Я выбрал эту тему, потому что хотел рассказать о истории создания судов на подводных крыльях. Кто был первым создателем таких судов, их основные характеристики. Для чего они были нужны, область их применения, отличия от водоизмещающих судов. Выяснить их плюсы и минусы.
1. Суда на подводных крыльях
К концу XIX века практически были исчерпаны резервы в повышении скорости движения водного транспорта. Появились многочисленные предложения по использованию гидродинамических сил для движения судов на больших скоростях. Но более перспективными оказались работы в области создания скоростных судов с использованием подводных крыльев.
Сумдно на подвомдных крымльях (СПК) — тип скоростного судна с динамическим принципом поддержания, у которого под корпусом расположены подводные крылья.
2. Развитие судов на подводных крыльях во всем мире
судно крыло подводный гидродинамический
Многие из специалистов, развивавших направление судов на подводных крыльях, работали и в области авиации. Использованию крыла в судостроении способствовал и тот фактор, что массовая плотность воды в 800 раз больше, чем воздуха. Это означает, что для обеспечения одинаковой подъемной силы площадь подводного крыла требуется в 800 раз меньше, чем воздушного.
Основные задачи, которые было необходимо решить на пути создания СПК, заключались в выборе количества подводных крыльев, их геометрии и места расположения относительно корпуса судна. По этим трем принципиальным соображениям можно классифицировать все многообразие типов СПК и схем подводных крыльев.
Первая авторская заявка на судно на подводных крыльях принадлежит российскому изобретателю, французу по происхождению Ш. де-Ламберу, который запатентовал свое изобретение в 1891 г. во Франции, а в 1894 г. в США. Он построил небольшое судно с подводными крыльями, но оторвать корпус СПК от воды во время испытаний ему так и не удалось.
Впервые практически осуществить движение судна на подводных крыльях удалось одному из пионеров авиации, итальянскому инженеру Энрико Форланини в 1905 г. Построенное им судно массой 1,6 т с установленными на нем в носу, корме и по бортам „этажерочными» подводными крыльями. Целью установки „этажерочных» (в системе вертикальной решетки) подводных крыльев являлась стабилизация движения СПК при изменении скорости движения.
История создания и развития подводного флота России
... можно было менять направление движения судна без поворота; это улучшало маневренность судов, особенно при плавании на ... Матвеевич Апраксин - генерал-адмирал, главный распорядитель кораблестроения; Иван Михайлович Головин-президент Адмиралтейств-коллегий и ... таким образом, запорожским казакам первенство в осуществлении подводного плавания, Монжери дал предположительное описание устройства запорожских ...
Примерно в этот же период итальянский авиатор Артуро Крокко предложил систему подводных крыльев, позволяющих более эффективно осуществлять стабилизацию судна в вертикальной плоскости с изменением скорости. Для этой цели он применил так называемые V-образные пересекающие поверхность воды подводные крылья.
Испытания судна, проведенные Крокко и Рикальдони в 1907 г., позволили подтвердить принципиальные вопросы движения судна на V-образных пересекающих поверхность воды подводных крыльях. Судно было выведено на основной режим движения с полным отрывом корпуса от воды и при мощности двигателя 59 кВт с двумя воздушными винтами развило максимальную скорость 70 км/ч.
Наибольшего успеха в создании судов на подводных крыльях в 30-х годах добился известный немецкий авиационный инженер Ганс фон Шертель.
За основу при разработке судов на подводных крыльях он принял принципиальную схему подводного крыла, предложенную Крокко. До 1936 г. Шертелем было разработано и построено восемь экспериментальных судов на подводных крыльях, на которых отрабатывались отдельные элементы подводных крыльев, их взаиморасположение и размещение относительно корпуса судна. Значительное внимание было уделено вопросам конструкции подводного крыла и движительной установке. В результате активной 10-летней работы Шертелю удалось разработать принципиальную схему судна на V-образных пересекающих поверхность воды подводных крыльях, которая позволила в последующие годы создать первые образцы судов преимущественно военного назначения.
