В.Н. Краснов кандидат військово-морських наук, капітан 1 рангу, Е.А. Шитиков кандидат технічних наук, лауреат Державної премії, віце-адмірал
Розвиток військового кораблебудування, безперервне якісне оновлення корабельного складу флоту напередодні війни були немислимі без належного наукового забезпечення. Тому в перспективні і річні плани академічних та галузевих інститутів, а також ряду вищих навчальних закладів регулярно включалися науково-технічні роботи, спрямовані на поліпшення бойових і експлуатаційних якостей кораблів, вдосконалення морської зброї і технічних засобів.
Академії наук СРСР в інтересах військового кораблебудування замовлялися різні дослідження. До них належали:
створення акумулятора електричної або теплової енергії, що вміщує в малому обсязі велика кількість енергії для руху підводного човна під водою;
маскування підводного човна від повітряного противника при її ході під водою в різних водах, при різному стані моря і на різних глибинах;
вишукування спеціального вентильного і талієву фотоелемента та спеціальних джерел випромінювання для приладів променевої зв'язку;
вишукування способів і засобів вимірювання відстані до передавача з точки прийому (місцевизначення по одному пеленгу);
створення легких акумуляторних батарей для електроторпед з мотором в 300 кВт;
теорія і методи розрахунку коливань стволів артилерійських знарядь під час пострілу;
допустимі межі викривлення стовбурів артилерійських гармат;
створення обважнення для димової завіси, що одержується шляхом випаровування морського мазуту, і ін
Недосконалість гідроакустичної апаратури і відсутність в той же час телевізійної техніки змушували шукати шляхи підвищення ефективності звичайних світлових коштів під водою. Одним з інститутів Академії наук велися дослідження технічної можливості підводного бачення для підводного човна на відстані 5 кб. і вище. З цією ж темою була пов'язана робота ленінградського Державного оптичного інституту (ГОІ), який розробляв дослідний зразок підводного фари, здатної забезпечити командира човна можливістю бачити під водою на відстані 20-30 м в умовах Чорного моря.
Основний галузевий інститут, працював у сфері військового кораблебудування, - Науково-дослідний інститут військового кораблебудування (Нивки) - в 1938-1939 рр.. був перетворений у Центральний науково-дослідний інститут суднобудівної промисловості, який став головним інститутом суднобудування і мав скорочену назву ЦНДІ-45. Інституту задавалися різні теми досліджень і дослідно-конструкторських робіт в інтересах флоту. У його компетенцію входили розробка передескізних проектів і тактико-технічних обгрунтувань на проектування нових кораблів, а також науково-дослідні роботи з удосконалення корабельної техніки і озброєння. Так, були виконані передескізні проекти "авіаносців мінімального та оптимального водотоннажності", "мисливців за підводними човнами під двигун 2000 к.с.", "підводного мінного загороджувача", а також "озерно-річкових підводних човнів водотоннажністю 25-40 т". Передбачалася розробка скороченого ескізного проекту літаючої підводного човна (ЛПЛ) конструкції Б.П. Ушакова.
В області підводного кораблебудування ЦНДІ-45, як і його попередник Нивки, однією з важливих завдань вважав створення підводного човна з єдиним двигуном, здатним працювати в надводному і підводному положеннях. Ця актуальна тема небезуспішно включалася в плани з року в рік, поки в 50-60-х роках не була створена атомна енергетична установка.
Багато років (включаючи і повоєнні) вирішувалася проблема усунення або хоча б істотне зменшення вібрації перископів підводних човнів, що йдуть на перископній глибині.
Важливою, але важкою була проблема зниження шумності підводного човна, демаскирующей її. Ставилося завдання комплектувати підводні кораблі тільки малошумними механізмами і пристроями. За однією з планових тем в 1938 р. співробітники ЦНДІ-45 повинні були брати участь у створенні безшумних електромашин для підводних човнів і виробленні норм загальної гучності човнів. Паралельно Науково-дослідний морський інститут зв'язку (НІМІС), який у той час очолювався інженер-флагманом 2 рангу А.І. Бергом, отримав завдання визначити шумність в децибелах і знайти способи зменшення шумності.
