Подземный реактивный снаряд для бурения: судьба изобретения инженера Михаила Циферова

В 1948 г. советским инженером Михаилом Ивановичем Циферовым был разработан 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. В дальнейшем устройство долго совершенствовалось, но промышленного применения так и не нашло. О судьбе изобретения расскажут статьи из "Техники молодёжи" за 1966, 1978 и 1984 гг.

Но прежде, чем привести эти статьи, дадим информацию о изобретении. Вот что пишет Википедия:

Прототипом первой версии подземного реактивного снаряда послужило артиллерийское орудие, ствол которого был закрыт заглушкой с круглыми отверстиями. При выстреле пороховые газы, вырывавшиеся из отверстий под давлением до 3000 атмосфер, легко разрушали образцы горных пород. По результатам этих экспериментов, подтвердивших принципиальную жизнеспособность выбранной конструкции, проект постепенно трансформировался в автономный снаряд с буровой головкой, приводимой во вращение пороховыми газами по принципу сегнерова колеса.

В 1968 г. Михаилом Циферовым был создан подземный реактивный снаряд (ПРС). 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. За несколько секунд снаряд Циферова проделывал скважину глубиной в десятки метров и диаметром 250—1000 мм в зависимости от характера грунт.

Снаряд Циферова демонстрировался на ВДНХ СССР, Циферов был представлен к награждению золотой медалью. В 1975—1976 годах были получены патенты США на способ проходки скважин при помощи подземной ракеты и собственно конструкцию подземного реактивного снаряда, а в 1977—1978 годах — патенты Канады.

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. В дальнейшем было запатентовано устройство, позволяющее управлять курсом подземной ракеты. Также запатентовано устройство для забора кернов в ходе движения снаряда.

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».

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. Стоимость проходки одного метра скважины реактивным снарядом в 10-20 раз ниже, чем при бурении обычным методом.

А теперь приводим статьи из "Техника - молодёжи".

1. Техника - молодёжи N12, 1966 г.

О. Жолндковский, инженер. ПОДЗЕМНЫЙ РЕЙД ОГНЕННОЙ ФРЕЗЫ


Приоритет в этой области принадлежит, как и водится, фантастам. Именно они, авторы научно-фантастических произведений, разработали множество удивительных проектов использования естественного тепла земных недр. Представьте себе, например, что люди научились каким-то способом бурить глубокие скважины и сделали нечто напоминающее петлю глубиной в несколько километров. В один ствол этой петли направили речку, в из другого стал бить пар. Энергия пара приводит в действие мощнейшие теплоэлектростанции, человечество растапливает вековые льды, и средь полярной ночи расцветает сказочный город-сад...

Это, конечно, фантастика. Но вообще говоря, на большой глубине температура достаточно высока, чтобы превратить речку в могучую струю пара.

Надо сказать, что подобная идея заинтересовала не только писателей-фантастов, но и ученых. Об использовании геотермических ресурсов планеты писали академики В. И. Смирнов, Н. Н. Семенов и другие специалисты. Между тем земляне пока что лишены возможности обогреваться подземной «печкой» — ее энергия нам практически недоступна, и люди в чудовищных количествах сжигают уголь и газ — дефицитное химическое сырье. А в чем, собственно, дело? Дело за «пустяком» — тепло в земле есть, но к нему надо проникнуть. И здесь опять-таки приоритет за фантастами. Их герои на борту стальных «кротов» пробивались сквозь неприступную кору планеты, овладевая ее тайнами и сокровищами...

В брешь, пробитую фантастами, как обычно, ринулись изобретатели. Еще в предвоенные годы советский изобретатель А. И. Требелев решил сконструировать «механического крота». Идея заключалась в том, чтобы максимально приблизить будущую машину к живому прототипу. Чтобы подсмотреть рабочие приемы крота, Требелев соорудил своеобразный «полигон» для этих животных, где и наблюдал за их деятельностью с помощью рентгеновского аппарата. Оказалось, что крот зубами разрыхляет землю, а затем, быстро вращая головой, утрамбовывает ее, прижимая к стенкам норы. Потребовалось несколько лет, прежде чем была создана большая действующая модель, работающая по этому принципу. Зубы «механического крота» были изготовлены из твердого сплава. Электромотор приводил а действие «лапы». На них машина двигалась в не слишком твердом грунте со скоростью 10 м/час.

А в 1946 году родилось другое изобретение, получившее известность лишь 20 лет спустя. В октябре 1964 года в «Бюллетене изобретений и товарных знаков» N 19, в котором Комитет по делам изобретений и открытий дважды в месяц сообщает о новинках техники, было опубликовано предложение гражданина СССР М. И. Циферова «Пороховой бур».

В основе изобретения лежит обычный камуфлет — скрытый подземный взрыв. Прежде чем произвести его, бурят небольшую по диаметру, но глубокую скважину и опускают в нее заряд взрывчатки. Взрыв уплотняет почву, образуя в земле полость, совершенно незаметную с поверхности. Ну, а если в такую скважину опустить еще один заряд и взорвать его, он расширит и углубит подземную полость. Технически это не только возможно, но и часто применяется. Давно известны так называемые бризантные взрывчатые вещества: энергия их взрыве не «выстреливает», а дробит соприкасающуюся среду. Итак, первый взрыв создал подземную полость, второй — углубил ее, третий — углубил еще больше... Скважина растет.

