В мире моделей

ПАРУСНИКИ... БЕЗ ПАРУСОВ

11.10.2015
ПАРУСНИКИ... БЕЗ ПАРУСОВНемногим, наверное, приходилось видеть современный парусный корабль. Широко распространено мнение, что в наш век мощных двигателей и больших скоростей паруснику самое подходящее место в спорте или для обучения курсантов морских училищ.
 
Но это не совсем так. Во многих странах мира опять начали строить парусные суда, пассажирские и другие, разного водоизмещения, оснащенные самыми современными приборами и самыми современными парусами. Сегодня паруса изготавливают из полиэфирного пластика, а управляют ими дистанционно с помощью гидравлических и электрических механизмов.
 
Итак, парусники совершенствуются и. надо полагать, возродятся вновь, если не в виде грузовых кораблей, то, во всяком случае, в качестве пассажирских судов, совершающих туристские рейсы. Значение их, равно как и сфера применения, будет, очевидно, возрастать и расширяться еще и в связи с мероприятиями по охране окружающей нас среды.
 
Однако мне хотелось бы рассказать о парусниках без парусов. Как известно, парусниками называются суда, использующие для движения сипу ветра. И поэтому должно было произойти разделение парусников на две категории: суда, гонимые ветром, и суда, использующие энергию ветра для гребного привода, то есть с ветродвигателями.
 
Рис. 1. Принципиальная схема ветродвигателя с передачей от воздушного винта на гребной винт.
 
Рис. 1. Принципиальная схема ветродвигателя с передачей от воздушного винта на гребной винт.
 
Рис. 2. Схема судна с тремя ветродвигателями и коробкой передач на гребной винт.
 
Рис. 2. Схема судна с тремя ветродвигателями и коробкой передач на гребной винт.
 
Рис. 3. Схема возможных движений судна с ветродвигателем под разными углами к ветру.
 
Рис. 3. Схема возможных движений судна с ветродвигателем под разными углами к ветру.
 
Проектированием судов такого типа занимался французский инженер Констанден. В 1923 году он предложил построить пайнер, винт которого приводился бы в движение тремя ветродвигателями, расположенными на сорокаметровых мачтах. Однако ни одна судостроительная компания того времени не взялась осуществить проект.
 
По иному пути пошел немецкий инженер Флетнер, который предложил и построил в 1926 году судно, движущееся под действием ветра с помощью оригинального устройства. Конструктивная особенность его заключается в следующем. Читатель, наверное, помнит, в чем заключается «эффект Магнуса»: на легкую катушку наматывается бумажная полоска; если быстро потянуть за полоску так. чтобы нижние части катушки двигались навстречу набегающему потоку воздуха, то катушка взлетит вверх, опишет «мертвую петлю» и упадет на поверхность земли. Это объясняется действием подъемной силы, возникающей в результате разных скоростей движения под катушкой и над ней.
 
Благодаря торможению набегающего потока воздуха под катушкой и ускорению его в верхней части создается разность давлений. Возникающая в результате этого сила поддерживает катушку в воздухе; она же перемещала корабль Флетнера. На палубе были установлены три цилиндрические колонны, которые приводились во вращение электродвигателями небольшой мощности. Сила, возникавшая в результате взаимодействия ветра и циркулирующего от вращения колонн воздуха, перемещала корабль в нужном направлении. Описанный двигатель получил название «вингроторного». Максимальной скорости судно достигало при боковом ветре. Следует отметить высокие маневренные качества: корабль мог разворачиваться на месте, двигаться боком, кормой. Но нельзя не сказать и о таких его недостатках, как необходимость лавировать за ветром и против него, меньшая по сравнению с истинно парусными судами скорость.
 
Следующим шагом в борьбе за скорость и высокие маневренные качества парусников без парусов стало изобретение в конце сороковых годов стаксель-роторного ветродаигателя и последовавшее непосредственно за ним применение его ка катамаране.
 
Стаксепь-роторный ветродвигатель представляет собой крестовину, свободно вращающуюся на оси. На концах крестовины установлены паруса, которые под действием ветра поворачиваются, а вращательное движение крестовины передается на гребной винт. Эта оригинальная конструкция позволяет судну ходить под любыми углами к ветру, обеспечивает ему высокую маневренность, но не повышает скопь-нибудь значительно скорость.
 
