Подводное крыло

Судно на подводных крыльях «Карла» (модель «Восход») в Нидерландах.

Судно на подводных крыльях (СПК) — тип скоростного судна с динамическим принципом поддержания, у которого под корпусом расположены специальные крылья. При стоянке и при следовании на низкой скорости судно на подводных крыльях удерживается на воде за счёт силы Архимеда, как и обыкновенное водоизмещающее судно. На высокой скорости за счёт вызываемой этими крыльями подъёмной силы судно поднимается над водой. Таким образом значительно уменьшается сопротивление воды, что позволяет развивать высокие скорости.

Устройство

Крылья

Существует 2 типа подводных крыльев — частично погруженное крыло (или U-образное крыло) и полностью погруженное крыло (крыло в форме перевёрнутого Т). Управление подводными крыльями осуществляется двумя способами: путём изменения угла атаки (при этом поворачивается всё крыло) или при помощи закрылков. Суда с полностью погруженными крыльями менее подвержены качке от волн, поэтому они более стабильны и комфортны, особенно при использовании на море. Однако полностью погруженные крылья требуют постоянного управления, поэтому они стали широко использоваться с появлением компьютеров. Разумеется, такие компьютеры должны быть очень надёжными, так как в случае их отказа судно упадёт на воду и может даже перевернуться.

Суда с полностью погруженными крыльями появились сравнительно недавно, до этого использовались суда с U-образными крыльями, которые не требуют постоянного управления.

Обычно суда на подводных крыльях имеют два крыла, которые могут быть по-разному расположены относительно друг друга и корпуса судна.

• При так называемой самолётной компоновке главное (большее) крыло расположено перед центром тяжести судна, меньшее крыло расположено сзади.
• В схеме «утка» меньшее крыло расположено перед основным крылом
• В тандемной схеме оба крыла имеют одинаковую площадь и располагаются спереди и сзади от центра тяжести, на равном от него расстоянии.

Самолётная схема и схема «утка» используются на малых судах, тандемная компоновка — на более крупных.

Двигатель и движитель

В качестве двигателя на судах с подводными крыльями используется либо двигатель Дизеля (в таком случае они являются теплоходами) либо газотурбинный двигатель (в таком случае они являются газотурбоходами).

В качестве движителя может использоваться гребной винт либо водомёт. Гребной винт соединяется с двигателем посредством редуктора. Струя воды, использующаяся в водомёте, создаётся специальным насосом.

История

Появление судов на подводных крыльях

Первые попытки создать судно на подводных крылях предпринимались ещё в конце XIX века. В 1897 году живший во Франции русский подданный Ш. де Ламбер построил и испытал на Сене небольшое судно на подводных крыльях. Однако мощности паровой машины, использовавшейся на этом судне в качестве двигателя, не хватило для развития скорости, необходимой для того, чтобы корпус судна поднялся над водой.

Судно на подводных крыльях Энрико Форланини на озере Лаго-Мажоре в 1910 году

Более успешными были опыты итальянского изобретателя Энрико Форланини. Он проводил эксперименты с моделями судов на подводных крыльях с 1898 года. В 1906 году созданное им полноразмерное экспериментальное судно в ходе испытаний на озере Лаго-Мажоре достигло скоростьи в 42,5 мили в час (68 км/ч). Этот катер имел многоярусные крылья наподобие этажерки.

В 1906 году в американском журнале Scientific American изобретатель Уилиам Мичхэм (англ. William E. Meacham) опубликовал статью о базовых принципах действия судна на подводных крыльях. Эта статья заинтересовала Александра Белла (изобретателя телефона). Сначала он проводил теоретические изыскания, а в 1908 году, совместно с изобретателем Фредериком Болдвином (англ. Frederick W. Baldwin) приступил к испытаниям моделей.

