сь, они подобно парусам гнали корабль по волнам благодаря физическому эффекту, который первыми обнаружили… артиллеристы.
В середине XIX века на вооружение армии поступила нарезная артиллерия. Снаряды ее вращались, и это повышало меткость стрельбы. Но вели себя снаряды все же странно: при боковом ветре их дальность полета то возрастала, то значительно уменьшалась.
Причину этого явления выяснил в 1852 году немецкий ученый Густав Магнус. Он обнаружил, что на вращающийся цилиндр, обдуваемый сбоку ветром, действует сила, перпендикулярная его направлению (это явление стали называть эффектом Магнуса). Снаряд нарезного орудия – это, в сущности, и есть вращающийся цилиндр. Потому, когда ветер дул на него с одного бока, он поднимался и летел дальше, а когда дул с другой стороны, то терял высоту.
Физическую суть эффекта Магнуса прояснил профессор Геттингенского университета Л. Прандтль в начале прошлого века. Вот что происходит на поверхности вращающегося цилиндра, обдуваемого воздушным потоком. На одной его стороне направление вращения совпадает с направлением потока, а с другой – ему противоположно.
Яхта «Мальтийский сокол»
Воздух, коснувшийся поверхности цилиндра, образует на ней так называемый пограничный слой, в котором чем ближе к поверхности, тем меньше его скорость относительно этой поверхности. На самой же поверхности воздух относительно неподвижен, он как бы к ней прилипает. По мере поворота цилиндра «прилипший» к ней пограничный слой устремляется навстречу внешнему потоку, отрывается от поверхности цилиндра и возникает давление, направленное перпендикулярно потоку, омывающему цилиндр.
Такая же сила возникает и на парусе, и на крыле самолета. Но у цилиндра она примерно в десять раз больше. Поэтому вращающиеся цилиндры – роторы – были использованы немецким инженером Флеттнером вместо парусов судна «Букау». При совсем небольшом ветре 8 м/с на каждом цилиндре возникала сила тяги в 2300 кг. Цилиндры вращались электромоторами мощностью 18 л.с., получавшими энергию от дизельной электростанции.
Под действием ветра судно двигалось со скоростью 40 км/ч, при этом на преодоление силы сопротивления расходовалась мощность около 700 л.с. Сравните: если то же судно двигать при помощи винтов, то понадобятся двигатели общей мощностью около 1000 кВт! А будь «Букау» парусником, для обслуживания парусов понадобились бы 20 человек. Между тем для обслуживания роторов Флеттнера хватало одного механика.
В свое время суда с ротором Флеттнера не получили широкого распространения и были вытеснены теплоходами. Интерес к ним возродился в 70-е годы ХХ века в связи с ростом цен на топливо и повышением внимания к вопросам экологии. Французский исследователь океана Ж. И. Кусто в 1980 году построил судно «Калипсо», оснащенное двумя роторными ветродвижителями. На каждом его роторе имелся щиток, направляющий поток воздуха. Изменяя его положение, можно было получать тягу в нужном направлении независимо от того, куда дует ветер. К сожалению, опыты с такими судами были прекращены после кончины ученого и более не возобновлялись.
Но в будущем вполне возможно использование роторных ветродвижителей, например, на спортивных и туристских судах. Например, в отличие от Романа Абрамовича, для которого недавно спустили на воду очередную моторную мегаяхту, американец Том Перкинс – любитель парусных судов. Впрочем, и его 88-метровый «Мальтийский сокол» – вершина инженерной мысли.
Дебютировав на выставке в Монако, яхта собрала все возможные награды за дизайн и технические характеристики. Она имеет весьма отдаленное отношение к традиционным клиперам. Прямое парусное вооружение, характерное для судов времен Колумба, – не более чем внешнее сходство. На яхте использована уникальная технология «Dyna Rig» с вращающимися мачтами. Каждая рея имеет сенсоры, передающие на пульт управления данные о силе и направлении ветра. Компьютер затем рассчитывает оптимальное поло* парусов. Максимальная скорость – 19,5 узла, заметно больше, чем у дизельных танкеров.
Самые быстрые морские суда
Чем больше и тяжелее корабль, тем больше сопротивление толщи разрезаемой им воды. Такое сопротивление воды существенно гасит скорость корабля. Суда небольшого размера и веса при большой скорости обычно глиссируют, то есть как бы скользят по поверхности воды.
Но можно поступить и по-другому. Корпус даже большого судна можно принудительно вытолкнуть из воды с помощью, например, подводных крыльев. Впервые такую конструкцию осуществил на практике в 50-е годы советский конструктор Р. Е. Алексеев. Построенные по его проектам суда – «Ракета», «Метеор», «Комета», «Колхида» и другие – развивали скорость 36–40 узлов.
Единственным серьезным недостатком таких кораблей является небольшая устойчивость. Поэтому в открытом море они чувствуют себя все-таки неуверенно. В основном, такие корабли используют для перевозки пассажиров на реках, озерах или вблизи морских берегов.
