В конце 19 века начали проводится первые попытки в строении судов с подводными крыльями. Первая страна, которая решили развить скорость водных транспортов является Франция. Именно там, де Ламбер, конструктор российского происхождения предложил создать корабль с крыльями под водой. Он предположил, что при использовании подводных крыльев или винтов под судном будет создаваться некая воздушная подушка. За ее счет, сопротивление воды будет гораздо меньше и корабли, оснащённые подводными крыльями смогут развивать гораздо большую скорость. Но проект не был реализован, так как мощности паровых машин, попросту не хватало.
История развития катеров на подводных крыльях
В начале прошлого столетия, итальянский авиаконструктор Э. Форланини, все-таки смог реализовать идею Лабера о подводных крыльев. И произошло это благодаря появлению и использованию новых, мощных бензиновых двигателей. Многоярусные крылья и мотор мощностью 75 л. с. на бензине, сделали свое дело, судно смогло не только встать на крылья, но и достигло рекордной на тот момент скорости в 39 узлов.
Чуть позже, американский изобретатель усовершенствовал разработку, увеличив скорость корабля до рекордных 70 узлов. Позже, уже в 1930 году инженер из Германии, изобрел крылья более эргономичной формы, напоминающей латинскую букву V. Новая форм крыла позволяла кораблю удерживаться на воде, даже при сильных волнах, с развитием скорости вплоть до 40 узлов.
Россия тоже вошла в число стран, которые занимались подобными разработками и в 1957 году, известный советский кораблестроитель разработал серию крупных катеров под кодовыми названиями:
- Ракета;
- Метеор;
- Комета.
Корабли пользовались большой популярностью на внешнем рынке, их закупали такие страны как США, Великобритания, а также страны ближнего востока. Широкое применение катера на подводных крыльях послужили в военных целях, для разведки территории и патрулирования морских границ.
Советские и Российские военные катера на подводных крыльях
У Военно-Морского , насчитывалось порядка 80 катеров с подводными крыльями. Различали следующие виды:
- Малые противолодочные корабли. По технической составляющей катер состоял из двигателя с двумя турбинами, мощностью по 20 тыс. л. с., среднего бортового руля, подруливающей установки, размещавшееся в носовой части корабля и две поворотные колонки, располагающиеся на корме. Основными плюсами являлись большая скорость и радиостанция, работавшая на тысячи километров. Весил корабль 475 тонн и был 49 метров в длину и 10 метров в ширину. Скорость хода состояла 47 узлов, при автономности до 7 дней. Корабли имели на вооружении два или четыре трубных торпедных аппарата, боекомплект составлял 8 ракет.
- Катера проекта 133 «Антарес». Любой катер из данной серии имел такие технические характеристики как водоизмещение равное 221 тонн, длину в 40 метров и ширину 8 метров. Максимально развивающаяся скорость составляла 60 узлов, при дальности хода 410 миль. Силовые установки состояли из двух газотурбинных двигателей серии М-70, мощностью 10 тыс. л. с. каждая. В состав вооружения входила 76-мм артиллерийский комплекс с боезапасом 152 снаряда и 30-мм зенитная установка с боезапасом также в 152 снаряда. Кроме этого на большей части судов имелись 6 глубинных бомб класса ББ-1 и гранатомёт МРГ-1 и один бомбосбрасыватель. Считалось большим преимуществом то что корабль был способен развить скорость до 40 узлов при пяти-бальном шторме.
В свое время все развитые страны сумели принять участие в строительстве катеров на подводных крыльях, однако советские суда считаются самыми лучшими. Во времена СССР было построены порядка 1300 штук кораблей на подводных крыльях. Основными недостатками судов считались, низкая экономичность топлива и невозможность подхода к необорудованному берегу.
В 1990 году был выведен из строя последний катер на подводных крыльях. За всю историю того корабля им управляло 4 капитана – В. М. Долгих и Э.В. Ванюхин -капитаны третьего ранга, В. Е. Кузьмичев и Н.А. Гончаров – капитан-лейтенант. В дальнейшем он был передан в ОФИ для разоружения и разделан на металл.
