Bølgemotstand

Bølgemotstand
Bølgemotstand

Video: Bølgemotstand

Video: Bølgemotstand
Video: HOW TO TAKE A PLANTED TANK PHOTO - CONTEST TANK PHOTOGRAPHY GUIDE 2024, November
Anonim
Bilde
Bilde

Det tjuende århundre har blitt et gjennombrudd på mange områder av teknologisk fremgang, særlig når det gjelder å øke hastigheten på kjøretøyer. For bakkekjøretøyer har disse hastighetene økt betydelig for luft - etter størrelsesorden. Men på sjøen løp menneskeheten inn i en blindvei.

Det viktigste kvalitative spranget fant sted tilbake på 1800 -tallet, da dampskip dukket opp i stedet for seilskip. Men veldig snart ble det klart at hovedfartsbegrenseren for sjøfartøyer ikke er kraftverkets svakhet, men vannets motstand. Som et resultat var hastighetsrekorden satt av den russiske ødeleggeren Novik 21. august 1913 (37,3 knop) faktisk den ultimate drømmen for store fortrengningsskip (husk at en knop er en nautisk mil, det vil si 1852 m / t).

Denne rekorden ble selvfølgelig slått. Før andre verdenskrig stormet italienske og franske ledere og destroyere veldig raskt over Middelhavet, noen ganger når de opp til 45 knop. Det er imidlertid ikke klart hvorfor de trengte denne hastigheten, siden det var den italienske og franske flåten som kjempet verst i andre verdenskrig. Brøt Noviks rekord, og vant Blue Ribbon of the Atlantic på begynnelsen av 1950 -tallet, den amerikanske linjen USA (38, 5 knop). Men selv disse hastighetene ble oppnådd av noen få skip og på svært korte avstander. Generelt, for krigsskip, overstiger maksimal hastighet i dag sjelden 32 knop, og marsjfarten (der maksimal marsjavstand nås) har alltid vært under 30 knop. For transportskip og 25 knop var en unik prestasjon, de fleste av dem dras fortsatt over havet i hastigheter som ikke overstiger 20 knop, det vil si mindre enn 40 km / t.

Utseendet til diesel, gassturbin, til og med kjernekraftmotorer, ga i beste fall en hastighetsøkning med flere knop (en annen ting er at dieselmotorer og atomkraftverk gjorde det mulig å øke cruiseavstanden dramatisk). Impedansen vokste som en vegg. Det viktigste måten å håndtere det på var å øke forholdet mellom skipets skroglengde og bredden. Et for smalt skip hadde imidlertid dårlig stabilitet, i en storm kunne det lett velte. I tillegg var det vanskelig å passe forskjellige systemer og mekanismer inn i den smale kroppen. Derfor satte bare noen destroyere på grunn av skrovens smalhet hastighetsrekorder, dette ble ikke en trend selv for krigsskip, og for lasteskip var innsnevring av skrog i prinsippet uakseptabelt.

Luftfarten har nesten fullstendig erstattet sjøfartøyer når det gjelder persontrafikk, men når det gjelder godstransport, står nesten alle fortsatt for vann- og jernbanetransport. Bæreevne for fly er nesten like kritisk som fart for skip. Derfor fortsetter ingeniører å kjempe for å løse begge problemene.

For kommersiell skipsfart er problemet med lave hastigheter i stor grad dempet av det store antallet fartøyer på linjene. Hvis tankskip (containerskip, bananbærere, tømmerbærere, etc.) forlater punkt A hver dag, kommer de til punkt B hver dag, uavhengig av hastigheten til hvert enkelt fartøy. Det viktigste er at det er nok skip til å opprettholde en slik tidsplan.

For marinen er hastighet selvfølgelig mye viktigere. Og for krigsskip (her er kanskje forklaringer overflødige), og for transport og landing av skip som bærer tropper. Dessuten har sistnevnte nå, når kriger har fått et globalt omfang, blitt viktigere enn det første (spesielt siden for krigsskip var en viss kompensasjon for deres egen lave hastighet tilstedeværelsen av missilvåpen: raketten vil innhente hvem som helst).

