Катер "Метеор" - это речной пассажирский теплоход. Он представляет собой судно, работающее на подводных крыльях. Его разработал отечественный кораблестроитель Ростислав Алексеев.
История "Метеора"
Катер "Метеор" ведет свою историю с 1959 года. Именно тогда первое такое экспериментальное судно было спущено на воду. Ходовые испытания проходили почти три недели. В их рамках самый первый катер "Метеор" прошел расстояние от Горького до Феодосии. Судно было построено на заводе под названием "Красное Сормово".
В Феодосии "Метеор" зазимовал. В свой обратный путь он отправился уже только весной 1960 года. На этот раз ему потребовалось пять дней, чтобы доплыть от Феодосии до Горького. Испытания были признаны успешными всеми участниками.
Серийное производство
Всех устраивали, поэтому уже в 1961 году его отдали в серийное производство. Оно было налажено на имени Горького, который располагался в Зеленодольске. За 30 лет здесь было выпущено более 400 теплоходов из этой серии.
При этом конструкторское бюро не стояло на месте. Постоянно разрабатывались новые, усовершенствованные версии. Так, нижегородские конструкторы предложили делать "Метеор" на подводных крыльях. При этом применялись импортные двигатели и кондиционеры. История этого судна завершилась только в 2007 году, когда линию окончательно демонтировали, перестроив ее под теплоходы нового класса.
Изобретатель "Метеора"
По праву создателем катера "Метеор" считается кораблестроитель Ростислав Алексеев. Помимо судов на воздушных крыльях, его заслуга - появление в нашей стране экранопланов (высокоскоростных аппаратов, летящих в зоне действия аэродинамического экрана) и экранолетов (использующих экранный эффект для полетов).
Алексеев родился в Черниговской губернии еще в 1916 году. В 1933 году переехал с семьей в Горький, где и сложилась его успешная трудовая карьера. Окончил индустриальный институт, дипломную работу защищал по глиссерам на подводных крыльях. Начал работать инженером-кораблестроителем.
Во время Великой Отечественной войны ему были выделены ресурсы и люди для создания боевых катеров на подводных крыльях. В его идею поверило руководство советского военно-морского флота. Правда, их создание затянулось, поэтому они так и не успели принять участие непосредственно в военных действиях. Но полученные модели убедили скептиков в возможности реализации этого проекта.
Работа над "Метеором"
"Метеор" на подводных крыльях группа ученых начала разрабатывать под руководством Алексеева. Первоначально он получил символическое название "Ракета".
Мировой общественности об этом проекте стало известно в 1957 году. Корабль был презентован на международном фестивале молодежи и студентов, который проходил в Москве. После этого началось активное судостроение. Помимо катера "Метеор", технические характеристики которого оказались впечатляющими, были созданы проекты под названиями "Буревестник", "Волга", "Восход", "Спутник" и "Комета".
В 60-е годы Алексеев создал экраноплан для военно-морского флота и отдельный проект для воздушно-десантных войск. Если высота полета первого составляла всего несколько метров, то второй мог подниматься на высоту сравнимую с самолетами - до семи с половиной километров.
В 70-х Алексеев получил заказ на десантный экранолет "Орленок". В 1979 году корабль-экранолет впервые в мире был принят на вооружение военно-морского флота, как официальная боевая единица. Алексеев сам регулярно испытывал свои транспортные средства. В январе 1980 года при обкатке новой модели пассажирского гражданского экранолет, который должен был быть завершен к московской Олимпиаде, он потерпел крушение. Алексеев выжил, но получил многочисленные травмы. Он был экстренно госпитализирован. Врачи боролись за его жизнь, были проведены две операции. Но 9 февраля он все-таки скончался. Ему было 63 года.
Судна на подводных крыльях
"Метеор" на подводных крыльях - яркий пример судов такого класса. Под корпусом у него расположены подводные крылья.
Среди преимуществ таких летательных аппаратов отмечают высокую скорость передвижения, низкое сопротивление при движении на крыльях, нечувствительность к качке и высокую проходимость.
При этом у них имеются и существенные недостатки. Их главный минус низкая экономичность, особенно по сравнению с тихоходными водоизмещающими судами, при этом при волнениях на воде у них начинаются проблемы. К тому же они не приспособлены к необорудованным стоянкам, а для движения им необходимы одновременно мощные и компактные двигатели.