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. С идеей лайнера такие суда связывают также прикрепленные к их днищу с помощью тонких стоек крылья, находящиеся под поверхностью воды. Таковы наиболее характерные особенности судов на подводных крыльях. 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 века. И сегодня продолжаются споры о перспективах развития судов на подводных крыльях, причем эти дискуссии носят еще более жаркий характер, чем прежде, так как в технике наметились и другие пути повышения скорости морских судов. Сама идея создания судна на подводных крыльях возникла более 100 лет назад. Первый патент на судно на подводных крыльях был выдан еще в 1891 г. В 1905 г. небольшой катер на подводных крыльях развил необычно высокую по тем временам скорость - 70 км/ч. В период с 1927 по 1944 г., а затем в 50-е годы исследовательские работы по судам на подводных крыльях велись на верфи в Росслау. Там строились экспериментальные суда массой от 2,8 до 80 т на подводных крыльях. Созданная конструктором Шертелем в Росслау система подводных крыльев нашла применение во многих проектах судов, прежде всего на судах швейцарской фирмы «Супрамар» в г. Люцерне. Новый этап в развитии судов на подводных крыльях начался в 1935 г., когда советские ученые Келдыш и Лаврентьев предложили законченную теорию подводного крыла. Под руководством талантливого конструктора Алексеева развитие судов на подводных крыльях продолжалось так успешно, что Советский Союз в 50-х годах смог начать их серийное производство. Теперь серийная постройка судов на подводных крыльях осуществляется уже и на верфях США, Японии, Италии, Норвегии и других стран. В эксплуатации находятся уже многие сотни таких судов. Они плавают преимущественно по рекам и водохранилищам, а также вдоль побережий Черного и Балтийского морей. Сотни судов на подводных крыльях эксплуатируются и у берегов Скандинавии, в Средиземном и Карибском морях, у азиатского и австралийского побережий.
Судно может перевозить 100 пассажиров со скоростью 40 уз при высоте волн до 2-3 м. Длина судна составляет 31,4 м, ширина 5,6 м. На судне предусмотрена газотурбинная энергетическая установка мощностью 2570 л. с.
На советском судне «Комета», размещается 100 пассажиров. Это судно развивает скорость 35 уз при дальности плавания 500 км. Волны высотой до 1,5 м не являются помехой судну. На курортных линиях Черного моря плавает еще более крупное судно на подводных крыльях - 300-местный «Вихрь». Это 117-тонное судно на спокойной воде может развить скорость 43 уз. Совершенно новую, современную модификацию судна на подводных крыльях представляет собой советский «Тайфун». В исключительно комфортабельных условиях перевозит он 100 пассажиров со скоростью 40 уз при силе ветра до 5 баллов по шкале Бофорта. Электронная система управления держит судно все время в горизонтальном положении, независимо от морского волнения. Это, конечно, большое достижение, способствующее сохранению хорошего самочувствия пассажиров во время морского путешествия. Известен проект советского 70-узлевого судна «Дельфин», которое должно было быть самым быстрым в мире судном на подводных крыльях. Так же, как некоторые его предшественники, оно предполагает оснащение водометными движителями и газовой турбиной. Представляет интерес также американское судно на подводных крыльях «Джетфойл». Это предназначенное для 250 пассажиров 112-тонное судно с помощью водометных движителей развивает скорость 40 уз. Подводные крылья, управляемые с помощью электроники, позволяют, несмотря на волнение, сохранять стабильное положение корпуса. Если шторм усиливается, крылья поднимаются и судно на водоизмещающем режиме продолжает рейс с помощью вспомогательных движителей. При поднятых крыльях, в частности, выполняются маневры при входе в порт, швартовке и выходе из порта.
