Главная
Блоки
Суда и катера на подводных крыльях. Суда на подводных крыльях

Суда и катера на подводных крыльях. Суда на подводных крыльях

19.01.2024

Центральное Конструкторское бюро по судам на подводных крыльях имени Р. Е. Алексеева — ведущее советское и российское предприятие в области проектирования экранопланов, судов на подводных крыльях (СПК), судов на воздушной каверне (СВК), судов на воздушной подушке (СВП), катеров. Основано 17 апреля 1951 года.

Ракета

"Ракета" - это первое советское пассажирское судно на подводных крыльях. Разработан и спущен на воду в 1957 году на верфи завода "Красное Сормово" (Нижний Новгород). Производство продолжалось до середины 1970-х годов. Это судно было награждено Золотой Медалью на Брюссельской Выставке.

Длинна: 27 м
Ширина: 5 м
Высота (на крыле): 4,5 м
Осадка (полная): 1,8 м
Рабочая скорость: 35 у.з., 60 км/ч
Силовая установка: 1000 лс. дизель М50
Движитель: винт
Экипаж/ обслуга: 3
Пассажиров: 64

Комета

Коме́та — серия морских (первый в этом классе) пассажирских теплоходов на подводных крыльях.
Разработан в 1961 году.
Серийно производились в 1964—1981 годах на Феодосийском судостроительном заводе «Море» (всего было построено 86 «Комет», в том числе 34 на экспорт) и в 1962—1992 годах на Потийской судоверфи (проект 342 МЭ, 39 судов).
Высокооборотные дизельные двигатели для теплохода поставлялись ленинградским заводом «Звезда»

Газотурбоход "Буревестник".

Газотурбоход Буревестник - самый скоростной вид речного транспорта. Имеет два двигателя
от Ил-18. В 1964-1979 работал на маршруте Куйбышев-Ульяновск-Казань-Горький.

Метеор

В отличие от авиационных движков «Буревестника», «Метеоры» летали при помощи дизельных двигателей, приводящих в движение типичные для судов гребные винты.

Чайка

Было создано в единичном экземпляре и брало на борт 70 пассажиров, но зато развивало скорость до 100 км/ч! На воде!

Тайфун

Ласточка

Полесье

«Поле́сье» — тип пассажирского судна на подводных крыльях.

Суда предназначены для скоростных пассажирских перевозок в светлое время суток с продолжительностью рейса до 8 часов, в том числе и для неглубоких водоёмов.

Корпус выполнен из алюминиево-магниевого сплава. Крыльевое устройство состоит из носового и кормового крыльев. Переднее крыло имеет стреловидную в плане форму.

Беларусь - речное пассажирское СПК

Колхида

Всего было выпущено около 40 единиц судов типа «Колхида».

Альбатрос (Катран)

Морской пассажирский двухвинтовой теплоход на подводных крыльях.
Всего было выпущено 5 теплоходов типа «Альбатрос»

Циклон

Комета 120М

via

Документальные фильмы:

"Полёт на подводных крыльях" (Hydrofoil Flight) - К столетию Ростислава Алексеева (1916-1980)

"Комета выходит в океан"

*******
Куда улетел «крылатый флот»? (Украина) 2017

Когда-то гордость речного пассажирского транспорта «Метеоры» и «Ракеты» сегодня простаивают на суше. Некоторые либо заграницей, либо порезаны на металлолом и восстановлению не подлежат. Однако в Запорожье есть мастера, которым по силам вдохнуть новую жизнь в старое судно. На ремонте находится единственный в Украине «Метеор», который еще можно реанимировать. Владимир Осадчий — один из тех, кто не дает теплоходу уйти в небытие.

*******
Россия возобновила производство скоростных морских пассажирских судов на подводных крыльях типа "Комета" (2013)

Морское пассажирское судно на подводных крыльях нового поколения «Комета 120М» проекта 23160 предназначено для скоростных перевозок пассажиров в светлое время суток в салонах, оборудованных креслами авиационного типа.

Район эксплуатации:
Моря с морским тропическим климатом R3-RSN (hв3% 2,5м). Удаление от порта - убежища в открытых морях до 50 миль.
Класс судна КМ Hydrofoil craft Passenger - A Российского Морского Регистра Судоходства.

Мореходность:
Обеспечено движение СПК в крыльевом режиме при высоте волны hв3% до 2,0 м и ветре до 4 баллов.
При высоте волн hв3% до 2,5м и ветре до 5 баллов — обеспечено безопасное плавание в водоизмещающем режиме.

Россия возобновила производство судов на подводных крыльях June 17th, 2017

Недавно был в Казани и несколько раз проходил мимо речного техникума, во дворе которого стояла полноценная "Ракета". Подумалось тогда еще, вот же были времена...

А тут читаю, что судостроительный завод "Вымпел" (Рыбинск, Ярославская область) планирует в 2017 году спустить на воду морское пассажирское судно на подводных крыльях "Комета 120М" проекта 23160.

Т.е можно сказать, что Россия возобновила производство скоростных морских пассажирских судов на подводных крыльях типа "Комета". Интерес к проекту уже проявляет Греция, готовы принять такие суда и на черноморском побережье России.

Речь о новых "Кометах" шла на встрече сопредседателей российско-греческой смешанной комиссии по экономическому, промышленному и научно-техническому сотрудничеству на Крите. У главы российского Минтранса спросили, возобновились ли продажи "Комет" Греции, которая закупала их еще тридцать лет назад. На это Соколов ответил: "Продажи еще нет, а вот производство "Комет" возобновилось".

Впрочем, теперь судно получило другое имя, уточнил министр транспорта Максим Соколов.

Фото 2.

"Мы ее даже назвали красивым именем "Чайка", потому что она закладывалась в Рыбинске в Ярославской области, где работает депутатом Валентина Владимировна Терешкова. Вы помните, что ее позывной во время полета в космос был "Чайка". Поэтому эта "Комета" получила название "Чайка". Сейчас она почти готова. Поэтому если греческие компании хотят ее приобрести, то контракт, по-моему, еще открыт", - рассказал Соколов. Что касается закупок "Комет" Грецией, то, по словам министра, он готов им содействовать.

