ПОДНЯВШИЕСЯ НАД ВОЛНАМИ

День был холодный, осенний; море штормило. Собравшиеся на причале тихо переговаривались, поглядывали на капитана судна.

— Неужели в такую погоду пойдем!

— А как же! — ответил капитан. — Именно такой день поможет нам лучше выявить мореходные качества корабля.

И вот двинулись. Возле причальной стейки пассажиры увидели несколько неподвижно стоящих судов.

— Эти, — сказал капитан, — тоже на подводных крыльях, но первого поколения. Им сейчас в море трудновато было бы.

Судно вначале шло медленно, не поднимаясь на крыльях над волнами, как говорят корабелы, в «водоизмещающем режиме». Его сильно качало, водяные гребни били в борта, в острый нос, яростно бросались на стекла иллюминаторов. Но вот скорость стала расти, корпус начал выходить из воды, и вскоре стало казаться, что волны остались где-то внизу, а корабль движется по какой-то ровной, гладкой и спокойной поверхности. Контраст был разительным.

Так некоторое время тому назад проходили испытания первого в нашей стране морского пассажирского газотурбохода на подводных крыльях — «Тайфуна» (рис. 1). Модель первенца второго поколения судов на подводных крыльях, как и многих других новинок, о которых пойдет речь, можно увидеть сегодня на ВДНХ СССР.

Рис. 1. Морской пассажирский газотурбоход «Тайфун» на автоматически управляемых подводных крыльях:

1 — пассажирский салон, 2 — вестибюль, 3 — ходовая рубка, 4 — прогулочная палуба. 5 — кормовое крыло, 6 — угловая Z-образная передача полного хода, 7 — угловая 2-образная передача малого хода, 8 — двигатель малого хода, 9 — главные газотурбинные двигатели, 10 — дизель-генераторы, 11 — носовое крыло, 12 — топливные баки.

…В 1913 году в России водным путем перевезено 22,9% общего числа грузов и пассажиров — почти четверть. К 1940 году цифра эта упала до 7,4%.

А в 1965 году стало и вовсе 5%. Чем это объяснить!

Дело в том, что в начале века средние скорости автомобильного, железнодорожного и водного транспорта были одинаково невелики. Но теперь скорость железнодорожного транспорта повысилась до 200 км/ч, автомобильного — почти близка к этому, бурно развивается авиация с ее фантастической быстротой. А водный транспорт до последнего времени топтался на месте. Водоизмещающие судя не могли выйти за пределы 15—25 км/ч, потому что при этих скоростях у больших речных пассажирских и грузовых судов начинается интенсивный процесс волнообразования, которое гасит скорость, и увеличить ее становится невозможно. Где же выход?

При движении судна в воде создается подъемная сила. Она растет пропорционально квадрату скорости. И если последняя увеличится настолько, что корпусу удастся выйти из воды, то волновое сопротивление исчезнет, и суда смогут двигаться очень быстро. Для создания дополнительной подъемной силы нужны специальные плоскости. Так, по вналогии с авиацией появились подводные крылья.

Двадцать лет назад на голубые дороги мира вышло первое судно на подводных крыльях (СПК). Новинка быстро приобрела популярность, и СПК стали делать во многих промышленно развитых странах мира. Первое место среди них занял Советский Союз. В мире сейчас насчитывается более тысячи СПК, 80% из них приходится на нашу страну.

В 1957 году был построен первый в нашей стране пассажирский теплоход на подводных крыльях «Ракета». Он был оснащен двигателем мощностью 825 л. с., мог развивать скорость до 70 км/ч и вмещал 66 пассажиров.

Следующий этап развития — постройка в 1960 году «Метеора». Мощность двигателя 1800 л. с., скорость хода 65 км ч, число пассажиров — 128 человек. «Ракета» и «Метеор» составили ядро скоростного пассажирского флота, быстро приобрели огромную популярность.

Новым судном на подводных крыльях стал затем газотурбоход «Буревестник». На нем впервые в качестве двигателей использовались не дизели, а серийные авиационные турбовинтовые установки.

Причем возможно было даже использование таких, которые отработали свой авиационный ресурс. Два двигателя мощностью по 2700 л. с., работающие на дизельном топливе, позволяли развивать скорость до 95 км/ч.

В качестве движителя использовался водомет, соединенный через зубчатую муфту непосредственно С ДВИгателем. Корпус судна свармюп:я из алюминиево-магниевых сплавов.

По комфортабельности «Буревестник» значительно превосходит и «Ракету», и «Метеор». Уровень шума в пассажирских помещениях в два раза ниже. Это достигается целой серией конструктивных особенностей. Машинное отделение расположено в кормовой части, отгорожено двумя переборками, между которыми подвешен звукопоглощающий материал. И само оно изнутри облицовано звукоизолирующими пирамидками.

Но не только снижение уровня шума определяет комфортабельность «Буревестника», а и система кондиционирования воздуха в салонах, с автоматической регулировкой температуры. Этот корабль тоже нашел применение в речном пассажирском флоте нашей страны.

