История, Как Возникло Древнерусское Государство, История рода Рюриковичей, Старинные Печати, Государственный Герб России: от первых Печатей до наших Дней, Символы и Святыни России в Картинках, Преподобный Феодосий Кавказский, Русские Святые, Как Появились Награды в России, Портреты Российских Царей, Генералов, Изображения Наград, Русские Народные Игры, Русские Хороводы, Русские народные Поговорки, Пословицы, Присловья, История Древней Греции, Чудеса Света, История Развития Флота, Автомобили Внедорожники, Отдых в Волгограде

Меню Сайта

Главная

Как Возникло Древнерусское Государство

Русские князья период от 1303 до 1612 года

Династия Романовых

История России с конца XVIII до начала XX века

История и мистика при Ленине и Сталине

История КГБ от Ленина до Горбачева

История Масонства

Казни

Государственный Герб России: от первых Печатей до наших Дней

Символы и Святыни Русской Православной Церкви

Символы и Святыни России в Картинках

Портреты Российских Царей, Генералов, Изображения Наград

Награды Российской Империи

Русские Народные Игры

Хороводы

Русские народные Поговорки, Пословицы, Присловья

История Древней Греции

Преподобный Феодосий Кавказский

Русские Святые

Алгоритмы геополитики и стратегии тайных войн мировой закулисы

Чудеса Света

Катастрофы

Реактивные самолеты и ракеты Третьего рейха

История Великой Отечественной Войны, Сражения, Нападения, Операции, Оборона

История формирования, подготовка, и выдающиеся операции спецподразделений (спецназа)

История побед летчика Гельмута Липфера

История войны рассказанная немецким пехотинцем Бенно Цизером

Мифы индейцев Южной Америки

История Развития Флота

История развития Самых Больших Кораблей

Постройка моделей Кораблей и Судов

История развития Самых Быстрых Кораблей

Автомобили Внедорожники

Вездеходы Снегоходы

Танки

Подводные Лодки

Туристам информация о Странах

Отдых в Волгограде

Судна на Воздушной Подушке

В 1959г. пересекло Ла Манш первое английское судно на воздушной подушке конструктора Коккерена «Ховеркрафт». Англичане широко разрекламировали Коккерена как создателя нового типа судов с колоссальными скоростными возможностями...

Идею «воздушной подушки» впервые выдвинул в 1716г. шведский ученый Э. Сведеборг, дав описание судна, под которое с помощью двух воздушных винтов, вращаемых вручную, нагнетался воздух. Давление под днищем должно было приподнять судно над поверхностью воды. Ученый понимал, что для реализации этой идеи мускульной силы человека будет недостаточно, и предупреждал, что необходим достаточно мощный механический двигатель.

Спустя почти 150 лет, в 1853г., на имя главноуправляющего путями сообщения и публичными зданиями России был подан рапорт архитектором из Архангельска Ивановым, предложившим проект «трехкильного духоплава» — судна, «которое с помощью воздушной на нем машины вгнетанием воздуха под его дно может плыть с значительной быстротой против ветра и

стремя воды». Из эскиза, приложенного к рапорту, следовало, что под днищем судна были расположены 24 пирамидально усеченные воронки, направленные расширяющейся частью к корме. Воздух к воронкам предполагалось нагнетать вручную мехами. Изобретатель пояснял: «От напряжения воздуха в пространстве, заключающемся в воронках под дном, от давления воды, прикасающейся к напряженному сему воздуху, и, наконец, от стремления воздуха к освобождению сквозь отверстия в килях с упором в открытую воду произойдет желаемое движение судна».

Идея воздушной подушки продолжала тревожить умы изобретателей. Существенный вклад в разработку ее теоретических основ внес выдающийся русский ученый К. Э. Циолковский (1857—1935).

Принцип движения судна на воздушной подушке заключается в том, что под его днище нагнетается воздух. Производительность вентилятора выбирается с таким расчетом, чтобы поступление воздуха компенсировало его утечку из-под днища. Образующийся слой воздуха — «подушка» — приподнимает и удерживает судно над водой. Поступательное движение обеспечивает движитель.

