На заре человечества, в сумраке доисторической эпохи, человек случайно обнаружил, что ствол сухого дерева не тонет в воде, даже если на него сесть верхом.
Много позднее первобытный человек научился пользоваться для своего передвижения течением реки и еще позже – выдалбливать из древесного ствола грубое корыто и, сидя в нем, грести.
Так, история возникновения водного транспорта, да и первого вида искусственного транспорта вообще, начинается у самых истоков существования человечества.
От сухого ствола дерева до чуда современной техники – гигантского плавающего города-парохода «Куин-Мэри» – вот путь развития водного транспорта.
Возможен ли дальнейший прогресс водного транспорта и не достиг ли человек в этой области техники предела?
На этот вопрос нетрудно ответить, если сравнить водный транспорт с другими средствами передвижения.
Речной трамвай идет со скоростью 12-14 км/час; новые теплоходы на канале Москва – Волга ходят со скоростью 20-22 км/час; один из самых быстроходных в мире пассажирских пароходов, «Куин-Мэри», делает 55,8 км/час.
И все же скорость даже самого быстроходного в мире парохода в три раза меньше скорости хорошего автомобиля и в шесть раз меньше скорости современного самолета-экспресса.
Дальнейшее увеличение скорости плавающих судов встречает почти непреодолимые трудности вследствие чрезмерного увеличения сопротивления воды.
Так, например, для того чтобы, повысить скорость «Куин-Мэри» всего только на 10 км/час, нужно увеличить ее мощность с 200 тыс. л.с. примерно до 328 тыс. л.с., т.е. на 64%. А для достижения скорости в 100 км/час нужно увеличить мощность винтомоторной группы «Куин-Мэри» до 2 млн. л.с..
При современном состоянии машиностроения вряд ли можно рассчитывать на получение даже одной пятой этой мощности. Помимо технических трудностей, возникающих при постройке такого судна, эксплуатация его была бы невозможна по экономическим соображениям. Как же увеличить скорость водного транспорта?
В начале текущего столетия был открыт новый принцип движения по воде. Сущность его можно пояснить на таком примере. Если взять какую-либо пластину и двигать ее в воде под небольшим углом к поверхности, то вода будет давить на пластину, стараясь вытолкнуть её на поверхность. Устройство подобных несущих площадок на днище лодки привело к тому, что такая лодка, движущаяся с увеличенной скоростью, как бы выскальзывает на поверхность воды. При этом уменьшается сопротивление воды движению лодки, и судно имеет возможность сильно увеличить скорость своего движения при той же мощности мотора. Суда этого типа получили название глиссеров, что означает по-французски – скользители. Первый глиссер (итальянца Форлалини) имел несколько пластин, собранных лесенкой и прикрепленных к обтекаемому корпусу. При движении судна подъемная сила пластин совершенно выталкивала корпус судна из воды.
Теперь такие несущие площадки делаются непосредственно на днище. При этом задний конец несущей площадки заканчивается уступом, идущим поперек днища. Уступ этот называется реданом. Назначение редана – оттеснить поток воды от днища вниз и уменьшить, таким образом, поверхность соприкосновения его с водой. Этим уменьшается сопротивление трения глиссера о воду.
Изобретение глиссирующего судна открыло перед водным транспортом новые возможности.
Действительно, плавающее судно движется как бы между двумя наклонными стенами воды, и огромные усилия затрачивает на волнообразование и на преодоление силы трения о воду.
Глиссирующее судно скользит по поверхности воды на двух узких участках днища, и его потери на бесполезное волнообразование и возмущение воды значительно меньше.
Однако само скольжение по поверхности воды возможно лишь при достижении достаточно большой скорости. Таким образом, там, где плавающее судно подходит к своей предельной скорости, ограниченной величиной сопротивления воды, начинается область глиссирующих судов. Вот почему принцип глиссирующего на поверхности воды судна открыл в истории водного транспорта новую эпоху – эпоху высоких скоростей.
Первые глиссеры появились в начале текущего столетия. Это были небольшие спортивные лодки с воздушными винтами и слабосильными авиационными моторами. Они не имели практического значения для транспорта; Но уже в 1914 г. во Франции был объявлен конкурс на лучший глиссер для сообщения во французских колониях в Африке и Индо-Китае.
В этом конкурсе приняли участие известные авиационные конструкторы – Фарман, Дюмон-Гальвин, Шовиер, Тиссадьен и др. Они предложили глиссеры, вполне пригодные для эксплуатации на колониальных реках.
В том же году, в Америке, компания Хикмана предложила Морскому департаменту Соединенных штатов проект глиссера-торпедоносца типа морских саней для нападения на большие военные суда. Еще задолго до конца мировой войны такие суда были построены и вошли в состав морского флота Соединенных штатов.