Проблемою зниження шумності займалася і Академія наук. Так, рішенням Головного ради ВМФ в жовтні 1940 р. начальнику Управління кораблебудування наказувалося "передбачити в плані 1941 року проведення силами АН СРСР і ЦНДІ-45 Наркомату суднобудівної промисловості науково-дослідних робіт з обесшумліванію гребних гвинтів підводних човнів і всіма заходами домагатися якнайшвидшого розв'язання цього питання ".
Велика увага в науково-дослідних роботах приділялася питанням міцності конструкцій. Провідне місце в цих роботах займали проекти кораблів, що становлять основу програми будівництва Великого флоту. ЦНДІ-45 і Ленінградському кораблебудівному інституту (ЛКИ) була доручена розробка "Норм для розрахунку міцності корпусів надводних кораблів".
Щорічній була тема, що стосується проблеми захисту суднових металевих конструкцій від корозії. У 1939 р. проводилися корозійні випробування нових марок сплавів та інших матеріалів, вишукувалися шляхи боротьби з корозією паросилових установок. Нивки зобов'язувався на основі збору та систематизації матеріалів скласти рецепти боротьби з корозією на підводному човні.
Науково-дослідні та дослідно-конструкторські роботи проводилися і на контрагентських підприємствах, пов'язаних з суднобудівної промисловістю. У ході реалізації програми будівництва Великого флоту тут вирішувалися нові завдання, зокрема, щодо поліпшення якості броньованої сталі.
Так, на Маріупольському заводі розроблялися нові марки для противопульной корабельної броні, а також вишукувалися методи плавки в електропечі з використанням відходів корабельної броні і з відновленням хрому з хромової руди. На цьому ж заводі розроблялися: процес газової цементації плит у напрямку прискорення і здешевлення робіт; спосіб виготовлення броньових плит куванням, а також вивчалася якість бронесталі, виплавленої в кислому мартенівської печі на Халиловское чавуні.
На Іжорському заводі розроблялися марки немагнітної сталі для виготовлення броні, вивчалася броньовий сталь з перемінним вмістом легуючих елементів, а також вишукувалися ефективні методи виплавки у кислому печі броньовий сталі з застосуванням многоуглеродістого ферохрому. Окремі теми були спрямовані на більш широке впровадження в кораблебудування, особливо в процесі бронювання кораблів, зварювання.
У зв'язку з розширенням будівництва великих надводних кораблів велика увага приділялася питанню підвищення дальності плавання. Проводилися різні науково-дослідні роботи, конференції, симпозіуми. У 1940 р. у Військово-морської академії ім. К.Е. Ворошилова відбулася науково-технічна конференція на тему "Про підвищення дальності плавання надводних кораблів". Головував доктор технічних наук, професор, військовий інженер 2 рангу І. Г. Хановіч.
У 1938-1939 рр.. все більш актуальною визнавалася робота з вишукування методів розмагнічування кораблів у зв'язку з зростаючої загрозою застосування неконтактного мінно-торпедної зброї. Відбулася нарада групи вчених і інженерів, на якому було заслухано доповідь А. П. Александрова про проведені досліди по розмагнічування кораблів. Присутній академік О.М. Крилов висловив сумнів у можливості достатньої компенсації магнітного поля корабля. Однак з необхідністю подальших робіт з розмагнічування він погодився. Цікавий відповідь А. Н. Крилова на лист інженера з Москви Л. В. Кузьменко, від 3 грудня 1939 р., який пропонував застосовувати в кораблебудуванні дорогу нержавіючу сталь як засіб боротьби з магнітними мінами. При цьому автор листа підкреслював, що це буде "вітчизняним пріоритетом". Академік, відкидаючи пріоритетність ідеї, відповідав: "Відомості про немагнітних властивості деяких сортів сталі мають майже півстолітню давність і вивчення цих особливостей нержавіючої сталі сильно посунені вперед роботами француза - фізика Е. Гільома".
