Опять же, вторая часть исследования. Не теряйте время, если вам не интересны подробности схемотехники светодиодных ламп. Да, это очень специфическая штука, которой мы тут занимаемся.
Ну а если вы все же отважились ознакомиться с этим исследованием, то вас ждет измерение светового потока, разбор лампы, измерение температура и разбор электрических компонент лампы.
Сравнение собственных образцов вооружения и снаряжения с принятыми на снабжение у врага всегда заботило не только рядовых бойцов, но и высшее командование, поэтому всю Великую Отечественную войну в тылу и на фронте трофеи тщательно изучались и испытывались. В наши дни большое количество публикаций традиционно посвящается сравнительным испытаниям танков, самолётов, стрелкового оружия. Тем не менее интересно узнавать о подобных испытаниях и более утилитарных, но не менее важных предметов солдатского снаряжения. Простой вопрос: чей шлем лучше — советский или немецкий? Ответ на него дала работа комиссии Главного интендантского управления Красной армии в январе-феврале 1943 года. Первый массовый советский стальной шлем СШ-36 появился в РККА в 1936 году, и уже к концу года стало очевидно, что он обладает массой недостатков. Наиболее принципиальными из них были хрупкость стали и низкая пулестойкость в местах гибки. Попытки усовершенствования каски привели к появлению ряда экспериментальных образцов, некоторые из них проходили войсковые испытания.
Советский стальной шлем СШ-40
В июне 1939 года на снабжение РККА приняли стальной шлем СШ-39, который был избавлен от большинства недостатков СШ-36. Однако начавшаяся война с Финляндией показала, что подтулейное устройство СШ-39 не позволяет надевать его вместе с тёплым головным убором, а имевшиеся специальные шерстяные подшлемники для ношения с СШ-39 в сильные морозы не спасают от холода и обморожений. Поэтому были начаты работы по усовершенствованию подтулейного устройства СШ-39, что привело к выпуску в декабре 1940 года партии СШ-39 с новым подтулейным устройством. Впоследствии эта модификация получила индекс СШ-40. В июне 1941 года СССР вступил в войну, используя три типа касок: СШ-36, СШ-39 и СШ-40. Первые два типа к тому моменту уже не производились, но были в войсках в больших количествах. Нацистская Германия к моменту нападения на СССР имела в войсках гораздо большее количество моделей стальных шлемов — от касок времён Первой мировой войны М16, М17 и М18 до более современных М35 и М40.
Немецкий стальной шлем образца 1935 года
Основными боевыми шлемами немецких солдат на фронтах в 1941 году были М35 и М40. Старые модели почти не использовались на передовой, но не были редкостью в тыловых подразделениях. Это объясняется тем, что они не удовлетворяли армию по целому ряду параметров, в том числе из-за слабой пулестойкости. Стальной шлем нового образца приняли на вооружение сухопутной армии и флота Германии 25 июня 1935 года, дав ему наименование «стальной шлем модели 1935 года», сокращённо М1935 (или просто М35). Базовая конструкция М35 была подобна шлему образца 1916 года М16, но новая модель имела более короткие поля и козырёк, иные вентиляционные втулки и меньший вес. 29 октября 1938 года был запатентован проект модификации М35. Она заключалась в технологических упрощениях производства и замене легирующего элемента в химическом составе стали. Эту модификацию приняли на снабжение только 26 марта 1940 года. Модернизированный стальной шлем модели 1935 года получил обозначение «стальной шлем модели 1940 года» (также М1940 или М40).
Немецкие солдаты в касках М35 или М40.
В первый год войны стало очевидно, что быстрой победы не добьётся ни одна из сторон. В армию призывались миллионы солдат, которых необходимо было экипировать и вооружить. Резко требовалось увеличить производство всех предметов снаряжения, в том числе стальных шлемов. В такой обстановке требовалось максимальное удешевление и технологичность производства, и по обе стороны фронта велись работы в этом направлении. Параллельно для соответствия требованиям массового производства военного времени искали замену дорогим и дефицитным легирующим добавкам в составе стали, по возможности не в ущерб защитным свойствам готовых изделий. В Германии результатом стало принятие на снабжение 6 июля 1942 года «стального шлема модели 1942 года» (также М1942 или М42). Серийно первые шлемы M42 произвели 1 августа 1942 года. Они были технологичнее в производстве, имели упрощённый состав стали. М42 использовался в немецкой армии наряду с М35 и М40 до конца войны, постепенно заменяя их.
Советские солдаты в касках СШ-39 и СШ-40.
В СССР работы были направлены на уменьшение технологических операций при изготовлении. Для поиска нового состава стали использовались наработки довоенного времени: в 1936–1940 гг. над этим совместно работали инженеры ленинградского НИИ № 13 и металлургического завода г. Лысьва (в документах назывался по-разному: завод имени газеты «За индустриализацию», «ЗИ», «За Индустрию», «Имени газеты Индустрия», «Индустрия», завод № 700 наркомата чёрной металлургии, ЛМЗ). Итогом этих работ стала углеродистая кремний-марганцево-никелевая сталь 36СГНА (36СГН), ставшая основной для стальных шлемов РККА. Эта сталь на заводе получила обозначение И-1 и использовалась не только для касок, но и для нагрудников. Сталь имела в составе дорогие и дефицитные легирующие добавки, в которых с началом войны стала ощущаться нехватка. Именно этим добавкам и требовалось найти замену. Весной 1942 года было предложено несколько вариантов сталей для замены И-1, причём испытание сталей-заместителей делалось сразу на опытно-валовом производстве: из опытной стали выпускались огромные партии стальных шлемов, которые тут же шли в войска. Так была принята испытанная в 1939 году сталь 36СГА (36 СГ), получившая обозначение И-2. Эта сталь имела в своём составе гораздо меньше никеля, чем И-1, и незначительно уступала ей по пулестойкости. Всего предлагалось испытать и было испытано 14 вариантов марок сталей, но при улучшении обстановки со снабжением в конечном итоге вернулись к исходной И-1.
Немецкие шлемы с засчитанными пробитиями (РГАЭ)
В ходе боевых действий у солдат воюющих сторон возникает частый и закономерный вопрос: чьи оружие и снаряжение лучше? Какие-то образцы, считающиеся лучшими, становятся желаемыми трофеями и находят применение в быту и бою — примеров тому масса. Аналогичная мысль посещала на фронте не только рядовых солдат, но и высшее руководство страны. Часто такое сравнение реальных трофейных образцов с собственными давало пищу для размышлений и служило толчком к работам по совершенствованию и созданию новых видов оружия и экипировки. В декабре 1942 года по распоряжению члена Государственного комитета обороны СССР А. И. Микояна сформировали комиссию под руководством заместителя Главного интенданта Красной армии генерал-майора Я. С. Колесова. Её задачей было сравнительное испытание стальных шлемов отечественного и немецкого производства. В комиссию вошли представители главного интендантского управления (ГИУ КА), наркомата чёрной металлургии (НКЧМ) и завода № 700 НКЧМ, а также броневой лаборатории НИИ № 13 наркомата вооружений (НКВ). Испытания проходили в два этапа: первый состоялся 10–16 января 1943 года в тире завода № 700 в Лысьве, второй — 7–12 февраля на Научно-исследовательском полигоне стрелковых вооружений Главного артиллерийского управления (НИПСВО ГАУ КА) в подмосковном Щурово. Испытанию подвергались СШ-40, сделанные из сталей марок И-1 и И-2, а также трофейные немецкие шлемы.
Корпуса СШ-40 после испытаний (РГАЭ)
К сожалению, трофейные немецкие шлемы не были разобраны по типам и одинаково испытывались все, хотя между шестью разными моделями (M16, M17, M18, M35, M40 и M42) была существенная разница. Сделать такое предположение позволяет таблица-реестр корпусов немецких шлемов, из которой видно, что испытывались шлемы разных размеров, а в таблице с определёнными на заводе № 700 и НИПСВО химическим составом стали и твёрдостью видно, что это каски разных типов. Местами в таблице вместе с размерами шлемов указана заводская маркировка, из чего следует, что это были каски разных заводов. Испытания не подразумевали только определение химического состава и твёрдости материала касок. Наиболее интересная их часть — обстрел и близкие подрывы боеприпасов — давала представление о том, чья каска лучше. Стрелять на первом этапе испытаний предполагали из 7,62-мм винтовки Мосина обр. 1891/1930 г. патроном с приведённым зарядом (рассчитанным на дальность 800, 900 и 1000 м) пулей обр. 1908 г. из-за небольшой длины тира завода № 700 и из 7,62-мм револьвера Нагана обр. 1895 г. «Наган» с дистанции 10 м.
