Страница 23 из 47
Формирование магнитного состояния ферромагнитных материалов, из которых строят корабли, начинается при их охлаждении ниже точки Кюри (температура, выше которой ферромагнитные материалы превращаются в парамагнитные и наоборот) после проката или отжига. Дальнейшее магнитное состояние зависит от строительства на стапеле под влиянием различных внешних воздействий, главными из которых являются упругие напряжения, возникающие в геомагнитном поле. Под влиянием этих факторов происходит намагничивание ферромагнитных масс кораблей по безгистерезисной кривой[66] в соответствии с курсом корабля и составляющими земного магнитного поля для заданной геомагнитной широты. Дальнейшие изменения магнитного состояния ферромагнитных масс кораблей происходят в сложных условиях плавания под влиянием упругих напряжений, возникающих в штормовых условиях или при глубоководных погружениях (подводные лодки), при различных значениях составляющих геомагнитного поля.
На основании проведенных в Казани исследований были определены оптимальные условия безобмоточного размагничивания образцов простейших моделей, позволяющие получить наиболее стабильное их магнитное состояние, и разработана соответствующая инструкция для размагничивания кораблей. Необходимо отметить высокую оперативность работы для того времени: инструкция была выпущена в Казани 15 мая, а с 22 августа эта методика начала широко применяться, в частности у нас на ЧФ. Инструкцией предусматривалось предварительное вертикальное намагничивание корпусов кораблей в направлении, противоположном исходному, — «глубокое опрокидывание» поля, чтобы достигнуть значений магнитного поля под кораблем (обратного знака по сравнению с исходным), превышающих исходное на 150–200 %. Последующей операцией предусматривалась компенсация «опрокинутого» поля до минимальных значений, предусмотренных нормами.
Инструкция по применению новой методики была разослана УК ВМФ на все флоты и флотилии и внедрена на всех СВР. Опыт дальнейшей работы на флотах и анализ, проведенный в НИИ, показали, что этим способом удается получить более стабильное магнитное поле кораблей, чем ранее. Он широко применялся на флотах в течение всей войны.
Для полноты картины следует отметить, что АН СССР и ее институты в годы войны занимались совершенствованием не только системы защиты кораблей, но и систем обнаружения ферромагнитных и металлических предметов, контрольно-измерительных магнитных станций, электромагнитных и других тралов и т. д. Так, еще в сентябре 1941 г. вице-президент АН СССР академик О. Ю. Шмидт сообщил начальнику УК ВМФ инженер-контр-адмиралу Н. В. Исаченкову, что в Институте теоретической геофизики профессором А. Г. Калашниковым разработан прибор для обнаружения железных масс под водой. Позднее были проведены его испытания и установлено, что прибор удовлетворяет техническому заданию[67].
Кроме того, в лаборатории ЛФТИ проводились все-сторонние теоретические исследования проблемы размагничивания. А. П. Александров привлек к участию в них И. В. Курчатова, И. Е. Тамма, Е. И. Кондорского и других ученых. На основании результатов этих исследований в 1942 г. А. П. Александровым были составлены два тома рукописных конспектов по размагничиванию кораблей. Вот далеко не полный перечень вопросов, рассмотренных в них: магнитный поток поля корабля через горизонтальную плоскость; поле элементарного диполя; поле намагниченного эллипсоида; теория флюксметра[68]; магнитное поле простейших контуров тока; расчет экранирующего действия железа на магнитное поле тока; о возможности полного размагничивания; составляющие магнитного ноля корабля и способы их компенсации; безобмоточное размагничивание кораблей и устранение постоянного продольного-и поперечного намагничиваний; расчет размагничивающих устройств; устройство немецких магнитных мин и их траление; английский электромагнитный разомкнутый трал и т. д.
Даже простое перечисление свидетельствует о глубине теоретических разработок, их значении для понимания возникновения магнитного поля корабля, его изменений под влиянием различных внутренних и внешних факторов и уменьшения до величин, обеспечивающих безопасное плавание кораблей. К сожалению, конспекты были отпечатаны небольшим тиражом и отправлены лишь в УК ВМФ и НТК ВМФ, а на флоты, где они были особенно нужны, не попали. В утешение можно сказать, что на основе этих конспектов было разработано «Руководство по размагничиванию кораблей», размноженное в 1944 г. (РРК-44). Следует отметить, что в то время уже имелся опыт освещения новой техники: в 1942 г. вышла монография О. Б. Брона «Немецкие неконтактные мины и способы борьбы с ними», оказавшая большую пользу при подготовке специалистов минеров и размагнитчиков.
