Полет на крыльях

Судно на подводных крыльях сочетает в себе достоинства высокоскоростного судна и аэроплана. Вот одно из описаний СПК: „ … Союз аэродинамики и гидродинамики — гибрид корабля, чьи внешние формы он заимствовал, и аэроплана, подобно которому он сконструирован”. Нет ничего удивительного в том, что многие пионеры авиации: Форланини, братья Райт, граф де Ламбер, Клемент Адер, Александр Грехэм Белл, Гленн Куртисе, „Кеси” Болдуин, лейтенант Селфридж — стояли у истоков создания СПК.

По сути дела, сотрудничество между конструкторами и компаниями в области авиации, с одной стороны и инженерами и фирмами, занятыми проектированием СПК, с другой стороны существует столь долго, что превратилось в традицию. Для того, чтобы определить масштабы влияния авиации на проектирование и постройку СПК, достаточно просто перечислить некоторые из крупнейших аэрокосмических фирм, активно работающих в области проектирования СПК в последние годы: „Боинг”, „Де Хэвиленд Кэнада”, „Грумман”, „Локхид”, „Аэроспасиаль”, „Блом энд Фосс”, „Хитаси” и „Мицубиси”, а если добавить к этому списку такие ведущие фирмы — изготовители энерго-­систем для СПК, как „Эллисон”, „Эйроджет дженерал”, «Дженерал электрик”, „Пратт энд Уитни”, „Роллс-ройс”, MTV и „Турбомека”, то станет ясно, что именно аэрокосмическая промышленность, а не судостроительная дала толчок делу развития СПК.

Судно
Высокоскоростное судно на подводных крыльях

В отличие от аппаратов на воздушной подушке, которые парят над водой или другой поверхностью, за счет статического или динамического действия воздуха, нагнетаемого в подушку, СПК приподнимает корпус над поверхностью воды с помощью небольших конструкций, идентичных в сечении крыльям самолета и предназначенных, для создания гидродинамической подъемной силы при движении в воде.

Хотя подводное крыло движется сквозь воду, плотность которой в 815 раз больше плотности воздуха, его работа базируется на тех же физических принципах, что и обычного крыла самолета. Доктор Даниэль Бернулли своими исследованиями в области движения газов и жидкостей доказал, что чем быстрее движение жидкости или газа, тем меньшее давление они оказывают на поверхность предметов (объектов), вдоль которых текут. Точно так же, как и у крыла самолета, изогнутая верхняя поверхность подводного крыла при движении вызывает большую скорость обтекания верхней поверхности крыла, нежели нижней, тем самым являясь причиной появления разности давлений между верхней и нижней поверхностями. Устремляющуюся по изогнутой верхней поверхности крыла, вода движется с большей скоростью, чем под крылом, что ведет к уменьшению давления на верхней части крыла и образованию гидродинами­ческой подъемной силы. Подводные крылья закреплены на корпусе с помощью стоек. При определенной скорости движения подъемная сила, действующая на подводные крылья, способна полностью поднять корпус судна из воды.

Первым СПК успешно прошедшим испытания, стало одно из судов серии „гидроаэропланов”. Оно было спроектировано и построено итальянцем Энрико Форланини, пионером в области авиа и вертолетостроения. Его аппарат был оборудован набором подводных крыльев, напоминавших ступеньки лестницы-стремянки. В течение 1905 — 1911 гг. это судно неоднократно демонстрировало свои возможности на озере Маджиоре, оно имело скорость до 38 уз. В 1907 г. к опытам Форланини на озере Маджиоре присоединился еще один авиатор, генерал Артуро Крокко, которому удалось впервые в мире построить лодку на подводных крыльях.

В ней была использована система пересекающих поверхность воды подводных крыльев, образованная двумя пересекающимися плоскостями. Эта система известна, как V — образное расположение подводных крыльев. Крокко энергично, но безрезультатно пытался найти рынок сбыта СПК и даже рассылал по почте листовки, в которых превозносил достоинства СПК, как высокоскоростное средство передвижения на внутренних водоемах. Много лет спустя именно его подводные крылья вдохновили Шертеля и Заксенбурга на создание системы, которая впоследствии была использована на первых в мире СПК, нашедших практическое применение, как средство транспорта.