Siden uløseligheten av problemet med bølgemotstand ble tydelig for lenge siden, begynte søket etter noe uvanlig sammen med jakten på noder ved å forbedre skrogkonturene og formen på propellene, styrke kraftverkene på vanlige skip..

På slutten av 1800 -tallet ble effekten av løftekraften på en plate tauet under vann med en liten hellingsvinkel til horisonten oppdaget. Denne effekten er analog med den aerodynamiske effekten som virker på vingen på et fly og lar det fly. Siden vann er omtrent 800 ganger tettere enn luft, kan hydrofoilbåtens areal være så mye mindre enn arealet til en flyvinge. Hvis du setter et skip på vingene, vil løftekraften løfte det over vannet med tilstrekkelig høy hastighet, bare vingene vil forbli under det. Dette vil redusere vannets motstand betydelig og følgelig øke bevegelseshastigheten.

De første forsøkene med hydrofoil ble utført i Frankrike og Italia, men de nådde den største utviklingen i Sovjetunionen. Sjefdesigneren for slike fartøyer var Rostislav Alekseev, som ledet det tilsvarende Central Design Bureau (det lå i Gorkij). En rekke passasjerskip og kampbåter ble opprettet. Imidlertid ble det raskt klart at forskyvningen av hydrofoilbåter var svært begrenset. Jo høyere den er, desto større størrelse og masse bør båten stå på, og jo kraftigere skal kraftverket være. På grunn av dette er til og med en hydrofoilfregatt nesten umulig å lage.

Som et resultat gikk saken ikke utover "forstads transport" - "Rockets", "Comet" og "Meteors" - og en rekke kampbåter på hydrofoil. For den sovjetiske marinen og grensetroppene, 2 anti-ubåt-hydrofoilskip, pr. 1145 og 1 pr. 1141, 1 lite missilskip (MRK), pr. 1240, 16 patruljebåter, pr. 133, 18 missilbåter, pr.206MR ble bygget. De fleste av dem er nå tatt ut av drift. Ett missilskip på hydrofoiler i prosjektet 206MR viste seg å være den veldig georgiske båten "Tbilisi", som i august 2008, i samsvar med legendene og mytene om agitprop, ble senket av den russiske MRC "Mirage" i et sjøslag, men ble faktisk kastet av mannskapet i Poti og sprengt av våre fallskjermjegere.

Bilde
Bilde

I utlandet mottok også hydrofoilbåter praktisk talt ikke utvikling. USA bygde 6 hydrofoil -missilskip av typen Pegasus, i Italia - 7 RK -er av typen Sparviero, i Israel - 3 RK -er av typen M161, og i Japan - 3 RK -er av typen PG01. Nå har alle, bortsett fra de japanske, blitt tatt ut av drift. Kina stemplet mer enn 200 torpedobåter i Huchuan-klasse, de ble også eksportert til Romania, Albania, Tanzania, Pakistan, som deretter overførte dem til Bangladesh. Nå i rekkene er det bare 4 Bangladesh og 2 tanzaniske "Huchuan". Generelt, for marinens styrker i hele verden, viste CPC seg å være en blindvei i utviklingen.

Hovercraft (KVP) har blitt noe mer lovende. Denne puten skapes ved å blåse trykkluft under bunnen av skipet av vifter, på grunn av hvilken skipet stiger over vannet og bølgedrag forsvinner helt. Det tillater ikke bare å utvikle en enorm fart (50-60 knop), men også å gå i land.

Hovercraft ble mest utviklet igjen i Sovjetunionen (fra 1920 -tallet). Vesten begynte å utvikle denne retningen først på slutten av 1950 -tallet. Det ble snart klart at for slike skip er det nesten det samme grunnleggende problemet som for hydrofoilskip - deres nyttige masse kan ikke være stor. For å støtte vekten til et tungt skip, må du installere veldig kraftige vifter. Og for skipets bevegelse trengs enorme og kraftige propeller, som tar mye plass og er ekstremt sårbare i kamp.

