С той поры, когда человек впервые стал управлять судном им постоянно решался вопрос увеличения скорости движения. За это время было сделано много изобретений, направленных на решение этой проблемы, но достигнуть существенных результатов в этом направлении не удалось. 

      Если человеческая мысль, решающая вопросы увеличения скорости движения на других видах транспорта, приводила к положительным, позитивным результатам, то на водном транспорте сколько-нибудь заметных результатов не было видно. Так, если с момента открытия регулярного движения до начала 60-х годов нашего столетия скорость движения поездов возросла от 16 до 200 км/ч, автомобилей с 20 до 180 км/ч, самолета со 100 до 2000 км/ч, то у водоизмещающих речных судов она возросла с 10 до 25 км/ч и у морских - с 15 до 45 км/ч.

      Дальнейшее повышение скорости движения водоизмещающих судов весьма проблематично, так как связано с огромными затратами мощности, что в настоящее время экономически нецелесообразно и технически затруднительно. 

      Во второй половине XIX века некоторые ученые пришли к заключению, что для решения проблемы повышения скорости на водном транспорте необходимо отделить корпус от водной среды, приподняв его над ней во время движения. Попытки воплотить эти заключения в жизнь привели к созданию новых типов судов: судов на подводных крыльях (СПК), у которых корпус судна поднимается и удерживается с помощью гидродинамической силы крыла и судов на воздушной подушке (СВП), у которых корпус поднимается и удерживается над водой с помощью статической и динамической подушки. Суда этих типов позволяют увеличить скорость движения по сравнению с водоизмещающими в 6-8 раз и обеспечить при этом хорошие условия перевозки грузов и пассажиров. 

      Следует отметить, что вопросом создания судов на воздушной подушке стали уделять значительное внимание еще в XVIII веке. Шведский изобретатель и философ Эммануэль Сведенборг в 1716 году предложил проект судна, напоминающий приподнятый над поверхностью воды ящик, в котором, с помощью специальных устройств мускульной силой человека, создавалась воздушная подушка.

      В 1853 году русский инженер Иванов предложил судно, получившее название "трехкильный духоплав". На этом судне предполагалось установить (для нагнетания воздуха под днище) систему, состоящую из меха и воздуховодов. По мнению конструктора, использую мускульную энергию, человек должен был приводить в движение меха, накачивать при этом воздух под днище. Созданная таким образом воздушная прослойка, должна была поднять судно на поверхностью воды и, уменьшив ее сопротивление, дать возможность движения судна вперед при помощи реактивной струи воздуха, выходящего в корме.

      Однако ни первое, ни второе  изобретение не было реализовано практически, так как мускульной силы человека не хватало для создания воздушной подушки. 

      В начале 1860-1870 годов было сделано немало усилий для внедрения идей "воздушной смазки". Ее суть заключалась в подведении воздуха под днище судна через систему трубопроводов с большим количеством отверстий. Полученная таким образом "воздушная смазка" должна была, взаимодействуя с водной средой, дать возможность судну не преодолевать ее сопротивление, а скользить по водной поверхности. Эти работы были начаты Скоттом Росслом, Вильямом Фрудом, продолжены в 1874 году лордом Торникрофтом и в 1882 году французским инженером Г. де Лавалем. Однако работы в этом направлении также не увенчались успехом, потому что при ограниченной подаче воздуха трудно было получить равномерное его распределение между поверхность воды и днищем судна и, как следствие этого, преодолеть сопротивление движению. 

      Следует отметить, что работы в этом направлении велись еще 25 лет, но никому ез шведских, английских, американских инженеров и изобретателей эту задачу решить не удалось.

      В 1897 году американцу Кутбертсону удалось получить патент на изобретение судна на воздушной подушке с бортовыми ограждениями (скегами). Эту идею развил шведский инженер Х. Динесон, завершил работу над проектом скегового СВП с гибкими резиновыми перемычками для удержания воздушной подушки. В 1916 году австрийский инженер Д.М.Томамхул построил торпедный катер на ВП скегового типа, который развивал скорость свыше 70 км/ч и стал первым судном, реально воплотившим в себе идею создания судов на воздушной подушке. Однако из-за отсутствия в то время достаточно мощных и легких энергетических установок, разразившийся первой мировой войны, работы в этом направлении были прекращены.

      В 20-е годы XX века работы по созданию судов на ВП были возобновлены. В 1921 году француз А.М. Гамбен предложил баржу на воздушной подушке с вентиляторами в носовой части для нагнетания воздуха под днище и продольными килями по всей длине ВП для равномерного распределения воздуха. В 1925 году американский изобретатель В.Ф. Кизи предложил проект баржи на ВП, зона которой разделялась продольными килями для равномерного распределения воздуха. На этом судне была предложена схема с рециркуляцией воздуха, что позволило значительно снизить мощность энергетической установки, предназначенной для создания воздушной подушки. Однако суда таких типов тоже не были построены. Основной причиной такого положения явилось отсутствие теоретических проработок. 

