Поднявшиеся над волнами
Сутки был холодный, осенний; море штормило. Собравшиеся на причале негромко переговаривались, посматривали на капитана судна.
— Неужто в такую погоду отправимся!
— А как же! — ответил капитан. — Как раз таковой сутки окажет помощь нам лучше распознать мореходные качества корабля.
И вот двинулись.
Около причальной стейки пассажиры заметили пара без движений стоящих судов.
— Эти, — сообщил капитан, — также на подводных крыльях, но первого поколения. Им на данный момент в море трудновато было бы.
Судно сначала шло медлительно, не поднимаясь на крыльях над волнами, как говорят корабелы, в «водоизмещающем режиме». Его очень сильно качало, водяные гребни били в борта, в острый шнобель, яростно кидались на стекла иллюминаторов.
Но вот скорость стала расти, корпус начал выходить из воды, и скоро начало казаться, что волны остались где-то внизу, а корабль движется по какой-то ровной, ровной и спокойной поверхности. Контраст был разительным.
Так некое время тому назад проходили опробования первого у нас морского пассажирского газотурбохода на подводных крыльях — «Тайфуна» (рис. 1).
Модель первенца второго поколения судов на подводных крыльях, как и многих вторых новинок, о которых отправится обращение, возможно заметить сейчас на ВДНХ СССР.
Рис. 1. Морской пассажирский газотурбоход «Тайфун» на машинально управляемых подводных крыльях:
1 — пассажирский салон, 2 — вестибюль, 3 — ходовая рубка, 4 — прогулочная палуба. 5 — кормовое крыло, 6 — угловая Z-образная передача полного хода, 7 — угловая 2-образная передача малого хода, 8 — двигатель малого хода, 9 — главные газотурбинные двигатели, 10 — дизель-генераторы, 11 — носовое крыло, 12 — топливные баки.
…В 1913 году в Российской Федерации водным методом перевезено 22,9% пассажиров и общего числа грузов — практически четверть. К 1940 году цифра эта упала до 7,4%.
А в 1965 году стало и вовсе 5%.
Чем это растолковать!
Дело в том, что в начале века средние скорости автомобильного, ЖД и водного транспорта были одинаково малы. Но сейчас скорость ЖД транспорта повысилась до 200 км/ч, автомобильного — практически близка к этому, бурно начинается авиация с ее фантастической быстротой. А водный транспорт до последнего времени топтался на месте.
Водоизмещающие судя не могли выйти за пределы 15—25 км/ч, по причине того, что при этих скоростях у громадных речных пассажирских и грузовых судов начинается интенсивный процесс волнообразования, которое гасит скорость, и расширить ее делается нереально. Где же выход?
При перемещении судна в воде создается подъемная сила. Она растет пропорционально квадрату скорости.
И в случае если последняя увеличится так, что корпусу удастся выйти из воды, то волновое сопротивление провалится сквозь землю, и суда смогут двигаться весьма скоро. Для дополнительной подъемной силы необходимы особые плоскости. Так, по вналогии с авиацией показались подводные крылья.
Двадцать лет назад на голубые дороги мира вышло первое судно на подводных крыльях (СПК). Новинка скоро получила популярность, и СПК стали делать во многих промышленно развитых государствах.
Первое место среди них занял СССР. В мире на данный момент насчитывается свыше тысячи СПК, 80% из них приходится на нашу страну.
Во второй половине 50-ых годов XX века был выстроен первый у нас пассажирский теплоход на подводных крыльях «Ракета». Он был оснащен двигателем мощностью 825 л. с., имел возможность развивать скорость до 70 км/ч и вмещал 66 пассажиров.
Следующий этап развития — постройка в первой половине 60-ых годов двадцатого века «Метеора». Мощность двигателя 1800 л. с., скорость хода 65 км ч, число пассажиров — 128 человек. «Метеор» и «Ракета» составили ядро скоростного пассажирского флота, скоро получили огромную популярность.
Новым судном на подводных крыльях стал после этого газотурбоход «Буревестник». На нем в первый раз в качестве двигателей употреблялись не дизели, а серийные авиационные турбовинтовые установки.
Причем вероятно было кроме того применение таких, каковые отработали собственный летный ресурс. Два двигателя мощностью по 2700 л. с., трудящиеся на дизельном горючем, разрешали развивать скорость до 95 км/ч.
В качестве движителя употреблялся водомет, соединенный через зубчатую муфту конкретно С ДВИгателем.
Корпус судна свармюп:я из алюминиево-магниевых сплавов.
По комфортабельности «Буревестник» существенно превосходит и «Ракету», и «Метеор». Уровень шума в пассажирских помещениях вдвое ниже. Это достигается целой серией конструктивных изюминок. Машинное отделение находится в кормовой части, отгорожено двумя переборками, между которыми подвешен звукопоглощающий материал. И само оно изнутри облицовано звукоизолирующими пирамидками.
Но не только понижение уровня шума определяет комфортабельность «Буревестника», а и совокупность кондиционирования воздуха в салонах, с автоматической регулировкой температуры. Данный корабль также отыскал использование в речном пассажирском флоте нашей страны.