"Мы будем рады. И хотя судостроение - это компетенция министерства промышленности, я, как министр транспорта и как сопредседатель смешанной комиссии, готов поддержать любые предложения со стороны Греции", - заявил глава Минтранса.

Фото 3.

Как стало известно РИА Новости, АО "Судоремонтный завод "Вымпел" в Рыбинске сотрудничает с греческой компанией "Аргонавтики плоес" по вопросу строительства и передачи "Комета 120М". Сейчас с потенциальным греческим заказчиком ведутся переговоры по вопросу о подписании соглашения о взаимопонимании, в котором отражены основные условия договора на строительство четырех таких судов. Стоимость каждого судна превышает шесть миллионов евро.

Фото 4.

К новым "Кометам" проявляют интерес не только в Греции, но и в самой России. В конце апреля рыбинский завод "Вымпел" посетил президент Владимир Путин. Во время встречи гендиректор предприятия, в частности, рассказал главе государства о проекте по запуску между Ялтой и Сочи корабля на подводных крыльях.

Путин заметил, что это предложение не единственное, еще несколько судостроительных компаний в разных регионах предлагают подобные проекты.

"У министерства транспорта и министерства промышленности есть возможность провести квазиконкурсные или конкурсные процедуры и выбрать наилучшее предложение. Но само по себе предложение мне очень нравится", - сказал президент, отметив, что план может быть реализован при определенной поддержке со стороны государства в виде льгот по лизингу.

Фото 5.

При этом Путин добавил, что маршрут Сочи - Ялта сложен с точки зрения погодных условий, так как суда на подводных крыльях опасно использовать при сильном ветре. Но такие корабли можно пустить на другие маршруты на кавказском побережье или в Крыму, этот вид транспорта нужно развивать, он будет востребованным, заключил президент.

Анапа готова принять "Кометы"
На днях генеральный директор "Росморпорта" Андрей Тарасенко заявил, что уже идет подготовка к возобновлению рейсов "Комет" по Черноморскому побережью. По его словам, в Анапе уже создано предприятие, которое будет полностью отвечать за пассажирскую транспортировку.

"Раньше это было невыгодно, но вот поступили заявки, в частности от компании "Черноморские скоростные линии", что многим интересно с Анапы прийти в Сочи, многим хочется в Ялту прийти. Поэтому вопрос решаем. Не скажу точно, когда это будет. Сейчас компании получают лицензии, там большой комплект документов для получения оборудования", - сказал Тарасенко.

Будет ли данное направление популярным и регулярным, покажет пассажиропоток, добавил он.

Фото 6.

Производство "Комет" на рыбинском заводе прерывалось почти на два десятилетия, однако в 2013 году на предприятии снова начали строить суда на подводных крыльях.

Тогда Максим Соколов, выступая на церемонии закладки первой из обновленных "Комет", отметил, что суда будут строиться по совершенно новым технологиям. По его словам, реализация подобных разработок даст новые возможности по перевозке пассажиров не только по крупнейшим рекам России, но и в черноморском бассейне и в бассейне Балтийского моря.

Фото 7.

Скоростное судно на подводных крыльях "Комета 120М" предназначено для перевозок пассажиров в морской прибрежной зоне. Судно длиной около 35 метров и водоизмещением в 73 тонны сможет развивать скорость до 35 узлов и перевозить до 120 пассажиров: 22 - в салоне бизнес-класса, 98 - в салоне эконом-класса.

Фото 8.

Морское пассажирское судно на подводных крыльях "Комета 120М" проекта 23160 - справка

Район эксплуатации - моря с морским тропическим климатом. Удаление от порта – убежища в открытых морях до 50 миль.

Класс РС: КМ Hydrofoil craft Passenger – A

Длина габаритная, м - 35,2
Ширина габаритная, м - 10,3
Водоизмещение, т - 73,0
Осадка габаритная на плаву, м - 3,5
Скорость, узлов - 35
Экипаж, человек - 5
Пассажировместимость, человек: 120
салон бизнес класса 22
салон экономического класса 98
Мощность двигателей, кВт - 2 х 820
Часовой расход топлива, кг/час - 320
Дальность хода в полном водоизмещении, миль - 200
Автономность плавания, часов - 8

Фото 9.

Морское пассажирское судно на подводных крыльях «Комета 120М» - это однопалубное судно, оснащенное двухвальной дизель-редукторной энергетической установкой. Судно предназначено для осуществления скоростной перевозки пассажиров в светлое время суток в новых креслах авиационного типа. Сообщается, что данный проект морского судна был спроектирован на базе СПК, которые создавались в СССР по проектам «Комета», «Колхида» и «Катран». Основное предназначение данного корабля перевозка пассажиров в прибрежной морской зоне. Сообщается, что корабль сможет развивать скорость хода в 35 узлов. Основным его отличием от ранее строящихся в нашей стране СПК будет обеспечение высокого уровня комфорта для пассажиров. С этой целью на корабле должна будет появиться автоматическая система умерения качки и перегрузки. В конструкции корабля будут использованы современные вибропоглощающие материалы, что также должно положительным образом сказаться на комфорте пассажиров.

Фото 10.

Просторные салоны бизнес- и эконом-класса на новой «Комете» получат удобные пассажирские кресла авиационного типа, максимальное количество пассажиров - 120, предусмотрена установка в салонах системы кондиционирования воздуха. К особенностям корабля можно отнести размещение пассажиров в носовом и среднем салонах. В кормовом салоне будет расположен бар. Также в помещениях ходовой рубки и бара предусмотрено двойное остекление. Судно получит современные средства связи и навигации. Сократить объем расхода топлива планируется за счет установки современных двигателей 16V2000 M72 с электронным впрыском топлива, выпускаемых немецкой компанией MTU, и гребных винтов, обладающих увеличенным коэффициентом полезного действия.

Фото 11.

