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

История царских спецслужб в период первой мировой войны История царских спецслужб в период первой мировой войны

Отрывок из книги Владимира Хутарева-Гарнишевского

Esquire
Наш друг серотонин Наш друг серотонин

Как научиться контролировать уровень серотонина

Худеем правильно
Барбара Оакли: Mindshift. Новая жизнь, профессия и карьера в любом возрасте. Отрывок из книги Барбара Оакли: Mindshift. Новая жизнь, профессия и карьера в любом возрасте. Отрывок из книги

Почему даже в зрелом возрасте не поздно сменить сферу деятельности

СНОБ
Василий Кондратьев: В лесу, который склоном шел к берегу… Василий Кондратьев: В лесу, который склоном шел к берегу…

Отрывок из прозы петербургского поэта Василия Кондратьева

СНОБ
Без лишней скромности Без лишней скромности

В мире, где все помешались на онлайн-шопинге, Изабель Маран идёт против течения

Vogue
Suzuki Jimny. Приключения японского Коробка Suzuki Jimny. Приключения японского Коробка

Коробок сумел перехитрить многих, но далеко не всех

4x4 Club
Александра Урсуляк: «Три дня на пляже – и я снова красотка» Александра Урсуляк: «Три дня на пляже – и я снова красотка»

Звезда сериала «Хорошая жена» о том, почему мечтает сбежать из дома

StarHit
Наш долг перед Африкой: почему избыточное потребление стало постыдным Наш долг перед Африкой: почему избыточное потребление стало постыдным

Почему нужно несколько раз подумать, прежде чем купить себе новый iPhone

Forbes
Голицыны Голицыны

Происходят Голицыны от литовского князя Гедимина

Дилетант
Из разных миров: Киану Ривз и другие знаменитые мужчины, полюбившие простушек Из разных миров: Киану Ривз и другие знаменитые мужчины, полюбившие простушек

Герои нашего материала предпочли обычных девушек с большим и добрым сердцем

Cosmopolitan
Верность как выбор: все о «новой» моногамии Верность как выбор: все о «новой» моногамии

Верность сама по себе еще не делает брак счастливым

Psychologies
Жизненная сила Жизненная сила

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

Вокруг света
Заметки о Каппадокии Заметки о Каппадокии

Поездка в Каппадокию в ноябре

Наука и жизнь
Хищные вещи Йипа ван Леуэнстейнa Хищные вещи Йипа ван Леуэнстейнa

Дизайнер Йип ван Леуэнстейн пытается решать проблемы человечества

Популярная механика
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
Естественный соблазн Естественный соблазн

Антонио Бандерас рассказал о том, что делает его счастливым

Домашний Очаг
Когда чужая зависть вызывает в нас чувство стыда Когда чужая зависть вызывает в нас чувство стыда

Как так получается, что человек, желая защитить себя от зависти, испытывает стыд

Psychologies
Главная школа стартапера: миллиардер Дэвид Даффилд об опыте, который нужен успешному предпринимателю Главная школа стартапера: миллиардер Дэвид Даффилд об опыте, который нужен успешному предпринимателю

Чему может научить предпринимателя большая компания?

Forbes
Актер и гражданин Александр Паль сыграл самую сложную роль в своей карьере: обманутого мужа в эротической фемдраме «Верность» Актер и гражданин Александр Паль сыграл самую сложную роль в своей карьере: обманутого мужа в эротической фемдраме «Верность»

Александр Паль — о новой роли, гражданской позиции и популярности

Собака.ru
Фотоистория: Что покупали жители Восточной Германии на свои 100 «приветственных марок» Фотоистория: Что покупали жители Восточной Германии на свои 100 «приветственных марок»

Некоторые жители Восточной Германии до сих пор хранят памятные вещи

Esquire
Не думать о треуголке. Почему наше общество бессильно перед сумасшедшим реконструктором Не думать о треуголке. Почему наше общество бессильно перед сумасшедшим реконструктором

Жуткое преступление в центре Петербурга провоцирует на культурные реминисценции

СНОБ
«Сыворотка увеличивает грудь» и другие невыполнимые обещания бьюти-брендов «Сыворотка увеличивает грудь» и другие невыполнимые обещания бьюти-брендов

На что только ни идут косметические бренды, чтобы привлечь новых покупателей

Cosmopolitan
И в службу, и в дружбу И в службу, и в дружбу

Подруги, которые не побоялись рискнуть и открыли вместе собственное дело

Cosmopolitan
Лариса Лужина: «Обращусь я к друзьям» Лариса Лужина: «Обращусь я к друзьям»

Лариса Лужина отпраздновала юбилей в Доме кино

Караван историй
Машину вернут под залог: еще одно ужесточение для пьяных водителей Машину вернут под залог: еще одно ужесточение для пьяных водителей

У подозреваемых в пьяном вождении предлагается отбирать машины

РБК
Российские ученые приблизили создание «новой флешки» Российские ученые приблизили создание «новой флешки»

Прорыв на пути к созданию новых типов энергонезависимых ячеек памяти

Популярная механика
Победа на бумаге: почему планы России по захвату мирового угольного рынка имеют мало общего с реальностью Победа на бумаге: почему планы России по захвату мирового угольного рынка имеют мало общего с реальностью

В обновленной «Энергостратегии» Минэнерго закрепило цель довести до 25%

Forbes
Сезонные решения Сезонные решения

Самое время оказать организму комплексную поддержку

Худеем правильно
Заклятые друзья: почему важно дружить с братьями и сестрами Заклятые друзья: почему важно дружить с братьями и сестрами

Базовые правила крепкого общения с братьями и сёстрами

Psychologies
Дети пустыни Дети пустыни

Кровные узы пустынников-берберов

Вокруг света
Открыть в приложении