1. Задача о взрывном снятии давления с жидкости

НА СНИМКЕ: Жирнов Алексей Андреевич, доктор технических наук, зав. отделом струйных аппаратов Института гидродинамики. Снимок сделан, скорее всего в 1969 или 1970 году.


Я перечитал всё написанное о 1964 годе и понял, что абсолютно ничего не написал о своей научной работе. Как будто ее и не было. Между тем, это не так. Я весьма упорно трудился над задачей, которую выбрал сам для себя, считая ее полезной для отдела Механики струйных аппаратов, где я работал. Это была задача о расширении и последующем схлопывании пузырька воздуха в струе жидкости. Я перерыл всю литературу, близкую к теме. Разумеется, задача, которую я сам для себя наметил, решена не была, и я начал искать к ней подходы: и теоретические, и экспериментальные.

В теоретическом плане мне удалось поставить задачу как систему уравнений математической физики. Я пытался определить некоторые коэффициенты, а также начальные и граничные условия, чтобы попытаться решить ее либо аналитически, что представлялось маловероятным, либо численно, что тогда уже было возможно, хотя и было сопряжено с большой работой. Аппарат в те годы только разрабатывался. Программы получались очень громоздкими. В любом случае необходим был эксперимент. Но какой?

Я продумал, каким должен быть эксперимент и какова должна быть экспериментальная установка. Я решил, что изучать это надо не в сопле, а в простой цилиндрической трубочке, желательно прозрачной, чтобы было всё видно, а давление сбрасывать с конца трубки. Я поделился этим с Мусатовым (мы с ним были уже на ты, и вскоре стали друзьями), и он навёл меня на станцию Васильевскую (под Казанью), где делали пирексовые трубки. Я туда съездил, их при мне изготовили, и я их привёз.

Потом мы с Вадимом Мусатовым рассказали об эксперименте заведующему отделом Алексею Андреевичу Жирнову.

Ни Мусатов, ни Жирнов в этих вопросах, правда, ничего не понимали, но в той области, для которой я хотел решить свою задачу, – течении двухфазной жидкости – были крупными специалистами. Мусатов – обладал фундаментальными теоретическими знаниями. И всегда демонстрировал тонкое понимание любого вопроса. Жирнов был больше практик с умом талантливого изобретателя. Я еще расскажу о каждом из них, поскольку они сыграли в моей жизни значительную роль.

После подробного обсуждения того, что и как я хочу решить и к чему прийти в результате, мне выделили отдельное помещение в Институте гидродинамики (до этого я находился в одном кабинете с Мусатовым, правда, находился там только в первой половине дня). Ко мне прикрепили механика Бориса Усова (он был на ставке ст. инженера, чтобы побольше платить, – это была стандартная практика), и я начал создавать экспериментальную установку. На этой установке я был намерен изучить вскипание столба жидкости при её мгновенном вскипании, но не во всем объёме столба одновременно, а при мгновенном снятии давления на одном конце этого столба. Предстояло осуществить высокоскоростную съемку движения фронта вскипающей жидкости, понять закономерности этого движения и постараться описать их аналитически.

У меня тогда уже был опыт создания герметичной установки высокого давления (камеры) со взрывом для создания давления на пересекающиеся цилиндрические оболочки (из оргстекла).

Они имитировали корпус подводной лодки  с рубкой  или  торпедными аппаратами, с помощью тензодатчиков (до ста штук - как позволяла тензостанция) измерялись напряжения в них и велась высокоскоростная съёмка (в камеру было встроено специальное окно). Но тогда в моей группе был другой инженер – Юрий Вдадимирович Костылев (я работал у чл.-корр. Григолюка в отделе прочности, он был моим чисто формальным руководителем). 

Боря Усов появился, когда надо было собирать установку и налаживать измерительную аппаратуру. Он разработал схему измерений. Вначале пробивание фольги, которой закрывалась трубочка с жидкостью, находящейся под давлением, с одного конца осуществлялось металлическим резаком, который разгонялся сначала механическим путём, потом энергией взрыва (своеобразный пиропатрон – капсюль тоже накалывается бойком, который разгоняется энергией взрыва). Идея взрывающейся проволочки, наклеенной по окружности на фольгу, пришла чуть позже. Провели несколько экспериментов, – выбрали наилучший вариант. Вначале у нас была слабая высокоскоростная камера. Мне удалось достать камеру с более высокой скоростью. Много возились с оптимальной подсветкой.

Продолжение следует: http://www.proza.ru/2017/03/03/527