Для создания воздушной подушки применяют различные схемы, но все они имеют много общих конструктивных элементов и не требуют разбора по существу. Ограничимся рассмотрением наиболее простой схемы так называемого камерного типа (рис. 70). С увеличением высоты подъема судна над водой возрастает зазор между поверхностью воды и днищем, через который воздух из подушки будет уходить, и давление в ней будет падать.

На определенной высоте зазор станет настолько большим, что для компенсации утечки воздуха производительность вентилятора станет недостаточной. Подъемная сила исчезнет, и судно опустится на воду. Для уменьшения этой нежелательной потери воздуха по бортам судна устанавливают пластины или кили (скеги), которые при парении судна погружены в воду. По мере увеличения скорости сопротивление скег возрастает, но оно все же несравнимо даже с сопротивлением судов на подводных крыльях.

В конце 20-х — начале 30-х гг. конструированием судов на воздушной подушке и исследованиями в этой области занимались лишь немногие энтузиасты, первое место среди которых принадлежало В. И. Левкову. В1927г. молодой доцент В. И. Левков, специалист в области аэродинамики, начал опыты над моделями аппаратов на воздушной подушке. В 1933г. профессор Новочеркасского политехнического института Левков разработал методику расчета аппаратов на воздушной подушке, а в 1934г. было первое в мире парящее судно — двухместный катер Л-1, успешно прошедший испытания.

Таким образом, широко разрекламированный приоритет английского «Ховеркрафта» запоздал на 25 лет.

 

Рис.  70. Схема судна на воздушной подушке камерного типа

По решению правительства В. И. Левков возглавил специальное конструкторское бюро по проектированию судов на воздушной подушке. На базе Л-1 коллектив, возглавляемый Левковым, построил несколько катеров и среди них Л-5 массой 9 т, который на испытаниях в 1937г. развил 73 узла! (рис. 71). Было создано еще несколько парящих судов массой вплоть до 15 т, а в проектах уже фигурировали 30-тонные аппараты. Война прервала работу.

 

Рис. 71. Катер на воздушной подушке Л-5

В послевоенные годы В. И. Левков продолжал работы по проектированию судов на воздушной подушке. Но отсутствие легких и надежных двигателей тормозило дело. В 1954г. скончался В. И. Левков, замечательный ученый и инженер, благодаря которому в нашей стране были созданы первые в мире парящие суда.

В предвоенные годы к судам на воздушной подушке проявляли интерес и за рубежом. Особенно известен в этой области американский конструктор Д. К. Уорнер. Свой первый катер на воздушной подушке Уорнер испытал в 1929г. Испытания закончились неудачно, катер не подтвердил проектных данных. Однако Уорнер не сдался и на следующий год построил новый катер, который потерпел аварию во время гонок.

Идея воздушной подушки продолжала занимать воображение судостроителей. Однако отсутствие легких мощных двигателей  усложняло  задачу.  Но  дело  было  не  только  в  двигателях.

По конструктивному принципу суда на воздушной подушке делятся на два основных типа: амфибийные и скеговые. У первых корпус при движении полностью поднят над водой, поэтому они могут выходить на сушу и передвигаться над ней, преодолевая препятствия, высота которых не превышает высоту ограждения воздушной подушки. В качестве движителей на амфибийных судах применяют воздушные винты, в связи с чем размеры судов довольно ограничены. Так, если на судне массой 30—40 т скорость 60—70 уз обеспечивают два винта диаметром каждый около 3 м, то на английском амфибийном десантном корабле SR.N4 массой 168 т для получения той же скорости пришлось применить четыре винта диаметром каждый 5,8м. По расчетам зарубежных специалистов, при массе судна 1000 т для получения указанной скорости необходимы двенадцать винтов диаметром по 10,7м, которые практически невозможно разместить на судне.

