Разработка Штефана Враэ не единственная в своем роде. Еще в 1931 году в Германии появилось небольшое сухогрузное судно «Букау». И хотя у него не было парусов, именно под действием ветра он не раз пересекал Атлантику. Вскоре был открыт эффект Магнуса, который нашел свое практическое применение.
На палубе «Букау» находились два цилиндра высотой 15,6 и диаметром 2,8 м. Вращаясь, они вели корабль по волнам, как парус, за счет физического эффекта, впервые обнаруженного . артиллеристами.
В середине 19 века на вооружение армии поступила нарезная артиллерия. Снаряды вращались, и это повышало точность огня. Но снаряды все равно вели себя странно: при боковом ветре дальность их полета увеличивалась или уменьшалась.
причина этого явления была открыта в 1852 году немецким ученым Густавом Магнусом. Он обнаружил, что на вращающийся цилиндр, обдуваемый сбоку ветром, действует сила, перпендикулярная его направлению (это явление было названо эффектом Магнуса). Снаряд нарезного орудия по сути представляет собой вращающийся цилиндр. Поэтому, когда ветер дул на него с одной стороны, он поднимался и летал дальше, а когда дул с другой стороны, терял высоту.
Физическая сущность эффекта Магнуса была выяснена профессором Л. Прандтлем в Геттингенском университете в начале прошлого века. Именно это происходит на поверхности вращающегося цилиндра, обдуваемой воздушным потоком. С одной стороны от него направление вращения совпадает с направлением потока, а с другой противоположно ему.
Воздух, соприкасаясь с поверхностью цилиндра, образует на ней так называемый пограничный слой, где чем ближе к поверхности, тем меньше скорость по отношению к этой поверхности. На самой поверхности воздух относительно неподвижен, он как бы прилипает к ней. При вращении цилиндра «прикрепленный» к нему пограничный слой устремляется против внешнего потока, отрывается от поверхности цилиндра и создается давление, направленное перпендикулярно окружающему цилиндр потоку.
Рекомендуем прочитать: Корабль-бур — специальный корабль\
Одна и та же сила возникает как на парусе, так и на крыле самолета. Но цилиндр имеет примерно в десять раз больше. Поэтому вместо парусов корабля Букау немецкий инженер Флеттнер применил вращающиеся цилиндры — роторы. При очень небольшом ветре 8 м/с на каждом цилиндре возникала тяга по 2300 кг. Цилиндры приводились во вращение электродвигателями мощностью 18 л с., получающими энергию от дизельной силовой установки.
Под действием ветра корабль двигался со скоростью 40 км/ч, при этом на преодоление сопротивления затрачивалось примерно 700 литров мощности. С. Сравните: если тот же корабль приводится в движение гребными винтами, двигатели общей мощностью ок. 1000 кВт! А если бы «Букау» был парусным кораблем, то для обслуживания парусов понадобилось бы 20 человек. Между тем для управления роторами Флеттнера было достаточно одного механика.
В свое время суда с роторами Флеттнера не получили широкого распространения и были заменены теплоходами. Интерес к ним возродился в 1970-е годы в связи с ростом цен на топливо и повышенным вниманием к экологическим проблемам. Французский исследователь океана Ж. И. Кусто построил в 1980 году «Калипсо», фаворит Жака-Ива Кустовесселя «Калипсо», оснащенный двумя роторными ветряными турбинами. На каждом из несущих винтов имелся щиток, направлявший воздушный поток. Меняя положение, можно было получить тягу в нужном направлении вне зависимости от того, в какую сторону дул ветер. К сожалению, эксперименты с такими сосудами были прерваны после смерти ученого и больше не возобновлялись.
Яхта «Мальтийский сокол»
Но в будущем вполне возможно использовать вращающиеся ветряки, например, на спортивных и туристических судах. Например, в отличие от Романа Абрамовича, для которого недавно была спущена на воду очередная моторная яхта, американец Том Перкинс — любитель парусных кораблей. Однако его 88-метровый «Мальтийский сокол» — вершина инженерной мысли.
После своего дебюта на выставке в Монако яхта собрала все возможные награды за дизайн и технические характеристики. Он имеет очень отдаленные отношения с традиционными машинками для стрижки. Парусные броненосцы на перекрестке технологических преобразований, парусное вооружение, характерное для кораблей времен Колумба, не более чем внешнее сходство. На яхте используется уникальная технология Dyna Rig с вращающейся мачтой. На каждой ферме установлены датчики, передающие данные о силе и направлении ветра на пульт управления. Затем компьютер рассчитывает оптимальное парусное поло. Максимальная скорость составляет 19,5 узла, что намного больше, чем у дизельных танкеров.