      В 1955 году английский радиоинженер Кристофер Коккерел построил модель СВП весом около 130 грамм, развившую на испытаниях скорость 24 км/ч. В этом же году им был предложен проект судна с кольцевым соплом. Особенность такой схемы состояло в том, что воздушную подушку ограждало струйная воздушная завеса, образованная по всему периметру СВП. В связи с меньшими затратами мощности на создание и поддержание ВП сопловая схема ее образования получила положительную оценку и была использована в дальнейшем при строительстве амфибийных судов на воздушной подушке (АСВП). Так в 1959 году по проекту К. Коккерела фирмой "Westland Aircraft" было построено экспериментальное АСВП SR №1 с двухконтурным кольцевым соплом. 

      Судно представляло платформу овальной формы размером 9,2 х 7,6 м. Атмосферный воздух при помощи нагнетателя подавался в шахту, а из нее в расположенный под палубой плоский отсек - ресивер. Из ресивера воздух подавался в двухконтурное кольцевое сопло из которого, с большой выходной скорость, он поступал под корпус судна, образовывая там ВП. В тоже время воздушные сопловые струи образовывали вокруг судна воздушную заслонку, не позволяя воздуху беспрепятственно выходить из воздушной подушки. Созданное таким образом избыточное давление между корпусом судна и опорной поверхность воды приподнимало над ней и удерживало судно на небольшой высоте. Для движения судна использовалась реактивная тяга воздушных струй, расположенных на палубе воздушных каналов. Впоследствии воздушно-реактивные двигатели были заменены турбо-реактивным двигателем, что позволило скорость движения до 120 км/ч.

      25 июля 1959 года АСВП SR №1, спустя 50 лет со дня первого пересечения пролива Ла-Манш на самолете, повторила пройденный путь за 2 часа. Из-за погодных условий средняя скорость движения составила около 25 км/ч. Несмотря на отдельные конструктивные недоработки, выразившиеся в низкой мореходности (работа только в условиях спокойного моря), малой тяги воздушно-реактивных двигателей, неудачной компоновке, испытания подтвердили возможность и целесообразность строительства и эксплуатации АСВП с сопловой схемы формирования ВП. С этого времени 25 июля 1959 года считается за рубежом днем новой эры в работе над судами на воздушной подушке. 

      Успешные испытания АСВП SR №1 дали толчок  к расширению работ по этой проблеме. Особенно активно, с использованием крупнейших научных центров, велись они в Англии, США, Японии и др. странах. Достаточно сказать, что спустя только 12 недель после регистрации К. Коккерелом своего изобретения англичанин М. Бердсли оформил патент на периферийную сопловую систему СВП. В августе 1955 года бразилец  Р.А. де Лима оформил предварительную заявку на патент аппарата с сопловой воздушной завесой. Швейцарец К.Вейланд представил аппарат с рециркуляционной схемой, который на испытаниях на озере в Цюрихе достиг скорости 120 км/ч. 1957 году К. Коккерелу был выдан первый патент на гибкое ограждение (ГО) воздушной подушке, представляющее собой тонкое полотнище, прикрепленное к наружному контуру корпуса АСВП. 

      Проанализировав работы К. Коккерела в области создания СВП, англичанин К.Х. Латимер-Идхем в 1958 году предложил использовать на этих судах гибкое ограждение способное удерживать воздух в ВП, а встречаясь с волной и препятствием, деформироваться и сразу же, под действием давления воздуха в ВП принимать первоначальное положение. Изобретение ГО позволило значительно увеличить скорость движения, мореходность, снизить габаритные размеры, полную массу и мощность энергетической установки АСВП. Оно вновь повысило интерес к судам на ВП и работы пошли по следующим направлениям:

а) создание СВП с полным отрывом от воды, с гибким ограждением различных типов, сопловый или камерной схемой образования ВП, называемыми амфибийными СВП;

б) создание СВП с частичным (неполным) отрывом от воды, как правило, с камерной схемой образования ВП, ограждаемой с носа и кормы гибким ограждением, а по бортам месткими пластинами - скегами.

      На ряду с амфибийными и скеговыми судами на ВП имеется промежуточный вариант полуамфибийного судна.

      Основной особенностью АСВП  является наличие на нем комплекта вентиляторно-нагнетательной установки, создающей воздушную подушку и воздушную завесу и обеспечивающей парение судна над опорной поверхностью. Эта особенность позволяет эксплуатировать амфибийные СВП в течение не только летнего периода, когда опорной поверхностью является вода. Оно может двигаться над снегом, льдом, преодолевая находящиеся на пути препятствия в виде ледовых торосов, наносов снега, плавучей и вмерзшей в лед древесины и т.п. В качестве энергетической установки на таких судах могут применятся морские газовые турбины, авиационные двигатели - реактивные, турбовинтовые, двухконтурные турбовинтовые, автомобильные и различного вида дизели. Управление такими судами осуществляется поворотом пилонов, на которых установлена энергетическая установка, изменением шага регулируемого винта и поворотными насадками или рулями, расположенными в воздушном потоке винтов. Движителями являются воздушные винты или реактивная тяга. 