Морские сани Хикмана также представляют собой тип глиссирующего судна, только днище его вогнуто внутрь корпуса, а края бортов опускаются, как два полоза у саней, в воду, ниже днища.
Почти одновременно с фирмой Хикмана в Англии занялась постройкой глиссеров-торпедоносцев фирма Торникрофт. Эти глиссеры отличались от морских саней Хикмана наличием редана и килеватого днища и не уступали им по скорости хода и мореходности.
В некоторых странах глиссеры были использованы также в качестве авианосцев. На палубе глиссера-авианосца устанавливался один сухопутный самолет.
При взлете такой самолет получал необходимую подъемную силу за счет скорости глиссера и на полном ходу поднимался с палубы глиссера без разбега.
Опыт применения глиссеров-торпедоносцев для внезапного нападения на крупные военные суда, стоящие на рейде или находящиеся в открытом море, оказался весьма успешным.
Обладая сравнительно небольшими размерами, высокой маневренностью и скоростью порядка 70-80 км/час, торпедный катер появлялся внезапно, торпедировал суда и скрывался, оставаясь неуязвимым для противника.
Преимущества глиссеров-торпедоносцев были столь очевидны, что к концу мировой войны большинство морских держав ввело их в состав боевых судов морского флота.
Так в самом начале своего развития глиссеростроение пошло по двум путям.
Первый путь – это постройка речных глиссеров, преимущественно с воздушными винтами и ничтожной осадкой, способных проходить по мелководью и особенно ценных для эксплуатации в местности со слабо развитой дорожной сетью.
Второй путь – это постройка морских глиссеров с водяными гребными винтами для эксплуатации на море.
С ростом мощности авиационных и специальных судовых моторов и с улучшением обтекаемости глиссеров их скорость быстро увеличивается.
Если в 1913 г. первый германский глиссер «Дейке» развивал скорость 14-16 км/час, то уже в 1924 г. французский пилот Фишман достиг на глиссере Фармана с воздушным винтом 140 км/час.
В 1930 г. гонщик Сегрев, в Америке, повысил эту скорость до 166 км/час, а в 1932 г. Гарвуд на глиссере «Мисс Америка X» установил мировой рекорд скорости для водного транспорта – 200,9 км/час. Этот рекорд удалось побить только в сентябре 1937 г. английскому гонщику Кемпбэллу, еще ранее поставившему мировой рекорд на автомобиле «Синяя птица». Кемпбэлл показал на глиссере «Синяя птица» скорость 208,4 км/час.
Все эти данные относятся к спортивным глиссерам, но, как известно, рекорды, поставленные машинами-одиночками, намечают пути развития серийных машин.
Однако для серийных морских глиссеров повышение скорости идет значительно медленнее. Причина этого кроется в том, что трудно совмещать высокие скорости с хорошей мореходностью и в первую очередь с возможностью ходить по волнам.
Действительно, для того чтобы обеспечить глиссеру возможность скольжения по поверхности воды, днище его должно быть плоским или слабо килеватым. При значительной килеватости глиссер будет двигаться по воде, как обычное, работающее по принципу водоизмещения судно, и не сможет подняться на поверхность воды, т. е. выйти на редан.
С другой стороны, на большой скорости при встрече даже с незначительной волной слабо килеватое днище глиссера испытывает резкие удары, способные пробить обшивку днища и даже разрушить конструкцию.
Чем выше скорость глиссера, тем резче удары о волну. С другой стороны, сохранить высокую скорость глиссирования тем труднее, чем более взволновано море, чем выше волна, т. е. чем сильнее удары.
Практика вождения торпедных катеров типа «Торникрофт» показала, что на скоростях порядка 80-90 км/час при трех-, четырехбальном море резкие удары глиссера о волны тяжело отражаются на физическом состоянии команды и только очень здоровые и сильные люди могут более или менее продолжительное время выносить тряску катера.
Таким образом, на первый взгляд кажется, будто глиссирующее судно не отвечает требованиям мореходности. Это дало повод некоторым морским специалистам сделать заключение, что глиссер как морское пассажирское судно не имеет будущего.
Однако последние достижения техники глиссеростроения и опыты посадки больших гидросамолетов на пятибальное море дают уверенность, что это заключение сделано несколько поспешно.
Так, в 1937 г. флотилия из семи английских глиссеров-торпедоносцев совершила беспримерный морской рейс из Портсмута (южное побережье Англии) на остров Мальту, через Бискайский залив и Средиземное море. Бискайский залив считается одним из самых бурных, и то, что его пересекла флотилия глиссеров, является показателем их хорошей мореходности.
