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 фильмов, которые заставили людей убегать из кинотеатра 7 фильмов, которые заставили людей убегать из кинотеатра

А вам когда-нибудь приходилось выбегать из кинотеатра

РБК
Теплый прием Теплый прием

В поисках идей, где бы провести Новый год, мы решили заглянуть к старым знакомым

Лиза
Сердце под капотом: в прокат вышел фильм о том, как Ford пытался обогнать Ferrari Сердце под капотом: в прокат вышел фильм о том, как Ford пытался обогнать Ferrari

Почему «Ford против Ferrari» нужно посмотреть, даже если вы не поклонник гонок

Forbes
Краснодарская девушка по прозвищу Кастет стала чемпионкой мира по брейкдансу Краснодарская девушка по прозвищу Кастет стала чемпионкой мира по брейкдансу

MAXIM взял интервью у чемпионки мира по брейкдансу

Maxim
«Смесь грузовика и истребителя»: что эксперты и первые пассажиры говорят об электропикапе Tesla «Смесь грузовика и истребителя»: что эксперты и первые пассажиры говорят об электропикапе Tesla

Презентация первого электропикапа от Tesla оставила наблюдателей в недоумении

Forbes
Диана Машкова: Я — Сания. История сироты Диана Машкова: Я — Сания. История сироты

Почему дети, выросшие в детских домах, никогда не плачут

СНОБ
Здоровое ли ваше питание? Как правильно читать этикетки на упаковке продуктов Здоровое ли ваше питание? Как правильно читать этикетки на упаковке продуктов

Как понять, будет ли продукт из сегмента "правильное питание" полезен?

СНОБ
Заплатка красоты Заплатка красоты

Главный тренд предновогоднего ухода – патчи для кожи вокруг глаз

Здоровье
Леон Фелипе Леон Фелипе

Леон Фелипе - нормальный трагический поэт, обычный такой гений

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

Как самостоятельно удлинить рукава в домашних условиях

Cosmopolitan
Все, что вам нужно знать о Мартине Марджеле Все, что вам нужно знать о Мартине Марджеле

Об одном из самых загадочных современных дизайнеров

GQ
Полный пенсион: как петербурженка открыла сеть бесплатных кафе для пожилых людей Полный пенсион: как петербурженка открыла сеть бесплатных кафе для пожилых людей

Из проекта «Чешский домик» Александры Синяк выросла сеть благотворительных кафе

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
Долго и счастливо: 6 советов, как выйти на пенсию и не разрушить отношения Долго и счастливо: 6 советов, как выйти на пенсию и не разрушить отношения

Что стоит предпринять, чтобы сохранить крепкие и теплые отношения

Psychologies
Лишние траты: 10 функций бытовой техники, которые вам не нужны Лишние траты: 10 функций бытовой техники, которые вам не нужны

Выбираем технику для дома с умом!

Популярная механика
Нейроинтерфейс позволяет управлять курсором силой мысли Нейроинтерфейс позволяет управлять курсором силой мысли

Ученым удалось создать у обезьян искусственное осязание

Популярная механика
Дело Дело

Отрывки из книг Кирилла Серебренникова и Алексея Малобродского

СНОБ
Ничего не покупать и стать счастливым Ничего не покупать и стать счастливым

В противовес философии потребления придуман день без покупок

Psychologies
Государство и его дикари. Почему власти оказываются на стороне насильников Государство и его дикари. Почему власти оказываются на стороне насильников

Российская власть боится будущего

СНОБ
Дмитрий Иванов: «Развод предсказала астролог Лолы!» Дмитрий Иванов: «Развод предсказала астролог Лолы!»

Бывший муж Лолиты представил свою версию расставания с певицей

StarHit
Знаменитые «еретики» Знаменитые «еретики»

Обвинение в ереси позволяло любого неугодного отправлять на костёр

Дилетант
Двое в лодке Двое в лодке

Нина ушла с позиции вице-президента Adidas и бросила все силы на стартап мужа

СНОБ
I love this game! I love this game!

Интарс Бусулис - латвийский певец, победитель конкурса «Новая волна – 2005»

OK!
Николай Дроздов Николай Дроздов

Николай Дроздов опередил время, создав собственный жанр научного стендапа

Собака.ru
Семейные привычки: учим английский вместе с детьми Семейные привычки: учим английский вместе с детьми

Учить иностранный язык — непростая задача и для взрослого, и для ребенка

Psychologies
Терапия природой подходит не всем? Терапия природой подходит не всем?

Полный отрыв от городской среды полезен не всем

Psychologies
Без определенного места сожительства: как коворкинги и коливинги вытесняют офисы и квартиры Без определенного места сожительства: как коворкинги и коливинги вытесняют офисы и квартиры

Экономика шеринга развивается во всем мире с огромной скоростью

РБК
На дофаминовой игле На дофаминовой игле

Как мы, сами того не замечая, попадаем в дофаминовые сети

Здоровье
Брайан Стивенсон: Звонок за ваш счет. Отрывок из книги Брайан Стивенсон: Звонок за ваш счет. Отрывок из книги

Все подзащитные Стивенсона — заключенные, приговоренные к смертной казни

СНОБ
Связи решают: рекомендации по нетворкингу от шести предпринимательниц Связи решают: рекомендации по нетворкингу от шести предпринимательниц

Неочевидные стратегии в налаживании деловых связей от представительниц бизнеса

Forbes
Открыть в приложении