Водный автомобиль
Интересная винтажная статья, которая, думаю, заинтересует коллег.
Современные пассажирские самолеты летают со скоростью 250 километров в час. Автомобильным и железнодорожным транспортом достигнуты в нормальной эксплуатации скорости порядка 80 километров в час, и, прогрессируя, транспорт достигает все больших и больших скоростей.
Далеко отстает от всех видов механического транспорта – водный: скорость обычного катера не превышает 15 километров в час, скорость теплоходов-экспрессов «Крым», «Украина» – не выше 20–25 километров в час. И лишь за последнее время начали применяться новые суда – глиссеры (по-французски glisser – скользить), развивающие на воде скорость хорошего автомобиля.
Если вы внимательно присмотритесь к движению моторного катера или парохода, глубоко сидящего в воде, то увидите, что судно своей носовой частью разрезает воду и направляет ее по сторонам, затрачивая на преодоление лобового сопротивления значительную часть мощности двигателя. Струи воды, проходящие мимо смоченной части корпуса, в свою очередь отнимают на трение часть силы тяги. Но особенно много мощности затрачивает мотор, преодолевая образовавшиеся за глубоко сидящей в воде кормой «бурун» или «подсос» – огромные водяные пенистые вихри.
Пока наука не открыла еще законов обтекаемости тел, все попытки увеличения скоростей сводились к установке более мощных двигателей. Однако сопротивление воды возрастало с увеличением скорости в такой прогрессии, что дальнейшее увеличение мощностей стало невыгодным: каждый новый километр скорости требовал сотен и тысяч лошадиных сил двигателя.
Мощность, развиваемая винтом судна, расходуется на преодоление различных сопротивлений. Мощность расходуется на преодоление давления воды, на преодоление трения смоченной части судна. Она идет на потери в воде при возникновении струй вокруг судна. Она затрачивается на образование волн. Помимо этого, судно должно преодолеть сопротивление воздуха, различные подсосы и вихреобразования.
Разгадав, чем определяется сопротивление, конструкторы дали новые типы судов, которые движутся, не погружаясь в воду, а скользя по ее поверхности.
Начиная двигаться, глиссер встречает в первые минуты больше сопротивления, чем моторная лодка, но с увеличением скорости глиссера картина меняется. Сопротивление, которое встречает моторная лодка, возрастает вверх скачком; у глиссера почти на всем диапазоне скоростей сопротивление остается на одном уровне, поднимаясь на очень малую высоту.
Если сравнить мощности, необходимые лодке и глиссеру для преодоления сопротивления, то мы увидим, что при одной и той же мощности скорость лодки будет не выше 25 километров там, где глиссер даст свыше 60–70 километров. Эти скоростные преимущества и выдвигают глиссер – этот водный автомобиль.
Как мы уже сказали, глиссер скользит по поверхности воды, уменьшая этим самым сопротивление и достигая наибольших скоростей без увеличения мощности мотора.
Гидродинамический закон, на котором основано движение глиссера, гласит, что, двигаясь в жидкости под некоторым углом атаки, движущаяся пластинка воспринимает удар струй, сопротивляющихся изменению потока. Чем более скорость движения, тем сильнее удар. По правилу параллелограмма сил удар можно разложить на две составляющих: подъемную силу, направленную вверх и перпендикулярную к направлению скорости, и вторую силу, направленную в сторону, противоположную движению пластинки и называемую лобовым сопротивлением. Найдя опытным или расчетным путем угол атаки пластинки, можно добиться максимальной подъемной силы, во много раз превосходящей силу сопротивления.
Пластинка, имея подъемную силу, стремится выскочить на поверхность жидкости и скользить с наименьшей затратой тяги на преодоление лобового сопротивления.
Дно глиссера состоит из двух наклонных плоскостей, соединенных уступом – реданом. Корма корпуса заканчивается вторым уступом – задним реданом. Пока мотор не работает, глиссер плывет, как обычное судно. Осадка глиссера на стоянке не превышает у больших пассажирских глиссеров 15–20 сантиметров. Если глиссер идет на среднем ходу, то уже заметно, как под действием гидродинамического давления воды на его днище глиссер выходит на поверхность, а на полном ходу скользит, выходя на редан.
Читателю теперь будет ясна неправильность мнения о том, что судно, имеющее водяной винт, – моторная лодка, а судно с авиамотором и пропеллером – глиссер. Независимо от рода тяги всякое судно, которое движется по принципу скольжения на реданах, является глиссером. Строятся они с воздушными и водяными винтами (торпедные катера).
* * *
Первое описание глиссеров относится к 1908 г. В отчете Интернационального конгресса по судостроению и применению двигателей внутреннего сгорания, созванного по инициативе Национального автомобильного клуба Франции, некий Гелье сделал доклад о глиссеростроении.