Описание "Метеора"
"Метеор" - теплоход на подводных крыльях, который предназначен для скоростной перевозки пассажиров. Он работает на дизеле, сам является однопалубным. Используется исключительно в светлое время суток на судоходных реках. Также возможно его перемещение по пресным водохранилищам и озерам, но только в районах с преимущественно умеренным климатом. Управляется дистанционно, контроль за его движением осуществляется непосредственно из ходовой рубки.
Пассажиры находятся в трех салонах с удобными и мягкими креслами. Они располагаются в носовой, средней и кормовой частях судна. Всего помещается 114 пассажиров. Перемещение между частями судна осуществляется через палубу, с которой двери ведут в туалет, подсобные помещения и машинное отделение. В среднем салоне даже имеется буфет для желающих подкрепиться.
Крыльевое устройство включает в себя несущие крылья и закрылки. Их закрепляют на бортах и днищевых стойках.
Основными двигателями являются два дизельных. При этом для обслуживания силовой установки требуется комбинированный агрегат, состоящий из дизельного двигателя мощностью до 12 лошадиных сил. Механическая установка управляется из ходовой рубки и машинного отделения.
Электропитание теплохода
"Метеор" - теплоход, для которого основным источником электроэнергии считаются два ходовых генератора постоянного тока. Их мощность составляет один киловатт при стабильном и нормальном напряжении.
Также имеется автомат для одновременной работы аккумуляторных батарей и генератора. Существует также вспомогательный генератор, который используется непосредственно для питания потребителей.
Технические характеристики
Пассажирский теплоход "Метеор" обладает завидными техническими характеристиками. Порожнее водоизмещение составляет 36,4 тонны, а полное 53,4 тонны.
Длина судна 34,6 метра, ширина девять с половиной метров при размахе конструкции подводными крыльями. Высота при стоянке - 5,63 метра, при ходе на крыльях - 6,78 метра.
Осадка также различается при стоянке и ходе на крыльях. В первом случае 2,35 метра, во втором - 1,2 метра. Мощность варьируется от 1 800 до 2 200 лошадиных сил. "Метеор" максимально может достигать 77 километров в час, как правило, эксплуатируется на скорости 60-65 километров в час. Автономно судно может проплыть около 600 километров.
Один из минусов "Метеора" - расход топлива. Изначально он составлял около 225 литров в час, однако благодаря использованию новых современных двигателей сегодня его удается существенно сократить - примерно на 50 литров топлива в час.
Экипаж небольшой - всего три человека.
Страны распространения "Метеора"
В настоящее время серийное производство "Метеоров" прекращено, поэтому новых судов подобного типа больше не появляется. Но их эксплуатация продолжается и сегодня. В частности, их использует речной флот РФ, также они распространены в других странах.
До сих пор их можно увидеть в Венгрии, Греции, Вьетнаме, Италии, Египте, Китае, Казахстане, Польше, Румынии, Словакии и Чехии.
Эти речные суда на подводных крыльях активно использовались в Болгарии примерно до 1990 года, в Латвии до 1988 года, на Украине вплоть до 2000 года, в Нидерландах до 2004 года, а в Германии до 2008. Сейчас в этих странах им на смену пришли более современные транспортные средства.
Безопасное путешествие
Увлекательные речные путешествия и прогулки и сегодня организуют, используя "Метеор". Безопасность на теплоходе для пассажиров гарантируется специальной системой управления и регулярного тщательного технического обслуживания всех устройств и механизмов. Поэтому с уверенностью можно сказать, что, отправляясь в плавание на "Метеоре", вы ничем не рискуете.
Прокатиться на этом речном судне можно в разных уголках страны. Например, сегодня весьма популярны экскурсии из Санкт-Петербурга в Петергоф и обратно. Теплоход отправляется в путь по живописным местам Невы, туристы могут насладиться удивительными красотами Северной Пальмиры. Причем все сделано для удобства людей, необязательно даже тратить время в очереди в кассах, достаточно приобрести билет онлайн.
Этот скоростной речной теплоход порадует вас плавным ходом, который обеспечивают мощные и надежные современные двигатели. На борту каждого судна есть системы радионавигационного управления, связи и обязательно кондиционирования воздуха.
В трех комфортабельных салонах пассажиры защищены от любых капризов природы. В мягких креслах, которые принимают форму туриста, они могут полноценно отдохнуть, перекусить, воспользовавшись раскладывающимися деревянными столиками, спрятанными в подлокотниках.