В 1946 году при содействии члена-корреспондента АСА СССР Лукницкого по расчетам и схемам М. И. Циферова были разработаны чертежи автомата для подачи взрывчатки в скважину. Скорость проходки обещала быть огромной — 12 м/мин (около 7 км/час). Сейчас это предел для самых совершенных механических буров. Однако интересный проект так и остался проектом. Его предложили нефтяникам, но те указали на одну ахиллесову пяту; если на пути порохового бура встретится каменный пласт — а это обязательно случится, — не обладающий бризантными свойствами порох не пробьет его...

Изобретатель снова сел за работу. Через два года родилась новая конструкция. Принцип действия ее совершенно не походил на «взрывное бурение». Пожалуй, это было нечто среднее между кротом и ракетой. В наследство от крота бур получил мощную шею, вращая которой он может проникать в глубь земли, несокрушимые зубы, вгрызающиеся в любой скальный грунт, и сильные лапы, которые уплотняют стенки и отбрасывают назад разрыхленную породу. От ракеты машина унаследовала стальной сигарообразный корпус, отсеки с порохом, дюзы и электронное командное устройство.



Что же это за конструкция? Головка бура внешне напоминает сверло. Но вместо режущих кромок — две радиальные щели. Из порохового отсека через самоуплотняющийся затвор, похожий по своему устройству на орудийный замок, в камеру сгорания подается шашка пороха. Срабатывает запальник. Взрыв. Пороховые газы мгновенно создают в камере сгорания давление порядка 2—3 тыс. атм. Раскаленные газы с чудовищной силой вырываются из узких щелей головки и отверстий боковых дюз. Как незатупляющиеся зубы крота, они размалывают любые гранитные пласты, превращая их в щебенку. А поскольку дюзы направлены тангенциально оси, те же газы создают турбинный эффект и вращают бур. В то же время они сообщают всему устройству поступательное движение и, подобно лапам крота, уплотняют стенки скважины и выбрасывают высверленную радиальными струями породу. «Реактивный крот» стремительно погружается в землю.

На опытной установке были получены невероятные результаты: в гранитной глыбе струи бурят отверстия со скоростью 6 м/мин. Учитывая все поправки, можно сказать, что «крейсерская скорость» подземной ракеты составит 100 м/мин в обычных грунтах и 5 м/мин — в скалистых.

Но, пожалуй, самое интересное — в другом...

Даже в очень смелых прогнозах освоения земных недр ученые не заглядывают глубже 12 км. Что же это за цифра? Подсчитано, что ни один из известных сегодня буров никогда не пройдет этой «роковой» черты. Причина элементарна: штанга или трос, на котором висит бур, не выдержит собственного веса и лопнет где-то у основания. У подземной ракеты нет «потолка» в этом смысле — с поверхностью она не связана ничем, кроме радиоволн.

...Вот она, расходуя одну за другой пороховые шашки, прошла первые 7 км. «Боекомплект» на исходе. Осталась последняя шашка. Срабатывает программное устройство, и перекрываются боковые дюзы. Бур останавливается. Последний взрыв выбрасывает газовую струю в радиальные щели головки. Возникает реактивная тяга, и тяжелая сигара поднимается вверх по скважине. Наверху ее уже ожидают заботливые «руки» пневмоуловителя. Лишь только усталый дымящийся бур появляется на поверхности, они хватают его поперек корпуса и кладут рядом со скважиной, а в нее уходит второй, точно такой же. И пока он пройдет свои 7 км, его предшественник успеет остыть и получить новую порцию взрывчатки...

Чем глубже, тем выше температура земли. Каждые 33 м она увеличивается на 1°С. На глубине 14 км царит четырехсотградусная жара. Как же изобретатель «реактивного крота» предлагает использовать эту температуру?

Рядом с первой скважиной бурится вторая, точно такая же. На заданную глубину опускается мощный бризантный заряд и взрывается. Взрыв соединяет оба ствола. Вот и подземная петля, о которой мечтали фантасты. Теперь в один из стволов осталось направить небольшую речку. Вода быстро заполнит петлю, через несколько минут согреется, но не закипит. Ведь она находится под давлением в 1400 атм. Образуется направленное движение воды из одного ствола в другой, причина его — разница удельных весов воды. Холодная и, следовательно, более тяжелая вода давит на облегченную горячую и вытесняет ее на поверхность. Сила эта настолько велика, что из ствола начинает бить фонтан кипятка высотой в несколько сот метров. Конечно, к моменту пуска котла нужно подготовить турбину, чтобы этот фонтан не превратился в бедствие. Давление струи после турбины значительно снизится, но можно использовать и тепло воды.

Геотермический котел создан.

В том же номере журнала "Техника - молодёжи" опубликован ответ на эту статью.

А. ИВОЛГИН, инженер. ПРОЕКТ ВЕЛИКОЛЕПЕН, НО...



Осуществление идеи «подземного котла» может встретить непредвиденные трудности, преодоление которых значительно усложняет задачу, но не делает ее неразрешимой.

