Bølgemodstand

Bølgemodstand
Bølgemodstand

Video: Bølgemodstand

Video: Bølgemodstand
Video: Эта Находка Ставит под Сомнение Технологии из Прошлого 2024, Kan
Anonim
Billede
Billede

Det tyvende århundrede er blevet et gennembrud på mange områder af den teknologiske fremgang, især med hensyn til at øge køretøjernes hastighed. For terrængående køretøjer er disse hastigheder steget betydeligt for luft - af størrelsesordener. Men på havet løb menneskeheden ind i en blindgyde.

Det vigtigste kvalitative spring fandt sted tilbage i det 19. århundrede, hvor dampskibe dukkede op i stedet for sejlskibe. Men meget hurtigt blev det klart, at hovedhastighedsbegrænseren for søfartøjer ikke er kraftværks svaghed, men vandets modstand. Som følge heraf var hastighedsrekorden, som den russiske destroyer Novik satte den 21. august 1913 (37,3 knob) faktisk den ultimative drøm for store forskydningsskibe (husk, at en knude er en sømil, det vil sige 1852 m / t).

Denne rekord blev selvfølgelig slået. Før Anden Verdenskrig skyndte italienske og franske ledere og destroyere meget hurtigt over Middelhavet og nåede nogle gange op til 45 knob. Det er imidlertid ikke klart, hvorfor de havde brug for denne hastighed, da det var den italienske og franske flåde, der kæmpede værst i anden verdenskrig. Slog Noviks rekord, og vandt det blå bånd i Atlanterhavet i begyndelsen af 1950'erne, den amerikanske liner USA (38, 5 knob). Men selv disse hastigheder blev opnået af få skibe og på meget korte afstande. Generelt for krigsskibe overstiger den maksimale hastighed i dag sjældent 32 knob, og krydshastigheden (hvor det maksimale krydstogtområde nås) har altid været under 30 knob. For transportskibe og 25 knob var en enestående præstation, de fleste af dem slæbes stadig over havet i hastigheder, der ikke overstiger 20 knob, det vil sige mindre end 40 km / t.

Udseendet af diesel, gasturbine, selv atommotorer gav i bedste fald en hastighedsforøgelse med flere knob (en anden ting er, at dieselmotorer og atomkraftværker gjorde det muligt dramatisk at øge krydserækkevidden). Impedansen voksede som en mur. Det vigtigste middel til at håndtere det var at øge forholdet mellem skibets skroglængde og dets bredde. For smalt et skib havde imidlertid dårlig stabilitet, i en storm kunne det let vælte. Derudover var det svært at passe forskellige systemer og mekanismer ind i den smalle krop. Derfor satte kun nogle destroyere på grund af skrogets snæverhed deres hastighedsrekorder, dette blev ikke en trend selv for krigsskibe, og for lastskibe var indsnævring af skroget i princippet uacceptabelt.

Luftfarten har næsten fuldstændig erstattet søfartøjer med hensyn til persontrafik, men hvad angår godstransport, står næsten alle stadig for vand- og jernbanetransport. Bæreevne for fly er fortsat næsten lige så kritisk som fart for fartøjer. Derfor kæmper ingeniører med at løse begge problemer.

For kommerciel skibsfart reduceres problemet med lave hastigheder stort set af det store antal fartøjer på linjerne. Hvis tankskibe (containerskibe, bananbærere, tømmerbærere osv.) Forlader punkt A hver dag, så kommer de til punkt B hver dag, uanset hastigheden på hvert enkelt fartøj. Det vigtigste er, at der er nok skibe til at opretholde en sådan tidsplan.

For flåden er hastighed naturligvis meget vigtigere. Og for krigsskibe (her er forklaringer måske overflødige) og for transport og landing af skibe, der bærer tropper. Desuden er sidstnævnte nu, når krige har fået et globalt omfang, blevet vigtigere end det første (især siden for krigsskibe var en vis kompensation for deres egen lave hastighed tilstedeværelsen af missilvåben: raketten vil indhente hvem som helst).

