Odporność na fale

Odporność na fale
Odporność na fale

Wideo: Odporność na fale

Wideo: Odporność na fale
Wideo: ABRAMS - AMERYKAŃSKA BESTIA 2024, Kwiecień
Anonim
Obraz
Obraz

XX wiek stał się przełomem w wielu dziedzinach postępu technologicznego, w szczególności w zwiększaniu prędkości pojazdów. W przypadku pojazdów naziemnych prędkości te znacznie wzrosły, w przypadku powietrza - o rzędy wielkości. Ale na morzu ludzkość wpadła w ślepy zaułek.

Główny skok jakościowy nastąpił w XIX wieku, kiedy zamiast żaglowców pojawiły się statki parowe. Ale bardzo szybko stało się jasne, że głównym ogranicznikiem prędkości statków morskich nie jest słabość elektrowni, ale opór wody. W rezultacie rekord prędkości ustanowiony przez rosyjski niszczyciel Novik 21 sierpnia 1913 r. (37,3 węzła) był właściwie największym marzeniem statków o dużej wyporności (przypomnijmy, że węzeł to jedna mila morska, czyli 1852 m/h).

Ten rekord został oczywiście pobity. Przed II wojną światową włoscy i francuscy przywódcy i niszczyciele pędzili bardzo szybko przez Morze Śródziemne, osiągając czasami nawet 45 węzłów. Nie jest jednak jasne, dlaczego potrzebowali tej prędkości, ponieważ to floty włoska i francuska walczyły najgorzej podczas II wojny światowej. Rekord Novika, zdobywając Błękitną Wstęgę Atlantyku na początku lat 50., pobił amerykański liniowiec United States (38, 5 węzłów). Ale nawet te prędkości zostały osiągnięte przez kilka statków i na bardzo krótkich dystansach. Ogólnie rzecz biorąc, w przypadku okrętów wojennych maksymalna prędkość obecnie rzadko przekracza 32 węzły, a prędkość przelotowa (przy której osiągany jest maksymalny zasięg przelotowy) zawsze wynosiła poniżej 30 węzłów. Jak na statki transportowe i 25 węzłów było osiągnięciem wyjątkowym, większość z nich wciąż ciągnie przez morza z prędkością nieprzekraczającą 20 węzłów, czyli mniej niż 40 km/h.

Pojawienie się silników wysokoprężnych, turbin gazowych, a nawet silników jądrowych w najlepszym razie spowodowało wzrost prędkości o kilka węzłów (inną rzeczą jest to, że silniki wysokoprężne i elektrownie jądrowe umożliwiły radykalne zwiększenie zasięgu). Impedancja rosła jak ściana. Najważniejszym sposobem radzenia sobie z nim było zwiększenie stosunku długości kadłuba do jego szerokości. Zbyt wąski statek miał jednak słabą stabilność, podczas sztormu mógł się łatwo przewrócić. Ponadto w wąskiej obudowie trudno było dopasować różne systemy i mechanizmy. Dlatego tylko niektóre niszczyciele, ze względu na wąskie kadłuby, ustanawiały swoje rekordy prędkości, nie stało się to trendem nawet dla okrętów wojennych, a dla statków towarowych zwężenie kadłubów było w zasadzie niedopuszczalne.

Lotnictwo prawie całkowicie zastąpiło statki morskie w ruchu pasażerskim, ale jeśli chodzi o przewozy ładunków, to prawie wszystkie nadal stanowią transport wodny i kolejowy. Nośność samolotów pozostaje prawie tak samo krytyczna jak prędkość statków. Dlatego inżynierowie nadal zmagają się z rozwiązaniem obu problemów.

W przypadku żeglugi handlowej problem niskich prędkości jest w dużej mierze łagodzony przez dużą liczbę statków na liniach. Jeśli tankowce (kontenerowce, bananowce, transportowce do przewozu drewna itp.) opuszczają punkt A każdego dnia, to codziennie przypływają do punktu B, niezależnie od prędkości każdego pojedynczego statku. Najważniejsze, że jest wystarczająco dużo statków, aby utrzymać taki harmonogram.

Dla marynarki prędkość jest oczywiście znacznie ważniejsza. I dla okrętów wojennych (tutaj wyjaśnienia są być może zbyteczne) oraz dla statków transportowych i desantowych przewożących żołnierzy. Co więcej, ta ostatnia teraz, gdy wojny nabrały globalnego zasięgu, stała się ważniejsza niż pierwsza (zwłaszcza, że dla okrętów wojennych pewną rekompensatą za ich niską prędkość była obecność broni rakietowej: rakieta dogoni każdego).