Самые быстрые морские суда
Чем больше и тяжелее корабль, тем большее сопротивление толще воды он рассечет. Такое сопротивление воды значительно снижает скорость корабля. Суда небольших размеров и веса при большой скорости обычно скользят, то есть как бы скользят по поверхности воды.
Но вы можете сделать это по-другому. Корпус даже крупного судна можно вытолкнуть из воды, например, на подводных крыльях. Впервые такая конструкция была принята в 50-х годах советским конструктором Р.Э. Алексеевым. Построенные по его проекту корабли — «Ракета», «Метеор», «Комета», «Колхида» и другие — развивали скорость 36—40 узлов.
Единственным серьезным недостатком таких кораблей является их низкая остойчивость. Поэтому в открытом море они до сих пор чувствуют себя неуверенно. В основном такие суда используются для перевозки пассажиров по рекам, озерам или у побережья.
Однако есть как военные, так и грузовые корабли с «крыльями». Самым большим кораблем на подводных крыльях считается Plainview, спущенный на воду 28 июня 1965 года в США. Длина составляет 64 метра, а вес с полной загрузкой — 314 тонн. Скорость 95 км/ч.
Морские транспортные суда для перевозки грузов и пассажиров Крупнейшими пассажирскими судами этого типа являются «Супрамар». Это тип парома, курсирующий через Эресунн между Данией и Швецией со скоростью 72 км/ч. Каждое такое судно может принять на борт до 250 пассажиров и весит 165 тонн.
Преодолеть сопротивление воды конструкторы пытались не только с помощью крыльев. А что, если вытащить корпус корабля из воды и пролететь над ним? Одним из первых это сделал еще в 1716 г шведский ученый Э. Сведенборг, описавший лодку, имевшую по бокам два черпачных весла, с помощью которых моряки должны были нагнетать воздух под днище.
Правда, мощности такой «силовой установки» было явно недостаточно. И вернулись к идее только в конце 19 века, когда на флоте появились двигатели подходящей мощности. В 1891 г француз К. Адер построил катер «Авион-3», снабженный устройством для создания герметичной воздушной подушки под корпусом, а в 1916 г в Австро-Венгрии был построен торпедный катер на воздушной подушке, со скоростью до до 40 узлов…
Следующий этап в истории судов на воздушной подушке наступил в 1927 году, когда доцент Донского политехнического института В. Левков начал эксперименты с судном на воздушной подушке в Новочеркасске.
В декабре 1934 года Левков и его штаб создали «Суда особого назначения» — двухместный полуторатонный катер Л-1, а через два года — 9-тонный Л-5, развивавший скорость до 73 узлов. Предполагалось начать производство торпедных катеров на воздушной подушке, но начавшаяся Великая Отечественная война прервала эту работу.
Малый ракетный корабль «Сивуч»
Работы возобновились только в 1954 году, но по существу они так и не были завершены при жизни Левкова. Тем временем в 1955 г в Великобритании К. Кокерелл запатентовал свой тип катера на воздушной подушке. И уже в 1959 году первый экспериментальный аппарат «Ховеркрафт» (дословно: «Парящий корабль») пересек Ла-Манш. А после этого появился первый боевой катер СР №1, развивавший скорость до 30 узлов. В 1963 году американцы тоже освоили производство таких лодок.
Военные специалисты и у нас, и за рубежом стали использовать суда на воздушной подушке в качестве десантных средств. В 1960-х годах в СССР была запущена программа создания судов на воздушной подушке для ВМФ. В 1969 г пошел в серию десантно-штурмовой катер проекта 1205 «Скат» (главный конструктор — Л. Озимов, наблюдатель от флота — В. Литвиненко).
А сейчас в энциклопедии НАТО около десятка типов судов на воздушной подушке, которыми оснащен наш флот. Среди них, например, «Аист» (или «Джейран») массой 370 тонн. Он берет на борт два обычных танка типа Т-72 или четыре плавающих ПТ-76. Кроме того, по бортам есть две каюты на полсотни морских пехотинцев. Максимальная скорость на «Аисте» — 70 узлов, запас хода — 50. Дальность плавания — 350 миль.
В 1973 году российские специалисты спустили на воду очередной корабль, который получил название «Кальмар», а за рубежом — «Лебедь». Водоизмещение 115 тонн, скорость до 70 узлов.
В 1986 году в Балтийском море появился поморник, также известный как зубр. Его водоизмещение составляет около 450 тонн. И, наконец, в составе российского флота есть ракетный корабль «Кобра», он же «Сивуч», о котором «Шведское морское обозрение» пишет:
«По многим параметрам корабль превосходит все, что имеется на Западе в этой области».
Это самое большое судно на воздушной подушке в мире. Его водоизмещение составляет 1000 тонн.