Суда на воздушной подушке скегового типа передвигаются только над поверхностью воды, в связи с чем их масса может быть значительно больше, чем у амфибийных. В качестве движителей на них применяют суперкавитирующие винты и... водометы! Да, именно водометный движитель открыл большие возможности для судов и кораблей этого типа. В очередной раз подтвердилась бытующая среди изобретателей поговорка:«Новое — это хорошо забытое старое».

Вспомним, как в 1883г. английский конструктор и предприниматель Торникрофт потерпел фиаско, применив водометный движитель на миноноске. С тех пор имел место ряд попыток применить водомет на судах и кораблях, но все они закончились неудачей.

Большая заслуга в развитии водометных движителей принадлежит выдающемуся русскому ученому Н. Е. Жуковскому, который в 1882—1908 гг. впервые научно обосновал тесную связь и взаимодействие между корпусом судна и водометным движителем. Ученый доказал несостоятельность утверждений о специфически низком КПД водометного движителя. Теория Жуковского получила дальнейшее развитие в трудах советских ученых А. М. Васина, И. М. Коновалова, С. В. Куликова и некоторых зарубежных исследователей.

В течение ряда предвоенных и послевоенных лет в СССР были созданы водометные суда народнохозяйственного назначения, в то время как за рубежом ограничивались спортивными и прогулочными катерами. Наиболее удачными оказались проекты А. П. Кужмы и М. Д. Хренникова,  реализованные в50-х гг. Правда, эти небольшие суда, успешно применявшиеся в народном хозяйстве, получили признание благодаря таким качествам, как высокая маневренность и возможность использования на мелководье, а не за быстроходность, но иначе быть не могло, и вот почему.

Идеальный КПД водометного движителя

где Vвых — скорость реактивной струи на выходе из отливного патрубка; v — скорость судна.

Из формулы видно, что ήi возрастает с уменьшением скорости струи, а следовательно, и с увеличением количества прокачиваемой воды, что влечет за собой увеличение площади водоводов. С увеличением производительности насоса и площади сечения водоводов резко возрастают масса движительного комплекса и бортового запаса топлива, а значит, и водоизмещение судна. В этом основная причина того, что в прошлом конструкторы водометных кораблей терпели неудачу. Кроме того, громоздкие и тяжелые поршневые насосы имели низкий КПД и весьма ограниченную производительность. За водометным движителем упрочилась слава малоэффективного, с КПД, не превышающими 25—30%. Сравните: 25—30 и 50—70%,— могла ли идти речь о конкуренции с гребным винтом!

Вернемся к формуле, а вернее к другому входящему в нее показателю —v. Именно в нем содержится ответ на вопрос, чего можно ожидать от водометного движителя. Оказывается, на очень быстроходных кораблях и судах водометный движитель по эффективности может не только сравниться с гребным винтом, но и превзойти его.

Однако речь идет о скоростях, которые еще несколько десятилетий назад казались фантастическими — 80 уз и более. При скорости же порядка 100 уз и выше с водометным по эффективности не может конкурировать ни один из известных сегодня корабельных движителей (рис. 72). Заметим, что аналогичная картина имела место в авиации. Пока скорости самолетов не превышали 600—700 км/ч, в качестве движителей применяли воздушные винты, а с дальнейшим ростом скорости винты были вытеснены реактивными двигателями.

 

Рис. 72. Зависимость КПД корабельных движителей от скорости 1—некавитирующий   винт;   2—суперкавитирую-щий винт; 3—водометный движитель

Водометный движитель имеет перед гребным винтом и другие преимущества, среди которых возможность передачи очень большой мощности, что недоступно гребному винту из-за чрезмерного возрастания массы и габаритов. Немаловажным преимуществом водометного движителя является также отсутствие выступающих частей (кронштейны гребных валов, мортиры) .

Строительство судов на воздушной подушке было начато в конце 50-х гг. История их развития имеет много общего с историей развития судов на подводных крыльях. Как те, так и другие могли быть созданы благодаря достижениям в газотурбостроении и металлургии легких сплавов, а также интенсивному развитию теории.