Лодка
Высокоскоростная лодка на подводных крыльях

Хотя Форланини и Крокко стали первыми, кто построил СПК реальных размеров с собственным двигателем, опыты с системами подводных крыльев были проведены на 10 — 20 лет раньше. В 1881 г. в Великобритании Горацио Филлипс изобрел первую систему подводных крыльев типа „лесенка” и успешно продемонстрировал ее с помощью буксируемых моделей. В 1894 г. братья М. и Л. Мичем сконструировали лодку, оснащенную полностью погруженными подводными крыльями с изменяемым углом установки. Для регулирования угла установки крыльев и соответственно, изменения подъемной силы впереди корпуса, перед носовыми крыльями предполагалось поместить на выдвинутом вперед рычаге планирующее крыло — датчик, регистрирующий изменение высоты волн. К сожалению, не сохранилось никаких документов, подтверждающих факт осуществления этого проекта.

Очень часто в истории создания СПК упоминается имя графа де Ламбера, продемонстрировавшего свое судно в 1891 г. на реке Сена в Париже. Хотя его лодку и характеризовали неоднократно как СПК, по существу это было глиссирующее судно с крыльями по бокам, предназначенными для глиссирова­ния на высоких скоростях, а не для движения на подводных крыльях. Так и не построив настоящее судно на подводных крыльях, де Ламбер был вынужден оставить свои опыты со скоростными катерами. Его дальнейшая деятельность была направлена на развитие авиации во Франции.

В 1911 г. Форланини нашел первого покупателя судна на подводных крыльях. Им оказался Александр Грэхем Белл, изобретатель телефона. После прогулки по озеру Маджиоре на одном из „гидроаэропланов” Форланини Белл стал с энтузиазмом относиться к этой новой технической идее и приобрел лицензию на постройку и разработку системы подводных крыльев Форланини «.лесенка” в Северной Америке. Среди сподвижников Белла оказались „Кеси” Болдуин, Гленн Куртисе, лейтенант Селфридж и Джон Мак Курди.

Совершенно случайно Белл назвал свои суда „гидродромами”, одно из них HD-4 установило в сентябре 1918 г. мировой рекорд скорости на воде — 70,86 уз. Если Форланини был первым изобретателем, экспортировавшим за границу технический проект СПК, то помощник Белла „Кеси” Болдуин стал первым, кто отправил на экспорт полностью готовое судно. В начале 20-х годов он поставил королевскому флоту Великобритании два „гидро­дрома” конструкции Белла. Вскоре после того, как суда были доставлены на место, их подвергли скоростным испытаниям при штормовой погоде.

Испытания проходили в открытом море недалеко от Спитхеда. Конструкция этой модели не предусматривала эксплуатацию в реальных морских условиях и оба судна разрушились. Вероятно, из-за невозможности оборудовать СПК приемлемой легкой морской энергетической установкой, а также в следствии отсутствия опыта постройки легких металлических судовых корпусов и нежелания правительства оказать поддержку новой идее, интерес к судам на подводных крыльях начал постепенно ослабевать. Однако это продолжалось недолго. В 1927 г. барон Ганс фон Шертель, основатель фирмы „Супрамар лими­тен”, приступил в Германии к своим известным опытам. Подобно Форланини, фон Шертель был инженером по образованию и страстным энтузиастом авиации. В 1924 г. он принял участие в соревнованиях планеристов на приз Роен и был удостоен награды, за проект планера с крылом регулируемой подъемной силы.

Судно
Пассажирское судно на подводных крыльях — «Комета 120М»

Однако только в 1936 г., после завершения им постройки восьмого по счету экспериментального СПК, фон Шертель смог утверждать, что вышел победителем в борьбе с воздушным потоком, с неразрешимыми прежде проблемами конструкции крыла и движительной установки и что он построил остойчивую лодку, способную обеспечить безопасность, при движении на крыльях по волнам. Фон Шертель, теперь уже признанный отец современных СПК, отметил свой успех 230-мильным (370 км) переходом из Майнца в Кельн и обратно при плохой погоде. Эта успешная демонстрация настолько убедила Совет директоров, судоходной линии Кельн — Дюссельдорф, осуществлявшей перевозки по Рейну в большом будущем технического проекта, что они немедленно оформили заказ на постройку первого пассажирского СПК. В содружестве с ныне покойным Заксенбургом был создан „Консорциум СПК Шертеля-Заксенбурга”.

Лицензия на производство СПК была выдана верфи „Гебрюдер Заксенбург”. Целью создания „Консорциума” было использование патентов и технических открытий Ганса фон Шертеля и содействие в разработке его конструкции СПК. Техническое руководство судостроительной верфью осуществлял профессор Г. Вайнблюм. Предприятие располагало группой высококвалифицированных инженеров. С этого момента процессу проектирования и постройки, стал предшествовать длительный период эксперементальных исследований и испытаний на моделях. Перед самым началом второй мировой войны в 1939 г. „Консорциум” закончил постройку 2,8-тонного демонстрационного судна, которое сразу же привлекло внимание германского военно-морского флота. После показательных испытаний нового судна на Балтийском море, на него поступили заказы и от Германского флота и от сухопутных сил. Работа Ганса фон Шертеля, была направлена на удовлетворение военных требований.