Также Сергей Итальянцев, занимающий пост руководитель дирекции программы «Суда река-море» в департаменте гражданского судостроения Объединенной судостроительной корпорации, рассказал журналистам, что в ОСК рассматривают вариант достройки, расположенных на Хабаровском судостроительном заводе двух корпусов морских пассажирских судов на подводных крыльях проекта «Олимпия». В перспективе эти достроенные суда можно было бы использовать для обеспечения перевозок пассажиров на Керченской переправе в Крыму. Также в случае достройки данные суда можно было бы использовать и на Дальнем Востоке. Именно на Черном море и на Дальнем Востоке сегодня имеются большие проблемы с обслуживанием пассажиропотока.

Корабли проекта «Олимпия» в состоянии принять на борт до 232 пассажиров. Они предназначены для скоростных перевозок пассажиров по морям с тропическим и умеренным климатом с удалением от «портов-убежищ» до 50 миль. Всего было построено два таких судна, оба были проданы на экспорт. Степень готовности двух недостроенных судов составляет примерно 80%. В случае принятия решения и заключения договора на их достройку корабли могут быть достроены в течение 6-8 месяцев, отмечается на сайте ЦКБ по судам на подводных крыльях имени Р. Е. Алексеева.

Фото 12.

Фото 13.

Фото 14.

источники

Концепция подводных крыльев, которая позволила резко увеличить скорость судов, была предложена еще в XIX веке. С тех пор эта конструкция, воплощенная в тысячах кораблей, прошла долгий путь и сейчас широко применяется в судостроении.

Если быть дотошным, то речь идет более чем о столетии. Еще в 1869 году парижанин Эммануэль Дени Фарко получил патент с формулой: «Закрепление на бортах и днище судна наклонных плоскостей или клиновидных элементов, каковые при движении судна вперед будут приподнимать его в воде и таким образом снижать лобовое сопротивление». В последовавшие годы было оформлено множество патентов, касавшихся тех или иных способов поднять судно (полностью или частично) над водой, с тем чтобы повысить его скорость или улучшить поведение на волне. Граф де Ламбер, российский гражданин, проживавший в Версале, подал заявку на патент в 1891 году. Он укрепил несколько независимо регулирующихся крыльев (поднимающих плоскостей) по бортам судна, которые по мере роста скорости должны были приподнимать судно над водой. Впрочем, само расположение этих примитивных крыльев в принципе не давало возможности полностью поднять судно над поверхностью воды.

«Ракета» — первое советское пассажирское судно

Но настоящая история подводного крыла начинается с итальянского инженера Энрико Форланини. Работы с подводным крылом он начал в 1898 году, и серия модельных испытаний позволила ему вывести математические закономерности. Опираясь на формулы, он приступил к проектированию и строительству полномасштабного судна. Конструкции Форланини отличались «ступенчатым» расположением крыльев. Эксперименты с моделями показали, что подъемная сила пропорциональна квадрату скорости — таким образом, при росте скорости требовалась меньшая площадь крыльев. «Ступенчатая» схема была придумана именно для того, чтобы обеспечить автоматическое уменьшение площади. Экспериментальное судно весило около 1200 кг, на нем стоял 60-сильный двигатель, который приводил в движение два вращающихся в противоположных направлениях воздушных винта. Расчетная скорость судна составляла 90 км/ч, но во время испытаний на озере Маггиоре в Италии в 1906 году была достигнута скорость 68 км/ч.

Самую большую известность ранние эксперименты с подводными крыльями принесли одному американцу, проживавшему в Канаде. Это был Александр Грэхем Белл. Вместе с Фредериком У. (Кейси) Болдвином и Филипом Л. Родесом он разработал и построил несколько судов на подводных крыльях, включая HD-4, оснащенный двумя двигателями Liberty. 9 сентября 1919 года это судно установило официальный рекорд скорости, показав 114 км/ч. Позднее для улучшения ходовых качеств HD-4 в конструкцию было внесено много изменений, однако этот рекорд так и остался официально не превзойденным.

Начальный этап истории судов на подводных крыльях будет неполным, если не отдать должное гению барона Ханса фон Шертеля. Эксперименты «Барона» (так его называли друзья) с судами на подводных крыльях начались в 1927 году. То, что суда на подводных крыльях из ненадежной, неустойчивой экзотической игрушки, способной бегать только «по гладкой воде», превратились в современные безопасные, эффективные, скоростные средства передвижения, — это во многом заслуга фон Шертеля.

Тем временем интерес к судам на подводной подушке снова проснулся в Канаде, и на озере Массауиппи в штате Квебек построили 15-метровый пятитонный катер, основанный на последних проектах Болдуина. После нескольких демонстрационных испытаний при достаточно бурной погоде судно перевезли в Военно-морской исследовательский институт, где оно получило официальное имя R-100. Впрочем, неофициальное имя — «Массауиппи» — использовалось гораздо чаще. Эксперименты с R-100 были сочтены успешными, и канадское правительство решило финансировать постройку еще одного экспериментального судна компанией Saunders-Roe в Англии. R-103 водоизмещением 17 тонн имел алюминиевый корпус (R-100 был полностью деревянным), наборные крылья и стойки из листового алюминия, приклепанные к алюминиевым нервюрам и стрингерам (ранее эти элементы были монолитными). Принципиально по‑новому был организован узел движителя — валы трансмиссии через конические шестерни соединялись под прямым углом, дейдвудная труба, как в подвесном моторе, уходила вертикально вниз, а на ее конце находился обтекатель с двумя винтами — сзади и спереди. Эта сложная конструкция радикально отличается от простого длинного и наклонно уходящего вниз вала, как это реализовано в R-100. На борту было установлено два 12-цилиндровых бензиновых двигателя Rolls Royce Griffon мощностью 1500 л.с.

Экспериментальный катер основоположника концепции подводных крыльев Энрико Форланини. Крылья были расположены «этажеркой» (ступенями), и это позволило решить проблему уменьшения площади крыльев с ростом скорости для поддержания постоянной подъемной силы. Во время испытаний на озере Маггиоре катер развил 68 км/ч.

