«Скользящие» над волнами
Суда поднимаются в атмосферу. С того момента, в то время, когда британское судно на воздушной подушке (СВП) CR.N1 в июле 1959 г. пересекло 32-километровый Дуврский пролив (либо как более знакомый нам — Па-де-Кале) между портами Кале на французском берегу континентальной Европы и Дувр на о.Англия, его изобретатель Кристофер Коккерелл стал известен на всю землю…
Господин Коккерелл — инженер-радиотехник компании «Маркони» и, как большая часть британцев, — страстный любитель водо-моторного спорта. Скопив нужный капитал, он купил маленькую верфь и организовал их прокат и строительство катеров. Как мы знаем, что, вспоминая об повышении скорости и экономии топлива катеров, дабы выжить в конкурентной борьбе, Коккерелл проштудировал монографию соотечественника и своего современника гидродинамика Д.Тейлора «мощность и Скорость судов».
В ней ученый, например, проанализировал узнаваемые, но попытки понижения гидросопротивления водоизмещающих корпусов методом нагнетания под них воздуха и выдал последовательность мыслей по их преодолению.
Думается, что Коккерелл не покинул без внимания и труды другого собственного соотечественника ученого В.Фруда, что в 1875 году также изучал вопрос применения «воздушной смазки» — узкого слоя воздуха, вводимого между водой и корпусом судна.
Причем сам корпус, согласно точки зрения ученого, должен был иметь крутое дно, как у плавучих батарей, выстроенных русским адмиралом-кораблестроителем А.А.Поповым незадолго до этого. Опираясь на выводы ученых Коккерелл начал экспериментировать. По окончании нескольких неудачных опытов ему удалось вынудить «повиснуть» аппаратв воздухе.
Ну, а принудить его двигаться поступательно было, как говорится, делом техники. Сущность опыта возможно показать следующим опытом. В жестяную банку (к примеру, из под консервов) засунуть другую мельче (скажем из-под кофе) и скрепить обе емкости. При постоянном нагнетании воздуха посредством вентилятора через эластичный шланг-воздуховод в пространство между внутренним корпусами и наружным аппарат встанет над полом и будет держаться в воздухе.
В случае если поместить аппарат над весами, то они продемонстрируют, что давление на них будет равна около треть от того, которое создаст вентилятор.
Во второй половине 50-ых годов двадцатого века британское министерство снабжения, заинтересовавшись идеей Коккерелла, засекретило ее, а в будущем году предложило компании «Саундерс-Po» (Saunders-Roe) совершить нужные эксперименты и предварительные исследования. Их результаты были обнадеживающими.
Во второй половине 50-ых годов двадцатого века изобретение попало в поле зрения Национальной корпорации по разработкам и исследованиям (NRDC). Эта организация создала новую компанию «Ховеркрафт Дивелопмент» (Hoverkraft Development), заключившую конкурсные договора на проектирование опытных образцов катеров на воздушной подушке с компаниями «Саундерс-Po», «Виккерс-Армстронг» и «Денни».
«Воздухоплавание» консервных банок—опыт подтверждающий идею К.Коккерелла:
1—весы; 2—нагнетатель воздуха; 3—штатив; 4—патрубок; 5—наружный корпус; 6—внутренний корпус
Британский изобретатель судна на воздушной подушке К.Коккерелл со своей радиоуправляемой моделью
Самый подготовленной из них была «Саундерс-Po» (во второй половине 50-ых годов двадцатого века была включёна в состав компании «Уэстленд»), Всего через восемь месяцев она представила собственный катер на воздушной подушке — SR.N1.
По окончании успешных опробований, на протяжении которых практически сразу же была достигнута расчетная высота полета — над опорной поверхностью 0,3 м, состоялся показ новинки общественности. 11 июня 1959 года журналистам и бизнесменам показали действующую сам катер и радиоуправляемую модель, названный «Ховеркрафт» (Hoverkraft — парящее судно). Необыкновенное судно было построено и на глазах у бессчётных зрителей оно продолжительно парило над водной гладью (фото на заставке).
На опробованиях 13 июня SR.N1 развил скорость 25 узлов, а через месяц пересек Ла-Манш (правильнее Па-де-Кале) — сперва из Дувра в Кале на пароме, и из Кале в Дувр — своим ходом. Переход длился 2 часа 3 60 секунд, руководил катером сам Коккерелл…
Английская пресса поспешила заявить, что британский инженер изобрел новый невиданный метод передвижения транспортных средств, что сулил не только высокие скорости по воде (а правильнее — над водой), но кроме того и езду по суше без дорог: только бы местность была не очень сильно пересеченной, да на пути не виделось бы больших неожиданных препятствий типа пней либо валунов, т.е. аппарат владел амфибийными качествами. Успешный переход «ховеркрафта» через Ла-Манш привёл к взрыву энтузиазма и восторга у английских подданных.
