Подземный реактивный снаряд — Википедия

Подземный реактивный снаряд — устройство для скоростной проходки скважин в грунтах и скальных породах различной плотности со скоростью до 1 м/с при помощи реактивных струй. Устройство было разработано М. И. Циферовым в 1948 году.[1][2][3][4] По высказанному председателем Научного совета по рудообразованию академиком В. И. Смирновым мнению, «предложение Циферова способно совершить революцию в средствах проникновения в недра земли».[5][6]

Ранним прототипом изобретения послужило артиллерийское орудие, ствол которого был закрыт заглушкой с круглыми отверстиями.[4] При выстреле пороховые газы, вырывавшиеся из отверстий под давлением до 3000 атмосфер, легко разрушали образцы горных пород.[4] По результатам этих экспериментов, подтвердивших принципиальную жизнеспособность выбранной конструкции, проект постепенно трансформировался в автономный снаряд c буровой головкой, приводимой во вращение пороховыми газами по принципу сегнерова колеса;[7] пороховые заряды должны были непрерывно подаваться из специальной кассеты.[4] Согласно результатам испытаний опытной установки скорость проходки скальных грунтов должна была составить 5 метров в минуту в скальных грунтах и до 100 метров в минуту в обычных,[7] а время работы — от 15 до 60 минут в зависимости от вида проходимых пород.[4] Этот вариант устройства получил одобрение доктора технических наук генерал-майора Г. И. Покровского и академика А. А. Скочинского.[4]

Внешние медиафайлы
Изображения
Подземная ракета М. И. Циферова. Фотография из коллекции РИА Новости
Циферов М. И. Способ бурения скважин. Заявочные материалы на изобретение. 1948 г. Авторское свидетельство № 79119. Материал из Выставочного зала Федеральных архивов России
Видеофайлы
Ракета летит под землёй (1994) на YouTube

Дальнейшим развитием этой идеи стал построенный в 1968 году[8] подземный реактивный снаряд, испытания которого состоялись 18 апреля 1968 года.[9] Он представлял собой наполненный твёрдым топливом цилиндр, в носовой части которого находилось несколько сопел Лаваля, расположенных в три яруса. Подземная ракета устанавливалась носом вниз; горючая смесь поджигалась расположенным в хвостовой части электрозапальным устройством, и сверхзвуковая струя раскалённых газов, вырываясь из направленных вниз сопел под давлением до 2000 атмосфер,[9] разрушала грунт под снарядом, а сопла среднего яруса, направленные вбок, расширяли скважину. Газогрунтовая смесь, обтекая снаряд со скоростью до 100 м/с, выносила разрушенную породу на поверхность кусками до 15 см в поперечнике, при этом значительно охлаждаясь стенками скважины.[1][10][9] Бо́льшая часть развиваемой ракетным двигателем энергии (5—100 тысяч лошадиных сил) уходила на разрушение и выброс грунта, а продвижение снаряда вглубь скважины происходило за счёт его собственного веса. За несколько секунд снаряд Циферова, весивший всего 25 кг,[9] проделывал скважину глубиной в десятки метров и диаметром 250—1000 мм в зависимости от характера грунта.[11] Эксперименты показали, что снаряд способен преодолевать не только обычный грунт, но и горные породы, вечную мерзлоту, лёд, водоносные горизонты.[8][10]

Время работы твердотопливного снаряда было ограничено запасом топлива, которого хватало на 5—20 секунд, в результате чего максимальная глубина пробиваемой скважины достигала порядка 20 м. Дальнейшее развитие идеи изобретатель видел в переходе к ракетам на жидком топливе — ожидалось, что время работы таких снарядов будет достигать десятков минут и со временем может быть доведено до нескольких часов,[11] — а со временем, возможно, и с использованием ядерной энергии.[12]

Снаряд Циферова демонстрировался на ВДНХ СССР, Циферов был представлен к награждению золотой медалью.[8] В 1975—1976 годах были получены патенты США на способ проходки скважин при помощи подземной ракеты[13] и собственно конструкцию подземного реактивного снаряда,[14] а в 1977—1978 годах — патенты Канады[15][16].

Одним из недостатков подземного реактивного снаряда являлась сложность управления им: изменения плотности горных пород на траектории его движения могли привести к его значительному отклонению от требуемого направления.[2] В дальнейшем было запатентовано устройство, позволяющее управлять курсом подземной ракеты.[8] Также запатентовано устройство для забора кернов в ходе движения снаряда.[17]

В 1980-х годах под руководством сына конструктора, Владимира Михайловича Циферова, в СКТБ Главмосинжстроя по заказу Всесоюзного института Оргэнергострой Минэнерго СССР была разработана подземная ракета, работающая на паре «кислород — бензоводяная смесь». Главными достоинствами этого снаряда остались простота в изготовлении и дешевизна в эксплуатации; большинство его частей, за исключением сопловой головки, — корпус, камера сгорания, редукторы, вентили — заимствовались от стандартных механизмов.[18] Эта ракета создавала скважину десятиметровой глубины диаметром 500 мм за одну минуту. По утверждению профессора, доктора технических наук Л. Дербенева и кандидата технических наук А. Боголюбова, новая модель подземной ракеты — «устройство буровое реактивное» — обладает в 17 раз меньшим весом по сравнению с буровой установкой ЛБУ-50Г, требует меньшего почти в 3 раза расхода горючего, и имеет в 6—9 раз большую производительность, а экономический эффект от применения одного снаряда составлял 42 тыс. рублей в ценах 1984 года.[19] По словам изобретателя, стоимость проходки одного метра скважины реактивным снарядом в 10—20 раз ниже, чем при бурении обычным методом.[9]