Потом пришли другие времена, и внимание канадских военных сосредоточилось на борьбе с подводными лодками. Роль, которая отводилась в этих стратегических планах судам с подводными крыльями, требовала максимальной подвижности и универсальности. Весьма экономичная альтернатива разработке мощных дальнобойных сонаров, которые устанавливаются на больших кораблях, предполагала развертывание большого количества маломощных аппаратов. В 1964 году был заложен корпус нового судна BRAS D’OR, однако 5 ноября 1966 года прямо в ходе строительных работ в главном машинном отделении случился разрушительный пожар, который чуть не повлек за собой прекращение всей программы. И тем не менее, вопреки всем задержкам и дополнительным финансовым расходам, новое судно с индексом FHE-400 и все тем же именем BRAS D’OR в 1967 году было спущено на воду. В дальнейшем это судно использовалось в испытаниях и экспериментах, а также участвовало во флотских парадах.

Подводные крылья можно разделить на два общих класса — частично и полностью погруженные крылья. Частично погруженные крылья сконструированы так, чтобы их законцовки в крейсерском режиме пронизывали границу вода-воздух. Стойки, связывающие крылья с корпусом судна, должны иметь достатоную длину, чтобы при движении на расчетных скоростях корпус совершенно не касался воды. С ростом скорости растет подъемная сила, вызванная обтеканием подводной части крыла набегающей водой, в результате судно несколько приподнимается, и, соответственно, площадь погруженной части крыла уменьшается. Эта система самостабилизирующаяся: при любой скорости судно приподнимется ровно настолько, насколько нужно, чтобы подъемная сила крыла уравнялась с весом всего судна.

В России, в отличие от США и вообще от всего западного мира, на множестве рек, каналов и озер широко использовались в регулярном судоходстве многие тысячи судов на подводных крыльях. Это легко понять, если учесть, что в огромной стране при общем дефиците автомобилей и автомобильных дорог имеется 150 000 рек и 250 000 озер. «Красное Сормово» в Горьком — одна из старейших судостроительных верфей Советского Союза. На этой верфи помимо разнообразных водоизмещающих судов для речного флота строилось и множество пассажирских судов на подводных крыльях, причем разнообразие моделей не имело аналогов во всем мире. Отцом советских катеров на подводных крыльях был Ростислав Алексеев, который занимался разработкой подобных систем с начала 1940-х годов.

Полностью погруженные подводные крылья находятся ниже поверхности воды. В этой конфигурации система подводных крыльев лишена возможности самостабилизации. В ответ на изменяющиеся условия — скорость судна, вес, волнение — необходимо изменять угол атаки крыльев и их подъемную силу. Основное и неоценимое достоинство системы с полностью погруженными крыльями — возможность практически устранить воздействие волн на судно. Это позволяет относительно небольшому судну на подводных крыльях двигаться на высоких скоростях в условиях морского волнения, причем волны не влияют на комфорт пассажиров и команды, а в военных применениях не мешают использованию боевого снаряжения.

В судах использовался эффект малопогруженного подводного крыла (эффект Алексеева). Подводное крыло Алексеева состоит из двух главных горизонтальных несущих плоскостей — одна спереди и одна сзади. Двугранный угол при схождении или мал, или отсутствует, распределение веса — примерно поровну между передней и задней плоскостями. Погруженное подводное крыло, поднимаясь к поверхности, постепенно теряет подъемную силу, а на глубине, примерно равной длине хорды крыла, подъемная сила приближается к нулю.

Именно благодаря этому эффекту погруженное крыло не способно полностью выйти на поверхность. При этом относительно небольшой гидропланирующий (скользящий по поверхности воды) подкрылок используется для помощи при «выходе на крыло», а также не позволяет судну вернуться в водоизмещающий режим. Эти подкрылки расположены в непосредственной близости к передним стойкам и установлены так, что на ходу касаются поверхности воды, в то время как несущие крылья погружены примерно на глубину, равную длине их хорды. Вся эта система впервые была испытана на небольшом катерке, который приводил в движение 77-сильный автомобильный двигатель.

По расположению крыльев выделяют самолетную схему, схему «утка» и тандем (сверху вниз). Суда принято относить к самолетной (обычной) схеме или схеме «утка», если 65% веса или более приходится соответственно на носовые или кормовые стойки. Если вес распределен относительно равномерно, эту конфигурацию принято называть «тандем».

На базе разработок Алексеева в России было построено большое количество коммерческих судов на подводных крыльях: «Ракета», «Стрела», «Спутник», «Метеор», «Комета», «Циклон», «Буревестник», «Восход»… Строились и военные суда, в том числе и самое большое судно этого класса в мире — «Бабочка», ему предшествовали «Пчела», «Турья» и «Саранча».

Принцип подводного крыла

Суть концепции в том, чтобы приподнять корпус судна из воды и поддерживать его в таком положении в динамическом режиме, используя для этого плоскости, которые принято называть подводными крыльями. В результате удается снизить влияние волн и уменьшить энергозатраты при движении с высокой скоростью, часто недостижимой при обычном (водоизмещающем) режиме. Расплачиваться приходится повышенной осадкой на малых скоростях и проблемами устойчивости. Для судов с полностью погруженными крыльями, которые почти совсем «изолируют» корпус судна от влияния волн, но лишены самостабилизации, необходим «автопилот», отслеживающий положение судна и корректирующий подъемную силу крыльев путем изменения угла атаки и отклонением закрылков.

Западная Европа тоже не осталась в стороне. Gustoverft в Голландии, Westermoen в Норвегии, Vosper Thornycroft в Великобритании активно занимаются разработкой и постройкой судов на подводных крыльях. Но самые успешные коммерческие проекты, разработанные и построенные в Западной Европе, — это, безусловно, произведения итальянской Rodriquez Centieri Navali. Среди многих ее изделий стоило бы отметить серию коммерческих судов RHS. С годами суда этой серии росли в размерах и отваживались выходить в те воды, где их крылья, в принципе рассчитанные на скольжение по глади, подвергались таким нагрузкам, каких не найти в речках, озерах и прибрежных лагунах. Чтобы создать приемлемые условия для пассажиров, компания Rodriquez разработала «систему повышения мореходности» (Seakeeping Augmentation System, SAS), которая, как показала практика, весьма успешно борется с вертикальной, килевой и бортовой качкой при достаточно сильном волнении.

