На экспериментальной лодке США «Дельфин» с глубиной погружения до 600–900 м из стеклопластика изготовлены баллоны сжатого воздуха. Иностранная печать отмечает такие качества этих баллонов, как вдвое меньший вес сравнительно с металлическими, повышенную ударостойкость, неподверженность коррозии и немагнитные свойства их материала. Из стеклопластика изготовлены также корпуса твердотопливных двигателей баллистических ракет «Поларис» А-2 и А-3.
Известны случаи и непосредственного применения эпоксидных смол на подводных лодках. Например, ими покрывают алюминиевые обтекатели выдвижных устройств, чтобы предохранить их от коррозии. Сейчас в США проводятся всесторонние лабораторные и полу-натурные испытания моделей отсеков прочного корпуса, которые выполнены из конструкционных пластмасс, также преимущественно относящихся к стеклопластикам.
Вместе с тем еще в 1964 году печать сообщала о проводимых в США работах по созданию сверхпрочного материала из волокон бора и эпоксидных смол. Ожидалось, что этот материал будет прочнее стали и легче алюминия. При этом указывалось, что, несмотря на его дороговизну, новый материал может найти применение в корабельных конструкциях. Другой сверхпрочный материал создавался американскими специалистами на основе эпоксидных смол и войлока из тончайших сапфировых усиков.
В последние годы в зарубежной печати много пишут о возможном использовании силикатного стекла для постройки прочных корпусов глубоководных аппаратов (рис. 6). Оказалось, что его прочность возрастает с увеличением глубины погружения. Так, по данным журнала «Кроузнест», на глубине более 6000 метров стеклянная сфера становится впятеро прочнее, чем на поверхности воды.
Рис. 6. Так выглядят по зарубежным проектам глубоководные аппараты из силикатного стекла
Когда на стекло наносили слой пластиката толщиной немного более 3 миллиметров, значительно уменьшалась его чувствительность к ударам. Упрочнения стекла и повышения его стойкости по отношению к ударным нагрузкам и изгибным напряжениям достигали также путем специальной химической обработки поверхности стеклянных сфер.
Свое первое практическое применение стеклянные сферы нашли в так называемых синтактических пеноматериалах. Эти пенопласты представляют собой смесь стеклянных микросфер с эпоксидной смолой или иным связующим материалом. Они имеют плотность около 600 кг/м3 и способны противостоять давлению воды на глубинах до 6 тысяч метров. Синтактические пенопласты уже используются для заполнения пространства между легким и прочным корпусом на ряде глубоководных аппаратов США. Как сообщала печать, в лаборатории ВМС США разрабатывают методы использования этих материалов в трехслойных корпусных оболочках в качестве прослойки между двумя слоями стеклопластиков. Иностранные специалисты считают, что в недалеком будущем подобные конструкции будут применяться и при постройке подводных лодок.
Существует еще одна область применения химии в подводном кораблестроении. Речь идет о снижении гидродинамического сопротивления подводных объектов, позволяющем улучшить их скоростные качества. Одним из перспективных направлений здесь считают введение водных взвесей полимеров в пограничный слой движущихся под водой тел, на-пример торпед. Журнал «Дэйта» пишет, что при подаче через носовую часть торпеды раствора относительно слабой концентрации (0,2 процента) скорость хода торпеды в условиях натурного эксперимента возрастала за три секунды на 45 процентов (рис. 7).
Рис. 7. Изменение скорости (v) торпеды при подаче водного раствора полимера в пограничный слой
По сообщению газеты «Нэйви таймс», специалисты лаборатории английского адмиралтейства в Хасларе считают возможным применение полимеров и для повышения скоростных качеств боевых кораблей. Эксперименты с моделью эсминца, имевшей систему подачи раствора полимера через щели в обшивке, — показали, что даже при весовой концентрации раствора на уровне тысячной доли процента сопротивление трения модели снижалось на одну треть.
В 1968 году англичане приступили к подготовке аналогичного натурного эксперимента на базовом тральщике. В обшивке этого корабля прорезаны два ряда щелей: один в носу, другой — немного в корму от штурманской рубки. Кроме того, установлены бак для полимерного порошка, приемные клапаны для забортной воды, особая цистерна, в которой непосредственно на корабле будет приготовляться раствор полимера в морской воде, и насос для подачи раствора в пограничный слой корабля. В случае успеха этого опыта, отмечалось в печати, описанный способ снижения сопротивления может быть применен и на подводных лодках.