Ponieważ dawno temu stało się jasne, że nierozwiązywalność problemu oporu falowego, wraz z pogonią za jednostkami węzłów poprzez poprawę konturów kadłuba i kształtu śmigieł, wzmocnienie elektrowni na zwykłych statkach, rozpoczęto poszukiwania czegoś niezwykłego.

Pod koniec XIX wieku odkryto wpływ siły nośnej na płytę holowaną pod wodą pod niewielkim kątem nachylenia do horyzontu. Efekt ten jest analogiczny do efektu aerodynamicznego, który działa na skrzydło samolotu i pozwala mu latać. Ponieważ woda jest około 800 razy gęstsza od powietrza, powierzchnia wodolotu może być o wiele mniejsza niż powierzchnia skrzydła samolotu. Jeśli umieścisz statek na skrzydłach, to przy wystarczająco dużej prędkości siła nośna uniesie go nad wodę, pod nim pozostaną tylko skrzydła. To znacznie zmniejszy opór wody i odpowiednio zwiększy prędkość ruchu.

Pierwsze eksperymenty z wodolotami przeprowadzono we Francji i we Włoszech, ale największy rozwój osiągnęły w ZSRR. Głównym konstruktorem takich statków był Rostislav Alekseev, który kierował odpowiednim Centralnym Biurem Projektowym (mieściło się w Gorkim). Powstało szereg statków pasażerskich i wodolotów bojowych. Szybko jednak okazało się, że przemieszczenie wodolotów jest bardzo ograniczone. Im jest wyższy, tym większy rozmiar i masa powinien osiągnąć wodolot i tym mocniejsza powinna być elektrownia. Z tego powodu stworzenie nawet fregaty wodolotowej jest prawie niemożliwe.

W rezultacie sprawa nie wyszła poza „transport podmiejski” – „Rakiety”, „Kometę” i „Meteory” – oraz szereg łodzi bojowych na wodolotach. Dla Marynarki Wojennej ZSRR i oddziałów granicznych, 2 wodoloty przeciw okrętom podwodnym, pr. 1145 i 1 pr. 1141, 1 mały statek rakietowy (MRK), pr. 1240, 16 łodzi patrolowych, pr. 133, 18 łodzi rakietowych, pr. Zbudowano 206MR. Większość z nich została już zlikwidowana. Jednym statkiem rakietowym na wodolotach projektu 206MR okazał się właśnie gruziński statek „Tbilisi”, który w sierpniu 2008 r., zgodnie z legendami i mitami agitpropu, został zatopiony przez rosyjski MRC „Mirage” w bitwie morskiej, ale w rzeczywistości został rzucony przez swoją załogę w Poti i wysadzony w powietrze przez naszych spadochroniarzy.

Obraz
Obraz

Za granicą wodoloty również praktycznie nie otrzymały rozwoju. USA zbudowały 6 wodolotów typu Pegasus, we Włoszech - 7 RK typu Sparviero, w Izraelu - 3 RK typu M161, a w Japonii - 3 RK typu PG01. Teraz wszystkie, z wyjątkiem japońskich, zostały wycofane z eksploatacji. Chiny stemplowały ponad 200 wodolotów klasy Huchuan, które zostały również wywiezione do Rumunii, Albanii, Tanzanii, Pakistanu, a następnie przetransportowano je do Bangladeszu. Teraz w szeregach są tylko 4 Bangladeszów i 2 tanzańskie "Huchuan". Ogólnie rzecz biorąc, dla sił morskich całego świata KPCh okazała się ślepym zaułkiem rozwoju.

Poduszkowce (KVP) stały się nieco bardziej obiecujące. Ta właśnie poduszka jest tworzona przez wdmuchiwanie sprężonego powietrza pod dno statku przez wentylatory, dzięki czemu statek unosi się nad wodą, a opór fal całkowicie zanika. Pozwala to nie tylko rozwinąć ogromną prędkość (50-60 węzłów), ale także zejść na ląd.

Poduszkowce zostały najbardziej rozwinięte ponownie w ZSRR (począwszy od lat 20. XX wieku). Zachód zaczął rozwijać ten kierunek dopiero pod koniec lat pięćdziesiątych. Szybko stało się jasne, że w przypadku takich statków istnieje prawie ten sam podstawowy problem, co w przypadku wodolotów – ich użyteczna masa nie może być duża. Aby utrzymać ciężar ciężkiego statku, musisz zainstalować bardzo mocne wentylatory. A do ruchu statku potrzebne są ogromne i potężne śmigła, które zajmują dużo miejsca i są niezwykle wrażliwe w walce.

