- Подземный реактивный снаряд
-
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] По мнению, высказанному председателем Научного совета по рудообразованию академиком В. И. Смирновым, «предложение Циферова способно совершить революцию в средствах проникновения в недра земли».[4]
Первоначальный проект представлял из себя автономный снаряд c буровой головкой, приводимой во вращение пороховыми газами по принципу сегнерова колеса, при этом вырывающиеся из щелей головки струи газа одновременно разрушали породу. По 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.[5]
Внешние 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. Дальнейшим развитием этой идеи стал построенный в 1968 году[6] подземный реактивный снаряд. 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, 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][7] При этом большая 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 проделывал скважину глубиной в десятки метров и диаметром 250—1000 мм в зависимости от характера грунта.[8] Эксперименты показали, что снаряд способен преодолевать не только обычный грунт, но и горные породы, вечную мерзлоту, лёд, водоносные горизонты.[6][7]
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 может быть доведено до нескольких часов.[8]
Снаряд Циферова демонстрировался на ВДНХ СССР, Циферов был представлен к награждению золотой медалью.[6] В 1975—1976 годах были получены патенты США на способ проходки скважин при помощи подземной ракеты[9] и собственно конструкцию подземного реактивного снаряда,[10] а в 1977—1978 годах — патенты Канады.[11][12]
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.[6] Также запатентовано устройство для забора кернов в ходе движения снаряда.[13]
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.[14] 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.[15]
Примечания
- ↑ 1 2 Грошев, Циферов, 1978, с. 24
- ↑ 1 2 Зигуненко, 2006
- ↑ Жолондковский, 1971, с. 19
- ↑ Максимович, 1984, с. 10
- ↑ Жолондковский, 1966, с. 26-27
- ↑ 1 2 3 4 Максимович, 1984, с. 11
- ↑ 1 2 Друянов, 1980
- ↑ 1 2 Грошев, Циферов, 1978, с. 25
- ↑ 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.
- ↑ 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.
- ↑ Патент Канады № 1 004 663 от 1 февраля 1977. METHOD OF SINKING HOLES IN EARTH'S SURFACE на сайте Canadian Intellectual Property Office.
- ↑ Патент Канады № 1 023 731 от 3 января 1978. APPARATUS FOR DRILLING HOLES IN EARTH SURFACE на сайте Canadian Intellectual Property Office.
- ↑ Грошев, Циферов, 1978, с. 25, 35
- ↑ Циферов, 1984, с. 24
- ↑ Максимович, 1984, с. 12
См. также
Литература
- 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.
- [1] // Изобретатель и рационализатор : журнал. — Профиздат, 1966. — № 1 (233).
- Жолондковский О. Подземный рейс огненной фрезы // Техника — молодёжи : журнал. — 1966. — № 12.
- Пушкой в глубь земли // Наш современник : журнал. — Литературная газета, 1967. — № 1. — С. 121.
- Rocket to drill into the Earth? (англ.) // New scientist : журнал. — IPC Magazines, 1967. — Vol. 33. — P. 130. — ISSN 0028-6664.
- [2] // Советские профсоюзы : журнал. — Профиздат, 1968. — № 1-6.
- 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.
- ROCKET DRILL - for fast deep drilling (англ.) // Machinery Lloyd : журнал. — Continental and Overseas Organisation Limited, 1970. — Vol. 42. — P. 59.
- Self-guided rocket drill (англ.) // Control & instrumentation : журнал. — Morgan-Grampian, 1970. — Vol. 2. — P. 12.
- 'ROCKET DRILL' FOR DEEP HOLES (англ.) // The chartered mechanical engineer : журнал. — Institution of Mechanical Engineers, 1970. — Vol. 17. — P. 67.
- Unattached Rocket Drills Deep Wells (англ.) // Machine Design : журнал. — Penton/IPC, 1970. — Vol. 42. — № 1-5. — P. 734.
- Rocket Goes Underground (англ.) // Petroleum Press Service : журнал. — London: Petroleum Press Bureau, 1970. — Vol. 37-38. — P. 267.
- [3] // Изобретатель и рационализатор : журнал. — Профиздат, 1971. — № 6 (298).
- Жолондковский О. Землекопы XX века // Юный техник. — 1971. — № 5. — С. 19.