Разразившаяся вскоре война и сумятица военного периода, отодвинули на 14 лет осуществление его проекта первого пассажирского СПК. В июне 1940 г. начались работы, над постройкой первого боевого морского 17-тонного катера на подводных крыльях VS.6. Конечной целью было проведение сравнительных испытаний КПК-эсминца и идентичного по массе, размерам и мощности двигателя водоизмещающего эсминца. На следующий год испытания состоялись, причем VS.6 достиг скорости 47,5 уз что было почти на 17,5 уз больше скорости водоизмещающего эсминца. Это было удивительное достижение, особенно если рассматривать его ретроспективно, поскольку прошло 25 лет, прежде чем эта скорость была достигнута другим катером на подводных крыльях фирмы ,,Грумман Денисон”, принадлежащим морскому управлению США.

Во время войны было разработано 15 различных типов КПК всех размеров, включая самый крупный скоростной катер длиной 32 м и массой 80 т, способный перевозить 20-тонный армейский танк, боеприпасы и другие грузы, между Сицилией и Северной Африкой. Катер, оснащенный двумя дизелями „Мерседес-Бенц” мощностью по 3600 л. с. (2600 кВт) каждый имел максимальную скорость 40 уз. В 1944 г., после того как, во время шторма отказали оба двигателя этого катера, он был оставлен на мели. Во время испытаний с полной загрузкой КПК развивал скорость 37 уз, при высоте волны до 1,8 м и длиной до 45 м.

Катер
Катер на подводных крыльях (КПК)

В период сотрудничества в годы войны, с группой исключительно хорошо подготовленных конструкторов верфи „Гебрюдер Заксенбург”, возглавляемых доктором Вайнблюмом, фон Шертелю, представилась возможность предпринять серьезные исследования кавитации, суперкавитации и других явлений. К 1945 г. он нашел решения большинства проблем, которые с самого начала сдерживали развитие проектирования СПК. С целью преодоления препятствий для увеличения светового клиренса , которые возникли в результате использования наклонной и V -образной передач, фон Шертель впервые создал Z — образную систему передачи мощности на винт для СПК. Двигатель на его патрульном катере Т1-6 был помещен на палубе, а с двумя вращающимися в противоположном направлении гребными винтами, он был соединен с помощью угловой передачи, сконструированной на верфи „Заксенбург”

В послевоенные годы Гансу фон Шертелю и еще нескольким членам его группы удалось организовать дело, на этот раз в Люцерне (в Швейцарии), под вывеской фирмы „Супрамар АГ”. Первым проектом СПК, разработанным фирмой „Супра­мар АГ” после войны, стал ПТ-10, рассчитанный на 28 пассажирских мест (П — пассажирский, Т — транспорт, 10 — масса в тоннах согласно первоначальному проекту). В действительности судно имело массу 9,2 т., 16 мая 1953 г. этот скоростной паром открыл пассажирскую линию между Локарно и Ароной, на озере Маджиоре.

В отличие от того огромного интереса, с которым весь мир отнесся шестью годами, позже к самому первому испытательному переходу СВП через Ла-Манш, колоссальное техническое достижение, продемонстрированное ПТ-10, было абсолютно оставлено без внимания. К счастью, оно заинтересовало все же одного наделенного богатым воображением туриста, который в 1953 г. решил воспользоваться услугами этого необычного судна. Им оказался Карло Родригез, владелец верфи „Кантиере Навале Родригез” в Мессине, на острове Сицилия. Направляя свою деятельность на развитие промышленности и торговли Сицилии, Родригез понимал, что скоростные комфортабельные пассажирские СПК являются идеальным средством для привлечения туристов, желающих совершить морские путешествия с итальянского материка на остров Сицилия.

Туризм и торговля от этого только выиграли бы, а если бы он смог строить СПК на экспорт, то это улучшило бы состояние промышленности на острове. Так Родригез стал первым, кто приобрел у фирмы „Супрамар АГ” лицензию на постройку СПК. Этот факт заставил поверить в то, что Сицилия наряду с другими более классическими претензиями на славу, могла бы также получить всемирную известность как место рождения современного пассажирского СПК. Беспредельный энтузиазм Родригеза и двух его племянников в сочетании с исключительной технической подготовкой конструкторской группы фирмы „Супра­мар АГ” оказались непревзойденными. Вскоре СПК неслись над волнами так высоко, как они никогда до этого не поднимались. Технология была разработана, но оставалось еще одно препятствие, с которым надо было считаться. Сможет ли СПК доказать свою экономичность, в условиях жесткой конкуренции? После полувекового пути развития, концепция лодки на крыльях достигла того предела, после которого уже не было пути назад.

