Бассейн для морской державы

Крыловскому государственному научному центру – 120 лет

До середины XVIII века корабли проектировали мастера верфей, они же их и строили. Постепенно корабли становились все более сложными инженерными сооружениями. Строить их, основываясь только на традиции и опыте мастеров, стало невозможно. Дело это дорогостоящее и трудоемкое, каждая неудача – гибель людей и огромные убытки. Чтобы избежать страшных катастроф, необходимо было найти метод проверки качества создающихся кораблей до начала их постройки. Так человечество пришло к испытаниям моделей кораблей в опытовых бассейнах, появившихся сначала в Голландии и Англии.

В науке значительную роль играет случай. Он помог и созданию Опытового бассейна в Петербурге. В 1891 году у Морского министерства оказались неизрасходованными около 1,5 миллиона рублей. По совету С. О. Макарова адмирал Н. М. Чихачев предложил Д. И. Менделееву разработать состав и технологию производства бездымного артиллерийского пороха. Выдающийся ученый взялся за решение задачи, но потребовал, чтобы вместо учебной лаборатории минного класса была основана научно-техническая лаборатория в бывшем здании солильни, давно пустовавшем. Для обустройства здания под опыты, закупки необходимых приборов и материалов ассигновали около полумиллиона рублей.

Оставался свободный миллион, который Менделеев и предложил морскому министру адмиралу Чихачеву использовать на строительство Опытового бассейна, необходимость которого была совершенно ясна. К концу XIX века Россия приступила к усиленному строительству крупного военного флота. В ходе этой огромной работы возникали такие серьезные технические проблемы, как определение потребной мощности главных двигателей, возможности ее уменьшения путем снижения сопротивления воды движению корабля и повышение пропульсивной эффективности гребных винтов. Попытки чисто теоретических решений оставались малоуспешными. Без модельных экспериментов обойтись было уже невозможно.

В конце 1891 года в Англию был командирован корабельный инженер А. А. Грехнев с предписанием изучить бассейн В. Фруда в Торки и построить его копию в Петербурге. Грехнев успешно выполнил поручение. На острове Новая Голландия по соседству со складами военного порта 8 марта 1894 года (20 марта по н. ст.) было открыто первое в России научно-исследовательское учреждение судостроительной отрасли – Опытовый бассейн Морского министерства. Были в точности скопированы как конструкция Фруда, так и все оборудование: строгальный станок, бак для плавки парафина, машина для буксировки моделей с канатной передачей и даже такие механизмы, как линовальная машина, счетный логарифмический цилиндр. Габариты бассейна составляли 120 метров в длину, 6,7 метра в ширину и три метра в глубину.

Грехнев стал первым заведующим Опытового бассейна и оставался в этой должности до 1 января 1900 года, когда был уволен по болезни. Исполняющим обязанности заведующего бассейном был назначен А. Н. Крылов.

Временем становления Опытового бассейна стали 1894–1906 годы, в течение которых реализовывались важные для флота кораблестроительные программы. Новые методы исследования и полученные результаты требовали практического подтверждения. Первым кораблем, построенным по теоретическому чертежу, отработанному на основании испытаний моделей в бассейне, явился броненосец «Ослябя».

Уже в 1894 году на металлической модели броненосца «Петропавловск» адмирал Макаров начал отрабатывать свою теорию непотопляемости корабля. Совместно с Менделеевым он испытывал модель первого в мире линейного ледокола «Ермак», который прослужил до 60-х годов XX века.

В январе 1900 года на камни у острова Гогланд сел броненосец береговой обороны «Генерал-адмирал Апраксин». Попытки снять его традиционными способами не увенчались успехом. Тогда для спасения корабля были привлечены самые современные средства того времени. Для координации действий флота и берегового штаба А. С. Попов использовал радио, впервые в мире установив беспроводную связь на расстоянии более 400 километров. К разработке спасательной операции привлекли Опытовый бассейн. Были изготовлены модели броненосца и макет гряды подводных камней. На одной из моделей в бассейне отрабатывались различные варианты спасения, а другая была доставлена к месту аварии для демонстрации аварийным командам необходимых действий на месте. После выбора окончательного варианта водолазы заложили заряды под камни у носовой оконечности броненосца и у правой скулы согласно отработанной в бассейне схеме. После взрыва, который, как и было рассчитано по опытам, разрушил камни и практически не повредил корабль, броненосец на буксире ледокола «Ермак» сошел на глубокую воду и далее своим ходом перешел в порт Гогланда, а оттуда – в Петербург для устранения повреждений. Казавшаяся безнадежной операция успешно завершилась.