Сравнительная пулестойкость СШ-40 из сталей 36СГН и 36СГ и немецких шлемов (РГАЭ)
На втором этапе, на полигоне, стреляли из винтовки уже полноценным зарядом той же пулей на дистанциях 800, 900 и 1000 м, обстреливали из ППШ боевыми патронами с дистанции 115 м, из ТТ с дистанции 65 м. Под конец испытаний подрывали 82-мм миномётные мины на расстоянии двух метров. Обстрел в тире и на полигоне вёлся по незакреплённым корпусам шлемов без подтулейного устройства с трёх сторон: лобовой, боковой и затылочной части. Зачёту в тире подлежали только попадания в определённую область шлема, не засчитывались касательные попадания, попадания ближе 20 мм от предыдущего или от заклёпки/отверстия для вентиляции. На полигоне требования к засчитанным попаданиям были мягче из-за более приближенных к реальности условиям. Глубина вмятин у шлемов, выдержавших испытания, замерялась, результаты фиксировались в двух журналах параллельной записи, вдобавок в тире завода № 700 дополнительно фиксировалась скорость каждого выстрела патроном с приведённым зарядом. Такие достаточно жёсткие условия испытаний позволили объективно оценить качество продукции завода № 700 в сравнении с немецкими касками. На испытания было подано СШ-40 из стали 36СГН 620 штук, из стали 36СГ — 298 штук, немецких шлемов — 270 штук. Наравне с этими шлемами были испытаны опытные СШ-40, изготовленные по новой технологии однопереходного штампования: из стали 36СГН — 100 шлемов, из 36СГ — 60. Часть СШ-40 была сделана с утолщёнными стенками. Задач у испытаний было несколько, решали целый спектр вопросов: Соответствуют ли штатные шлемы СШ-40 техническим условиям? Какова сравнительная пулестойкость сталей 36СГН и 36СГ? Каковы преимущества и недостатки у шлемов с увеличенной толщиной стенок по сравнению со штатными (1,14–1,22 мм против 1,20–1,38 мм)? Какова сравнительная пулестойкость отечественных и немецких шлемов? Достаточно ли отработаны технические условия на производство шлемов из стали 36СГ и можно ли их утвердить как постоянные?
Сравнительная диаграмма пулестойкости по зонам СШ-40 и немецких касок (РГАЭ)
После проведения испытания оказалось, что штатные шлемы СШ-40 из стали 36СГН полностью удовлетворяют техническим условиям, как военного, так и довоенного времени. При этом отмечалось, что ТУ военного времени в части отбора процента шлемов из партии для проб следует отменить и вернуть довоенные, так как это «является менее надёжным критерием для оценки качеств шлемов». В процесс обстрела было получено попаданий: из винтовки приведённым зарядом — 990, из винтовки нормальным зарядом — 462, из револьвера — 171, из ППШ — 811, из ТТ — 552. Обстрел показал, что сталь 36СГ почти равноценна стали 36СГН и обеспечивает пулестойкость, требуемую по действующим ТУ. Комиссия сочла возможным применение единых ТУ на стали 36СГ и 36СГН. Решили, что сталь 36СГ возможно допустить к валовому производству наравне с 36СГН. Технологию изготовления СШ-40 на заводе № 700 (операции штамповки, термообработки) комиссия сочла правильной. Отмечалось, что толщина стенок значительно влияет на пулестойкость, и шлемы с увеличенной толщиной стенок обладают лучшей пулестойкостью. Поэтому рекомендовалось установить минимальную толщину заготовки 1,20 мм, а максимальную — 1,41 мм. Это соответствовало повышению среднего веса корпуса СШ-40 2-го роста на 55 граммов. Было установлено, что пулестойкость шлемов отечественного производства значительно выше пулестойкости трофейных шлемов при всех видах испытаний обстрелом. Это объяснили значительным преимуществом конструкции корпуса СШ-40, у которого, в отличие от германских шлемов, единственным ослабленным местом назывался радиальный переход от козырька к лобной стенке корпуса (полоска шириной 8–10 мм). У немецких касок ослабленных зон оказалось значительно больше, что хорошо было видно по местам пробитий.
При обстрелах из винтовок на дистанции 800 м пулей образца 1908 года у советских касок было 7,7–10% пробитий, а у немецких — порядка 34,5% (с учётом всех попаданий, как зачётных, так и нет). При стрельбе из ППШ немецкие каски были пробиты в 41,4% случаев, а советские — в 11,5–11,7%. ТТ дал 38,8% пробитий у немецких шлемов против 12,4–13,0% у советских, «наган» — 29,0% пробитий у немецких касок… В заключении комиссия посчитала, что необходимо продолжить поиски более пулестойких марок стали, заниматься усовершенствованием технологии производства шлемов и доводить конфигурацию стального шлема до повышения пулестойкости. Кроме того, улучшить конструкцию подтулейного устройства. Нам же остаётся констатировать: несмотря на то что отбор немецких касок нельзя назвать идеальным, результаты сравнения оказались в пользу советских стальных шлемов. * Статья написана с использованием материалов РГАЭ.
Немецкий стальной шлем: второе поколение
Изменение после Первой мировой войны взглядов на роль пехоты в войне, увеличение её мобильности, отказ от позиционных боёв, при которых максимальная защита головы была главной функцией шлема, породили новые требования к его внешнему виду и степени защиты. Это привело к разработке новых образцов немецких «штальхельмов», которые в целом унаследовали форму своих предщественников.
Подтулейное устройство образца 1931 года
Значительное количество немецких стальных шлемов, выпущенных в годы Первой мировой войны, было уничтожено согласно условиям Версальского мирного договора, но в межвоенном немецком рейхсвере, тем не менее, оставалось достаточно много касок разных моделей. В процессе их эксплуатации подтулейные устройства или, как их принято называть, подшлемники, приходили в негодность, рвались и требовали ремонта или замены. К определённому моменту вопрос о разработке нового, единого для всех образцов немецких касок подтулейного устройства, стал очень актуален.
14 ноября 1934 управление вооружений и снабжения немецкой армии приняло решение заменить все типы подшлемников для касок М16, М17 и М18, использовавшиеся на тот момент в войсках, на единую улучшенную систему подшлемника, получившую в войсках обозначение «подтулейное устройство образца 1931 года» (Innenausstatung 31, М1931). Разработан и запатентован этот тип подшлемника был в 1929 году фирмой Шуберт-Верке из Брауншвейга (Schuberth-Werke Braunschweig).
Схема установки подшлемника образца 1931 года в каске
Изначально для войсковых испытаний, которые проводились в 1931-1934 гг., была произведена небольшая партия новых подшлемников. По результатам тестов было принято решение о принятии подшлемника образца 1931 года в качестве единого образца и использовании его в немецкой армии для замены подшлемников во всех типах касок, а также установки во вновь произведенные шлемы.
Официальное принятие армией подшлемника М1931 совпало с тестированием опытного образца шлема M35, который разрабатывался для использования с этим типом подтулейного устройства. Решение о передаче контрактов на производство этого типа подшлемника другим фирмам, помимо Schuberth-Werke, было принято в 1938 году, одновременно с началом массового производства шлема М35.
У подшлемников, произведённых между 1931 и 1934 годами, на внешний обод ставилось клеймо «1931», что означало модель подшлемника. Начиная с 1935 года, маркировка была изменена – на подшлемники стал наноситься фактический год изготовления.
Подшлемник образца 1931 года
За время производства подшлемника образца 1931 года было проведено две незначительных модификации в конструкции, с которыми подшлемник использовался до мая 1945 года.
Подшлемник образца 1931 года имел сложную конструкцию и сильно отличался от более ранних образцов. Конструкция подшлемника учитывала пропорции головы человека, т.е. применялся индивидуальный подход. У каждого солдата измерялась длина окружности головы (размер головы) и подбирался соответствующий подшлемник, который, в свою очередь, определял размер каски, в которую он мог устанавливаться. В каску одного размера можно было установить подшлемник двух размеров.
Каждое из двух колец, из которых состоял подшлемник, клеймилось число, обозначающим размер подшлемника в сантиметрах. Внешнее кольцо, крепившееся к каске, имело клейма завода-изготовителя с одной стороны и размеры каски и головы – с другой. Клеймо, в котором указывался размер каски и головы, писалось либо в строку, либо в виде дроби, и имело в своём составе буквы n.A., что означало сокращение от «neues Art» – новый стиль (тип).
Маркировка внешнего обода: клейма размеров (вверху) и клейма фабрик (внизу)
Индивидуальный подход, который предусматривала конструкция подшлемника образца 1931 года, с одной стороны, обеспечивал удобство ношения каски, с другой – не позволял в случае необходимости использовать подшлемник от каски другого размера. Это накладывало эксплуатационные ограничения: солдат, перепутавший свою каску с чужой, не мог её использовать, если подшлемник был не его размера. По той же причине затруднялся полевой ремонт касок.
Конструкция подшлемника образца 1931 года состоит из двух металлических полос-ободов, расположенных один внутри другого, скреплённых друг с другом металлическими полосами-пружинами.