Судно
Судно на подводных крыльях — «Ракета»

Первое судно ПТ-20, построенное на верфи Родригеза, было спроектировано с учетом спецификаций, представленных итальянским морским регистром и германским Ллойдом. Судно, названное „Фреккиа Дель Соле”, водоизмещением 27 т было рассчитано на 75 пассажирских мест, оно было спущено на воду в 1956 г. К середине года это СПК выполнило несколько показательных выходов, вдоль итальянского побережья и совершило переход на расстояние в 1600 морских миль из Италии в Грецию. „Фреккиа Дель Соле” не раз доказало свою пригодность к плаванию в морских условиях и осуществляло перевозки, при высоте волн порядка 4 м.

В августе 1956 г. Карло Родригез основал судоходную компанию, под названием „Алискафи”. Она должна была специализироваться на эксплуатации СПК не только в Италии, но и повсюду в мире, где только СПК могли раскинуть свои морские крылья. В том же месяце состоялось торжественное открытие постоянно действующей линии между материком и Сицилией. Теперь, чтобы попасть из Мессины в Реджио ди Калабрия, требовалось в четыре раза меньше времени, чем прежде, когда на этой линии использовался обычный паром. Ежедневно судно совершало 22 перехода, тем самым демонстрируя пригодность СПК, для эксплуатации на других линиях. Но лишь через четыре года, обращаясь к участникам одной из конференций в Америке, фон Шертель счел возможным заявить следующее:

„Результаты эксплуатации этого судна весьма примечательны. Обладая вместимостью салона в 75 кресел, это судно перевезло в течение одного месяца рекордное число пассажиров — 31 000. Среднее количество пассажиров, перевозимых за день, составляет 800 — 900. К настоящему моменту общее число перевезенных пассажиров достигло 1 000 000. Суда, используемые на линиях вокруг Сицилии, проплыли 465 000 морских миль (860 000 км), что больше расстояния до Луны и обратно”.

В конце концов СПК доказало свои возможности. Оно было жизнеспособно с точки зрения коммерческой эксплуатации. К 1960 г. к Г1Т-20 присоединился еще более крупный 63-тонный ПТ-50, строительство обоих типов СПК шло на верфи полным ходом. У ПТ-50 была вдвое больше вместимость, чем у ПТ-20, он предназначался для использования в открытом море, вдали от побережья, в том числе и на линиях между островами. Головное судно серии было построено на верфи Родригеза в начале 1958 г., а его проект был вскоре одобрен почти всеми морскими классификационными обществами.

Прошло немного времени и спрос на СПК марки „Супрамар” возрос настолько, что были проданы дополнительные лицензии на производство СПК, по проекту фирмы нескольким судостроительным фирмам в Голландии, Норвегии и Японии. Через несколько лет СПК более чем восполнили недостаток известности в начальный период. Газеты, международные журналы, телевидение наперебой обсуждали перспективы нового вида транспорта, а ПТ-20 № 2 „Летучая Рыба” даже участвовал в съемках одного из фильмов о Джеймсе Бонде. Нефтяные компании уже не только помещали в целях рекламы на бортах СПК свои эмблемы, но и приступили к оформлению заказов на постройку СПК, предназначенных для снабжения морских буровых установок. Осуществилась мечта фон Шертеля, мало того, что суда на подводных крыльях доказали свои возможности, но их приняли и они стали одним из атрибутов повседневной жизни.

В последующие годы фирма „Супрамар АГ” (теперь уже в основном только конструкторское бюро), приступила к проектированию более крупных судов, в том числе ПТ-75 и ПТ-150, а также к разработке системы воздушной стабилизации в целях повышения уровня комфортабельности пассажирских судов.

Кроме того, разрабатывались системы глубоко погруженных подводных крыльев, предназначенных для СПК, спроектированного для работы в штормовую погоду. Описание этих разработок и соответствующие иллюстрации помещены в последующих главах.

Судно
Боевое судно на подводных крыльях

В 30-е годы очень упорно работали над проблемами развития СПК два других пионера в этой области, профессор Отто Тьетенс и Грунберг. В 1932 г. Тьетенс наметил метод улучшения продольной устойчивости судна, поместив главное V — образное подводное крыло, под центром тяжести, а затем и несколько выдвинув его вперед. Его целью было обеспечить средства, для поддержания носовой части судна в приподнятом положении в те моменты, когда СПК испытывало неожиданную потерю подъемной силы.