По результатам модельных испытаний строилась серия эскадренных броненосцев типа «Бородино», которые считались одними из лучших крупных российских кораблей начала XX века. В 1900–1901 годах разрабатывался проект первой отечественной боевой подлодки «Дельфин». Морское министерство предписало Крылову оказывать всяческое содействие (материальными средствами и помощью специалистов) проведению исследований и опытов, необходимых при проектировании «Дельфина», что и было исполнено.

Новый этап в развитии отечественного кораблестроения начался в 1907 году, когда после неудачной войны с Японией Россия приступила к воссозданию флота. Его основой должны были стать дредноуты типа «Севастополь», линейные крейсеры типа «Измаил» и эсминцы типа «Новик», а также подводные лодки типа «Барс». Отработка формы корпуса первых русских линкоров-дредноутов потребовала испытаний 21 модели и завершилась выбором оригинальных обводов с ледокольными носовыми образованиями, обеспечившими достижение заданной скорости с запасом, допускавшим ее увеличение до 24 узлов.

В 1908 году начались масштабные работы по строительной механике и вибрации кораблей. В это время на должность заведующего бассейном назначается Бубнов. При нем была создана лаборатория испытаний механических свойств материалов. Разработанные в 1909 году «Нормы прочности» сохранились до наших дней.

Опытовый бассейн стоял у истоков создания первых отечественных авианосных кораблей. Здесь велись исследования гидросамолетов известных авиаконструкторов И. И. Сикорского и Д. П. Григоровича.

Первая мировая стала своеобразным полигоном для жесточайшей проверки всех видов вооружения и существенно повлияла на характер деятельности Опытового бассейна. Главное внимание в этот период уделялось различным срочным работам, вызванным потребностями войны. Решались сложные технические вопросы, связанные с достройкой новых кораблей и ремонтом боевых повреждений, в натурных условиях замерялась вибрация. Производились приемные испытания смазочных масел и горючего для действующего флота.

Постоянное расширение научной проблематики привело к тому, что Опытовый бассейн, долгое время сохранявший свое название, превратился в научно-исследовательский институт, способный производить широчайший круг работ. Вопрос о его реорганизации ставился неоднократно, однако этому воспрепятствовали сначала Первая мировая война, а затем революция и Гражданская война. И только в 1932 году на базе Опытового бассейна был создан Научный институт военного кораблестроения, преобразованный в 1938 году в НИИ-45 Наркомата оборонной промышленности, а затем в центральный – ЦНИИ-45 Наркомата судостроительной промышленности. В 1944-м институту присвоено имя академика Крылова.

В годы Великой Отечественной институт был эвакуирован в Казань, где, несмотря на отсутствие экспериментальной базы, продолжались работы, жизненно важные для действующего флота. Выполнялись экспертизы и консультации, был разработан приближенный метод расчета сопротивления воды без опытов в бассейне, спроектированы ледовые гребные винты для кораблей, предложены рекомендации по подкреплению корпусов эсминцев проекта 7 для плавания в штормовых условиях. В 1944-м созданы первые отечественные «Требования к выполнению расчетов прочности конструкций корпуса надводных кораблей».

В 1945 году принята первая послевоенная десятилетняя программа военного кораблестроения. Она предусматривала проектирование и строительство практически всех классов, включая линкоры и тяжелые крейсеры. В обеспечение этой программы институт совместно с другими организациями промышленности и заказчиком развернул работы по многим направлениям.