Между креслами также установлены круглые столики из натуральной древесины, которые значительно больше. Они пригодятся, если в пути вы путешествуете дружной компанией.
Сервис для туристов
Стоит отметить, что сегодня эти транспортные средства в основном используют в туристических целях. Поэтому на них организуют максимально комфортное времяпрепровождения. Сервису уделяется огромное внимание.
Компании, организующие такие речные круизы, предоставляют полный спектр услуг, предусматривая все, что может понадобиться отдыхающему. Например, туристические услуги, которые включают в себя не только перевозку и размещение пассажиров, но и организацию полноценного питания, увлекательные развлекательные программы и познавательные экскурсии.
Воспользовавшись удобной формой по заказу билетов на эти речные теплоходы в сети интернет, вы не только сэкономите время, но и полноценно насладитесь незабываемым путешествием по великим рекам России.
Судну "Метеор" посвящено немало увлекательных и полезных фактов, которые не только расширят ваш кругозор, но и сделают поездку на этом теплоходе еще более увлекательной.
Большинство из них собраны в книге под названием "Крылатые в которой объединено все самое интересное про этот необычный вид водного транспорта.
Например, одним из капитанов судна "Метеор", которое передвигалось на подводных крыльях, был знаменитый Герой Советского Союза, участник Великой Отечественной войны Михаил Девятаев. Сражаясь против немецко-фашистских захватчиков, он попал в плен, но сумел освободиться и даже угнать вражеский бомбардировщик.
Успешный побег удалось осуществить в феврале 1945 года из концлагеря, расположенного на территории Германии.
А в 1960 году новое судно демонстрировали руководителю Советского Союза Никите Сергеевичу Хрущеву. Присутствовавший при этом знаменитый авиаконструктор Андрей Туполев был настолько впечатлен увиденным, что даже попросил у главного разработчика - Алексеева - разрешения на совместное управление судном.
Сегодня на смену "Метеору" пришло пассажирское судно "Лена", которое также производится на судостроительном заводе в Зеленодольске. В дальнейшем этот проект развивается на судостроительном заводе, расположенном в Хабаровске. Оно способно преодолевать расстояние в 650 километров. При этом развивает среднюю скорость до 70 километров в час. Способно вместить 100 пассажиров либо 50 при VIP-размещении. А экипаж всего 5 человек.
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.
«Метеор-193» был построен на Зеленодольском заводе им. А.М. Горького в 1984 году. Экспортный вариант, построенный для продажи в Бразилию. Был оснащён чехословакими авиационными креслами. Проработал в Казани до 1997 года, принадлежал Волжскому объединённому речному пароходству, а позднее - компании «Татфлот», и в 2004 году был установлен в качестве памятника перед Казанским речным техникумом имени Михаила Девятаева в честь столетия этого учебного заведения.
Адрес и координаты объекта: Казань, ул. Несмелова, 7, Казанский речной техникум (ныне - Казанский филиал ФГБОУ ВО «Волжский государственный университет водного транспорта»). Памятник на Викимапии .
Фотографии памятника датированы августом 2011 года.
Вид с носа:
Вид на носовой салон:
Корма:
Носовое крыльевое устройство:
Кормовое крыльевое устройство:
Ходовая рубка:
История создания
Судно на подводных крыльях «Метеор» - второй крылатый пассажирский теплоход, разработанный конструктором Ростиславом Алексеевым в 1959 году. История создания этих судов берёт своё начало в начале 1940-х, когда ещё студентом Алексеев заинтересовался темой и защитил дипломный проект на тему «Глиссер на подводных крыльях». В те годы конструкция не привлекла внимание высшего руководства военно-морского флота, но заинтересовала главного конструктора завода «Красное Сормово», на котором во время войны Алексеев работал мастером-испытателем танков. Алексееву выделили небольшое помещение, обозначив его как «гидролаборатория», и разрешили три часа в день посвящать любимой теме. Начались разработка и испытания моделей катеров на подводных крыльях, поиски оптимальной конструкции. В 1945 году на катере А-5 собственной конструкции Алексеев своим ходом дошёл до Москвы, чем, наконец, привлёк внимание военных и получил задание на оснащение подводными крыльями торпедного катера 123К, которое с успехом выполнил (отработав очередную модернизацию своего ноу-хау на катере А-7 и попутно ознакомившись с конструкцией трофейного немецкого СПК TS-6) и получил за него в 1951 году Сталинскую премию.