Главная проблема с которой приходилось сталкиваться при таком подходе, заключалась в том, что основное подводное крыло должно было располагаться почти в центре судна, близко к его центру тяжести, тем самым обеспечивалась недостаточная поддержка носовой и кормовой оконечностей корпуса. Во время второй мировой войны, было построено несколько КПК этого типа для немецкого ВМФ, но проблема распределения нагрузки на корпус оставалась нерешенной, поэтому и развитие этой идеи было приостановлено в пользу проекта Шертель — Заксенбург.

Грунберг (в настоящее время он носит имя В. А. Грейг) запатентовал свою систему в Париже в 1935 г. Он приступил к работе над СПК, находясь в полном неведении, относительно предпринимавшихся ранее попыток создания подобных судов. Вследствие этого, он не испытывал чьего-либо влияния и не представлял заранее хода исследований. Грунберг стремился с помощью глубоко погруженных крыльев (или крыла) приподнять корпус над поверхностью воды и обеспечить продольную устойчивость, не прибегая к техническим усовершенствованиям и используя принцип изменения угла атаки крыла. Его система, которая позднее была применена на судне FHE-400 „Акуавион” фирмы „Де Хэвиленд Канада” и на некоторых моделях Сормов­ского завода, состоит из глиссирующего стабилизатора (носового крыла), закрепленного в носовой части и основного подводного крыла, установленного в кормовой части.

Изменение подъемной силы на стабилизаторе, реагирует на изменение силы потока в значительно большей степени, нежели соответствующее изменение подъемной силы на основном гидрокрыле. При изменении условий работы, т.е. в зависимости от скорости, массы или характера волнения, главное подводное крыло погружается в воду или приподнимается относительно стабилизатора, естественным образом регулируя угол атаки. Патент Грунберга предусматривает использование в качестве стабилизатора поплавка, с обычными водоизмещающими обводами, либо частично погруженного подводного крыла, но могут применяться также гидролыжи и выравнивающие закрылки, что и было продемонстрировано на некоторых мелкосидящих типах судов с малопогруженными подводными крыльями. 

Существуют два основных типа подводных крыльев:

  1. Пересекающие поверхность воды крылья (этот тип крыльевой системы устойчив сам по себе);
  2. Погруженные подводные крылья (эта крыльевая система не является стабильной, устойчивой).

Глубина погружения подводных крыльев может регулироваться с помощью механических, электрических или прочих механизмов системы управления. Система пересекающих поверхность крыльев, которая характеризуется естественной устойчивостью, простотой конструкции, надежностью в эксплуатации, является идеальной для внутренних водоемов, устьев рек и прибрежных районов. Однако в условиях открытого моря преимущества остаются все же на стороне погруженных подводных крыльев, несмотря на более сложную конструкцию, так как при ходе на развитом волнении они имеют лучшие эксплуатационные показатели. Размеры крыльев у судна с погруженными подводными крыльями сравнительно малы, однако эти крылья держат на себе все судно. Таким образом, судно с таким относительно высоким положением центра тяжести, напоминает перевернутый маятник. Если бы за положением такого судна и высотой его движения над водой не осуществлялся постоянный контроль, оно бы перевернулось.

Первая в мире успешно действующая система управления глубоко погруженными подводными крыльями была сконструирована и построена англичанином Кристофером Гуком. Впервые интерес к СПК пробудился у Гука во Франции в конце 30-х годов, когда при проявлении фотопластинок размером в четыре квадратных фута (около 0,4 м2) он неожиданно обнаружил возникающую на них подъемную силу.

Немецкая оккупация застала его в Виши, где он продолжал до 1942 г. заниматься проблемами гидродинамики и аэронавтики. Затем Гук тайно был переправлен в португальские владения в Юго-Восточной Африке. Оттуда он направился в Кению, где ему удалось возбудить интерес к постройке СПК у руководителей железной дороги «Кении и Уганды. Ему было разрешено воспользоваться помещениями железнодорожных мастерских в Кисуму, где из деталей отслужившего свой век судна „Супермарин Уолрэс”, оцененных в 20 фунтов стерлингов, он и построил свое первое СПК.

Катер
Конструкция катера на подводных крыльях

После возвращения в Англию, Гук построил небольшое двухместное показательное судно „Красный Жук”, приводимое в движение воздушным винтом. Гук впервые показал это судно на Нью-Йоркской выставке лодок в 1951 г. Успех „Красного Жука” позволил Гуку приступить к проектированию целого ряда цельнометаллических сборных аппаратов, с использованием подвесных моторов с длинными надставками. Он также подписал контракт на постройку десантного КПК-амфибии для ВМС США.