Boeing Jetfoil имел водометный движитель, полностью погруженные крылья, крейсерскую скорость в 45 узлов при довольно высокой волне и при этом обеспечивал приличный комфорт для пассажиров.

В начале 1950-х годов нью-йоркская судостроительная фирма Gibbs & Cox объединила усилия с группой специалистов из ВМС США для создания универсального опытного судна на подводных крыльях. Аппарат был построен компанией Bath Iron Works и назван BIW. Это был катер длиной 6 м, шириной полтора и водоизмещением 0,8 т, с 22-сильным подвесным мотором. BIW весьма пригодился для испытания различных компоновок подводных крыльев, систем управления, различных датчиков. Самым важным результатом этой работы явились основы для разработки электрогидравлического автопилота, а также решение построить новое судно этой серии — SEA LEGS («Походка моряка»). Электронный автопилот, содержавший 160 радиоламп, был разработан компанией Draper Laboratory в сотрудничестве с Массачусетсским технологическим институтом. В 1957 году SEA LEGS совершил первый рейс, продемонстрировав отличную мореходность при высокой волне на скоростях до 27 узлов.

Самый быстрый в мире паром. Гибридное судно с передним подводным крылом Superfoil 40, построенное «Морским заводом Алмаз», имеет крейсерскую скорость более 100 км/ч.

Этот успех окрылил корабелов, и в американском флоте всерьез занялись опытными аппаратами на подводных крыльях. Таковы были Little Squirt, Hydrodynamic Test System (HTS), Foil Research Experimental Supercavitating Hydrofoil (FRESH-1). Несколько экспериментальных аппаратов построили фирмы Boeing и Grumman/Lockheed Shipbuilding — High Point (PCH-1), Flagstaff (PGH-1), Tucumcari (PGH-2) и Plainview (AGEH-1). Все аппараты — от Flagstaff водоизмещением 57 т до Plainview водоизмещением 320 т — ясно продемонстрировали возможности и потенциальные применения судов на подводных крыльях в военных операциях. В результате подразделение Boeing Marine Systems построило специально для ВМС США патрульное судно PHM (Patrol Hydrofoil Missile Ship). Согласно планам NATO предполагалось построить 26 таких кораблей, однако Германия и Италия отказались от участия в этом проекте, так что в строй с 1977 по 1982 год вступило всего шесть судов, названных по именам созвездий: PHM-1 PEGASUS («Пегас»), PHM-2 HERCULES («Геркулес»), PHM-3 TAURUS («Телец»), PHM-4 AQUILA («Орел»), PHM-5 ARIES («Овен») и PHM-6 GEMINI («Близнецы»).

Гибриды

Суда, в конструкции которых одновременно используются два или больше способов поддержания на воде (или над водой) в большинстве режимов, принято называть гибридными. Подводные крылья в них используются для формирования подъемной силы, дополняющей обычную плавучесть.
1. Суда на подводных крыльях с малой площадью ватерлинии. Это гибрид принципа подводных крыльев и разработок SWATH (суда с малой площадью по ватерлинии), которые велись в 1970—1980-х годах в Центре военных исследований надводного флота США. Судно состоит из двух корпусов: один полностью погруженный корпус с системой полностью заглубленных крыльев, а над ним еще один корпус, поддерживаемый полностью над водой за счет тонкой и длинной продольной стойки. На малой скорости плавучесть обеспечивается за счет водоизмещения нижнего корпуса, стойки и незначительного сегмента верхнего корпуса. С ростом скорости динамическая подъемная сила крыльев поднимает верхний корпус над водой, и площадь по ватерлинии (горизонтальное сечение тонкой стойки) становится крайне мала. В этом режиме нижний корпус и погруженная часть стойки обеспечивают 70% общей плавучести (за счет водоизмещения), а система крыльев дает остальные 30%. В 1990-х ВМС США профинансировал попытку построить демонстрационную модель под названием QUEST. Компания Maritime Applied Physics Corporation в Балтиморе спроектировала, построила, спустила на воду и успешно испытала это девятиметровое судно водоизмещением 12 тонн. QUEST имел ход в 35 узлов при почти двухметровом волнении. Совсем недавно компания Rodriquez разработала судно Aliswath, использующее похожий принцип. Сообщается, что это большое судно — это будет автомобильный и пассажирский паром — должно сойти на воду уже в 2007 году.
2. Катамаран на подводных крыльях. Основная часть работы над концепцией катамарана с поддержкой за счет подводных крыльев была выполнена усилиями доктора Хоппа, инженера-судостроителя из университета Стелленбош в Южной Африке. Этот гибрид представляет собой катамаран с полностью асимметричными корпусами, между которыми расположено подводное крыло. В английском языке подобные катамараны называются Hydrofoil Supported Catamaran, и обозначаются аббревиатурой HYSUCAT. Варианты этой концепции часто используются при строительстве пассажирских паромов (типа Foilcat).
3. Глиссирующие корпуса/интегрированные крылья. Эта конфигурация была предложена компанией Navatek — именно она разрабатывала и испытывала различные конфигурации глиссирующих корпусов с крыльями в разных комбинациях. С 1996 года проводились успешные демонстрации этого принципа на опытных судах Midfoil и Waverider. Используя компьютерные программы гидродинамических расчетов и привлекая специалистов из Калифорнийского университета в Лонг Бич, Navatek совершила новый шаг в разработке глиссирующих корпусов — интегрированное крыло (Blended Wing Body, BWB). Главное назначение BWB — повышение мореходных и скоростных качеств для уже имеющихся или проектируемых типов судов.
4. Суда с передним крылом. Корма такого судна как бы «волочится» по воде. Типичный пример такого подхода — катамаран Superfoil 40, построенный «Морским заводом Алмаз» по проекту Санкт-Петербургского филиала британской компании MTD (Marine Technology Development) по заказу эстонской компании Linda Lines Express. Это судно является самым быстрым пассажирским паромом в мире, оно способно развивать скорость в 55 узлов (более 100 км/ч), так что поездка по маршруту Таллинн- Хельсинки займет всего 50 минут.