Болдвин изучал работу итальянского изобретателя Энрико Форланини и занимался испытанием моделей, основанных на его разработках. В ходе мирового тура Белла в 1910—1911 годах, Белл и Болдвин встретились в Италии с Форланини. Они вместе катались по озеру Лаго-Мажоре на созданном Форланини катере на подводных крыльях. По описаниям Балдвина катер двигался так гладко, как будто он летел. Вернувшись в Канаду изобретатели продолжали работать над разработкой своего судна на подводных крыльях. В результате они построили судно, получившее индекс HD-4. Это судно приводилось в движение двигателями «Рено». Оно развивало скорость до 87 км/ч (54 мили/час), быстро разгонялось, без проблем преодолевало волны, легко управлялось и отличалось высокой стабильностью. Белл отправил отчёт ВМС США. ВМФ заинтересовались его опытами, и дали ему возможность приобрести два двигателя мощностью по 260 кВт (350 л.с.). 9 сентября 1919 года HD-4 установил мировой рекорд скорости на воде — 114 км/ч (70,86 миль/ч). Этот рекорд продержался десять лет.

В период между 1873 и 1914 годами британский кораблестроитель Джон Исак Торникрофт (John Isaac Thornycroft) работал над серией моделей судов на подводных крыльях. Эти модели имели одно крыло под носом корабля . В 1909 году его компания построила полноразмерное судно длиной в 22 фута, получившее название Miranda III. Оно приводилось в движение двигателем мощностью в шестьдесят лошадиных сил. Это судно имело только одно крыло (под носом), и корпус не поднимался полностью из воды. Во время движения судно опиралось на крыло и плоское дно у кормы. После Miranda III было построено судно Miranda IV, которое развивало скорость до 35 узлов ([1]).

Швейцария

Барон Ганнс фон Шертель (Baron Hanns von Schertel) работал над судами на подводных крыльях в Германии в предвоенный период и в течение Второй мировой войны. В 1944 году он построил судно с водоизмещением в восемьдесят тонн. Имея на борту груз в двадцать тонн, оно развивало скорость до 40 узлов (около 74 км/ч) при высоте волн в 1,8 м. После войны его команда была захвачена русскими. Сам Фон Шертель перебрался в Швейцарию, где им была основана компания «Супрамар» Supramar. В 1952 «Супрамар» построил первое в мире коммерческое судно на подводных крыльях. Оно получило обозначение PT 10 и название Freccia d’Oro. Это судно совершало рейсы по озеру Лаго-Мажоре между Локарно (Швейцария) и Стресой (Италия). Это судно имело частично погруженные крылья, брало на борт 32 пассажира и развивало скорость в 35 узлов. Коммерческая эксплуатация началась 15 мая 1953 года. Это судно имело довольно скромные размеры: длина составляла 14,2 метра, водоизмещение — около десяти тонн. Корпус был деревянным. Судно приводилось в действие дизельным двигателем Daimler Benz type MB 507 мощностью в 800 л.с.

Первым пассажирским судном на подводных крыльях, пошедшим в серию, стал тип PT 20. С пятидесятых годов эти суда строились по лицензии «Супрамар» фирмой Rodriquez. Rodriquez начал строительство PT 20 в 1955 году. Первый PT 20 вступил в строй в 1956 году. Это судно, получившее название Frecia del Sole, оно использовалось в качестве парома через Мессинский пролив. Оно стало первым судном на подводных крыльях, получившим разрешение на использование в море. PT 20 имел водоизмещение в 32 тонны, брал на борт 72 пассажира и развивал скорость в 35 узлов.

С 1953 по 1971 «Супрамаром» была разработана целая серия судов на подводных крыльях: PT 20, PT 50, PT 75, PT 100 и PT 150. За исключением PT 150, все они относились к судам с частично погруженным крылом. В общей сложности было построено более двухсот судов, разработанных «Супрамаром», в основном их по лицензии строила фирма Rodriquez в Италии. Также некоторое количество таких судов было построено «Хитачи» в Японии.

Советский Союз

«Метеор» в Китае

В Советском Союзе первое пассажирское судно на подводных крыльях, «Ракета», вступило в эксплуатацию в 1957 году. В шестидесятых годах начался серийный выпуск пассажирских судов на подводных крыльях «Метеор», «Комета», «Беларусь» и «Буревестник». В семидесятых-восьмидесятых годах последовали суда «Восход», «Полесье», «Колхида», «Циклон».

В единичных экземлярах в шестидесятых годах были построены экспериментальные СПК «Стрела-1» (первое в Советском Союзе морское пассажирское СПК, 1961), «Стрела-2» (1962), «Стрела-3» (1963), СПК с автоматически управляемыми подводными крыльями проекта 1233 «Тайфун» в пассажирском варианте (1969).

