Vågmotstånd

Vågmotstånd
Vågmotstånd

Video: Vågmotstånd

Video: Vågmotstånd
Video: M142 HIMARS | The Most Deadly Ground Fired Rocket Artillery 2024, Maj
Anonim
Bild
Bild

1900 -talet har blivit ett genombrott inom många tekniska framsteg, särskilt när det gäller att öka fordonens hastighet. För markfordon har dessa hastigheter ökat avsevärt, för luft - av storleksordningar. Men på havet sprang mänskligheten i en återvändsgränd.

Det främsta kvalitativa språnget ägde rum på 1800 -talet, då ångfartyg dök upp istället för segelfartyg. Men mycket snart blev det klart att den största hastighetsbegränsaren för sjöfartyg inte är kraftverkets svaghet, utan vattnets motståndskraft. Som ett resultat var hastighetsrekordet av den ryska förstöraren Novik den 21 augusti 1913 (37,3 knop) faktiskt den ultimata drömmen för stora deplacementfartyg (kom ihåg att en knop är en nautisk mil, det vill säga 1852 m / h).

Detta rekord slogs förstås. Före andra världskriget rusade italienska och franska ledare och förstörare mycket snabbt över Medelhavet och nådde ibland upp till 45 knop. Det är dock inte klart varför de behövde denna hastighet, eftersom det var de italienska och franska flottorna som kämpade värst under andra världskriget. Slog Noviks rekord, vann det blå bandet i Atlanten i början av 1950 -talet, den amerikanska linjen USA (38, 5 knop). Men även dessa hastigheter uppnåddes av ett fåtal fartyg och på mycket korta avstånd. I allmänhet för krigsfartyg överstiger maxhastigheten idag sällan 32 knop, och marschfarten (vid vilken det maximala marschområdet nås) har alltid varit under 30 knop. För transportfartyg och 25 knop var en unik prestation, de flesta av dem dras fortfarande över havet i hastigheter som inte överstiger 20 knop, det vill säga mindre än 40 km / h.

Utseendet på diesel, gasturbin, till och med kärnkraftsmotorer gav i bästa fall en hastighetsökning med flera knop (en annan sak är att dieselmotorer och kärnkraftverk gjorde det möjligt att dramatiskt öka kryssningsområdet). Impedansen växte som en vägg. Det viktigaste sättet att hantera det var att öka förhållandet mellan fartygets skrovlängd och dess bredd. Ett för smalt fartyg hade dock dålig stabilitet, i en storm kunde det lätt välta. Dessutom var det svårt att få in olika system och mekanismer i den smala kroppen. Därför satte bara några förstörare, på grund av skrovets smalhet, sina hastighetsrekord, detta blev inte en trend även för krigsfartyg, och för lastfartyg var förminskning av skroven i princip oacceptabelt.

Luftfarten har nästan helt ersatt havsfartyg när det gäller persontrafik, men när det gäller godstransporter står nästan alla fortfarande för vatten- och järnvägstransporter. Bärkapacitet för flygplan förblir nästan lika kritisk som fart för fartyg. Därför fortsätter ingenjörer att kämpa för att lösa båda problemen.

För kommersiell sjöfart dämpas problemet med låga hastigheter till stor del av det stora antalet fartyg på linjerna. Om tankfartyg (containerskip, bananbärare, timmerbärare etc.) lämnar punkt A varje dag kommer de till punkt B varje dag, oavsett hastigheten på varje enskilt fartyg. Det viktigaste är att det finns tillräckligt med fartyg för att hålla ett sådant schema.

För marinen är hastigheten naturligtvis mycket viktigare. Och för krigsfartyg (här är kanske förklaringar överflödiga), och för transport- och landningsfartyg som bär trupper. Dessutom har det senare nu, när krig har fått ett globalt omfång, blivit viktigare än det första (speciellt eftersom för krigsfartyg, en viss kompensation för deras egen låga hastighet var förekomsten av missilvapen: raketen kommer ikapp vem som helst).