Ростислав Алексеев:
Параллельно этому конструктор разработал проект первого речного пассажирского судна на подводных крыльях «Ракета». Но с воплощением проекта в жизнь всё оказалось не так просто: инженеру пришлось годами обивать пороги министерств, бороться с чиновничьими инертностью, консерватизмом, скепсисом, выбивать финансирование... Реальная работа над «Ракетой» началась только зимой 1956 года, а спущен на воду теплоход был в 1957 году. С большим успехом прошла его демонстрация на Всемирном фестивале молодежи и студентов, затем в течение года шла опытная эксплуатация «Ракеты» на линии Горький–Казань, а с 1959 года судно пошло в серию. Свершилась революция в перевозках пассажиров по реке: крылатый теплоход был почти впятеро быстрее обычного водоизмещающего.
Первая «Ракета» на Волге, 1958 г. (фото из коллекции Денверского Университета):
Вслед за успешной «Ракетой» появился «Метеор» - судно крупнее, вдвое вместительнее и быстрее первенца, да ещё и способное справиться с большей по высоте волной. Оно брало на борт до 120 пассажиров и могло развить скорость до 100 км/ч (реальная эксплуатационная скорость была всё-таки ниже - 60–70 км/ч). Первый «Метеор» осенью 1959 года сходил в испытательный рейс из Горького в Феодосию, а в 1960 году был представлен в Москве руководству страны и общественности в качестве экспоната выставки речного флота.
Эскизы Р. Алексеева (из книги «От замысла к воплощению»):
Головное судно серии (фото из архива Е.К. Сидорова):
Два фрагмента советской кинохроники тех времён, в которых речь идёт о новом диковинном судне:
С 1961 года «Метеор» пошёл в серию. «Метеор-2» был спущен на воду в сентябре 1961 года, а 7 мая 1962 года, в канун Дня Победы, ведомый легендарным летчиком, Героем Советского Союза Михаилом Петровичем Девятаевым, покинул акваторию Зеленодольского судостроительного завода им. А.М. Горького, где строили эти суда. Приписан он был к Казанскому речному порту. Следующий «Метеор» ушёл в Москву, следующие - в Ленинград, Волгоград, Ростов-на-Дону… За несколько лет суда серии распространились по рекам и водохранилищам всего Советского Союза.
«Метеор-47» на канале им. Москвы (фото из проспекта «Канал имени Москвы»):
«Метеор-59» на Волге (фото из архива В.И. Полякова).
Сухогруз «Партизанская слава» доставляет «Метеор-103» в Комсомольк-на-Амуре с Чёрного моря (фото из журнала «Морской флот»:
Всего с 1961 по 1991 год было построено почти 400 судов, и распространились они не только по всему СССР, но и по миру: «Метеоры» работали в Югославии, Польше, Болгарии, Венгрии, Чехословакии, Нидерландах, Германии.
С приходом экономики Союза в упадок и наступлением эры рынка скоростные перевозки пассажиров по рекам стали массово сокращаться и закрываться: нерентабельно. Государственные субсидии сошли на нет, топливо, масло, запчасти стали дорогими, да и пассажиропоток оскудел: многие пассажиры обзавелись личным транспортом, опустели деревни, которые крылатые теплоходы связывали с городами, появились конкуренция со стороны автобусных маршрутов. В итоге за несколько лет многие суда на подводных крыльях порезали на металлолом. Некоторым советским «Метеорам» повезло больше, они не попали «под нож», а были проданы за рубеж, и теперь трудятся в Китае, Вьетнаме, Греции, Румынии.
Греческий «Falcon I»Греция - бывший украинский «Метеор-19»:
Вьетнамский «Greenlines 9», бывший украинский «Метеор-27»:
«Chang Xiang 1», Китай:
«Метеор-43» уехал в Румынию и переимновался в «Amiral-1»:
В России же сейчас работает лишь несколько десятков «Метеоров»: основная часть - на туристических маршрутах в Санкт-Петербурге и Карелии, несколько штук ещё возят пассажиров по Волге (в Казани, Ярославле и Рыбинске), десятка c полтора в сумме наберётся на северных реках.