Американское судно на подводных крыльях типа «Джетфойл»
Это двухпалубное судно перевозит 250 пассажиров. Длина судна 27,4 м, ширина 9,5 м. Газотурбинная энергетическая установка мощностью 4850 кВт сообщает судну с помощью водометных движителей скорость 40 уз
В настоящее время самую большую массу из гражданских судов на подводных крыльях имеет 165-тонное судно типа РТ-150, построенное в Норвегии по лицензии швейцарской фирмы «Супрамар». На РТ-150 предусмотрены сидячие места на 150 пассажиров и автомобильная палуба для перевозки восьми легковых автомашин средних размеров. Дальность плавания этого работающего на паромной переправе судна составляет 250 миль, а эксплуатационная скорость - 36,5 уз, что намного больше, чем у любого парома обычного типа. Все построенные до сих пор или строящиеся ныне суда на подводных крыльях предназначены только для перевозки пассажиров или для курортных рейсов. При частом движении на линии не требуется пассажировместимость более 100-250 человек. Для перевозки грузов такие суда не годятся. Судно типа РТ-150, например, имеет чистую грузоподъемность не больше 23 т, что составляет менее 15% общей массы судна. К этому следует добавить, что дальность плавания упомянутого судна лежит в пределах всего 400-600 км, так как при большей дальности масса запасов топлива полностью «съест» полезную грузоподъемность. Судно на подводных крыльях РТ-150 имеет энергетическую установку мощностью около 5000 кВт. Легко подсчитать, что на каждую тонну массы судна приходится мощность 30,3 кВт, т. е. в 15-20 раз больше, чем у парома традиционного типа.
Автомобильно-пассажирский паром на подводных крыльях РТ-150
Остановится ли развитие судов на подводных крыльях на достигнутом уровне? На этот вопрос можно уверенно ответить: нет. Уже имеются боевые корабли на подводных крыльях массой 320 т со скоростью 70 уз. На чертежных досках конструкторов можно найти проекты кораблей массой 400-500 т. В Советском Союзе разрабатывалось 400-тонное судно на подводных крыльях со скоростью 47-52 уз. Из других многочисленных проектов стоит назвать 500-тонное судно на подводных крыльях, имеющее скорость 100 уз при мощности энергетической установки 44 тыс. кВт. Полезная нагрузка этого судна составляет 100 т. Длительное время считали, что пределом массы судна на подводных крыльях в силу физических закономерностей является 1000 т. Это связано с убеждением, что разрушительное действие кавитации на подводные крылья ограничивает скорость крылатых судов значением 65-70 уз. Для такой скорости было спроектировано 1000-тонное судно на подводных крыльях с мощностью энергетической установки 39 тыс. кВт и возможной полезной нагрузкой около 400 т. Такое судно позволяет уже думать о трансокеанских рейсах. Новые исследования показали техническую возможность постройки судна на подводных крыльях массой 2500-3000 т, которое могло бы перевозить через океан контейнеры, автомобили и другие ценные грузы со скоростью 150 уз. Высокие стойки поднимут корпус этого судна так высоко над поверхностью воды, что ему не будут страшны никакие волны. Разумеется, появления таких больших и очень быстроходных судов на подводных крыльях можно ожидать лишь в отдаленном будущем. По техническим и экономическим соображениям в ближайшие годы внимание в первую очередь будет сосредоточено на судах на подводных крыльях массой не больше 200 т.
