Суда на подводных крыльях: 150 лет истории

Концепция подводных крыльев прошла долгий путь

Популярная механикаHi-Tech

Суда на подводных крыльях: 150 лет истории

Концепция подводных крыльев, которая позволила резко увеличить скорость судов, была предложена еще в XIX веке. С тех пор эта конструкция, воплощенная в тысячах кораблей, прошла долгий путь и сейчас широко применяется в судостроении

Джон Р. Мейер

Еще в 1869 году парижанин Эммануэль Дени Фарко получил патент с формулой: «Закрепление на бортах и днище судна наклонных плоскостей или клиновидных элементов, каковые при движении судна вперед будут приподнимать его в воде и таким образом снижать лобовое сопротивление». В последовавшие годы было оформлено множество патентов, касавшихся тех или иных способов поднять судно (полностью или частично) над водой, с тем чтобы повысить его скорость или улучшить поведение на волне. Граф де Ламбер, российский гражданин, проживавший в Версале, подал заявку на патент в 1891 году. Он укрепил несколько независимо регулирующихся крыльев (поднимающих плоскостей) по бортам судна, которые по мере роста скорости должны были приподнимать судно над водой. Впрочем, само расположение этих примитивных крыльев в принципе не давало возможности полностью поднять судно над поверхностью воды.

c1b0a040683b28fa806954a95dcd9708.jpg
«Ракета» – первое советское пассажирское судно

Но настоящая история подводного крыла начинается с итальянского инженера Энрико Форланини. Работы с подводным крылом он начал в 1898 году, и серия модельных испытаний позволила ему вывести математические закономерности. Опираясь на формулы, он приступил к проектированию и строительству полномасштабного судна. Конструкции Форланини отличались «ступенчатым» расположением крыльев. Эксперименты с моделями показали, что подъемная сила пропорциональна квадрату скорости — таким образом, при росте скорости требовалась меньшая площадь крыльев. «Ступенчатая» схема была придумана именно для того, чтобы обеспечить автоматическое уменьшение площади. Экспериментальное судно весило около 1200 кг, на нем стоял 60-сильный двигатель, который приводил в движение два вращающихся в противоположных направлениях воздушных винта. Расчетная скорость судна составляла 90 км/ч, но во время испытаний на озере Маггиоре в Италии в 1906 году была достигнута скорость 68 км/ч.

1264294f4c9739a17a7a1d981a8bc97b.jpg
Экспериментальный катер ВМС США

Самую большую известность ранние эксперименты с подводными крыльями принесли одному американцу, проживавшему в Канаде. Это был Александр Грэхем Белл. Вместе с Фредериком У. (Кейси) Болдвином и Филипом Л. Родесом он разработал и построил несколько судов на подводных крыльях, включая HD-4, оснащенный двумя двигателями Liberty. 9 сентября 1919 года это судно установило официальный рекорд скорости, показав 114 км/ч. Позднее для улучшения ходовых качеств HD-4 в конструкцию было внесено много изменений, однако этот рекорд так и остался официально не превзойденным.

Начальный этап истории судов на подводных крыльях будет неполным, если не отдать должное гению барона Ханса фон Шертеля. Эксперименты «Барона» (так его называли друзья) с судами на подводных крыльях начались в 1927 году. То, что суда на подводных крыльях из ненадежной, неустойчивой экзотической игрушки, способной бегать только «по гладкой воде», превратились в современные безопасные, эффективные, скоростные средства передвижения, — это во многом заслуга фон Шертеля.

7128706d88295a02e3ecc8f07bd772fe.jpg

Тем временем интерес к судам на подводной подушке снова проснулся в Канаде, и на озере Массауиппи в штате Квебек построили 15-метровый пятитонный катер, основанный на последних проектах Болдуина. После нескольких демонстрационных испытаний при достаточно бурной погоде судно перевезли в Военно-морской исследовательский институт, где оно получило официальное имя R-100. Впрочем, неофициальное имя — «Массауиппи» — использовалось гораздо чаще. Эксперименты с R-100 были сочтены успешными, и канадское правительство решило финансировать постройку еще одного экспериментального судна компанией Saunders-Roe в Англии. R-103 водоизмещением 17 тонн имел алюминиевый корпус (R-100 был полностью деревянным), наборные крылья и стойки из листового алюминия, приклепанные к алюминиевым нервюрам и стрингерам (ранее эти элементы были монолитными). Принципиально по-новому был организован узел движителя — валы трансмиссии через конические шестерни соединялись под прямым углом, дейдвудная труба, как в подвесном моторе, уходила вертикально вниз, а на ее конце находился обтекатель с двумя винтами — сзади и спереди. Эта сложная конструкция радикально отличается от простого длинного и наклонно уходящего вниз вала, как это реализовано в R-100. На борту было установлено два 12-цилиндровых бензиновых двигателя Rolls Royce Griffon мощностью 1500 л.с.

44167216754daf02e350551f92282d93.jpg
Экспериментальный катер основоположника концепции подводных крыльев Энрико Форланини. Крылья были расположены «этажеркой» (ступенями), и это позволило решить проблему уменьшения площади крыльев с ростом скорости для поддержания постоянной подъемной силы. Во время испытаний на озере Маггиоре катер развил 68 км/ч.

Потом пришли другие времена, и внимание канадских военных сосредоточилось на борьбе с подводными лодками. Роль, которая отводилась в этих стратегических планах судам с подводными крыльями, требовала максимальной подвижности и универсальности. Весьма экономичная альтернатива разработке мощных дальнобойных сонаров, которые устанавливаются на больших кораблях, предполагала развертывание большого количества маломощных аппаратов. В 1964 году был заложен корпус нового судна BRAS D’OR, однако 5 ноября 1966 года прямо в ходе строительных работ в главном машинном отделении случился разрушительный пожар, который чуть не повлек за собой прекращение всей программы. И тем не менее, вопреки всем задержкам и дополнительным финансовым расходам, новое судно с индексом FHE-400 и все тем же именем BRAS D’OR в 1967 году было спущено на воду. В дальнейшем это судно использовалось в испытаниях и экспериментах, а также участвовало во флотских парадах.

909da0afd00c04750400b7d2f7a62637.jpg
Подводные крылья можно разделить на два общих класса — частично и полностью погруженные крылья. Частично погруженные крылья сконструированы так, чтобы их законцовки в крейсерском режиме пронизывали границу вода-воздух. Стойки, связывающие крылья с корпусом судна, должны иметь достатоную длину, чтобы при движении на расчетных скоростях корпус совершенно не касался воды. С ростом скорости растет подъемная сила, вызванная обтеканием подводной части крыла набегающей водой, в результате судно несколько приподнимается, и, соответственно, площадь погруженной части крыла уменьшается. Эта система самостабилизирующаяся: при любой скорости судно приподнимется ровно настолько, насколько нужно, чтобы подъемная сила крыла уравнялась с весом всего судна.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Рабство, богатство и неудачные браки: как сложилась жизнь сиамских близнецов Рабство, богатство и неудачные браки: как сложилась жизнь сиамских близнецов

Сиамские близнецы Дейзи и Вайолет родились в начале XX века в Великобритании

Cosmopolitan, ноябрь'19
Навстречу Солнцу Навстречу Солнцу

На краю полуострова Индостан вас обязательно настигнет ощущение чуда

National Geographic Traveler, ноябрь'19
Моё не трожь: как сделать приват на сервере в Майнкрафте Моё не трожь: как сделать приват на сервере в Майнкрафте

Все команды, связанные с приватом в Майнкрафте

CHIP, ноябрь'19
Эротик-арт Сандры Ковальски Эротик-арт Сандры Ковальски

Sandra Kowalski покупают миллионеры и тусовщики, арт-география – весь мир

Playboy, декабрь'19
Напускной позитив: чем он вреден? Напускной позитив: чем он вреден?

Оптимизм сейчас в тренде, но так ли это полезн?

