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

Правила идеальной лжи: как говорить неправду и выглядеть убедительным Правила идеальной лжи: как говорить неправду и выглядеть убедительным

Обманывать так, чтобы другие поверили, — это тоже своего рода искусство

Psychologies
«Многое из того, что мы делаем, — это сторителлинг»: Николай Марсиано, Guess Jeans USA, — о коллаборациях, винтаже и любви к рэпу «Многое из того, что мы делаем, — это сторителлинг»: Николай Марсиано, Guess Jeans USA, — о коллаборациях, винтаже и любви к рэпу

Николай Марсиано затеял революционные перемены для марки Guess

Esquire
Родитель, Взрослый, Ребенок: как прийти к внутреннему балансу Родитель, Взрослый, Ребенок: как прийти к внутреннему балансу

Почему важно понимать, когда мы находимся под властью одной из трех субличностей

Psychologies
7 опасных болезней, которые притворяются простудой 7 опасных болезней, которые притворяются простудой

В некоторых случаях простуда может перейти в более серьезные стадии

Популярная механика
«Большие деньги сейчас сюда не ходят»: Игорь Рябенький о молодых бизнесменах и будущих проблемах «Большие деньги сейчас сюда не ходят»: Игорь Рябенький о молодых бизнесменах и будущих проблемах

Игорь Рябенький рассказал, как молодым бизнесменам привлечь у него деньги

Forbes
В последний вагон В последний вагон

Поздних мам становится все больше. Что об этом думают врачи?

Лиза
Художник Алексей Шульгин: В каждом из нас сочетаются ретроград и прогрессист Художник Алексей Шульгин: В каждом из нас сочетаются ретроград и прогрессист

Как художнику выделиться в объединенном мире?

СНОБ
Как футбол меняет жизни: рассказывают Кепа Аррисабалага, а также российские футболисты Как футбол меняет жизни: рассказывают Кепа Аррисабалага, а также российские футболисты

Футбол — это не просто спорт, он способен изменить жизнь

Esquire
Пять простых тренировок для поддержания здоровья Пять простых тренировок для поддержания здоровья

Ученые выделили пять активностей на пользу физическому и психическому здоровью

Psychologies
Конец бракоразводного туризма: как лондонский суд лишил надежды жен состоятельных россиян Конец бракоразводного туризма: как лондонский суд лишил надежды жен состоятельных россиян

Решение судьи Джонатана Коэна может положить конец «бракоразводному туризму»

Forbes
Сезонные решения Сезонные решения

Самое время оказать организму комплексную поддержку

Худеем правильно
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
Остаться в живых: люди, которые не умерли вопреки всему Остаться в живых: люди, которые не умерли вопреки всему

Мужчина, переживший семь ударов молнии, женщина, пробывшая под водой 80 минут

Cosmopolitan
Худей правильно! Диета при грудном вскармливании новорожденного Худей правильно! Диета при грудном вскармливании новорожденного

Что такое правильная диета при грудном вскармливании новорожденного

Cosmopolitan
Миллионер из хрущоб: можно ли изменить свой социальный статус благодаря шерингу по подписке Миллионер из хрущоб: можно ли изменить свой социальный статус благодаря шерингу по подписке

Сервисы, предлагающие в аренду предметы повседневной жизни, набирают обороты

РБК
Бортовой журнал: Lada XRay, Audi A7, Toyota Fortuner, Lexus UX Бортовой журнал: Lada XRay, Audi A7, Toyota Fortuner, Lexus UX

Каким должен быть универсальный автомобиль?

РБК
7 пород кошек для людей с аллергией на шерсть 7 пород кошек для людей с аллергией на шерсть

Гипоаллергенные породы кошек действительно есть

Популярная механика
Басманные бабушки Басманные бабушки

Художник Аня Десницкая о зарисовках из жизни и разговоров бабушек

Seasons of life
Лоранс Арне, актриса Лоранс Арне, актриса

Лоранс Арне - звезда кинематографа Франции знает, как бороться с лишним весом

Худеем правильно
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
Почему все время хочется спать? Причины и лучшие способы решить проблему Почему все время хочется спать? Причины и лучшие способы решить проблему

Почему мужчине постоянно хочется спать и способы решения этой проблемы

Playboy
Кошмары снятся, чтобы нам помочь Кошмары снятся, чтобы нам помочь

Дурные сны могут оказаться надежными проводниками к свету

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

Изабелла почитается как величайшая правительница в истории Испании

Дилетант
ГИБДД начала охоту на тонировку: сажают на 5 суток ГИБДД начала охоту на тонировку: сажают на 5 суток

С начала года за слишком глухую тонировку наказали 164 280 автомобилистов

РБК
Защита Бурунова Защита Бурунова

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

Esquire
10 самых щедрых компаний России. Рейтинг Forbes 10 самых щедрых компаний России. Рейтинг Forbes

Рейтинг лучших работодателей по двум параметрам — зарплата и соцобеспечение

Forbes
Кто кому Вуди: разбираемся в сексуальных скандалах с режиссером Вуди Алленом Кто кому Вуди: разбираемся в сексуальных скандалах с режиссером Вуди Алленом

Знаменитый режиссер Вуди Аллен уже не первый год подвергается нападкам прессы

Cosmopolitan
8 способов не заскучать в дороге и провести время с пользой 8 способов не заскучать в дороге и провести время с пользой

Как провести время в дороге с пользой

Psychologies
Лицевой счет Лицевой счет

Как отлично выглядеть в офлайне — в 20, 30, 40 лет

Собака.ru
Дмитрий Иванов: «Развод предсказала астролог Лолы!» Дмитрий Иванов: «Развод предсказала астролог Лолы!»

Бывший муж Лолиты представил свою версию расставания с певицей

StarHit
Открыть в приложении