«Метеор-282» на Оби (фото Анатолия К):
Ярославский «Метеор-159» прибывает в Тутаев (фото Дмитрия Макарова):
Казанский «Метеор-249» (фото Meteor216):
«Метеор-188» на Лене (фото Владимира Куницына):
«Метеор-242» в Кижских шхерах (фото Дмитрия Макарова):
«Метеор-189» на Малой Неве (фото Seven_balls):
Серийный выпуск «Метеоров» прекратился в 1991 году, но со стапелей Зеленодольского судостроительного завода сошло ещё несколько теплоходов. В частности, в 2001 и 2006 году были построены два «Метеора» для ОАО «Северречфлот» . Кроме того, в нижегородском конструкторском бюро по судам на подводных крыльях имени Ростислава Алексеева была разработана модификация «Метеор-2000» с немецкими двигателями Deutz и кондиционерами, и несколько таких судов было продано в Китай. К 2007 году линия по производству «Метеоров» была окончательно демонтирована, а им на смену пришли глиссирующие суда проекта проекта А145.
Китайский «Chang Jiang 1» проекта «Метеор-2000»:
А вот судьба красноярского «Метеора-235» сложилась необычно: с 1994 по 2005 годы он отслужил в Енисейском речном пароходстве, после чего был продан, а ещё через несколько лет, снова сменив хозяев, был модернизирован на Красноярском судоремонтном заводе по проекту 342Э/310, превратился в яхту-люкс и был перекрещён в «Верный»; по слухам, это был личный «Метеор» губернатора Красноярского края. Его легко узнать по футуристичному облику и сомнительной эстетической ценности внутренней отделке с обилием шкур «под леопарда».
Конструкция и технические характеристики
«Метеор-193» - судно проекта 342Э, разработанного ЦКБ по СПК (главный конструктор - Ростислав Алексеев) в 1959 году и выпущенное Зеленодольским судостроительным заводом им. А.М. Горького. Тип -двухвинтовой пассажирский теплоход на подводных крыльях. Длина корпуса - 34,6 метра, ширина (по размаху конструкции подводных крыльев) - 9,5 метра. Осадка на плаву - 2,35 метра, при ходе на крыльях - около 1,2 метра. Водоизмещение с полным грузом - 53,4 тонны. Эксплуатационная скорость - 65 км/ч (рекорд - 108 км/ч). Дальность плавания (без пополнения запасов топлива) - 600 км.
У «Метеора» - три пассажирских салона: в носовой, средней и кормовой частях судна. Общая пассажировместимость - 124 человека.
Носовой салон (фото Дмитрия Щукина):
Средний салон (фото Владимира Буракшаева):
Между средним и кормовым салоном есть небольшая полутокрытая (прогулочная) палуба.
Прогулочная палуба (фото Владимира Буракшаева):
Посты управления судном расположены в ходовой рубке, утопленной в полунадстройку в носовой части теплохода.
Ходовая рубка (фото Алексея Петрова):
В качестве главных двигателей установлены два V-образных 12-цилиндровых турбодизеля типа М-400 (версия авиационного дизеля М-40, конвертированная в судовой) мощностью по 1000 л.с. каждый. Они вращают два пятилопастных гребных винта диаметром 710 мм, которые и приводят теплоход в движение.
Машинное отделение (фото Алексея Петрова):
Под корпусом «Метеора» расположено крыльевое устройство - носовое и кормовое несущие крылья и два гидропланирующих подкрылка, закрепленных на стойках носового крыла. Подкрылки помогают судну при «выходе на крыло», а на ходу не дают ему вернуться в водоизмещающий режим, скользя по поверхности воды.
Принцип их действия крыльев «Метеора» - такой же, что и у крыла самолёта: подъемная сила возникает за счёт возникновения избыточного давления под профилем крыла и зоны разрежённости выше его. С ростом скорости разница давлений «выталкивает» судно вверх, корпус переходит из водоизмещающего положения в надводное, отчего существенно уменьшается площадь контакта с водой и её сопротивление, что позволяет развивать большую скорость.
В крыльевом устройстве «Метеора» используется эффект малопогруженного подводного крыла, известный также, как «эффект Алексеева». Алексеев в результате своих исследований получил такие гидродинамические характеристики подводного крыла, при которых оно, поднимаясь к поверхности воды, постепенно теряет подъемную силу из-за подтормаживания частиц жидкости в зоне, близкой к границе сред. Благодаря тому, что на определённой глубине подъёмная сила крыла приближается к нулю, оно не выскакивает из воды.