Схема устройства подшлемника образца 1931 года
Во внешнем ободе выштампованы отверстия для крепления подшлемника в каске: одно круглое на затылке и два спереди, продолговатые и симметрично расположенные относительно заднего. Форма отверстий обусловлена тем, что отверстия для подшлемника на касках М16, М17 и М18 могли иметь разное расположение из-за несовершенства технологии производства. Все вместе эти отверстия делят окружность внешнего обода на три примерно равных части.
Отверстия для крепления подшлемника в каске: боковое (слева) и заднее (справа)
Помимо этих отверстий, во внешнем ободе выштампованы пять «ушей» для зацепа пружин, которые, в свою очередь, держат внутренний обод. Также к внешнему ободу на заклепках крепились металлические «серьги» – держатели D-образных колец, к которым крепился подбородочный ремешок.
Внутренний обод крепился к внешнему посредством пяти металлических пластинчатых пружин с закругленными краями. К внутреннему ободу пружины крепились одной заклепкой в центре. Они вставлялись в «уши» внешнего обода, причем, в одно «ухо» вставлялись две соседние пружины. Пружины окрашивались краской или грунтовались для предотвращения их коррозии. Все металлические детали подшлемника изготавливались из алюминия и его сплавов.
Крепежные элементы (кламмеры) для фиксации подшлемника в каске (слева) и фиксации кожаной части подшлемника (справа)
В свою очередь, к внутреннему ободу посредством 12-13 специальных алюминиевых заклепок-кламмеров крепилась кожаная часть подшлемника, которая соприкасалась с головой солдата. Это была полоса кожи с лепестками, стягивающаяся сверху шнурком. В каждом лепестке пробито пять отверстий для вентиляции и одно для продевания стягивающего шнурка.
Для предотвращения перетирания и растягивания кожи о край внутреннего обода изнутри к ней пришита полоса шерстяного сукна. Число лепестков – от семи до девяти – зависело от размера подшлемника. Часто встречаются разрезанные пополам лепестки. Для изготовления подшлемников использовалась свиная кожа. Кожанае детали изготавливалась по заказу субподрядчиками и поставлялись изготовителю подшлемников для окончательной сборки. На кожаной части ставилось чернильное клеймо, на котором указывался размер и (иногда) фирма-производитель.
Полоска сукна на коже подшлемника
Первая модификация подшлемника образца 1931 года официально была предложена 20 января 1938 года, когда фирма Werner Zahn Berlin получила патент на улучшенную конструкцию. Заказ от армии последовал 8 февраля 1938 года.
Модификация была необходима из-за выявленных в процессе эксплуатации недостатков: после принятия в войсках шлема M35, из сухопутных войск и люфтваффе стали поступать жалобы на деформацию внешнего обода подшлемника в местах крепления «серёг» для подбородочного ремешка. Часто происходил либо загиб обода, либо вырывание «серьги». Случалось это из-за нагрузок, создаваемых подбородочным ремешком, когда солдат цеплял за него каску на предметы амуниции или снаряжения на марше.
Модификация заключалась в укреплении внешнего обода посредством приклепывания к нему металлической полосы-усилителя в том месте, где крепились «серьги» для подбородочного ремешка. Это придало дополнительную жесткость внешнему ободу и усилило конструкцию в целом. Клейма внешнего обода (фирма производитель и размер) перекочевали на эти пластины. Все фирмы-производители ввели эту модификацию в течение 1938 года. Единственной фирмой, которая продолжала производить не модифицированный подшлемник образца 1931 года, оставалась Max Densow Berlin Kofferfabrik.
Подшлемник образца 1931 года после модернизации
В 1940 произошла вторая модификация в конструкции подшлемника образца 1931 года. Заключалась она в том, что металлические детали подшлемника стали производиться из оцинкованной стали. Также были изменены D-образные кольца крепежа подбородочного ремешка: острые углы были сглажены, им придали закругленную форму.
Подшлемники, изготовленные с использованием оцинкованной стали, были более прочными, отпала необходимость в пластинах-усилителях, предложенных в первой модификации – произошел возврат к изначальной конструкции, но с использованием другого материала. Во время перехода от алюминиевых к стальным деталям некоторые фирмы продолжали использовать старые запасы со складов, поэтому появились подшлемники, изготовленные из стальных и алюминиевых деталей одновременно.
Одновременно с введением в производство второй модификации, произошла модификация шлема М35. Стальными подшлемниками укомплектовывались каски М40 и М42.
Большинство фирм закончило производить алюминиевые подшлемники до конца 1940 года, но Werner Zahn продолжал производство подшлемников первой модификации из алюминия до 1943 года. Из-за большого количества произведенных алюминиевых подшлемников ими комплектовались каски М40 1940 и 1941 годов выпуска.
Подбородочный ремешок
Подбородочный ремешок подшлемника образца 1931 года начал производиться с 22 ноября 1935 года. Он имел литую пряжку сложной формы, которая изготавливались из различных материалов (латунь, алюминий, сталь), простое крепление к проушинам подшлемника, и мог легко переставляться с одного подшлемника на другой за счет крепежных шпеньков. Ремешок изготавливался из кожи. Он мог использоваться с другими типами подшлемников, а также легко мог быть адаптирован для солдат-левшей.
Стальной шлем образца 1935 года
В 1934 году началось тестирование нового стального шлема, разработанного на базе моделей, использовавшихся во время Первой мировой войны. Внешний вид шлема в целом остался тем же, но визуально он стал более обтекаемым. Разработками прототипа нового шлема руководил профессор Фридрих Шверд, который был участником проектирования М16. Изготовление опытных экземпляров и подготовка технологии массового изготовления велись на фабрике Eisenhuttenwerke, находившейся в городе Тале.
Стальной шлем образца 1935 года
Верховное командование официально приняло стальной шлем нового образца на вооружение с 25 июня 1935 года, он получил обозначение «Стальной шлем модели 1935 года», М1935 или М35. Базовая конструкция М35 была подобна шлему М16, но с более короткими полями и козырьком, другими вентиляционными втулками. Он был также значительно легче.
Вентиляционные втулки на М35 изготавливались в виде отдельных деталей, в виде заклепок с отверстием по оси, которые расклепывались изнутри купола шлема, в то время как на М16, М17 и М18 втулки крепились на резьбе. Вентиляционных втулок на М35 всего две, они незначительно выступают с внешней стороны и предназначены только для вентиляции, а не для крепления налобника.
В М35 устанавливался подшлемник образца 1931 года с подбородочным ремешком нового образца. Для крепления подшлемника в шлеме проделано три отверстия: два симметрично относительно вертикальной оси по сторонам шлема, ниже вентиляционных отверстий, но выше линии козырька, и третье – на затылке.
Шлем изготавливался штамповкой из плоской заготовки листовой стали. Материал заготовки – углеродистая сталь, легированная молибденом. Толщина листа колебалась от 1 до 1,15 мм. Шлем, изготовленный из такой стали, выдерживал давление до 220 кг/мм2, что обеспечивало защиту от крупных осколков и пистолетных пуль.
Процесс изготовления купола происходил в несколько основных этапов: обрезка листа заготовки, штамповка купола на прессе, вальцовка краев, сверление отверстий для крепления подшлемника и вентиляционных втулок, установка вентиляционных втулок.
М35 изготавливались семи размеров: 60-й, 62-й, 64-й, 66-й, 68-й, 70-й и 72-й. Размер шлема – это длина окружности купола шлема в сантиметрах изнутри на уровне отверстий для крепежа подшлемника. В шлем одного размера мог ставиться подшлемник, предназначенный для одного из двух размеров головы – например, в шлем 60-го размера мог ставиться подшлемник на 52-й или 53-й размер головы.
Маркировка каски производителем
Процент выпущенных касок 60-го, 68-го, 70-го и 72-го размеров составил около 10% от общего числа, т.к. солдат с такими размерами головы в армии было немного. При этом каски 70-го и 72-го размера были изготовлены совсем небольшой партией.
С производством большого количества шлемов одна фабрика справиться не могла, поэтому заказы на их изготовление были размещены на нескольких предприятиях. Основных производителей шлемов М35 в Германии было семь, и находились они в разных городах:
Emaillierwerke A.G. Fulda (Фулда) между Франкфуртом и Эрфуртом. Продукция маркировалась клеймом EF;
Eisenhuettenwerke Thale (Тале) южнее Магдебурга. Продукция маркировалась клеймом ET, с 1942 года – CKL;
Schsische Emaillier und Stanzwerke Lauter (Лаутер) западнее Дрездена. Продукция маркировалась клеймом SE, впоследствии HKP;
Vereinigte Deutsche Nikelwerke Schwerte (Шверте) между Франкфуртом и Майнцем. Продукция маркировалась клеймом DP, впоследствии NS;
Quist Esslingen (Эслинген) южнее Штутгарта. Продукция маркировалась клеймом Q;
Karl Heisler Berlin (Берлин). Продукция маркировалась клеймом QVL;
Эти предприятия были независимы друг от друга, из-за чего существуют различия между касками, изготовленными на разных заводах, в форме купола шлема и вентиляционных втулок. Маркировка состояла из клейма фабрики, размера каски и номера партии. Изначально клеймо фабрики и размер ставились на правом «ухе» шлема, а номер партии выбивался на затылке, позже все клейма стали ставить в одном месте на затылке.
