Разработка Штефана Враге — не единственная в своем роде. Еще в 1931 году в Германии появилось небольшое грузовое судно «Букау». И хотя на нем не было парусов, именно под действием ветра оно не раз пересекало Атлантический океан. Вскоре был открыт эффект Магнуса, который обрел свое практическое применение.
На палубе «Букау» располагались два цилиндра высотою 15,6 и диаметром 2,8 м. Вращаясь, они подобно парусам гнали корабль по волнам благодаря физическому эффекту, который первыми обнаружили… артиллеристы.
В середине XIX века на вооружение армии поступила нарезная артиллерия. Снаряды ее вращались, и это повышало меткость стрельбы. Но вели себя снаряды все же странно: при боковом ветре их дальность полета то возрастала, то значительно уменьшалась.
Причину этого явления выяснил в 1852 году немецкий ученый Густав Магнус. Он обнаружил, что на вращающийся цилиндр, обдуваемый сбоку ветром, действует сила, перпендикулярная его направлению (это явление стали называть эффектом Магнуса). Снаряд нарезного орудия — это, в сущности, и есть вращающийся цилиндр. Потому, когда ветер дул на него с одного бока, он поднимался и летел дальше, а когда дул с другой стороны, то терял высоту.
Физическую суть эффекта Магнуса прояснил профессор Геттингенского университета Л. Прандтль в начале прошлого века. Вот что происходит на поверхности вращающегося цилиндра, обдуваемого воздушным потоком. На одной его стороне направление вращения совпадает с направлением потока, а с другой — ему противоположно.
Воздух, коснувшийся поверхности цилиндра, образует на ней так называемый пограничный слой, в котором чем ближе к поверхности, тем меньше его скорость относительно этой поверхности. На самой же поверхности воздух относительно неподвижен, он как бы к ней прилипает. По мере поворота цилиндра «прилипший» к ней пограничный слой устремляется навстречу внешнему потоку, отрывается от поверхности цилиндра и возникает давление, направленное перпендикулярно потоку, омывающему цилиндр.
Предлагается к прочтению: Корабль-дрель — суда специального назначения\
Такая же сила возникает и на парусе, и на крыле самолета. Но у цилиндра она примерно в десять раз больше. Поэтому вращающиеся цилиндры — роторы — были использованы немецким инженером Флеттнером вместо парусов судна «Букау». При совсем небольшом ветре 8 м/с на каждом цилиндре возникала сила тяги в 2 300 кг. Цилиндры вращались электромоторами мощностью 18 л. с., получавшими энергию от дизельной электростанции.
Под действием ветра судно двигалось со скоростью 40 км/ч, при этом на преодоление силы сопротивления расходовалась мощность около 700 л. с. Сравните: если то же судно двигать при помощи винтов, то понадобятся двигатели общей мощностью около 1 000 кВт! А будь «Букау» парусником, для обслуживания парусов понадобились бы 20 человек. Между тем для обслуживания роторов Флеттнера хватало одного механика.
В свое время суда с ротором Флеттнера не получили широкого распространения и были вытеснены теплоходами. Интерес к ним возродился в 70-е годы ХХ века в связи с ростом цен на топливо и повышением внимания к вопросам экологии. Французский исследователь океана Ж. И. Кусто в 1980 году построил Калипсо – любимое детище Жака-Ива Кустосудно «Калипсо», оснащенное двумя роторными ветродвижителями. На каждом его роторе имелся щиток, направляющий поток воздуха. Изменяя его положение, можно было получать тягу в нужном направлении независимо от того, куда дует ветер. К сожалению, опыты с такими судами были прекращены после кончины ученого и более не возобновлялись.
Но в будущем вполне возможно использование роторных ветродвижителей, например, на спортивных и туристских судах. Например, в отличие от Романа Абрамовича, для которого недавно спустили на воду очередную моторную мегаяхту, американец Том Перкинс — любитель парусных судов. Впрочем, и его 88-метровый «Мальтийский сокол» – вершина инженерной мысли.
Дебютировав на выставке в Монако, яхта собрала все возможные награды за дизайн и технические характеристики. Она имеет весьма отдаленное отношение к традиционным клиперам. Прямое Парусные броненосцы на стыке преобразования технологийпарусное вооружение, характерное для судов времен Колумба, — не более чем внешнее сходство. На яхте использована уникальная технология «Dyna Rig» с вращающимися мачтами. Каждая рея имеет сенсоры, передающие на пульт управления данные о силе и направлении ветра. Компьютер затем рассчитывает оптимальное поло парусов. Максимальная скорость – 19,5 узла, заметно больше, чем у дизельных танкеров.