P.S. Если уважаемые участники обнаружат какие-то неточности, пожалуйста, сообщите об этом.
В моем детстве не было ничего более завораживающего, чем смотреть на реактивные гражданские самолеты и суда на подводных крыльях. Их стремительные обводы словно вышли из будущего, из научно-фантастических романов, которыми мы зачитывались. Когда на морском горизонте появлялись стремительные морские« Кометы», все пляжи невольно замирали, провожая глазами эти удивительные суда. А вопрос о том, на чем ехать из Ленинграда в Петродворец, был риторическим — конечно, на «Метеоре». Судами на подводных крыльях Советский Союз гордился так же, как космическими ракетами.
Подрезанные крылья
Можно сказать, что на подводные крылья наша страна встала одной из последних. Первые эксперименты судостроители начали проводить еще в конце XIX века. Довольно быстро пароходы уперлись в скоростной предел в районе 30 узлов (около 56 км/ч). Для прибавления к этой скорости еще одного узла требовалось почти троекратное увеличение мощности двигателей. Именно поэтому быстроходные военные корабли потребляли уголь как хорошая электростанция.
Чтобы преодолеть сопротивление воды, было придумано красивое инженерное решение — поднять корпус судна над водой на подводных крыльях. Еще в 1906 году судно на подводных крыльях (СПК) итальянца Энрико Форланини достигло скорости в 42,5 узла (около 68 км/ч). А 9 сентября 1919 года американское СПК HD-4 установило мировой рекорд скорости на воде — 114 км/ч, что и для нашего времени превосходный показатель. Казалось, еще немного, и весь флот станет крылатым.
«Комета 120М» в цехе рыбинского судостроительного завода напоминает скорее недостроенный космический корабль, чем пассажирское судно.
До Второй мировой войны почти все промышленно развитые страны поэкспериментировали с подводными крыльями, но дальше опытных моделей дело не пошло. Довольно быстро вылезли наружу недостатки новых судов: малая устойчивость при волнении, большой расход топлива и отсутствие легких морских «быстрых» дизелей. Дальше всех продвинулись в создании СПК германские инженеры, небольшими сериями выпускавшие во время войны катера на подводных крыльях. После войны главный немецкий конструктор по СПК барон Ганс фон Шертель основал в Швейцарии компанию Supramar и приступил к выпуску пассажирских судов на подводных крыльях. В США СПК занялась компания Boeing Marine Systems.
Русские вступили в эту гонку последними, однако при словах Hydrofoil Boats весь мир в первую очередь вспоминает советские суда на подводных крыльях. За все время Boeing сумел построить около 40 СПК, Supramar — около 150, а СССР — более 1300. И произошло это благодаря таланту и нечеловеческой упертости одного человека — главного конструктора отечественных СПК Ростислава Евгеньевича Алексеева.
Ракета
Довольно долго небольшому конструкторскому бюро Алексеева, которое в Нижнем Новгороде занималось судами на подводных крыльях, не везло: его перебрасывали от министерства к министерству, от одного завода к другому, и большинство заказов уходило к конкурентам в Ленинград в ЦКБ-19, обладавшее несравнимо бóльшим лоббистским потенциалом. Но в отличие от питерцев, Алексеев с самого начала грезил гражданскими судами. Впервые он попытался наладить выпуск гражданского СПК еще в 1948 году, когда предложил заводу «Красное Сормово» проект скоростного разъездного катера на подводных крыльях со скоростью хода более 80 км/ч. Тем более, что к тому времени уже два года удивительная самоходная модель А-5 рассекала на подводных крыльях гладь Волги, завораживая мальчишек. Руководителям того времени идея иметь для разъездов скоростной катер показалась заманчивой — дорог вдоль рек почти не было.
На «Красное Сормово» начали поступать заказы, но военные запретили работы по гражданскому использованию катеров на подводных крыльях по причине секретности. Алексеев потом еще много раз прибегал к различным уловкам, пытаясь обойти военные запреты, и получал бесконечные выговоры. В итоге выстрелила совершенно невероятная история — в обход Минсудпрома Алексеев добился рассмотрения вопроса о постройке пассажирского судна на подводных крыльях на парткоме завода «Красное Сормово». Партком его поддержал и рекомендовал руководству построить такое судно силами завода.
