Военное судно на подводных крыльях. Катер "Ракета" на подводных крыльях: описание, технические характеристики. Водный транспорт

После завершения первого в жизни плавания через Ла-Манш в Булонь на борту SR.N4 известная французская журналистка выразила в газете свое восхищение и удивление путешествием на этом гигантском судне. Ее статья была опубликована на первой странице под заголовком «Капитан утверждает, что у СВП под юбкой ничего нет!»

В отличие от СВП с его невидимым пузырем сжатого воздуха устройства, поддерживающие судно на подводных крыльях над поверхностью воды, представляют собой солидную систему крыльев и стоек, изготовленных из особо прочных сплавов или нержавеющей стали. Подводные крылья — это относительно небольшие плоскости почти такого же типа, как и авиационные. Они сконструированы с целью создания подъемной силы. Типы подводных крыльев, применяемые в настоящее время, в основном подразделяются на пересекающие поверхность воды, глубоко погруженные и мало погруженные. Существует несколько судов с комбинированной крыльевой системой, например РТ150 фирмы «Супрамар», у которого в носовой части установлено крыло, пересекающее поверхность воды, а на корме — глубоко погруженное крыло, управляемое автоматической системой стабилизации. На судне фирмы «Де Хэвиленд Канада» FHE-400 в носовой оконечности установлено пересекающее поверхность подводное крыло, а в кормовой — сочетание из пересекающего и погруженного.

Пересекающие поверхность подводные крылья

Пересекающие поверхность подводные крылья в основном имеют V — образную форму, некоторые из них выполнены в виде трапеции или буквы W. Боковые участки подводных крыльев пересекают водную поверхность и движутся, частично выступая над ней.

Отличительной особенностью V — образного крыла, впервые продемонстрированного генералом Крокко, а затем в результате многолетних исследований усовершенствованного Гансом фон Шертелем, является его способность сохранять вполне определенное положение. Это подводное крыло по отношению к воде обеспечивает как продольную, так и поперечную остойчивость при различных состояниях поверхности моря. Силы, восстанавливающие заданное положение крыла, возникают на той его части, которая движется под водой. Когда судно во время бортовой качки кренится в одну сторону, увеличение размеров зоны погружения бокового участка крыла автоматически приводит к появлению дополнительной подъемной силы, которая противодействует крену и возвращает судно в прямое положение.

Выравнивание килевой качки происходит почти таким же образом. Направленное вниз движение носовой части, приводит к увеличению площади погружения носового подводного крыла. В результате создается дополнительная гидродинамическая подъемная сила, которая поднимает нос судна в исходное положение. По мере увеличения скорости движения судна, создается все более возрастающая подъемная сила. Вследствие этого, корпус судна приподнимается выше над поверхностью воды, что в свою очередь обусловливает уменьшение площадей крыльев, находящихся под водой, а соответственно и гидродинамической подъемной силы. Так как подъемная сила должна быть равна массе судна и зависит от скорости движения и площади погруженных в воду участков крыльев, корпус судна движется на определенной высоте над поверхностью воды, оставаясь в состоянии равновесия.

КПК пересекающий поверхность воды

Катера, оборудованные пересекающими поверхность подводными крыльями, показали удовлетворительные технико-­эксплуатационные качества на внутренних водоемах, в морских прибрежных водах и районах, имеющих естественную защиту от штормов. Такие крылья обладают органически присущей им остойчивостью и простотой конструкции, уход за ними несложен. Отличаются они также и значительной прочностью. Тем не менее, при сильном волнении моря предпочтительнее использовать глубоко погруженные крылья, поскольку на крутой волне они обеспечивают лучшие технико-эксплуатационные показатели. Одним из негативных свойств обычных пересекающих поверхность подводных крыльев является то, что присущая им тенденция к выравниванию заставляет их следовать за всеми взлетами и падениями волновых движений.

Это приводит к возникновению вертикальных перегрузок и тряске, которые одинаково неприятны и для пассажиров, и для команды. В идеальном варианте вместо следования за контуром этих волн подводные крылья должны двигаться сквозь них, как бы по ровной и гладкой платформе, удерживаясь на заданном курсе. Но, к сожалению, пересекающие поверхность подводные крылья «не делают различия» между волнами, опускающими нос судна и теми, которые поднимают его. В то же время дополнительная подъемная сила возникает в обоих случаях. Кроме того, существует риск встречи с волной неправильной формы, при которой большая часть подводного крыла приподнимается над поверхностью воды, что приводит к потере подъемной силы и соответственно, к удару корпуса судна о поверхность воды.