Чернильные штампы
Помимо выбитых клейм производителя, внутри сферы каски в произвольном месте ставился чернильный штамп, в котором указывался месяц и год закупки шлема для нужд армии Германии. Существует несколько разновидностей, которые различаются написанием текста внутри штампа.
М35 использовалась в течение всей Второй мировой войны, а многие и после её окончания. В первые два года после принятия М35 на вооружение было произведено 1,4 миллиона шлемов всех размеров, еще примерно миллион был выпущен до 1940 года, когда произошло изменение в технологии производства шлемов.
Стальной шлем образца 1940 года
Почти сразу после запуска M35 в производство стали предлагаться проекты его модификации. Работы велись инженерами, работавшими на заводе Eisenhuettenwerke в Тале (Thale), который, в свою очередь, продолжал быть основным производителем касок для вермахта.
Молибден – металл, используемый для легирования стали, использованной при производстве М35, делал её твердой, но ломкой. Его использование после 1938 года было ограничено высокой ценой и фактом того, что приблизительно 90% разрабатываемых в 30-е годы месторождений этого металла находились в США и Южной Америке.
Отличие вентиляционных отверстий шлемов М35 (слева) и М40 (справа)
29 Октября 1938 года был запатентован проект модификации М35, разработанный инженером Эрихом Кизаном, работавшим на фабрике в Тале. Модификация касалась вентиляционных втулок М35: их предлагалось штамповать вместе с каской, а не изготавливать в виде отдельной детали. Вентиляционная втулка теперь, представляла собой штампованный выступ с внешней стороны каски. Это позволяло экономить сталь и одновременно улучшало защиту головы солдата – заклепка могла нанести дополнительные травмы голове, если шлем был поврежден в бою.
Помимо внедрения новых вентиляционных втулок, М40 стал изготавливаться из стали, которая легировалась силикатом марганца вместо дорогого молибдена.
В М40 устанавливался модернизированный подшлемник образца 1931 года, изготавливаемый из оцинкованной или оксидированной стали, который оказался более практичным и менее дорогостоящим, чем алюминиевая версия. В остальном M40 оставался идентичным M35, хотя и стал немного тяжелее.
Закраина шлемов М35 и М40 выглядела так – пока не появился М42
Постепенно M40 начал заменять M35 в войсках, хотя М35 продолжали использоваться вместе с М40 до конца войны. Подшлемники, изготовленные из алюминия, предназначенные для M35 и хранившиеся на складах фабрик, ставились на М40 до исчерпания запасов. М40 изготавливался в том же размерном ряду, что и М35.
Стальной шлем образца 1942 года
С 20 апреля 1942 года началась подготовка к выпуску последней военной модификации стального шлема. Производство старались максимально удешевить и упростить, для чего изменили по сравнению с М35 и М40 закраину каски – это должно было сократить время изготовления и уменьшить число производственных операций. Этот шлем получил обозначение «Стальной шлем модели 1942 года», М1942 или М42.
Закраина стального шлема М42, оставшаяся без завальцовки
От предыдущего М40 новый М42 внешне отличался только закраинами, которые больше не завальцовывались вовнутрь каски, а оставались после штамповки практически необработанными, отогнутыми наружу (отбортованными). Другое отличие, незаметное глазу, было гораздо важнее: изменился состав стали, теперь она перестала легироваться вообще.
Роботы, предназначенные для работы в экстремальных условиях, например, при высоких температурах, при сверхнизких температурах или в большом температурном дипазоне, в агрессивных химических средах, при большом давлении или в условиях ионизирующих излучений, высоких напряженностей магнитных полей и так далее
Мы постарались сделать каждый город, с которого начинается еженедельный заед в нашей новой игре, по-настоящему уникальным. Оценить можно на странице совместной игры Torero и Пикабу.
«Москвич», работающий на водороде: как СССР в 1970-х годах создавал прототипы экологически чистых автомобилей
В 1970-х годах многие страны мира столкнулись с проблемой загрязнения окружающей среды, вызванной выхлопами автомобилей. В тот же период СССР начал искать альтернативные источники энергии для автомобилей. Именно тогда были созданы и испытаны экспериментальные автомобили, работающие на водороде или смеси бензина и водорода.
Прототип «Москвича-412», работающего на водороде, был создан в 1976 году специалистами Харьковского института проблем машиностроения. Он был оснащен миниатюрным водородным реактором с катализаторами на основе оксидов различных металлов.
Как это работало? Вода проходила через реактор, где расщеплялась на кислород и водород. Затем водород сжигался в цилиндрах обычного двигателя внутреннего сгорания. Система подачи водорода была установлена параллельно со стандартной бензиновой топливной системой. Водитель контролировал скорость химической реакции, нажимая на педаль акселератора.
В своё время на водород делались большие ставки. В теории всё выглядело интересно: водород содержит почти в три раза больше тепловой энергии на единицу веса, чем все известные ископаемые виды топлива, при этом весит он даже в жидком состоянии примерно в 14 раз легче воды. Этот элемент чрезвычайно быстро смешивается с другими газами, особенно с воздухом в атмосфере. Он прекрасно горит в атмосфере, и в процессе образуется дистиллированный водяной пар, который отлично подходит для окружающей среды. А ещё, и это очень важно — запасы водорода на Земле практически не ограничены.
Перед вами первый в мире самолёт на водороде — Ту-155. Внешне копия хорошо известного Ту-154. И он действительно является модифицированной версией этого лайнера. Много лет стоит на территории Международного авиационно-космического салона (МАКС) в Жуковском. Иногда даже пускают на борт — на экскурсию.
Как видите, это пассажирский салон. То есть на Ту-154 он был бы пассажирским, а здесь понадобился для других целей. Баллоны на полу — для азота, он нужен был для пожарной безопасности: в полёте им постоянно "продували" отсек на случай утечки водорода, поскольку водород крайне взрывоопасен. Задача в том, чтобы свести к минимуму содержание здесь кислорода — без него горение, как известно, невозможно. Кстати, из этих же соображений из бывшего салона убрали электропроводку.
Бак с водородом в соседнем салоне, за спиной у автора снимка. В хвосте. Бак особый — криогенный, то есть в нём содержимое может достаточно долго находиться при минус 253 градусах по Цельсию. К слову, это довольно близко к абсолютному нулю, то есть к такой температуре, ниже которой не бывает во всей Вселенной (это минус 273 градуса). Дело в том, что в таком лютом холоде водород пребывает в жидком состоянии, а именно это и нужно, чтобы его хватило на весь рейс. Бак вмещал 17,5 кубометра жидкого водорода.
Получается, что, собственно, для пассажиров места не оставалось. Впрочем, прежде чем впускать на борт пассажиров, нужно было сначала всё испытать и обкатать. Так что это была летающая исследовательская лаборатория. В первый полёт она отправилась 15 апреля 1988 года. Впоследствии поднималась в воздух ещё как минимум сотню раз. Были в том числе и международные рейсы: Москва – Ганновер и Москва – Братислава – Ницца.
Какие двигатели были у Ту-155
На борту было три двигателя: два классических (на керосине) и один самый интересный — НК-88, разработка Куйбышевского научно-производственного объединения "Труд". Сейчас оно называется Самарский научно-технический комплекс имени Н.Д. Кузнецова. Именно академик Николай Кузнецов и возглавлял команду авиаконструкторов, которые создавали первый в истории водородный авиадвигатель.
У разработчиков сразу возникла большая проблема с закипанием водорода: он начинает вскипать уже в форсунках, появляются "вредные" низкочастотные пульсации. В итоге был создан теплообменник-газификатор
Александр Камалин
Администратор Энциклопедии военной авиации
НК-88 тоже газотурбинный, но у него, к примеру, вместо обычного насоса высоконапорный турбонасос, как у ракетных двигателей. Сначала жидкий водород идёт в теплообменник, где нагревается и переходит в газообразное состояние, а уже потом в камеру сгорания. На выходе получается вода (в виде пара) и очень много тепла. Примерно втрое больше, чем при сгорании керосина.
— Сжиженный природный газ гораздо проще получить, чем сжиженный водород. У него более высокая температура — около минус 170 градусов, это уже совсем другая категория. В эпоху, когда этот самолёт разрабатывался, попахивало нефтяным кризисом, и человечество, в общем-то, массово переходило на газ, — рассказал инженер-математик, эксперт по машиностроению, владелец сообщества "Суровый технарь" Сергей Иванов.