Великий інтерес до робіт ЛФТИ (Ленінградського фізико-технічного інституту) в області розмагнічування кораблів виявляв заст. наркома ВМФ І. С. Ісаков, підкреслюючи, що роботи із захисту кораблів від мін з неконтактними детонаторами (особливо річкових) є для НК ВМФ виключно важливими.
До війни лабораторія А. П. Александрова розробила систему секціонування обмоток розмагнічування з регулюванням струму в них в залежності від широти і курсу корабля. Було складено типове технічне завдання на проектування обмоток для тральщиків, а також розраховані норми захисту кораблів від магнітних мін і торпед з неконтактними детонаторами. На жаль, впроваджувалися системи розмагнічування кораблів вже в ході війни. До початку ж війни проблема боротьби з неконтактним мінним зброєю не була вирішена і флот виявився непідготовленим в частині засобів виявлення і знищення донних магнітних мін, які німці застосували в перші ж дні війни.
У 1938-1939 рр.. силами заводу-будівельника і ЦАГІ тривали випробування механізмів і перевірка гідро-та аеродинамічних якостей декількох експериментальних катерів на повітряній подушці, створених під керівництвом головного конструктора професора В. І. Левкова. Перше таке судно на повітряній подушці (Л-1) випробовувалося в 1934 р. друге (Л-5) - в 1936 р. Судно масою 8,6 т розвинуло швидкість 73 уз. Першість у створенні катерів на повітряній подушці належить нашій країні.
В кінці 30-х років вчених-кораблебудівників особливо турбувала проблема кавітації гребних гвинтів як фізичного явища, що перешкоджає їх ефективній роботі. Нова трактування кавітації полягала у визначенні її як перехідного режиму від найбільш поширеної форми плавного обтікання тіл до мало вивченою формі відривного їх обтікання. У 1939 р. виникла ідея заміни одного навантаженого гвинта поруч слабонавантажених співвісних гвинтів, поставлених в безпосередній близькості один до одного так, щоб створити грати (гратчасті рушії). Випробування моделей гвинтів проводилися кількома авторами, у тому числі В. Л. Поздюнін. У результаті цих робіт виявлено: зростання профільних втрат, недостатня міцність лопатей у полегшеної моделі, триваюче негативний вплив кавітації.
Для формування відривного обтікання необхідно було змінити форму лопатей, підвищити число обертів і зменшити значення дискового відносини площ гвинта. У червні 1939р. Академія наук уклала договір з Гідромашини лабораторією Ленінградського індустріального інституту, що мав стенд, дозволяв доводити частоту обертання гвинтів до 30000об/мін для проведення модельних випробувань. Одночасно були організовані натурні випробування на Московському Глісерна заводі на катері НКЛ-27 з дволопатеве гвинтом, мали вузькі лопаті авіаційного профілю. Було виявлено три характерні ділянки кривої залежності величини упору від числа оборотів.
На початковому ділянці діяв закон квадратичного зростання (нормальна робота гвинта з частковою кавітацією), на середній ділянці - слабкої залежності упору від числа оборотів (негативний вплив кавітації) і, нарешті, на останній ділянці відбувалося знову зростання упору (відривний обтікання). Таким чином, з'явилася перспектива для створення суперкавітірующіх гвинтів, автором яких був академік В. Л. Поздюнін. Суперкавітірующіе гребні гвинти при великих швидкостях кораблів і катерів мають переваги перед звичайними гвинтами, при малих - поступаються їм за коефіцієнтом корисної дії.
Майбутнє швидкісних суден В.Л. Поздюнін бачив у використанні ефекту глиссирования. Центральним завданням у переході на режим глиссирования В.Л. Поздюнін вважав всемірне зменшення ваги корпусу та ваги механізмів. Зменшення ваги корпусу могло бути досягнуто за рахунок зменшення довжини судна, застосування полегшених металевих конструкцій і вдосконалення розрахунків на міцність з використанням методів будівельної механіки.
