07.03.2012

«Суда с воздушной поддержкой» могут серьёзно «подвинуть» традиционные плавсредства

Суда на воздушной подушке (СВП) могут быть значительно быстрее обычных, но и проблем у них немало: высокий расход топлива неразрывно связан с необходимостью постоянно поддерживать судно в воздухе. Норвежские исследователи из компании Effect Ships International AS решили создать гибрид обычного корабля и судна на воздушной подушке. Они назвали его ASV (Air Support Vehicle) — судно с воздушной поддержкой. По их мнению, он будет лучше обоих плавсредств, пишет Gizmag.

Как известно, при скоростях за 20 км/ч морское судно не скользит по воде, а толкает её вместе с собой. Пограничный слой перестаёт отрываться от корпуса, и последний тащит с собой многие тонны «морской глади». Известная британская кораблестроительная формула (V= 1,34 Х (LWL)1/2, где LWL — длина ватерлинии в футах) давно определила, что без удлинения корабля даже бесконечное наращивание мощности двигателя не приведёт к дальнейшему росту скорости. Именно поэтому катамараны, имеющие ватерлинию значительно длиннее, чем у однокорпусного судна, удивляли ещё Магеллана тем, что спокойно описывали круги вокруг его движущегося корабля. Но, увеличивая длину ватерлинии однокорпусника (например, превращением его в многокорпусник), мы увеличиваем и смоченную поверхность корпуса — а значит, повышаем сопротивление, снижая экономичность корабля. Воздушная подушка требует для снижения сопротивления большую дополнительную энергию, затрачиваемую на парение; судно на подводных крыльях крайне маломореходно, и уже четыре балла для него — непреодолимое препятствие. Выходом может стать медленный корабль, который будет невыгоден экономически, либо... либо какое-то иное плавсредство.

Нечто подобное и предлагает Effect Ships International AS. Норвежцы подошли к проблеме с другой стороны, намереваясь уничтожить пограничный слой воды, тормозящий судно, как класс. Если Mitsubishi в своё время пускала для этого под днище корабля пузырьки из воздушного компрессора, то норвежские судостроители пошли дальше.

В новом судне, которое разработчики называют ASV, вместо резиновой юбки, ограничивающей воздушную подушку, используются два очень острых боковых киля, направляющих воздух в широкий туннель в средней части днища. Но и оба киля весьма сложны: они содержат воздушные полости, куда также нагнетается воздух; края у боковых полостей жёсткие.

Когда корабль движется, воздух через приточные отверстия в центральном туннеле поступает в боковые полости. Фактически право- и левобортные полости представляют собой два воздушных пузыря, которые создают подъёмную силу, вытесняющую 85% объёма судна из воды. С водной гладью на ходу соприкасаются лишь острые края боковых поплавков. При этом на нагнетание воздуха энергия почти не затрачивается: центральный туннель сам обеспечивает боковые поплавки сжатым воздухом. По сравнению с обычным однокорпусным кораблём трение снижается более чем на 50%. И даже для катамарана, площадь ватерлинии которого значительно больше, чем у однокорпусника, энергоэффективность при скоростях выше 35 узлов (65 км/ч) ниже, чем у нового типа кораблей. На скорости в 55 узлов (102 км/ч) ASV на 40% эффективнее любого существующего катамарана.

В сравнении с обычным судном на воздушном подушке ASV значительно экономичнее и нуждается в меньшей энерговооружённости. Кроме того, новое плавсредство имеет хоть и небольшой, но непрерывный контакт с водой, а СВП почти лишено его. Поэтому частая для Норвегии проблема сноса СВП под действием морского бриза на камни, что в длинных извилистых фьордах весьма вероятно, у нового типа кораблей отсутствует. Мореходность ASV высока: даже если скорость упадёт и воздушные пузыри в поплавках перестанут образовываться, резервной плавучести хватит для того, чтобы не утонуть в волнах. Катамараноподобное соотношение ширины и длины обеспечит судну высокую живучесть даже в сильный шторм.

Разумеется, чтобы достичь подобной эффективности, новый тип судна должен эксплуатироваться на большой скорости, ведь чем она выше, тем больше воздуха обеспечивает боковым поплавкам центральный туннель. Чтобы оставаться эффективным, такой корабль должен плыть (или парить) со скоростями от 65 км/ч. Поэтому пока его использование предлагается ограничить пассажирскими перевозками. Однако авторы не видят ничего невозможного и в применении этой конструкции для больших торговых судов, то есть для создания чего-то вроде сверхбыстроходного контейнеровоза (сегодня они плавают не быстрее 40 км/ч).

Разрабатываемые по проекту лёгкие суда планируется делать с использованием дорогого углепластика, чтобы оставить место и грузоподъёмность для тяжёлых литий-ионных батарей «с активированными наночастицами» (их норвежцы грозятся доработать позже). К счастью, предусмотрены и варианты с обычным дизельным двигателем, выполненные из не столь аэрокосмических материалов — а значит, и более доступные.

Александр Березин

Источники:

1. КОМПЬЮЛЕНТА