- ? Гиперболоид инженера Циферова // Молодая гвардия. — ЦК ВЛКСМ, 1971. — № 7. — С. 181-182.
- Милиничев Г. Огненный смерч, пробивающий землю (подземная ракета инженера Циферова) // Московская правда. — 1973. — № от 10 января.
- [4] (англ.) // Water and water engineering : журнал. — Fuel & Metallurgical Journals Ltd., 1973. — Vol. 77. — P. 343.
- Soviet method of well drilling (англ.) // New Civil Engineer : журнал. — London: T. Telford, 1973.
- Rockets for Drilling (англ.) // The Chartered mechanical engineer : журнал. — Fuel & Metallurgical Journals Ltd., 1973. — Vol. 20. — P. 23.
- Ракета уходит под землю // Спутник : журнал. — 1973. — С. 46-49.
- High speed drilling — 17 m in 18 sec (англ.) // Highways & road construction : журнал. — IPC Building & Contract Journals Ltd., 1973. — Vol. 41. — P. 41.
- [5] (норв.) // Teknisk ukeblad : журнал. — Polytekniske forening, Norske ingeniørforening, 1974. — Vol. 121.
- Циферов М. Ракеты стартуют в глубь земли // Красная звезда : газета. — 1976. — № от 10 июня.
- Валерий Грошев, Владимир Циферов. Быть подземной ракете! // Техника — молодёжи : журнал. — 1978. — № 7.
- Г. Жуковец. Десять тысяч чудес // Молодой коммунист. — Молодая гвардия, 1978. — № 7. — С. 125-126.
- Солнцев А. В., Циферов В. М., Костенко Ф. И. Подземные моря Казахстана вскроют ракеты. — Алма-ата: Общество «Знание» КазССР, 1979.
- Друянов В. А. Подземные ракеты, лодки, плазмотроны... // Недра — цех под землёй. — М.: Знание, 1980. — 128 с. — 50 000 экз. — ISBN ?; ББК 33.1 Д 76
- William C. Maurer Advanced drilling techniques. — Tulsa: Petroleum Publishing Co., 1980. — P. 500-507. — 698 p. — ISBN 978-0878141173
- Геннадий Максимович. История талантливой разработки // Техника — молодёжи : журнал. — 1984. — № 2.
- Циферов В. Подземная ракета близится к старту // Изобретатель и рационализатор : журнал. — 1984. — № 1. — С. 24.
- Василий Захарченко. «Подземная» ракета и её судьба // Огонёк : журнал. — Правда, 1986. — № 36 (3085) от 6-13 сентября. — С. 26-27.
- Леонид Николаевич Пономарев. Партийная работа и экономика. — М.: Советская Россия, 1987. — 303 с.
- Жолондковский О. Подземная лодка капитана Циферова // Техника и наука. — 1987. — № 1. — С. 36.
- Олегов С. Подземная лодка разбилась о быт? // Юный техник. — 1992. — № 4-5. — С. 30-31.
- Опарин В. Н., Данилов Б. Б., Смоляницкий Б. Н. Обоснование принципов построения конструктивной схемы «подземной ракеты» // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых : журнал. — Издательство Сибирского отделения РАН, 2010. — № 5. — С. 44-56. — ISSN 0015-3273.
- Oparin V.N., Danilov B.B., Smolyanitsky B.N. "Underground rocket" design principles // Journal of Mining Science : журнал. — Springer New York Consultants Bureau, 2010. — Vol. 46. — № 5. — P. 536-545. — ISSN 1062-7391.
- 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.
- Станислав Зигуненко. Ушел в поход… подземоход: глубоко копаем // Популярная механика : журнал. — 2006. — № 4 (42).
- Юлбарисов Э. М., Сенюков Р. В., Вдовыкин Г. П., Юлбарисов И. М. Проект трансконтинентального беструбного газотоннелепровода профессора В. М. Сенюкова (Историческая хроника) // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов : журнал. — «Институт проблем транспорта энергоресурсов» Республики Башкортостан, 2011. — № 2. — С. 52-58. — ISBN ?; УДК [622.691.4]+[622.692.4] (100.3). — ISSN 1998-8443.
Категории:- Проходческое оборудование
- Буровое оборудование
Wikimedia Foundation. 2010.