У 30-40-х роках велику увагу вчених-енергетиків зосереджувалась на проектуванні парових турбін, як основних двигунів кораблів Великого флоту. Творець школи вітчизняного корабельного паротурбостроенія - М. І. Яновський, який очолював кафедру "Парових турбін" у Військово-морській академії. Він першим з інженер-механіків флоту став членом-кореспондентом АН СРСР. До найбільш важливим робіт ученого відносяться "Морські парові турбіни" (1925), "Коливання турбінних дисків" (1933), "Суднові конденсаційні установки" (1935), "Турбіни високого тиску" (1938). За капітальна праця "Конструювання і розрахунок суднових парових турбін" М. І. Яновський був удостоєний Державної премії.
Найбільш великим фахівцем в області суднових двигунів внутрішнього згоряння був професор Ленінградського кораблебудівного інституту В.А. Ваншейдт.
У зв'язку з проблемою енергетичних установок для нових торпед лабораторія № 2 Енергетичного інституту АН СРСР проводила дослідження зі спалювання металевого палива та комбінованого спалювання рідкого і металевого палива. На одному із заводів була організована Лабораторія АН СРСР для проведення робіт за програмою, затвердженою віце-президентом АН СРСР Є. А. Чудакова та заступником Наркома суднобудівної промисловості О. М. Редькін. Науковим консультантом був член-кореспондент АН СРСР А. С. ватажків. Завдяки такій взаємодії була швидко виготовлена діюча модель парогенератора. За завданням Енергетичного інституту ЦКБ-17 розробило технічний проект парогенератора для безслідної торпеди, що працює на використанні енергії горіння магнію в кисні. Надалі ця схема не була прийнята у виробництво, але оперативна спільна робота вчених і конструкторів повчальна.
Якщо в першій половині 30-х років взаємодія між Академією наук і флотом здійснювалося на рівні окремих вчених, то в передвоєнні роки починають виникати нові форми взаємодії академічної і галузевої науки у вигляді спільного тісної співпраці лабораторій академічних інститутів з галузевими науково-дослідними і конструкторськими організаціями.
З початком Великої Вітчизняної війни виникло багато оперативних справ, які змусили значно скоротити на час не тільки науково-дослідні роботи, а й дослідно-конструкторські розробки. Тим не менш, академічна та галузева наука продовжувала забезпечувати запити флоту. При цьому враховувався досвід війни. Співробітники евакуйованого з Ленінграда до Казані ЦНДІ-45 змогли розробити методику розрахунку власних коливань палубних перекриттів, методику розрахунку тонких циліндричних оболонок, проект механічної установки малого ходу для великого мисливця проекту 122А. Були отримані декілька зразків фарб зі зниженою горючістю, а також типові конструкції ізоляції з альфоля.
У Казані знаходилися 33 академічних установи, 39 академіків, у тому числі і А.Н. Крилов, а також 44 члена-кореспондента АН СРСР. Однак для їх плідної діяльності не було необхідної експериментальної бази. Тим не менш, проводилися конкретні роботи з підвищення надійності пароперегрівачів котлів, міцності лопаток турбін, по боротьбі з демаскирующими властивостями працюючих дизелів підводних човнів. Завдяки ЦНДІ-45 усунуто "спів" гвинтів на підводних човнах типу "М" серії ХП, також демаскувати човен. У зв'язку з надходженням по ленд-лізу і в якості трофеїв кораблів іноземній споруди інститут вивчав конструктивні особливості цих кораблів. Крім ЦНДІ-45, якому в 1944 р. присвоєно ім'я академіка О.М. Крилова, Наркомат суднобудівної промисловості мав: наукові установи з морського приладобудування - НДІ-10 (Москва) і НДІ-49 (Ленінград), по корабельній броні - НДІ-48 (Колпіно). У війну НДІ-48 передано в танкову промисловість.