Но вместо того чтобы модернизировать эти корабли, руководство американского флота в 1993 году решило их списать. Позже часть этих катеров распродали с молотка, а часть пустили на лом. С тех пор и по сей день на флоте США только и делают, что строят планы, занимаются «бумажными разработками» и перебирают проекты судов водоизмещением от 615 до 2400 т: Corvette Escort, DBH, PCM, Grumman HYD-2…

В течение 1990-х годов коммерческое направление развивалось своим путем, впитывая в себя новые конструктивные решения из Японии, Норвегии, Швеции, России, Италии и США. Одна из новых российских разработок — судно «Циклон» с крейсерской скоростью 42 узла (78 км/ч) — увеличенный двухпалубный вариант «Кометы», рассчитан на 250 пассажиров и оснащен электронной автоматической системой управления. Еще более новая российская конструкция — судно «Олимпия» — это вершина на пути развития больших судов, способных курсировать на маршрутах практически в открытом море.

Модель Jetfoil компании Boeing была запущена в производство в середине 1970-х и хорошо послужила во многих частях света. По тем временам это был верх совершенства для коммерческих аппаратов на подводных крыльях. В 1989 году Kawasaki приобрела у Boeing лицензию и наладила собственный выпуск модели Jetfoil. Многие аппараты из этой серии до сих пор служат в окрестностях Гонконга. Там же, в Японии, компания Mitsubishi сконструировала и построила несколько пассажирских судов на подводных крыльях, названных Rainbow.

В Швеции и Норвегии аппараты с катамаранным корпусом и крыльями, установленными на относительно коротких стойках, например Foilcat 2900 компании Westamarin, эксплуатировались на балтийских линиях.

В 1994 году итальянская компания Rodriquez выпустила Foilmaster — еще один пример тщательной компоновки толкающего винта с соответствующим профилем крыла для достижения максимальных характеристик, но с традиционной компоновкой кормовых винтов, приводимых в движение длинным наклонным валом.

Эффект подводных крыльев известен достаточно хорошо: подъемная сила, возникающая на них, полностью выталкивает корпус катера из воды, благодаря чему резко увеличивается скорость хода без повышения затрачиваемой мощности двигателей.

В настоящее время наиболее распространенным вариантом является установка кормового и носового крыльев с примерно равным распределением веса катера между ними (при этом как носовое, так и кормовое крыло может состоять из одного или двух крыльев, расположенных по бортам). Двукрылая схема обеспечивает наиболее высокое гидродинамическое качество на расчетной максимальной скорости хода, однако осуществление ее обычно связано с большими затруднениями при разработке винторулевого комплекса и доводке построенных катеров. В поисках упрощения конструкторы пришли к парадоксальной идее об отказе от кормового крыла.

Оказалось, что достаточный эффект можно получить и при однокрылой схеме. В носовой части катера устанавливается одно подводное крыло, воспринимающее около половины веса катера. На ходу, когда подъемная сила на крыле достигнет определенной величины, носовая оконечность катера приподнимается над водой и катер движется только на крыле и на небольшом участке днища у транца.

Поскольку качество глиссирующей пластины, разновидностью которой является кормовая часть днища катера, не превышает К =10, то очевидно, что теоретически в большинстве случаев катер на одном подводном крыле будет проигрывать двукрылому в скорости. Можно, однако, говорить и об определенных преимуществах упрощенной однокрылой схемы, которые позволяют катерам с одним носовым подводным крылом практически конкурировать с двукрылыми.

Во-первых, упрощается конструкция крыльевого устройства в целом; в два раза уменьшаются затраты на его изготовление, оно получается значительно более легким; в случае необходимости одно носовое крыло гораздо легче выполнить убирающимся, поворотным или с автоматически управляемым углом атаки, чем устройства с двумя крыльями.

Во-вторых, упрощается конструкция кормового движительно-рулевого комплекса (кронштейн, гребной винт, руль); уменьшается угол наклона оси гребного вала и улучшаются условия работы винта независимо от расположения двигателя; уменьшается габаритная осадка катера кормой. При преодолении «горба» сопротивления и выходе на крыло двигатель испытывает меньшие перегрузки.

Мореходность катера на одном подводном крыле даже повышается вследствие уменьшения размахов колебаний носовой части и улучшения условий совместной работы на волнении крыла и корпуса катера. (Имеются в виду «провалы» носового крыла, которые при наличии крыла в корме приводят к появлению отрицательных углов атаки и соответствующих сил, вызывающих погружение носового крыла, что сопровождается увеличением сопротивления и снижением скорости хода.)

Очень важно и то, что на ходовых испытаниях катера с одним носовым подводным крылом легче выбрать оптимальные значения углов его установки, высоты стоек и других элементов. При этом существенно облегчается и доводка гребного винта, которая производится одновременно с доводкой крыла с целью получения полного согласования движителя и механической установки, позволяющего развить наибольшую возможную скорость хода.

Следует добавить еще и такой плюс, как возможность оборудовать носовым крылом уже спроектированный и построенный глиссирующий катер без какого-либо изменения линии гребного вала и переделки выступающих частей. (В некоторых случаях подобное решение позволяет получить оптимальный ходовой дифферент неудачно спроектированного катера - с носовой центровкой, с выпуклостью днища и т. п.)

В зарубежной печати сообщения о постройке однокрылых катеров появлялись неоднократно. В качестве же примера установки носового крыла на существующем серийном судне можно назвать успешный эксперимент с разъездным катером «Чайка», построенным в 1961 г. (см. В. И. Блюмин, Л. А. Иванов и М. Б. Масеев, «Транспортные суда на подводных крыльях», стр. 38-40). Основные данные катера: длина - 6,1 м; ширина - 1,86 м; водоизмещение - 1,60 т; мощность двигателя - 90 л. с. Максимальная скорость хода (48 км/час) благодаря носовому крылу возросла на 8 км/час при одновременном повышении мореходных качеств. Авторы рекомендуют применять носовые подводные крылья и на всех других эксплуатируемых катерах типа «Чайка».

