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
Ровно 30 лет назад пала Берлинская стена — символ и линия фронта холодной войны: вспоминаем ее историю Ровно 30 лет назад пала Берлинская стена — символ и линия фронта холодной войны: вспоминаем ее историю

Берлинская стена почти тридцать лет разделяла город на два государства

Esquire
Любовь на расстоянии Любовь на расстоянии

В век современных технологий расстояния перестали быть проблемой для отношений

Лиза
Дог‑шоу Дог‑шоу

Дизайнер собрал мебель и предметы искусства разных эпох в единую композицию

AD
Новая Skoda Octavia для России: техника, опции, дата продаж Новая Skoda Octavia для России: техника, опции, дата продаж

Чем удивила Octavia четвертого поколения

РБК
Ёлки-иголки Ёлки-иголки

Новый год – это диагноз, который не лечится!

Cosmopolitan
Одна вокруг света. Прощание с Африкой Одна вокруг света. Прощание с Африкой

51-я серия о кругосветном путешествии Ирины Сидоренко и ее собаки Греты

Forbes
10 причин, почему ты спишь много, но не высыпаешься 10 причин, почему ты спишь много, но не высыпаешься

Почему ты чувствуешь себя усталой и разбитой, даже если спишь по 8 часов

Cosmopolitan
Короли Севера Короли Севера

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

Вокруг света
Восток и его обитатели Восток и его обитатели

В озере Восток под ледовым щитом Антарктиды есть жизнь

Популярная механика
Mercedes-Benz Х-Class. Поймите его правильно Mercedes-Benz Х-Class. Поймите его правильно

Легендарная марка отважилась представить собственный пикап

4x4 Club
«Лучшие люди не должны жить в покое» «Лучшие люди не должны жить в покое»

Очерк о Наталье Почечуевой и её кочевом сознании

СНОБ
Берни Сандерс вернул жене миллиардера пожертвование в $470 Берни Сандерс вернул жене миллиардера пожертвование в $470

Штаб Берни Сандерса решил не принимать пожертвования от миллиардеров

Forbes
Напои флору: как поливать комнатные цветы Напои флору: как поливать комнатные цветы

Как правильно ухаживать за растениями, чтобы они радовали ростом и долголетием

Cosmopolitan
Фредди Крюгер и клоун из «Оно»: как выглядят актеры из ужастиков в жизни Фредди Крюгер и клоун из «Оно»: как выглядят актеры из ужастиков в жизни

Под маской кровожадных монстров обычно скрываются очень симпатичные люди

Cosmopolitan
Chery Tiggo 7. Теперь совсем другое дело Chery Tiggo 7. Теперь совсем другое дело

Chery Tiggo 7 — один из автомобилей Поднебесной заслуживающий отдельной оценки

4x4 Club
Supreme x The North Face осень-зима 2019: как сотрудничество streetwear- и спортивного брендов стало настолько успешным Supreme x The North Face осень-зима 2019: как сотрудничество streetwear- и спортивного брендов стало настолько успешным

Очередная коллаборация Supreme и The North Face

Esquire
Мне нужны дети, а не квартира Мне нужны дети, а не квартира

Как формализм опеки порождает нечеловеческие страдания

Русский репортер
Кругом агенты: почему теперь можно назвать инагентом практически любого Кругом агенты: почему теперь можно назвать инагентом практически любого

Надежда на то, что законопроект окажется нежизнеспособным из-за противоречий

Forbes
Вселенная известная и неизвестная Вселенная известная и неизвестная

Некоторые вопросы об устройстве Вселенной уже имеют ответы

Наука и жизнь
Как выбрать хорошее красное сухое вино: полезные советы и лайфхаки Как выбрать хорошее красное сухое вино: полезные советы и лайфхаки

Пора уже начинать разбираться в качественных напитках

Playboy
На дофаминовой игле На дофаминовой игле

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

Здоровье
Романтические аферисты: кто попадает на их крючок Романтические аферисты: кто попадает на их крючок

О тактике романтических аферистов и о том, кто чаще всего становится их жертвами

Psychologies
Слава пришла ко мне неожиданно, и я долго чувствовал себя не в своей тарелке Слава пришла ко мне неожиданно, и я долго чувствовал себя не в своей тарелке

В отличие от своих персонажей, в жизни Джон Гудман не очень-то разговорчив

Playboy
Моя прекрасная леди Моя прекрасная леди

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

Grazia
Аллилуйя рок-н-ролл Аллилуйя рок-н-ролл

История о том, как Бутусов вошел в Церковь, а не выпал за окно

Русский репортер
Нечего надеть: как отсутствие подходящих скафандров на полгода отсрочило «женский» выход в космос Нечего надеть: как отсутствие подходящих скафандров на полгода отсрочило «женский» выход в космос

Эмансипация давно преодолела пределы земного тяготения

Forbes
Карина Истомина Карина Истомина

Сердечный диджей, тонко чувствующий ритм жизни и пульс времени

Tatler
Саймон Столенхаг: Байки из петли. Отрывок из книги Саймон Столенхаг: Байки из петли. Отрывок из книги

Саймон Столенхаг известен своими постапокалиптическими работами

СНОБ
Тренировки для лица: фейс-фитнес Тренировки для лица: фейс-фитнес

Укрепи овал и подтяни проблемные зоны всего за несколько минут в день

Cosmopolitan
Открыть в приложении