На глубине 14 км температура равна 400° С, 11 км — 300е, 8 км — 200°. Температура же вспышки дымного пороха — 280—310°, а бездымного — 180—200°. Таким образом, «боекомплекты» под действием высоких температур будут — в зависимости от их состава, на глубинах более 8—11 км — самопроизвольно взрываться в «пороховых отсеках» еще до того, как отдельные порции пороха попадут в «камеру сгорания». Остатки бура окажутся погребенными в недрах сверхглубоких скважин.

Чтобы избежать катастрофы, потребуется либо охлаждать «пороховой отсек», либо термоизолировать его. При водяном охлаждении огромное гидростатическое давление разорвет трубы, а прямая заливка сведет на нет усилия огневого бура. Что же касается воздушного охлаждения, то оно не будет эффективным. Остается термоизоляция. Использовать ее, на мой взгляд, не так-то уж просто. Кроме того, недостаточно ясен режим горения порохов при высоких давлениях, возникающих на глубинах более 10 км.

Когда при помощи камуфлета будет создаваться «котел», соединяющий две сверхглубокие скважины, то может возникнуть новое и не менее серьезное препятствие.

...Еще в 1729 году генерал-инспектор минного корпуса французской армии Б. Белидор установил, что при подземных взрывах возникают три сферы: разрушения, сжатия и сотрясения. Расчетные формулы этих сфер позволяли определять веса зарядов и расстояния, на которых нужно их взрывать, чтобы обрушить подземные галереи противника. Так как при создании «котла» (камуфлетной полости) обе скважины неизбежно окажутся в области действия сфер разрушения, сжатия и сотрясения, то очень трудно будет поручиться за судьбу обеих скважин: закупорки, завалы и другие деформации вполне возможны. Но это не непреодолимое препятствие. Очевидно, скважины можно будет восстановить «добуриванием» или «перебуриванием».

Проект требует глубокого осмысливания тех явлений, которые возможны в ходе эксплуатации «котла». Если даже на короткое, аварийное время прекратится подача воды в первичную скважину, то может наступить гидростатическое и гидротермальное равновесие, при котором пар начнет вырываться как из первичной, так и из вторичной скважин. Здесь, конечно, можно предусмотреть аварийные перекрытия или переключения.

Нам не известно, как будут себя вести стенки «котла» и в каком химическом и физическом соотношении будут они находиться с нагретой до 400°, под большим давлением водой.

Нам не известно, как поведет себя эта же вода, проникая в трещины, каверны и другие возможные пустоты недр, и как все это скажется в конечном итоге на сейсмической устойчивости денного района.

Но вряд ли существовало какое-либо смелое предприятие человека, в прологе которого не возникали бы мучительные «а что, если?..»

В пользу этого проекта высказалась сама природа, предоставив человечеству «нерукотворные» подземные котлы с гейзерами. Освоение наиболее мощных из них позволит накопить практический опыт, который будет логической ступенью прогресса в создании искусственных котлов. Во всяком случае, малый гейзер может предоставить себя в качестве модели для геотермальных экспериментов...

2. "Техника-молодежи" 1978 г №7.

Валерий Грошев, Владимир Циферов, инженеры. БЫТЬ ПОДЗЕМНОЙ РАКЕТЕ!



РЕВОЛЮЦИЯ В БУРЕНИИ? ДА! ЗАКАЗЧИКИ ЕСТЬ, А РАКЕТ НЕТ. ИЗОБРЕТЕНИЕ ЖДЕТ ПОДДЕРЖКИ. В МНОГОЛЕТНЕЙ БОРЬБЕ С КОСНОСТЬЮ.




Установка ПРС в стартовое положение. Подземная ракета перед запуском. Рядом — ее создатель М. Циферов.


...Три-четыре человека вынесли из кузова грузовичка низкий широкий цилиндр на разножках, поставили наземь, потом подвезли к нему на тачке бутылкообразный снаряд. Закрепили его в вертикальном положении в верхней части цилиндра, отошли в сторонку, и над притихшим полем прокатился ракетный гром, в небо взметнулся фонтан дыма и измельченной земли. Не прошло минуты, как этот снаряд прорыл в грунте колодец глубиной десять метров...

Вот так проходил один из экспериментальных запусков ПРС — подземного реактивного снаряда конструкции инженера М. Циферова. Да, того самого М. Циферова, который еще тридцать лет назад получил первое авторское свидетельство на принципиально новый способ бурения — автономными снарядами, в 1965 году зарегистрировал в Реестре изобретений СССР свой ПРС, а спустя три года начал целую серию удачных запусков подземных ракет. Любопытно, что первый ПРС ушел в землю там, где 45 лет назад взмыла первая советская ракета ГИРД-09.

За последние тринадцать лет М. Циферов и его коллеги испытали много ПРС различных модификаций в самых разнообразных условиях. И почти в каждом случае надежный, простой и мобильный ПРС в считанные секунды уходил на 20 м в глубь земли. Поэтому сотрудники М. Циферова считают, что реактивное бурение обещает в эффективности превзойти обычное во много раз. Что это, чрезмерный оптимизм? Нет, но, прежде чем с цифрами доказать справедливость этих выводов, мы хотели бы в общих чертах ознакомить читателя с устройствам и принципом действия ПРС, работающего на твердом топливе: такие снаряды не единожды проверялись в полевых условиях.