Система управления крыльями, сконструированная Гуком, является механической, в ней использованы установленные впереди или позади судна, волновые рычаги-датчики. Они движутся по волнам и через соединительную систему в зависимости от конфигурации волны постоянно изменяют угол наклона основных подводных крыльев, обеспечивающий необходимую глубину их погружения. Первое прогулочное судно Гука весило полтонны или меньше, а десантный катер для ВМС США имел массу 14 т, это был резкий скачок в увеличении размеров СПК. Кроме того, к этому катеру предъявлялись исключительно сложные требования, он должен был с момента старта на полной скорости достичь берега, после чего убрать внутрь все свои „ноги”, включая движительную колонку.

„Халобейтс” — так назвали новый катер — вполне отвечал требованиям, предъявляемым к его эксплуатационным характеристикам. На всех произвело большое впечатление движение этого катера со скоростью 39 уз, при волне высотой почти 2 м. Но как раз та система, которая помогла этому КПК опередить своих конкурентов на испытаниях кораблей ВМС США, явилась причиной неудачного окончательного итога. Длинные вытянутые рычаги-датчики, которые выполняют такую важную роль в определении высоты волны, были признаны слишком неуклюжими и уязвимыми для десантного корабля.

Позднее Гуку удалось представить на рассмотрение, более компактный вариант расположения датчиков, но к тому времени чисто механическая система датчиков вышла из моды. Военно-морская и аэрокосмическая отрасли промышленности США, приняли изобретенную Гуком систему подводных крыльев с изменяемым углом атаки, а механические рычаги-датчики были заменены электронными датчиками. Успешные исследования Гука, явились важным шагом вперед. Он сумел впервые доказать жизнеспособность глубоко погруженных подводных крыльев в взаимодействии с соответствующими датчиками. Он также показал, что судно относительно небольшого тоннажа, снабженное этой системой, могло безопасно эксплуатироваться, при любых направлениях, высоте и конфигурации волн.

Положительное влияние, которое оказала его деятельность, трудно переоценить, продемонстрированные на его судах, которые зачастую были построены в стесненных условиях и на крошечные бюджеты, возможности новой системы изменения угла атаки подводного крыла, заставили замолчать некоторых самых яростных критиков СПК, а достигнутые технические показатели заложили прочную основу, для создания многих сегодняшних морских судов второго поколения. Приблизительно в это же время, т. е. в середине 50-х годов, ВМС США стали играть доминирующую роль в разработке и конструировании катеров на подводных крыльях. Еще в начале века департамент ВМС правительства США проявлял периодический интерес к идее создания КПК, а позднее он в значительной мере усилился под влиянием успехов, достигнутых благодаря исследованиям фон Шертеля и показательным испытаниям Гука.

Катер
Ракетный катер на подводных крыльях

Основная причина пробудившегося интереса ВМС США к катерам на подводных крыльях, заключается в стремлении увеличить скорости движения своих надводных соединений, с тем чтобы не отставать от постоянно растущих скоростей, других видов вооружения. Выражалась надежда, что КПК обеспечат более надежную основу, для противодействия высокоскоростным атомным подводным лодкам. Корабли на подводных крыльях с глубоко погруженными подводными крыльями, являются единственным видом судов, способных развивать на воде скорости, выше достигаемых в открытом море скоростными подводными лодками. Пока не были созданы подобные КПК, подводная лодка, действовавшая при состоянии волнения от умеренного до штормового, обладала намного большими тактическими возможностями, чем обычный надводный корабль или противолодочный самолет, базирующийся на авианосце.

При неизменной массе и мощности, катер на подводных крыльях размером с 230-тонный КПК, находящийся на вооружении НАТО, при волнении на море имеет относительно небольшие потери скорости. При состоянии моря 6 баллов его скорость снизилась бы всего с 50 до 44 уз. Однако в тех же условиях скорость обычного эсминца упала бы с 37 до 10 уз. В пользу катеров на подводных крыльях говорит и тот факт, что они представляют собой в случае торпедной атаки меньшую по размерам и более скоростную, чем обычно цель. Позднее ВМС США совместно с флотами некоторых других стран НАТО пришли к заключению, что КПК является эффективным оборонительным средством, против скоростных ракетных кораблей и эсминцев. С 1947 по 1960 гг. Отдел военно-морских исследований в США, при поддержке судового бюро возглавил работы, направленные на обоснование критериев проектирования КПК и их возможностей.