И «Ракета», и «Метеора, и «Буревестник» сегодня относятся к первому поколению СПК. А общая тенденция развития перевозок такова что от судов на подводных крыльях требуются уже иные качества. И в первую очередь — мореходность.

СПК первого поколения строились для эксплуатации на реках и озерах. Они не были рассчитаны на преодоление большой волны. Между тем жизнь настоятельно требует появления СПК, способных совершать и морские рейсы. Но для этого нужно решить целый ряд проблем. Главные из них: разработка конструкции мореходных крыльевых систем и малогабаритных энергетических установок большой мощности. Все это и нашло воплощение в новом судне «Тайфун».

При движении на сравнительно спокойной водной поверхности — речной, озерной — стабилизация подъемной силы у СПК достигается автоматически. Наименьшая толщина слоя воды над крылом в рабочем режиме должна быть приме »но р на хорде крыла. Если слой воды становится тоньше, к крылу просачивается атмосферный воздух, подъемная сила уменьшается, крыло погружается. При этом подъемная сила снова возрастает, крыло поднимается.

Это так называемые малопогруженные крылья; они применяются на СПК первого поколения. Но для большой волны эти крыл; я не годятся. Чтобы штормовая погода не могла оказывать влияния нв ходкость судна в открыт м море, крылья должны быть погружены полностью и глубоко. Но тогда никакой автоматической стабилизации подъемной силы не будет; положением крыльев надо управлять, меняя угол атаки в зависимости от обстановки. Так и сделано на «Тайфуне». Электронная система автоматической стабилизации и управления движением является одной из принципиальных его новинок.

На СПК первого поколения главными двигателями были малогабаритные быстроходные дизели, а к винтам шли наклонные валы. Но предельный угол наклона такого вала равняется всего лишь 12°. А если судно поднимается так, что этого угла недостаточно! Увеличить же его — ухудшаются условия работы двигателей и винтов.

Выход из положения — газовая турбина и 2-образные угловые колонки. Это значит, что горизонтальный вал, идущий от двигателя, передает через конические шестерни крутящий момент на вертикальный вал, а тот — снова через коническую передачу — на вал винта. Именно таким устройством и оснащен «Тайфун».

И носовое, и кормовое крылья — глубокопогруженные, изготовленные из высокопрочной нержавеющей стали. Носовое крыло воспринимает около 77%, в кормовое — около 23% всего веса судна. Несущая плоскость носового крыла отстоит от основной линии корпуса на 2,8 м. Корпус клепаной конструкции — из высокопрочного алюминиево-магниевого сплава. Управление всеми судовыми механизмами и системами, в том числе системой автоматической стабилизации движения, осуществляется с пультов в ходовой рубке.

Большие волны в наше время — принадлежность не только морей, но и речных систем. В самом деле, возьмите Волгу. Нынче это каскад водохранилищ; волны там, естественно, не речные. А водохранилища сибирских рек. а днепровские!

За разработку СПК второго поколения, которое должно прийти на смену и «Ракете» и «Метеору», взялись пионеры создания флота на подводных крыльях в нашей стране — сормовские судостроители. И вот весной этого года комиссия Министерства речного флота РСФСР приняла к эксплуатации пассажирский теплоход на подводных крыльях «Восход-2» (рис. 2).

Рис. 2. Судно на подводных крыльях «Восход-2».

Это судно среднего водоизмещения, способное плавать как по рекам, так и по крупным водохранилищам. Новая схема крыльев позволяет ему преодолевать волны высотой до 1,3 м. «Восход-2» ходил по Черному морю при шторме в 3 балла и не чувствовал ударов волны. По сравнению с СПК первого поколения «Восход-2» выглядит еще более стремительным Он похож одновременно на корабль и на самолет.

Но ведь не только крылья могут поднять корпус — это способна сделать и воздушная подушка. Над созданием таких машин также работают отечественные конструкторы. К числу опытных образцов судов нового типа относится «Сормович» (рис. 3), модель которого демонстрируется с павильоне «Транспорт» ВДНХ СССР.

Рис. 3. Газотурбоход на воздушной подушке «Сормович».

Эта машина, построенная заводом «Красное Сормово», является амфибией. Воздушная подушка образуется благодаря мощному вентилятору, который через сопла нагнетает воздух под корпус, имеющий по нижнему краю гибкое ограждение — «юбку». Машинное отделение, вентилятор и воздушные винты размещены в кормовой части, а салон — спереди. Это позволяет снизить уровень шума в салоне к, кроме того, обеспечить хорошую обзорность.

Материал корпуса и надстройки — легкие сплавы, соединенные сваркой и клепкой. Вентилятор, воздушные винты и редукторы спроектированы и изготовлены специально для «Сормовича». Главный двигатель — авиационная газовая турбина, работающая на дизельном топливе.