Полёты на водороде были экспериментом, и он оказался успешным, считает эксперт. Почему же за этим не последовало начало новой эры в авиации? По мнению специалистов, мир на тот момент был совершенно не готов к такому историческому моменту. Да и сейчас нельзя сказать, что готов.
— Есть проблема с добычей водорода: в чистом виде его практически нет. В основном его добывают из газа, но КПД выработки составляет около 70%. Это означает, что 30% энергии, содержащейся в природном газе, теряются. И зачем нам тогда водород, если мы можем сразу использовать природный газ? Другой путь — электролиз, но этот вариант значительно дороже. К этому можно также добавить нежелание монополистов нефтяной промышленности лишиться своего рынка, — рассказала Лайфу администратор Энциклопедии военной авиации Александр Камалин.
А по мнению инженера-энтузиаста Владислава Айтакаева, который много лет интересуется Ту-155, во всём виноват распад Советского Союза.
По этой причине у нас очень много проектов затормозилось, даже более консервативных, таких как Ил-96, например. А такие революционные проекты совсем ушли на второй план. Я считаю, просто не было средств на создание соответствующей инфраструктуры
Уличное освещение играет важную роль в обеспечении безопасности, улучшении эстетики и создании комфортной обстановки в городских и сельских средах. Проектирование эффективной системы уличного освещения требует не только технического знания, но и учета различных факторов, таких как потребности сообщества, энергоэффективность и экологическая устойчивость. В этой статье мы рассмотрим ключевые шаги проектирования системы уличного освещения с примерами и расчетами.
Шаг 1: Анализ потребностей сообщества
Прежде чем приступить к проектированию системы уличного освещения, необходимо провести анализ потребностей и предпочтений местного сообщества. Это включает в себя определение основных местных маршрутов, общественных мест, зон с высокой пешеходной активностью и потенциально опасных участков. Например, центральные площади, пешеходные дорожки, велосипедные дорожки и школьные зоны требуют более яркого и равномерного освещения для обеспечения безопасности граждан. Пример Для маленького городка, имеющего высокую пешеходную активность в центральном районе и участки с ограниченной видимостью у перекрестков, освещение должно быть более интенсивным и равномерным в этих областях.
Картинка взята из открытых источников
Шаг 2: Определение Требований по Освещенности
Следующим шагом является определение необходимого уровня освещенности для различных областей. Этот параметр измеряется в люксах (lx) и зависит от функционального назначения конкретной зоны. Например, для пешеходных зон рекомендуемый уровень освещенности составляет от 10 до 20 люксов, в то время как для автомобильных дорог этот показатель может быть выше - от 20 до 50 люксов. Пример Для пешеходных дорожек в парке, требующих минимального освещения для безопасного передвижения вечером, уровень освещенности может быть установлен на уровне 10 люксов.
Шаг 3: Выбор типа осветительного оборудования
Выбор правильного типа осветительного оборудования имеет решающее значение для эффективности и энергосбережения системы. Существует несколько основных типов: газоразрядные лампы (например, натриевые и металлогалогенные), светодиодные (LED) и индукционные лампы. Пример Светодиодные лампы предпочтительны для уличного освещения из-за их долговечности, энергоэффективности и возможности регулировки яркости. Например, при использовании LED-фонарей можно снизить энергопотребление до 50% по сравнению с газоразрядными лампами.
Автономные светильники JKC-SEMI
Шаг 4: Расчеты и проектирование распределения света
После выбора типа осветительного оборудования необходимо провести расчеты для определения распределения света по зоне освещения. Это включает в себя установку и распределение светильников таким образом, чтобы достигнуть необходимого уровня освещенности с минимальным количеством светильников и энергопотреблением. Пример Для равномерного освещения участка дороги длиной 100 метров с уровнем освещенности 30 люксов можно использовать светодиодные фонари мощностью 50 Вт каждый, установленные на высоте 8 метров с интервалом 25 метров между ними.
Шаг 5: Учет энергоэффективности и экологической устойчивости
При проектировании системы уличного освещения важно учитывать энергоэффективность и экологическую устойчивость. Использование энергосберегающих технологий, таких как LED-светильники, и внедрение систем управления освещением с датчиками движения и фотоэлементами позволяют значительно сократить энергопотребление и снизить негативное воздействие на окружающую среду. Пример Использование LED-светильников вместо традиционных ламп позволяет сократить энергопотребление на 50-70%, что не только экономически выгодно, но и снижает выбросы углекислого газа в атмосферу.
Автономный светильник JKC-SEMI
Заключение
Проектирование эффективной системы уличного освещения требует комплексного подхода, начиная от анализа потребностей сообщества до учета энергоэффективности и экологической устойчивости. Правильный выбор осветительного оборудования, расчеты распределения света и внедрение современных технологий позволяют создать безопасную, комфортную и энергоэффективную городскую среду.
Мы отстали от США по вертолетам. — Разговор с конструкторами в правительстве. — Меня и Миля взяли в оборот. — Винтокрылые летательные аппараты и их история. — Наше КБ строит самый большой в мире вертолет. — Тряска кажется непреодолимой. — Болезнь излечивается очень просто. — «Летающий вагон» принят в серию. А.С. Яковлев.
Наше конструкторское бюро (КБ Яковлева) в течение трех десятков лет своего существования занималось в основном истребителями и учебно-тренировочными самолетами. Поэтому, когда газеты опубликовали сообщение, что гигантский вертолет «летающий вагон» создан нашим коллективом, это вызвало удивление в кругах авиационных специалистов как у нас, так и за рубежом. История создания «летающего вагона» несколько необычна. В конце лета 1952 года меня вызвали в Кремль. Я встретил там Туполева, Ильюшина, а также конструкторов-вертолетчиков Миля, Камова, Братухина. Я удивился такому необычному сочетанию приглашенных: у вертолетов и самолетов так мало общего, что вертолетчики с конструкторами самолетов редко встречались вместе. Но все прояснилось, как только началось совещание. Оказывается, нас пригласили для того, чтобы посоветоваться, как ликвидировать отставание нашей страны в области крупного вертолетостроения. Действительно, в то время мы отстали от Соединенных Штатов Америки по вертолетостроению. Нам сказали, что конструкторские силы, работающие в этой области, недостаточны, что правительство решило просить опытные конструкторские коллективы по самолетостроению заняться в какой-то мере необычным для них делом и помочь созданию крупных, многоместных вертолетов. На этом совещании выступил Михаил Леонтьевич Миль, занимавшийся многие годы вертолетостроением. У Михаила Леонтьевича было конкретное предложение о постройке вертолета, на основе уже разработанного проекта двенадцатиместного вертолета. Что же касается самолетостроителей, то для них такая постановка вопроса была неожиданной. Андрей Николаевич Туполев и Сергей Владимирович Ильюшин заявили, что ввиду огромной загрузки своих бюро, а также полного отсутствия опыта они не смогут участвовать в создании вертолетов. Когда очередь дошла до меня, я сказал, что мы тоже загружены большой работой, но некоторое представление о вертолетах имеем. В последние годы мы построили два небольших экспериментальных вертолета. Если окажут некоторую помощь, то можно будет подумать о разработке эскизного проекта большого вертолета. Я просил разрешения посоветоваться со своими сотрудниками и только после этого дать окончательный ответ. Нам дали на обдумывание сутки.
1960-е годы.