И «Ракета», и «Метеора, и «Буревестник» сейчас относятся к первому поколению СПК. А неспециализированная тенденция перевозок такова что от судов на подводных крыльях требуются уже иные качества.
И прежде всего — мореходность.
СПК первого поколения строились для эксплуатации на озёрах и реках. Они не были вычислены на преодоление громадной волны.
В это же время жизнь настоятельно требует появления СПК, талантливых выполнять и морские рейсы. Но для этого необходимо решить множество неприятностей. Главные из них: разработка конструкции мореходных крыльевых совокупностей и малогабаритных энергетических установок громадной мощности. Все это и отыскало воплощение в новом судне «Тайфун».
При перемещении на относительно спокойной водной поверхности — речной, озерной — стабилизация подъемной силы у СПК достигается машинально.
Мельчайшая толщина слоя воды над крылом в рабочем режиме должна быть приме »но р на хорде крыла. В случае если слой воды делается уже, к крылу просачивается атмосферный воздушное пространство, подъемная сила значительно уменьшается, крыло погружается. Наряду с этим подъемная сила опять возрастает, крыло поднимается.
Это так именуемые малопогруженные крылья; они используются на СПК первого поколения. Но для громадной волны эти крыл; я не годятся. Дабы штормовая погода не имела возможности оказывать влияния нв ходкость судна в открыт м море, крылья должны быть загружены всецело и глубоко. Но тогда никакой автоматической стабилизации подъемной силы не будет; положением крыльев нужно руководить, меняя угол атаки в зависимости от обстановки.
Так и сделано на «Тайфуне». Электронная совокупность автоматической стабилизации и управления перемещением есть одной из принципиальных его новинок.
На СПК первого поколения главными двигателями были малогабаритные быстроходные дизели, а к винтам шли наклонные валы.
Но предельный угол наклона для того чтобы вала равняется всего лишь 12°. А вдруг судно поднимается так, что этого угла не хватает! Расширить же его — ухудшаются винтов работы и условия двигателей.
Выход из положения — газовая турбина и 2-образные угловые колонки.
Это значит, что горизонтальный вал, идущий от двигателя, сообщает через конические шестерни крутящий момент на вертикальный вал, а тот — опять через коническую передачу — на вал винта. Как раз таким устройством и оснащен «Тайфун».
И носовое, и кормовое крылья — глубокопогруженные, изготовленные из высокопрочной нержавеющей стали.
Носовое крыло принимает около 77%, в кормовое — около 23% всего веса судна. Несущая плоскость носового крыла отстоит от главной линии корпуса на 2,8 м. Корпус клепаной конструкции — из высокопрочного алюминиево-магниевого сплава. Управление всеми системами и судовыми механизмами, а также совокупностью автоматической стабилизации перемещения, осуществляется с пультов в ходовой рубке.
Громадные волны в наши дни — принадлежность не только морей, но и речных совокупностей.
В действительности, заберите Волгу. в наше время это каскад водохранилищ; волны в том месте, конечно, не речные. А водохранилища сибирских рек. а днепровские!
За разработку СПК второго поколения, которое должно прийти на смену и «Метеору» и «Ракете», взялись пионеры создания флота на подводных крыльях у нас — сормовские судостроители. И вот весной этого года рабочая группа Министерства речного флота РСФСР приняла к эксплуатации пассажирский теплоход на подводных крыльях «Восход-2» (рис. 2).
Рис.
2. Судно на подводных крыльях «Восход-2».
Это судно среднего водоизмещения, талантливое плавать как по рекам, так и по большим водохранилищам. Новая схема крыльев разрешает ему преодолевать волны высотой до 1,3 м. «Восход-2» ходил по Тёмному морю при шторме в 3 балла и не ощущал ударов волны. Если сравнивать с СПК первого поколения «Восход-2» выглядит еще более стремительным Он похож в один момент на корабль и на самолет.
Но так как не только крылья смогут поднять корпус — это способна сделать и воздушная подушка. Над разработкой таких автомобилей кроме этого трудятся отечественные конструкторы. К числу опытных образцов судов нового типа относится «Сормович» (рис.
3), модель которого демонстрируется с павильоне «Транспорт» ВДНХ СССР.
Рис. 3. Газотурбоход на воздушной подушке «Сормович».
Эта машина, выстроенная заводом «Красное Сормово», есть амфибией.
Воздушная подушка образуется благодаря замечательному вентилятору, что через сопла нагнетает воздушное пространство под корпус, имеющий по нижнему краю эластичное ограждение — «юбку». Машинное отделение, воздушные винты и вентилятор размещены в кормовой части, а салон — спереди. Это разрешает снизить уровень шума в салоне к, помимо этого, обеспечить хорошую обзорность.
надстройки и Материал корпуса — легкие сплавы, соединенные клёпкой и сваркой. Вентилятор, редукторы и воздушные винты спроектированы и изготовлены специально для «Сормовича». Основной двигатель — авиационная газовая турбина, трудящаяся на дизельном горючем.
