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

7 лучших экшн-камер для любителей экстрима и путешествий 7 лучших экшн-камер для любителей экстрима и путешествий

Собрали экшн-камеры разных ценовых категорий для любителей экстрима

CHIP
Вам срочно нужно пройти курс массажа Вам срочно нужно пройти курс массажа

Лучшее, что может случиться с вами зимой

GQ
Как правильно думать о своем теле Как правильно думать о своем теле

Отношение к собственному телу серьезно влияет на самооценку

Psychologies
Мне 16, и я живу один в дикой природе Мне 16, и я живу один в дикой природе

История этого шотландского подростка поразит любого родителя

Psychologies
По баллистической траектории: самолеты, которые никогда не летали По баллистической траектории: самолеты, которые никогда не летали

Это был уникальный проект российского палубного истребителя

Популярная механика
Бриллианты: синтетические против природных Бриллианты: синтетические против природных

Тема лабораторно выращенных бриллиантов подогревается последние три года

Robb Report
Мифы народов мира: о чем кличут журавли Мифы народов мира: о чем кличут журавли

Древняя легенда вепсов

Вокруг света
Сметь ей к лицу Сметь ей к лицу

Юлия Снигирь рассказывает о съемках у Паоло Соррентино

Vogue
С пометкой «срочно» С пометкой «срочно»

Преобразиться за месяц – стоит ли игра свеч?

Cosmopolitan
«У нас правая рука не знает, что делает левая»: Борис Титов о силовиках, арестах бизнесменов и «больных» статьях «У нас правая рука не знает, что делает левая»: Борис Титов о силовиках, арестах бизнесменов и «больных» статьях

Борис Титов — о токсичных госинвестициях и о том, как скрывался за границей

Forbes
Самодиагностика: как научиться чувствовать свое тело Самодиагностика: как научиться чувствовать свое тело

Зачем нам нужен навык чувствовать, что происходит в теле

Psychologies
Человек «Горячей точки» Человек «Горячей точки»

Генриху Боровику — 90

Огонёк
7 опасных болезней, которые притворяются простудой 7 опасных болезней, которые притворяются простудой

В некоторых случаях простуда может перейти в более серьезные стадии

Популярная механика
Алиса Хазанова: Менять отношение к правам женщин нужно не в киноиндустрии, а в реальной жизни Алиса Хазанова: Менять отношение к правам женщин нужно не в киноиндустрии, а в реальной жизни

Алиса Хазанова рассказала об отношении к смерти и о правах женщин в России

СНОБ
Тест умных часов Samsung Galaxy Watch Active 2: помогают дышать и измеряют уровень стресса Тест умных часов Samsung Galaxy Watch Active 2: помогают дышать и измеряют уровень стресса

Тестируем умные часы Samsung Galaxy Watch Active 2

CHIP
Новый 2020-й: ждать ли от него чудес? Новый 2020-й: ждать ли от него чудес?

Согласитесь, в числах есть особая красота

Psychologies
Песня Катюши Песня Катюши

Кэт Грэм о вдохновении девяностыми, серьезном кино и русских корнях

Vogue
Салат вместо табака Салат вместо табака

Компания «РусЭко» построила вертикальную гидропонную ферму

Эксперт
Ученый не от Бога. Как российский историк превратился в душегуба Ученый не от Бога. Как российский историк превратился в душегуба

Реконструировали события из жизни Сира, чтобы выяснить, что привело к трагедии

Русский репортер
И в горе, и в радости: истории пяти жен диктаторов из прошлого И в горе, и в радости: истории пяти жен диктаторов из прошлого

Печальные судьбы супруг самых влиятельных диктаторов прошлого

Cosmopolitan
На кемадеро в санбенито На кемадеро в санбенито

Инквизиция на долгое время стала чуть ли не символом Испании

Дилетант
10 трудностей, с которыми столкнется красивая женщина 10 трудностей, с которыми столкнется красивая женщина

Считается, что родиться красавицей – редкая удача

Cosmopolitan
Выбери цвет волос для зелёных глаз Выбери цвет волос для зелёных глаз

Выбери оттенок волос под цвет глаз

Cosmopolitan
«Не просто устала»: распознать и преодолеть послеродовую депрессию «Не просто устала»: распознать и преодолеть послеродовую депрессию

В Москве 36-летняя женщина выпала из окна дома с двумя детьми

Psychologies
Когда патриотизм превращается в коллективный нарциссизм? Когда патриотизм превращается в коллективный нарциссизм?

Что такое коллективный нарциссизм?

Psychologies
Правда в ногах: как работает эспандер для ног Правда в ногах: как работает эспандер для ног

Как тренировать ноги и ягодицы с помощью эспандера для ног

Cosmopolitan
Еда без зрелищ Еда без зрелищ

А вы тоже не расстаетесь с телефоном во время еды?

Худеем правильно
«Мы ссоримся в переписке» «Мы ссоримся в переписке»

Супруги из Москвы, 35-летняя Инна и 38-летний Амир, общаются с помощью СМС

Psychologies
Цена нестабильности Цена нестабильности

В мире нарастает торгово-тарифное и санкционное противостояние

Эксперт
Шкатулка с самоцветами: как правильно носить камни Шкатулка с самоцветами: как правильно носить камни

«Лучшие друзья девушек — это бриллианты», — пела Мэрилин Монро

Cosmopolitan
Открыть в приложении