Вернувшись в конструкторское бюро и не откладывая дела ни на минуту — в нашем распоряжении оставалось уже меньше 24 часов, — я вызвал Николая Кирилловича Скржинского, занимавшегося еще в 30-х годах автожирами, Петра Дмитриевича Самсонова — ветерана самолетостроения, опытнейшего инженера Леона Михайловича Шехтера и других конструкторов, принимавших участие в постройке наших экспериментальных вертолетов. Я объяснил суть. Крепко мы задумались. Все сочли дело это неясным и щекотливым, вспомнили о трудностях, с которыми связано было создание крупных вертолетов в США и в Англии. Но раз правительство просит, мы решили взяться за разработку проекта двадцатичетырехместного двухвинтового вертолета. Прикинули и рассчитали, что проект можно осуществить в течение года. На этом и разошлись. На следующий день опять вызвали в Кремль. Там из конструкторов был только Миль. Дело приняло совершенно неожиданный для нас, и особенно для меня, оборот. Милю и мне предложили просмотреть и дать свои замечания к уже подготовленному проекту постановления правительства о создании двух вертолетов. Одномоторный однороторный на 12 человек — поручить конструкторскому бюро Миля, а двухмоторный двухроторный на 24 человека — нашему бюро. Самое для нас трудное заключалось в том, что на проектирование, постройку и испытание обоих вертолетов был установлен срок всего в один год. Еще накануне я и мои помощники не считали возможным даже проект сделать меньше чем за год, а тут давался год на все. Казалось, что на решение такой сложной конструкторской проблемы понадобится не меньше трех-четырех лет. Мы с Милем пытались оспаривать сроки, но нам объяснили, что, так как дело слишком запущено, ждать больше нельзя. Обещали оказывать неограниченную помощь, но подчеркнули, что предлагаемый срок в один год — окончательный и обсуждению не подлежит. В конце концов Миля уговорили, и мне тоже не оставалось ничего другого, как подчиниться. На другой день было подписано постановление. Срок испугал всех, кому предстояло работать над вертолетом, а «доброжелатели» уже пророчили нам неминуемый провал. Но прежде, чем рассказать о том, как нам все-таки удалось выполнить задание, и для того, чтобы понять, какие трудности нас ждали, нужно несколько слов посвятить истории вертолета. Впервые идея постройки геликоптера — машины, поднимающейся в воздух при помощи вращающегося в горизонтальной плоскости воздушного винта, — возникла у Леонардо да Винчи еще 450 лет тому назад. Эскиз проекта Леонардо да Винчи сохранился, и мы можем судить о том, что идея была вполне здравой. А в 1754 году наш великий соотечественник Михаил Васильевич Ломоносов на заседании Академии наук доложил о своем проекте «аэродинамической машины» для исследования верхних слоев атмосферы. Ломоносов изготовил даже модель машины, у которой винты приводились во вращение часовым пружинным механизмом. Но одно дело — проект или даже модель, другое дело — летающий вертолет. Только в начале нашего столетия человеку удалось подняться в воздух на винтокрылом аппарате. В частности, в России перед войной 1914 года в воздухоплавательном кружке МВТУ был построен первый геликоптер по проекту студента, а впоследствии академика, Бориса Николаевича Юрьева. Но война прервала эту работу, и она возобновилась лишь после революции. В 1932 году профессором Алексеем Михайловичем Черемухиным был установлен мировой рекорд высоты полета на вертолете конструкции ЦАГИ — 605 метров. В 30 — 40-х годах в Соединенных Штатах над вертолетами очень упорно работали конструкторы Сикорский и Пясецкий, а в Англии — фирма «Бристоль», где проектированием вертолетов руководил известный австрийский специалист Хаффнер, поступивший на службу к англичанам после второй мировой войны. Первым наибольших успехов добился Сикорский, создавший ряд небольших одновинтовых вертолетов. Некоторые из них были приняты на вооружение американской армии и участвовали в войне в Корее. Успешными были также работы Пясецкого. Он создал вертолеты средней грузоподъемности. Его вертолет «рабочая лошадь» нашел широкое применение в десантных войсках США. Англичанам с вертолетами повезло меньше. Хаффнер очень долго и мучительно доводил машину «Бристоль», но ему так и не удалось увидеть свое детище в массовом производстве: англичане вынуждены были купить в Америке лицензию на постройку вертолета Сикорского. Все известные к началу 50-х годов американские и английские вертолеты обладали сравнительно малой грузоподъемностью — в пределах 1 тонны. Лишь фирма «Пясецкий» широко разрекламировала проектировавшийся 2-3-тонный вертолет УН-16.
Piasecki PV-15 / YH-16 «Transporter»
Бристоль-173
Мы остановились на оригинальной схеме вертолета — двухвинтового, с продольным расположением воздушных винтов по оси вертолета. Эта схема, как позже подтвердилось, обладала преимуществами перед однороторной: такой вертолет устойчив, он поднимает большой груз, а главное — грузовая кабина его вдвое вместительнее, что позволяет поднимать грузы больших размеров… Никакого опыта по выбранной схеме у нас не было, поэтому пришлось все начинать с самого начала, совершить целый ряд серьезнейших изысканий, решить с помощью ученых ЦАГИ и Центрального института авиамоторостроения трудные научно-исследовательские проблемы. Собраны были самые квалифицированные люди. Соединение конструкторского опыта с глубоким научно-исследовательским анализом помогло избежать крупных ошибок как в схеме, так и в разработке отдельных узлов машины. Но, когда вертолет был построен и начались испытания — прокручивание всей системы, всех работающих деталей, — оказалось, что в такой сложной машине невозможно все предвидеть теоретически. Возникло много новых вопросов, например связанных с охлаждением. Летящий самолет подвергается обдуву потоком воздуха, и двигатель интенсивно охлаждается. А вертолету приходилось с полным грузом висеть длительное время на месте — конечно, нужно было создать принудительное охлаждение двигателя. Но самым главным затруднением, которое доставило нам кучу неприятностей, была тряска. В Министерстве авиационной промышленности к заданию по вертолетам — нашему и Миля — отнеслись с большим вниманием. Была организована широкая кооперация между различными заводами. Министерство открыло «зеленую улицу» для изготовления деталей вертолета на других заводах авиационной промышленности. Работы шли быстро. Вертолет строился сразу в четырех экземплярах. Первый экземпляр — для испытания статической прочности в лаборатории. Второй — для проверки динамической прочности на аэродроме. Третий и четвертый экземпляры — летные, для заводских и государственных испытаний. Положительные результаты испытаний одного из четырех экземпляров вовсе не исключали неприятностей при испытаниях любого другого. Например, первый экземпляр может, как у нас и было, успешно пройти все положенные ему статические испытания, а второй — для динамических испытаний — может испытываться и доводиться несколько лет, как красноречиво говорил нам об этом английский и американский опыт. Помимо испытаний, перечисленных мной и проводившихся на нашем заводе, некоторые части машины проверялись на других заводах и в институтах. Например, редуктор несущего винта — ответственнейший агрегат — испытывался на моторном заводе, где он был изготовлен; лопасти на вибропрочность испытывались в ЦАГИ, где им дали 10 миллионов колебаний, чтобы убедиться в их надежности; моторная группа с системой питания двигателей и охлаждения испытывалась в ЦИАМ. Все эти испытания прошли в основном благополучно и в установленные сроки. Главные трудности начались на ресурсной машине. С первых же часов работы двигателей и винтов машину стало трясти. То трясет на одних оборотах, то на других, и нет с тряской никакого сладу. Устранишь ее в одном месте — она вдруг появляется в другом, и так без конца, по присловью: нос вытащишь — хвост увязнет, хвост вытащишь — нос увязнет. Здесь требовались от всех нас железная выдержка и упорство. Но эти тряски были ничто по сравнению с тем, что нас ожидало впереди. Необходимо было провести 300-часовые ресурсные испытания, чтобы проверить надежность всех частей вертолета пока что до полета, на привязи. И вот мы старались «накрутить» на ресурсной машине как можно быстрее положенные 300 часов. Мучительность этих испытаний заключалась в том, что в случае поломки какой-нибудь детали, независимо от того, на каком часу работы это случится, нужно было начинать все испытания сначала — от нуля. Так что с каждым лишним часом работы системы, с одной стороны, мы радовались, а с другой — все больше росла тревога: вдруг что-нибудь сломается? После того как было наработано 150 часов, с трясками и вибрациями ресурсной машины мы справились. Мы ждали результатов каждого нового часа работы, приближавшего испытания к заветной цифре 300. Уже нарастала уверенность, что все будет в порядке. И вдруг однажды раздается взволнованный голос по телефону с аэродрома: — Большая неприятность! Ресурсная машина разрушилась и горит. Ничего спасти невозможно. Причина неизвестна… — Как люди? — Люди не пострадали. Немедленно выезжаю на аэродром. Печальная картина представилась взору. Груды обгорелых обломков и разбросанные вокруг исковерканные лопасти — больше ничего не осталось от ресурсной машины. Она наработала всего 178 часов. Нужно было начинать все сначала… Аварийная комиссия в составе крупнейших специалистов с нашим участием в конце концов определила причину несчастья. Оказалось, что узлы крепления рамы заднего двигателя разрушились от усталостных напряжений, задний мотор с редуктором навалился вместе с винтом вперед и лопастями стал рубить всю машину. Через лопнувшие бензопроводы бензин хлынул на раскаленный двигатель, и вспыхнул пожар. Все мы тогда приуныли: все сначала!
Yakovlev Yak 24.
