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
10 правил «Пьоппи» 10 правил «Пьоппи»

Что такое «режим Пьоппи» и почему он идеально подходит для похудения

Худеем правильно
«Блаженное чрево» «Блаженное чрево»

«Блаженное чрево» в невьянской иконе — большая редкость

Дилетант
Грязное дело Грязное дело

Топ мест, в которых скапливается микробов больше, чем под ободком унитаза

StarHit
Молодые и влюбленные: Рэпер FLESH и его девушка Аделина Климова — о хейтерах, сексе и поколении Z Молодые и влюбленные: Рэпер FLESH и его девушка Аделина Климова — о хейтерах, сексе и поколении Z

От лица двадцатилетних — про двадцатилетних

Esquire
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
Балтика №1 Балтика №1

Прибалтика — отличный выбор для зимних каникул

Добрые советы
Пенсиям написали план Пенсиям написали план

Гарантированный пенсионный план столкнется с недоверием к пенсионной системе

Эксперт
Татьяна Дроздова: Найти смысл старости в нашем мире молодости и успеха — нетривиальная задача Татьяна Дроздова: Найти смысл старости в нашем мире молодости и успеха — нетривиальная задача

Что нужно делать, чтобы быть подготовленными к будущему «обществу долголетия»

СНОБ
Не дайте себя сломать: как при разводе не потерять уверенность в себе Не дайте себя сломать: как при разводе не потерять уверенность в себе

Когда неожиданно отвергает самый близкий человек — это ранит особенно сильно

Psychologies
От От

Все меры по защите автомобиля можно разделить на три основные группы

Популярная механика
Шляпа для перепелки Шляпа для перепелки

Птица под средневековым соусом

Огонёк
Желание выжить сделает роботов разумными Желание выжить сделает роботов разумными

Биологический принцип гомеостаза создаст разумных роботов, с чувствами и мыслями

Популярная механика
Как развить в себе лидерские качества и стать лидером в коллективе: полезный гайд Как развить в себе лидерские качества и стать лидером в коллективе: полезный гайд

Какими качествами, умениями и компетенциями должен обладать лидер

Playboy
Игра с крутыми парнями: как выходец из Одессы Лев Парнас стал ключевой фигурой в деле об импичменте Трампа Игра с крутыми парнями: как выходец из Одессы Лев Парнас стал ключевой фигурой в деле об импичменте Трампа

Бизнес Льва Парнаса со стороны выглядит как череда финансовых авантюр

Forbes
Отделение для безнадежных Отделение для безнадежных

Как медицина стала политической проблемой

Эксперт
Мартин Скорсезе Мартин Скорсезе

Правила жизни Мартина Скорсезе

Esquire
На дофаминовой игле На дофаминовой игле

Как мы, сами того не замечая, попадаем в дофаминовые сети

Здоровье
Папина радость Папина радость

Праздничный монолог Сергея Китаева, отца Маши, Аси и Гоши

Добрые советы
Человек эпохи Цукерберга: читать, слушать или смотреть? Человек эпохи Цукерберга: читать, слушать или смотреть?

Что будет дальше с навыком чтения

Эксперт
Уперлись рогом Уперлись рогом

Три года упорной работы потребовалось Паоло и Кьяре, чтобы обрести дом мечты

AD
Закрыть окно Закрыть окно

Что такое "углеводное окно" и как использовать его для похудения?

Худеем правильно
Бессмысленный форсаж Бессмысленный форсаж

«Роскосмос» почти наверняка не сможет выполнить указания президента

Эксперт
Советы да любовь Советы да любовь

Как разведчик сделал головокружительную карьеру и пожертвовал ей ради женщины

Esquire
Основы практической магии Основы практической магии

То, что делает с нами заветная дата, ничем, кроме магии, объяснить невозможно

Домашний Очаг
Что такое омологированные шины и зачем их покупать? Что такое омологированные шины и зачем их покупать?

Что такое омологированные шины и чем они отличаются от премиальных

Esquire
Миллионер из хрущоб: можно ли изменить свой социальный статус благодаря шерингу по подписке Миллионер из хрущоб: можно ли изменить свой социальный статус благодаря шерингу по подписке

Сервисы, предлагающие в аренду предметы повседневной жизни, набирают обороты

РБК
Управляющий директор Sanlorenzo Russia — об асимметричных яхтах Управляющий директор Sanlorenzo Russia — об асимметричных яхтах

Почему перед покупкой яхты стоит посетить верфь?

РБК
Неуправляемый Неуправляемый

Как справиться с собственным ребенком и призвать его к порядку?

Лиза
Если друг оказался вдруг: 10 типов токсичных знакомых Если друг оказался вдруг: 10 типов токсичных знакомых

10 черт личности, которые, проявляясь в крайней степени, делают друга токсичным

Psychologies
Открыть в приложении