Проблемы при испытаниях[править | править код]

В статье «Подземная лодка разбилась о быт» в журнале «Юный техник» (1992 г.), указывалось, что проект не получил практического применения не только из-за бюрократических препонов. Для запуска ракеты требовалась её длительная подготовка квалифицированными специалистами, снаряд мог быть небезопасным и неуправляемым[20]. М.И. Циферов описывал случай, как из-за ошибки в установке ракеты при испытаниях, она вырвалась на поверхность и стала сносить растительность на бреющем полёте. В другом случае ракета застряла в грунте и вытащить её не удалось даже при помощи мощной лебёдки[21]. Из-за мощного выброса грунта и камней из скважины от реактивной струи ракеты, обслуживающий ракету персонал при испытаниях находился в укрытии[21]. В итоге, в сравнении с традиционными буровыми установками, при данных условиях, высокая скорость проходки скважины на практике оказалась невостребованной[20].

Несмотря на то, что со времени испытаний экспериментальных образцов прошло уже более 50 лет, в промышленную практику подземный реактивный снаряд так и не был внедрён. В связи с тем, что длина скважины связана с огромными запасами топлива в ракете, это ограничивает длину проходки. Запущенная ракета за секунды проходила несколько десятков метров под землёй, но дальше из-за выработки запаса топлива процесс останавливался. Так и не были решены проблемы контроля траектории скважины и управления ею[22].

Примечания[править | править код]

  1. ↑ 1 2 Грошев, Циферов, 1978, с. 24.
  2. ↑ 1 2 Зигуненко, 2006.
  3. ↑ Жолондковский, 1971, с. 19.
  4. ↑ 1 2 3 4 5 6 Богатырёв, Жолондковский, 1966.
  5. ↑ Максимович, 1984, с. 10.
  6. ↑ Джафаров, 1973, с. 47.
  7. ↑ 1 2 Жолондковский, 1966, с. 26—27.
  8. ↑ 1 2 3 4 Максимович, 1984, с. 11.
  9. ↑ 1 2 3 4 5 Циферов, Максимович, 1971, с. 29.
  10. ↑ 1 2 Друянов, 1980.
  11. ↑ 1 2 Грошев, Циферов, 1978, с. 25.
  12. ↑ Джафаров, 1973, с. 49.
  13. ↑ Патент США № 3 917 007 от 4 ноября 1975. Method of sinking holes in Earth's surface. Описание патента на сайте Ведомства по патентам и товарным знакам США.
  14. ↑ Патент США № 3 934 659 от 27 января 1976. Apparatus for drilling holes in Earth's surface. Описание патента на сайте Ведомства по патентам и товарным знакам США.
  15. ↑ Патент Канады № 1 004 663 от 1 февраля 1977. METHOD OF SINKING HOLES IN EARTH'S SURFACE на сайте Canadian Intellectual Property Office.
  16. ↑ Патент Канады № 1 023 731 от 3 января 1978. APPARATUS FOR DRILLING HOLES IN EARTH SURFACE на сайте Canadian Intellectual Property Office.
  17. ↑ Грошев, Циферов, 1978, с. 25, 35.
  18. ↑ Циферов, 1984, с. 24.
  19. ↑ Максимович, 1984, с. 12.
  20. ↑ 1 2 Олегов, 1992, с. 31.
  21. ↑ 1 2 Медведев, 1982, Гл. "Запуски!...Запуски!".
  22. ↑ Опарин и др., 2010, с. 47.

См. также[править | править код]

Литература[править | править код]

Патентные материалы[править | править код]

Книги[править | править код]

  • Édouard Bornecque-Winandy. Droits de l'O. N. U. et stratégies économiques spatiales (paix et crise) : [фр.]. — Librairie Générale de Droit et de Jurisprudence, 1969. — P. 117. — 315 p.
  • Хисамутдинов Н. И. Горизонты бурения. — М. : Знание, 1978. — С. 55—56. — 64 с. — (Новое в жизни, науке, технике. Сер. «Техника»; № 1). — 63 000 экз.
  • Друянов В. А. Подземные ракеты, лодки, плазмотроны… // Недра — цех под землёй. — М. : Знание, 1980. — 128 с. — 50 000 экз. — ББК 33.1 Д 76.
  • William C. Maurer. Advanced drilling techniques. — Tulsa : Petroleum Publishing Co., 1980. — P. 500—507. — 698 p. — ISBN 978-0878141173.
  • Леонид Николаевич Пономарев. Партийная работа и экономика. — М. : Советская Россия, 1987. — 303 с.
  • Москва шагает в будущее : Сб. / Е. Н. Добровольский, Г. Г. Долгов. — М. : Московский рабочий, 1987. — С. 236-240. — 382, [1] с. : ил. — 30 000 экз. — ББК 65.9(2-2Мос). — УДК 33 М821(G).
  • Максакова О. С. Люди пытливой мысли: по архивным документам. — 5-е изд. — Филиал Российского государственного архива научно-технической документации (РГАНТД), 1989. — С. 99-104.
  • Антонова Л. Е. Циферов Михаил Иванович // Люди пытливой мысли (по архивным документам) : Историко-технический альманах / Сост.: О. С. Максакова, Т. Н. Фисюк. / Под редакцией И. Н. Давыдовой, О. С. Максаковой, Л. Ю. Покровской. — Самара : НТЦ, 2006. — С. 540-544. — 612 с. — ISBN 5-98229-075-0.

Статьи[править | править код]

Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Подземный_реактивный_снаряд&oldid=137320463