптиколокационной защите, то есть по снижению заметности надводных кораблей для лазернолокационных систем, были начаты в середине 70-х годов НИИ ВМФ и Минсудпрома с последующим привлечением организаций Академии наук, Минхимпрома, Миноборонпрома и других ведомств. Неоценимый вклад в разработку теоретической модели рассеяния лазерного излучения морскими объектами, а также методики расчета их защищенности внесли М.Л. Варшавчик и Б.Б. Семевский.
В 80-х годах была создана аппаратура для исследования оптико-локационных характеристик морских объектов в лабораторных и натурных условиях. Лабораторный стенд укомплектован аппаратурой, измеряющей коэффициенты отражения и яркости корабельных материалов как чистых, так и с поверхностной пленкой, например водной, а также материалов, расположенных в воде.
Для натурных измерений оптико-локационных характеристик кораблей и поверхности моря были введены в эксплуатацию два береговых лазерных измерительных комплекса на Черном (на базе Севастопольского ВВМУ) и Балтийском (на полигоне 1-го ЦНИИ МО) морях. В создании этих комплексов и исследований оптико-локационных характеристик кораблей принимали участие Ю.А. Солевон и Е.Г. Лебедько.
Проблема борьбы с гидродинамическими минами особенно остро встала перед отечественным ВМФ в 1945-1946 гг. во время операции по освобождению Северной Кореи. Ее порты были заминированы с воздуха американцами перед вступлением СССР в войну с Японией. В ходе высадки десантов, при обеспечении боевых действий войск и продолжавшегося более года (в том числе в послевоенное время) траления, флот понес ощутимые потери. Требовалось решить ряд научно-исследовательских проблем.
Учеными Г.В. Логвиновичем, Л.Н. Сретенским и В.В. Шулейкиным были разработаны основы теории гидродинамического поля. Ее использовали для оценок придонных гидродинамических давлений под кораблями, создания отечественных образцов измерительной аппаратуры и взрывателей мин, а также для разработки предложений по тралению этих мин и защиты от них кораблей и судов. Была создана стационарная экспериментальная база, разработаны методики измерений и проведены систематические измерения гидродинамического поля основных кораблей и судов ВМФ и дана оценка эффективности некоторых способов "гидродинамической" защиты кораблей (1-й ЦНИИ МО, руководитель Н.К. Зайцев). Особое внимание уделено оценке допустимых уровней гидродинамичекого поля. С этой целью на временных стендах в районах некоторых баз флота были проведены замеры параметров фонового поля. Организацией временных стендов, проведением измерений, обработкой и анализом результатов руководил Б.Н. Седых.
Специалистами 1-го ЦНИИ МО были разработаны теоретические основы комплексного волнового метода гидродинамической защиты кораблей. Основные положения этого метода подтверждены экспериментально на стационарном гидродинамическом полигоне. По результатам этих исследований впервые в мировой практике создан принципиально новый тип корабля противоминной обороны: опытный быстроходный, тральщик - волновой охранитель, проекта 1256. В разработке метода, проектировании и опытной эксплуатации этих кораблей активное участие приняли специалисты 1-го ЦНИИ В.С. Воронцов, М.М. Демыкин, О.К. Коробков, А.Н. Муратов, В.И. Салажов, Б.Н. Седых, Н.А. Цибульский; НИИП 1-го ЦНИИ МО - В.А. Дмитриев, Н.Ф. Корольков, И.В. Терехов; Западного ПКБ - М.М. Корзенева, В.И. Немудов; ЦНИИ им. академика А.Н. Крылова - К.В. Александров, А.И. Смородин. Результаты опытной эксплуатации подтвердили эффективность волнового метода и позволили наметить пути совершенствования кораблей противоминной обороны нового типа.
Наряду с решением задач гидродинамической защиты проводились исследования проблемы скрытности подводных лодок от средств обнаружения по гидрофизическим полям в кильватерном следе и на свободной поверхности. В ходе этих исследований впервые в стране созданы аппаратурные комплексы и проведены надежные измерения параметров кильватерного следа подводной лодки и фона. Результаты исследований используются для выработки мероприятий по обеспечению скрытности подводных лодок.