Опробования продемонстрировали, что при полной нагрузке судно легко выходит на воздушную подушку, скоро набирает скорости до 100 км/ч, а при скорости 50 км/ч может медлено, без толчков, «садиться» на воду.
Оно способно двигаться в том месте, где никакое второе судно не пройдет — идти, как говорят корабелы, вне судового хода — по мелководью, мелям и песчаным косам. А также может на берег под погрузку либо для ремонтных работ.
«Сормовмч» — корабль для громадной реки либо кроме того большого водохранилища, где волны высокие и путь большой. Но имеется и вторая задача — обеспечить транспортом малые реки — извилистые, с узким фарватером.
Тут, как стрела, не промчишься, скорость 100 км/ч не разовьешь: достаточно всего 40 — 45 км/ч. И громадных волн опасаться не приходится; исходя из этого ненужно иметь замечательную установку, дабы всецело поднимать судно над водой. В отыскивании более экономичных вариантов СВП (судов на воздушной подушке) инженеры пришли к так называемым снеговым конструкциям.
Скеги — это твёрдые ограждения воздушной подушки с обеих сторон корпуса судна.
Само судно поднимается над водой, а скеги в ней остаются, мешая интенсивному расходу воздуха. Лишь на корме и носу их заменяют эластичные «заслонки». Такая конструкция требует меньшего количества воздуха для подушки. Исходя из этого мощность совокупности подъема снеговых СВП возможно примерно всего 300 л. с./т, в то время как у СВП других систем — приблизительно 2000 л. с./т.
Действительно, снеговые суда не смогут быть амфибиями, другими словами выходить на сушу.
Это конечно: так как скеги неизменно загружены в воду. Но на таких СВП возможно использовать гидравлические движители, имеющие если сравнивать с воздушными винтами больший к.п.д., меньшие габариты. Снеговые СВП смогут пройти по такому месту, где ни водоизмещающие, ни суда на подводных крыльях не пройдут — на глубине 0,45—2 м. Снеговые СЕП устойчивы на курсе, маневренны, ими легко руководить.
Идея о создании отечественных снеговых СВП появилась в стенках Горьковского университета инженеров водного транспорта. Доктор наук Василий Иванович Андрютин, доцент Галина Николаевна Сиротина, другие ученые начали с проектирования пассажирского десятиместного катера.
Кроме выяснения некоторых теоретических вопросов, конструкторы желали кроме этого проверить, вероятно ли создать судно аналогичного типа с упрощенными обводами и обширно распространенными элементами конструкции — чтобы любой судоремонтный завод смог такое судно изготовить. Для привода вентилятора, создающего воздушную подушку, они применяли простой автомобильный двигатель — от «Волги». Такие же двигатели приводили в воздействие два воздушных винта-движителя.
Катер имел следующие габариты: протяженность, ширина, высота, м — 9,5 X 3,66 Х 1,94.
Через некое время из ворот учебно-экспериментального завода университета вышел тягач с прицепом. На волжском берегу замечательный кран снял с него груз и перенес на воду. И тогда всем стало ясно, что это новое судно.
Появился «Горьковчанин» — первый корабль на снегах. В эксплуатации и производстве он стал называться «Зарница».
на данный момент выстроено больше сорока таких судов, каковые трудятся на Суре, реках Сибири, Дальнего Востока. Бывшие ученики доктора наук Андрютина —
В. К. Зороастров и В. В. Шаталов — создают новые варианты снеговых судов.
Но и сам Василии Иванович Андрютин полон новых планов. Новый его проект — скоростное пассажирское судно на воздушной подушке (рис. 5).
Рис. 4. Скеговое СВП «Зарница».
Рис. 5. Так будет смотреться скоростное пассажирское скеговое СВП со спальными местами.
Сущность данной идеи в следующем: на современных СПК имеется лишь сидячие места, другими словами путешествие больше 4— 6 часов уже утомительно. В случае если же путь дальний, то приходится пользоваться судами, где имеются каюты и спальные места.
А они имеется только на тихоходных, водоизмещающих. Получается замкнутый круг.
Вот и появилась мысль судна, которое сочетало бы лучшие качества существующих видов водного транспорта: скорость его была бы как у СПК, а по комфортабельности оно не уступало бы громадным теплоходам.
В Горьковском университете инженеров водного транспорта совершили поисковую проектно-исследовательскую работу по созданию таких судов. Это должны быть двух-трехпалубные суда с машинной установкой в корме для понижения шума в салонах и каютах; с замечательными дизельными двигателями, с водометами в качестве движителей, дающими возможность развивать скорость в 50—60 км/ч; с двухместными каютами.
Не смотря на то, что и говорят, что на дальние расстояния эргономичнее всего летать самолетом, но в том месте, где имеется водные магистрали, в особенности в Сибири, речной транспорт предпочтительнее. Исходя из этого суда для того чтобы типа смогут, по мысли доктора наук Андрютина, появляться крайне полезными. Их возможно будет оснащать не только каютами, но и грузовыми платформами, и применять в условиях распутья для скоростной перевозки по воде скоропортящихся грузов — к примеру, контейнеров с фруктами и овощами, молока.