Испытания показали, что при полной нагрузке судно легко выходит на воздушную подушку, быстро набирает скорости до 100 км/ч, а при скорости 50 км/ч может плавно, без толчков, «садиться» на воду. Оно способно двигаться там, где никакое другое судно не пройдет — идти, как говорят корабелы, вне судового хода — по мелководью, песчаным косам и мелям. И даже может просто выйти на берег под погрузку или для ремонтных работ.

«Сормовмч» — корабль для большой реки или даже крупного водохранилища, где волны высокие и путь немалый. Но есть и другая задача — обеспечить транспортом малые реки — извилистые, с узким фарватером. Здесь, как стрела, не промчишься, скорость 100 км/ч не разовьешь: достаточно всего 40 — 45 км/ч. И больших волн бояться не приходится; поэтому нет смысла иметь мощную установку, чтобы полностью поднимать судно над водой. В поисках более экономичных вариантов СВП (судов на воздушной подушке) инженеры пришли к так называемым снеговым конструкциям.

Скеги — это жесткие ограждения воздушной подушки с обеих сторон корпуса судна. Само судно поднимается над водой, а скеги в ней остаются, препятствуя интенсивному расходу воздуха. Только на носу и корме их заменяют гибкие «заслонки». Такая конструкция требует меньшего количества воздуха для создания подушки. Поэтому мощность системы подъема снеговых СВП может быть приблизительно всего 300 л. с./т, тогда как у СВП других систем — примерно 2000 л. с./т.

Правда, снеговые суда не могут быть амфибиями, то есть выходить на сушу. Это естественно: ведь скеги всегда погружены в воду. Зато на таких СВП можно применять гидравлические движители, имеющие по сравнению с воздушными винтами больший к.п.д., меньшие габариты. Снеговые СВП могут пройти по такому месту, где ни водоизмещающие, ни суда на подводных крыльях не пройдут — на глубине 0,45—2 м. Снеговые СЕП устойчивы на курсе, маневренны, ими легко управлять.

Мысль о создании отечественных снеговых СВП родилась в стенах Горьковского института инженеров водного транспорта. Профессор Василий Иванович Андрютин, доцент Галина Николаевна Сиротина, другие ученые начали с проектирования пассажирского десятиместного катера. Помимо выяснения некоторых теоретических вопросов, конструкторы хотели также проверить, возможно ли создать судно подобного типа с упрощенными обводами и широко распространенными элементами конструкции — для того, чтобы любой судоремонтный завод смог такое судно изготовить. Для привода вентилятора, создающего воздушную подушку, они использовали обычный автомобильный двигатель — от «Волги». Такие же двигатели приводили в действие два воздушных винта-движителя. Катер имел следующие габариты: длина, ширина, высота, м — 9,5 X 3,66 Х 1,94.

Через некоторое время из ворот учебно-экспериментального завода института вышел тягач с прицепом. На волжском берегу мощный кран снял с него груз и перенес на воду. И тогда всем стало ясно, что это новое судно. Родился «Горьковчанин» — первый корабль на снегах. В производстве и эксплуатации он получил название «Зарница».

Сейчас построено больше сорока таких судов, которые работают на Суре, реках Сибири, Дальнего Востока. Бывшие ученики профессора Андрютина —

В. К. Зороастров и В. В. Шаталов — создают новые варианты снеговых судов.

Но и сам Василии Иванович Андрютин полон новых замыслов. Новый его проект — скоростное пассажирское судно на воздушной подушке (рис. 5).

Рис. 4. Скеговое СВП «Зарница».

Рис. 5. Так будет выглядеть скоростное пассажирское скеговое СВП со спальными местами.

Суть этой идеи в следующем: на современных СПК есть только сидячие места, то есть путешествие больше 4— 6 часов уже утомительно. Если же путь дальний, то приходится пользоваться судами, где имеются каюты и спальные места. А они есть лишь на тихоходных, водоизмещающих. Получается замкнутый круг.

Вот и возникла идея судна, которое сочетало бы лучшие качества существующих видов водного транспорта: скорость его была бы как у СПК, а по комфортабельности оно не уступало бы большим теплоходам.

В Горьковском институте инженеров водного транспорта провели поисковую проектно-исследовательскую работу по созданию таких судов. Это должны быть двух-трехпалубные корабли с машинной установкой в корме для снижения шума в каютах и салонах; с мощными дизельными двигателями, с водометами в качестве движителей, дающими возможность развивать скорость в 50—60 км/ч; с двухместными каютами.

Хотя и говорят, что на дальние расстояния удобнее всего летать самолетом, но там, где есть водные магистрали, особенно в Сибири, речной транспорт предпочтительнее. Поэтому суда такого типа смогут, по мысли профессора Андрютина, оказаться очень полезными. Их можно будет оснащать не только каютами, но и грузовыми платформами, и использовать в условиях бездорожья для скоростной перевозки по воде скоропортящихся грузов — например, контейнеров с овощами и фруктами, молока.