Гирокомпасы произведенные в России
Начиная с середины XVIII и кончая первыми десятилетиями XX века русские ученые и инженеры внести значительный вклад в дело разработки и практики гироскопических приборов и ГК в частности.
Алексей Николаевич Крылов
Практическая разработка и внедрение ГК сопровождалась глубокими ис-следованиями. Основы теории гироскопов были заложены такими выдаю-щимися учеными, как Л. Эйлер (член Российской Академии наук), О.И. Сомов (академик), Б.С. Якоби (профессор), С.В. Ковалевская (первая в мире женщина – профессор математики), Д.К. Бобылев (академик), Н.Е. Жуковский (профессор), П.А. Некрасов (академик), А.Я. Ляпунов (академик), Ар. Домогаров, А.Н. Крылов (фото 5) (академик), М. Конокотин (лейтенант флота), последний из которых разработал и предложил в начале XX столетия конструкцию гироскопического прибора для указания направления на движущемся корабле. Как следует из отчета об этих испытаниях, конструкция прибора была еще недостаточно доработана, однако, в ряде случаев он показывал истинный курс с точностью до 1 градуса. Из тех же материалов следует, что прибор Конокотина представлял собой свободный гироскоп, а не ГК в полном смысле этого слова. Однако предложение лейтенанта Конокотина не получило дальнейшего развития, так как к тому времени в России магнитный компас был доведен до высокой степени совершенства и ему отдали предпочтение перед новым, еще не испытанным прибором.
В нашей стране большое значение в становлении и развития теории гироскопических устройств имели работы Б.В. Булгакова, С.А. Изенбека, А.Ю. Ишлинского, В.Н. Кошлякова, А.Н. Крылова, Б.И. Кудревича, Е.Л. Николаи, Д.С. Пельпора, С.С, Ривкина, Я.Н. Ройтенберга, С.Ф. Фармаковского и многих др.
Первый ГК появился в России в 1909 г. Этот маятниковый ГК, разработанный фирмой «Сперри» (США), был куплен по инициативе академика А.Н. Крылова (в то время председателя научно-технического комитета Морского министерства) для строящегося крейсера «Рюрик». Несколько флотских специалистов были обучены обслуживанию и ремонту ГК (на флоте их называли «сперристами»).
Руководство этими работами по линии Гидрографического управления флота осуществлял Борис Иванович Кудревич, впоследствии инженер-контр-адмирал, доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки и техники РСФСР.
Борис Иванович Кудревич
В 1919-1923 гг. Б.И. Кудревич, понимая необходимость подготовки молодых специалистов, проводил большую педагогическую практику с группами командиров и электриков флота, и уделил большое внимание написанию учебного пособия «Теория и практика гироскопического компаса».
Большой заслугой Бориса Ивановича было участие в создании отечественной гироскопической промышленности. Потребовалось не только новая производственная база, но и подготовка немалого числа инженеров и техников, необходимых для проектирования и изготовления этих сложнейших приборов, не говоря уже о проработке научно-технических вопросов в связи с новизной дела. Написанные ясным и доступным языком с отличным обоснованием физической сущности работы гироскопических приборов и устройств, труды Б.И. Кудревича не потеряли своего значения и в настоящее время. При этом Борис Иванович всегда оставался человеком чрезвычайно скромным, требовательным к себе и своим сотрудникам по работе, чутким и внимательным к их запросам и нуждам. Особенно заботливо он подходил к воспитанию и подготовки молодых специалистов, передавая им свои глубокие и разносторонние знания.
Профессор Б.И. Кудревич (первый слева) проводит занятиепо устройству ГК со слушателями Штурманского класса ВМА. 1939 г.
Работы Кудревича побудили командировать его в начале 1928 г. в Германию для ознакомления с работой гирокомпасной фирмой «Аншютц».
Научно-техническая деятельность Бориса Ивановича в 1930-1932 гг. ознаменовалась созданием под его руководством на Заводе штурманских приборов в Ленинграде первого советского ГК. Силами подготовленных Б.И. Кудревичем специалистов под его руководством, с использованием расчетов академика А.Н. Крылова в 1931 г. были изготовлены первые три опытных образца ГК, получившие шифр «ГУ Марка-1» (прототип ГК «Сперри МК VIII»). Летом в 1932 г. компас прошел ходовые испытания на миноносце «Яков Сверлов». Тем самым трудная проблема создания отечественных ГК была успешно решена.
В тоже время в нашей стране одновременно испытывались оригинальные ГК фирмы «Сперри» и «Аншютц». По результатам испытаний был сделан выбор в пользу ГК «Аншютц».
В довоенные годы (1937-1940 гг.) слушателям артиллерийского факультета Военно-морской академии, будучи уже видным ученым и педагогом, Б.И. Кудревич читал небольшой курс по гироскопическим системам, в котором излагались сведения и по ГК. А уже в 1938 году по предложению академика А.Н. Крылова, который более всего ценил в инженере способность к исследованию и прогнозу, который «должен не только уметь смотреть, но и видеть, должен не только слушать, но и слышать, не только нюхать, но и чуять», были основаны специализированные кафедры гироскопических приборов в Ленинградском электротехническом институте, а позже в Ленинградском институте точной механики и оптики. Они существуют и по ныне, выпустив несколько тысяч инженеров хорошо подготовленными специалистами для предприятий нашей родины. Кафедру «Гироскопические и электронавигационные приборы» идейно возглавил Б.И. Кудревич.
