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

Все, что нужно знать о фобиях: откуда берутся, какие бывают и, главное, как с ними бороться Все, что нужно знать о фобиях: откуда берутся, какие бывают и, главное, как с ними бороться

Почему некоторые смелые люди боятся дырок в сыре и розовых цветов?

Maxim
Напои флору: как поливать комнатные цветы Напои флору: как поливать комнатные цветы

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

Cosmopolitan
«Токсичные люди — самый большой риск для бизнеса». Карьерные советы главы «Джонсон & Джонсон» «Токсичные люди — самый большой риск для бизнеса». Карьерные советы главы «Джонсон & Джонсон»

Полезные рекоммендации о том, как стать первоклассным специалистом

Forbes
Один за всех и все за одного Один за всех и все за одного

Группа MBAND в этом году отмечает 5-летие

OK!
Они это серьезно? Главные “Шнобелевки“ 2019 года Они это серьезно? Главные “Шнобелевки“ 2019 года

Работы, которые «заставляют сперва рассмеяться, а потом – задуматься»

Популярная механика
Выбери меня Выбери меня

Как составить резюме, которое точно заинтересует работодателя

StarHit
Элитная недвижимость против сквотов: чем и как живет современный Берлин Элитная недвижимость против сквотов: чем и как живет современный Берлин

Что происходит с рынком недвижимости и стартап-бумом сегодня

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

Казалось бы, чего плохого можно ожидать от новогодних праздников

Домашний Очаг
Тренировки для лица: фейс-фитнес Тренировки для лица: фейс-фитнес

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

Cosmopolitan
Все, что вам нужно знать о Мартине Марджеле Все, что вам нужно знать о Мартине Марджеле

Об одном из самых загадочных современных дизайнеров

GQ
Качай не только руки: виды эспандеров и упражнения в домашних условиях Качай не только руки: виды эспандеров и упражнения в домашних условиях

Компактный и эффективный — главные преимущества домашнего эспандера

Cosmopolitan
Нетихие планеры Нетихие планеры

Самовзлетные планеры, разработанные в пензенском КБ «Авиастроитель»

Популярная механика
В свободном полете В свободном полете

Собираешься приобрести квартиру без внутренних стен?

Лиза
Почему у мужчин «пунктик» на анальном сексе? Почему у мужчин «пунктик» на анальном сексе?

Откуда у мужчин эта причудливая фиксация на анальном сексе

Cosmopolitan
«Еще один налог на предпринимателей»: как «суверенный интернет» изменит жизнь российского бизнеса «Еще один налог на предпринимателей»: как «суверенный интернет» изменит жизнь российского бизнеса

Как риск отключения от глобального интернета влияет на российский бизнес?

Forbes
Бизнес с котом Виктором: кто заработает на противостоянии «Аэрофлота» и толстого животного Бизнес с котом Виктором: кто заработает на противостоянии «Аэрофлота» и толстого животного

История кота Виктора задела за живое тысячи человек

Forbes
«В 90-е было легче»: как оценивают изменения в российском бизнесе миллениалы и бумеры «В 90-е было легче»: как оценивают изменения в российском бизнесе миллениалы и бумеры

В 90-е годы бизнесмены боялись бандитов, сейчас — государство

Forbes
Начни покупки с нуля: 5 правил шопинга на совесть Начни покупки с нуля: 5 правил шопинга на совесть

Как не переплачивать, в чем себе не отказывая

Cosmopolitan
Балтика №1 Балтика №1

Прибалтика — отличный выбор для зимних каникул

Добрые советы
Сны Софьи Павловны Сны Софьи Павловны

Софья Эрнст рассказала о том, каково быть женой гендиректора Первого канала

Tatler
Почему иллюзия богатства, успеха и красивой жизни по‑прежнему хорошо продается — на примере историй главных аферистов 2010-х Почему иллюзия богатства, успеха и красивой жизни по‑прежнему хорошо продается — на примере историй главных аферистов 2010-х

Пусть их истории фейк, зато люди сопереживают и любят их по-настоящему

Esquire
Фильм, в котором главным злодеем оказывается цветок, вы еще не видели Фильм, в котором главным злодеем оказывается цветок, вы еще не видели

Как идеальные антидепрессанты нас погубят?

GQ
Держи голову Держи голову

Не получается укладка? Возможно, ты повторяешь одну из пяти самых частых ошибок

Лиза
Кто медленно ходит — медленно думает Кто медленно ходит — медленно думает

Между темпом ходьбы и тем, как мозг обрабатывает информацию есть взаимосвязь

Psychologies
«Близость к смерти — хорошее испытание». Людмила Улицкая о новой книге, женской дружбе и отношениях с возрастом «Близость к смерти — хорошее испытание». Людмила Улицкая о новой книге, женской дружбе и отношениях с возрастом

Людмила Улицкая о культе молодости и пограничном пространстве души

Forbes
Как распознать хорошее шампанское и завести друзей Как распознать хорошее шампанское и завести друзей

Эта статья добавит фактов о шампанском и расширит твое сознание

Maxim
Лишние траты: 10 функций бытовой техники, которые вам не нужны Лишние траты: 10 функций бытовой техники, которые вам не нужны

Выбираем технику для дома с умом!

Популярная механика
Я хочу, чтобы меня любили Я хочу, чтобы меня любили

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

Psychologies
Анна Михалкова: «Нет никакой трагедии в том, чтобы остаться одному» Анна Михалкова: «Нет никакой трагедии в том, чтобы остаться одному»

В прокат выходит фильм Анны Пармас «Давай разведемся»

GQ
Чтение выходного дня: отрывок из новой книги экономиста Адама Туза о том, как десятилетие экономических кризисов сделало наш мир таким, какой он есть Чтение выходного дня: отрывок из новой книги экономиста Адама Туза о том, как десятилетие экономических кризисов сделало наш мир таким, какой он есть

Как экономические кризисы изменили наш мир и при чем тут Трамп

Esquire
Открыть в приложении