Технические показатели пересекающих поверхность подводных крыльев ухудшаются, при эксплуатации в условиях попутной волны. В силу того, что подводные крылья движутся быстрее волн, они преодолевают их с заднего склона. Во время подъема подводных крыльев по тыльной поверхности этих волн, орбитальное или круговое движение частиц воды внутри волны направлено вниз. Это уменьшает скорость потока, обтекающего крылья, отчего уменьшается подъемная сила, а это в свою очередь приводит к резкому проседанию корпуса судна. При встречной волне ситуация, естественно, меняется на обратную.

Причем предельная высота попутных волн для большинства судов с V — образной формой подводных крыльев составляет — три четверти высоты встречных волн. При анализе результатов, полученных в ходе изучения различных типов подводных крыльев, стало очевидным превосходство глубоко погруженных крыльев, в условиях развитого волнения и движения за попутной волной. Использование системы общей стабилизации, в дополнение к имеющимся системам автоматического регулирования глубины погружения этих крыльев, позволило бы уменьшить действующие на судно моменты килевой и бортовой качки, а также вертикальные перегрузки.

Глубоко погруженные крылья

Глубоко погруженные крылья находятся ниже поверхности раздела двух сред на глубинах, где в значительной степени уменьшается влияние погружения на гидродинамическую подъемную силу.

Сравнительное «безразличие» таких крыльев к изменению их положения относительно уровня воды, приводит к необходимости применять специальные меры, по обеспечению стабилизации движения судна. Так как корпус судна на ходу движется над поверхностью воды, опираясь на относительно небольшие крылья, его центр тяжести оказывается достаточно высок. Поэтому, если бы возвышение судна постоянно не контролировалось и не приводилось к заданному положению, неминуемо наступил бы удар корпуса о воду.

Для того, чтобы избежать подобного явления, поддерживая заданную глубину погружения подводных крыльев и нормальное положение судна, необходимо установить на нем автоматическую систему стабилизации. Она призвана обеспечить стабилизацию судна, при его разгоне из состояния плавания, при движении с отрывом корпуса от воды и плавном приводнении как на тихой воде, так и в условиях морского волнения, а также возможность преодоления большинства волн, без ударов о них корпусом и без резких значительных колебаний относительно всех трех осей. Кроме того, должно быть обеспечено выполнение координированных разворотов, за счет снижения действия боковых перегрузок и уменьшения поперечных усилий, воспринимаемых стойками крыльев. Система должна способствовать созданию таких условий движения судна, при которых вертикальные и горизонтальные перегрузки оставались бы в пределах принятых норм.

Это исключит возникновение чрезмерных нагрузок на корпусные конструкции, создаст благоприятные условия плавания, для пассажиров и команды судна. В автоматических системах стабилизации движения судов на глубоко погруженных подводных крыльях используются высотомеры, основанные на радиолокационном, ультразвуковом, механическом и других принципах. Кроме того, постоянно получается и обрабатывается информация от датчиков крена, дифферента и перегрузок в оконечностях судна. Команды управления положением рулей курса, крыльев или их закрылков вырабатываются по принципам, применяемым в авиации. Типичным примером автоматической системы управления может служить устройство, которое применено на пассажирском СПК «Джетфойл» фирмы «Боинг». Это судно массой 106 т оборудовано водометными движителями, обеспечивающими скорость движения 45 уз.

Система стабилизации принимает сигналы о положении корпуса судна и направлении его перемещений от гироскопов, датчиков ускорений и двух ультразвуковых высотомеров. В электронно-вычислительном блоке происходит суммирование сигналов от всех устройств с командами пульта ручного управления.

Вырабатываемые этим блоком команды, позволяют с помощью электрогидравлических сервоприводов компенсировать внешние переменные силы, действующие на судно. Регулирование параметров подъемной силы осуществляется с помощью закрылков, расположенных по всей длине задних кромок крыльев. Закрылки правой и левой частей кормового крыла имеют независимые приводы, изменяющие положение судна относительно продольной оси в момент перемены курса. Данная система обеспечивает стабилизацию по крену и удержание на заданном курсе, позволяя выполнять повороты, не допуская оголения консолей крыльев, исключая опасность прорывов воздуха в зоны разрежения и как следствие этого, потери подъемной силы. Скорость поворота до 6 градусов в секунду достигается примерно через 5 с после поворота штурвала.

