В горном деле успешно применялся гидромонитор – устройство, формирующее плотную водяную струю для размыва грунта. В 1930-х годах инженеры инженеры задумались о применении силы воды, способной разрушать прочные горные породы, резать камень и даже сталь, для создания особого устройства на ледоколах, способного использовать силу воды для разрезания льда, чем облегчать продвижение судна вперёд.

Впервые сообщение о подобном приспособлении появилось в апреле 1937 года на страницах газеты «Советский полярник». Инженер В. П. Чижиков по заданию Главсевморпути сконструировал гидроледорезную установку, которую испытывали на территории ленинградского порта. Струя воды из установки прорезала ледяное поле толщиной 60–80 см со скоростью 1 м/с (мощность двигателя 250–300 л. с.). Предполагалось, что в будущем подобные установки, мощность которых будет увеличена до 600 л. с. на одну струю, будут использоваться на ледоколах: «…можно будет в тяжёлых ледяных полях толщиною до 2,5 м проходить со скоростью 2–3 км/ч, при глубине прореза до 1 м»[150]. Устройство нуждалось в доработке, в усовершенствовании насадки и в новых испытаниях.

Первый лист письма начальника штаба СБФ контр-адмирала Ф. В. Зозули  директору АНИИ В. Х. Буйницкому об универсальных арктических катерах-вездеходах, 10 января 1947 года

ЦГАНТД СПб. Ф. р-369. Оп. 1-4. Д. 314. Л. 3

Письмо начальника Военного отдела ГУСМП капитана 1-го ранга Н. П. Аннина  начальнику Бюро изобретений ГУСМП т. С. И. Аникину об универсальном арктическом катере, февраль 1947 года

ЦГАНТД СПб. Ф. р-369. Оп. 1-4. Д. 314. Л. 20

В 1940 году газета «Советская Балтика» рассказывала о «мониторном ледоколе», идею которого разрабатывали изобретатели Барцев и Пашкин. Мониторы предполагалось устанавливать в подводной носовой части и на палубе ледокола: «Снизу лёд разламывается под давлением воздуха и воды, а сверху разрушается сильной водяной струёй». Мощный корпус ледокола был необходим для того, чтобы «отвести раздробленное ледяное поле в стороны»[151]. Дальнейшего развития идея не получила. В 1947 году в АНИИ было подано ещё два предложения (автор первого – инженер В. И. Зверев, второго – Мострюков и Скорняков), в которых описывались сходные приспособления для разрезания ледового поля струёй воды, которую подавало бы устройство (вернее, его ещё надо было спроектировать), расположенное в носовой части ледокола. Специалисты АНИИ дали отрицательный отзыв, назвав предложения «рискованным экспериментом»[152].

Гидроледорез. Рисунок художника С. Лодыгина к статье В. Чижикова

Техника – молодёжи. 1946. № 4. С. 4

Тем временем инженер В. П. Чижиков дорабатывал созданную им в середине 1930-х годах гидроледорезную установку. В статье, опубликованной в 1946 году в журнале «Техника – молодёжи», он рассказал о своём устройстве для разрезания льда струями воды высокого давления: «Внутри корабля помещается турбонасосная установка, которая забирает морскую воду из-за борта и под огромным давлением, примерно в 200 атмосфер, подает её по трубам в специальные струйные аппараты – гидромониторы. Три гидромонитора устанавливаются на верхней палубе: один на носу и два по бокам. Они представляют собой поворотные колонки, к которым на шарнирах крепятся длинные трубы. В походном рабочем состоянии трубы располагаются на палубе. В рабочем состоянии колонки поворачиваются, и трубы выставляются за борт на расстояние в 8–10 м перед форштевнем судна. Концы труб, снабжённые особыми насадками, располагаются на высоте 0,5–0,6 м от поверхности льда»[153].

Полярный лайнер с гидроледорезами. Рисунок художника С. Лодыгина  к статье В. Чижикова

Техника – молодёжи. 1946. № 4. С. 5

Конечно, работа подобного устройства привела бы к большему расходу энергии во время движения ледокола во льдах, поэтому использовать гидроледорез планировалось только среди сложных, тяжёлых льдов. Что это давало? Судно, вооружённое гидроледорезом, способно было преодолевать ледовые поля толщиной до 2 м со скоростью 4–5 км/ч. Сроки арктических навигаций увеличивались бы вдвое. Открывались бы они уже в начале мая и заканчивались позже обычных. Это, в свою очередь, снизило бы и стоимость перевозок по Севморпути в пять раз. В. Чижиков полагал, что «всё это – дело ближайшего будущего». Установка прошла стадию предварительных испытаний, планировалось оборудовать гидроледорезом один из ледоколов. Возможно, писал инженер, что эти идеи впоследствии будут использованы и «для проектирования специальных полярных лайнеров – гидроледорезов, судов активного ледового плавания, идущих на помощь и на смену ледоколам»[154].

Иллюстрация, поясняющая мощность гидромонитора. Рисунок художника С. Лодыгина к статье В. П. Чижикова

Техника – молодёжи. 1946. № 4. С. 4

К концу 1947 года усовершенствованную гидроледорезную установку смонтировали в носовой части ледокола «Ермак». Все работы по конструкции насадок и испытаниям были засекречены[155]. В то же время и автор теории моделирования движения ледокола во льдах профессор Л. М. Ногид предложил установить в носовой части судна выше грузовой ватерлинии две трубы, «с помощью которых можно было бы подавать большие массы воды низкого давления, направляя их по желанию в нос или корму ледокола» для «размывки всторошенного льда» или очистки канала от льдин[156]. В ЦКБ-Л[157] его идея, как и проект В. П. Чижикова (реализуемый именно в ЦКБ-Л), считалась заслуживающей внимания. Большие массы воды могли уменьшить трение льда об обшивку судна, так как «смоченный водою снег будет играть роль своеобразной смазки и облегчит продвижение»[158].

