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

Уши востро: как подобрать подходящие наушники Уши востро: как подобрать подходящие наушники

Чтобы наушники не разочаровали, к их выбору стоит подойти разумно

Популярная механика
Как узнать, какой процессор установлен на ПК Как узнать, какой процессор установлен на ПК

Процессор - один из самых ключевых компонентов ПК

CHIP
То ли волк, то ли собака То ли волк, то ли собака

Откуда появляются волкособаки?

Наука и жизнь
Высокие отношения: 5 самых красивых расставаний звезд Высокие отношения: 5 самых красивых расставаний звезд

Звездные пары доказывают, что развод не повод для ссоры

Cosmopolitan
От советских премьеров к российским миллиардерам От советских премьеров к российским миллиардерам

Из чего вырос ресторан «Гусятникоff» братьев Ротенбергов

Forbes
Еда без зрелищ Еда без зрелищ

А вы тоже не расстаетесь с телефоном во время еды?

Худеем правильно
Новая классика: какое будущее ждет музыкальную индустрию Новая классика: какое будущее ждет музыкальную индустрию

Главные тренды современной музыкальной индустрии

Forbes
Три короля. Как Доктор Дре, Джей-Зи и Дидди сделали хип-хоп миллиардной индустрией Три короля. Как Доктор Дре, Джей-Зи и Дидди сделали хип-хоп миллиардной индустрией

Отрывок из книги «Три короля» о восхождения богатейших представителей хип-хопа

Forbes
7 вопросов Вячеславу Фатину, президенту Союза реставраторов России 7 вопросов Вячеславу Фатину, президенту Союза реставраторов России

О помощи России в реставрации Нотр-Дам-де-Пари

Русский репортер
Зачем женские бренды запускают мужские линейки одежды сегодня Зачем женские бренды запускают мужские линейки одежды сегодня

Нужно ли миру еще больше новой одежды?

GQ
Смелые эксперименты Смелые эксперименты

На что готовы решиться инста-звезды ради красоты?

Лиза
Как братья-близнецы создали «женский календарь» стоимостью $230 млн Как братья-близнецы создали «женский календарь» стоимостью $230 млн

За четыре года трекер для репродуктивного здоровья женщин скачали 100 млн раз

Forbes
Фотоистория: Что покупали жители Восточной Германии на свои 100 «приветственных марок» Фотоистория: Что покупали жители Восточной Германии на свои 100 «приветственных марок»

Некоторые жители Восточной Германии до сих пор хранят памятные вещи

Esquire
Фрэнк Гери. Антиархитектор Фрэнк Гери. Антиархитектор

В культовом мультсериале «Симпсоны» он озвучивал самого себя

Караван историй
Это навсегда: история любви 102-летнего Кирка Дугласа и его жены Энн Байденс Это навсегда: история любви 102-летнего Кирка Дугласа и его жены Энн Байденс

Несмотря на трудности, можно прожить в счастливом браке 65 лет

Cosmopolitan
Новая ниша: почему производитель одежды для мужчин Henderson решил шить для женщин Новая ниша: почему производитель одежды для мужчин Henderson решил шить для женщин

Почему компания Henderson решила поменять формат магазинов?

Forbes
Трехминутная сексуальная игра, которая перевернет вашу интимную жизнь Трехминутная сексуальная игра, которая перевернет вашу интимную жизнь

Простая трехминутная игра в постели выручит и тебя, и твоего любовника

Cosmopolitan
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
10 правил «Пьоппи» 10 правил «Пьоппи»

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

Худеем правильно
Mercedes-Benz Х-Class. Поймите его правильно Mercedes-Benz Х-Class. Поймите его правильно

Легендарная марка отважилась представить собственный пикап

4x4 Club
Здесь никто не живет Здесь никто не живет

На чьей земле строится мусорный полигон на станции Шиес

Русский репортер
Правила жизни Марины Абрамович Правила жизни Марины Абрамович

Художница, автор перформансов

Esquire
Натан Ингландер: Ужин в центре Земли Натан Ингландер: Ужин в центре Земли

Фрагмент романа финалиста Пулитцеровской премии Натана Ингландера

СНОБ
Кругосветное путешествие Алексея Камерзанова. Ботсвана Кругосветное путешествие Алексея Камерзанова. Ботсвана

На Ботсвану наша команда возлагала особые надежды

4x4 Club
Защита Бурунова Защита Бурунова

Сергей Бурунов на примерах показал, как труден бывает путь к славе

Esquire
Белая смерть: какую опасность представляет хлопок Белая смерть: какую опасность представляет хлопок

Хлопок – самый распространенный и самый неэкологичный материал

GQ
Женщина года: Регина Тодоренко Женщина года: Регина Тодоренко

В этом году Регине Тодоренко опять удалось все

Glamour
Как уроженец Одессы зарабатывает миллиарды на одежде «для интровертов» Как уроженец Одессы зарабатывает миллиарды на одежде «для интровертов»

Дмитрий Чупаха основал онлайн-магазин одежды Butik.ru еще в конце 90-х

Forbes
«Золотой Единорог»: как с нуля сделать международный кинофестиваль по принципу стартапа «Золотой Единорог»: как с нуля сделать международный кинофестиваль по принципу стартапа

Как меняется наша киноиндустрия прямо сейчас

Forbes
Четыре реалистичных правила самопомощи Четыре реалистичных правила самопомощи

Правила, которые помогут убедиться, что мы способны поддержать себя

Psychologies
Открыть в приложении