Управление судном ведется всего от трех органов:

1. Для измерения скорости движения установлена ручка газа главных турбин;
2. Для изменения положения корпуса по высоте - ручка управления погружением крыльев;
3. Для удерживания судна на постоянном курсе — штурвал (дополнительный блок обеспечивает это автоматически).

Во время отрыва от поверхности устанавливается нужная глубина погружения крыльев и подаются вперед регуляторы (дроссели) двух газовых турбин «Аллисон» по 3300 л с каждая. Корпус судна отрывается от воды за 60 с. Ускорение действует до тех пор, пока движение судна не стабилизируется автоматически в пределах, определяемых требуемой глубиной погружения крыльев и скоростью, заданной оператором. Для приводнения судна уменьшают газ и оно, теряя скорость, плавно опускается на воду. Обычно за 30 с скорость может упасть от 45 до 15 уз. В случае экстренной необходимости, переведя ручку управления погружением крыльев, можно осуществить приводнение всего за 2 с. Эта система управления идентична системам, применяемым на таких катерах ВМС США, как РСН-1, PGH-1 «Тукумкари» PGH-2, AGEH и РНМ.

В ней тоже использован принцип модульных конструкций. Различные компоненты систем — это уже хорошо зарекомендовавшие себя в авиакосмических исследованиях приборы и инструменты, ранее отобранные для применения в автопилотах самолетов. В системах управления катером РНМ использовано исключительно авиационное оборудование. Управление работой закрылков и носовой стойки, выполняющей функцию руля курса, осуществляется системой, укомплектованной из узлов, идентичных или абсолютно одинаковых с установленными на авиалайнере «Боинг-747-Джамбо».

Конструкторы судна «Джетфойл» воспользовались результатами исследований опытных катеров ВМС США, PCH-Mod-1; РСН-1 и PGH-1 «Тукумкари». Это позволило создать морское пассажирское быстроходное судно, почти непревзойденное по своим технико-эксплуатационным характеристикам и уровню комфорта. При осуществлении проекта «Тукумкари» пришли к выводу о необходимости замены одного датчика перегрузок, установленного в диаметральной плоскости, двумя. Причем эти датчики разместили непосредственно, над каждым из основных крыльев так, чтобы можно было независимо управлять их закрылками. Это позволило избежать такого неприятного явления, как «продольная раскачка». Создатели катера впервые столкнулись с ним во время испытаний КПК в морских условиях, при крутой трехмерной волне, когда каждое кормовое крыло оказывалось на различных участках волны и попадало в зоны действия различных орбитальных скоростей.

В последнее время ВМС США стали стремиться к стандартизации автопилотов, применяемых на КПК и с этой целью командование американских военно-морских сил утвердило в 1972 г программу исследований под названием HUDAP (аббревиатура, составленная из начальных букв английских слов, в переводе означающих «программа универсального цифрового автопилота для КПК»). Целью программы является разработка высоконадежной системы, обладающей достаточной универсальностью, что позволило бы использовать ее на всех типах современных и перспективных КПК. Эта система, должна была также обладать качествами, дающими возможность совместить автоматическое управление с другими судовыми функциями. Система, разработанная на базе цифровых ЭВМ, обеспечила такую степень стабилизации КПК, которая превышает нормативные требования.

Это позволило дополнительно решить следующие задачи:

• Управление в автоматическом режиме или с заданным курсом, а также автоматически запрограммированные маневры с изменением курса;
• Расхождение с препятствиями;
• Контроль за расходом топлива, изменением массы и положения центровки КПК.

Наиболее оригинальное решение проблемы управления подъемной силой, предложено в проекте швейцарской фирмы «Супрамар». Система основана на использовании известного физического явления, которое заключается в том, что на подъемную силу можно действовать, путем открытия доступа атмосферного воздуха на верхнюю поверхность крыла, т е в зону низкого давления, отказавшись от использования подвижных элементов крыла. Подъемная сила изменяется в зависимости от количества воздуха, поступающего по специальным каналам, расположенным вдоль верхней части поверхности крыла. При этом движение потока отклоняется в сторону от поверхности крыльев, что приводит к аналогичному действию закрылков. Позади воздушных отверстий крыла, образуются свободные от воды полости, что фактически приводит к удлинению подводного крыла.

