По латыни cavitas — пустота или полость, а с точки зрения физики кавитация — это образование мельчайших полостей-каверн из газа или пара в объёме жидкости при понижении давления ниже некоторого порогового значения. По сути своей — вскипание. Кавитация возникает в потоках жидкости и может оказаться разрушительной, например, для гребных винтов судов.
При обтекании потоком жидкости сложных поверхностей с острыми кромками возникают зоны очень низкого давления, где даже ледяная вода вскипает огромным числом крохотных паровых пузырьков-каверн. Из физики известно: чем выше скорость потока, тем ниже в нём давление. Попадая затем вместе с потоком в зону более высокого давления, пар внутри каверн мгновенно конденсируется и в них возникает чудовищное разрежение. В образующуюся пустоту со всех сторон с огромной скоростью устремляются молекулы воды, которые затем ударяются о поверхности, обтекаемые потоком. Давление этих микроскопических гидроударов впечатляет — тысячи атмосфер! Словно миллиарды сверхострых и сверхтвёрдых иголок, они строчат по деталям, выкрашивая их. Кавитационная эрозия способна разрушить гребные винты, клапаны и краны на трубопроводах и даже системы охлаждения двигателей.
Коварный враг
На кораблях с кавитацией впервые столкнулись в конце XIX века, когда появились скоростные миноносцы и катера с паротурбинной силовой установкой. Гребные винты на них были небольшого диаметра и имели прямой привод от турбины без редуктора, из-за чего вращались с огромной частотой — около 3000 об/мин. Первый такой английский миноносец «Дэринг» не смог на ходовых испытаниях в 1894 году из-за кавитации набрать даже проектную скорость. С этим стали бороться увеличением размера и числа винтов...
