21.11.2012

Впервые человек достиг скорости в 120 км/ч на парусном судне

Группа Vestas Sailrocket побила мировой рекорд скорости для парусных судов — 120 км/ч мгновенной скорости и более 110 км/ч на участке в 500 м. Хотя это всего на 17 км/ч больше предыдущего достижения, результат уникален. Чтобы добиться его, любители экстремального парусного спорта под общим руководством Пола Ларсена (Paul Larsen) работали долгих десять лет, пишет NewScientist.

Разумеется, Всемирный совет по рекордам скорости под парусом ещё только собирается рассмотреть заявку. Но отвертеться у него вряд ли получится, ибо свидетелем был не только GPS.

Скорость ветра 16 ноября 2012 года, что любопытно, не превышала 25 узлов (46 км/ч, 12,9 м/с). Однако теоретически конструкция этого одноместного парусника позволяет идти с трёхкратной скоростью ветра, так что резервы остались. Пока г-на Ларсена скорее останавливает как раз боязнь слишком уж «обидеть» ветер. Дело в том, что несколько лет назад при средней скорости ветра в 23,4 узла он превысил её в два с лишним раза и... взлетел. А летать под парусом не очень удобно.

Строго говоря, столкновение с водой на 100 км/ч очень опасно: если при ударе на 80 км/ч на вас с треском лопается спасжилет (хотя кажется, что это происходит с рёбрами), то при 100 км/ч повреждения могут носить летальный характер. Поэтому осторожность рекордсмена понятна.

«Эти результаты — настоящий прорыв в мире плавания под парусом, — заявил г-н Ларсен. — Это гидродинамический аналог преодоления звукового барьера... и чувствуется это так же. Ускорение всё увеличивалось и увеличивалось».

Достижение стало возможным благодаря прочному и очень эффективному судну — Vestas Sailrocket 2. Кажется, что это типичная обтекаемая лодка с аутригером (применявшимся задолго до Колумба). Выбор понятен: обычный однокорпусный парусник генерирует такие сильные волны, что после 50 узлов даже бесконечное наращивание мощности не увеличит скорость: моторы будут разгонять окружающую воду. Второй корпус (или даже аутригер) позволяет резко увеличить длину ватерлинии и тем самым уменьшить непроизводительный расход энергии на генерацию волн при разгоне лодки.

Однако с определённого момента, кроме волнового сопротивления, судно испытывает ещё и сопротивление трения. Оно возникает в слоях воды, соприкасающихся со смоченной поверхностью корпуса. Если корпус (корпуса) сделать достаточно длинным, чтобы снизить волновое сопротивление, то его смоченная поверхность при этом возрастёт, а сопротивление трения увеличится. Следовательно, просто длинный корпус, даже двойной или с аутригером, нельзя рассматривать как идеальное решение: как только скорость превысит 50 узлов, не говоря уже о 100 км/ч, сопротивление трения подскочит до такой степени, что дальнейший разгон будет исключён.

Поэтому, по сути, создатели использовали как глиссирование (для носового подкорпусного поплавка), так и принцип подводных крыльев, когда подъёмная сила после достижения определённой скорости просто поднимает основной корпус и несёт судно на небольших вспомогательных плоскостях. Естественно, для минимизации сопротивления аутригер также покидает воду, «зависая» в воздухе, и лишь импульс от находящегося на нём паруса не даёт конструкции перевернуться.

Но самогo по себе этого было бы мало: от 110 км /ч и выше начинает работать кавитация — интенсивное образование пузырей, резко снижающее дальнейшее наращивание скорости. Однако этой осенью команда Vestas Sailrocket попыталась решить проблему при помощи специально сделанных выступов на погружаемой части подкорпусных поплавков. Они препятствовали началу кавитации и взрывообразному повышению трения погруженных частей.

Теперь о парусе. Его семисекционная конструкция имеет всего 18 м² несущей поверхности, однако жёсткость у него очень высока, что позволяет эксплуатировать парус без падения эффективности даже при сильном ветре. Кстати, хотя в его конструкции, как и в корпусе, местно использовался углепластик, основным материалом рамы паруса-крыла стал обычный экструдированный полистирол плотностью 38 кг/м³, купленный в строительном магазине в количестве одного поддона.

Пустой вес всей конструкции — 275 кг (при длине в 12,2 м). Корпус «вылизывали» так долго, что вместе с аутригером и парусом он имеет сопротивление, эквивалентное 74-сантиметровому шару.

На первый взгляд, лодка такого рода — это чистый «рекордолом», который вряд ли станет прообразом для больших судов. Но это не так. Ничтожное сопротивление нужно не только парусникам, но и военным кораблям. А также многочисленным сверхбыстрым большим пассажирским морским судам, которые в ближайшее время могут перешагнуть отметку в 100 км/ч. После этого десятилетиями служившая им верой и правдой катамаранная компоновка потеряет полезность: слишком вырастет сопротивление трения, а кавитация начнёт зашкаливать. Поэтому конструкции, по сути, находящиеся на грани гидродинамики и аэродинамики, уже в ближайшее десятилетие могут стать реальностью. И кто сказал, что на них нельзя будет поставить паруса?

Александр Березин

Источники:

1. КОМПЬЮЛЕНТА