Я утешал своих помощников: хорошо хоть, что установлена причина. Примем меры, и, значит, в последующем это больше не повторится. Кроме того, все, что уже было изучено за 178 часов, тоже не пропадет даром. Наконец, на то и ресурсные испытания, чтобы своевременно выявлять подобные дефекты. Но утешения утешениями, а я и сам чрезвычайно расстроился. Требовалось с удвоенной энергией вновь начинать ресурсные испытания, тем более что мы уже приступили к полетам на первом летном экземпляре вертолета. Для летных испытаний, не считая бортинженеров, механиков и радистов, был назначен экипаж в составе летчиков-испытателей Сергея Георгиевича Бровцева и Егора Филипповича Милютичева. Бровцев имел репутацию опытнейшего испытателя-вертолетчика. Милютичев, молодой, способный, только еще начинал работу испытателя, но сочетание Бровцев — Милютичев, как оказалось впоследствии, было исключительно удачным. После первых же робких полетов и Бровцев и Милютичев хорошо отозвались о вертолете. Но пока что шли небольшие подпрыгивания, подлеты и висение на высоте 5 — 10 метров над землей. Летчики тщательно исследовали машину, стараясь прочувствовать ее досконально. При всех таких испытаниях неотлучно присутствовали ведущие конструкторы вертолета. Все результаты испытаний вместе с летчиками и конструкторами подробно обсуждались у меня. Мы действовали очень осторожно. Были совершены сотни небольших полетов продолжительностью по несколько минут каждый и на неполной мощности двигателей, когда наконец Бровцев заявил, что можно попробовать полетать по-настоящему. И мы, обсудив все предыдущие результаты полетов, решили: можно. И вот Бровцев и Милютичев, разместившись в пилотской кабине, приготовились к полету. Впервые дали полный газ. Моторы мощно заревели, а воздушные винты, отбрасывая ураганную струю воздуха, подняли машину, и она полетела по-настоящему, устремилась вперед, набирая все большую и большую высоту. Мы все: и конструкторы, и рабочие, и летчики — долго трудились над вертолетом и знали, что в конце концов он полетит, но, когда он действительно полетел, нашей радости не было предела. После 10–15 минут полета летчики благополучно приземлились, их качнули, и не обошлось без традиционной бутылки шампанского. Однако вскоре оба летчика смущенно и неуверенно стали говорить о появлении какой-то «трясочки» на одном из режимов полета. На вертолете была установлена специальная чувствительная аппаратура, записывающая вибрации. Оказалось, что действительно на некоторых режимах полета имеется не только «трясочка», как деликатно выражались летчики, которым, по-видимому, очень не хотелось огорчать конструкторов, а самая настоящая недопустимая тряска, вызывавшая опасную вибрацию конструкции. Пять месяцев пытались мы избавиться от этой тряски. Пять месяцев напряженных исследований и расчетов. Десятки экспериментальных полетов. И все безрезультатно. Тут нужно учесть одно из отличий вертолета от самолета. У самолета движущиеся и вращающиеся детали работают только в двигателе и все возникающие вибрации поглощаются специальными амортизирующими устройствами. А на вертолете источником тряски может быть все. Трясется один двигатель — трясется другой, трясется редуктор — трясется синхронная соединительная передача между роторами… Понадобилось очень много времени, чтобы доискаться до первоисточника вибрации. Несколько месяцев, потраченных нами на борьбу с тряской вертолета, довели нас до состояния какого-то отупения, безысходности и даже безнадежности; мы начали терять веру в то, что когда-нибудь удастся устранить тряску, ибо она неожиданно возникала в разных местах. Дошло до того, что, встречаясь утром, мы вместо приветствия кричали друг другу: — Как, трясет? — Трясет, трясет! — Когда же эта проклятая тряска кончится? ЦАГИ и другие научно-исследовательские институты под руководством заместителя министра С. Н. Шишкина, возглавлявшего работы по доводке вертолета, нам хорошо помогали с самого начала. И тут по моей просьбе начальник ЦАГИ А. И. Макаревский собрал всех, кто мог быть полезен, чтобы сообща обсудить всю сумму вопросов, связанных с тряской. Это было любопытное заседание. Сам Макаревский, крупный специалист в области прочности авиационных конструкций, начальник лаборатории прочности и вибраций И. В. Ананьев, научные работники Б. П. Жеребцов, Л. С. Вильдгрубе и некоторые другие в своих выступлениях настойчиво и упорно искали наиболее короткого пути преодоления опасной и трудной болезни вертолета. Но были и такие ученые, которые шли по пути обоснования обратного: они направляли свою научную эрудицию и технические знания на поиски наиболее убедительного доказательства, что тряска неизбежна, что, вообще говоря, мы боремся с неизлечимой болезнью. Один из них, почтенный ученый, доктор технических наук, с очень эффектной внешностью — прямо хоть на киноэкран! — принес с собой заранее вычерченные графики и, ловко оперируя научной терминологией, формулами и цифрами, доказывал, что тряску нам не устранить, что она является органическим пороком данной схемы вертолета. Много высказывалось разных гипотез и предложений о том, что надо делать и как лечить вертолет. Одни предлагали вертолет удлинить, другие — укоротить, третьи — сделать фюзеляж новой конструкции. А четвертые считали, что все равно ничего не получится, и приводили при этом довод: — Американцы с УН-16 от тряски не могут избавиться, Хаффнер на «Бристоль-173» ничего не может сделать, а вы самые умные? Не теряйте зря времени. Но мы времени зря и не теряли.
Опытный Як-24А.
Если бы мы были слабонервными и верили в теорию слепо, не проверяя ее экспериментами и не анализируя выводы ученых инженерным опытом, может быть, вертолета и по сей день не было бы. Но, подкрепляемые верой в свой опыт, опираясь на поддержку таких ученых, как Ананьев, Вильдгрубе, Жеребцов, мы в конце концов нашли правильное инженерное решение. И пришло оно вот каким путем. Мучаясь и ломая голову над тем, что же является источником, возбудителем вибрации, я пришел к выводу, что нужно постараться расправиться с тряской по отдельным элементам. Я говорю «мучаясь», ибо это были действительно муки. Ни днем, ни ночью, ни в театре, ни на прогулке, ни за обедом не забываешь о проклятой вибрации. Другой раз отвлечешься немного, но вдруг мысль о вибрации пронзает все твое существо, и даже в пот ударит от чувства бессилия, ощущения какого-то неодолимого препятствия, перед которым мы стоим. И вот однажды озарило, что из всех возможных источников возникновения тряски основным и наиболее злым являются лопасти. Таких лопастей на вертолете по четыре на каждом роторе, итого восемь. Все они с огромной скоростью вращаются, причем возникают очень сложные механические и аэродинамические явления. А что, если изменить виброхарактеристику лопастей? Для того чтобы убедиться, от лопастей ли идет вибрация, К. С. Кильдишева — руководитель научно-исследовательского отдела — предложила попробовать отрезать по полметра от каждой лопасти и посмотреть, как это повлияет на тряску всей конструкции. Опять собрались мы все, обсудили предложение и решили, что хуже не будет. Через две недели укороченные на 50 сантиметров лопасти были установлены на машину. Все ждали: что-то будет? Запущены двигатели, вращаются лопасти, летчики в кабине, Бровцев делает знак «все в порядке», и машина взмывает. 20 минут пробыли Бровцев и Милютичев в полете. Мы не знали, как ведет себя вертолет, но по улыбающимся, довольным лицам летчиков, когда они, медленно подходя к земле, зависли над нами, мы поняли, что какие-то результаты есть. Каково же было общее удовлетворение, когда в один голос и Бровцев и Милютичев решительно и твердо заявили, что в течение 20 минут они перепробовали все режимы работы винта, все режимы полета и от тряски не осталось никаких следов. Это был один из тех приятных сюрпризов, которые в конструкторском деле иногда счастливо подтверждают преимущество здравого инженерного смысла над мудрствованием и научной схоластикой. Конечно, в ходе последующих испытаний выявили и устранили еще множество разных дефектов, но главным была тряска, а с нею покончено. В начале зимы 1953 года вертолет был предъявлен на государственные испытания. Казалось бы, уже все в порядке, но судьба готовила нам еще один удар. Не успели сделать военные летчики на государственных испытаниях и десятка полетов, как при одной из проб двигателей на полных оборотах на привязи, когда в пилотской кабине находился лишь механик, лопнул один из привязных тросов, за ним другой, третий, четвертый. Машина взмыла, а механик, не умея управлять вертолетом, единственное, что мог сделать, — это мгновенно убрать газ. И вертолет, не успев подняться выше 6–8 метров, повернулся набок и рухнул на землю. Высота небольшая, поэтому никто не пострадал, но машина полностью вышла из строя. Это было ужасно. Неудачи действовали угнетающе. Некоторые нестойкие духом инженеры даже не захотели продолжать работу над вертолетом. К счастью, основной инженерный костяк не сдавал позиций, У нас был второй летный экземпляр вертолета, и мы его передали для продолжения государственных испытаний, усилив привязные тросы. Но даже после того, как мы представили машину в научно-испытательный институт, испытание наших нервов не закончилось. Может быть, потому, что мы так долго возились с тряской, или потому, что ресурсная машина разрушилась и сгорела, а первая — летная — разбилась, сорвавшись с привязи, в НИИ на первых порах отношение к вертолету было недоверчивое. Испытания в НИИ превратились для нас в сплошную трепку нервов, потому что из-за каждой мелочи, из-за каждого дефекта, которые обычно неизбежно сопровождают испытания любой новой машины, от нас требовали забрать вертолет для доделки. Тем самым затягивалось решение основного, принципиального вопроса, то есть оценка вертолета как сооружения технического для несения определенной службы. Прошло несколько месяцев, а сделано было всего полтора — два десятка полетов. И вот однажды руководству Министерства обороны на подмосковном аэродроме была показана новая авиационная техника, в том числе и наш вертолет. Стоял сильный мороз. Съехался генералитет. Осмотрели выставленные на линейке истребители, бомбардировщики и наконец подошли к вертолету. Все охотно вошли в его огромную кабину, чтобы укрыться от пронизывающего ветра. В кабине набралось человек двадцать. Маршал Г. К. Жуков, обращаясь к командующему Воздушными Силами П. Ф. Жигареву, задал вопрос: — Ну, как вертолет? Как идут испытания? Кончайте их скорее. Нам нужен такой вертолет! Имейте это в виду. Через полтора — два месяца испытания вертолета закончились, причем было сделано полетов в несколько раз больше, чем за все предыдущее время. Сотрудники НИИ летчики-испытатели С. Г. Бровцев, П. И. Шишов, В. И. Кравченко, К. Д. Таюрский и инженеры А. М. Загордан и С. X. Атабекян положили много труда и проявили подлинный героизм при испытаниях вертолета, оказывая нам всяческую помощь в быстрейшем устранении недостатков машины. Наконец вертолет был испытан, получил положительную оценку и решением правительства принят в серийное производство под названием ЯК-24. После того как начался серийный выпуск машины, мы продолжали работать над ее усовершенствованием. В частности, повысили надежность управления вертолетом. Система управления была очень капризной, и малейшая неточность сборки или деформация фюзеляжа в полете могла вызвать нежелательную вибрацию. И вот в процессе серийного производства нашим специалистам удалось сделать замечательное усовершенствование системы управления для больших вертолетов. Оно полностью сняло всякие сомнения в надежности управления. Это было последним серьезным усовершенствованием вертолета, после которого мы вздохнули свободнее. И уже совсем легко стало дышать после того, как на воздушном параде в 1955 году четыре наших вертолета, на удивление многочисленным зрителям, особенно зарубежным авиационным специалистам, присутствовавшим на параде, совершили первые публичные полеты.