Предполагаемый общий вид 1000-тонного пассажирского судна на подводных крыльях
Возможность увеличения размеров рассматриваемых судов очень сильно зависит от принятой схемы подводных крыльев. Это обусловлено следующими основными положениями. Принцип движения судна на подводных крыльях заключается в том, что находящиеся под его днищем и жестко связанные с судном профилированные крылья, установленные под некоторым углом, при поступательном движении судна создают динамические подъемные силы, которые при достаточно большой скорости поднимают корпус судна над поверхностью воды и поддерживают его в таком состоянии при движении. Это тот же принцип, что и у самолетов, с той разницей, что плотность воды примерно в 800 раз больше, чем плотность воздуха. Но поскольку подъемная сила крыла прямо пропорциональна плотности среды, необходимые динамические силы поддержания судна создаются при сравнительно малых площадях подводных крыльев. Помимо выполнения своего основного назначения - обеспечения необходимой подъемной силы, подводные крылья должны выполнять еще и другие функции. Все мореходные качества, которые у обычных водоизмещающих судов определяются формой корпуса, у судов на подводных крыльях обеспечиваются схемой подводных крыльев - типом их конструкции и положением по длине судна. К таким качествам относятся продольная и поперечная остойчивость, устойчивость на курсе и мореходность, ограниченная осадка (для речных судов) и т. д. Именно поэтому подводные крылья являются определяющим элементом конструкции рассматриваемых судов. Системы подводных крыльев могут быть классифицированы как по их расположению, так и по принципам обеспечения устойчивости движения судов и их остойчивости. По первому признаку можно выделить три основных схемы:
Обычное расположение, при котором площадь носовых подводных крыльев намного превышает площадь кормовых, вследствие чего носовые крылья несут основную нагрузку. Такая схема принята на всех судах фирмы «Супрамар»; (1)
Расположение типа саг naг d, при котором площадь кормовых подводных крыльев намного больше площади носовых. Такая схема применяется на некоторых американских военных кораблях на подводных крыльях; (2)
Тандем - расположение, при котором подъемные силы носовых и кормовых крыльевых систем примерно одинаковы. Такая схема принята для большинства советских судов на подводных крыльях. На некоторых больших судах ставят еще третье, промежуточное подводное крыло примерно посередине судна. (3)
По принципам обеспечения устойчивости движения и остойчивости известно большое число различных решений. Трапециевидные, V-образные и аркообразные подводные крылья, пересекающие поверхность воды, являются самостабилизирующимися (рис.1). Если судно, оснащенное такими крыльями, вследствие действия каких-то внешних сил, например ветра или волнения, проваливается глубже в воду или кренится на борт, то в данном месте в воду входит дополнительная площадь крыльев и возникает добавочная подъемная сила, которая восстанавливает положение. Хотя такие подводные крылья просты по конструкции, однако плавание на подобных судах не очень приятно для пассажиров, так как при плавании с большой скоростью на волнении изменения в величине подъемных сил связаны с периодическими толчками. Такие системы крыльев не годятся для больших судов. К крыльевым системам, пересекающим поверхность воды и также обладающим свойством самостабилизации, относятся системы типа «этажерка», или «лестница», где подводные крылья установлены в два и больше рядов по высоте, одно над другим (рис.2). При крене или дифференте в воду входят дополнительные крылья, находившиеся ранее над водой, что приводит к росту подъемной силы и к восстановлению положения судна. Такие системы, принятые для советских судов на подводных крыльях, очень просты по конструкции и допускают эксплуатацию крылатых судов с малой осадкой на реках. Сильное волнение, однако, противопоказано и для таких крыльевых систем. Весьма сомнительно, чтобы применение таких крыльевых систем давало какие-либо преимущества в смысле уменьшения осадки по сравнению с крыльевыми системами другого типа. Скорее наоборот. Кстати, на подавляющем большинстве советских судов на подводных крыльях применяются выпавшие почему-то из поля зрения авторов малопогруженные подводные крылья, подъемная сила которых регулируется автоматически, уменьшаясь при приближении к поверхности воды (подъемная сила увеличивается при отдалении крыла от поверхности).
Наиболее приспособлены для плавания на волне полностью погруженные крылья с изменяемым углом атаки (рис.3). Изменение угла атаки осуществляется с помощью автоматически действующих исполнительных механизмов по сигналам от механических или акустических датчиков уровня поверхности воды перед крылом. Благодаря этому подъемная сила крыльев автоматически регулируется, сохраняя почти неизменное значение. Корпус судна, оборудованного такой крыльевой системой, двигается без всяких толчков на почти постоянном удалении от гребней волн. При этом, однако, необходимо, чтобы подводные крылья при проходе подошвы (впадины) волны не оголялись, а стойки, крепящие подводные крылья к корпусу, были такой длины, чтобы гребни (вершины) волн не касались корпуса судна. Но, поскольку высота стоек должна находиться в определенном соотношении с длиной судна, максимальная высота волн, которые может преодолеть судно на подводных крыльях, зависит от размеров судна. Самые большие из современных судов на подводных крыльях могут эксплуатироваться при высоте волн не более 3-3,5 м. На более крупных перспективных судах будут устанавливаться только полностью погруженные подводные крылья с изменяемым углом атаки. Чем больше размеры судна, тем длиннее могут быть стойки и тем лучше будет его мореходность. При повышении скорости сверх определенного предела на подводные крылья начинает действовать кавитация. Давление на всасывающей (верхней) поверхности крыла падает до такой степени, что вода там закипает и образуются пузырьки пара. Затем эти пузырьки сносятся потоком в область более высокого давления, где разрушаются, нанося сильные повреждения верхней части подводного крыла. До сего времени еще не удалось создать подводных крыльев, пригодных для скоростей выше 70 уз.