Доступ атмосферного воздуха к отверстиям на верхней поверхности каждого из крыльев регулируется специальным клапаном. Этот клапан управляется гироскопом и поперечным инерционным маятником, которые каждый в отдельности, а также совместно при помощи сумматора могут менять положение штока вакуумного усилителя, связанного с тягой воздушного клапана промежуточным рычагом. Маятник обеспечивает спрямление судна после накренения, а также поворот с благоприятным креном. Работа гироскопа позволяет умерять бортовую и килевую качки.

Эта система впервые была установлена на катере «Флиппер» фирмы «Супрамар». На этом катере кормовое крыло, пересекающее поверхность воды, было заменено глубоко погруженным, оборудованным системой автоматического управления доступом воздуха. Условия пребывания на «Флиппере», при движении на волне высотой до 1 м оказалось куда более комфортабельными, нежели на серийных катерах этого класса, при высоте волны 0,3 м Впоследствии эта система была с успехом применена на катерах PTS150 и PTS75Mk1II. В 1065 г ВМС США предоставил фирме «Супрамар» заказ на постройку 5-тонного исследовательского катера, при создании которого требовалось использовать корпус РТS и элементы конструкции КПК ST3A. На катере ST3A были впервые применены глубоко погруженные крылья с системой воздушной стабилизации.

Во время испытаний в Средиземном море этот катер, при скорости 54 уз показал высокие эксплуатационные качества, доказав тем самым, что с помощью системы воздушной стабилизации можно обеспечить надежное управление и стабильное движение КПК с глубоко погруженными крыльями, как на тихой воде, так и в условиях волнения моря. При высоте воли порядка 1 м, что составляет одну десятую длины этого катера, были отмечены лишь незначительные вертикальные ускорения. Это выгодно отличает его от других катеров с глубоко погруженными крыльями. Система была применена фирмой «Супрамар», при технической разработке 250-тонного патрульного КПК, который должен был удовлетворять тактическим требованиям, установленным для подобных катеров в ВМФ ФРГ и других стран НАТО.

Фирма «Супрамар» продолжает совершенствовать системы стабилизации КПК, основанные на автоматическом управлении доступом воздуха к крыльям. Одновременно ведутся разработки вспомогательных систем аналогичного типа, предназначенных для обеспечения плавности перехода от докавитационного к суперкавитационному режиму обтекания крыльев. Такие системы благодаря доступу воздуха к крыльям позволят избежать резкого падения подъемной силы, наступающего при возникновении кавитации. Специальные испытания показали, что открытие доступа к кавитирующему крылу приводит к существенному уменьшению или полному исчезновению кавитационной каверны.

Испытания такой системы проводятся по заказу ВМС США в Голландии в одном из бассейнов. При этом моделируются режимы со скоростями движения до 60 уз для натурного КПК, в условиях морского волнения. Создание все более крупных морских КПК, приводит к необходимости существенно увеличить габариты крыльевых устройств и размеры управляемых закрылков.

Механическое регулирование угла атаки подводных крыльев

Наиболее удачной системой механического регулирования угла атаки, была конструкция крыльев катера «Хайдрофин», спроектированная Христофором Гуком. Ведущая роль Гука в создании первого удачного образца СПК с глубоко погруженными крыльями уже отмечалась в первой главе.

На СПК «Хайдрофин» угол атаки носовых крыльев может изменяться, с помощью двух рычажных датчиков волн, поворачивающихся на той же оси, что и стойки крыльев и протянутых в наклонном положении впереди носа судна. Эти рычаги поддерживаются на поверхности волн с помощью подамаргазиро­ванных скользящих по воде плоскостей. Вращение рычагов жестко демпфировано, характеристики демпфирования могут регулироваться, для обеспечения управления судном в соответствии с интенсивностью волнения. Вспомогательная функция датчиков-рычагов заключается в создании непрерывной поддерживающей силы для носовой оконечности, при падении подъемной силы на обоих или одном носовых крыльях.

Амплитуды бортовой качки измеряются, с помощью двух дополнительных датчиков, установленных на стойках подводных крыльев. В распоряжении рулевого находится ножное управление с рулевой колонкой, которая действует аналогично установленной на самолетах.