Da uløseligheden af problemet med bølgemodstand blev klar for længe siden, begyndte søgen efter noget usædvanligt sammen med jagten på noder ved at forbedre skrogets konturer og propellernes form, styrke kraftværkerne på almindelige skibe.

I slutningen af 1800 -tallet blev effekten af løftekraften på en plade trukket under vand i en lille hældningsvinkel til horisonten opdaget. Denne effekt er analog med den aerodynamiske effekt, der virker på et flys vinge og gør det muligt at flyve. Da vand er omkring 800 gange tættere end luft, kan hydrofoilens område være så meget mindre end arealet af en flyvinge. Hvis du sætter et skib på vingerne, løfter løftekraften med en tilstrækkelig høj hastighed det over vandet, kun vingerne forbliver under det. Dette vil reducere vandets modstand betydeligt og dermed øge bevægelseshastigheden.

De første forsøg med hydrofoil blev udført i Frankrig og Italien, men de nåede den største udvikling i Sovjetunionen. Chefdesigneren for sådanne fartøjer var Rostislav Alekseev, der stod i spidsen for det tilsvarende Central Design Bureau (det var placeret i Gorkij). Der blev oprettet en række passagerskibe og kampflybåde. Det blev imidlertid hurtigt klart, at forskydningen af hydrofoilbåde var meget begrænset. Jo højere det er, jo større størrelse og masse skal bølgebordet nå, og jo kraftigere bør kraftværket være. På grund af dette er selv en hydrofoilfregat næsten umulig at oprette.

Som følge heraf gik sagen ikke ud over "forstads -transport" - "Raketter", "Komet" og "Meteorer" - og en række kampbåde på hydrofoils. For den sovjetiske flåde og grænsetropperne, 2 anti-ubåds hydrofoilskibe, pr. 1145 og 1 pr. 1141, 1 lille missilskib (MRK), pr. 1240, 16 patruljebåde, pr. 133, 18 missilbåde, pr.206MR blev bygget. De fleste af dem er nu taget ud af drift. Et missilskib på hydrofoils af projektet 206MR viste sig at være den meget georgiske båd "Tbilisi", der i august 2008 i overensstemmelse med legenderne og myterne om agitprop blev sænket af den russiske MRC "Mirage" i et havslag, men blev faktisk kastet af dets besætning i Poti og sprængt af vores faldskærmstropper.

Billede
Billede

I udlandet modtog hydrofoilbåde praktisk talt heller ikke udvikling. USA byggede 6 hydrofoil -missilskibe af typen Pegasus, i Italien - 7 RK'er af typen Sparviero, i Israel - 3 RK'er af typen M161 og i Japan - 3 RK'er af typen PG01. Nu er alle bortset fra de japanske blevet taget ud af drift. Kina stemplede mere end 200 torpedobåde i Huchuan-klasse, de blev også eksporteret til Rumænien, Albanien, Tanzania, Pakistan, som derefter overførte dem til Bangladesh. Nu i rækkerne er der kun 4 bangladeshiske og 2 tanzaniske "Huchuan". Generelt viste CPC for søværnene i hele verden at være en blindgyde af udviklingen.

Hovercraft (KVP) er blevet noget mere lovende. Netop denne pude skabes ved at blæse trykluft under skibets bund af ventilatorer, på grund af hvilket skibet stiger over vandet og bølgetræk forsvinder fuldstændigt. Det giver ikke kun mulighed for at udvikle en enorm hastighed (50-60 knob), men også at gå i land.

Hovercraft blev mest udviklet igen i Sovjetunionen (fra 1920'erne). Vesten begyndte først at udvikle denne retning i slutningen af 1950'erne. Det blev hurtigt klart, at for sådanne skibe er der næsten det samme grundlæggende problem som for hydrofoilskibe - deres nyttige masse kan ikke være stor. For at understøtte vægten af et tungt skib skal du installere meget kraftfulde blæsere. Og til skibets bevægelse er der brug for enorme og kraftfulde propeller, som fylder meget og er ekstremt sårbare i kamp.