О судне на воздушной подушке слагали песни и стихи. Но дотошные историки техники раскопали сведения, что в первый раз идею «размещения» воздушной прослойки между водной поверхностью и дном судна для повышения скорости высказал шведский ученый Эмануэль Сведенборг (Swedenborg) еще в 1716 году. Но ясно, что средств для реализации данной идеи в то время просто не существовало.
Сохранился и еще один интересный документ — рапорт от 1853 года архитектора Иванова из Архангельска на имя главноуправляющего публичными зданиями и путями сообщения России, в котором создатель внес предложение эскизный проект «трехкильного духоплава» — судна, «которое посредством воздушной на нем автомобили вгнетанием воздуха под его дно может плыть с большой быстротой против ветра и стремя воды». Воздушное пространство предполагалось нагнетать вручную мехами.
В начале XX века второй шведский инженер Густав Лаваль проводил опыты по понижению гидродинамического сопротивления судов посредством «воздушной смазки» — узкого слоя воздуха, вводимого между водой и корпусом судна. Но практических хороших результатов ему взять не удалось.
Катер на воздушной подушке SR.N1:
1—аэродинамический руль заднего хода (2 шт.); 2—кабина пилота; 3—воздухозаборник нагнетателя; 4—топливный бак; 5—аэродинамический руль переднего хода (2 шт.); 6—корпус; 7—палуба; 8—сопло движителя переднего хода (2 шт.); 9—распределительная камера переднего (либо заднего) хода; 10- распределительная диафрагма (2 шт.); 11 —сопло движителя заднего хода (2 шт.); 12—швартовное устройство; 13—-масляный бак; 14- нагнетательный вентилятор; 15—канал отбора воздуха для силы тяги (2 шт.)
Катер на воздушной подушке SR.N1 на протяжении строительства
В 1915 году лейтенант австро-венгерского флота Т. Фон Мюллер-Тюмамюль спроектировал торпедный катер с поддерживающим эффектом воздушной подушки (наблюдай «Моделист-конструктор» №4 1986 г.).
Отечественный великий соотечественник К.Э.Циолковский во второй половине 20-ых годов XX века напечатал работу «скорый поезд и Сопротивление воздуха», в которой внес предложение для понижения противодействия перемещению поезда закачивать под профилированное дно вагонов… сжатый воздушное пространство.
Наряду с этим тяга создавалась также сжатым воздухом, выпускавшимся через особые отверстия — сопла.
Эта мысль заинтересовала В.И.Левкова — молодого учителя аэродинамики и гидравлики (а скоро доктора наук) Донского (Новочеркасского) политехнического университета. Он подтвердил ее модельными испытаниями и расчётами — простой перевернутый таз со встроенным электровентилятором, на глазах изумленных сотрудников «парил» и «плавал» над полом лаборатории.
Левков создал купольную схему аппарата на воздушной подушке (АВП). В 1935 — 1941 годах под его управлением было спроектировано и выстроено пара судов на воздушной подушке (СВП), среди которых самый известный — торпедный катер Л-5 (наблюдай «Моделист-конструктор» № 12 за 2005 г. и № 10 за 1986 год).
(function(w, d, n, s, t) { w[n] = w[n] || []; w[n].push(function() { Ya.Direct.insertInto(144860, "yandex_ad2", { ad_format: "direct", font_size: 0.9, type: "horizontal", border_type: "ad", limit: 2, title_font_size: 2, links_underline: false, site_bg_color: "FFFFFF", header_bg_color: "000000", border_color: "CCCCCC", title_color: "FF0000", url_color: "000000", text_color: "000000", hover_color: "CC0000", no_sitelinks: true }); }); t = d.getElementsByTagName("script")[0]; s = d.createElement("script"); s.src = "//an.yandex.ru/system/context.js"; s.type = "text/javascript"; s.async = true; t.parentNode.insertBefore(s, t); })(window, document, "yandex_context_callbacks");
направляться подчернуть, что все эти работы над аппаратами на воздушной подушке проводились в строгой секретности.
А потому, в то время, когда инженер Коккерелл во второй половине 50-ых годов двадцатого века совершил успешный опыт подобный тому, что В.И.Левков осуществил тридцать лет тому назад — это посчитали открытием и изобретателю был выдан патент. Но умалять значения разработки Коккерелла ни за что запрещено.