КАК ЛЕТАЮТ ПОД ЗЕМЛЕЙ



В двух словах ПРС — это цилиндр, наполненный твердым топливом, в хвостовой части которого находится запальное устройство и рабочая камера с несколькими соплами типа Лаваль, сконцентрированными в трех ярусах.

ПРС устанавливают на пусковой вертикально, носом вниз, чтобы придать ему нужное направление (у ракет космических все наоборот), затем стартовик включает электрозапал. Теперь снаряду предстоит действовать самостоятельно. В рабочей камере вспыхивает пламя, раскаленная газовая струя со сверхзвуковой скоростью устремляется в сопла. Вырываясь из сопел нижнего яруса, она разрушает грунт, прокладывая путь снаряду, потоки огня из среднего яруса сопел бьют в стороны, расширяя выработку. При этом, опускаясь все глубже и глубже, ПРС не касается стенок выработки, этому мешает уносящаяся вверх смесь газа и земли, а сам газ, обтекая породу, настолько охлаждается, что даже не обжигает краску, покрывающую корпус снаряда. Вот так и летает подземная ракета М. Циферова.

При этом большая часть энергии, развиваемая двигателем ПРС (а она достигает 5-100 тыс. л. с), уходит не на движение снаряда (он спускается за счет собственного веса), что свойственно ракетам классическим, а исключительно на полезную работу — разрушение и выброс грунта. Вот таким-то образом ПРС и проходят за считанные секунды скважины глубиной в десятки метров и диаметром 250— 1000 мм в грунтах разной категории.

До сих пор мы рассказывали о ПРС, работающих на твердом топливе. Это не случайно — группа энтузиастов делала и испытывала только такие снаряды, но теперь настало время для ракет второго поколения — жидкостных. На этот раз, как видите, полная аналогия с «классикой»!

У этих снарядов мощность будет повыше, а потому и в недра они уйдут значительно глубже. Важен принцип, а он, как показал опыт твердотопливных ПРС, оказался верным. Но, разумеется, с появлением новых, более сложных ракет появится и масса новых проблем. Наверняка ведь придется разрабатывать оригинальную систему управления ракетой на подземном маршруте, выбирая, что лучше: передача команд по проводам или предварительное программирование; немало времени уйдет на конструирование сопел для проходки скважин в грунтах различной плотности, вплоть до скальных пород. Кстати сказать, в Московском горном, Харьковском авиационном институтах и некоторых других учреждениях пробовали разрушать гранит высокотемпературной газовой струей. И что же? Скорость проходки хоть и достигала десятков метров в час, но энергия, развиваемая такими установками, оказалась на порядок ниже, чем у ПРС.

Но это эксперименты. А подземные ракеты уже «летают». Правда, пока они ныряют в землю всего на 20 м, однако в этом «виновен» двигатель на твердом топливе, работающий не больше 5-20 с. А вот когда ПРС зарядят топливом жидким, то время его «полета» увеличится до десятков минут, а в будущем и до нескольких часов. Невольно напрашивается еще одна аналогия: ракета Ф. Цандера и М. Тихонравова, которая упоминалась в начале этой статьи, поднялась всего лишь на 400 м, ныне ее наследницы достигли Луны и Венеры.

По прикидочным — о точности без соответствующей экспериментальной базы говорить не приходится — расчетам, от ПРС можно ожидать путешествий на значительные глубины. Но это дело недалекого будущего. А сейчас надо подумать о том, где подземные ракеты М. Циферова нашли бы применение уже в наши дни.


Слева - запуск подземной ракеты. Справа - головная часть ПРС после пуска.


Так выглядит скважина диаметром 1 м, проделанная ПРС в грунте.


Схема подземной ракеты второго поколения, которая будет работать на жидком топливе.

ЗАКАЗЧИКИ ЕСТЬ, А РАКЕТ НЕТ



Начнем с того, что к идее М. Циферова со вниманием отнеслись такие видные ученые, как академики В. Кириллин, Я. Зельдович, В. Котельников, А. Шейндлин, А. Тихонов, А. Ишлинский, Б. Жуков, А. Трофимук, доктора технических наук А. Минаев, Л. Дербенев (горняк), А. Мишуев (газодинамик) и Г. Покровский (физик). Кроме того, работу подземных ракетчиков весьма положительно оценили председатель Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССР Ю. Максарев, заместитель председателя Государственного комитета науки и техники СССР Г. Алексенко. Список этот можно было бы и продолжить, но пора назвать и производственников.

На имя М. Циферова уже несколько лет идут письма почти со всей страны: геологи из Красноярского края и Ессентуков, горняки из Краснотурьинска и Кривого Рога, Самарканда и Конотопа, Иркутска и Донецка, строители из Мурманска и Балхаша, Тулы и Челябинска, Саратова и Фрунзе настойчиво спрашивают у изобретателя, где можно получить его ракеты, когда начнется их серийное производство — они же нужны нашему народному хозяйству!