Дальнейшее повышение скорости и связанное с этим увеличение размеров судов на подводных крыльях во многом зависят от того, удастся ли преодолеть вредные воздействия кавитации. Скорость и масса судна на подводных крыльях находятся в непосредственной взаимосвязи: увеличение гидродинамических сил поддержания, создаваемых подводными крыльями, целесообразно осуществлять за счет повышения скорости, а не увеличения площади крыльев, так как подъемная сила крыла пропорциональна квадрату скорости и только первой степени площади подводного крыла. Таким образом, с увеличением размеров судна на подводных крыльях должна повышаться и его скорость. Здесь возникает трудно разрешимая проблема главных двигателей. Мощность энергетической установки судна на подводных крыльях примерно пропорциональна произведению массы судна на его скорость. Для 100-тонного судна на подводных крыльях со скоростью 40 уз требуется примерно 2800 кВт. Для судна, в 10 раз более тяжелого, со скоростью 65 уз, потребуется уже от 45 до 60 тыс. кВт. У перспективного же 3000-тонного судна на подводных крыльях со скоростью около 150 уз мощность главных двигателей едва ли будет меньше 300 тыс. кВт. Итак, совершенно ясно, что прогнозы дальнейшего технического прогресса судов на подводных крыльях должны основываться только на достижениях в области создания крыльевых профилей нового типа и сверхмощных двигателей. В ближайшие 10-20 лет развитие судов на подводных крыльях охарактеризуется тем, что паромное сообщение и пассажирские перевозки на короткое расстояние во все большей степени будут осуществляться судами этого типа, массой 100-150 т, а в отдельных случаях до 400 т. В этом смысле не следует быть чрезмерно оптимистичными. В начале 60-х годов в США, например, делались прогнозы относительно создания 1000-тонных трансокеанских судов на подводных крыльях уже в наши годы. Однако мы все еще очень далеки от этого.
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.
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.
В 1957 году с Феодосийского судостроительного завода в Украине сошла первая «Ракета» проекта 340.
Теплоход способен был развивать неслыханную по тем временам скорость 60 км/час и брать на борт 64 человека.
Вслед за «Ракетами» в 1960-х появились более крупные и комфортабельные двухвинтовые «Метеоры» производства Зеленодольского судостроительного завода. Пассажировместимость этих судов составляла 123 человека. Теплоход имел три салона и бар - буфет.
В 1962 году появляются «Кометы» проекта 342м, фактически те же «Метеоры», только модернизированные для эксплуатации в море. Они могли ходить при более высокой волне, имели радиолокационное оборудование (РЛС)
В 1961 году, одновременно с запуском в серию Метеоров и Комет, нижегородский судостроительный завод «Красное Сормово» спускает на воду судно проекта 329 «Спутник» - самый крупный СПК. Он перевозит 300 пассажиров, со скоростью 65 км/час. Также, как и с Метеором, построили морскую версию «Спутника», названную «Вихрь». Но в течение четырех лет эксплуатации, выявилась масса недостатков, в том числе - большая прожорливость четырех двигателей и дискомфорт пассажиров из-за сильной вибрации.
Для сравнения «Спутник» и «Ракета»
«Спутник» сейчас...
В Тольятти из него сделали то-ли музей, то-ли кабак. В 2005 году случился пожар. Сейчас это выглядит так.