Корпуса кораблей, мачты, надстройки, вооружение и механизмы изготовляются из стали, железа, чугуна и других металлов, обладающих свойствами намагничиваться в магнитном поле Земли и создавать в окружающем их пространстве свое магнитное поле. Вследствие намагничивания в магнитном поле Земли сам корабль становится как бы большим магнитом, магнитное поле которого накладывается на магнитное поле Земли. В результате система стрелок магнитного компаса, установленного на корабле, оказывается одновременно под воздействием сил земного магнитного поля и магнитного поля корабля. Следствием этого является отклонение системы магнитных стрелок компаса от направления магнитного меридиана. Это отклонение в зависимости от направления равнодействующей всех сил, которые действуют на стрелку компаса, может произойти к востоку или к западу от магнитного меридиана.
Вертикальная плоскость, в которой расположится стрелка компаса, установленного на корабле, называется плоскостью компасного меридиана. Явление отклонения стрелки компаса от плоскости магнитного меридиана под влиянием магнитных полей корабля и его устройств получило название девиации магнитного компаса. Девиация магнитного компаса измеряется углом между плоскостью магнитного меридиана и плоскостью компасного меридиана. Девиация обозначается греческой буквой д (дельта). Если плоскость компасного меридиана расположена правее плоскости магнитного меридиана, девиация будет восточной (Оst) и тогда ей приписывается знак плюс, если плоскость компасного меридиана расположена левее плоскости магнитного меридиана, девиация будет западной (W) и ей приписывается знак минус. Девиация магнитного компаса может принимать значения от 0 до 180° в зависимости от магнитного состояния корабельного железа и его расположения относительно стрелки компаса.
Кроме магнитных полей корабельного железа, на кораблях имеется много источников электромагнитных полей: электропроводка, генераторы, электромоторы и др.
Девиация магнитного компаса, появляющаяся под действием магнитных полей проводников, находящихся под током, генераторов, электромоторов и различного электрооборудования корабля, называется электромагнитной девиацией.
Для уменьшения влияния на компас корабельного железа все части компаса делаются из немагнитных материалов, сам компас устанавливается на корабле по возможности дальше от его металлических частей, а близкие к компасу устройства стремятся сделать из немагнитных материалов. При установке компаса на корабле принимаются меры и к тому, чтобы поблизости не было источников электромагнитных полей.
Девиация магнитного компаса периодически уменьшается (компенсируется). Для этого в непосредственной близости от стрелок компаса помещаются специальные магниты и мягкое железо в виде шаров, брусков, пластин, которые создают магнитные поля, равные полям от корабельного железа, но по направлению им противоположные. В результате компенсации девиации стрелка компаса должна возвратиться в плоскость магнитного меридиана, но обычно полностью скомпенсировать магнитные поля не удается; значит, не удается и полностью уничтожить девиацию. У компаса после компенсации остается девиация, называемая остаточной, которая тщательно определяется по величине и знаку и затем учитывается при обработке направлений, измеряемых с помощью магнитного компаса.
Электромагнитная девиация компенсируется путем регулировки силы тока в специальных компенсационных катушках, располагаемых внутри нактоуза компаса под его котелком. Способы компенсации девиации магнитного компаса и определения остаточной девиации подробно излагаются в курсе «Девиация магнитного компаса».
Девиация магнитного компаса не остается постоянной, а изменяется от ряда причин: изменения кораблем магнитной широты, изменения магнитного состояния корабля, т. е. степени его намагниченности, и от положения корабля относительно направления магнитных силовых линий (от курса корабля).
По результатам, определения остаточной девиации, которая у правильно установленных компасов не превышает, как правда, 2--5°, составляются для всех корабельных магнитных компасов таблицы и графики девиации. Образец такой таблицы приводится ниже.
Таблица девиации главного магнитного компаса
|
Компасные курсы |
|||
В таблицах величины девиации магнитного компаса приводятся на компасные курсы. Для различных состояний корабля (с выключенным СУ, включенным СУ) рассчитываются отдельные таблицы девиации.
Необходимо.отметить, что как бы хорошо ни была определена девиация и как бы тщательно ни была определена остаточная девиация магнитного компаса, она по указанным ранее причинам с течением времени изменяется. Поэтому, кроме периодических определений остаточной девиации и составления рабочей таблицы, необходимо использовать всякую возможность для уточнения девиации, чтобы получить уверенность в правильности табличных данных или ее отдельных значений.