Другая разработка представляет вертикально расположенный жесткий ротор, состоящий из нескольких полуцилиндрических поверхностей. Такой тип ветродвигателя обладает достаточной парусностью и большим крутящим моментом, что позволяет судну ходить даже при небольших ветрах.
 
Мною была построена модель судна с ветродвигателем, имеющим жесткий вертикальный ротор. Она показала работоспособность и высокую маневренность, могла ходить носом и кормой, разворачиваться на месте. Постройка и испытание большого судна, созданного по этому принципу, — депо энтузиастов парусного спорта.
 
Рис. 4. Возникновение «эффекта Магнуса» при вращении катушки.
 
Рис. 4. Возникновение «эффекта Магнуса» при вращении катушки.
 
Рис. 5. Схема винтроторного судна Флетнера (вид сбоку и сверху).
 
Рис. 5. Схема винтроторного судна Флетнера (вид сбоку и сверху).
 
Рис. 6. Жесткий вертикальный ротор (вид сверху).
 
Рис. 6. Жесткий вертикальный ротор (вид сверху).
 
Рис. 7. Модель катамарана с жестким вертикальным ротором (вид сбоку к сверху).
 
Рис. 7. Модель катамарана с жестким вертикальным ротором (вид сбоку к сверху).
 
Несомненный интерес представляет и ветродвигатель другого рода: с воздушным винтом.
 
Набегающий поток воздуха раскручивает винт, который при вращении с большой скоростью служит своеобразным парусом. Энергия вращения через трансмиссию передается гребному винту, что также способствует увеличению скорости судна. Я строил модель судна и с этим движителем. Она была вполне работоспособной, но по своим скоростным и маневренным качествам сильно уступала предыдущей, так как имела меньшую скорость и не могла производить разворот на месте вокруг вертикальной оси.
 
Конечно, эксперименты на моделях не могут дать исчерпывающих данных об эффективности ветросиловых установок. Проверка их должна проводиться на судах, соразмерных с натуральными. Я надеюсь, что среди читателей журнала «Моделист-конструктор» есть энтузиасты, которые возьмутся за постройку и испытания ветродвигателей, например, на яхтах типа «Оптимист», «Кадет» и «Ерш». Это не потребует больших затрат, но может дать чрезвычайно интересные результаты. Вспомните историю освоения жесткого аэродинамического паруса — все возражения скептиков были опровергнуты первыми же испытаниями, и сейчас ни у кого нет сомнений в целесообразности его применения.
 
Определенный интерес представляет усовершенствование имеющихся ветродвигателей, точнее, увеличение их коэффициента полезного действия путем использования, например, многолопастных соосных винтов, вращающихся в разные стороны. Отклоняемый первым винтом поток воздуха давит на лопасти второго винта почти перпендикулярно рабочей поверхности лопастей, обеспечивая этим повышение к.л.д. ветродвигателя и увеличение его мощности.
 
С. ЧЕРЕПОВ




Рекомендуем почитать
  • «ОРЛЕНОК» ДЛЯ ВОЗДУШНОГО БОЯ
    «ОРЛЕНОК» ДЛЯ ВОЗДУШНОГО БОЯПростота в изготовлении, большая скорость и высокая маневренность — вот главные качества этой модели. Она полностью отвечает современной манере ведения воздушного боя. Авиамоделист средней квалификации может изготовить ее дней за десять. Наибольших затрат времени потребует фюзеляж. Сначала выпилите мотораму из фанеры толщиной 10 мм, затем в торцевые вырезы вклейте сосновые рейки соответствующей длины сечением 10X3 мм. В месте крепления задней кромки крыла и стабилизатора посадите на клею липовые вставки. Промежуток от моторамы до первой вставки заполните твердым пенопластом, а хвостовую балку усильте липовыми раскосами. Снаружи (к боковым поверхностям реек) приклейте липовый шпон.

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ VK FB


Нашли ошибку? Выделите слово и нажмите Ctrl+Enter.