Партии в то время мало кто мог отказать. К тому же Алексеев заручился поддержкой речников — Минречфлота — и вышел на оргкомитет 6-го Всемирного фестиваля молодежи в Москве с предложением показать в действии первое советское СПК как выдающееся достижение водного транспорта СССР. Это предложение попахивало настоящей авантюрой — до фестиваля оставался год. Тем не менее Алексеев со своей командой совершил чудо, и 26 июля 1957 года теплоход на подводных крыльях «Ракета» вышел в свой первый рейс в Москву на фестиваль, неожиданно став там одним из главных шоу-стопперов: он открывал парад судов, катал многочисленные делегации, включая секретарей ЦК КПСС.
Для энтузиастов СПК все изменилось: из изгоев они стали героями, коллектив получил Ленинскую премию, а на СПК посыпались заказы. Одно за другим ЦКБ Алексеева выдавало различные СПК — речные и морские, маленькие и большие, дизельные и газотурбинные. Всего в СССР было построено около 300 «Ракет», 400 «Метеоров», 100 «Комет», 40 «Беларусей», 300 «Восходов», 100 «Полесьев», 40 «Колхид» и «Катранов», две «Олимпии» и еще около десятка экспериментальных судов. Советские СПК стали важным экспортным товаром — их покупали по всему миру, включая США и Великобританию, страны с высокоразвитым судостроением. Одни из последних СПК — большие морские «ракеты» «Олимпии» вместимостью 250 пассажиров — были построены в 1993 году в Крыму. Свернули свое производство и немногочисленные западные конкуренты. Многим показалось, что эра СПК закончилась, как некогда исчезли парусные красавцы-клиперы.
Новая «Комета»
Насколько же надо быть преданным своему делу, чтобы за три десятилетия простоя не дать умереть технологиям и конструкторской школе и верить в возрождение флота СПК! Тем не менее 23 августа 2013 года на судостроительном заводе «Вымпел» было заложено головное судно проекта 23160 «Комета 120М», спроектированное АО ЦКБ по СПК имени Алексеева. Мы сидим в кабинете главного конструктора СПК Михаила Гаранова, поражаясь величественному виду замерзшей Волги за окном, смотрим фотографии строящейся в Рыбинске «Кометы 120М» и говорим о будущем. Внешне новая «Комета» выглядит скорее прямой наследницей той самой первой алексеевской «Ракеты» со сдвинутой назад рубкой и обводами, напоминающими спортивные родстеры золотой эры автомобилей. Первые же «Кометы» были морскими сестрами речных «Метеоров», которые в большом количестве можно увидеть в Санкт-Петербурге на Дворцовой набережной, откуда они отправляются в Петродворец. Рубки тех «Метеоров» и «Комет» были сдвинуты вперед, и хотя в конце XX века они на фоне других судов смотрелись как пришельцы из будущего, сейчас выглядят слегка старомодными.
Крылатая мечта нижегородцев — газотурбоход «Циклон 250М», рассчитанный на перевозку 250 пассажиров на дальность более 1100 км со скоростью свыше 100 км/ч. Главный рынок для них находится в Юго-Восточной Азии.
Новая «Комета 120М» задает новую планку в судовом дизайне. «С точки зрения дизайна «Комета 120М» — это развитие «Колхиды» и «Катрана», — говорит Гаранов. — Если взять фотографии «Метеора» или «Кометы», то носовые обводы несколько другие. Новые же напоминают эскизы Ростислава Алексеева, который, как известно, сам рисовал дизайн своих судов. И совершенно другая рубка, сделанная по типу рубки «Ракеты», находится чуть кормовее миделя. Ее перенос позволил освободить место в носовом и среднем салонах, где мы разместили 120 пассажиров, а в корме — зоне повышенного шума и вибрации — выделить большие помещения для бара».
Авиационные технологии
Руководство судостроительного завода «Вымпел» приняло решение строить головную «Комету 120М» в Рыбинске. Для этого пришлось освоить новые технологии, многие из которых пришли из авиационной промышленности. Дело в том, что корпус СПК «Комета 120М» делается из алюминиевых сплавов. А варить алюминий непросто — сварка «стягивает» металл. Если мы начнем сварку с правого борта, то судно изогнется вправо. Начнем слева — будет тянуть влево. Чтобы сохранить геометрию — а это безопасность, устойчивость судна на курсе, эстетика, — существует в судостроении такая технология, как стапель-кондуктор. Строительство скоростных судов из алюминиево-магниевого сплава ведется в специальном кондукторе из стальных профилей, фиксируется, выставляется «в нули» по нивелиру, по осям. Фактически как постель будущего днища с сотнями ребер жесткости. К этим ребрам с помощью винтовых талрепов притягивается обшивка днища и бортов. После сварки обшивки получается жесткая конструкция, которую никуда уже не поведет. Далее на обшивку устанавливаются шпангоуты, стрингеры, поперечные и продольные переборки. После завершения сварочных работ стапель-кондуктор отсоединяется от днища, и с помощью подъемного крана корпус переставляется на вторую стапельную позицию.