На последний вопрос, по мнению М. Циферова, можно дать однозначный ответ: ПРС встанут на конвейер лишь в том случае, если работой над ними займется организация, созданная по совершенно новому принципу. Уж коли способ газодинамического бурения возник на стыке наук, ранее соприкасавшихся крайне редко, то в этой организации плечом к плечу должны трудиться специалисты по газодинамике и геологии, баллистике и термодинамике, горняки и ракетостроители. Они-то объединенными усилиями и будут проектировать новые ПРС, точно учитывая и потребности различных отраслей народного хозяйства, и характерные особенности местности, где появятся стартовые площадки подземных ракет. К сожалению, такой организации пока нет, и никому не ведомо, когда же она появится, в чьем ведении будет находиться... В чем же дело? Быть может, ракеты М. Циферова и не так уж хороши, как это кажется на первый взгляд?

В таком случае

ПОСПОРИМ С ОППОНЕНТАМИ



Да, как обычно бывает в истории техники, вокруг новинки неизбежно собираются не только ее приверженцы, но и непримиримые противники. Так было и в этом случае.

Представители одной группы оппонентов, к примеру, утверждают, что при столь быстрой проходке подземная ракета, как говорится, физически не сможет брать пробы грунта. Но они совершенно упускают из виду, что у М. Цнферова есть три авторских свидетельства на самые различные способы забора кернов ПРС. По мнению других же пессимистов, новый способ непроизводителен, обходится чересчур дорого и поэтому никак не сможет конкурировать с обычным. В этом случае нам придется обратиться к цифрам.

Не станем подсчитывать время, которое монтажники тратят на сооружение многотонной и сложной вышки, и сравнивать его с подготовкой к старту ПРС, о чем рассказывалось в начале статьи.

Сравнить попробуем показатели более существенные: среднюю скорость проходки — разумеется, в одинаковом грунте — и экономичность.

Одна из наиболее распространенных буровых установок, ЛБУ-50, пронизывает своим «жалом» полтора метра глинистого грунта в течение часа, а в более плотном движется вчетверо медленнее. Не помогут ли здесь ПРС?

Сравнительно неглубокие (до 10 м) шурфы, которые ПРС проходит за 10 с, у нас еще в большинстве случаев роют вручную со «скоростью» 1-2 м в смену. А один метр такой проходки в центральных районах РСФСР обходится государству от 12 до 19 руб.

И уж коли речь зашла о стоимости, придется привести еще несколько цифр. Для того чтобы пробурить в суглинке метровую скважину диаметром 250 мм установкой УРБ-25 или УПБ-25, нужно затратить 2,4 руб. Та же работа, выполненная ПРС с жидким топливом, обойдется в 1,4-2,0 руб., а с твердотопливным — в 16-20 руб. Дороговато? Но ведь эти данные рассчитаны по экспериментальным пускам, а когда подземные ракеты пойдут в массовое производство, это число уменьшится в 8-10 раз. К тому же стоимость ПРС можно значительно снизить, сократив количество одних деталей и заменяя другие дешевыми и заправляя ракеты иными, опять-таки дешевыми видами топлива.

Следовательно, оппоненты во многом не правы. Совершенно очевидно, что ПРС по всем статьям превосходит традиционные способы глубинного бурения, позволяет геологоразведчикам экономить время и облегчает их работу.

Недаром же изобретением М. Циферова столь живо заинтересовались наши производственники, и не только они. Приоритет СССР в новом способе проходки горных пород защищен патентами во многих зарубежных странах. Как видно, тамошние специалисты уже убедились в эффективности подземных ракет советского изобретателя.

А вот наши ведомства продолжают многолетние бесплодные разговоры, и работа маленького коллектива М. Циферова практически свернута. И это в то время, когда строители, геологи и горняки засыпают М. Цнферова заказами, когда нашлись предприятия, готовые хоть сегодня поставить ПРС на конвейер... Кто же за все это несет ответственность?

От редакции. Постоянные читатели журнала, видимо, помнят статью О. Жолондновского «Подземный рейс огненной фрезы» (см. «ТМ» № 12 за 1966 год), в которой рассказывалось о первых изобретениях М. Циферова. С тех пор прошло 12 лет. Интерес к изобретению проявили не только советские предприятия, но и зарубежные фирмы, а дело... так и не сдвинулось с места. Вот почему мы снова обратились к этой теме. Надеемся, что после второй публикации соответствующие организации и ведомства наконец решат судьбу ПРС, и наши горняки, геологи и строители получат столь нужные им подземные ракеты.

3. "Техника - молодежи" 1984 г №2.

Геннадий Максимович, наш спец. корр. ИСТОРИЯ ТАЛАНТЛИВОЙ РАЗРАБОТКИ



На протяжении ряда лет наш журнал постоянно рассказывал читателям о новейших достижениях советской науки и техники. Многие из них были реализованы и с большим успехом применяются в народном хозяйстве, принося ощутимый экономический эффект. Не менее важны и работы отдельных изобретателей. Среди них не только сотрудники специализированных институтов и конструкторских бюро, но и энтузиасты, чья творческая деятельность формально не связана с работой какого-либо научно-исследовательского учреждения или промышленного предприятия. Ценность результатов их самоотверженного труда подтверждают выданные им авторские свидетельства и патенты.

Однако бывает и так, что перспективная разработка по тем или иным причинам не сразу находит практическое применение. Почему это происходит? Ответить на этот вопрос мы постараемся в серии статей, подготовленных в качестве своего рода продолжения материалов, опубликованных в последние годы.