Наконец в апреле 1948 года для испытания гидроледореза ледокол «Ермак» вышел на Балтику, а в июле того же года направился в Баренцево и Карское моря. Оказалось, что гидроледорез может работать только на ровных ледяных полях, да и то малоэффективно, а уже при малых торосах применение установки бессмысленно: ледокол останавливался и преодолевал их методом форсирования. Дальнейшие испытания гидроледореза сочли нецелесообразными, в арктических условиях устройство не принесло бы той пользы, ради которой задумывалось и совершенствовалось. Мало того, В. П. Чижикова даже упрекали в незнании Арктики и теории ледоколостроения. На заседании учёного совета Арктического научно-исследовательского института 2 февраля 1949 года было принято решение о закрытии проекта: «Бесперспективность изобретения Чижикова вполне очевидна. Более того, даже кажется, что предложение т. Шиманского относительно создания дополнительной комиссии для проработки материалов, якобы для большей убедительности выводов, сделанных комиссией, нецелесообразно…[необходимо] переключить всё внимание на проблемы более эффективные и более перспективные»[159]. В те же годы шла дискуссия о форме носовой оконечности ледокола, обеспечивающей лучшую ледопроходимость. Участники совещания полагали, что лучше сосредоточиться на дальнейших изысканиях в этом направлении.

В. П. Чижиков не был согласен с решением учёного совета, но начал работу над новым изобретением. В марте 1949 года он предложил идею газогидроустановки, монтируемой в подводной части ледокола (по бортам у носовой оконечности) и способной «повысить проходимость ледоколов во льдах при помощи искусственно создаваемой качки с периодами, близкими к собственным периодам колебаний, уменьшить количество всплываемого в канале за ледоколом битого льда». Несмотря на предварительные расчёты и схематический чертёж[160], идея оказалась совершенно нежизнеспособной.

Испытания гидроледореза на ледоколе «Ермак» в апреле 1948 года.

Вид из рубки на носовую оконечность судна

Работа гидроледореза на ходу

ЦГАНТД СПб. Ф. р-369. Оп. 2-1. Д. 708. Л. 2, 5

В 1950–70-х годах инженерная мысль сосредоточилась на создании гидромеханических устройств, обеспечивающих направленный выброс воды из подводной части корпуса ледокола для понижения сплочённости льда в канале за судном. Принцип действия этих устройств основан на использовании энергии водяных струй, создающих «смазку» между обшивкой корпуса и льдом (снижение сопротивления), а также для отвода льда от корпуса ледокола под кромку канала (авторское свидетельство № 347398). Впервые гидромеханическое устройство для ледоколов было разработано в СССР, при этом рассматривалось два основных типа таких устройств: гидроомывающее устройство (ГОУ) (авторское свидетельство № 172642), предназначенное в основном для увеличения ледопроходимости (снижения сопротивления); гидродинамическая система (ГДС) (авторское свидетельство № 237604) – средство для очистки канала от битого льда. Ещё одно направление для повышения ходовых характеристик ледоколов – пневматические устройства. Впервые принцип увеличения ледопроходимости за счёт создания воздушно-водяного пограничного слоя был предложен в СССР в 1966 году (авторское свидетельство № 310414)[161]. Одно из первых пневматических устройств разработала финская фирма Wartsila. Оно получило название «Пневмоомывающее устройство» (патент Финляндии № 47061, 1969 год; запатентовано в: США – патент № 3580204; Великобритании – патент № 1242137; и других странах)[162]. Начиная с 1974 года устройство устанавливали на ледоколах, построенных в Финляндии для СССР, среди которых ледоколы типа «Ермак», «Капитан Сорокин», «Мудьюг», атомоходы типа «Таймыр».

Схематический чертёж гидроустройства для повышения ледопроходимости  ледоколов – предложение инж. В. И. Зверева, 16 марта 1947 года

ЦГАНТД СПб. Ф. р-369. Оп. 1-4. Д. 314. Л. 10

Только в начале 1970-х годов вернулись к идее гидроледореза. Усовершенствованное устройство воздействовало на ледяной покров не только струёй воды, но и при необходимости использовало энергию заряда взрывчатого вещества (авторское свидетельство № 442108). Однако исследования показали, что затраты энергии на разрезание льда непрерывными струями высокого давления чрезвычайно велики. На основании анализа результатов было предложено разрушать лёд импульсным водомётом (гидромонитором), использующим инерционный метод. В США был разработан способ создания отверстий в сплошном льду, при котором струи воды выходят под большим давлением из специальной насадки. Насадку устанавливали на форштевне под ватерлинией таким образом, чтобы струи воды направлялись на нижнюю поверхность льда (патент США № 3977345).

Распоряжение заместителя начальника ГУСМП инженер-контр-адмирала В. Ф. Бурханова  и. о. директора АНИИ В. С. Антонову и начальнику Ленморагентства Б. И. Кулагину  о засекречивании проекта инж. В. П. Чижикова, декабрь 1947 года

ЦГАНТД СПб. Ф. р-369. Оп. 1-4. Д. 314. Л. 56

Как видим, в данном случае некоторые фантастические идеи конца 1930–1940-х годов реализовались на практике.