Одно крыло было установлено (рис. 1) и на 6-местном служебно-разъездном катере типа 370М, имеющем длину - 6,18 м; ширину - 2,03 м; полное водоизмещение - 1,95 т; мощность двигателя - 77 л. с. Скорость хода возросла с 40 до 48-50 км/час.

Наконец, можно отметить, что еще в 60-х годах поступило несколько сообщений о попытках применить однокрылую схему на серийных мотолодках для повышения скорости хода при ограниченной мощности имевшихся тогда подвесных моторов.

Если говорить о теоретическом обосновании рассматриваемой схемы, то стоит упомянуть, например, что установку одного носового крыла рекомендует М. М. Коротков в статье «Особенности использования подводных крыльев на малых судах» («Судостроение» № 11, 1968 г.); ожидаемое увеличение скорости хода, по его оценке, составляет от 10 до 20%.

Приводимые на рис. 2 кривые удельного сопротивления R / Δ бескрылых катеров и катера с одним носовым крылом показывают, что установка крыла оправдывается только при Fr Δ > 3. (Сразу же оговоримся, что все рекомендации настоящей статьи относятся к глиссирующим катерам с традиционными остроскулыми обводами; при L / B = 3-6 и углах килеватости днища на транце 3-6° и на миделе около 15°.)

Рис. 2. Типичные кривые удельного сопротивления R / Δ = f (Fr Δ)

1 - обычный остроскулый катер; 2 - остроскулый катер с поперечным реданом;
3 - остроскулый катер с носовым подводным крылом.

Проектирование носового крыла и его гидродинамический расчет для однокрылого и двукрылого вариантов катера практически одинаковы, если не считать некоторого уменьшения высоты стоек однокрылого устройства с целью уменьшения ходового дифферента.

Носовое подводное крыло целесообразно устанавливать, если ожидаемая скорость хода будет не менее

где Δ - водоизмещение катера, м³.

При меньших скоростях носовое подводное крыло существенной пользы не приносит, так как для создания необходимой подъемной силы его площадь должна быть чрезмерно большой; оно может вызвать даже повышение сопротивления катера и падение скорости по сравнению с бескрылым вариантом.

На начальной стадии проектирования значение наибольшей скорости хода катера с носовым крылом при известных водоизмещении Δ и мощности двигателя N e определяется как

где η - пропульсионый коэффициент, К = Δ / R - гидродинамическое качество, представляющее собой отношение Δ к полному сопротивлению R при ходе на носовом крыле.

Приближенное значение К можно снять с приводимой на рис. 3 кривой, показывающей снижение К крылатого катера при увеличении его скорости движения. (Происходит это потому, что в отношении Δ / R подъемная сила крыла и глиссирующего днища, равная по величине Δ катера, с увеличением V не должна изменяться, так как в противном случае движение будет неустойчивым, а сопротивление R в знаменателе постепенно возрастает.)

Рис. 3. Приближенные зависимости гидродинамического качества К и пропульсивного качества Кη от числа Фруда

1 - однокрылый катер; 2 - обычный остроскулый катер; 3 - остроскулый катер с поперечным реданом; 4 - двукрылый катер.

Пропульсивный коэффициент, характеризующий эффективность использования мощности двигателя, можно принимать в пределах η = 0,50-0,60.

Целесообразно сразу определить значение произведения К η, представляющего собой коэффициент пропульсивного качества:

Пунктирная линия на рис. 3 характеризует одновременное увеличение V и К η глиссирующих катеров при установке подводных крыльев. Переходя параллельно этой линии с одной кривой на другую, можно ориентировочно оценить прирост скорости, обусловленный наличием поперечного редана или подводного крыла.

Убедившись в целесообразности установки носового подводного крыла, следует определить его площадь и место расположения. С этой целью необходимо задаться той частью веса катера, которую крыло должно нести. Чаще всего ее принимают равной 50-60% полного веса катера. Таким образом, подъемная сила на крыле должна быть

Место установки крыла находится из выражения

Следует стремиться к тому, чтобы крыло располагалось в относительно широком и удобном для крепления месте корпуса катера. При проектировании нового судна может оказаться целесообразным даже уширение корпуса.

Несущая площадь крыла

где С у - коэффициент подъемной силы крыла.

Величина С у должна выбираться с учетом многих обстоятельств, главнейшими из которых являются обеспечение высокого гидродинамического качества и отсутствие кавитации крыла на расчетной скорости. Для скоростей 25-40 узлов этим условиям удовлетворяет величина, близкая к С у = 0,15-0,20.

Л. Л. Хейфец, «Катера и яхты» 1974 г.

«Буревестник», «Спутник», «Комета» и «Метеор» - названия этих советских судов рождали романтические мысли о полёте. Хотя речь шла только о речной поездке. Впрочем, сложно сказать, поездка на судне на подводных крыльях - это и плавание, но в нём есть нечто от полёта. Эти суда, которые в общем виде, именовались ракетами и могли достигать скорости в 150 км/ч (перевозя до 300 пассажиров), были таким же символом СССР 60-х - 80-х годов, как и настоящие космические ракеты, которые бороздили Большой театр космические просторы.

Тяжёлый экономический кризис (если не промышленная катастрофа) 90-х привели к тому, что количество судов этого класса резко сократилось. Сейчас давайте вспомним краткую историю этих необычных судов.

Принцип движения этих судов был двойным. На малой скорости такое судно идёт как обычный корабль, то есть за счёт выталкивающей силы воды (привет Архимеду). Но когда развивает высокую скорость, то за счёт имеющихся у этих судов подводных крыльев возникает подъёмная сила, которая и поднимает судно над водой. То есть судно на подводных крыльях это и судно, и как бы самолёт одновременно. Только летает он «нызенько».

