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

7 лучших экшн-камер для любителей экстрима и путешествий 7 лучших экшн-камер для любителей экстрима и путешествий

Собрали экшн-камеры разных ценовых категорий для любителей экстрима

CHIP
К встрече готова! К встрече готова!

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

Домашний Очаг
Джеймс Клир: Как сформировать новую привычку Джеймс Клир: Как сформировать новую привычку

Как не стать жертвой собственных привычек?

СНОБ
«Роскошь обрекает человека на одиночество». Правила потребления основателя KupiVIP Оскара Хартманна «Роскошь обрекает человека на одиночество». Правила потребления основателя KupiVIP Оскара Хартманна

Оскар Хартманн рассказал об отношении к деньгам в Германии и России

Forbes
10 арктических машин 10 арктических машин

Десять достойных упоминания арктических вездеходов

Популярная механика
В поисках утраченного времени: как фильм «Прекрасная эпоха» показывает современную Францию В поисках утраченного времени: как фильм «Прекрасная эпоха» показывает современную Францию

В прокат выходит «Прекрасная эпоха» — о любимом периоде французской ностальгии

Forbes
Утро на Манхэттене Утро на Манхэттене

Квартира на крестовском острове с оформлением в духе американской классики

SALON-Interior
Ника Пархомовская: «Мы выводим “особых” людей на сцену и направляем на них театральные фонари» Ника Пархомовская: «Мы выводим “особых” людей на сцену и направляем на них театральные фонари»

В Москве прошел первый Форум-фестиваль социального театра «Особый взгляд»

Русский репортер
Ода счастью Ода счастью

Подруга Киану Ривза наконец-то заслужила право выйти из тени

StarHit
Статины. Пить или подождать? Статины. Пить или подождать?

Статины сегодня назначают почти каждому, у кого повышен уровень холестерина

Здоровье
Физики-ядерщики стерилизовали медицинские гели Физики-ядерщики стерилизовали медицинские гели

Ученые провели эксперимент по обработке ионизирующим излучением полимерных гелей

Популярная механика
Сны Софьи Павловны Сны Софьи Павловны

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

Tatler
На случай ДТП и не только: как выбрать регистратор На случай ДТП и не только: как выбрать регистратор

Видеорегистратор из дорогой игрушки давно превратился в необходимое устройство

Популярная механика
Диета цвета Диета цвета

Следуйте «цветной диете», чтобы быстро прийти в форму

Худеем правильно
Миллиардер, работающий 24 часа в сутки: как владелец Louis Vuitton создал состояние в $100 млрд Миллиардер, работающий 24 часа в сутки: как владелец Louis Vuitton создал состояние в $100 млрд

Как Бернару Арно удалось построить модную империю, ставшую символом роскоши

Forbes
Фитнес после перерыва Фитнес после перерыва

Сентябрь – самое удачное время, чтобы войти в фитнес-режим безболезненно

Худеем правильно
Новый вызов для поколения миллениалов Новый вызов для поколения миллениалов

Зачастую дети, родившиеся в нашем веке, не способны к самостоятельным решениям

СНОБ
Заплатка красоты Заплатка красоты

Главный тренд предновогоднего ухода – патчи для кожи вокруг глаз

Здоровье
Просто не сложилось Просто не сложилось

Этим известным советским актрисам так и не удалось познать радость материнства

Лиза
Ученый не от Бога. Как российский историк превратился в душегуба Ученый не от Бога. Как российский историк превратился в душегуба

Реконструировали события из жизни Сира, чтобы выяснить, что привело к трагедии

Русский репортер
«Семейный» диагноз: как отличить здоровую семью от проблемной? «Семейный» диагноз: как отличить здоровую семью от проблемной?

Иногда мы понимаем, что наша жизнь и жизнь семьи складывается как-то не так

Psychologies
Балканская мечта Балканская мечта

Говорят, что туристы, впервые увидев Белград, влюбляются в него сразу

Лиза
Большие комплексы маленьких детей Большие комплексы маленьких детей

Ранние психологические проблемы детей порой ставят нас в тупик

Psychologies
«Желтые жилеты»: революция на развязке «Желтые жилеты»: революция на развязке

Технологии, цели и причины самого массового протеста Европы

Русский репортер
Основная практика Основная практика

Брутальный экоинтерьер с элементами лофта

AD
Как фальсифицируют уголовные дела о наркотиках Как фальсифицируют уголовные дела о наркотиках

Что делать, если вам подбросили запрещенные вещества

СНОБ
Прощание с «грязными деньгами»: кого лишат кипрского гражданства Прощание с «грязными деньгами»: кого лишат кипрского гражданства

Кипр начал процедуру лишения гражданства иностранцев

Forbes
Айза Анохина показала квартиру и рассказала, почему в ней не живет ее муж Айза Анохина показала квартиру и рассказала, почему в ней не живет ее муж

Айза Анохина переехала в новую квартиру и не планирует делить ее со своим мужем

Cosmopolitan
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
Шипованная резина под угрозой: причины, сроки, штрафы Шипованная резина под угрозой: причины, сроки, штрафы

Почему в «Автодоре» предлагают уменьшить сроки использования шипованных шин

РБК
Открыть в приложении