...Несколько лет назад в «ТМ» была помещена статья, посвященная создателю небывалой — подземной — ракеты М. И. Циферову. Теперь мы обратились к журналисту Г. Максимовичу с просьбой продолжить рассказ о Циферове и его изобретении.

Получив задание редакции, я первым делом раскопал в своем архиве материал, опубликованный еще в 1971 году. Перечитал его, припомнил встречи с героем статьи, Михаилом Ивановичем Циферовым, его увлекательные, нередко граничащие с фантастикой рассказы о своем детище — удивительной ракете, способной передвигаться в... толще земли со скоростью до 1 м/с. Помнится, я не сразу поверил этому, но потом увидел фотографии, кадры кинохроники, да и сам снаряд. Еще больше удивило меня то, что идея подземной ракеты появилась у Михаила Ивановича в 1948 году и тогда же ему выдали первое авторское свидетельство. Надо сказать, что уже в те годы необходимость подобного изобретения была очевидна многим специалистам. Чтобы не показаться голословным, позволю себе привести отрывки из писем, полученных Циферовым после публикации материала о нем в «ТМ».

«Подземная ракета Циферова очень заинтересовала наш трест Минчермета СССР, занимающийся реконструкцией зданий и сооружений действующих заводов Минчермета СССР и капитальным строительством на тех же заводах», — сообщал изобретателю один из ведущих сотрудников челябинского треста Уралчерметремонт.

«Нас заинтересовала машина М. И. Циферова, — писал директор Института автоматики АН Киргизской ССР академик Ю. Неболюбов, — так как одним из направлений работ нашего института является создание машин для пробивания скважин в грунтах».

«Мы хотели бы применить этот способ для устройства горизонтальных и наклонных шпуров диаметром до 50 мм, глубиной до 3 м при проведении горных выработок в угольной промышленности», — обращались к Михаилу Ивановичу представители научно-исследовательского института Автоматуглепром из Конотопа и подчеркивали, что «для существенного повышения производительности бурения ручными и колонковыми сверлами практически нет никаких предпосылок».

«Предложенный Циферовым способ проходки скважин и горных выработок заинтересовал и геологов АГЭ», — писал главный геолог Ангарской геологической экспедиции Ю. Озерский.

Сообщение о подземной ракете «вызвало значительный интерес инженерно-технических работников электросетевого хозяйства, — обратились к Михаилу Ивановичу сотрудники Кольского энергетического управления Колэнерго. — Вопрос наиболее экономичного строительства и эксплуатационного обслуживания высоковольтных ЛЭП в условиях Кольского полуострова давно волнует наших специалистов».

«Институт ВНИИцветмет в 1974 году выдвигает поисковую работу «Выявление возможности применения подземных реактивных снарядов системы М. И. Циферова в горном деле», — извещал изобретателя главный инженер Всесоюзного научно-исследовательского института цветных металлов профессор С. Иофин.

«По нашему мнению, реактивное бурение можно использовать для проходки скважин с целью взрыва футеровки и для взламывания определенных слоев изношенной футеровки, — делились своими мыслями работники треста Уралдомна-ремонт. — Особенно нас привлекает автономность действия установки».

Высокую оценку изобретение Циферова получило у академика A. Скочинского, члена-корреспондента АН СССР, члена президиума Сибирского отделения АН СССР И. Нестерова, академика А. Трофимука, генерал-майора, доктора технических наук Г. Покровского. А председатель Научного совета по рудообразованию академик B. Смирнов заявил, что «предложение Циферова способно совершить революцию в средствах проникновения в недра земли».

Однако почти во всех инстанциях, в которые Михаил Иванович обращался с просьбой помочь изготовить опытные образцы, ему отвечали отказом. Почему? Скорее всего из-за того, что, как это ни парадоксально, изобретение Циферова не носит узкоспециализированный характер. В нем заинтересованы многие министерства, но каждое ждет, что опытный образец изготовит кто-нибудь другой. Так или иначе, но судьба изобретения как бы повисла на межведомственном барьере.

Подготовка подземной ракеты к очередному запуску. Крайний слева — М. И. Циферов
Подготовка подземной ракеты к очередному запуску. Крайний слева — М. И. Циферов

Через несколько секунд после старта...
Через несколько секунд после старта...

Только в 1968 году Михаилу Ивановичу удалось всеми правдами и неправдами построить и испытать подземную ракету, при этом все теоретические расчеты блестяще подтвердились. Казалось, этого достаточно, чтобы убедить последних скептиков и начать серийное производство механизмов, столь нужных нашему народному хозяйству.

Вот я и решил разузнать, как складывалась судьба изобретателя, где применяются его ракеты. Однако прежде всего зашел в ближайшую библиотеку, чтобы посмотреть последние сведения о подземном снаряде. Довольно скоро библиографы предложили мне с полсотни заметок, статей и интервью, посвященных Циферову и его изобретению. Вот только ничего нового по сравнению с тем, что я уже знал, найти не удалось.

