История и современность транспортной отрасли

Глиссирующие суда развивают высокие скорости, но имеют ряд существенных недостатков: они недостаточно мореходны при их эксплуатации необходим большой расход мощности дви­гателей па одну тонну водоизмещения. Поэтому поиски новых принципов движения судов продолжались[11, стр.91].

Итак, мы знаем, что можно резко уменьшить сопротивление дви­жению судна, если его корпус будет выходить из воды. В 1891 г. изобретатель С. А. де Ламберт добился этого принципиально новым методом: под корпусом судна он укрепил крылья[13, стр. 152].

При движении судна на крылья действует подъемная сила: чем больше скорость, тем больше подъемная сила, уравновеши­вающая часть веса судна, и тем меньше его осадка. При некоторой скорости подъемно я сила оказывается достаточной, чтобы весь корпус вышел из воды, сопротивление упало, а скорость резко возросла[12, стр. 131]. Мы уже говорили о том, что у глиссеров подъемная сила соз­дается только в результате увеличения давления на днище. При движении крылатых судов 25—30% подъемной силы создается вследствие увеличения давления на крыло снизу и 70—75% в. результате разрежения над крылом. Поэтому на создание подъем­ной силы при движении судов на подводных крыльях затрачи­вается меньше мощности, чем у глиссеров. Кроме того, глиссеры менее мореходны, чем суда на крыльях. Вот почему суда на крыль­ях более перспективны, чем глиссеры[5, стр. 105].

Несмотря на то, что изобретение С. А. де Ламберта было очень многообещающим, суда на подводных крыльях не строили до начала 40-х годов нашего века. Дело в том, что в то время, когда С. А. де Ламберт получил патент на своеизобретение, теория крыла еще не была создана, не было изучено поведение крыла вблизи границы двух сред — воды и воздуха, не были ре­шены остальные вопросы гидродинамики крыльевого устройства[13, стр. 153].

Только после разработки Н. Е. Жуковским и его последователями теории крыла, после работ академиков Н. Е. Кочина, М. В. Келдыша, М. А. Лаврентьева и ряда других отечественных и зарубежных ученых в области гидродинамики, после созданш легких и прочных сплавов, легких и мощных малогабаритных высокооборотных двигателей можно было начать проектирование судов на подводных крыльях, опираясь на достаточно прочные научные и производственные достижения. Конечно, сначала соз­давали малые катера на подводных крыльях, затем более круп­ные суда[12, стр. 132].

Начало строительства судов на подводных крыльях в нашей стране связано с именами Р. Е. Алексеева, Б. А. Зобнина, И. М. Шапкина, А. И. Маскалика. В 1943 г. на заводе «Красное Сормово» был построен первый катер на подводных крыльях, а в 1946 г. катер на жестко закрепленных крыльях, который развивал скорость около 45 уз.[10, стр. 86].

Проект первого теплохода на подводных крыльях был разра­ботан в 1949 г. В 1957 г. началась серийная постройка теплоходов на подводных крыльях типа «Ракета». Затем были созданы разъезд­ной катер «Волга», теплоходы «Метеор», «Спутник», «Чайка», турбоход «Буревестник». В 1961 г. было построено морское судно на подводных крыльях «Комета» и в 1962 г. — «Вихрь»[13, стр. 143].

Первый отечественный газотурбоход «Тайфун» на автомати­чески управляемых подводных крыльях (созданный ленинград­скими корабелами) раз­вивает скорость 44 уз. Он принимает на борт 98—105 пассажиров. У судов на подводных крыльях есть носовые и кормовые крылья. Проследим, как судно выходит на крылья. При увели­чении скорости судна подъемная сила носового крыла растет быстрее, чем подъемная сила кормового. Поэтому первым начи­нает выходить к поверхности носовое крыло, и судно приобретает дифферент на корму. Корпус судна на подводных крыльях в нижней части подобен глиссеру: он имеет резкую килеватость и ост­рые скулы. После того как подъем носового крыла придаст судну дифферент, оно движется как глиссер, и дифферент возрастает. При этом увеличивается угол атаки крыльев и подъем­ная сила. Но вслед за этим начнет быстро возрастать подъемная сила кормового крыла, оно приблизится к поверхности и корпус выйдет из воды[6, стр.97].

Подводное крыло работает по тем же законам, что и воздушное: создает подъемную силу и испытывает сопротивление движению. Гидродинамическое качество подводных крыльев 10—15, т. е. подъемная сила превышает лобовое сопротивление в 10—15 раз.

Чем быстроходнее судно, тем больше подъемная сила подвод­ных крыльев и тем больше они приближаются к поверхности. Но при приближении крыла к поверхности его гидродинамиче­ские характеристики ухудшаются. Следовательно, быстроходные суда, как и суда, предназначенные для плавания па волнении, должны иметь глубокопогруженные крылья. Постоянство подъем­ной силы и глубины погружения подводных крыльев достигается путем поворота крыла вокруг поперечной оси, т. е. в результате изменения угла атаки. Положение крыльев регулируется специ­альной автоматической системой, реагирующей на изменение подъемной силы[10, стр. 68].