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

Деньги: запретная тема в отношениях Деньги: запретная тема в отношениях

Оказывается, секс — не самая запретная тема в парах

Psychologies
«Зеленая терапия»: лечебная сила природы «Зеленая терапия»: лечебная сила природы

Экотерапия становится все более популярной в эпоху урбанизации

Psychologies
Живете только ради выходных? Это признак эмоционального выгорания Живете только ради выходных? Это признак эмоционального выгорания

Почему возникает эмоциональное выгорание и как выйти из этого состояния?

Psychologies
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
LinkedIn для рабочего класса: как бывший мойщик посуды превращает соцсеть для «синих воротничков» в бизнес на $1 млрд LinkedIn для рабочего класса: как бывший мойщик посуды превращает соцсеть для «синих воротничков» в бизнес на $1 млрд

Компания Jobcase Фредерика Гоффа оценивается в сотни миллионов долларов

Forbes
Ингрид Олеринская: «С легкостью трачу деньги» Ингрид Олеринская: «С легкостью трачу деньги»

Актриса Ингрид Олеринская рассказала, что бы приготовила на последние 100 рублей

StarHit
Лимонов дает пощечину общественному вкусу Лимонов дает пощечину общественному вкусу

Инвестор Сергей Лимонов поддерживает бунтарей

Собака.ru
Новый вызов для миллениалов. Итоги мозгового штурма Новый вызов для миллениалов. Итоги мозгового штурма

Что делать, если вы или ваш ребенок лежит на диване и ничего не хочет делать?

СНОБ
Василий Даниловский: Василий Даниловский:

Василий Даниловский - основатель и идейный вдохновитель Roofevents

Cosmopolitan
Быстрая мода: 5 советов для миллениалов, как удачно сэкономить на одежде Быстрая мода: 5 советов для миллениалов, как удачно сэкономить на одежде

«Быстрая» мода привлекает тех, кто хочет одеваться со вкусом и по доступной цене

Forbes
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
Рокетмен Рокетмен

Как сделать из сноуборда реактивный стенд для испытаний?

Популярная механика
Шипованная резина под угрозой: причины, сроки, штрафы Шипованная резина под угрозой: причины, сроки, штрафы

Почему в «Автодоре» предлагают уменьшить сроки использования шипованных шин

РБК
Держи голову Держи голову

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

Лиза
Сломать меч, восстать из гроба: 10 киноклише, невозможные в реальности Сломать меч, восстать из гроба: 10 киноклише, невозможные в реальности

Сюжетные ходы, которые невозможно повторить в реальности

РБК
Места силы: 6 улетных точек на Земле Места силы: 6 улетных точек на Земле

Чтобы очутиться на чужой планете, совсем не обязательно покидать нашу

Вокруг света
Наркотики, буллинг, несчастная любовь: судьба певицы Деми Ловато Наркотики, буллинг, несчастная любовь: судьба певицы Деми Ловато

За 27 лет Деми Ловато пережила очень многое, но теперь ее жизнь налаживается!

Cosmopolitan
Для одних Кастильская, а для других — Католичка Для одних Кастильская, а для других — Католичка

Изабелла почитается как величайшая правительница в истории Испании

Дилетант
Специи: что с чем и зачем Специи: что с чем и зачем

Одними и теми же специями можно испортить одно блюдо и улучшить вкус другого.

Здоровье
Затерянный во времени: один из самых загадочных автомобилей XX века Затерянный во времени: один из самых загадочных автомобилей XX века

Delorean DMC-12 остается одним из самых загадочных автомобилей XX века

Популярная механика
#инструктаж: как делать женский и мужской маникюр #инструктаж: как делать женский и мужской маникюр

Чем отличаются пилочный, классический и аппаратный маникюр

РБК
Святая простота Святая простота

Джетсеттер Лорен Санто-Доминго устроила островок своего счастливого детства

Tatler
Как удлинить рукава, чтобы было тепло и стильно Как удлинить рукава, чтобы было тепло и стильно

Как самостоятельно удлинить рукава в домашних условиях

Cosmopolitan
Никита Кукушкин — о важных делах, образе бунтаря и доброте как способе сопротивления Никита Кукушкин — о важных делах, образе бунтаря и доброте как способе сопротивления

Актер, а с недавних пор и режиссер Никита Кукушкин — хороший человек

Vogue
«Блаженное чрево» «Блаженное чрево»

«Блаженное чрево» в невьянской иконе — большая редкость

Дилетант
С эффектом похудения С эффектом похудения

Эфирные масла могут успокоить, победить тягу к сахару и уменьшить целлюлит

Худеем правильно
На всех скоростях На всех скоростях

Три актрисы, три главные роли в российском кинематографе и один год

Cosmopolitan
Аарон Джеймс: Кто такие мудаки и как с ними общаться. Отрывок из книги Аарон Джеймс: Кто такие мудаки и как с ними общаться. Отрывок из книги

Психолог собрал эссе ведущих ученых, философов и писателей на предмет глупости

СНОБ
«Дикинсон» vs Дикинсон: что мы не узнаем о великой американской поэтессе из нового сериала «Дикинсон» vs Дикинсон: что мы не узнаем о великой американской поэтессе из нового сериала

Новый комедийный сериал рассказывает о юности великой поэтессы Эмили Дикинсон

Esquire
Как понять, что девушка собралась тебе изменить? 7 фраз, на которые стоит обратить внимание Как понять, что девушка собралась тебе изменить? 7 фраз, на которые стоит обратить внимание

Эти фразы могут быть тревожными знаками. А могут и не быть.

Playboy
Открыть в приложении