Возможно самым изящным высокоскоростным судном на подводных крыльях был т.н. газотурбоход «Буревестник». Он был разработан ЦКБ СПК Р.Алексеева в городе Горький и при длине в 42 метра мог достигать расчётной скорости 150 км/ч (правда данных о том, что судно когда-либо достигало такой скорости, нет).

Первое (и единственное) экспериментальное судно «Буревестник» было построено в 1964 году.

Оно эксплуатировалось в Волжском пароходстве на Волге по маршруту Куйбышев - Ульяновск - Казань - Горький.

Особую эффектность этому судну придавали два авиационных газотурбинных двигателя по бокам (такие двигатели использовались на самолёте ИЛ-18).

В таком судне путешествие и в самом деле должно было напоминать полёт.

Особым изяществом отличалась капитанская рубка, дизайн которой напоминал дизайн футуристических американских лимузинов 50-х годов (на фото внизу, правда, рубка не «Буревестника», но примерно такая же).

К сожалению, проработав до конца 70-х годов, уникальный 42-метровый «Буревестник» был списан по износу, так и оставшись в единственном экземпляре. Непосредственной причиной списания стала авария 1974 года, когда «Буревестник» столкнулся с буксиром, сильно повредив один бортов и газотурбинный двигатель. После этого восстановлен он был, что называется, «кое-как» и через какое-то время его дальнейшую эксплуатацию сочли нерентабельной.

Другой разновидностью судов на подводных крыльях был «Метеор».

«Метеоры» были поменьше «Буревестника» (34 метра в длину) и не такие скоростные (не более 100 км/ч). Метеоры производились с 1961 по 1991 года и кроме СССР поставлялись также в страны соцлагеря.

Всего было построено четыре сотни теплоходов этой серии.

Панель управления судна:

Но самым знаменитым судном на подводных крыльях следует признать, наверное, «Ракету».

Впервые «Ракета» была представлена в Москве в 1957 году на Международном фестивале молодёжи студентов.

Сам лидер СССР Никита Хрущёв тогда выразился в том духе, что, мол, хватит плавать по рекам в ржавых ваннах, пора путешествовать стильно.

Впрочем, тогда по Москве-реке ходила только первая экспериментальная «Ракета» и после фестиваля она была отправлена в опытную эксплуатацию на Волгну на линию Горький-Казань. Расстояние в 420 км судно преодолевало за 7 часов. Обычное судно шло по тому же маршруту 30 часов. В итоге опыт был признан удачным и «Ракета» пошла в серию.

Ещё одно из известных советских судов - «Комета».

«Комета» представляла из себя морской вариант «Метеора». На этой фотографии 1984 года две «Кометы» в морском порту Одессы:

«Комета» была разработана в 1961 году. Серийно производились с 1964 по 1981 года на Феодосийском судостроительном заводе «Море». Всего было построено 86 «Комет» (в том числе 34 на экспорт).

Одна из доживших до наших дней «Комет» в ярком оформлении:

К началу 70-х годов «Ракеты» и «Метеоры» уже считались устаревшими судами и им на смену был разработан «Восход».

Первое судно серии было построено в 1973 году. Всего было построено 150 «Восходов», часть которых пошла на экспорт (Китай, Канаду, Австрию, Венгрию, Нидерланды и др). В 90-х годах производство «Восходов» было остановлено.

«Восход» в Нидерландах:

Из других типов судов на подводных крыльях стоит вспомнить «Спутник».

Это был воистину монстр. На момент постройки первого судна «Спутник» (октябрь 1961 года) это было самое большое в мире пассажирское судно на подводных крыльях. Его длина составляла 47 метров, а пассажировместимость - 300 человек!

«Спутник» сперва эксплуатировался на линии Горький - Тольятти, но потом из-за своей низкой посадки был переведён в низовья Волги на линию Куйбышев - Казань. Но на этой линии он проходил всего три месяца. В одном из рейсов судно столкнулось с топляком, после чего несколько лет простояло в судоремонтном заводе. Сперва его хотели разрезать на металлолом, но потом решили установить на набережной Тольятти. «Спутник» был поставлен рядом с речным вокзалом, где в нем разместилось кафе с одноимённым названием, которое своим видом продолжает радовать (или пугать) жителей Автограда (пруф).

Морской вариант «Спутника» назывался «Вихрь» и предназначался для плавания при волне до 8 баллов.

Также стоит вспомнить судно «Чайка», которое было создано в единичном экземпляре и брало на борт 70 пассажиров, но зато развивало скорость до 100 км/ч

Ещё из редких нельзя не отметить «Тайфун»…

…и «Ласточку»

Рассказа о советских судах на подводных крыльях был бы неполным без рассказа о человеке, который посвятил свою жизнь созданию этих судов.

Ростислав Евгеньевич Алексеев (1916-1980) - советский кораблестроитель, создатель судов на подводных крыльях, экранопланов и экранолётов. Конструктор яхт, призёр всесоюзных соревнований, мастер спорта СССР.

К идее судов на подводных крыльях он пришёл во время работ в ходе войны (1942) по созданию боевых катеров. Его катера не успели принять участие в войне, но в 1951 году Алексеев за разработку и создание судов на подводных крыльях был удостоен Сталинской премии второй степени. Именно его коллектив в 50-х создал «Ракету», а затем, начиная с 1961 года, чуть ли не каждый год новый проект: «Метеор», «Комета», «Спутник», «Буревестник», «Восход». В 60-х Ростислав Евгеньевич Алексеев начал работы по созданию т.н. «экранопланов» - судов для ВДВ, которые должны были парить над водой на высоте в несколько метров. В январе 1980 года при испытаниях пассажирского экранолёта, который должен был войти в строй к Олимпиаде-80, Алексеев получил тяжёлые травмы. От этих травм он скончался 9 февраля 1980 года. После его смерти к идее экранопланов больше не возвращались.

А сейчас предлагаю ещё немного фотографий этих безумно красивых судов на подводных крыльях:

Построенная в 1979 году «Комета-44» сегодня эксплуатируется в Турции: