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

Уши востро: как подобрать подходящие наушники Уши востро: как подобрать подходящие наушники

Чтобы наушники не разочаровали, к их выбору стоит подойти разумно

Популярная механика
Кто больше ходит пешком, у того выше шанс стать богаче? Кто больше ходит пешком, у того выше шанс стать богаче?

Считается, что у хождения пешком много преимуществ

Psychologies
Какой планшет купить ребенку: модели для детей разного возраста Какой планшет купить ребенку: модели для детей разного возраста

Рассказываем, какой планшет выбрать для ребенка до 5 лет и старше

CHIP
Начинаем прямо сейчас: 5 советов и 5 упражнений для регулярных тренировок Начинаем прямо сейчас: 5 советов и 5 упражнений для регулярных тренировок

5 простых упражнений, с которых легче всего начать

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
Памятка на зиму: как выбрать пуховик Памятка на зиму: как выбрать пуховик

Что нужно учесть и на что обратить внимание при выборе пуховика

Esquire
Остаемся зимовать Остаемся зимовать

Самое время обратиться за поддержкой к бьюти-ингредиентам и процедурам

Добрые советы
Они - легенда Они - легенда

Кристиан Бейл и Мэтт Дэймон о биографическом фильме «Ford против Ferrari»

OK!
Первая скрипка Первая скрипка

Светлана Сурганова рассказывает о своём новом проекте и отношении к рэпу

OK!
Турецкий берег и экотропы: как и куда путешествует поколение Z Турецкий берег и экотропы: как и куда путешествует поколение Z

Поезда вместо самолетов, отказ от сувениров и маршруты по геотегам Instagram

РБК
Андрей Якунин Андрей Якунин

Кто занят проектом строительства нового здания Музея Достоевского?

Собака.ru
Как правильно концентрироваться и принимать решения Как правильно концентрироваться и принимать решения

Отрывок из книги «Биохакинг: руководство по раскрытию потенциала организма»

СНОБ
«Через несколько лет в России будет равенство во всем». Основатель форума «Woman Who Matters» Анна Рудакова о том, зачем бизнесу нужны женщины «Через несколько лет в России будет равенство во всем». Основатель форума «Woman Who Matters» Анна Рудакова о том, зачем бизнесу нужны женщины

Как женская повестка становится главным двигателем прогрессивного бизнеса

Forbes
1, 2, 3 и 4: диета по группе крови 1, 2, 3 и 4: диета по группе крови

Индивидуальный подход в похудении? Попробуйте диету по группе крови

Cosmopolitan
Лицевой счет Лицевой счет

Как отлично выглядеть в офлайне — в 20, 30, 40 лет

Собака.ru
«Близость к смерти — хорошее испытание». Людмила Улицкая о новой книге, женской дружбе и отношениях с возрастом «Близость к смерти — хорошее испытание». Людмила Улицкая о новой книге, женской дружбе и отношениях с возрастом

Людмила Улицкая о культе молодости и пограничном пространстве души

Forbes
5 способов ускорить метаболизм для ленивых: приходим в форму к Новому году 5 способов ускорить метаболизм для ленивых: приходим в форму к Новому году

Правильные продукты помогут похудеть без походов в спортзал

Cosmopolitan
Любовь на расстоянии Любовь на расстоянии

В век современных технологий расстояния перестали быть проблемой для отношений

Лиза
Последний всплеск кредитного бума. Почему доля «плохих» долгов граждан снизилась до многолетнего минимума Последний всплеск кредитного бума. Почему доля «плохих» долгов граждан снизилась до многолетнего минимума

Государство периодически скупает собственные долги с неплохой скидкой

СНОБ
Короли Севера Короли Севера

«Вокруг света» собрал полотно из рассказов жителей и гостей столицы Заполярья

Вокруг света
В поисках утраченного времени: как фильм «Прекрасная эпоха» показывает современную Францию В поисках утраченного времени: как фильм «Прекрасная эпоха» показывает современную Францию

В прокат выходит «Прекрасная эпоха» — о любимом периоде французской ностальгии

Forbes
Русские ереси Русские ереси

На Руси также были те, кого церковь не желала считать истинно верующими

Дилетант
Тело как улика Тело как улика

Как подчеркнуть ухоженность кожи летом, когда всё тело на виду

Худеем правильно
Искусство обмана: как научиться изощренно манипулировать людьми Искусство обмана: как научиться изощренно манипулировать людьми

Как распознавать манипуляции?

Forbes
Нежная игра: как женщины отвоевывают себе место в бейсболе Нежная игра: как женщины отвоевывают себе место в бейсболе

Первый женский чемпионат мира по бейсболу прошел только в 2004 году

Forbes
Препринт: отрывок из книги Мэри Элиз Саротт «Коллапс. Случайное падение Берлинской стены» Препринт: отрывок из книги Мэри Элиз Саротт «Коллапс. Случайное падение Берлинской стены»

Почему пала Берлинская стена

Esquire
Рецензия на «Ирландца»: Скорсезе прощается с гангстерами и говорит о смерти Рецензия на «Ирландца»: Скорсезе прощается с гангстерами и говорит о смерти

На Netflix состоялась премьера «Ирландца» Мартина Скорсезе

Esquire
В шаге от «Матрицы». Когда чип в голову станет обычной покупкой? В шаге от «Матрицы». Когда чип в голову станет обычной покупкой?

Михаил Лебедев — о ближайшем будущем взамодействия мозга и кибернетики

Forbes
«Мы ссоримся в переписке» «Мы ссоримся в переписке»

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

Psychologies
Маттео Лунелли: «Сейчас отличное время для тех, кто работает в сфере гастрономии» Маттео Лунелли: «Сейчас отличное время для тех, кто работает в сфере гастрономии»

Мы поговорили с Маттео Лунелли о производстве премиальных игристых вин в Италии

GQ
Открыть в приложении