Созвонившись с Михаилом Ивановичем, я через несколько дней вошел в знакомый дом на Красной Пресне. Дверь открыл сам изобретатель — все такой же подтянутый, быстрый в движениях, несмотря на то, что уже перешагнул рубеж семидесятилетия. Разве что седины прибавилось да морщины стали глубже. Впрочем, после нескольких минут разговора я убедился, что ракета как была на бумаге да в опытных экземплярах, так и осталась. Правда, было произведено несколько новых пусков. Может, после них выявилась бесперспективность изобретения? Ничего подобного — каждое новое испытание обогащало Циферова опытом и приносило радость удачи.

Попробовал применить Циферов свой снаряд и на практике. В Заволжье с его помощью было сооружено несколько колодцев, причем сделано это было в считанные минуты. А о том, как нужна вода хлеборобам этого засушливого края, объяснять не приходится. Однако столь полезную работу Циферов проделал чуть ли не «нелегально», как частное лицо. Но это не все.

— За минувшие годы я лично и в сотрудничестве с такими же энтузиастами технического творчества зарегистрировал и получил около 100 новых авторских свидетельств, — рассказал Михаил Иванович. — Большинство из них основано на той же подземной ракете, ее модификациях и действующих на том же принципе снарядах, предназначенных для специфических операций.

Да, теперь уже точно установлено, что подземные ракеты способны преодолевать не только обычный грунт, но и горные породы, мерзлоту, лед. По энерговооруженности они в десятки раз превосходят существующие буровые агрегаты. Добавим, что ракетам Циферова свойственна малая металлоемкость на единицу мощности, а в производстве они обходятся недорого.


— Михаил Иванович, в ходе экспериментов с подземными ракетами наверняка выявились новые возможности их применения. В каких отраслях народного хозяйства они могут пригодиться? — спросил я.

— Кому пригодится наш снаряд? — задумался Циферов. — Скажем, при исследовании внутреннего строения планеты, поможет ракета геологам обнаруживать полезные ископаемые и оконтуривать месторождения, в том числе и на шельфе. Подземными ракетами можно быстро проделать углубления для свай, опор ЛЭП или причальных мачт дирижаблей. Запатентовано устройство, позволяющее ракете менять курс под землей.

Добавлю, что в свое время министр геологии РСФСР Л. Ровнин предложил применять подземные снаряды для удаления воды из скважин на нефтепромыслах. Если раньше ее часами откачивали насосами, то реактивная струя опущенного в скважину снаряда мгновенно выбьет воду на поверхность.

В 1968 году состоялось совещание у министра газовой промышленности, на котором обсуждался невиданный проект прокладки тоннелепроводов с помощью ракет Циферова. Их предполагалось выполнять в глиняных пластах на глубине 100—200 м, после чего пропускать по тоннелям газ, охлажденный до отрицательной температуры, который должен проморозить уплотненные стенки тоннеля. Если бы эта идея была претворена в жизнь, то отпала бы необходимость расходовать массу металла, уходящего на трубы нефтегазопроводов, тянущихся на тысячи километров. А освободившейся рабочей силе всегда найдется дело.

Схема ракеты В. М. Циферова, работающей на жидком топливе.
Схема ракеты В. М. Циферова, работающей на жидком топливе.

И тем не менее подземные ракеты все еще остаются «безработными». Говорить о том, что о них знает лишь ограниченный круг специалистов, нельзя. Ведь, кроме упомянутых мною 60 статей в центральной печати, о подземных снарядах рассказали авторы нескольких книг, им были посвящены передачи Центрального телевидения (в том числе молодежная программа «Это вы можете», вызвавшая немало откликов), два научно-популярных фильма, созданных на Киевской студии. Снаряд Циферова демонстрировался на ВДНХ СССР, и его создатель был представлен к награждению золотой медалью. Нашлись даже «специалисты», умудрившиеся на идеях Циферова защитить диссертации, забыв при этом упомянуть фамилию изобретателя.

Как видите, говорить, что работы Михаила Ивановича кем-то замалчивались, было бы неверно. Больше того, приоритет СССР в разработке подземных ракет признан патентами США, Англии, Канады, Франции, ФРГ, Японии и ряда других стран.

Так в чем же дело? По мнению Михаила Ивановича, все упирается в отсутствие у нас специализированной организации, которая могла бы проектировать и изготавливать опытные образцы подземных снарядов и обучать кадры эксплуатационников. Кстати, если говорить о серийном производстве ракет, предназначенных для сооружения неглубоких (до 100—200 м) скважин, то тут никаких проблем нет. Их способен изготовить любой механический завод. Казалось бы, чего тут думать, «но вновь и вновь возникал неразрешимый «опрос: «Кто создаст специализированную организацию?»

Нельзя сказать, что не было попыток преодолеть пресловутый межведомственный барьер. В 1972 году при Государственном комитете по науке и технике был создан межведомственный Научный совет по проблемам создания и использования техники реактивного действия в горной промышленности, возглавляемый сначала заместителем министра геологии СССР В. Игревским, а затем министром геологии РСФСР Л. Ровниным. В работе пяти его секций участвовали заместители министров, академики, видные специалисты — всего около 100 человек. Спустя два года члены совета приняли решение просить Государственный комитет по науке и технике возбудить ходатайство «о создании в Москве специализированного конструкторского бюро с опытным производством по разработке подземной техники реактивного действия для различных отраслей народного хозяйства, на которое возложить...». Далее детализировались функции и задачи конструкторского бюро. После этого Научный совет был распущен, как выполнивший свое назначение. Уж теперь дела Циферова пойдут на лад — наверняка подумали почитатели его таланта, тем более что к тому времени был разработан и проект постановления о создании специализированного КВ. Но и этим благим предположениям не суждено было сбыться.