Psychologies, ноябрь'19
Бессмысленный форсаж Бессмысленный форсаж

«Роскосмос» почти наверняка не сможет выполнить указания президента

Эксперт, ноябрь'19
Заграница не поможет Заграница не поможет

Список дефицитных профессий в РФ за четыре года вырос вдвое

Огонёк, ноябрь'19
«Сила в женщине»: интервью с лауреатами премии Cosmopolitan «Сила в женщине»: интервью с лауреатами премии Cosmopolitan

Героини премии Cosmopolitan – о том, что такое призвание

Cosmopolitan, ноябрь'19
Миллиардер, работающий 24 часа в сутки: как владелец Louis Vuitton создал состояние в $100 млрд Миллиардер, работающий 24 часа в сутки: как владелец Louis Vuitton создал состояние в $100 млрд

Как Бернару Арно удалось построить модную империю, ставшую символом роскоши

Forbes, ноябрь'19
Русская дигитализация Арабских Эмиратов Русская дигитализация Арабских Эмиратов

Как заработать на рынке Арабских Эмиратов: рассказывает директор iiko

Эксперт, ноябрь'19
Легкое дыхание Легкое дыхание

Суфле — это по-французски

Огонёк, ноябрь'19
15 мыслей Джей Джей Абрамса 15 мыслей Джей Джей Абрамса

Джей Джей Абрамс о том, как чудом не отказался от главного проекта в карьере

GQ, декабрь'19
Ответишь за свой рэп Ответишь за свой рэп

Как тексты хип-хоп-артистов используют против них в уголовных процессах

Playboy, декабрь'19
Львиная доля Львиная доля

Местные жители, гиды и путешественники рассказали про любимые места в Сингапуре

National Geographic Traveler, ноябрь'19
«Каждый сотрудник должен быть главным инженером»: Илон Маск рассказал о том, как ведет бизнес и отдыхает «Каждый сотрудник должен быть главным инженером»: Илон Маск рассказал о том, как ведет бизнес и отдыхает

Основатель SpaceX и Tesla Илон Маск рассказал о «Святом Граале» в космонавтике

Forbes, ноябрь'19
Гастрономический гид по Голландии Гастрономический гид по Голландии

Голландия - мекка для гастрономического туризма

Cosmopolitan, ноябрь'19
Все сама Все сама

Когда и как уместно самой сделать первый шаг?

StarHit, ноябрь'19
Время мошенников: почему теперь россиянам станет сложнее сохранять деньги Время мошенников: почему теперь россиянам станет сложнее сохранять деньги

Банки начинают взимать плату за хранение евро

Forbes, ноябрь'19
Он не хочет создавать с вами семью. О чем это может говорить? Он не хочет создавать с вами семью. О чем это может говорить?

Почему партнер не торопится делать следующий шаг и не предлагает жить вместе?

Psychologies, ноябрь'19
«Работа идет на уровне отдельных атомов» «Работа идет на уровне отдельных атомов»

Компьютеростроение на пороге новой эры

Огонёк, ноябрь'19
Холодильник какой фирмы лучше выбрать Холодильник какой фирмы лучше выбрать

При выборе холодильника учтите объем, удобство, энергопотребление и цену

CHIP, ноябрь'19
На здоровье На здоровье

Как инвестирует частный фонд, специализирующийся на медицинских проектах

Forbes, декабрь'19
«Мы не Intel» «Мы не Intel»

Генеральный директор Baikal Electronics: о новом процессоре

Эксперт, ноябрь'19
8 способов не заскучать в дороге и провести время с пользой 8 способов не заскучать в дороге и провести время с пользой

Как провести время в дороге с пользой

Psychologies, ноябрь'19
Паренек и восемь убитых Паренек и восемь убитых

Почему дедовщина в армии закончилась, а издевательства — нет

Русский репортер, ноябрь'19
Главное —  вместе Главное —  вместе

Красный, белый, зеленый — классические новогодние цвета

Добрые советы, декабрь'19
На кемадеро в санбенито На кемадеро в санбенито

Инквизиция на долгое время стала чуть ли не символом Испании

Дилетант, декабрь'19
Еда без зрелищ Еда без зрелищ

А вы тоже не расстаетесь с телефоном во время еды?

Худеем правильно, декабрь'19
Страховщики-вредители Страховщики-вредители

Уголовное дело о злоупотреблении полномочиями руководителями «Росгосстраха»

РБК, ноябрь'19
Альбина Мотор Альбина Мотор

Кто создал «Музей борщевика» и помог уличным художникам попасть на сцену БДТ?

Собака.ru, ноябрь'19