Существует чисто механическая система, это «закрылок Савицкого», изобретенный доктором Савицким из Дэйвидсоновской лаборатории Технологического института Сти­венса, в штате Нью-Джерси. Система доктора Савицкого применена на судах «Си Уорлд» и «Флаийнг Клауд» фирмы «Атлантик Хайдрофойл».

Закрепленные на шарнирах вертикальные закрылки используются в этой системе, для изменения подъемной силы подводных крыльев. Они имеют скошенную форму и механически соединены с задней кромкой стоек подводных крыльев. При нормальной высоте движения в погруженном состоянии находится только нижняя часть «закрылка Савицкого». Когда же из-за увеличения высоты волн под воду, погружается большая часть чувствительного к глубине закрылка, давление на него усиливается, заставляя повернуться и переложить закрылки подводных крыльев, что ведет к увеличению подъемной силы и соответственно, к восстановлению нормального положения и нормальной высоты движения судна. Фирма «Дайнафойлинк» в Ньюпорт-Бич (Калифорния) на построенном ею двухместном спортивном СПК «Дайнафойл Марк 1» продемонстрировала новый подход к проблеме стабилизации подводных крыльев.

Судно с корпусом из стекло­-пластика было задумано, как водный аналог мотоцикла и снегохода. Оно имеет главное глубоко погруженное кормовое подводное крыло и небольшое дельтавидное (в форме биплана) переднее крыло, с изменяемым углом атаки. Угол атаки регулируется механически, с помощью изогнутого дельтавидного управляющего крыла, установленного под углом к набегающему потоку. При изменении обтекания управляющее крыло через механическую систему изменяет угол атаки двойного горизонтального крыла, установленного в нижней части носового крыла. Это ведет к изменению подъемной силы и возврату подводных крыльев, на заданную глубину погружения.

Мало погруженные подводные крылья

Первые мало погруженные подводные крылья применялись — на пассажирских и спортивных СПК, спроектированных и построенных в Советском Союзе. Они просты, надежны и пригодны для использования на протяженных укрытых от штормов реках, озерах, каналах и на внутренних морях и в особенности на многих тысячекилометровых мелководных трассах, где V — образное или трапециевидное расположение подводных крыльев, было неприемлемо из-за относительно глубокой осадки в погруженном состоянии. Этот тип крыльев, известный также, как мелководная серия, был разработан доктором технических наук Р. Е. Алексеевым.

Он состоит из двух основных горизонтальных подводных крыльев, по одному впереди и сзади, на каждое из которых распределена приблизительно половина массы всего судна. Погруженное подводное крыло начинает терять подъемную силу по мере приближения к поверхности приблизительно с глубины, равной одной хорде (расстояние между передней и задней кромками крыла). На передних стойках по левому и правому бортам, закреплены глиссирующие наделки в форме поплавков. С их помощью судно выходит из воды, на крыльевой режим, они также препятствуют заглублению крыла. Эти наделки расположены таким образом, что при их касании водной поверхности основные подводные крылья погружены на глубину приблизительно в одну хорду.

С появлением СПК «Ракета», первый образец которой был спущен на воду в 1957 г, тип крыльев Алексеева в процессе эксплуатации претерпел немало изменений. У большинства более крупных СПК, таких как «Метеор», «Комета», «Спутник» и «Вихрь», теперь имеются два мало погруженных крыла и одно дополнительное носовое, установленное по всему размаху и предназначенное для увеличения продольной устойчивости, ускорения выхода на крыльевой режим и улучшения всхожести на волну.

Последняя модель «Кометы» серии «М» имеет своеобразную отличительную особенность. На этом СПК, впереди установлено трапециевидное пересекающее поверхность воды крыло, а над ним W — образное мало погруженное подводное крыло, изменяющее крен. Трапециевидное крыло идентично V — образному подводному крылу во всем, кроме короткой горизонтальной секции в основании конструкции.

Это крыло устойчиво уже в силу самой своей формы.

Все крыльевые схемы СПК конструкции Р. Е. Алексеева включают, кроме мало погруженных, несущих основную нагрузку крыльев, еще и носовые, следящие за поверхностью воды элементы, такие как:

• Глиссирующие «лыжи» (СПК «Ракета»);
• Пересекающие поверхность воды W — образные носовые крылья (СПК «Комета М»);
• Короткие горизонтальные крылья на бортовых стойках носового крыла (СПК «Метеор»).