Учеными был осуществлен теоретический анализ проблем, было проведено множество испытаний как на моделях, так и на ряде небольших КПК. Одним из первых катеров, использовавших электронный автопилот, был „Лантерн”, спроектированный доктором Ванневаром Бушем, который во время второй мировой войны, сыграл одну из ведущих ролей в разработке атомной бомбы. На катере была применена видоизмененная гиросистема „Спер­ри А-12”, которая управляла килевой и бортовой качкой и отклонением катера от курса. Вместо применяемых на современных судах акустического, ультразвукового или радиоло­кационного высотомеров на „Лантерне”, для поддержания заданной глубины погружения подводного крыла, использовали датчик статического давления. Хотя проект и не имел большого успеха (скорость судна не достигала и 20 уз), он продемонстрировал возможности применения в целях стабилизации положения КПК систем управления на базе гироскопа.

Среди построенных впоследствии некоторых других опытных катеров, стоит отметить модифицированный „Халобэйтс” конструкции Гука и „Флайинг DUKW”, созданные для американской армии судостроительной корпорацией „Майами», а также „Силегз”, на котором была использована автоматическая система управления подводными крыльями. Последний катер был спроектирован совместно фирмой „Гиббз энд Кокс” и Лабораторией управления полетами Массачузетского технологического института.

Катер „Силего” („Морские ноги”) имел огромный успех. Это 5-тонное судно с глубоко погруженными подводными крыльями, расположенными по схеме „утка”, располагало такими возможностями, при эксплуатации в морских условиях, каких не имел до него ни один катер подобного размера. Прошло немного времени, но результаты испытаний этого КПК уже доказали большие возможности крупного катера с глубоко погруженными подводными крыльями, которому предстояло значительно усилить боеспособность военно-морских соединений. В результате этого для финансирования разросшейся программы исследований и разработок в 1960 г. были выделены дополнительные фонды.

Средства были предоставлены прежде всего для разработки и постройки фирмой „Боинг” 110-тонного патрульного катера „Хай Пойнт” РСН-1, задуманного как противолодочный катер, прибрежного использования. На РСН-1 предполагалось применить такую же систему подводных крыльев, как и на катере „Силего”, но значительно больших размеров.

Катер
Первый КПК — «Стрела»

Приблизительно в то же время, когда начала осуществляться усиленными темпами программа ВМС, министерство морского флота США, воодушевленное результатами исследований ВМС, также решило, что им следует начать изучение возможностей увеличения скорости морского транспорта посредством использования СПК. Результатом этого явилась постройка СПК «Денисон», оснащенного газовой турбиной. Оно было названо так в честь покойного полковника Чарльза Р. Денисона, который был инициатором исследований проблем использования СПК по программе морского министерства.

Это 80-тонное судно было построено компанией „Грумман эркрафт энжиниринг корпорейшн” и имело скорость 60 уз. В качестве основных были использованы пересекающие поверхность подводные крылья, а глубоко погруженное подводное крыло было расположено в кормовой части. «Денисон», впервые поднявшийся над поверхностью воды в 1962 г., явился первым предназначенным для практического использования СПК, на котором применили систему управления подводными крыльями с помощью автопилота. На судне использовали разработанную фирмой „Хэмиль­тон стэндард” систему улучшения устойчивости, которая приводила в движение закрылки на основном подводном крыле, а также изменяла угол атаки кормового вспомогательного крыла. Та же фирма „Хэмильтон стэндард” поставила систему автоматической стабилизации для оснащения построенного фирмой „Боинг” судна РСН-1, спуск на воду которого состоялся в следующем году.

В 1962 г. поступили денежные средства, для разработки и постройки на предприятиях компании „Грумман” катера AGEH-1 „Плейнвью”. Он предназначался для эксплуатации на докавитационных скоростях (или менее 60 уз), но его конструкция предусматривала последующее удвоение мощности двигателя и замену подводных крыльев на другие, высокоскоростного типа. В связи с этим корпус КПК был рассчитан на движение со скоростью 90 уз, при волнении моря.

В начале 1966 г. на предприятиях фирм „Боинг” и компании „Грумман” была осуществлена постройка двух 60-тонных патрульных КПК. Один из них, РСН-1 „Флагстафф”, располагал суперкавитирующим гребным винтом регулируемого шага и Z-образной передачей, а РСН-2 „Тукумкари” двигался с помощью водометного движителя. Эти катера были построены в соответствии с возросшими эксплуатационными требованиями, которые возникли из потребности в высокоэффективных патрульных катерах. Оба КПК прошли технические испытания в боевых условиях, в качестве катеров береговой охраны, с сентября 1969 г. по февраль 1970 г. Опыт их боевого использования показал, что они могут эксплуатироваться в условиях волнения моря, в два раза превосходящего предусмотренное в проекте. Выяснилось также, что ввиду их более ровного мягкого движения затраты на ремонт и эксплуатацию ниже, чем у подобных катеров обычного типа.