      В противоположность амфибийным, скеговые суда имеют по бортам два жестких, постоянно находящихся в воде скега. Гибкое ограждение имеется только в носовой и кормовой частях судна. Парение обеспечивается создаваемой с помощью вентиляторно-нагнетательного комплекса воздушной подушки, а движение - с помощью гребных винтов или водометного движителя. В качестве ЭУ применяются высокооборотные дизели, автомобильные двигатели и газовые турбины.

      Полуамфибийные СВП имеют объединенную "вентилятор - гребной винт" систему, приводящуюся в действие единой энергетической установкой. Парение обеспечивается воздухом вентиляторно-нагнетательного комплекса, нагнетаемого в ВП. Движение обеспечивается гребными винтами, расположенными в концах бортовых килей, которые начинаются на расстоянии одной трети длины СВП и простираются до кормы. Уголы скоса бортовых килей устанавливаются так чтобы при выходе носовой части СВП на берег обеспечить горизонтальное положение грузового и пассажирского помещения. Бортовые кили используются в качестве салазок, на которые садится судно при выходе из воды на берег. ЭУ этих судов аналогична применяемой на АВСП.

     Большой вклад в дело разработки и создания СВП внесли русские и советские ученые и инженеры. Так, впервые в мире произвел научно-техническое обоснование и дал теоретические выкладки по методике расчета движения аппаратов на воздушной подушке великий русский ученый К.Э. Циолковский.  В своей книге "Сопротивление воздуха и скорый поезд", в 1927 г. он предложил проект поезда на воздушной подушке, создал аппарат расчета основных его параметров.

      В 1927 г. другой советский ученый - профессор Новочеркасского института В.И. Левков начал работу по созданию отечественных СВП. За период до 1941 г. под его руководством было спроектировано, построено и испытано несколько катеров на воздушной подушке. Самый крупный из серии этих судов Л-1 имел водоизмещение 15 т, был построен в 1934 г. Он прошел ходовые испытания в различных природных условиях и подтвердил принципиальную возможность эксплуатации таких судов. 

      Построенный в 1937 г. катер Л-5 водоизмещением 9 т, имел мощность ЭУ 1300 кВт и развивал рекордную по тем временам скорость 135 км/ч. Кроме этих, в конструкторском бюро В.И. Левковым были разработаны проекты СВП водоизмещением до 30 т. Отличительной особенностью СВП, разработанных в этом КБ являлась большая высота камерного пространства, ограниченного сверху днищем, а с боков жесткими поплавками. В качестве воздухонагнетателя использовались двухлопастные воздушные винты; энергетическая установка представляла поршневые двигатели, а в качестве движителя использовалась реактивная сила потока воздуха, истекающая из кормового сопла. Однако разработанные В.И. Левковым СВП имели недостаточную мореходность, большое забрызгивание палубы и рубки, значительный дрейф от ветра и плохо управлялись на малом ходу. Устранить отмеченные в результате испытаний отрицательные стороны СВП не удалось в связи с началом Великой Отечественной войны и свертыванием исследований данной темы.

       В 1962 г. было построено и прошло всесторонние испытания в летних и зимних условиях СВП амфибийного типа "Нева".  Оно имело длину 17,3 м, ширину 6,6 м, водоизмещение 12,45 т; пассажировместимость 38 человек. Общая мощность энергетической установки составляла 540 кВт, в т.ч. два авиационных двигателя мощностью по 165 кВт, работающих на создание воздушной подушки и один мощностью 210 кВт - на движение. Скорость судна на тихой воде достигала 60 км/ч. Оно свободно могло выходить на берег, преодолевать отмели и песчаные косы, успешно двигалось при высоте волны 0,6 м. Однако оно имело существенные недостатки основными из которых являлись затруднительное управление судном вследствие интенсивного брызгообразования и неудовлетворительная управляемость.

        В то же время  в Горьком на заводе "Красное Сормово" были спроектированы амфибийные СВП "Радуга" и "Сормович". Первое судно имело в длину 9,4 м, ширину 4,1 м, водоизмещение 3 т, пассажировместимость 5 человек. Энергетическая установка была представлена авиационным поршневым двигателем мощностью 162 кВт, что обеспечивало скорость движения до 100 км/ч, на высоте волны до 0,8 м и до 110 км/ч на тихой воде.

        Опыт накопленный при создании и испытаниях СВП "Радуга" позволил приступить к созданию СВП "Сормович". Газотурбоход "Сормович" был построен в 1965 г., имел длину 29,2 м, ширину 11,3, высоту ГО - 0,8 м, пассажировместимость 50 человек, грузоподъемность 5 т. Энергетическая установка - авиационный газотурбинный двигатель мощностью 1690 кВт, который позволял судну развивать скорость движения до 100 км/ч. 

ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ...

p 2001-2007   Судостроительная компания "НЕПТУН"