Eftersom problemet med vågmotståndet blev uppenbart för länge sedan började sökandet efter något ovanligt tillsammans med jakten på noder genom att förbättra skrovets konturer och propellerns form, stärka kraftverken på vanliga fartyg.

I slutet av 1800 -talet upptäcktes effekten av lyftkraften på en platta bogserad under vatten med en liten lutningsvinkel mot horisonten. Denna effekt är analog med den aerodynamiska effekten som verkar på flygplanets vinge och låter den flyga. Eftersom vatten är cirka 800 gånger tätare än luft, kan hydrofoilens yta vara lika mycket mindre än en flygplansvinge. Om du sätter ett fartyg på vingarna, kommer lyftkraften att lyfta det över vattnet vid tillräckligt hög hastighet, bara vingarna kommer att vara kvar under det. Detta kommer att avsevärt minska vattnets motståndskraft och följaktligen öka rörelsehastigheten.

De första experimenten med hydrofoilbåtar utfördes i Frankrike och Italien, men de nådde den största utvecklingen i Sovjetunionen. Chefsdesignern för sådana fartyg var Rostislav Alekseev, som ledde motsvarande Central Design Bureau (den låg i Gorkij). Ett antal passagerarfartyg och stridsbåtar skapades. Det blev dock snabbt klart att förskjutningen av hydrofoilbåtar var mycket begränsad. Ju högre den är, desto större storlek och massa ska hydrofoilbåten nå och desto kraftfullare ska kraftverket vara. På grund av detta är till och med en hydrofoilfregatt nästan omöjlig att skapa.

Som ett resultat gick saken inte längre än "förorts transporter" - "raketer", "komet" och "meteorer" - och ett antal stridsbåtar på hydrofoils. För den sovjetiska marinen och gränstrupperna, 2 antiluftsbåtar med hydrofoil, pr. 1145 och 1 pr. 1141, 1 litet missilfartyg (MRK), pr. 1240, 16 patrullbåtar, pr. 133, 18 missilbåtar, pr.206MR byggdes. De flesta av dem har nu tagits ur drift. Ett missilfartyg på hydrofoils av projektet 206MR visade sig vara den mycket georgiska båten "Tbilisi", som i augusti 2008, i enlighet med legender och myter om agitprop, sjönk av den ryska MRC "Mirage" i en sjöstrid, men faktiskt kastades av dess besättning i Poti och sprängdes av våra fallskärmsjägare.

Bild
Bild

Utomlands fick också hydrofoilbåtar praktiskt taget ingen utveckling. USA byggde 6 hydrofoil -missilfartyg av typen Pegasus, i Italien - 7 RK av typen Sparviero, i Israel - 3 RK av typen M161 och i Japan - 3 RK av typen PG01. Nu har alla, utom de japanska, tagits ur drift. Kina stämplade mer än 200 torpedobåtar i Huchuan-klass, de exporterades också till Rumänien, Albanien, Tanzania, Pakistan, som sedan överförde dem till Bangladesh. Nu i leden finns det bara 4 Bangladeshiska och 2 tanzaniska "Huchuan". I allmänhet visade sig CPC för hela världens marinstyrkor vara en utvecklingsgren.

Hovercraft (KVP) har blivit något mer lovande. Just denna kudde skapas genom att blåsa tryckluft under fartygets botten av fläktar, på grund av vilket fartyget stiger över vattnet och vågdraget försvinner helt. Det tillåter inte bara att utveckla en enorm hastighet (50-60 knop), utan också att gå i land.

Hovercraft utvecklades mest igen i Sovjetunionen (från 1920 -talet). Väst började utveckla denna riktning först i slutet av 1950 -talet. Det blev snart klart att för sådana fartyg finns det nästan samma grundläggande problem som för hydrofoilfartyg - deras användbara massa kan inte vara stor. För att stödja vikten av ett tungt fartyg måste du installera mycket kraftfulla fläktar. Och för fartygets rörelse behövs enorma och kraftfulla propellrar, som tar mycket plats och är extremt sårbara i strid.