Из двух катеров наибольшее внимание привлек „Тукумкари”, поскольку на нем была применена новая и относительно простая по конструкции водометная движительная система, а также в связи с его высокой безаварийностью работы в прибрежной зоне. В 1971 г. возможности катера были продемонстрированы вновь, на этот раз в Европе для представителей НАТО. Результатом этого явился заказ ВМФ Италии на КПК „Суордфиш” („Меч-рыба”), разработанный на базе „Тукумкари”. Вскоре после этого намечалось промышленное производство КПК.

Катер
Патрульный катер на подводных крыльях

Представители многих флотов стран НАТО утверждали, что „Тукумкари” слишком мал для выполнения их конкретных задач, в то же время они продемонстрировали большой интерес к разработке более крупного катера, работающего по такому же принципу. Когда в 1971 г. ВМС США предложили построить 230-тонный скоростной патрульный КПК, Италия и ФРГ решили стать их партнерами в проектировании и строительстве нового катера. Этот проект известен в настоящее время как НАТО РИМ (РИМ — Patrol Hydrofoil Missile — патрульный ракетный КПК). В США предполагается заказать 25 таких катеров, ФРГ должна купить 10, Италия заказывает один КПК в США, а остальные строить самостоятельно. Среди проявивших интерес к проекту РИМ, следует назвать такие страны, как Канада, Австралия, Дания, Нидерланды, Франция и Великобритания.

Согласно высказываниям руководящих работников управления военно-морских систем ВМС США следующим шагом явится разработка 1100  —  1300-тонного КПК-эсминца сопровождения, обладающего способностью пересекать океан без доза­правки. Конструкторское бюро фирмы „Боинг” уже подготовило предварительный проект такого корабля. В настоящее время полностью разработана технология строительства КПК, со скоростью движения 50 уз и подобный корабль можно построить, не прибегая к новым значительным исследованиям. В свое время катер „Силегз” стал поворотным пунктом в истории строительства КПК, с глубоко погруженными подводными крыльями. С тех пор была развита концепция КПК, с автоматической системой стабилизации глубоко погруженных подводных крыльев по схеме „утка”.

Прогресс происходил постепенно, от постройки маленького 5-тонного КПК „Крис-Крафт”, „Хай Пойнт”, „Тукумкари” и 230-тонного КПК к 1300-тонному КПК-эсминцу 80-х годов. По существу, уже завершены исследования по проектированию 4400-тонного корабля такой же конструкции. Эта же система использована и на двух пассажирских судах, на „Виктории” 75-местном судне, сконструированном фирмой „Гиббз знд Кокс инк”, и на 250-местном судне более поздней постройки „Джетфойл” фирмы „Боинг”.

„Виктория”, имеющая скорость 37-40 уз, была одним из первых СПК, получивших сертификат от Береговой охраны США на право перевозки пассажиров. Если открытие на озере Маджиоре в мае 1953 г. первой пассажирской линии СПК ознаменовало рождение пассажирского СПК, то в мае 1974 г. было отмечено „наступление века” СПК. За прошедший 21 год СПК прошли путь от второстепенного туристского развлечения, до средства транспорта, к услугам которого ежегодно прибегают более 25 миллионов пассажиров и туристов почти в 40 странах.

На сегодняшний день во всем мире находится в эксплуатации более 1000 СПК, из них порядка 80 % — в РФ. На большинстве судов, работающих за пределами РФ, использованы подводные крылья конструкции „Супрамар”. Эти суда выработали более трех миллиардов пассажиро-миль. При этом не было зафиксировано ни одной серьезной аварии. К 1975 г. количество заказов на гражданские СПК достигло уровня, который промышленники охарактеризовали как „бес­прецедентный”. На Западе чаще чем когда-либо стали строить и испытывать различные СПК, от малых прогулочных до 500- местных гигантов. Предприятия, производящие СПК, теперь считаются жизнеспособными и процветающими, а данная отрасль промышленности в ближайшее десятилетие станет, вероятно, экономически наиболее выгодной. 

Предлагается к прочтению:
Суда на подводных крыльях и воздушной подушке
Аварийное радиооборудование

Август, 03, 2018 170 0
Читайте также