В качестве источника переменного магнитного поля обычно используют электромагнит . Уменьшение амплитуды магнитного поля, действующего на объект размагничивания, можно обеспечить уменьшением амплитуды тока в электромагните, либо, в более простых случаях, увеличением расстояния между электромагнитом и размагничиваемым объектом. Поскольку магнитные свойства материалов исчезают при нагреве выше определённой температуры, то на производстве, в особых случаях, размагничивание проводят с помощью температурной обработки (см. Точка Кюри).
Применения
Устройства с электронными лучевыми трубками (ЭЛТ)
Впервые термин был использован в ходе 2-й мировой войны коммандером канадского военно-морского резерва Чарльзом Ф. Гудивом, пытавшимся найти защиту от германских магнитных мин, наносивших серьёзный урон британскому флоту.
Эксперименты по размагничиванию кораблей во время Второй мировой войны могли послужить поводом для возникновения легенды о «Филадельфийском эксперименте ».
Элементы электромагнитов
Электромагниты применяются для электронных замков , реле , герконов . В этих устройствах детали, которые задумывались разработчиком как магнитомягкие , то есть не имеющие собственной магнитной индукции при отсутствии тока в катушке, могут намагнититься и привести устройство в нерабочее состояние.
Инструменты и приспособления
При работе с технологическими приспособлениями и инструментами необходимо чтобы обрабатываемый материал, заготовка, деталь или изделие не перемещалось вслед за движущимися устройствами. Особенно это актуально для ручной работы. Например, во многих случаях неудобно пользоваться намагниченными отвёрткой, пинцетом.
Напишите отзыв о статье "Размагничивание"
Литература
- Ткаченко Б. А. История размагничивания кораблей Советского Военно-Морского Флота / Б. А. Ткаченко; Академия наук СССР . . - Л. : Наука . Ленингр. отд-ние, 1981. - 224 с. - 10 000 экз. (в пер.)
Ссылки
Отрывок, характеризующий Размагничивание
– Дай ему каши то; ведь не скоро наестся с голоду то.Опять ему дали каши; и Морель, посмеиваясь, принялся за третий котелок. Радостные улыбки стояли на всех лицах молодых солдат, смотревших на Мореля. Старые солдаты, считавшие неприличным заниматься такими пустяками, лежали с другой стороны костра, но изредка, приподнимаясь на локте, с улыбкой взглядывали на Мореля.
– Тоже люди, – сказал один из них, уворачиваясь в шинель. – И полынь на своем кореню растет.
– Оо! Господи, господи! Как звездно, страсть! К морозу… – И все затихло.
Звезды, как будто зная, что теперь никто не увидит их, разыгрались в черном небе. То вспыхивая, то потухая, то вздрагивая, они хлопотливо о чем то радостном, но таинственном перешептывались между собой.
Х
Войска французские равномерно таяли в математически правильной прогрессии. И тот переход через Березину, про который так много было писано, была только одна из промежуточных ступеней уничтожения французской армии, а вовсе не решительный эпизод кампании. Ежели про Березину так много писали и пишут, то со стороны французов это произошло только потому, что на Березинском прорванном мосту бедствия, претерпеваемые французской армией прежде равномерно, здесь вдруг сгруппировались в один момент и в одно трагическое зрелище, которое у всех осталось в памяти. Со стороны же русских так много говорили и писали про Березину только потому, что вдали от театра войны, в Петербурге, был составлен план (Пфулем же) поимки в стратегическую западню Наполеона на реке Березине. Все уверились, что все будет на деле точно так, как в плане, и потому настаивали на том, что именно Березинская переправа погубила французов. В сущности же, результаты Березинской переправы были гораздо менее гибельны для французов потерей орудий и пленных, чем Красное, как то показывают цифры.