Транспортный Як-24.
Теперь несколько слов о самом вертолете. ЯК-24 своим внешним видом напоминает вагон метро или электрического поезда. И действительно, это настоящий вагон. В кабине вертолета размещается до 40 пассажиров или соответствующий груз. Длина кабины — 10 метров, ширина и высота — около 2 метров; она вмещает до 4 тонн различных грузов, в том числе и крупногабаритных, как, например, две автомашины типа ГАЗ-69 или «Победа». Они въезжают в вертолет своим ходом по трапу в хвостовой части фюзеляжа. Пилотская кабина, расположенная в носовой части вертолета, просторная. Обзор из кабины отличный. Как с балкона, отсюда можно наблюдать все происходящее по сторонам и внизу. Здесь созданы все условия для удобной работы экипажа, состоящего из двух пилотов, бортмеханика и радиста. Управление двойное. Многочисленные приборы управления и контроля компактно смонтированы в щитах перед сиденьями летчиков. В чем основные преимущества вертолета ЯК-24 перед другими типами подобных машин? Устойчивость и управляемость машины, грузоподъемность и скорость горизонтального полета — вот главные задачи, удачного решения которых добивается каждый конструктор вертолета. Не поступаясь скоростью, мы резко подняли грузоподъемность. В этом главное и отличительное достоинство ЯК-24. Впервые в СССР на этом вертолете применена продольная схема размещения винтов. Два огромных четырехлопастных винта расположены в носовой и хвостовой частях фюзеляжа. Они вращаются в разные стороны. Их приводят в движение два мощных авиационных мотора, соединенных синхронным валом. Если один из двигателей выйдет из строя, другой будет вращать оба винта ротора, и вертолет сможет продолжать свой полет. Горизонтально расположенные над фюзеляжем винты, вращаясь, отрывают вертолет от земли и поднимают его в воздух. Но как эта машина переходит в горизонтальный полет? Отклоняя ручку управления или ножную педаль, пилот воздействует на «автоматы перекоса» несущих винтов. Они меняют плоскости вращения. Винты наклоняются вправо, влево, вперед или назад. При одновременном наклоне винтов в одну сторону вертолет приобретает горизонтальное движение в нужном направлении. Путем отклонения винтов в разные стороны осуществляется поворот машины. Каковы летные возможности этой машины, на что способна она? Милютичев поднялся на вертолете с грузом в 4 тонны на высоту 2902 метра, а Тиняков с 2 тоннами — на высоту 5082 метра. Они показали потолок и грузоподъемность машины. Эти результаты в 1956 году утверждены Международной авиационной федерацией как мировые рекорды. В 1957 году рекорды грузоподъемности были превзойдены на новом гигантском отечественном вертолете Миля МИ-б. О продолжительности пребывания в воздухе и дальности полета ЯК-24 без посадки свидетельствуют многие беспосадочные полеты, в частности по маршруту Москва — Ленинград, начало которым положил летчик Ю. А. Гарнаев. Новейшее навигационное оборудование позволяет вертолету производить полеты ночью и в сложных метеорологических условиях. Неожиданно ЯК-24 оказался очень полезным в таких областях народного хозяйства, в которых предположить возможность его применения вначале было трудно. Например, кому бы пришло в голову, что «летающий вагон» может участвовать в строительных работах? Когда восстанавливали музейные царскосельские дворцы, под Ленинградом, возникла необходимость быстро сменить перекрытия зданий. И вот работу, на выполнение которой обычными методами, с помощью строительных кранов, понадобилось бы затратить полтора — два месяца, вертолет проделал за два дня, подняв с земли заранее собранные и приготовленные фермы и установив их точно на место. ЯК-24 оказал также неоценимую услугу во время сооружения газопровода к Ленинграду на трудном участке трассы, где приходилось прокладывать трубы в непроходимой болотной топи. Выяснилось, что эту машину можно успешно использовать при установке мачт электропередачи в труднодоступных горных и болотистых местностях. С вертолета ЯК-24 производилась съемка первого советского циркорамного фильма. В те дни «летающий вагон» стал одной из сенсаций ленинградцев. На очень малой высоте он летал над городом, сопровождаемый толпами восторженных мальчишек, которые, задрав вверх головы, бегали за вертолетом по площадям, улицам и набережным Ленинграда. Конечно, такие ответственные полеты требуют отличного пилотирования и большого летного искусства экипажа. В заключение нужно сказать, что самолет и вертолет не конкуренты. Это машины разного назначения и применения. Чем совершеннее становится самолет, чем выше его скорость и грузоподъемность, тем больше привязывается он к земле: ему требуются все более длинные и прочные дорожки для взлета и посадки. Их можно строить не везде. Вертолету же для взлета и посадки нужна площадка немногим большая, чем он сам. Он может доставить людей и грузы туда, куда не пройдет ни поезд, ни автомобиль. В суровых условиях Арктики, в труднодоступных горных местностях, на необъятных просторах тайги эта машина может исполнять работу, непосильную для других видов транспорта. Вот некоторые отзывы журнала «Интеравиа» о ЯК-24: «Генерал Поль Жерадо (ВВС Франции) утверждает, что Россия догоняет Соединенные Штаты в области воздушной мощи и в некоторых отношениях уже достигла неоспоримого преимущества…» «Двухмоторный вертолет А. С. Яковлева может поднимать более 6,5 тонны груза на высоту 2000 метров. В этом отношении он сейчас, по-видимому, не имеет равных себе во всем мире». «До сих пор вертолет „Пясецкий Н-16“ с двумя радиальными двигателями „Пратт-Уитни“, развивающими по 1650 лошадиных сил каждый, рассматривался как величайший в мире винтокрылый аппарат. Судя по всему, его советский эквивалент — „летающий вагон“ не уступает ему по размерам и по летному весу…» А.С.Яковлев.
Ученые Сколтеха нашли способ улучшить углеродные электроды твердооксидного топливного элемента, встроив в их кристаллическую решетку атомы кислорода и азота.
Как поясняют авторы исследования, углеродный материал положили на специальный лабораторный столик и подали постоянный электрический ток при низком давлении. В результате между поверхностью столика и электродом образовалась холодная плазма температурой около 50 градусов, состоящая из высокоэнергетических электронов и относительно холодных неионизированных молекул газа.
Обработка плазмой в течение примерно десяти минут позволила нам легировать углеродный материал — встроить кислород и азот в его кристаллическую решетку. Кислород и азот более активны, нежели чистый углерод, а поэтому топливо быстрее реагирует с такими усовершенствованными электродами и быстрее окисляется, за счет чего достигается более качественная и стабильная выработка энергии.
— Станислав Евлашин. Старший преподаватель Центра технологий материалов Сколтеха.
По словам Станислава Евлашина, обычно с той же целью на поверхность углерода наносятся частицы оксида рутения или платины. Однако эти материалы существенно дороже, а взаимодействие с ними требует отдельного сложного этапа постобработки. В то же время метод обработки холодной плазмой быстр и недорог при сравнимой эффективности.