Сейчас еще трудно сказать, когда именно будут реализованы на практике все те возможности, которые открывает конструкторам подводных лодок современная химия. Но совершенно очевидно, что полное использование ее достижений служит необходимым условием прогресса в подводном кораблестроении, как, впрочем, и во многих других областях науки и техники нашего времени,
ХИМИЯ и СТРЕЛКОВО-АРТИЛЛЕРИЙСКИЕ БОЕПРИПАСЫ
Инженер-полковник И. ГРИШИН, доцент, кандидат технических наук
Бурный прогресс современной химии привел к тому, что ее достижения оказывают все большее влияние на развитие вооружения, боевой техники и снаряжения. Новые материалы позволяют не только облегчить тот или иной образец, но и существенно изменить его качества. Очень хорошо это видно на примере развития современных стрелково-артиллерийских боеприпасов.
Начнем с патронов для стрелкового оружия — винтовок, пистолетов-пулеметов и пулеметов. Напомним, что основой такого патрона служит металлическая гильза. Она объединяет в единое целое пороховой заряд, капсюль-воспламенитель и пулю, защищает заряд и капсюль от неблагоприятных воздействий внешней среды, механических повреждений. Плотно прилегая к стенкам патронника, гильза не дает пороховым газам прорываться назад во время выстрела. Наконец, определенная форма гильзы — в виде бутылки с закраинами у дна дает возможность извлекать ее из патронника, обеспечить автоматическое перезаряжение оружия. Но гильзы с давних пор изготовляются из цветных Металлов, что при массовом, в огромных количествах, производстве весьма дорого. Не менее существенно и то, что вес металлических гильз велик, он в большой степени определяет боекомплект, который может носить с собой солдат. Все это и заставило специалистов, отмечала зарубежная печать, обратить самое пристальное внимание на возможности создания безгильзовых патронов. И опорой, союзницей в этих исследованиях стала химия.
Сообщалось, что подобные работы последовательно прошли следующие три стадии: разработку прессованного порохового заряда в гильзе, разрушающейся при выстреле; получение безгильзового заряда с коротким металлическим обтюратором, то есть уплотнением, предотвращающим прорыв пороховых газов назад через затвор, и наконец, создание полностью безгильзового патрона.
Безгильзовый патрон состоит из следующих элементов: капсюля-воспламенителя, прессованного или литого порохового заряда с водостойким покрытием, опорной втулки и пули. Все эти элементы, кроме металлической пули, полностью сгорают при выстреле; соединены они в единый патрон тоже сгорающим клеющим веществом. Воспламенение капсюля осуществляется от электрической батареи.
Как утверждает зарубежная печать, в ходе опытных стрельб была практически доказана пригодность подобных патронов калибра 5,56; 7,62 и 20–30 мм для стрельбы из однозарядного, самозарядного и автоматического оружия как с магазинным, так и с ленточным питанием. При этом подчеркивалось, что без-гильзовые патроны, равноценные по баллистическим характеристикам соответствующим стандартным патронам с металлической гильзой на 10–25 процентов дешевле, на 45–53 легче и на 29–35 процентов меньше по объему.
Уменьшение стоимости безгильзовых патронов объясняют не только отсутствием дефицитных цветных металлов, но и простотой технологии изготовления. Так, для производства 7,62-мм металлической гильзы требуется 13 операций механической обработки, а прессованный пороховой заряд безгильзового патрона изготавливается за четыре операции. Безгильзовый 7,62-мм патрон (рис. 8) весит 12,7 грамма и имеет длину 51 миллиметр. Поэтому применение его вместо стандартного 7,62-мм винтовочного патрона весом 25 граммов и длиной 71 миллиметр позволяет при той же нагрузке солдата вдвое увеличить носимый им боекомплект или при том же боекомплекте наполовину уменьшить его вес. Изыскивая резервы на разбойничью войну во Вьетнаме, американские специалисты подсчитали, что если бы армия США применяла во Вьетнаме безгильзовые патроны, то на транспортировку их потребовалось бы на одну треть меньше транспортных средств.