Внедрение разработок В.ИЛевкова на протяжении ВОВ закончилось, а по окончании войны они фактически не были пользуются спросом а также забыты, если не считать самодеятельного конструктора-студента Г.С.Туркина, что в первой половине 50-ых годов двадцатого века создал АВП с сопловой схемой (причем в инициативном порядке, а правильнее — дома, испытав его на столичных улицах). К сожалению Геннадий Туркин в разгар работ по совершенствованию АВП нежданно погиб от заболевания сердца, а последователей у него не выяснилось.
Ховеркрафт SR.N1. Спуск на воду. Два чёрных кольца на днище—внутреннее сопла и наружное
Ховеркрафт SR.N1, выстроенный компанией «Саундеч Ро», пилотируемый К.Коккереллом, совершает переход через пролив Па-де-Кале
Совсем другая будущее ожидала Ноvеkraft («парящее судно») сэра Коккерелла. Новое судно было обширно разрекламировано, о конструкции и правилах ее работы — издана научная информация.
А потому переход SR.N1 из Кале в Дувр стал не только эпохальным событием рождения СВП, но с этого момента определилось новое направление в мировом судостроении. Ноvеkraft подтолкнул в активизации аналогичных работ в этом направлении во многих государствах, не говоря уже о самой Англии.
Но не обращая внимания на таковой громадный успех, предстоящее совершенствование СВП сначала, казалось, зашло в тупик.
Дело в том, что максимально приемлемая энерговооруженность судна (мощность вентиляторной установки) имела возможность обеспечить его подъем над поверхностью не более чем на 0,3 м, что было очевидно не хватает для обеспечения проходимости и приличной мореходности. Но, конструкторы достаточно скоро и удачно совладали с данной проблемой и уже в 1960 г. нашли несложной выход — на СВП SR.N1 установили «юбку», воображающую собой эластичное ограждение (ГО) из эластичной прорезиненной ткани по всему периметру дна судна.
Высота полотнища ограждения составляла около 150 мм. эксперименты и Теоретические расчёты показывали, что при однообразной энерговооруженности СВП с эластичным ограждением может подниматься над опорной поверхностью на высоту до 8 раз громадную, чем без ГО.
Предстоящие научно-исследовательские и экспериментальные работы были направлены на совершенствование подъемно-несущего (ПНК) и движительно-рулевого (ДРК) комплексов, и на понижение себестоимости СВП.
Схема воздушных потоков СВП SR.N1:
а—всасываемый наружный воздушное пространство; б—устройство реверса тяги; в—направление струй воздушной завесы; г—воздушный поток наружного сопла
На начальной стадии фаворитами в разработках СВП на Западе оставались британцы. В первой половине 60-ых годов двадцатого века в Англии была создана компания British Hoverkraft Corporation.
Она приобрела мировую известность как создатель и разработчик серии СВП: от легкого SR.N5 до больших ВН.7 и паромов SR.N4.
Автомобили на воздушной подушке данной компании трудились как на внутренних линиях между английскими островами, так и на линиях через пролив Ла-Манш (с 1966 г.) а также осуществляли транспортные перевозки за Полярным кругом в Северной Норвегии для потребностей ВМС НАТО.
Во второй половине 60-ых годов двадцатого века на многоцелевых СВП SR.N6 (модификация SR.N5) была осуществлена трансафриканская экспедиция через Сенегал, Мали, Нигер, Нигерию, Камерун и Конго.
Другой подход к реализации освоения и программ создания СВП был осуществлен в Соединенных Штатах и Канаде, владеющих на главных территориях развитой транспортной сетью.
Сперва ими были закуплены британские СВП SR.N5, SR.N6 и SK.N5 для крупномасштабных опробований в жёстких заполярных районах и условиях Аляски Канады при температурах воздуха до -30°С и скорости ветра до двадцати метров/с.
Опробования по проходимости проводились на пределе техвозможностей СВП. Автомобили форсировали сугробы высотой до 1,8 м, поднимались и спускались на уклонах до 6°, проходили над торосами высотой до 0,9 м.
На протяжении опробований автомобили привлекались к сейсмо-, гидро- и геологографическим работам. В это время они принимали участие в боевых действиях США во Вьетнаме.
Во второй половине семидесятых годов прошлого века американские компании Aerojet Marine Equipment и Bell Aerospace Textron выстроили и представили на конкурсные опробования соответственно СВП JEFF(B) и JEFF(A).
Предпочтение отдали JEFF(B) компании Bell Aerospace Textron, начавшей серийное строительство СВП типа LCAC для ВМС США. JEFF(A) зафрактовала компания British Petroleum для умелой эксплуатации нефтеразработок на севере Аляски.