Большую роль в ознакомлении с современными для того времени типами корабельных гироскопических приборов сыграла производственная учебная практика группы слушателей на заводе «Электроприбор», которой руководил замечательный инженер и преподаватель Н.Н. Остряков (фото 8). Эта традиция получила развитие.
Николай
Николаевич Остряков
«Если взять, например, ГК – одно из любимых детищ Николая Николаевича, то следовало найти такую математическую модель, которая правильно отражала бы сам компас. Отбросив второсте-пенное и оставив главное, он это главное воплотил в математике. В этом он видел задачу общения инженера с людьми теоретического плана: инженеру важно в теоретической механике, математике выделить главные параметры (а не писать много уравнений) и уже над ними выполнять математические операции. Учение о неизвестных параметрах в системе проходят через всю технику. В сущности, все наши неудачи происходят потому, что в наших сложных системах существуют некоторые величины, некоторые параметры, иногда числовой природы, а иногда – и качественной, которые не всегда бывают известны с самого начала. Николай Николаевич всегда обращал на это внимание, говорил, что надо изучать и тщательно накапливать опыт в лабораториях, на испытаниях, чтобы эти параметры стали известными», — писал в своей статье академик А.Ю. Ишлинский о главной задаче Н.Н. Острякова.
И далее: «Так, например, в 1937 г. вдруг на заводе перестали выходить ГК. Момент был очень ответственный. Николай Николаевич сумел раскрыть причину: был один неизвестный параметр – люфт в вертикальном подшипнике кожуха гироскопа, который оказался слишком велик, а от этого люфта, оказывается, в очень большой степени зависит точность показаний ГК».
В последующие годы на заводе «Электроприбор» в Ленинграде под руководством главного конструктора гироскопических приборов Н.Н. Острякова (впоследствии дважды лауреат Государственной премии СССР) взялись за разработку прецизионного двухроторного ГК «Курс». При его изготовлении возник ряд технических и производственных трудностей. Одна из сложных задач состояла в осуществлении динамической балансировки роторов. Теоретически эта задача блестяще была решена академиком А.Н. Крыловым, который вместе с профессором Б.И. Кудревичем проводил на заводе научно-технические консультации. В результате плодотворного сотрудничества ученых и специалистов завода, возглавляемыми Н.Н. Остряковым, были в 1937 г. созданы ГК «Курс-1» и «Курс-2», которые успешно прошли ходовые испытания и были приняты на вооружение. Конструкция этого маятникового ГК оказалась весьма удачной, ГК этого типа («Курс-10», «Амур-3М», «Курс-4М») использовались на кораблях 50 лет и продолжают выпускаться по настоящее время.
Дальнейшие работы велись по созданию принципиально нового стабилизированного артиллерийского ГК «Полюс». Задача была решена, опытный образец прибора изготовлен и испытан на крейсере «Ворошилов» и лидере «Минск». Перед Великой Отечественной войной ГК прошел предварительные ходовые испытания, показавшие хорошие результаты.
В конце 30-х годов ряд ведущих инженеров завода «Электроприбор», в том числе Н.Н. Остряков с коллективом талантливых инженеров, были переведены в Москву, где создалось новое гироскопическое подразделение. В годы войны основная часть специалистов и оборудования завода «Электроприбор» была эвакуирована в Москву и Свердловск, дополнительно укрепив созданные там предприятия.
Опыт Великой Отечественной войны показал, что созданные в предвоенное время на заводе «Электроприбор» и на других предприятиях Советского Союза гироскопические системы обеспечивали решение задач навигации боевых кораблей.
Основной прибор ГК «Гиря-М»
В 1943 г. был создан и принят на вооружение малогабаритный ГК «Гиря». Создатели этого прибора Н.И. Сигачев, Н.Н. Остряков, М.А. Гиф были удостоены Государственной премии СССР.
В после военные годы появилась улучшенная модель ГК «Курс-2» с дистанционным вводом широты и скорости хода из поста штурмана и с ручным включением затухания при изменении скорости и на маневрировании. Для подводных лодок была создана модель ГК «Курс-3» с устройством ускоренного приведения в меридиан за 1 час с точностью до 1 градуса. На подводной лодке проекта 611 размещались два ГК «Курс-3».
Все ГК типа «Курс» разрабатывались для фиксированной географической широты ±60 градусов, для которой период невозмущаемости маятника был равен 84,3 мин (период Шулера), что теоретически не допускало возникновения в ГК баллистических девиаций 1-го рода. При плавании в широтах удаленных от 60 градусов, ошибки курса из-за баллистической девиации ГК стали неприемлемы для наведения ракетного оружия. Потребовались апериодические ГК, лишенные этого недостатка.
В 1954 г. новый апериодический ГК «Маяк» для ВМФ (главный конструктор Г.Д. Блюмин, МНИИ-1) успешно прошел ходовые испытания на Северном флоте. Модификации этого ГК и ныне работают в составе комплексных систем курсоуказания. Их показания могут обрабатываться совместно с курсовой информацией от гироазимутов, что существенно снижает погрешности выработки курса на маневрировании.