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

История царских спецслужб в период первой мировой войны История царских спецслужб в период первой мировой войны

Отрывок из книги Владимира Хутарева-Гарнишевского

Esquire
Джозеф Шугерман: Как создать крутой рекламный текст. Отрывок из книги Джозеф Шугерман: Как создать крутой рекламный текст. Отрывок из книги

Приемы, делающих рекламное объявление эффективным

СНОБ
Как начать больше любить людей Как начать больше любить людей

Чтобы к нам тянулись другие, нам самим должны нравиться люди

Psychologies
Болезнь и смерть телевизора. Как новые привычки зрителя ведут к переделу рынка Болезнь и смерть телевизора. Как новые привычки зрителя ведут к переделу рынка

Российские телеканалы рано или поздно будут вынуждены менять свои бизнес-модели

Forbes
11 причин, почему тебе стало скучно в браке (и как это исправить) 11 причин, почему тебе стало скучно в браке (и как это исправить)

Скука может быть почти так же опасна для брака, как и измена

Playboy
Умные томаты Умные томаты

Как построить агробизнес в городских условиях?

Forbes
Если быть точнее: как выбрать лазерную рулетку для дома Если быть точнее: как выбрать лазерную рулетку для дома

Как выбрать лазерную рулетку и для дома, и для работ по заказам?

CHIP
Один за всех и все за одного Один за всех и все за одного

Группа MBAND в этом году отмечает 5-летие

OK!
Как правильно пить самбуку? Лучшие способы — с поджиганием и не только Как правильно пить самбуку? Лучшие способы — с поджиганием и не только

У этого напитка есть несколько интересных вариаций употребления

Playboy
Давай пошалим Давай пошалим

Архитекторы превратили традиционное шале в загородный дом с арт-галереей

AD
Сколько зарабатывают российские фигуристы: признания Елизаветы Туктамышевой (видео) Сколько зарабатывают российские фигуристы: признания Елизаветы Туктамышевой (видео)

О призовых, гонорарах и зарплатах спортсменов в российском фигурном катании

Maxim
«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
Взрывающиеся яйца и летающие пони: игрушки-убийцы, которые сняли с производства Взрывающиеся яйца и летающие пони: игрушки-убийцы, которые сняли с производства

Материал о том, почему нужно быть осторожными даже с самыми «невинными» вещами

Cosmopolitan
Друг-человек Друг-человек

Вдруг случится чудо и вы тоже решите взять питомца из приюта, как наши герои

Добрые советы
Крутая мамаша: как экс-глава Columbia в 86 лет предотвратила свое похищение Крутая мамаша: как экс-глава Columbia в 86 лет предотвратила свое похищение

Событий в жизни многолетней главы Columbia Герт Бойл хватило бы на роман-эпопею

Forbes
Поддай жару: зажигательные фитнес-танцы для похудения Поддай жару: зажигательные фитнес-танцы для похудения

Танцы не только один из самых красивых видов спорта, но и интересный вид досуга

Cosmopolitan
Шкатулка с самоцветами: как правильно носить камни Шкатулка с самоцветами: как правильно носить камни

«Лучшие друзья девушек — это бриллианты», — пела Мэрилин Монро

Cosmopolitan
Пятый элемент. Физики обнаружили неведомую силу природы Пятый элемент. Физики обнаружили неведомую силу природы

Возможно, в физике скоро появится пятое фундаментальное взаимодействие

СНОБ
Оценка — не главное: о чем стоит задуматься родителям школьников Оценка — не главное: о чем стоит задуматься родителям школьников

Родители часто забывают о главном — чему на самом деле хотят научить детей

Psychologies
Основательница DressOne.ru — о том, как не купить кота в мешке Основательница DressOne.ru — о том, как не купить кота в мешке

Разговор о культуре виртуальных покупок и что лучше всего продается в интернете

РБК
Александр Гудков Александр Гудков

Смешной человек — автор клипов Киркорова и журнала «Вог»,

Tatler
Острота зрения. Тест-драйв обновленного Lexus RX Острота зрения. Тест-драйв обновленного Lexus RX

Cамый популярный кроссовер премиум-сегмента пережил рестайлинг

РБК
Подарок матери осужденного Подарок матери осужденного

Почему российские суды почти никого не оправдывают

Русский репортер
7 главных правил безопасности домашнего электрика, которые должен соблюдать каждый 7 главных правил безопасности домашнего электрика, которые должен соблюдать каждый

Каждому из нас время от времени приходится ремонтировать электрику в доме

CHIP
Следи за собой Следи за собой

Статистика знает все обо всех, но ничего не скажет о конкретном человеке

Популярная механика
К встрече готова! К встрече готова!

Куда бежать и что делать, если до боя курантов осталось 7 дней

Домашний Очаг
Когда патриотизм превращается в коллективный нарциссизм? Когда патриотизм превращается в коллективный нарциссизм?

Что такое коллективный нарциссизм?

Psychologies
Доктор Леонид Элькин: «Первым делом я спрашиваю: Доктор Леонид Элькин: «Первым делом я спрашиваю:

Леонид Элькин рассказал о своём индивидуальном подходе к пациентам

РБК
Эрогенные зоны женщины: где искать и как стимулировать Эрогенные зоны женщины: где искать и как стимулировать

У женщин есть много эрогенных зон, и ты обязательно найдешь их все

Playboy
Препринт: отрывок из книги Мэри Элиз Саротт «Коллапс. Случайное падение Берлинской стены» Препринт: отрывок из книги Мэри Элиз Саротт «Коллапс. Случайное падение Берлинской стены»

Почему пала Берлинская стена

Esquire
Открыть в приложении