Особой заслугой института являются теоретические исследования, модельные и натурные испытания, которые позволили создать высокоэффективную бортовую и днищевую конструктивную защиту тяжелого крейсера проекта 82 и усовершенствовать корпусные конструкции подводных лодок проектов 613 и 615 в части взрывостойкости. Получены первые результаты по обеспечению противоатомной защиты кораблей за счет повышения прочности корпусов, взрыво- и ударостойкости механизмов и оборудования. В 1954-м институт разработал первую методику оценки перемещения корпуса корабля и его оборудования под воздействием мощной ударной волны от взрыва ядерного боеприпаса.

Превращение института в авторитетный многопрофильный научный центр в сочетании с повышением ответственности Министерства судостроительной промышленности (МСП) за качество проектируемых и строящихся кораблей обусловило выход в начале 1948 года приказа МСП об обязательной экспертизе институтом проектов, разрабатываемых ЦКБ отрасли для всех заказчиков кораблей и судов. Институту было также поручено возобновить проектно-исследовательские работы по определению характеристик и облика перспективных кораблей.

Вступление в строй в 1967 году первых АПЛ второго поколения, а также противолодочных крейсеров с групповым базированием летательных аппаратов (пр. 1123) ознаменовало начало следующего этапа в развитии отечественного судостроения. Он характеризуется серийным строительством АПЛ и ракетных надводных кораблей второго поколения с последовательным улучшением их характеристик, началом строительства крупных авианесущих кораблей, переходом к серийной постройке кораблей и судов с динамическими принципами поддержания (КДПП), а также различных судов гражданского назначения, включая крупнотоннажные.

С введением в строй в 1980 году первых подводных лодок и надводных кораблей третьего поколения, включая КДПП, начался новый этап в развитии отечественного кораблестроения, характеризующийся их серийной постройкой. На этот период приходится постройка первых отечественных авианесущих кораблей с трамплинным взлетом палубных самолетов и торможением при их посадке при помощи аэрофинишеров. Развернуто проектирование подводных лодок четвертого поколения. Велось широкое строительство гражданских судов различного назначения, включая атомные, а также плавучих буровых установок.

Важным рычагом внедрения разработок и воздействия на технический уровень создававшихся кораблей и судов была экспертиза проектов. В послевоенные годы институтом было составлено более 1200 заключений по гражданским судам и около 1000 – по проектам кораблей и судов для ВМФ, а также по проектам отдельных видов морского оружия.

Итак, основное содержание работ института за 120 лет его существования – непосредственное участие в создании новых кораблей и судов, а также в решении стратегических вопросов развития флота и судостроительной отрасли. Во многом благодаря его интеллектуальному потенциалу было обеспечено создание первоклассного ВМФ, крупнейших торгового и промыслового флотов мира, которых страна до этого никогда не имела. Заслуги центра высоко оценены правительством СССР. Он был награжден орденами Трудового Красного Знамени, Ленина, Октябрьской Революции.

ФГУП «Крыловский государственный научный центр» является коллективным членом авторитетных международных организаций: Международной конференции опытовых бассейнов (ITTC), Международного конгресса по прочности и конструкции судов (ICSS), Международного института снижения шума механизмов (IINCE) и других.

Сегодня это комплексный научный центр, решающий самые сложные задачи гидродинамики и прочности кораблей и судов, определяющий пути развития судовых энергетических установок, проводящий глубокие исследования и разработки по борьбе с шумом и вибрацией на кораблях, снижению электромагнитных полей, воздействующих на человека и окружающую среду. Большое развитие в последние годы получили работы по освоению морского шельфа и освоению Арктики. Материальной основой, гарантирующей выполнение любых по сложности исследований, является уникальная экспериментальная база.

Гордость ФГУП – его коллектив. Около 300 сотрудников имеют ученую степень кандидата технических наук, 60 – доктора технических наук.

Хочется верить, что и дальнейшая история Крыловского государственного научного центра будет наполнена плодотворной работой на благо российского судостроения и флота.

Валерий Поляков

Опубликовано в выпуске № 43 (561) за 19 ноября 2014 года