В Канаде же компания Bell Aerospace Canada Textron в первой половине 70-ых годов двадцатого века выстроила грузовое СВП гражданского назначения Voyager («Вояжер»).
Три года его испытывали на пределе возможностей в условиях американской Арктики и лишь затем советовали как прототип для серийного производства СВП-лихтеров LACV-30 (Lighter Air Cushion Vehicle) грузоподъемностью 30 т. Главным клиентом лихтеров выступили ВМС США.
В Японии работы по созданию аппаратов ВП вела компания Mitsui Engineering.
Начала она с того, что заключила лицензионные соглашения с британскими компаниями Hoverkraft Development и Vickers, принимавшими участие в конкурсе по разработке британских СВП. По лицензиям японская компания выстроила маленькую серию СВП разного водоизмещения и парсажировместимости: MV-PP1, MV-PP5, MV-PP15. Японская судоходная компания Oita Hover Ferry удачно эксплуатировала MV-PP5 на прибрежной акватории на линии, связывающей г.Оита с аэропортом.
Позднее компания Mitgui Engineering создала пассажирское СВП MV-PP10, по окончании чего приостановила работы в этом направлении.
Франция в разработках СВП гражданского назначения отправилась своим методом. Начиная с 1968 года, компания Sedam выстроила последовательность аппаратов, приспособленных к передвижению как по воде, так и по суше под наименованием Naviplan (№ 101, № 102S, № 102L, № 300).
Отличительной изюминкой французских СВП было использование на них уникальных ГО многокамерного типа компании Societe Bertin.
Самым громадным достижением французов стало строительство двух паромов Naviplan 500. Но один из них сгорел на протяжении заводских опробований, а второй, отработав во второй половине 70-ых годов двадцатого века на линии Дувр — Булонь через пролив Ла-Манш, был снят с эксплуатации, потому, что не выдержал борьбе с британским SR.N4.
Начиная разговор о китайских СВП, нужно подчернуть, что для СВП всех государств была характерна высокая энерговооруженности в качестве силовых агрегатов на них употреблялись авиационные двигатели (как поршневые, так и газотурбинные) Корпуса судов изготавливались из авиационных материалов.
Ховеркрафт SR.N1 в «юбке» выходит на берег
В Китае же начали проявлять интерес к СВП лишь в середине 1970-х годов, в то время, когда в большинстве вышеперечисленных государств стали переходить к созданию СВП 2-го поколения, строящихся по корабельным разработкам с дизельными двигателями.
История создания СВП в СССР началась как бы заново.
В первой половине 60-х годов прошлого века на ленинградском (сейчас санкт-петербургском) судостроительном объединении «Бриллиант» создали, выстроили и испытали 5-местное СВП «местное» Нева 38-и — «Радуга».
Не обращая внимания на их бессчётные недочёты, опробования этих СВП доказали возможность разработки автомобилей этого типа мирового уровня на базе технологий и отечественного оборудования из комплектующих и отечественных материалов, не смотря на то, что и большей частью достаточно дорогих — авиационных.
В 1965 году на заводе «Красное Сормово» в Неприятном (сейчас Нижний Новгород) выстроили 50-местный пассажирский СВП «Сормович».
Нередкие эксплуатационные проблемы особенно в конструктивно сложной трансмиссии, складывавшейся из четырех редукторов, не стимулировали предстоящего развития в СССР судов этого типа, а потому последовала пауза в пара лет.
Но у экспертов показался нужный опыт, а к возможностям СВП было привлечено внимание заинтересованных ведомств и министерств.
В первой половине семидесятых годов прошлого века в СССР было выстроено сходу три маленьких СВП: «Бриз» — судостроительным объединением «Бриллиант»; «Радуга-2» — заводом «Красное Сормово» и АКВПР (амфибийный катер на воздушной ло-душке реактивный) — ЦКБ «Нептун» в г.Долгопрудном Столичной области.
самый удачный из них — выстроенный во второй половине 70-ых годов двадцатого века АКВПР.
Он стал прототипом серийных СВП типа «Барс», что, со своей стороны, — базой для «Гепарда», переросшего после этого в «Пуму», которая трансформировалась в «Ирбис». «Пума» еще имела корпус, выполненный по авиационным разработкам, но уже дизельный автомобильный газовский двигатель ЗМЗ-408. «Ирбис» же стал СВП второго поколения. У него было два дизельных двигателя, а корпус выполнен по более недорогим судостроительным разработкам и из соответствующих материалов.
Но это уже разговор не о создании, а развитии судов на воздушной подушке — тема объемная, а потому требующая отдельного рассмотрения.
А. ПОЛИБИН, М. ЯГУБОВ