Единственное значение Березинской переправы заключается в том, что эта переправа очевидно и несомненно доказала ложность всех планов отрезыванья и справедливость единственно возможного, требуемого и Кутузовым и всеми войсками (массой) образа действий, – только следования за неприятелем. Толпа французов бежала с постоянно усиливающейся силой быстроты, со всею энергией, направленной на достижение цели. Она бежала, как раненый зверь, и нельзя ей было стать на дороге. Это доказало не столько устройство переправы, сколько движение на мостах. Когда мосты были прорваны, безоружные солдаты, московские жители, женщины с детьми, бывшие в обозе французов, – все под влиянием силы инерции не сдавалось, а бежало вперед в лодки, в мерзлую воду.
Стремление это было разумно. Положение и бегущих и преследующих было одинаково дурно. Оставаясь со своими, каждый в бедствии надеялся на помощь товарища, на определенное, занимаемое им место между своими. Отдавшись же русским, он был в том же положении бедствия, но становился на низшую ступень в разделе удовлетворения потребностей жизни. Французам не нужно было иметь верных сведений о том, что половина пленных, с которыми не знали, что делать, несмотря на все желание русских спасти их, – гибли от холода и голода; они чувствовали, что это не могло быть иначе. Самые жалостливые русские начальники и охотники до французов, французы в русской службе не могли ничего сделать для пленных. Французов губило бедствие, в котором находилось русское войско. Нельзя было отнять хлеб и платье у голодных, нужных солдат, чтобы отдать не вредным, не ненавидимым, не виноватым, но просто ненужным французам. Некоторые и делали это; но это было только исключение.
Назади была верная погибель; впереди была надежда. Корабли были сожжены; не было другого спасения, кроме совокупного бегства, и на это совокупное бегство были устремлены все силы французов.
Чем дальше бежали французы, чем жальче были их остатки, в особенности после Березины, на которую, вследствие петербургского плана, возлагались особенные надежды, тем сильнее разгорались страсти русских начальников, обвинявших друг друга и в особенности Кутузова. Полагая, что неудача Березинского петербургского плана будет отнесена к нему, недовольство им, презрение к нему и подтрунивание над ним выражались сильнее и сильнее. Подтрунивание и презрение, само собой разумеется, выражалось в почтительной форме, в той форме, в которой Кутузов не мог и спросить, в чем и за что его обвиняют. С ним не говорили серьезно; докладывая ему и спрашивая его разрешения, делали вид исполнения печального обряда, а за спиной его подмигивали и на каждом шагу старались его обманывать.
Всеми этими людьми, именно потому, что они не могли понимать его, было признано, что со стариком говорить нечего; что он никогда не поймет всего глубокомыслия их планов; что он будет отвечать свои фразы (им казалось, что это только фразы) о золотом мосте, о том, что за границу нельзя прийти с толпой бродяг, и т. п. Это всё они уже слышали от него. И все, что он говорил: например, то, что надо подождать провиант, что люди без сапог, все это было так просто, а все, что они предлагали, было так сложно и умно, что очевидно было для них, что он был глуп и стар, а они были не властные, гениальные полководцы.
Размагничивание корабля
искусственное изменение магнитного поля корабля с целью понижения вероятности его подрыва на магнитных и магнитно-индукционных минах. Р. к. достигается с помощью стационарных размагничивающих устройств (РУ), основным элементом которых являются специальные обмотки, монтируемые непосредственно на корабле и предназначенные для компенсации его магнитного поля. Корабли и суда, не имеющие РУ, проходят периодическое размагничивание на стационарных или подвижных станциях безобмоточного размагничивания, где после воздействия размагничивающего внешнего магнитного поля собственное магнитное поле корабля снижается до необходимого уровня.
Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .
Смотреть что такое "Размагничивание корабля" в других словарях:
Уменьшение напряженности магнитного поля корабля для снижения вероятности его подрыва на магнитных и индукционных минах. Различают два вида размагничивания корабля обмоточное (на корабле монтируют в различных плоскостях несколько кабельных… … Морской словарь
Размагничивание корабля - уменьшение напряжённости магнитного поля корабля для снижения вероятности его подрыва на магнитных и индукционных минах. Различают два вида Р. к. обмоточное (внутри корпуса корабля монтируют кабельные обмотки, по которым пропускается постоянный… … Словарь военных терминов
Намагниченность судового железа под действием магнитного поля Земли. Является причиной девиации магнитного компаса. На магнетизм корабля реагируют магнитные и индукционные взрыватели морских мин. Для снижения магнетизма корабля применяют… … Морской словарь
Противоминная защита корабля - комплекс конструктивных мер и технических средств, снижающих степень поражения корабля минным оружием. Включает: конструктивную защиту корабля; технические средства для снижения интенсивности физических полей (уменьшение шумно сти,… … Словарь военных терминов
Противоминная оборона - совокупность мероприятий по предохранению кораблей от подрыва на морских и речных минах. Основным средством П. о. служит траление мин в сочетании с рядом вспомогательных средств. Из них особое значение имеют: наблюдение, организуемое на… … Краткий словарь оперативно-тактических и общевоенных терминов
ГОСТ 23612-79: Магнетизм судовой. Термины и определения - Терминология ГОСТ 23612 79: Магнетизм судовой. Термины и определения оригинал документа: 10. Девиация геомагнитного поля на судне Девиация Е. Deviation F. Déviation D. Deviation Отклонение элементов вектора магнитной индукции на судне от… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Появление неконтактного минного и торпедного оружия, а затем магнитных обнаружителей (магнитометров) подводных лодок в подводном положении, реагирующих на магнитное поле корабля, привело к разработке и созданию методов и средств как активной, так и пассивной защиты кораблей.
К методам активной защиты относят:
Уничтожение мин с помощью тралов;
Создание проходов в минных полях с помощью подрывов глубинных и авиационных бомб;
Поиск с помощью специальных электромагнитных и телевизионных искателей с последующим уничтожением.
Основным методом пассивной защиты является размагничивание кораблей. Суть его заключается в уменьшении магнитного поля на определенной глубине, называемой глубиной защиты. Глубиной защиты называют такую наименьшую глубину под килем, на которой после размагничивания корабля напряженность его магнитного поля практически равна нулю. В этом случае обеспечивается несрабатывание неконтактных мин и торпед,
Другой путь в обеспечении защищенности корабля по магнитному полю заключается в применении маломагнитных и немагнитных материалов в конструкциях корпуса и механизмов корабля.
Понятие о размагничивании.
Размагничиванием корабля называется процесс искусственного уменьшения его магнитного поля. Размагничивание производят с помощью обмоток контуров, питаемых током, и называют электромагнитной обработкой (ЭМО). Суть ЭМО заключается в создании определенным образом магнитного поля, обратного по знаку полю корабля, о чем будет сказано ниже.
На рис. 8 представлен плоский контур, по которому пропускается постоянный ток. Зависимость направления поля, т.е. положения его полюсов от направления тока определяется известным правилом буравчика .
Размагничивание производится двумя различными методами - безобмоточным и обмоточным. Названия эти следует понимать как условные, так как размагничивание кораблей как одним, так и другим методом выполняют с помощью обмоток, питаемых током. Но в первом случае, обмотки накладывают на корпус судна временно, лишь на период размагничивания, или же вообще располагают вне судна, на фунте. Применяя же второй метод, обмотки монтируют на судне стационарно и включают их на время следования по опасным районам.
Безобмоточное размагничивание (БР).
Безобмоточное размагничивание осуществляется путем воздействия на корабль временно создаваемых магнитных полей двумя способами:
С помощью временно накладываемых на корабль электрических обмоток;
С помощью контуров, обтекаемых током, уложенных на грунте.
При безобмоточном размагничивании (БР) корпус корабля подвергается воздействию затухающего переменного и постоянного магнитных полей, либо кратковременному воздействию только постоянного магнитного поля. В первом случае размагничивание основано на намагничивании корпуса по безгистерезисной кривой, во втором - по гистерезисной (рис. 4).
Размагничивание с помощью временно накладываемых на корабль обмоток.
После постройки корабля его корпус намагничивается в вертикальном, продольном и поперечном направлении.
Рассмотрим сущность размагничивания в вертикальном направлении (рис. 9, а).
а) вертикальное размагничивание;
б) продольное размагничивание;
в) поперечное размагничивание.
Вокруг корпуса заводится кабель в плоскости, параллельной ватерлинии. В зависимости от намагничивания корпуса, величина которого определяется при предварительном измерении, по кабелю пропускается ток такой величины (рис, 10), чтобы созданное поле обратного знака (при включенном токе) в точке превышало в раза исходное (точка ).