У Військово-Морському Флоті, після передачі Нивки в промисловість, його функції частково перейшли до Науково-технічного комітету (НТК). Центральний науково-дослідний інститут військового кораблебудування ВМФ був відновлений в грудні 1945 р. Розробкою мінного, торпедного та трального озброєння займався Науково-дослідний мінно-торпедний інститут (НИМТА) ВМФ. У розвитку озброєння і корабельних технічних засобів і бойового використання видну роль грали Військово-морська академія. Вище військово-морське училище ім. М.В. Фрунзе (колишній Морський корпус). Вище військово-морське інженерне училище ім. Ф.Е. Дзержинського (ВВМІУ). У цих військово-навчальних закладах викладали відомі вчені, досвідчені фахівці флоту, проводилися важливі науково-дослідні роботи на користь розвитку флоту. Зі стін ВВМІУ ім. Ф. Е. Дзержинського вийшли Н. С. Соломенко, І. Д. Спаський, А. А. Саркісов, що згодом стали академіками РАН, Б. В. замишляє, М. М. Бабушкін - членами-кореспондентами РАН.
У квітні 1942 р. Президія АН СРСР створив комісію з науково-технічним військово-морських питань під головуванням А. Ф. Іоффе. Вченим секретарем призначено І. В. Курчатов, членами комісії - О. М. Крилов, А. П. Александров, В. Л. Поздюнін, Є. А. Калашников. При Президії існував відділ спеціальних робіт. Під керівництвом його начальника М. П. Євдокимова проходили роботи з військової тематики. Проблеми броньового захисту входили до завдання лабораторії № 3 ЛФТИ, в роботі якої брав участь академік А. Ф. Йоффе.
Розробка акустичних тралів була покладена на Фізичний інститут АН СРСР (ФІАН), яка велася під керівництвом М. М. Андрєєва. До групи входили Л. Д. Розенберг, Л. М. Бреховскіх, Б. Д. Тартаковський, В. Г. Жарінов.
Професор С. М. Ритов з ФІАНа брав участь у створенні радіонавігаційної системи "Координатор", за допомогою якої більш ефективно, з високою точністю можна було виконувати тралення та гідрографічні роботи. Систему створили на основі радіоінтерференціонного методу вимірювання відстаней, запропонованого академіками Л.І. Мандельштамом і Н. Д. Папалексі.
ВМФ високо оцінив роботу А.П. Андрєєва та Б.В. Курчатова під керівництвом А. Ф. Іоффе "Застосування на флоті светосоставов, що світяться під впливом інфрачервоних променів".
В Інституті автоматики і телемеханіки АН СРСР велися дослідження з неконтактним підривники для мін і торпед. Ними керував Б. С. соцьким (згодом член-кореспондент АН СРСР). За участю НИМТА і НДІ-400 був створений неконтактний детонатор Нив-5 для торпед.
Відомий внесок Математичного інституту АН СРСР у розвиток теорій ймовірностей. Академік А. Н. Колмогоров не тільки консультував флотських артилеристів, а й став співавтором одного з способів стрільби корабельної артилерією по повітряних цілях.
Під керівництвом академіка С. І. Вавілова у ФІАН і ГОІ були покращені характеристики далекомірів надводних кораблів і перископи підводних човнів, розроблені методи світломаскування кораблів. У війну освоєна підводне зварювання. У цьому була заслуга лабораторії Московського інституту інженерів транспорту, яку очолював К. К. Хренов (згодом член-кореспондент АН СРСР). Робота виконувалася за замовленням Аварійно-рятувального управління ВМФ.
До флотської тематики залучалися і філії АН СРСР. Так, старший науковий співробітник Уральського філії П. А. Халілеев розробив магнітометр для пошуку затонулих суден. Прилад і його використання вдосконалені співробітником НДІ-49 І. Г. Монгейтом і фахівцями флоту П. Г. Бризжевим і В. А. Покладом. Морський магнітний металошукач знайшов застосування на флоті.
У цілому війна підтвердила необхідність і ефективність взаємодії науки і флоту, що позитивно позначилося на розвитку військового кораблебудування, морської зброї, корабельної техніки і методів їх використання. З урахуванням досвіду війни продовжувалося будівництво кораблів по допрацьованим проектам: крейсерів - 68-біс, есмінців - 30-біс і сторожових кораблів - 29-біс.