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

На все руки мастер: выбираем мультитул На все руки мастер: выбираем мультитул

Как выбрать мультитул и почему не стоит покупать китайские аналоги

CHIP
Главная школа стартапера: миллиардер Дэвид Даффилд об опыте, который нужен успешному предпринимателю Главная школа стартапера: миллиардер Дэвид Даффилд об опыте, который нужен успешному предпринимателю

Чему может научить предпринимателя большая компания?

Forbes
Головное предприятие Головное предприятие

Лондонский Lock & Co. Hatters — старейший шляпный магазин в мире

Вокруг света
Непотопляемая: стюардесса, пережившая три кораблекрушения, включая «Титаник» Непотопляемая: стюардесса, пережившая три кораблекрушения, включая «Титаник»

История Вайолет Джессоп — удивительный пример злого рока и удачи

Cosmopolitan
Что такое HDMI? Сравниваем типы кабелей Что такое HDMI? Сравниваем типы кабелей

Что такое HDMI, чем различаются типы кабелей, и как работает эта технология?

CHIP
Переписка со всеми. Отрывок из книги Переписка со всеми. Отрывок из книги

Что такое работа и жизнь в хосписе, как в России оказывается паллиативная помощь

СНОБ
Александр: из эллина в азиата Александр: из эллина в азиата

Выдающийся полководец превратился из «первого среди равных» в азиатского деспота

Дилетант
«Дети исполнили мою мечту» «Дети исполнили мою мечту»

Лидер группы «Руки вверх!» Сергей Жуков - о детям, родителях и поклонниках

OK!
7 признаков того, что неверный партнер на самом деле не раскаивается 7 признаков того, что неверный партнер на самом деле не раскаивается

Что, если партнер не заслуживает прощения и его раскаяние — очередная ложь

Psychologies
Меч из Ваймушского городка Меч из Ваймушского городка

На Ваймушском городище был найден меч XIV века

Дилетант
Гусь хрустальный Гусь хрустальный

Куратор Нина Гомиашвили делится новогодними рецептами

Tatler
Комик Дэниел Слосс: Мне нравится заставлять зрителей чувствовать себя некомфортно Комик Дэниел Слосс: Мне нравится заставлять зрителей чувствовать себя некомфортно

Комик Дэниел Слосс о комедии, планах разрушить мир людей и чувстве стыда

СНОБ
«Когда пишешь сценарии, очень толстеешь». Режиссер Наталия Мещанинова о цензуре, насилии и больших бюджетах «Когда пишешь сценарии, очень толстеешь». Режиссер Наталия Мещанинова о цензуре, насилии и больших бюджетах

Имя Наталии Мещаниновой прочно вошло в список лучших режиссеров страны

Forbes
Как обманывают в соцсетях: 5 простых способов украсть ваши деньги Как обманывают в соцсетях: 5 простых способов украсть ваши деньги

Приемы, которыми пользуются мошенники в попытках «вытянуть» деньги у юзеров

Популярная механика
Почему женщины выбирают партнера, похожего на их мать? Почему женщины выбирают партнера, похожего на их мать?

Почему именно материнская фигура больше всего влияет на выбор спутника жизни

Psychologies
Почему после удачных свиданий мужчины перестают звонить? Почему после удачных свиданий мужчины перестают звонить?

Почему ваши с партнером ожидания могут не совпадать?

Psychologies
Актер и гражданин Александр Паль сыграл самую сложную роль в своей карьере: обманутого мужа в эротической фемдраме «Верность» Актер и гражданин Александр Паль сыграл самую сложную роль в своей карьере: обманутого мужа в эротической фемдраме «Верность»

Александр Паль — о новой роли, гражданской позиции и популярности

Собака.ru

Изучением нарушений сна занимается специальная наука - сомнология

Популярная механика
«У Микеланджело те же недостатки, что и у меня» «У Микеланджело те же недостатки, что и у меня»

Режиссер Андрей Кончаловский — о своем новом фильме «Грех»

Огонёк
«Утреннее шоу» с Дженниффер Энистон и Риз Уизерспун: флагманский сериал-катастрофа нового сервиса Apple «Утреннее шоу» с Дженниффер Энистон и Риз Уизерспун: флагманский сериал-катастрофа нового сервиса Apple

Сериал «Утреннее шоу» получился сумбурным и путающимся в собственных идеях

Esquire
«Путь к счастью – стать терапевтом для самого себя» «Путь к счастью – стать терапевтом для самого себя»

Достаточно ли для счастья тихой повседневности – или нужно найти свое призвание

Psychologies
Как развивается мода в Нигерии Как развивается мода в Нигерии

Почему Нигерия и ее модная индустрия привлекают столько внимания?

Esquire
Можно ли разучить упражнения по видеокурсу? Можно ли разучить упражнения по видеокурсу?

Насколько реально освоить упражнения по видео и чем это может быть полезно

Psychologies
Рота, подъем! Рота, подъем!

Учительница Юлии Ковальчук раскрыла тайну, как певица зарабатывала на наряды

StarHit
Бортовой журнал: Lada XRay, Audi A7, Toyota Fortuner, Lexus UX Бортовой журнал: Lada XRay, Audi A7, Toyota Fortuner, Lexus UX

Каким должен быть универсальный автомобиль?

РБК
Инвестиции в позитив Инвестиции в позитив

Почему Максим Першин решил посвятить себя благотворительности?

Robb Report
Режиссер года: Алина Пязок Режиссер года: Алина Пязок

Алина Пязок — один из самых известных клипмейкеров страны

Glamour
От «Паразитов» до «Лобстера»: 10 главных фильмов о (не)справедливости От «Паразитов» до «Лобстера»: 10 главных фильмов о (не)справедливости

Самая справедливая подборка фильмов от Forbes Life

Forbes
Леон Фелипе Леон Фелипе

Леон Фелипе - нормальный трагический поэт, обычный такой гений

Дилетант
Мужчины, которым не хочется секса Мужчины, которым не хочется секса

Если вам кажется, что партнер охладел, не спешите с выводами

Psychologies
Открыть в приложении