Большую научную и практическую помощь оказывала лаборатория А. П. Александрова минерам флотов. Так, ею был выполнен расчет магнитного поля хвостового магнитного трала и определены оптимальные параметры его использования в различных условиях. Благодаря этому эффективность траления немецких магнитных мин на Волге — основном пути поставки нефти в центр страны — существенно повысилась[69].
16 апреля 1943 г. состоялось заседание Военно-морской комиссии при президиуме АН СССР под председательством А. Ф. Иоффе[70], на котором был заслушан доклад А. П. Александрова о состоянии работ по размагничиванию кораблей. В целях дальнейшего усовершенствования зашиты кораблей от магнитного минного оружия комиссия рекомендовала при проектировании новых кораблей предусматривать установку новой, «распределенной» системы защиты от магнитных мин; оборудовать в ближайшее время один из вновь строящихся кораблей «распределенной» системой обмоток размагничивающего устройства и провести ее испытания; для улучшения защиты подводных лодок от магнитных мин устанавливать на них курсовые обмотки.
Электромагнитная девиация магнитных компасов на кораблях. Магнитная девиация компасов на самолетах-торпедоносцах. Компенсационные устройства
Во время плавания кораблей, оборудованных размагничивающими устройствами, было установлено, что в момент включения и выключения основной обмотки размагничивающего устройства на некоторых кораблях резко изменяются показания магнитных компасов. Еще хуже обстояло дело на кораблях с курсовыми обмотками. Там показания магнитных компасов изменялись еще и при изменении силы тока в обмотках. Хотя магнитные компасы на кораблях являются резервным техническим средством кораблевождения, опыт войны показал, что в условиях боевых действий гирокомпасы могут быть повреждены и поэтому важно обеспечить надежную работу магнитных компасов.
Это вынудило нас с М. А. Оболенским вторгнуться в «чужое» ведомство: гидрографов и штурманов — и заняться разработкой для девиации компасов трехобмоточных магнитных компенсаторов и регулирующих устройств к компенсаторам на один, два и три компаса. Были изготовлены, установлены, испытаны и сданы в эксплуатацию компенсационные устройства к магнитным компасам на эскадренных миноносцах «Незаможник», «Беспощадный», «Бойкий» и БТЩ «Груз». На этих кораблях установили компенсационные устройства с одной катушкой (на малых кораблях устанавливали однокатушечные компенсаторы, а на больших — трехкатушечные). Трехкатушечные компенсаторы по нашим чертежам изготавливали мастерские № 1 и 4 Технического отдела ЧФ. Для монтажа компенсационных устройств к компасам на кораблях в мастерских были выделены две бригады[71].
По результатам испытаний и опыта эксплуатации компенсаторов на кораблях была установлена их надежная работа. 24 марта 1943 г. подробный отчет Отделения размагничивания кораблей об этом был отправлен заинтересованным организациям[72]. 5 августа мы получили заключение Гидрографического управления ВМФ, в котором работе давалась высокая оценка. Полученные результаты были положены в основу указаний гидрографическим отделам флотов[73].
66
Намагничивание ферромагнитных материалов по безгистерезисной, или идеальной, кривой происходит при одновременном воздействии на них знакопеременного магнитного поля с убывающей амплитудой и постоянного магнитного поля. Величина и направление остаточного намагничивания материала зависят от величины и направления постоянного магнитного поля. Аналогичное явление наблюдается и при воздействии упругих напряжений и постоянного магнитного поля.
67
ЦВМА, ф. 13, оп. 71, д. 2237, л. 1, 43.
68
Флюксметр, веберметр — прибор для измерения потока магнитной индукции через контур.
69
ЦВМА, ф. 13, оп. 71, д. 2245, л. 89.
70
Там же, д. 2239, л. 64.
71
ЦВМА, ф. 2121, оп. И, д. 61, л. 61, 88.
72
Там же, л. 122.
73
Там же, л. 128.