Через несколько секунд ток в обмотке выключается, и магнитное состояние переходит в точку . Эта операция называется «опрокидыванием» поля. Действительно, поле в точке оказалось другого знака, «опрокинутым». Заметим, что процесс идет по гистерезисной кривой.
Вторая операция называется «компенсацией». Во время этой операции в обмотку включается ток, величина и направление которого выбираются так, чтобы после выключения его поле корабля возможно больше приближалось к нулю.
Вертикальное намагничивание корабля;
Напряженность вертикального внешнего магнитного поля.
Ток, включенный в обмотку при первой и второй операциях, называется соответственно током опрокидывания и током компенсации .
Из кривых видно, что в результате электромагнитной обработки имевшееся у корабля намагничивание компенсируется, а создаваемое новое намагничивание таково, что вертикальные составляющие индуктивного намагничивания и постоянного намагничивания , в районе экватора оказываются близкими или равными по абсолютной величине, но противоположными по знаку.
При размагничивании по безгистерезионой кривой достигается тот же результат, только процесс компенсации старого созданием нового постоянного намагничивания происходит при циклическом перемагничивании в переменном магнитном поле, убывающем по амплитуде от некоторого максимума до нуля. Для создания как постоянного, так и переменного магнитных полей на корабль накладываются временно один или несколько витков, подключаемых к источникам питания судов размагничивания. Для случая продольного размагничивания на корабль накладывается несколько витков (рис. 9, б) так, что корабль оказывается заключенным внутри огромного соленоида. Возникающее при включении обмотки магнитное поле, действующее по оси соленоида, размагничивает корабль.
При поперечном размагничивании на корабль накладываются в вертикальной плоскости два последовательно соединенных витка по бортам.
Эффективность размагничивания проверяют измерениями магнитного поля под днищем.
Заводка вокруг корпуса тяжелых многожильных кабелей связана с большими затратами времени и физического труда. Поэтому наравне с этим способом используют также специальные станции безобмоточного размагничивания, на которых обмотки (кабель) уложены определенным образом на грунте. Безобмоточное размагничивание с помощью контуров, уложенных на грунте. Контуры, уложенные на грунте, имеют форму петли. Поэтому станции получили название - петлевые станции безобмоточного размагничивания (ПСБР) рис. 11. Акватория ограждается буями или вехами. На ней имеются бочки для швартовки судов.
Через контур 1 пропускают постоянный ток , через контур 2 - переменный ток частотой около . Переменное магнитное поле позволяет устранить все необратимые явления, возникающие при намагничивании в постоянном магнитном поле контура постоянного тока 2. Процесс размагничивания заключается в пропускании соответствующих токов по контурам (донным кабелям) в тот момент, когда корабль проходит или стоит над ними. Управление режимом тока и снятие показаний магнитометрической аппаратуры осуществляется дистанционно с берегового пульта. Процесс размагничивания основан на принципе полугистерезисного перемагничивания (рис. 12).
При подходе к стенду ПСБР магнитное состояние корабля характеризуется точкой , где корабль обладает определенным постоянным и индуктивным намагничиванием. В момент прохождения над стендом корабль подвергается перемагничиванию по полугистерезисной кривой . В этот момент корабль находится над серединой контура. Далее при удалении корабля его магнитное состояние изменяется по кривой. При удачном сочетании магнитных полей на стенде магнитное состояние корабля может прийти в близкое к нейтральному магнитное состояние (точка ).
1 - контур постоянного тока;
2 - контур переменного тока;
3 - ограждающий буй
Как правило, при электромагнитной обработке на таких станциях одновременно компенсируется постоянное вертикальное и постоянное продольное намагничивание, Другие виды намагничивания не устраняются.
Итак, положительной стороной безобмоточного размагничивания является то, что корабль не несет никаких обмоток, для которых потребовались бы источники питания и щиты управления. Однако, этот метод не универсален.
Основными недостатками без обмоточного размагничивания корабля является:
1. Невозможность компенсации курсовых и широтных изменений поля корабля.
2. Необходимость периодически повторять магнитную обработку ввиду недостаточной стабильности результирующего поля.