Som et resultat viste det seg at omfanget av slike skip var svært begrenset. I Sovjetunionen ble det bygget ganske mange amfibiske luftpute -skip (DKVP) av forskjellige typer. Muligheten (på grunn av slike skipes evne til å gå i land) virket veldig attraktiv for å lande tropper "uten å bli føttene våte." Riktignok var landingskapasiteten ganske begrenset, og sårbarheten for å skyte selv fra håndvåpen var ekstremt høy (det var propellene som var spesielt sårbare). Det største stål DKVP pr. 12322 "Zubr" (forskyvning mer enn 500 tonn, lengde 56 m, hastighet opp til 60 knop, i stand til å ta ombord 3 tanker eller 140 marinere). Russland har nå bare 2 av disse skipene, men vi solgte 3 til Hellas. Vi har nå omtrent 10 gamle DKVP pr. 12321, 1206 og 1205 mindre.

Bilde
Bilde

I tillegg til Russland ble LCAC luftpute landingsfartøy (150 tonn, 50 knop, bærer 1 tank) opprettet i USA. Omtrent hundre slike båter er bygget, de er basert på amerikanske universelle amfibiske skip og amfibiske havneskip. Landingshåndverksprosjekt 724 i en mengde på omtrent 30 stykker ble bygget i Kina. Dette er sannsynligvis den minste hovercraften i verden: 6, 5 tonn, lengde 12 m, 10 fallskjermjegere er tatt om bord.

Bilde
Bilde

Små (fra 15 til 100 tonn) patruljebåter med luftpute ble bygget av britene på 1970 -tallet, inkludert for salg til Iran (selv under Shah) og Saudi -Arabia. En britisk-bygget iransk KVP VN.7-type døde under krigen med Irak.

Til slutt kom både innenlandske og utenlandske designere til ideen om å erstatte gummi "skjørtet" som støtter luftputen med stive plater som kalles skegs. De holder luften inne i puten mye bedre enn "skjørtet", noe som gjør det mulig å øke skipets masse. I tillegg, siden tappene kommer inn i vannet, kan propeller eller vannkanoner monteres på dem, og fjerne store og sårbare propeller fra dekket på skipet. Samtidig er motstanden til tappene naturligvis større enn "skjørtet", men mye lavere enn for hydrofoiler. Deres eneste ulempe er at skipet fratas muligheten til å gå i land. Derfor er det tilrådelig å bygge skeg KVP i form av streikeskip eller minesveipere. I sistnevnte tilfelle er fordelen at den mindre delen av skipet er i vannet og jo høyere fart det er, desto mindre er sjansen for å bli sprengt av en gruve.

Så langt har Russland og Norge monopol på slike skip. I Svartehavsflåten har vi 2 skeg MRK pr. 1239 ("Bora" og "Samum"), den største hovercraften i verden (forskyvning over 1000 tonn). De har en enorm slagkraft (8 supersoniske Moskit anti-skip missiler) og en hastighet på 53 knop. Ulempen med disse skipene er svakt luftvern og, viktigst av alt, ekstreme vanskeligheter med å operere.

Bilde
Bilde

Sjøforsvaret inkluderer 6 skjeg-rakettbåter av Skjold-type og gruveveiere av Oxøy-typen. De er mye mindre enn våre RTOer (250-400 tonn). Samtidig bærer missilbåtene 8 NSM supersoniske anti-skip missiler. Det kan bemerkes at (bortsett fra Russland og Norge), er det bare Kina som fortsatt har supersoniske anti-skipsmissiler.

Bilde
Bilde

Selv om hovercraft er mer lovende enn hydrofoiler, løser de på ingen måte problemet med hastighet på grunn av de mange begrensningene beskrevet ovenfor, samt de høye kostnadene og kompleksiteten i driften.