В 1934-1935 гг. французский инженер Грюнберг получил патент на схему судна, в которой 80—90 % массы судна сосредоточено на кормовом глубокопогруженном плоском крыле, а изменение угла атаки крыла (для изменения его подъемной силы по скорости) осуществляется при помощи носовых глиссирующих поплавков, несущих 10—20% массы судна. Эта схема по идее близка к предложенной братьями Мичем. Основными ее недостатками являются большая чувствительность носовых глиссирующих поплавков к состоянию водной поверхности (при небольшой волне — прыгающее движение судна) и низкая поперечная устойчивость судна.
3. Развитие судов на подводных крыльях в России
В 1941 г. советский конструктор Р.Е. Алексеев приступил к работам по созданию судов на подводных крыльях. В поисках схемы судна для речных условий с ограниченной осадкой в 1943 г. он предложил использовать малопогруженное подводное крыло. К этому времени на основе исследований, проведенных им в опытовых бассейнах и гидролотках, а также на несамоходных и самоходных моделях на открытом водоеме, Р.Е. Алексееву удалось подтвердить возможность решения с помощью малопогруженных подводных крыльев, глубина погружения которых составляет 15—30 % хорды крыла, вопросов стабильного хода, устойчивости движения и высокого гидродинамического качества. В 1943 г. Р.Е. Алексеевым был разработан проект и построен первый катер на подводных крыльях.
Испытания катера прошли успешно. При массе около 0,9 т и мощности двигателя 18 кВт он полностью выходил на подводные крылья и развивал скорость свыше 30 км/ч. Основными недостатками катера являлись трудности искусственного управления подъемной силой подводного крыла и обеспечения его поперечной остойчивости.
Мореходные качества судна: остойчивость и способы её улучшения; ...
... °) называется начальной остойчивостью. (рис.2) Представим себе, что под действием внешних сил судно получило крен на угол 9 (рис 2). Вследствие этого объем подводной части судна сохранил свою величину, ... различный физический смысл и характер для водоизмещающих судов и глиссирующих. Чем меньше сопротивление воды, тем большую скорость сообщит упор судну. Поэтому скорость движения зависит не только ...
В 1945 г. Р.Е. Алексеевым был разработан проект катера на подводных крыльях А-5. Носовое крыло этого катера состоит из трех разнесенных по высоте крыльев, каждое из двух кормовых, установленных по бортам, — из двух, разнесенных по высоте крыльев. В 1946 г. катер был построен и испытан. При массе около 1 т и мощности двигателя 53 кВт. он полностью выходил на подводные крылья и развивал скорость около 80 км/ч. К 1947 г. Р. Е. Алексееву удалось экспериментально решить принципиальные вопросы гидродинамики малопогруженного подводного крыла, взаимодействия его с корпусом и выступающими частями. К этому времени был создан также оптимальный профиль такого крыла. Все это позволило Р.Е. Алексееву в 1947 г. разработать схему судна на малопогруженных подводных крыльях, принципиально отличную от ранее известных, явившуюся прообразом для известных речных пассажирских СПК, созданных им в 50-е годы. Катер при массе около 22 т при суммарной мощности 2 двигателей 800 кВт развивал на подводных крыльях скорость более 60 уз.
4. Перспективы создания судов на подводных крыльях
Приподнявшись над поверхностью воды, эти суда проносятся мимо со скоростью курьерского поезда; вместе с тем они предоставляют своим пассажирам такой же комфорт, как на реактивном воздушном лайнере. В настоящее время суда этого типа с большой степенью безопасности и надежности перевозят миллионы пассажиров во всех концах света по морским заливам, озерам и рекам, а также в каботажном морском сообщении. Только в одном Советском Союзе — ведущей стране по судам этого класса — суда различных типов на подводных крыльях ежегодно перевозили на регулярных линиях более 20 млн. пассажиров. Суда на подводных крыльях получили новое развитие в последние годы XX-го век из-за своей быстроходности.
Заключение
Можно сделать вывод, что СПК совершили большой прорыв в судостроительной индустрии. Благодаря СПК у судов такого типа открылось множество новых возможностей: перевозка пассажиров с одного конца маршрута в другой за меньший промежуток времени, чем водоизмещающие суда. Советские суда на подводных крыльях превосходили иностранные суда своей быстроходностью и комфортом.