3. Необходимость после каждой обработки производить определение и устранение девиации магнитных компасов.
Обмоточное размагничивание
Обмоточное размагничивание предусматривает компенсацию магнитных полей корабля полями от стационарных обмоток, питаемых током от специальных источников. Совокупность системы обмоток, источников питания, а также аппаратуры управления и контроля составляет размагничивающее устройство (РУ).
РУ рассчитывается так, чтобы магнитное поле, создаваемое током, протекающим по обмотке, представляло в любой момент времени зеркальное отображение собственного магнитного поля корабля, т. е. в каждой точке под кораблем было равно полю корабля по величине и противоположно по знаку.
РУ впервые разработаны группой сотрудников ЛФТИ АН СССР во главе с академиком А. П. Александровым (И. В. Курчатов, Л. Р. Степанов К. К. Щербо и др.). Размагничивающее устройство позволяет компенсировать магнитное поле корабля с учетом курсовых и широтных изменений.
Размагничивающее устройство состоит из нескольких самостоятельных обмоток различного назначения.
1. Для компенсации напряженности поля от вертикального постоянного намагничивания служит основная горизонтальная обмотка. Направление тока в этой обмотке подбирают так, чтобы ее магнитное поле было противоположно полю от вертикального постоянного намагничивания (рис. 13).
На рис. 13 показано, что магнитное поле обмотки (кривая ) равно по напряженности, но противоположно по знаку собственному полю (). Эта обмотка называется главной потому, что с её помощью компенсируется самая значительная (вертикальная) составляющая. Подобранный для этой обмотки режим тока в дальнейшем не изменяется, а остается постоянным на всех курсах и на любой широте.
Для компенсации вертикальной составляющей продольного намагничивания применяют носовую и кормовую обмотки (рис. 14,а).
2. Вместо указанных обмоток можно применить шпангоутную обмотку (рис. 14, б), Действие этой обмотки более эффективно по сравнению с носовой и кормовой постоянными обмотками. Однако установка ее связана с большими трудностями.
3. Поле от поперечного постоянного намагничивания компенсируется полем батоксовых постоянных обмоток, которые соединяются последовательно и крепятся на правом и левом бортах судна (рис. 15). Для компенсации этого поля достаточно задать в обмотках определенный и одинаковый режим тока.
Сложнее компенсировать индуктивные составляющие намагничивания. Для этой цели в размагничивающее устройство входят регулируемые обмотки: широтная, курсовые шпангоутные обмотки и батоксовые курсовые обмотки.
4. Широтная обмотка предназначена для компенсации поля от вертикального индуктивного намагничивания. Расположение этой обмотки и распределение составляющих напряженности ее магнитного поля такие же, как у основной горизонтальной. Поэтому отдельную широтную обмотку можно не устанавливать, а использовать несколько секций основной горизонтальной обмотки, вводя в цепь их питания приспособления для регулировки тока.
Ток в широтной обмотке регулируется пропорционально синусу магнитного наклонения (магнитной широты).
Курсовые шпангоутные обмотки служат для компенсации поля от продольного индуктивного намагничивания и размещаются аналогично обмоткам для постоянного продольного размагничивания. Поскольку напряженность поля от продольного индуктивного намагничивания корабля изменяется пропорционально косинусу магнитного поля, то для компенсации этого поля необходимо изменять режим тока в обмотке также по закону косинуса. Поэтому эти обмотки называют шпангоутными курсовыми (рис. 14, б).
Батоксовые курсовые обмотки используются для компенсации поля от поперечного индуктивного намагничивания, их располагают последовательно по обоим бортам судна, параллельно постоянным обмоткам. Регулировка силы и направления тока производится пропорционально синусу угла магнитного курса.
Дополнительные обмотки устанавливаются как для компенсации корабля на отдельных участках его, так и для компенсации магнитных полей мощных корабельных электроэнергетических и других установок.
Основным достоинством обмоточного размагничивания является возможность компенсации курсовых и широтных изменений магнитного поля корабля, что обеспечивает большую степень защиты кораблей от неконтактного магнитного оружия и большую их скрытность.
Недостатками РУ являются: большая стоимость, расход дополнительных материалов, утяжеление корабля и значительный расход энергии.