Som ett resultat visade sig omfattningen av sådana fartyg vara mycket begränsad. I Sovjetunionen byggdes ganska många amfibiska luftkuddfartyg (DKVP) av olika slag. Möjligheten (på grund av sådana fartygs förmåga att gå i land) verkade mycket attraktiv för att landa trupper "utan att få fötterna blöta". Det var sant att deras landningskapacitet var ganska begränsad, och sårbarheten för att skjuta även från handeldvapen var extremt hög (det var propellrarna som var särskilt sårbara). Det största stål DKVP pr. 12322 "Zubr" (förskjutning mer än 500 ton, längd 56 m, hastighet upp till 60 knop, kapabel att ta ombord 3 tankar eller 140 marinesoldater). Ryssland har nu bara 2 av dessa fartyg, men vi sålde 3 till Grekland. Vi har nu cirka 10 gamla DKVP pr. 12321, 1206 och 1205 mindre.

Bild
Bild

Förutom Ryssland skapades landningsbåten LCAC (150 ton, 50 knop, bär 1 tank) i USA. Ungefär hundra sådana båtar har byggts, de är baserade på amerikanska universella amfibiefartyg och amfibiska bryggfartyg. Landningsbåtprojekt 724 till ett belopp av cirka 30 stycken byggdes i Kina. Dessa är förmodligen de minsta svävare i världen: 6, 5 ton, längd 12 m, 10 fallskärmsjägare tas ombord.

Bild
Bild

Små (från 15 till 100 ton) luftkuddspatrullbåtar byggdes av britterna på 1970 -talet, inklusive för försäljning till Iran (även under Shah) och Saudiarabien. En brittisk byggd iransk KVP VN.7-typ dog under kriget med Irak.

I slutändan kom både inhemska och utländska designers till idén att byta ut gummikjolen som stöder luftdynan med styva plattor som kallas skegs. De håller luften inuti kudden mycket bättre än "kjolen", vilket gör det möjligt att öka fartygets massa. Dessutom, eftersom tapparna kommer in i vattnet kan propeller eller vattenkanoner monteras på dem, vilket tar bort skrymmande och sårbara propellrar från fartygets däck. Samtidigt är tapparnas motstånd naturligtvis större än "kjolens", men mycket lägre än hydrofoilens. Deras enda nackdel är att fartyget berövas möjligheten att gå i land. Därför är det lämpligt att bygga skeg KVP i form av strejkfartyg eller gruvsvepare. I det senare fallet är fördelen att den mindre delen av fartyget är i vattnet och ju högre dess hastighet, desto mindre chans att bli sprängd av en gruva.

Hittills har Ryssland och Norge monopol på sådana fartyg. I Svarta havsflottan har vi 2 skeg MRK pr. 1239 ("Bora" och "Samum"), den största svävaren i världen (förskjutning över 1 000 ton). De har en enorm slagkraft (8 supersoniska Moskit anti-ship missiler) och en hastighet på 53 knop. Nackdelen med dessa fartyg är svagt luftförsvar och, viktigast av allt, extrema svårigheter att använda.

Bild
Bild

I den norska marinen ingår 6 skeg-missilbåtar av Skjold-typ och gruvmaskiner av Oxøy-typ. De är mycket mindre än våra RTO (250-400 ton). Samtidigt bär missilbåtarna 8 NSM supersoniska missionsfartyg. Det kan noteras att (förutom Ryssland och Norge), är det bara Kina som fortfarande har supersoniska missfartygsmissiler.

Bild
Bild

Även om svävare är mer lovande än hydrofoiler, löser de inte på något sätt problemet med hastighet på grund av de många restriktioner som beskrivs ovan, liksom de höga kostnaderna och komplexiteten i driften.