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

Мы выбираем друг друга не случайно Мы выбираем друг друга не случайно

Выбор партнера предопределен всем предшествующим ходом нашей жизни

Psychologies
Отпуск экспромтом Отпуск экспромтом

Края, куда можно уехать, не тратя много времени на визовые хлопоты

Playboy
Вершина класса Вершина класса

Тест-драйв Volkswagen Golf

Популярная механика
Северный гигант Северный гигант

Новый вездеход от КамАЗ, который легко пройдет по тундре и болоту

Популярная механика
Дом солнца Дом солнца

Место силы: Доминиканская Республика

Psychologies
Сила есть Сила есть

Создание одной из самых успешных франшиз без магии, вероятно, не обошлось

Вокруг света
Любовь и Новый год: 31 романтический фильм на каждый день декабря Любовь и Новый год: 31 романтический фильм на каждый день декабря

Подборка самых лучших романтических фильмов на каждый день декабря

Cosmopolitan
«Дети исполнили мою мечту» «Дети исполнили мою мечту»

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

OK!
Чарли и музыкальная фабрика Чарли и музыкальная фабрика

Charli XCX — это поп-музыка будущего

Vogue
Как вырастить ребенка оптимистом? Советы психотерапевта Как вырастить ребенка оптимистом? Советы психотерапевта

Чтобы ребенок рос счастливым и уверенным в себе, надо воспитывать в нем оптимизм

Psychologies
«Я впервые худела не для кого-то, а для себя!» «Я впервые худела не для кого-то, а для себя!»

Юлия Шевель похудела на 55 кг и продолжает удерживать вес

Psychologies
Город внутри Город внутри

Интерьер, в котором как в Зазеркалье отражается панорама большого города

AD
Человек эволюционирующий Человек эволюционирующий

8 идей, способных изменить природу человека

Русский репортер
Красота как мания: почему неуверенность в себе заставляет нас маниакально заботиться о внешности Красота как мания: почему неуверенность в себе заставляет нас маниакально заботиться о внешности

Как возникают глубокие детские травмы, которые мешают во взрослой жизни

Forbes
ГИБДД начала охоту на тонировку: сажают на 5 суток ГИБДД начала охоту на тонировку: сажают на 5 суток

С начала года за слишком глухую тонировку наказали 164 280 автомобилистов

РБК
Что «Вояджер 2» нашел в космосе за пределами Солнечной системы Что «Вояджер 2» нашел в космосе за пределами Солнечной системы

Ученые наконец-то проанализировали данные о путешествии Voyager 2

Популярная механика
Искусство как приём Искусство как приём

Интерьер, выстроенный вокруг предметов искусств, сам стал произведением

SALON-Interior
Что такое «пирамида стиля» и почему о ней нужно помнить, покупая одежду Что такое «пирамида стиля» и почему о ней нужно помнить, покупая одежду

Эта пирамида поможет выбирать только действительно нужные тебе вещи

Maxim
«Невавилонская библиотека». Что остается после десятилетий чтения «Невавилонская библиотека». Что остается после десятилетий чтения

В Еврейском музее открылась инсталляция «Невавилонская библиотека»

СНОБ
Я хочу, чтобы меня любили Я хочу, чтобы меня любили

Быть любимыми – это условие выживания, потому что любовь – не просто чувство

Psychologies
Они - легенда Они - легенда

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

OK!
Терапия природой подходит не всем? Терапия природой подходит не всем?

Полный отрыв от городской среды полезен не всем

Psychologies
Вырастили детей... и бренды! Уизерспун, Альба и другие звездные бизнес-мамы Вырастили детей... и бренды! Уизерспун, Альба и другие звездные бизнес-мамы

Женщины, которые построили собственный бизнес после рождения детей

Cosmopolitan
Боль справа, под ребром Боль справа, под ребром

О чём может говорить внезапно появившаяся боль в правом подреберье?

Здоровье
Это не любовь, а созависимость: как распознать нездоровые отношения и выбраться Это не любовь, а созависимость: как распознать нездоровые отношения и выбраться

Созависимость, или зависимые отношения, — это особое состояние психики

Cosmopolitan
«Это было волнительно!» «Это было волнительно!»

Наши читатели поделились личным опытом пользования шеринг-услугами

РБК
Умножение делением: что может дать обычным людям шеринг в сфере b2b Умножение делением: что может дать обычным людям шеринг в сфере b2b

Шеринг персонала собирается изменить весь рынок труда

РБК
Porsche Cayenne Coupé Porsche Cayenne Coupé

Porsche всегда должен вызывать восторг

Playboy
15 мыслей Джей Джей Абрамса 15 мыслей Джей Джей Абрамса

Джей Джей Абрамс о том, как чудом не отказался от главного проекта в карьере

GQ
20 лучших экранизаций Стивена Кинга 20 лучших экранизаций Стивена Кинга

Кинокритик Егор Москвитин выбрал 20 лучших экранизаций Кинга

Esquire
Открыть в приложении