Панели надстройки собираются из листов и профилей из алюминиевого сплава методом точечной (контактной) сварки, пришедшей на смену заклепкам. Дизайнеры предложили сложные обводы корпуса и рубки, но рыбинским судостроителям удалось воплотить их замысел в металле.
В крыльевом устройстве, выполненном из нержавеющей стали, предусмотрены закрылки с приводом от системы автоматического управления движением судна «Сердолик». Система позволяет повысить комфорт на борту за счет снижения качки и перегрузки при движении на волнении, а также в автоматическом режиме управлять движением судна по курсу. Можно на дисплее картографической системы задать маршрут, отметив точки и углы поворота, и наше судно, как самолет, дойдет до нужного порта. Все это усложнило крыло, и для того чтобы идеально соблюсти геометрические размеры, «Вымпел» также изготовил стапеля-кондукторы. Капитанский мостик, говорит Гаранов, выполнен в современном дизайне «стеклянная кабина». Это царство современных электронных приборов с дисплеями — строго в соответствии с правилами регистра. Управляют скоростным судном всего два человека — капитан и старший механик.
На «Комете 120М» много новшеств. Например, здесь впервые была реализована идея самолетной двери. В результате улучшается дизайн, снижается сопротивление воздуха. Так как судно при движении «стоит» на двух крыльях, при волнении оно изгибается, и раньше на СПК часто заклинивало двери. Чтобы этого не происходило, дверные проемы сейчас усилены, их жесткость существенно возросла.
Само крыло со стойкой сделано из нержавеющей стали, а кронштейн, с помощью которого оно крепится к корпусу, — алюминиевый. Как известно, алюминий и сталь образуют гальваническую пару, что ведет к электрокоррозии. Чтобы ее избежать, крепежные болты оклеивают стеклотканью и между фланцами укладывается электроизолирующая прокладка. В сухом состоянии сопротивление изоляции должно быть не меньше 10 кОм.
Из авиации пришел и способ контроля прочности конструкций корпуса и крыльевых устройств. Скоро СПК будет спущено на воду. На крылья и корпус в районе наибольших напряжений будут наклеены тензодатчики, судно будет забалластировано до «полного» водоизмещения и выйдет на мореходные испытания. В случае, если датчики зафиксируют превышение допустимого напряжения, корпус или крылья в этом месте будут усилены. Можно заранее заложить металл с излишком, говорит Гаранов, но судно тогда получится слишком тяжелым. А мы делаем изящную легкую красавицу.
Оптимисты
Сергей Королёв, директор по маркетингу и внешнеэкономической деятельности в ЦКБ по СПК им. Алексеева, смотрит в будущее с оптимизмом. Порядка 20 лет никто не создавал суда на подводных крыльях, говорит он. Весь скоростной флот с СПК — остатки былой роскоши XX века. А спрос на него есть. Например, пассажиропоток на СПК в Санкт-Петербурге вырос с 700 000 в 2014 году до миллиона человек в 2016-м. Это рынок как раз для новой «Кометы 120М». Заложенное в Нижнем Новгороде 45-местное речное пассажирское СПК «Валдай-45» ориентировано на другой рынок — социальные региональные перевозки в Ханты-Мансийском и Ямало-Ненецком автономных округах. «Северречфлот» там перевозит большое количество пассажиров, поскольку практически отсутствует автомобильное сообщение.
Активно ведутся переговоры с Египтом, странами Персидского залива, Юго-Восточной Азии. Особые надежды возлагаются на новый пассажирский газотурбоход «Циклон 250М», который идеально подходит для дальних морских маршрутов в Азии. Но об этом в другой раз — чтобы не сглазить.
Статья «В России строятся первые в XXI веке суда на подводных крыльях» опубликована в журнале «Популярная механика» (№3, Март 2017).
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.