Для служб судового надзора и спасательных станций в СССР выпускались катера на подводных крыльях «Волга».

Пассажирские суда на подводных крыльях советского производства экспортировались в несколько десятков стран мира.

Строились в Советском Союзе и суда на подводных крыльях военного назначения. В начале пятидесятых годов восемь торпедных катеров проекта К123К были оборудованы носовыми подводными крыльями конструкции Р. Е. Алексеева. В 1956 году построен более совершенный торпедный катер проекта 184 с носовым подводным крылом. В 1963—1967 годах построена серия из 16 сторожевых катеров на подводных крыльях проекта 125А, серия из 12 пограничных катеров проекта 133 «Антарес» (1979-19??) и серия из двух малых противолодочных кораблей проекта 1145.1 «Сокол» (1987-19??). В 1977 построен Ракетный катер на подводных крыльях проекта 1240 «Ураган».

Большинство советских судов на подводных крыльях были разработаны под руководством выдающегося инженера Ростислава Алексеева.

Соединённые Штаты Америки

USS Aquila, корабль типа «Пегасус»

В США разработкой судов на подводных крыльях занималась фирма «Вьетнамской войне. На основе этого судна была создан целый класс ракетонесущих патрульных судов на подводных крыльях (англ. Patrol Hydrofoil Missileship (PHM)). Первое судно этого типа, «Пегасус» (Pegasus) вошло в состав флота США 9 июля 1977 года. Впоследствии «Боинг» построил для ВМС США ещё пять таких судов (этот класс судов получил название «Пегасус», вслед за головным кораблём). Они прослужили до 1993 года.

Эти корабли отличались быстротой и сильным вооружением, они были в состоянии потопить даже самые большие наводные корабли.

«Пегасусы» в основном использовались как патрульные суда, для предотвращения незаконного ввоза наркотиков. Из-за своей скорости они были настоящим ночным кошмаром для контрабандистов.

«Джетфойл» в Японии

Кроме военных кораблей, «Боинг» создал и гражданские суда на подводных крыльях. Тип гражданских судов, созданных «Боингом» получил название «Джетфойл» (Jetfoil). «Джетфойлы» относятся к судам с полностью погруженными крыльями. Они использовали водомёты в качестве движителя. Первые испытания «Джетфойла» состоялись 29 марта 1974 года. Впоследствии было построено более двадцати «Джетфойлов». «Джетфойлы» были большими мореходными судами, бравшими на борт от 167 до 400 пассажиров (в зависимости от модификации). «Джетфойлы» в основном используются как скоростные морские паромы в Гонконге, Японии, Канарских островах, Саудовской Арвии, Индонезии Великобритании и Франции (в качестве парома через Ла-Манш). В Японии «Джетфойлы» по лицензии строит фирма «Кавасаки».

Канада

В конце шестидесятых годов ВМС Канады был построен и испытан высокоскоростной противоподлодочный корабль на подводных крыльях, получивший название HMCS Bras d’Or. Bras d’Or относился к судам на подводных крыльях с частично погруженным крылом. Он развивал скорость до 63 узлов (116,7 км/ч). Однако дальнейшего развития этот проект не получил, в связи с изменением военной доктрины Канады. Bras d’Or был выведен из состава флота в 1971 году. Большая часть оборудования была продана. Сейчас Bras d’Or находится в музее.

Италия

Начиная с конца семидесятых годов ВМС Италии использовал шесть судов на подводных крыльях, относящихся к классу Nibbio. Они были вооружены 76-миллиметровой пушкой и двумя ракетами. Эти корабли развивали скорость до 50 узлов (92,6 км/ч)