Настойчивая работа над формой днища глиссера привела к значительному увеличению мореходности этого судна. При этом гидродинамические качества его даже несколько улучшились, что позволило при той же мощности мотора развить большую скорость судна.
С увеличением веса глиссера мореходность его также улучшается, т. е. уменьшается сила воспринимаемых ударов, а следовательно, уменьшаются и толчки, испытываемые экипажем.
Так, например, если глиссер весом в 5 т при скорости 60 км/час едва способен ходить по двухбальному морю, то глиссер в 30 т при той же скорости сравнительно спокойно идет при четырехбальной волне.
Переход от однолодочной схемы глиссера к двухлодочной также значительно улучшает его мореходность, так как при этом уменьшаются опасность опрокидывания судна и сила удара о волну.
* * *
Большим достижением в области мореходных глиссеров нужно считать осуществляемый в настоящее время проект огромного пассажирского глиссера-экспресса конструкции известного советского специалиста-глиссеростроителя В. А. Гартвига.
Для улучшения мореходности глиссера-экспресса была применена двухлодочная схема, а вес глиссера доведен до 42 т.
Таким образом, строящийся глиссер-экспресс в настоящее время является самый большим глиссером не только в Советском Союзе, но и за границей. Это первый в мире морской глиссер с двумя лодками.
Для сравнения скажем, что самый большой американский глиссер фирмы Хикмана вмещает 70 пассажиров и развивает скорость до 70 км/час, тогда как советский глиссер-экспресс сможет перевозить одновременно 150 пассажиров и 12 человек команды со скоростью 75-80 км/час.
Автор проекта глиссера предполагает, что благодари двухлодочной схеме, большому весу и хорошей килеватости днища глиссер-экспресс сможет ходить по морю даже при четырехбальной волне на полной скорости и только при пятибальном море на пониженной скорости,
Если сильный шторм, семи-восьми баллов, застигнет глиссер-экспресс в открытом море, можно будет переключиться на вспомогательные моторы и продолжать путь, как обычное плавающее судно, со скоростью 12-15 км/час.
Безусловно этот первый серьезный опыт применения глиссера в качестве большого пассажирского судна в морском транспорте будет удачным и повлечет за собой постройку целой серии аналогичных машин; эти машины явятся основой для развития быстроходного пассажирского и грузового морского транспорта.
Однако и такие глиссеры-экспрессы не являются пределом того, чего мы можем достигнуть.
Уровень техники моторостроения и, в частности, развитие мощных дизельмоторов авиационного типа открывают новые возможности для того, чтобы повышать тоннаж морских глиссеров.
Мощный глиссер весом в 200-300 т и длиной 50-60 и мог бы обладать мореходностью, обеспечивающей ему выход в открытое море при волнении до семи-восьми баллов.
Практически это значит, что мореходность его мало уступала бы мореходности теплохода среднего тоннажа и позволила бы делать регулярные рейсы в любую погоду, за исключением самых сильных штормов. Но и очень сильный шторм был бы не страшен такому глиссеру в открытом море, так как всегда оставалась бы возможность снизить скорость и продолжать рейс на режиме общего плавающего судна.
Для того чтобы глиссер весом в 230 т мог идти со скоростью 100-110 км/час, потребуется винтомоторная группа мощностью в 18 тыс. л.с..
В глиссеростроении каждый лишний килограмм веса уменьшает полезную нагрузку, поэтому к двигателям глиссеров предъявляются те же требования, что и в авиации: моторы должны быть компактны и иметь вес порядка 0,6-1,0 кг/л.с..
Этим требованиям удовлетворяет большинство современных авиационных двигателей, работающих как на легком, так и на тяжелом топливе.
Предпочтение необходимо отдать авиационному дизелю, топливом для которого служит нефть. Это потому, что расход горючего в авиадизеле меньше, чем в бензиновом моторе, на 15-20%, стоимость нефти значительно меньше стоимости бензина, да и в пожарном отношении дизель безопасней бензинового мотора.
При мощности авиадизеля в 1 500 л.с. для глиссера-корабля потребуется моторная группа в 12 дизелей.
При двухлодочной схеме и четырех гребных винтах в каждой лодке будет размещено по шесть моторов, т. е. каждый водяной винт будут (вращать три мотора.
Передача от трех моторов на вал гребного винта может быть осуществлена с помощью специальных муфт.
Примером многомоторной установки может служить американский глиссер «Мисс Америка X», имеющий в однолодочном корпусе четыре мотора Паккарда. Мощность каждого мотора – 1600 л.с..