W rezultacie zasięg takich statków okazał się bardzo ograniczony. W ZSRR zbudowano sporo okrętów desantowych z poduszką powietrzną (DKVP) różnych typów. Możliwość (ze względu na zdolność takich statków do zejścia na ląd) wydawała się bardzo atrakcyjna dla wojsk lądowych „bez zamoczenia nóg”. To prawda, że ich zdolność lądowania była raczej ograniczona, a podatność na ostrzał nawet z broni strzeleckiej była niezwykle wysoka (szczególnie podatne były śmigła). Największy stalowy DKVP pr.12322 "Żubr" (wyporność ponad 500 ton, długość 56 m, prędkość do 60 węzłów, zdolna zabrać na pokład 3 czołgi lub 140 marines). Rosja ma teraz tylko 2 takie statki, ale sprzedaliśmy 3 Grecji. Mamy teraz około 10 starych DKVP pr. 12321, 1206 i 1205 mniejszych.

Obraz
Obraz

Oprócz Rosji, w USA stworzono lądownik na poduszce powietrznej LCAC (150 ton, 50 węzłów, przewożący 1 czołg). Zbudowano około stu takich łodzi, opartych na amerykańskich uniwersalnych statkach desantowych i amfibiach. W ChRL zbudowano statek desantowy projektu 724 w ilości około 30 sztuk. Są to prawdopodobnie najmniejsze poduszkowce na świecie: 6,5 ton, długość 12 m, na pokład zabiera 10 spadochroniarzy.

Obraz
Obraz

Małe (od 15 do 100 ton) łodzie patrolowe na poduszce powietrznej Brytyjczycy zbudowali w latach 70. XX wieku, m.in. na sprzedaż do Iranu (nawet za szacha) i Arabii Saudyjskiej. Jeden zbudowany przez Brytyjczyków irański typ KVP VN.7 zginął podczas wojny z Irakiem.

W końcu zarówno krajowi, jak i zagraniczni projektanci wpadli na pomysł zastąpienia gumowej „spódnicy” podtrzymującej poduszkę powietrzną sztywnymi płytami zwanymi skegi. Utrzymują powietrze wewnątrz poduszki znacznie lepiej niż „spódnica”, co umożliwia zwiększenie masy statku. Ponadto, ponieważ skegi dostają się do wody, można na nich zamontować śmigła lub armatki wodne, usuwając nieporęczne i wrażliwe śmigła z pokładu statku. Jednocześnie opór belek jest oczywiście większy niż w przypadku „spódnicy”, ale znacznie niższy niż wodolotów. Ich jedyną wadą jest to, że statek jest pozbawiony możliwości zejścia na ląd. Dlatego wskazane jest budowanie skega KVP w postaci okrętów szturmowych lub trałowców. W tym drugim przypadku zaletą jest to, że mniejsza część statku znajduje się w wodzie i im większa jego prędkość, tym mniejsze ryzyko wysadzenia przez minę.

Na razie monopol na takie statki mają Rosja i Norwegia. We Flocie Czarnomorskiej mamy 2 skegi MRK pr.1239 („Bora” i „Samum”), największy poduszkowiec na świecie (wyporność ponad 1000 ton). Mają ogromną siłę rażenia (8 naddźwiękowych pocisków przeciwokrętowych Moskit) i prędkość 53 węzłów. Wadą tych statków jest słaba obrona powietrzna i, co najważniejsze, ekstremalna trudność w eksploatacji.

Obraz
Obraz

W skład norweskiej marynarki wojennej wchodzi 6 łodzi rakietowych typu Skjold typu Skjold oraz trałowce typu Oxøy. Są znacznie mniejsze niż nasze RTO (250-400 ton). Jednocześnie łodzie rakietowe przewożą 8 naddźwiękowych pocisków przeciwokrętowych NSM. Można zauważyć, że (poza Rosją i Norwegią) naddźwiękowe pociski przeciwokrętowe wciąż posiadają tylko Chiny.

Obraz
Obraz

Chociaż poduszkowce są bardziej obiecujące niż wodoloty, w żaden sposób nie rozwiązują problemu prędkości ze względu na wiele opisanych powyżej ograniczeń, a także wysoki koszt i złożoność operacji.

Zalecana: