Моя предыдущая статья, посвященная подводной ракете «Шквал», вызвала большой интерес у читателей. Поэтому я решил продолжить эту тему. Как известно ракета «Шквал» движется под водой в условиях развитой, искусственной кавитации. Термин «развитая» означает, то, что каверна имеет большие размеры. А термин «искусственная», то, что создана она с помощью вдуваемого в нее из вне воздуха. Основная проблема «Шквала», которая мешает ей стать эффективным противолодочным оружием, это плохая управляемость и плохая устойчивость при движении в условиях развитой кавитации.
Дело заключается в следующем… Иногда на рисунках ракета «Шквал» изображается в окружении вытянутого правильного эллипсоида. Такой художник изображает газовую каверну, которая образуется вокруг корпуса этой ракеты, когда она движется на высокой скорости под водой. Реальная каверна сильно отличается от нарисованной.
Прежде всего, она имеет неправильную форму. На каверну, как и на любое тело, находящееся под водой, действует сила Архимеда. Эта сила старается вытолкнуть каверну к поверхности воды. Поэтому хвост каверны находится выше, чем ее начало. Кроме этого, поперечное сечение каверны тоже не представляет собой правильный круг или эллипс. Дело в том, что стенки каверны образуются под воздействием двух сил: силы внутреннего давления и силы внешнего давления. Давление внутри каверны приблизительно одинаковое по ее объему. А вот внешнее давление на верхней и нижней точках поперечного сечения каверны сильно отличаются. Следует уточнить, что внешнее давление это - гидростатическое давление, то есть давления столба воды. То есть чем ниже находится точка от поверхности воды, тем выше это давление. Таким образом в верхней точке поперечного сечения каверны давление ниже, а в нижней выше. Это приводит к тому, что нижняя граница каверны начинает выгибаться вверх, к поверхности воды. Образуется так называемый водяной гребень, который в итоге делит каверну на две половины. Их иногда называют вихревые жгуты. По ним воздух из каверны уходит в воду. Управлять ракетой внутри такой каверны очень сложно. На рисунке показана схема управления ракетой «Шквал».
Сила тяжести ракеты компенсируется двумя силами. Одна из них возникает на наклоненном дисковом кавитаторе, а другая на глиссирующей корме ракеты. Управление в вертикальной плоскости осуществляется в основном с помощью наклона кавитатора и частично с помощью рулевой поверхности, выведенной в окружающий каверну, поток воды. А управление в горизонтальной плоскости только с помощью рулевой поверхности. Вроде бы все просто? Но проблема заключается в том, что каверна нестабильна. Она постоянно пульсирует и колеблется. Это связано с тем, что внешнее давление на границах каверны все время меняется, так как на море всегда есть волнение. И во-вторых, в каверну вдувают газ, который тоже создает колебание каверны, так как газ вдувается в нее и распространяется по ней неравномерно.
Колебания каверны приводят к тому, что площадь глиссирования корпуса ракеты все время меняется и соответственно меняется возникающая там подъемная сила. Это изменение пытаются компенсировать изменением угла наклона кавитатора и регулированием подачи воздуха в каверну. Но это не всегда удается сделать своевременно. Именно поэтому ракета «Шквал» ведет себя на траектории своего движения крайне неустойчиво. На испытаниях ракеты часто возникали ситуации, когда она выскакивала из воды и часть времени летела в воздухе. Как же решить эту, казалось бы, неразрешимую задачу?
Да очень просто!.. Надо вместо дискового кавитатора применить круговое крыло. Оно создает меньшее сопротивление. Им проще управлять. Если кавитатор может наклоняться только в вертикальной плоскости, то круговое крыло позволяет создавать управляющее усилие, как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости. То есть управляемость подводного аппарата с таким крылом значительно улучшится. Почему такое решение не было применено в ракете «Шквал» для меня до сих пор остается загадкой. Как говорится пути господни конструкторов НПО «Регион» (основного разработчика «Шквала») неисповедимы.
Другие публикации на эту тему:
1. Армейский рукопашный бой. Уроки СВО…
2. Уроки СВО… Почему приходится закупать для российской армии квадрокоптеры?
3. Уроки СВО… «Блеск» и «нищета» российского ВПК
4. Уроки СВО… Гонка за «искусственным интеллектом»
5. Уроки СВО... Как нам утолить "снарядный голод"
6. Уроки СВО… Сможет ли российский ВПК выиграть технологическую гонку с Западом?
7. Возможна ли новая индустриализация в России?
8. Уроки СВО... Каким быть российскому ВПК - частному или государственному?
9. Уроки СВО... Кто заплатит за победу?
10. Ракета "Шквал" бесполезна?..
11. "Барракуда" - секретное оружие ВМС НАТО?..
12. За каким секретом охотился американский шпион Эдмонд Поуп?
13. Какая торпеда лучше - "Орел" или "Безмолвие"?
14. Почему хотели обанкротить авиационное КБ имени Бериева?
15. Легко ли потопить современную подводную лодку?
16. Как рождался российский гиперзвук...
17. Почему БПЛА "Ланцет" производится не авиационной промышленностью России?
18. "Изделие 55". Можно ли создать полностью автономный БПЛА?