500-600 пассажиров одновременно смог бы перевозить глиссер-корабль дальнего следования весом 230 т. На таком глиссере пассажирам могут быть предоставлены все удобства первоклассных морских теплоходов. Пассажирские каюты 1-го и 2-го классов могут быть сделаны четырехместными. Общие каюты 3-го класса можно сделать так, чтобы каждое кресло могло раскладываться и превращаться на ночь в спальное место.
Горячий и холодный души, ванные комнаты, салон-ресторан, площадки для игр и танцев и читальный зал – все это можно будет разместить на таком глиссере-корабле. В общих каютах во время рейса можно будет показывать кинокартины и устраивать концерты.
Приемопередаточная коротковолновая радиостанция позволит1 глиссеру-кораблю во время длительных рейсов иметь непрерывную связь с берегом, проверять курс и получать метеосводки и прогнозы погоды.
Запас горючего позволит делать рейсы 1500-2000 км без захода в порт.
Для того чтобы попасть из Одессы в Батуми, глиссеру-кораблю понадобилось бы 18 часов, а путь из Ленинграда в Лондон, протяженностью в 3 256 км, он прошел бы за 35 часов – в три-четыре раза быстрее обычного теплохода.
Можно полагать, что, если соответствующим образом организовать службу связи и промежуточные базы, глиссер-корабль смог бы пересечь Атлантический океан по линии Лондон – Нью-Йорк, При средней скорости 100 км/час глиссер пройдет этот путь за 64 часа с двумя остановками по 2 часа каждая.
Такой рейс на глиссере большого тоннажа осуществить возможно, но так как океанские волны значительно больше волн наших внутренних морей, то мореходность океанского глиссера должна быть несколько повышена.
Однако на линии Лондон – Нью-Йорк через Азорские острова, общая протяженность которой 5926 км, погода сравнительно устойчивая. Поэтому при спокойной погоде и . наличии двух-трех промежуточных баз для пополнения горючего такой рейс на глиссере кажется вполне реальным.
На этой линии в настоящее время курсирует один из самых больших и быстроходных пассажирских пароходов – «Куин-Мэри». Он совершает этот рейс за 96 часов, без захода в промежуточные пункты. Средняя скорость его – 55 км/час. Движение этого гиганта происходит регулярно и независимо от погоды. Но все же, несмотря на то, что качка «Куин-Мэри» почти не ощущается, а пассажирам предоставляются всевозможные удобства, воздушное сообщение на этой линии развивается все более и более успешно, конкурируя с морскими судами. Это происходит оттого, что скорость воздушного корабля больше скорости морского.
Так, погибший в мае 1937 г. немецкий дирижабль «Гинденбург» совершал рейсы на этой линии за 46 часов со средней скоростью 130 км/час. Конкурирующие между собой английские и германские воздушные компании проводят большие работы по освоению этой линии.
В 1936 г. десятитонные летающие лодки (гидросамолеты) «Дорнье-Валь» английской фирмы Люфтганза (так в тексте – byakin) пролетели часть этого пути – 2390 миль – за 22 часа 40 минут со средней скоростью 175 км/час. Это значит, что весь путь Лондон – Нью-Йорк с одной промежуточной посадкой на Азорских островах гидросамолет сможет совершить за 38 часов.
Глиссер-корабль тот же путь, при средней скорости 110 км/час, проделает за 58 часов.
Катастрофы с крупнейшими американскими дирижаблями «Акрон» и «Мэкон» и с английским дирижаблем «К-101» показали, что штормовые ветры и грозовые разряды, особенно сильные и частые у экватора, настолько опасны для дирижабля, что совершать рейсы в этих условиях как на дирижаблях, так и на гидросамолетах, по мнению специалистов, не представляется возможным.
Возможность регулярных рейсов через Атлантический океан и глиссера-корабля также зависит от погоды. Однако в некоторых отношениях рейс через океан на глиссере-корабле будет безопасней, чем на воздушном транспорте. Так, например, если отказываются работать моторы, это ведет гидросамолет к вынужденной посадке в открытом океане, а дирижабль превращает в игрушку ветра, тогда как глиссер-корабль сможет продолжать путь даже в том случае, если половина его моторов выйдет из строя.
Также меньшей опасности, чем гидросамолет и дирижабль, подвергнется глиссер-корабль и в том случае, если шторм застигнет его в пути; сбавив ход, он сможет переждать шторм в океане, тогда как дирижабль и гидросамолет могут потерпеть серьезную аварию.
Таким образом, возможность глиссерного сообщения по крупнейшим водным бассейнам мира вполне реальна, и недалеко то время, когда глиссер-корабль займет свое место как быстрейшее средство сообщения в морском транспорте нашей страны.
источник: инж. А. Мартынов «Морской экспресс» «Техника-молодежи» 1938-04, стр.25-28