«Буревестник» - одно из самых красивых судов из всей серии! Это газотурбоход разработки ЦКБ СПК Р.Алексеева, г.Горький. «Буревестник» был флагманом среди речных СПК. Имел силовую установку на основе двух газотурбинных двигателей позаимствованных из гражданской авиации (с Ил-18). Эксплуатировался c 1964 г. до конца 70-х годов на Волге на маршруте Куйбышев - Ульяновск - Казань - Горький. «Буревестник» вмещал 150 пассажиров, и имел эксплуатационную скорость 97 км/час. Однако в серийное производство не пошел - два авиационных двигателя производили большой шум и требовали много топлива.
С 1977 года не эксплуатировался. В 1993 году разрезан на лом.
В 1966 году гомельский ССРЗ выпускает судно для неглубоких рек, глубиной чуть более 1 метра «Беларусь» пассажировместимостью 40 человек и скоростью 65 километров в час. А с 1983 года станет выпускать модернизированную версию «Полесье», которая уже берет на борт 53 человека при той же скорости.
Ракеты и Метеоры старели. В ЦКБ Р. Алексеева создавались новые проекты. В 1973 году Феодосийский судостроительный завод спускает на воду СПК второго поколения «Восход».
«Восход» - это прямой приемник «Ракеты». Это судно экономичней и вместительней (71 чел.).
В 1980 году на ССЗ им. Орджоникидзе (Грузия, Поти) открывается производство СПК «Колхида». Скорость судна 65 км/час, пассажировместимость 120 человек. Всего было построено около сорока судов. В настоящее время в России эксплуатируются только два: одно судно на линии Санкт-Петербург - Валаам, под названием «Триада», другое в Новороссийске - «Владимир Комаров».
В 1986 году в Феодосии был спущен на воду новый флагман морских пассажирских СПК двухпалубный " Циклон", который имел скорость 70 км/час и брал на борт 250 пассажиров. Эксплуатировался в Крыму, потом был продан в Грецию. В 2004 году вернулся в Феодосию на ремонт, но стоит там до сих пор в полуразобранном состоянии. 
В России полным ходом идет строительство гражданского судна на подводных крыльях (СПК) по новому, первому со времен Советского Союза проекту. Речь идет о корабле, рассчитанном на перевозку 120 пассажиров. Постройка гражданского судна ведется в городе Рыбинске Ярославской области на судостроительном заводе «Вымпел». Предназначенное для скоростных морских перевозок судно строится по проекту 23160 «Комета 120М».
ОАО «Судостроительный завод «Вымпел» специализируется на производстве мало- и среднетоннажных морских и речных судов и катеров как гражданского, так и военного назначения. С момента основания предприятия в 1930 году в Рыбинске было собрано и спущено на воду более 30 тысяч разнообразных кораблей всех типов. За последние 40 лет более 1800 судов и катеров, построенных в Ярославской области, были поставлены в 29 стран Европы, Азии, Африки, Южной Америки, страны Ближнего Востока и Юго-Восточной Азии.
Пассажирский теплоход на подводных крыльях "Комета"
Судно строится по проекту, который был создан конструкторами известного в России нижегородского «ЦКБ судов на подводных крыльях имени Р. Е. Алексеева». Сам факт строительства символизирует то, что скоростное гражданское судостроение начинает просыпаться от длительной спячки и периода упадка в 90-е годы XX века. Источник в судостроительной отрасли России в интервью РИА подчеркнул, что в 1990-е годы имевшиеся в наличии пассажирские скоростные суда продавались за границу: в Грецию, Китай, страны Прибалтики, где они на тот момент времени были востребованы местными заказчиками. Но теперь такие корабли востребованы и в самой России. Они очень пригодились бы сегодня на Черном море, где существуют реально большие сложности с обслуживанием пассажирских потоков. По еще советским проектам такие корабли строились в России примерно до середины 90-х годов прошлого века.