Одним из первых глиссеров был глиссер конструкции Деламбера (Франция), а в 1912–1913 гг. глиссеры стали применяться во французских колониях как единственное скоростное средство сообщения по мелководным рекам. А движение глиссера на редане с осадкой в несколько сантиметров позволило применить его на самых мелководных реках.
В годы империалистической войны многие заводы приступили к серийному строительству глиссеров. Фарман выпускает маломощные двухместные машины с 10-сильным мотором и многоместные пассажирские – со скоростью до 100 километров в час. Фирма «Торникрофт» выпускает глиссеры военного назначения с водяным винтом.
Исключительны возможности применения глиссеров в нашей стране. Вся территория Союза усеяна водными путями: порожистыми, мелководными речками с быстрым течением, делающим их непригодными для движения обычных судов.
Первый русский глиссер появился на озере Воткинского завода в 1912 г. Мощность двигателя, установленного на корпусе, была 35 лошадиных сил, скорость – 30–35 километров в час. Несколько лет шло конструирование глиссеров, но все конструкции строились кустарно, без необходимых теоретических расчетов. Первым глиссером, построенным по правильным расчетам, был глиссер ЦАГИ деревянной конструкции с днищем, обшитым кольчугалюминием, и водяным винтом. Мотор «Изотта-Фраскини» 160 лошадиных сил позволял развивать при четырех пассажирах скорость 78 километров в час. Второй глиссер ЦАГИ был построен целиком из кольчугалюминия с мотором «Сименс» 75 лошадиных сил и развивал скорость 65 километров в час.
По инициативе Осоавиахима и Автодора были проведены: в 1927 г. испытания глиссера «ЦАГИ-1» по маршруту Москва–Ленинград, в 1929 г. Всесоюзный звездный поход мотолодок и глиссеров. В 1930 г. глиссерная секция Автодора организовала поход глиссеров по Днепру и участвовала в маневрах днепровской флотилии. Глиссер «Автодор-3» под водительством конструктора Андреева впервые прошел по днепровским порогам, доказав возможность прохождения глиссером подводных порогов и каменных гряд.
В 1931 г. Автодор передал пограничной охране 30 специально вооруженных глиссеров. Автодор закончил постройку в Севастополе морского глиссера «А-13» инж. Гартвига. Глиссер во время бурной погоды показал скорость 85 километров в час.
В походах Москва – Ленинград и Москва – Астрахань глиссеры доказали свою техническую зрелость и эксплуатационные возможности. По инициативе секции зимнего и водного транспорта Центрального совета Автодора был создан завод ОСГА (Опытное строительство глиссеров и аэросаней).
Одной из первых конструкций завода была 12-местная машина с воздушным винтом, выпущенная специально для мелководных рек и получившая широкое применение на золотых приисках, лесосплаве и перевозке во многих хозорганизациях: Цветметзолоте, почте. Наилучшие показатели дал на всех испытаниях глиссер «ОСГА-5» инж. Андреева. Он принимает на борт трех пассажиров или соответствующий груз или почту. Мотор «М-11» советского производства 100 лошадиных сил, винт воздушный, скорость 65 километров в час. Машина работает на многих реках СССР и участвовала на международных авиавыставках в Копенгагене и Париже.
Летом 1934 г. конструктор Неверов сдал новый 20-местный глиссер «ОСГА-9» для почтово-пассажирских линий дальнего сообщения. Удобная кабина, мягкие кресла, большие окна делают этот глиссер достаточно комфортабельной машиной.
Ведется разработка огромного глиссера-экспресса дальнего сообщения – многоместного «ОСГА-25».
Двухлодочная его конструкция допускает перевозку более ста пассажиров. Глиссер, будет располагать спальными местами, рестораном и прочими удобствами.
Двухлодочная конструкция придает глиссеру хорошие мореходные качества, необходимые для движения по волнующейся поверхности воды.
Глиссер «ОСГА-25» намечено поставить на линию Сочи – Батум. Скорость до 70–80 километров в час, два мотора по 800 л. сил.
* * *
Достижение рекордных скоростей требует очень тщательных теоретических расчетов и большой продуманности конструкции. Все выступающие кронштейны рулей, винта, вала тщательно «зализываются», чтобы уменьшить сопротивление. Повышение скоростей требует значительного увеличения и мощности моторов, для чего ставится по два и больше моторов.
В 1932 г. для опытной эксплуатации серийных глиссеров «ОСГА-1» в Среднюю Азию выехала глиссерная экспедиция инж. Неверова. На р. Аму-Дарье, протекающей по пустыне Кара-Кум и Кизыл-Кум, была организована почтово-пассажирская линия.
Обычное судоходство на Аму-Дарье сильно затруднено быстрым течением, засоренностью воды, илом и внезапным изменением реки своего русла по нескольку раз в сутки. Все это сделало реку несудоходной, и экспедиция застала там прадедовские способы сообщения.
