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

Мы выбираем друг друга не случайно Мы выбираем друг друга не случайно

Выбор партнера предопределен всем предшествующим ходом нашей жизни

Psychologies
Вывески, кольца и световой меч: что актеры забирали на память со съемок Вывески, кольца и световой меч: что актеры забирали на память со съемок

Время, проведенное на съемочных площадках, артисты конвертируют в сувениры

РБК
Наталья Ветлицкая возвращается! Наталья Ветлицкая возвращается!

Кумир 90-х и первая красавица нашей эстрады возвращается!

StarHit
Триллионы на кону: почему миллиардер Аркадий Ротенберг передумал покидать большую стройку после Крымского моста Триллионы на кону: почему миллиардер Аркадий Ротенберг передумал покидать большую стройку после Крымского моста

Аркадий Ротенберг называл Крымский мост своим последним крупным проектом

Forbes
7 способов остановить детские истерики 7 способов остановить детские истерики

Как справиться с детскими истериками, учитывая при этом чувства ребенка

Psychologies
Бездушный рекрутер: как «продать» себя на собеседовании с роботом Бездушный рекрутер: как «продать» себя на собеседовании с роботом

Что нужно знать кандидатам, готовясь к собеседованию с роботом?

Forbes
Моё не трожь: как сделать приват на сервере в Майнкрафте Моё не трожь: как сделать приват на сервере в Майнкрафте

Все команды, связанные с приватом в Майнкрафте

CHIP
Идеальный стейк: как выбрать хорошее мясо по отличной цене Идеальный стейк: как выбрать хорошее мясо по отличной цене

Что делать, если хочется сэкономить деньги и насладиться качественным стейком

Популярная механика
Мама или бизнес-леди? Как совмещать любовь к детям и к своему делу Мама или бизнес-леди? Как совмещать любовь к детям и к своему делу

Женщины, которые запустили и развивают свой бизнес, оставаясь любящими мамами

Cosmopolitan
Муравьиная планета: как два друга из Волгограда заработали миллионы на фермах для насекомых Муравьиная планета: как два друга из Волгограда заработали миллионы на фермах для насекомых

Как детское увлечение превратилось в бизнес с миллионной выручкой

Forbes
Сладкая жизнь Сладкая жизнь

Как разумно ограничить потребление сахара и стоит ли отказываться полностью

Grazia
Стратегия кукушки: почему владелец Louis Vuitton сделал ставку на средний класс Стратегия кукушки: почему владелец Louis Vuitton сделал ставку на средний класс

Богатейший человек Европы Бернар Арно заключил крупнейшую сделку в своей карьере

Forbes
И в службу, и в дружбу И в службу, и в дружбу

Подруги, которые не побоялись рискнуть и открыли вместе собственное дело

Cosmopolitan
«Пророк от поколения миллениалов»: как предприниматель, мечтавший стать первым триллионером, превратился в изгоя «Пророк от поколения миллениалов»: как предприниматель, мечтавший стать первым триллионером, превратился в изгоя

Rfr Адам Нойманн потерял все — бизнес, репутацию и любовь подчиненных

Forbes
Могут ли головные уборы стать новыми it-аксессуарами Могут ли головные уборы стать новыми it-аксессуарами

В такой сфере, как мода, свято место пусто не бывает никогда

GQ
Что общего у заброшенной фабрики, модного лофта и паблик-спейса: рассказывает Алексей Капитанов Что общего у заброшенной фабрики, модного лофта и паблик-спейса: рассказывает Алексей Капитанов

Насколько тяжелы в реализации современные центры городского отдыха

Esquire
Когда простота — уникальная технология: тест JAC S3 Когда простота — уникальная технология: тест JAC S3

Компактный китайский кроссовер менее чем за 800 тысяч рублей

Популярная механика
Жизненная сила Жизненная сила

Теории о формах жизни - от живых камней до плазменных жителей космоса

Вокруг света
10 вариантов самодельных гирлянд на Новый год: праздник своими руками 10 вариантов самодельных гирлянд на Новый год: праздник своими руками

Сделать гирлянды для праздника можно и без особых финансовых затрат

Популярная механика
Основатель West Nautical Андрей Ломакин — об успехе и яхтах Основатель West Nautical Андрей Ломакин — об успехе и яхтах

Андрей Ломакин — о рынке и клиентах, а также любимых брендах и маршрутах

РБК
Как обманывают в соцсетях: 5 простых способов украсть ваши деньги Как обманывают в соцсетях: 5 простых способов украсть ваши деньги

Приемы, которыми пользуются мошенники в попытках «вытянуть» деньги у юзеров

Популярная механика
Игры, которые мы ненавидим: Марта Кетро о грязных приемах в отношениях Игры, которые мы ненавидим: Марта Кетро о грязных приемах в отношениях

Какие грязные игры в отношениях могут вам встретиться?

Cosmopolitan
Учительский абьюз: как защитить ребенка Учительский абьюз: как защитить ребенка

Абьюз со стороны учителей — проблема, о которой не принято много говорить

Psychologies
Как правильно концентрироваться и принимать решения Как правильно концентрироваться и принимать решения

Отрывок из книги «Биохакинг: руководство по раскрытию потенциала организма»

СНОБ
Недавно открытая черная дыра Млечного Пути оказалась подозрительно тяжелой Недавно открытая черная дыра Млечного Пути оказалась подозрительно тяжелой

Масса черной дыры возле звезды LB-1 в 68 раз больше, чем у Солнца

Популярная механика
Холодильник какой фирмы лучше выбрать Холодильник какой фирмы лучше выбрать

При выборе холодильника учтите объем, удобство, энергопотребление и цену

CHIP
Наталья Бочкарева: «Ради детей возьмусь за любую работу» Наталья Бочкарева: «Ради детей возьмусь за любую работу»

Наталья Бочкарева призналась, почему не снимается в постельных сценах

StarHit
7 продуктов, которые убивают влечение и плохо сказываются на либидо 7 продуктов, которые убивают влечение и плохо сказываются на либидо

Советуем съесть перед свиданием что-нибудь другое

Playboy
Технологии 3D-печати для насосов: эксперименты и возможности Технологии 3D-печати для насосов: эксперименты и возможности

Технология 3D-печати перекочевала со страниц фантастики в реальную жизнь

Популярная механика
Ускользающая красота: как сохранить цветы в вазе подольше Ускользающая красота: как сохранить цветы в вазе подольше

Как продлить растениям жизнь, если с клумбы их переселили в вазу

Cosmopolitan
Открыть в приложении