Использование, распространение

• TurboJET — скоростная переправа через дельту реки между Гонконгом и Макао. Время переправы — менее часа при средней скорости в 83 км/ч. В основном на переправе используются суда «Джетфойл», построенные фирмой «Боинг». TurboJET также обслуживает Шэньчжэнь, Гуанчжоу и Коулун. Переправа эксплуатируется фирмой Shun Tak-China Travel Ship Management Limited.
• Рейсы «Метеоров» из Санкт-Петербурга в Петергоф, крепость «Орешек», Кижи и на Валаам.
• Рейсы «Метеоров», «Комет», «Ракет» и «Восходов» по Волге, Дону и Каме.
• Рейсы «Метеоров» из Владивостока и Находки в близлежащие на побережьи посёлки.
• Linda Line — линия между Таллином и Хельсинки. На этой линии используются суда типа «Метеор».
• Суда типа «Полесье» курсируют между Калининградом, Фромборком и Эльблонгом. Эта линия эксплуатируется польским пароходством.
• Суда на подводных крыльях используются дочерними подразделениями министерства транспорта Италии на трёх крупнейших озёрах Италии: Лаго-Мажоре между Локарно и Арона (фирма Navigazione Lago Maggiore), Лаго-Комо (фирма Navigazione Lago di Como) и Гарда (фирма Navigazione Lago di Garda). На каждом озере используются по три судна типа RHS150, на озере Комо до сих пор используется судно типа RHS70 — последнее судно этого типа, используемое в Италии.
• Суда на подводных крыльях советского производства используются на юге Италии на линиях, соединяющих острова Лацио и Кампании.
• Линия «Beetle» между Пусаном (Южная Корея) и Фукока (Япония). На этой линии в основном используются суда типа «Джетфойл». За день совершается пять рейсов.
• Линия «Fast Flying Ferries» между Амстердамом и Велсеном. Эта фирма эксплуатируется фирмой-оператором общественного транспорта Connexxion. На этой линии используются суда типа «Восход» украинского производства.
• Суда на подводных крыльях курсируют между Стамбулом и Ялова.
• Линии в Эгейском море между Кекладами и Афинами в Греции, под общим названием «Flying Dolfins».
• Несколько судов типа «Восход», базирующихся в Киеве, периодически курсируют по Днепру в Канев, но чаще стоят в гавани.
• Суда на подводных крыльях советского производства используются в Египте на реке Нил, точных сведений о маршрутах нет.

Производители

Пока что этот список неполон, в нём имеются только данные по странам СНГ

• Морской завод «Алмаз», Санкт-Петербург, Россия. Профиль: опытные образцы кораблей на подводных крыльях военного предназначения.
• Судостроительный завод «Красное Сормово», Нижний Новгород, Россия. Профиль: речные суда на подводных крыльях.
• Волгоградский судостроительный завод (расположен в городе Волгоград). Профиль: пассажирские суда на подводных крыльях.
• Судостроительный завод им. А.М. Горького (Зеленодольск, Татарстан). Профиль: пассажирские суда на подводных крыльях.
• Хабаровский судостроительный завод (Хабаровск). Профиль: пассажирские суда на подводных крыльях
• Производственное объединение «Море» (Феодосия, Крым, Украина) — один из крупнейших производителей судов на подводных крыльях в мире. Профиль: суда на подводных крыльях гражданского и военного предназначения.
• Гомельский судостроительный завод (Гомель, Белоруссия). Профиль: речные пассажирские суда на подводных крыльях.
• Потийский судостроительный завод (Поти, Грузия). Профиль: пассажирские суда на подводных крыльях.

См. также

• Алексеев, Ростислав Евгеньевич.
• Судно на воздушной подушке
• «Буревестник»
• Подводный самолёт (подводная лодка с подводными крыльями)

Ссылки

• ОАО «ЦКБ по СПК им. Р. Е. Алексеева» — Центральное конструкторское бюро по судам на подводных крыльях им. Р. Е. Алексеева
• СПК — Суда на подводных крыльях — Обои
• Суда на подводных крыльях на сайте «Российские речные суда»
• Судостроение — Суда на подводных крыльях
• «Популярная механика» — «Окрылённые»
• «Популярная механика» — «Летящие над водой»
• ФПГ «Скоростной флот» — Суда на подводных крыльях
• «Ракета», «Метеор», «Комета», «Спутник». Пассажирские судна на подводных крыльях. От космических названий к космическим скоростям
• Design-Review — О. П. Фролов «Из истории судов на подводных крыльях»
• Суда на подводных крыльях — Mifishkin — PhotoFile.Ru
• «Речной Флот.ru» Информационно-справочный сайт речного флота России. Пассажирские суда
• СПК и малый флот — Форум речных путешественников
• The Supramar PT Series Hydrofoils
• Classic fast ferries (pdf)
• Суда компании «Боинг» на официальном сайте фирмы
• Kawasaki Jetfoil
• Hydrofoils Around the World
• Список судостроительных предприятий СНГ, в том числе и производителей СПК