Доставленные глиссеры наладили почтово-пассажирское сообщение на 50 километров, которые вместо нескольких дней покрываются теперь за 8–10 час. Глиссеру не страшны ни быстрое течение, ни мели, ни пороги, ни песчаные косы. Обладая большой скоростью, глиссер может быть использован для перевозки больных, для связи; в практику глиссеростроения, несомненно, войдут глиссеры пожарные, грузовые, почтовые. Один из видов специальных глиссеров уже получил техническое оформление и широко внедряется в военно-морские силы. Это – торпедный катер.
* * *
Движение такого катера основано также на скольжении по поверхности воды. Двигаясь с огромной скоростью, катер своей носовой частью – волнорезом – режет волну, проходя по ее основанию. Все катера имеют реданы и устроены как обычные глиссеры с водяным винтом. В задней части обычно помещается одна или несколько торпед.
В 1915 г. английский автозавод «Торникрафт» (так в тексте) начал постройку быстроходных катеров водоизмещением 4–5 тонн, снабженных мощными моторами в 1000 лошадиных сил. Скорость – 70–80 километров в час. Вооружение – 2 торпеды.
Крупные боевые суда брали на борт по нескольку катеров и спускали их для атаки на неприятельские суда.
Громадная поворотливость, быстрота, малые размеры, обеспечивающие трудность поражения огнем противника, сделали их опасным врагом больших кораблей.
В 1918 г. в Адриатическом море итальянский торпедный катер внезапным налетом атаковал австрийский линейный корабль «Сент-Иштван», выпустил две торпеды и, потопив громадный корабль, благополучно вернулся на базу.
17 августа 1919 г. 7 английских торпедных катеров попытались на рассвете произвести налет на гавань Кронштадта. Налету катеров предшествовал «визит» самолетов, сбросивших бомбы за 10–15 мин. до атаки катеров. Пройдя северным кронштадтским фарватером и благополучно проскочив между фортами, катера ворвались на малый кронштадтский рейд со стороны Ленинграда. Здесь они были обнаружены эсминцем «Гавриил», который открыл артиллерийский огонь.
Прорваться в гавань удалось только трем катерам, которые потопили базу подводных лодок «Память Азова» и подорвали линкор «Андрей Первозванный». Четвертый английский катер атаковал торпедами «Гавриила», по неудачно, торпеды пятого катера попали в наружную часть южной стенки гавани. Двум катерам не удалось выпустить торпед.
В итоге – три катера были потоплены артиллерийским огнем, один приведен в негодность и уничтожен собственной командой, поврежденный катер затонул при буксировке на обратном пути. С погибших английских катеров нами было взято в плен 9 человек.
Самый быстроходный из всех типов боевых кораблей – торпедный катер – может подойти на близкое расстояние к атакуемому кораблю и выпускать торпеды почти в упор. Особо благоприятна для торпедных атак плохая видимость: туман, ночь, дымовая завеса.
Днем атака катеров менее опасна, особенно при хорошем наблюдении за горизонтом. Bo-время заметив катер, можно расстрелять его, хотя при быстром одновременном массовом налете катеров отстреляться от них нелегко, в особенности если их атака комбинирована с другими судами и авиацией. Катеры очень успешно поражают суда, стоящие на рейде, и целью их нападения могут быть и портовые сооружения: краны, мосты, доки. Торпедные катера применяются в борьбе с подводными лодками, для этого специально приспособлены итальянские торпедные катера «MAS».
* * *
Летом 1935 г. намечено провести II Всесоюзный глиссерный поход. Поход поможет отобрать лучшие конструкции глиссеров, наладить постройку машин, потребляющих недорогое горючее, имеющих хорошую отдачу и обладающих высокими эксплуатационными качествами.
В июне в Москве, Ленинграде, Ярославле, Казани, Ростове-на-Дону, Одессе предполагается провести конкурсно-отборочные соревнования глиссеров. Отобранные глиссеры будут привезены к старту – в Смоленск или Оршу. Маршрут похода: Смоленск – Орша – Днепропетровск – Запорожье – Херсон – Николаев – Одесса.
В Одессе закончатся испытания речных машин, начнется морская часть маршрута: Одесса – Тарханкут – Евпатория – Севастополь – Ялта – Феодосия – Анапа – Новороссийск – Туапсе – Сочи.
В походе будут, вероятно, участвовать 10–15 машин. Финиш предполагается закончить Всесоюзной глиссерной выставкой в Москве. Машины, давшие лучшие результаты на этих испытаниях, послужат образцами для серийного производства.
источник: А. БЕСКУРНИКОВ «Водный автомобиль» // Техника-молодежи 06-1935, c. 25–29