Новый корабль по проекту 23160 был заложен на судостроительном заводе «Вымпел» в городе Рыбинске 23 августа 2013 года. В торжественной церемонии закладки морского пассажирского судна на подводных крыльях «Комета 120М» приняли участие губернатор области Сергей Ястребов и министр транспорта Максим Соколов. На церемонии закладки корабля были озвучены примерные сроки строительства нового судна - 9-10 месяцев. Как выяснилось сроки, появившиеся тогда в прессе, оказались весьма оптимистичными. Но само событие, когда после практически 20-летнего перерыва в России по новому проекту было начато строительство пассажирских скоростных судов на подводных крыльях и последующий серийный выпуск СПК нового поколения в Рыбинске, безусловно, является очень важным и знаковым этапом для российского гражданского судостроения.
Возможно, именно столь долгий перерыв накладывает свое влияние на сроки строительства в целом небольшого судна. По информации предприятия изготовителя, 13 марта 2015 года строящийся корабль был перемещен из стапель-кондуктора с первой построечной позиции на вторую. В Рыбинске отмечают, что это важный момент, который означает окончание большого этапа строительства. Теперь на второй достроечной позиции судно будет находиться еще примерно месяц. С корабля уже были удалены технологические прижимные планки, так называемые обуха. Осуществляется сварка корпуса снаружи. Впереди корабль ждет обязательный этап работ - проведение испытаний корпуса на герметичность. В рамках этих работа будет осуществлена рентгенодефектоскопия швов, помимо этого, цистерны наполнят водой и проведут испытания на водонепроницаемость.
Чтобы сэкономить время на строительство судна, на второй достроечной позиции начнутся работы по формированию каркаса надстройки. На третьем этапе строительных работ «Комету 120М» вернут обратно в стапель-кондуктор, где произойдет клепка надстройки. На четвертой, завершительной стадии работ, корабль поставят на высокие кильблоки для монтажа движительно-рулевого комплекса, крыльевого устройства, винтов, валов и руля.
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.
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.
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.
Два таких судна были построены в 80-е годы прошлого века и успешно эксплуатировались. «Олимпия» - это один из последних проектов советских гражданских СПК. По информации РИА Новости в настоящее время есть несколько потенциальных заказчиков, которые готовы использовать данные суда на Черном море. По словам Итальянцева, в настоящее время в Хабаровске идет подготовительная работа, для того чтобы модернизировать данный проект под требования сегодняшнего дня и под действующие в России правила регистра и достроить корабли.
Пока же паромная переправа через Керченский пролив (переправа порт «Крым» - порт «Кавказ») является главной транспортной артерией, которая соединяет Крым с остальной Россией. По этой причине длинные автомобильные пробки и многочасовое ожидание погрузки автомобилей на паром стали здесь обыденным делом, особенно в период летних отпусков. При этом зимой и осенью автомобильные пробки возникают тут только во время шторма. К концу 2018 года планируется достроить и ввести в эксплуатацию новый мост через Керченский пролив. На строительство данного моста выделяется 247 миллиардов рублей, а всего на развитие транспортной инфраструктуры Крыма планируется выделить 416,5 миллиарда рублей.
Основные характеристики судна «Комета 120М»:
Водоизмещение - 73 тонны.
Габаритные размеры: длина - 35,2 м, ширина - 10,3 м, осадка - 3,2 м.
Скорость хода эксплуатационная - 35 узлов (на тихой воде).
Пассажировместимость - 120 человек (22 бизнес-класс, 98 эконом-класс).
Дальность хода - 200 миль.
Автономность (продолжительность рейса) - до 8 часов.
Мощность основной силовой установки - 2х820 кВт.
Расход топлива - 320 кг/час.
Мореходность (высота волн): при походе на крыльях - 2 м, в водоизмещающем положении - 2,5 м.
Экипаж - 5 человек.
Источники информации:
http://www.vz.ru/news/2015/5/19/746141.html
http://ria.ru/economy/20150519/1065394853.html
http://portnews.ru/news/166150
http://www.vympel-rybinsk.ru (предприятие-изготовитель)
http://www.ckbspk.ru (предприятие-проектировщик)
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.
Loading...