Есть, правда, и военные, и грузовые «крылатые» корабли. Самым большим судном на подводных крыльях считается «Плэйнвью», спущенное на воду 28 июня 1965 года в США. Его длина – 64 м, а вес с полным грузом – 314 т. Скорость – 95 км/ч.
Самые большие пассажирские суда такого типа – «Супрамар». Это своего рода паромы, которые ходят через пролив Эресунн, между Данией и Швецией со скоростью 72 км/ч. Каждый такой корабль может взять на борт до 250 пассажиров и весит 165 т.
Сопротивление воды конструкторы пытались преодолеть не только с помощью крыльев. А что, если вообще вытащить корпус судна из воды и лететь над нею? Одним из первых это предложил сделать еще в 1716 году шведский ученый Э. Сведенборг, описавший лодку, имевшую по бортам два весла-совка, с помощью которых матросам следовало нагнетать под ее днище воздух.
Правда, мощности такой «силовой установки» оказалось явно недостаточно. И к идее вернулись лишь в конце XIX века, когда на флоте появились двигатели соответствующей мощности. В 1891 году француз К. Адер построил катер «Авион-3», оснащенный устройством для создания под его корпусом плотной воздушной подушки, а в 1916 году в Австро-Венгрии был построен торпедный катер на воздушной подушке, развивавший скорость до 40 узлов…
Очередной этап в истории судов на воздушной подушке наступил в 1927 году, когда к экспериментам с воздушной подушкой в Новочеркасске приступил доцент Донского политехнического института В. Левков.
В декабре 1934 года Левков и его сотрудники создали двухместный полуторатонный катер Л-1, а два года спустя – и 9-тонный Л-5, развивавший скорость до 73 узлов. Предполагалось начать производство торпедных катеров на воздушной подушке, но начавшаяся Великая Отечественная война прервала эти работы…
Ракетный корабль «Сивуч»
Работы возобновились лишь в 1954 году, но, по существу, так и не были доведены до конца при жизни Левкова. Между тем в 1955 году в Великобритании К. Коккерелл запатентовал свою разновидность корабля на воздушной подушке. И уже в 1959 году первый экспериментальный аппарат «Hovercraft» (дословно: «Парящее судно») пересек Ла-Манш. А вслед за этим появился и первый боевой катер SR № 1, развивавший скорость до 30 узлов.
В 1963 году производство подобных катеров освоили и американцы.
Военные специалисты как у нас, так и за рубежом стали использовать корабли на воздушной подушке в качестве десантных. В 60-е годы ХХ века в СССР начали осуществление программы строительства судов на воздушной подушке для ВМФ. В 1969 году пошел в серию десантно-штурмовой катер проекта 1205 «Скат» (главный конструктор – Л. Озимов, наблюдающий от флота – В. Литвиненко).
И ныне в справочниках НАТО числится около десятка типов судов на воздушной подушке, которыми оснащен наш флот. Среди них, например, «Аист» (или «Джейран») с массой в 370 т. Он берет на борт два обычных танка типа Т-72 или четыре плавающих ПТ-76. Кроме того, по бортам есть два кубрика на полсотни морских пехотинцев.
Максимальная скорость «Аиста» – 70 узлов, крейсерская – 50. Дальность хода – 350 миль.
В 1973 году наши специалисты спустили на воду следующий корабль, получивший у нас название «Кальмар», а за рубежом – «Лебедь». Его водоизмещение – 115 т, а скорость – до 70 узлов.
В 1986 году на Балтике появился «Поморник», он же «Зубр». Его водоизмещение – около 450 т. И, наконец, наш флот имеет ракетный корабль «Кобра», он же «Сивуч», про который в «Шведском морском обозрении» сказано: «Корабль во многом превосходит все, что имеется на Западе в данной области». Это и есть самое крупное в мире судно на воздушной подушке. Его водоизмещение 1000 т.
Удивительные судьбы иэкспедиции, сражения и катастрофы
Корабли, словно люди, имеют свои имена и судьбы. И о некоторых впору писать драмы и трагедии, а порой и комедии. Судите сами…
Секрет «Лузитании»
Вторая катастрофа века – гибель гигантского английского лайнера «Лузитания». Она произошла при обстоятельствах странных и до сих пор не ясных. Эту катастрофу назвали одним из самых трагических и загадочных событий Первой мировой войны. Многие детали этой катастрофы и по сей день почему-то считаются секретными.
Между тем на первый взгляд ничего особо таинственного в этой истории быть не должно. Хроника событий такова. Седьмого мая 1915 года огромный четырехтрубный английский пассажирский корабль «Лузитания», совершавший рейс Нью-Йорк – Ливерпуль, был атакован немецкой подводной лодкой U-20 недалеко от южного берега Ирландии. Через 18 минут после взрыва «Лузитания» полностью погрузилась в воду. Из 1959 человек, находящихся на борту корабля, погибли 1198.
Пароход «Лузитания»
Причины, по которым немецкая подводная лодка торпедировала пассажирское судно, поначалу вызвали недоумение. Не забывайте, что в начале ХХ века даже у немецких подводников еще не выветрился дух рыцарства и лозунг «Топите всех!» стал актуален в нацистской Германии лишь четверть века спустя.