Подземный реактивный снаряд

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

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. Разработано Михаилом Ивановичем 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 спецальной 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]

Images.png Внешние изображения
Image-silk.png Подземная ракета М. И. Циферова. Фотография из коллекции РИА Новости.
Image-silk.png Циферов М. И. Способ бурения скважин. Заявочные материалы на изобретение. 1948 г. Авторское свидетельство № 79119. Материал из Выставочного зала Федеральных архивов России.

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, значительно охлаждаясь стенками скважины.[1][10][9] При этом бо́льшая часть развиваемой ракетным двигателем энергии (5-100 тысяч л. с.) уходила на разрушение и выброс грунта, а движение 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] Стоимость проходки одного метра скважины реактивным снарядом в 10-20 раз ниже, чем при бурении обычным методом.[9]

Примечания[править | править вики-текст]

  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 Бюро по регистрации патентов и торговых марок США.
  14. Патент США № 3 934 659 от 27 января 1976. Apparatus for drilling holes in Earth's surface. Описание патента на сайте Бюро по регистрации патентов и торговых марок 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

См. также[править | править вики-текст]

Литература[править | править вики-текст]

Патентные материалы[править | править вики-текст]

  • Циферов М. И. Способ бурения скважин. Заявочные материалы на изобретение. 1948 г. Авторское свидетельство № 79119. Филиал РГАНТД, ф. Р-1, оп. 55-5, д. 2430.
  • Циферов М. И. Термогазодинамический способ. Авт. свид. СССР № 212908, Е 21 В 7/18, 1965
  • Циферов М. И. Способ М. И. Циферова образования выработок в земной поверхности. Авторское свидетельство СССР № 522759, Е 21 В 7/18, 1973-06-07.

Книги[править | править вики-текст]

  • Édouard Bornecque-Winandy. Droits de l'O. N. U. et stratégies économiques spatiales (paix et crise). — 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 : Изд-во «НТЦ». — С. 540-544. — 612 с. — ISBN 5-98229-075-0.

Статьи[править | править вики-текст]