Физика в бою
Шрифт:
Рассмотренные здесь защитные укрытия позволяют, как считают зарубежные специалисты, обеспечить защиту ракет от вредного действия атмосферы и способствуют повышению технической надежности ракетных систем. Однако и они не решили всех проблем. Возросшие требования к обеспечению неуязвимости ракет от поражающих факторов ядерного оружия и повышению их технической надежности
Капризы микроклимата. Итак, на определенном этапе развития ракетного дела зарубежные военные специалисты решили, что дальнейшему повышению живучести, технической и боевой надежности стратегических ракет наиболее полно отвечает использование шахтных пусковых установок. К тому же, по их мнению, шахтные ракетные комплексы при сравнительно небольших эксплуатационных затратах обеспечивают боевое дежурство наибольшего количества ракет. И атмосферных влияний можно бы теперь не бояться. Хотя изучение физики атмосферы шахт показало, что температура шахтной среды незначительно отличается от среднегодовой температуры воздуха снаружи, которая для США в зависимости от дислокации ракетных баз колеблется от 4,4 до 21 °C, все-таки это была не поверхность земли. Так называемый микроклимат шахт оказался довольно стабильным.
Однако уже вскоре опыт содержания ракет «Титан II» и «Минитмен» на боевом дежурстве показал, что основные характеристики «естественного» микроклимата шахты (температура, влажность, давление и другие) далеко не так хороши и безобидны, как это вначале казалось. Больше того, исследования выявили, что в шахте образуется своя «живая» атмосфера — параметры воздуха не остаются в ней неизменными. Так, например, температура в верхней и нижней части шахты была различной. В свою очередь это вызывало циркуляцию воздуха, которая сопровождалась перераспределением тепла и влаги не только по глубине, но и по периметру шахты. В тех местах, где влажные потоки воздуха, перемещаясь, попадали в зоны с более низкой температурой, влага конденсировалась. В зонах с более высокой температурой она испарялась. Как сообщалось в печати, в этих условиях относительная влажность воздуха в нижней части шахты может превышать 90 % и, в зависимости от температуры атмосферы шахты, содержать от 1,5 до 7,8 г воды на каждый кубический метр воздуха.
Выяснилась и еще одна неприятная вещь. В шахте, как и в атмосфере промышленного города, всегда присутствуют агрессивные пары. Только здесь картина получается более сложная, так как эти пары сильно концентрируются вследствие замкнутого объема шахты.
Как они появляются? Прежде всего, в результате просачивания, микроскопических утечек и испарения компонентов жидкого топлива. Агрессивность среды увеличивается и из-за разложения смазочных материалов, лакокрасочных покрытий, старения резины, а также при распаде твердого топлива и образовании в результате этого газообразных продуктов.
Коррозия — враг номер один. Как сообщалось в зарубежной печати, воздействие на ракету влаги и агрессивных паров, содержащихся в атмосфере шахты, вызывает коррозию металлических деталей, коррозионное растрескивание некоторых высокопрочных конструкционных сплавов, расслоение пластических масс и разложение резины. Влажный воздух проникает в пористые материалы ракеты и электронно-пускового
Кроме этого, естественный микроклимат шахты благоприятствует возникновению грибковых отложений и жизнедеятельности различного рода бактерий, насекомых и грызунов. Грибковая плесень обычно образуется на органических веществах, включая древесину, бумагу, целлюлозу, хлопок и т. д. Инертные к образованию грибков материалы не способствуют их росту, но отложения пыли и грязи на них могут служить средой для роста грибка. Все это приводит к неисправностям кабельных линий, порче электрической проводки электронной аппаратуры, выходу из строя соединительной арматуры и тем самым вызывает нарушение нормальных условий функционирования отдельных узлов и целых систем ракеты.
Так как в результате коррозионного и биологического воздействия резко снижается техническая надежность наиболее чувствительных элементов ракет, за рубежом проводятся большие теоретические и опытные исследования, направленные на изучение процессов, протекающих в атмосфере шахты, и разработка эффективных мер по противокоррозионной защите ракет и шахтных пусковых установок. При этом создание оптимального микроклимата шахты и другие защитные мероприятия против коррозии рассматриваются как одно из важнейших условий обеспечения боевой надежности ракет.
Следует сказать, что причин коррозии ракет зарубежные специалисты насчитывают немало. Кроме действия воздуха и агрессивных продуктов, находящихся в шахтной атмосфере, это еще и действие электролитических сред, блуждающих токов, грунтовых пород, контактных поверхностей двух или более разнородных материалов в соединениях ракеты, перенапряжений в поверхностных слоях металлических деталей, находящихся под нагрузкой, и другое. Однако мы рассматриваем здесь в основном климатические факторы, хотя все явления, в общем, тесно взаимосвязаны. Так, например, коррозия ракет и шахтных пусковых установок блуждающими токами вызывает не только интенсивное разрушение изделий, изготовленных из стали и цветных сплавов, но и гидроизоляции шахты из-за коррозии сварных швов. А это, в свою очередь, прямо влияет на климат шахты, так как открывает в нее доступ влаги.
Совместные действия влаги и кислорода воздуха на поверхность металлических изделий, вызывающие так называемую атмосферную коррозию, становятся особенно опасными при неблагоприятном микроклимате шахты. Так, зарубежные исследования показали, что незначительное повышение относительной влажности воздуха свыше 60 % вызывает резкое увеличение скорости коррозионного процесса в ракетах. И, напротив, атмосферная коррозия ракеты не наступает, если относительная влажность воздуха не превышает 40 %, а температура шахтной среды находится в пределах от 8 до 21°.
Влага действует как агрессивная среда особенно сильно, вступая во взаимодействие с испаряющимися веществами. Вот один из примеров, приводившихся в печати. Через месяц после установки одной из ракет «Титан II» на боевое дежурство была обнаружена течь окислителя (четырехокиси азота). Оказалось, что произошло сильное коррозионное разрушение сварных швов баков ракеты. Обследование показало, что течь началась из-за некачественной сварки. Однако затем последовало разрушение швов вследствие того, что просачивающаяся через них четырехокись азота вступила в реакцию с влагой воздуха и образовала азотную кислоту. Последняя и вызвала интенсивное коррозионное разрушение сварных швов.