 

Рис. 73. Десантный катер на воздушной подушке США

Идея корабля на воздушной подушке давно привлекала к себе внимание военных ведомств. Еще в 1897г. французский инженер К. Адер предложил использовать в военных целях построенный им катер на воздушной подушке «Авион-3». В 1916г. австрийский конструктор Д. Томамхул построил торпедный катер на воздушной подушке, который развил на испытаниях около 40 уз. Однако мореходные качества катера оказались неудовлетворительными.

В 1963г. прошел испытания первый английский корабль на воздушной подушке SR.N3 массой 37,5 т при полезной нагрузке около 15 т. На тихой воде SR.N3 развил около 90 уз, а при волнении моря 3 балла — порядка 60 уз. Первый корабль США на воздушной подушке — опытный десантный катер SKMR-1 массой 20,4 т — показывал 70—80 уз (рис. 73).

Таблица 16 Основные тактико-технические данные зарубежных кораблей на воздушной подушке серийной постройки

Класс,

название корабля,

принадлежность

Масса, т

Скорость,

УЗ

Дальность

плавания

на

крейсерском

ходу, мили

полная

порожнем

полного хода

крейсерского хода

Многоцелевой     катер

VT-2, Англия

106

73

60

41

540

Патрульный        катер SRN 6 Мк. 6 Англия

16

10,2

54

35

230

Патрульный        катер

ВН-7 Мк. 6, Англия

90

45

65

38

540

Десантно-штурмовой

корабль    AAC    YEFFA,

США

154

82

50

48

200

Примечание. Тип двигателя у всех указанных кораблей – воздушный винт.

В настоящее время кораблям на воздушной подушке уделяется серьезное внимание в кораблестроительных программах ряда стран (табл. 16).

США планируют построить опытный противолодочный корабль скегового типа массой около 3000 т. Энергетическая установка будет состоять из шести газотурбинных двигателей, каждый мощностью 22,5 и 40 тыс. л. с. (два двигателя по 22,5 тыс. л. с. для создания воздушной подушки и четыре по 40 тыс. л. с.— для движения). Проектная скорость на тихой воде — 80 уз, а при волнении 5 баллов — 50—60 уз.

В зарубежной печати сообщалось, что в США рассматриваются возможности создания кораблей на воздушной подушке массой 8 и 10 тыс. т со скоростью порядка 70—90 уз. Особый интерес к таким кораблям проявляют ВМС США в связи с возможностью использования их в качестве авианосцев. Этому благоприятствуют интенсивные потоки воздуха во время хода, используя которые для взлета и посадки самолетов, можно обойтись небольшой полетной палубой.

Но это в перспективе. А пока за рубежом появляются корабли на воздушной подушке с гораздо более скромной массой. Все еще требуют решения такие проблемы, как увеличение дальности плавания, повышение мореходности, живучести и пожаробезопасности. Недостаточная дальность плавания связана с малой  полезной  нагрузкой парящих  кораблей,  которая, согласно опубликованным за рубежом данным, не превышает 35—40% их массы. Это в свою очередь ограничивает бортовой запас топлива.

Следует отметить, что корпус кораблей на воздушной подушке весьма восприимчив к динамическим нагрузкам. При ударе волн о днище не только уменьшается скорость, но даже может быть разрушен корпус, как это случилось, в частности, на английском судне SR.N4, получившем пробоину площадью более 2м².

Возможности кораблей на подводных крыльях и воздушной подушке, в том числе и скоростные, еще далеко не исчерпаны. Появляются все новые опытные и экспериментальные корабли разных классов и типов.

Следует, однако, иметь в виду, что оперативно-тактические достоинства кораблей с динамическими способами поддержания до сих пор вызывают споры за рубежом, а развитие их сдерживается не только рядом технических и экономических факторов, но и отсутствием сложившихся взглядов на использование таких кораблей.

История развития Самых Быстрых Кораблей