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

Школьная грамотность успешно хромает Школьная грамотность успешно хромает

О результатах России в международном рейтинге образовательных достижений

РБК
«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
10 самых щедрых компаний России. Рейтинг Forbes 10 самых щедрых компаний России. Рейтинг Forbes

Рейтинг лучших работодателей по двум параметрам — зарплата и соцобеспечение

Forbes
Моя прекрасная леди Моя прекрасная леди

Мишель Докери рассказала, почему считает роль леди Мэри решающей в своей карьере

Grazia
С красной строки С красной строки

Красный цвет в квартире дизайнера Мари-Кристин Фолленфант символизирует оптимизм

AD
Татьяна Назаренко. Боль и слава Татьяна Назаренко. Боль и слава

Татьяна Назаренко выставляется в Петербурге, Париже, Нью-Йорке

Караван историй
Убийство корпоративного слона. Как ирония и сарказм в социальных сетях разрушают бренды Убийство корпоративного слона. Как ирония и сарказм в социальных сетях разрушают бренды

Что мешает большим компаниям правильно реагировать на условного «кота»

Forbes
Вы бы предпочли мясо из пробирки или муку из сверчков? Вы бы предпочли мясо из пробирки или муку из сверчков?

Интервью с философом и создателем теории Next Nature Куртом ван Менсвортом

GQ
Спортсменка года: Алина Загитова Спортсменка года: Алина Загитова

Алина Загитова — лучшая российская фигуристка-одиночница

Glamour
Пьяный в машине: как лишиться прав, не садясь за руль Пьяный в машине: как лишиться прав, не садясь за руль

Почему выпившим не стоит подходить к своей машине

РБК
Пить теплое пиво или дышать над картошкой: народные средства против простуды Пить теплое пиво или дышать над картошкой: народные средства против простуды

Существуют ли эффективные народные средства от простуды

Cosmopolitan
«Мы создали монстра»: как миллиардер Масаеси Сон собрал фонд на $100 млрд и потерял доверие рынка «Мы создали монстра»: как миллиардер Масаеси Сон собрал фонд на $100 млрд и потерял доверие рынка

Чем грозит Масаеси Сону разрастание кризиса внутри его бизнес-империи?

Forbes
Время первых Время первых

Гонзо-репортаж от Мити Фомина из Северного ледовитого океана

Playboy
Сэмюэл Литтл — самый массовый серийный убийца в истории США, обладавший феноменальной памятью — он рисовал портреты своих жертв. Рассказываем его историю Сэмюэл Литтл — самый массовый серийный убийца в истории США, обладавший феноменальной памятью — он рисовал портреты своих жертв. Рассказываем его историю

Жертвами Сэмюэла Литтла преимущественно становились наркоманки и проститутки

Esquire
Один за всех и все за одного Один за всех и все за одного

Группа MBAND в этом году отмечает 5-летие

OK!
Новая жизнь: 9 откровенных историй о свиданиях после развода Новая жизнь: 9 откровенных историй о свиданиях после развода

Решиться и начать встречаться с кем-то после развода бывает сложно

Cosmopolitan
Наталья Бочкарева: «Ради детей возьмусь за любую работу» Наталья Бочкарева: «Ради детей возьмусь за любую работу»

Наталья Бочкарева призналась, почему не снимается в постельных сценах

StarHit
Соперничество между детьми: что делать родителям Соперничество между детьми: что делать родителям

Детскую вражду нельзя пускать на самотек, но и подход нужно выбрать правильный

Psychologies
Евгений Понасенков: «Еще год назад я заявлял, что Соколов опасен…» Евгений Понасенков: «Еще год назад я заявлял, что Соколов опасен…»

В Санкт -Петербурге на Мойке 9 ноября был задержан 63-летний Олег Соколов

StarHit
Что такое фишинг и чем он опасен Что такое фишинг и чем он опасен

Почему не стоит доверять письмам из рассылок

СНОБ
Николай Дроздов Николай Дроздов

Николай Дроздов опередил время, создав собственный жанр научного стендапа

Собака.ru
Можно ли заработать на перепродаже вещей Можно ли заработать на перепродаже вещей

Подумайте о том, чтобы вложить деньги в одежду и аксессуары

GQ
Опасный гном Опасный гном

6Г30 – ручной револьверный 6-зарядный 40-мм гранатомет

Популярная механика
Как из соседей снова превратиться в супругов: 5 шагов к семейному счастью Как из соседей снова превратиться в супругов: 5 шагов к семейному счастью

Жизнь способна превратить любящих супругов в соседей

Psychologies
Счастливого Нового года...А так бывает? Счастливого Нового года...А так бывает?

Казалось бы, чего плохого можно ожидать от новогодних праздников

Домашний Очаг
Код да Винчи Код да Винчи

Фигура гения Возрождения до сих пор остается окутанной завесой тайны

Караван историй
«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
Сила ничегонеделанья Сила ничегонеделанья

Время в нашем мире стало дефицитным товаром: большинству его не хватает

Psychologies
Конец бракоразводного туризма: как лондонский суд лишил надежды жен состоятельных россиян Конец бракоразводного туризма: как лондонский суд лишил надежды жен состоятельных россиян

Решение судьи Джонатана Коэна может положить конец «бракоразводному туризму»

Forbes
Жан-Поль Готье: Танцуют все! Жан-Поль Готье: Танцуют все!

Интервью Сергея Николаевича с великим модельером Жан-Полем Готье

СНОБ
Открыть в приложении