...По предложению ГКНТ в 1974 году Минвуз СССР порекомендовал создать при Ленинградском инженерно-строительном институте проблемную лабораторию по применению техники реактивного действия в народном хозяйстве. Однако ректор ЛИСИ, доктор технических наук В. Ильин не явился на коллегию Минвуза, и вопрос о лаборатории «сам по себе» отпал. Больше того, когда некоторые предприятия, изъявляя готовность заняться ракетами Циферова, обращались к заведующему отделом минеральных ресурсов ГКНТ И. Ляшенко, то он предлагал им забыть об этом «бесперспективном» (так он выразился в беседе со мной) изобретении.

Между тем к Циферову, как и раньше, идут письма от научно-исследовательских институтов, предприятий, трестов с просьбой помочь им приобрести так необходимые подземные ракеты. Но, оставаясь по-прежнему лишь частным лицом, изобретатель лишен возможности оказать действенную помощь.

Правда, у него осталась незаконченной научная работа, не доработаны некоторые идеи, касающиеся опять-таки подземных снарядов. Есть над чем поработать. Хорошо, что у Михаила Ивановича есть достойный продолжатель его дела — сын Владимир, конструктор, на счету которого уже более 60 авторских свидетельств на собственные изобретения.

Сравнительно недавно в СКТБ Главмосинжстроя по заказу Всесоюзного института Оргэнергострой Минэнерго СССР закончили разработку новой подземной ракеты, работающей на жидком топливе из смеси бензина, кислорода и... воды. Главные качества этого снаряда — простота в изготовлении и дешевизна в эксплуатации. В заводских условиях необходимо изготавливать только головку с соплами. Что же касается корпуса, то его можно сделать из обычной трубы, причем редукторы, вентили и даже камера сгорания заимствуются от стандартных механизмов. Новая ракета, которая выполнена под руководством В. М. Циферова, способна за минуту «пробурить» десятиметровую скважину диаметром 500 мм.

«Сравнение с применяемой в настоящее время буровой установкой ЛБУ-50Г показывает, что устройство буровое реактивное обладает в 17 раз меньшим весом и почти в 3 раза требует меньшего расхода горючего и при этом отличается производительностью в 6—9 раз большей, — утверждают профессор, доктор технических наук Л. Дербенев и кандидат технических наук А. Боголюбов. — В настоящее время в СССР и за рубежом подобные устройства не выпускаются. Годовая экономическая эффективность одного устройства составляет 42 тыс. руб., что при потребностях в масштабах страны 100 штук составляет свыше 4 млн. руб.».

Сфера применения новой ракеты очень широка. Кроме геологии, горного дела, строительства, ее можно использовать при сооружении колодцев в пустынях, прокладки водоводов, проходки в кратчайшие сроки сверхглубоких скважин длиною в несколько километров. Они, может быть, пригодятся и на автоматических межпланетных станциях для забора образцов грунта на Венере, Марсе и других планетах.

Одним словом, перспективы открываются замечательные. Да только вновь возникают все те же вопросы: кто станет делать подземные снаряды нового образца, кто возьмется внедрить их в производство, не покажутся ли они кому-то, как в свое время тов. Ляшенко, такими же «бесперспективными», как и ракеты Циферова на твердом топливе?

Я попробовал было подсчитать, во сколько обошлась нашему народному хозяйству тринадцатилетняя волокита с ценным изобретением. Но цифра получилась такой, что не решаюсь ее приводить.

О необходимости быстрого и широкого внедрения в производство последних достижений науки и техники неоднократно указывалось на съездах КПСС, Пленумах ЦК КПСС. Так, выступая на ноябрьском (1982 года) Пленуме ЦК КПСС, Юрий Владимирович Андропов особо подчеркивал, что, «если мы действительно хотим двинуть вперед дело внедрения новой техники и новых методов труда, надо, чтобы центральные хозяйственные органы, Академия наук, Государственный комитет по науке и технике, министерства не просто пропагандировали их, но выявляли и устраняли конкретные трудности, которые мешают научно-техническому прогрессу».

От редакции. Публикуя статью Г. Максимовича, редакция выражает надежду, что руководители учреждений и ведомств, ответственных за внедрение новой техники и перспективных изобретений, назовут объективные причины, из-за которых подземные ракеты М. И. Циферова и В. М. Циферова до сих пор не нашли применения в народном хозяйстве и, самое главное, устранят все барьеры на пути внедрения ценного изобретения.

------------------

В 1994 году проводились эксперименты по использованию снарядов от РСЗО "Град" для бурения, о чём был снят короткий ролик. Однако, дальше экспериментов дело не пошло.


Просмотров: 6852



statehistory.ru в ЖЖ:
Комментарии | всего 0
Внимание: комментарии, содержащие мат, а также оскорбления по национальному, религиозному и иным признакам, будут удаляться.
Комментарий:
X