Самые быстрые морские суда
Чем больше и тяжелее корабль, тем больше сопротивление толщи разрезаемой им воды. Такое сопротивление воды существенно гасит скорость корабля. Суда небольшого размера и веса при большой скорости обычно глиссируют, то есть как бы скользят по поверхности воды.
Но можно поступить и по-другому. Корпус даже большого судна можно принудительно вытолкнуть из воды с помощью, например, подводных крыльев. Впервые такую конструкцию осуществил на практике в 50-е годы советский конструктор Р. Е. Алексеев. Построенные по его проектам суда – «Ракета», «Метеор», «Комета», «Колхида» и другие — развивали скорость 36-40 узлов.
Единственным серьезным недостатком таких кораблей является небольшая устойчивость. Поэтому в открытом море они чувствуют себя все-таки неуверенно. В основном, такие корабли используют для перевозки пассажиров на реках, озерах или вблизи морских берегов.
Есть, правда, и военные, и грузовые «крылатые» корабли. Самым большим судном на подводных крыльях считается «Плэйнвью», спущенное на воду 28 июня 1965 года в США. Его длина – 64 м, а вес с полным грузом – 314 т. Скорость – 95 км/ч.
Грузовые и грузопассажирские морские транспортные судаСамые большие пассажирские суда такого типа – «Супрамар». Это своего рода паромы, которые ходят через пролив Эресунн, между Данией и Швецией со скоростью 72 км/ч. Каждый такой корабль может взять на борт до 250 пассажиров и весит 165 т.
Сопротивление воды конструкторы пытались преодолеть не только с помощью крыльев. А что, если вообще вытащить корпус судна из воды и лететь над нею? Одним из первых это предложил сделать еще в 1716 году шведский ученый Э. Сведенборг, описавший лодку, имевшую по бортам два весла-совка, с помощью которых матросам следовало нагнетать под ее днище воздух.
Правда, мощности такой «силовой установки» оказалось явно недостаточно. И к идее вернулись лишь в конце XIX века, когда на флоте появились двигатели соответствующей мощности. В 1891 году француз К. Адер построил катер «Авион-3», оснащенный устройством для создания под его корпусом плотной воздушной подушки, а в 1916 году в Австро-Венгрии был построен торпедный катер на воздушной подушке, развивавший скорость до 40 узлов…
Очередной этап в истории судов на воздушной подушке наступил в 1927 году, когда к экспериментам с воздушной подушкой в Новочеркасске приступил доцент Донского политехнического института В. Левков.
В декабре 1934 года Левков и его сотрудники создали Суда специального назначениядвухместный полуторатонный катер Л-1, а два года спустя – и 9-тонный Л-5, развивавший скорость до 73 узлов. Предполагалось начать производство торпедных катеров на воздушной подушке, но начавшаяся Великая Отечественная война прервала эти работы.
Работы возобновились лишь в 1954 году, но, по существу, так и не были доведены до конца при жизни Левкова. Между тем в 1955 году в Великобритании К. Коккерелл запатентовал свою разновидность корабля на воздушной подушке. И уже в 1959 году первый экспериментальный аппарат «Hovercraft» (дословно: «Парящее судно») пересек Ла-Манш. А вслед за этим появился и первый боевой катер SR № 1, развивавший скорость до 30 узлов. В 1963 году производство подобных катеров освоили и американцы.
Военные специалисты как у нас, так и за рубежом стали использовать Боевые корабли на воздушной подушкекорабли на воздушной подушке в качестве десантных. В 60-е годы ХХ века в СССР начали осуществление программы строительства судов на воздушной подушке для ВМФ. В 1969 году пошел в серию десантно-штурмовой катер проекта 1205 «Скат» (главный конструктор – Л. Озимов, наблюдающий от флота – В. Литвиненко).
И ныне в справочниках НАТО числится около десятка типов судов на воздушной подушке, которыми оснащен наш флот. Среди них, например, «Аист» (или «Джейран») с массой в 370 т. Он берет на борт два обычных танка типа Т-72 или четыре плавающих ПТ-76. Кроме того, по бортам есть два кубрика на полсотни морских пехотинцев. Максимальная скорость «Аиста» – 70 узлов, крейсерская – 50. Дальность хода – 350 миль.
В 1973 году российские специалисты спустили на воду следующий корабль, получивший название «Кальмар», а за рубежом – «Лебедь». Его водоизмещение – 115 т, а скорость — до 70 узлов.
В 1986 году на Балтике появился «Поморник», он же «Зубр». Его водоизмещение — около 450 т. И, наконец, российский флот имеет ракетный корабль «Кобра», он же «Сивуч», про который в «Шведском морском обозрении» сказано:
«Корабль во многом превосходит все, что имеется на Западе в данной области».
Это и есть самое крупное в мире судно на воздушной подушке. Его водоизмещение 1 000 т.