Som et resultat viste sig omfanget af sådanne skibe at være meget begrænset. I Sovjetunionen blev der bygget en del amfibiske luftpude skibe (DKVP) af forskellige typer. Muligheden (på grund af sådanne skibers evne til at gå i land) virkede meget attraktiv for at lande tropper "uden at få deres fødder våde." Sandt nok var deres landingskapacitet temmelig begrænset, og sårbarheden for at skyde selv fra håndvåben var ekstremt høj (det var propellerne, der var særligt sårbare). Det største stål DKVP pr. 12322 "Zubr" (forskydning mere end 500 tons, længde 56 m, hastighed op til 60 knob, i stand til at tage ombord 3 tanke eller 140 marinesoldater). Rusland har nu kun 2 af disse skibe, men vi solgte 3 til Grækenland. Vi har nu omkring 10 gamle DKVP pr. 12321, 1206 og 1205 mindre.

Billede
Billede

Ud over Rusland blev LCAC luftpude landingsfartøj (150 tons, 50 knob, bærer 1 tank) oprettet i USA. Omkring hundrede sådanne både er blevet bygget, de er baseret på amerikanske universelle amfibiske skibe og amfibiske dokskibe. Landingsfartøjsprojekt 724 i en mængde på omkring 30 stykker blev bygget i Kina. Disse er sandsynligvis de mindste svævefly i verden: 6, 5 tons, længde 12 m, 10 faldskærmstropper tages om bord.

Billede
Billede

Små (fra 15 til 100 tons) luftpudepatruljebåde blev bygget af briterne i 1970'erne, herunder til salg til Iran (selv under Shah) og Saudi -Arabien. En britisk-bygget iransk KVP VN.7-type døde under krigen med Irak.

I sidste ende kom både indenlandske og udenlandske designere til ideen om at udskifte gummi "nederdelen", der understøtter luftpuden med stive plader kaldet tønder. De holder luften inde i puden meget bedre end "nederdelen", hvilket gør det muligt at øge skibets masse. Siden skegs kommer ind i vandet, kan der desuden monteres propeller eller vandkanoner på dem, hvilket fjerner omfangsrige og sårbare propeller fra skibets dæk. På samme tid er tøndernes modstand naturligvis større end "nederdelen", men meget lavere end hydrofoilernes. Deres eneste ulempe er, at skibet fratages muligheden for at gå i land. Derfor er det tilrådeligt at bygge skeg KVP i form af strejke skibe eller minestrygere. I sidstnævnte tilfælde er fordelen, at den mindre del af skibet er i vandet og jo højere dets hastighed er, desto mindre er chancen for at blive sprængt af en mine.

Hidtil har Rusland og Norge monopol på sådanne skibe. I Sortehavsflåden har vi 2 skeg MRK pr. 1239 ("Bora" og "Samum"), det største svævefly i verden (forskydning over 1.000 tons). De har en enorm slagkraft (8 supersoniske Moskit anti-skib missiler) og en hastighed på 53 knob. Ulempen ved disse skibe er et svagt luftforsvar og vigtigst af alt ekstreme vanskeligheder i drift.

Billede
Billede

Den norske flåde omfatter 6 skeg-missilbåde af Skjold-type og minestrygere af Oxøy-typen. De er meget mindre end vores RTO'er (250-400 tons). Samtidig bærer missilbådene 8 NSM supersoniske anti-skibsmissiler. Det kan bemærkes, at (bortset fra Rusland og Norge) kun Kina stadig har supersoniske anti-skibsmissiler.

Billede
Billede

Selvom svævefly er mere lovende end hydrofoiler, løser de på ingen måde problemet med hastighed på grund af de mange begrænsninger beskrevet ovenfor samt de høje omkostninger og kompleksitet ved driften.