Фактически стабилизация СПК Алексеева, движущихся в крыльевом режиме, обеспечивается при малых отклонениях от расчетного положения, за счет влияния погружения на несущую способность основных мало погруженных крыльев («эф­фект Алексеева»), а при значительных отклонениях СПК по дифференту, крену и высоте, когда степень влияния погружения на подъемную силу основных крыльев снижается, начинает автоматически проявляться принцип Грюнберга - изменение подъемных сил, создаваемых основными подводными крыльями, жестко связанными с корпусом, за счет поворота основных крыльев вместе с корпусом вокруг носовых, следящих за поверхностью воды элементов крыльевого устройства (изменение углов атаки основных крыльев).

Подводные крылья лестничного типа

Лестничное подводное крыло представляет собой, самую старую конструкцию пересекающих поверхность воды крыльев. Оно в самом деле напоминает лестницу, так как состоит из нескольких плоскостей, укрепленных под прямым углом к стойкам. Первые лестничные системы крыльев, например те, что были использованы Форланини, состояли из двух комплектов лестничных плоскостей, которые находились под корпусом СПК в носу и корме. Вскоре стало ясно, что такое расположение имеет существенный недостаток — отсутствие поперечной устойчивости движения. В более поздних моделях этот недостаток был устранен, путем установки двух секций носовых подводных крыльев, которые располагались по обе стороны корпуса на укороченных плоскостях, стойках или пилонах.

В основном лестничные подводные крылья были прямыми, но иногда имели V — образную форму. Это предотвращает резкое падение подъемной силы, когда плоскости выходят на поверхность воды. В настоящее время одно из немногих судов с лестничными подводными крыльями - это «Уиллиуо», яхта на подводных крыльях массой 1,6 т, со скоростью движения 30 уз. В сентябре 1970 г она завершила 16-дневный переход из Саусалито (Калифорния) в бухту Кахулуи в Мауи на Гавайях. Это первое парусное СПК, совершившее океанское плавание. Яхта оснащена боковыми четырех-ступенчатыми крыльями - лесенками, а кормовое крыло - руль имеет трехступенчатую форму. Подобно V — образному подводному крылу лестничные крылья, также могут обеспечить необходимую устойчивость судна, сохраняя при этом подъемную силу на крыле при заданной глубине погружения.

Расположение крыльев

Еще один важный вопрос, требующий исследования - это расположение по длине судна зон, в которых возникает подъемная сила. Существуют три различные схемы расположения крыльев — самолетная, „утка” и „тандем”. При самолетной или обычной, схеме расположения крыльев основная часть нагрузки приходится на составное или разрезное подводное крыло, расположенное в средней части корпуса, ближе к носовой оконечности, а на кормовое крыло приходится меньшая часть массы СПК.

Схема „утка” построена по обратному принципу. В ней основная часть массы судна приходится на составное или разрезное основное подводное крыло, расположенное позади миделя корпуса, а на меньшее носовое крыло — малая часть нагрузки. Особенность схемы «тандем» заключается в том, что нагрузка распределяется поровну, между носовым и кормовым подводными крыльями. Чаще всего основные подводные крылья разрезают для обеспечения подъема или подтягивания к корпусу из воды, как это сделано на катерах «Тукумкари» фирмы «Боинг» и «Плейнвыо» фирмы «Грумман».

Однако можно избежать необходимости разделения основного крыла. Так, в схеме «утка» основное подводное крыло перемещается целиком в точку позади транца. Примерами могут служить катера РНМ-1 и «Джетфойл». В иных случаях стойки крыльев, могут втягиваться вертикально вверх внутрь корпуса, как на катере РСН-1 «Хай Пойнт» фирмы «Боинг».

Кавитация

Кавитация, по существу, является основным препятствием на пути создания судов на подводных крыльях, которые длительное время движутся на высоких скоростях. Кавитация наступает обычно, при скорости от 40 до 45 уз, при которой абсолютное давление на каком-то участке верхней поверхности крыла, падает ниже давления насыщенных паров воды.

Кавитация бывает двух видов:

1. Устойчивая;
2. Неустойчивая.

Неустойчивая кавитация возникает, когда пузырьки пара образуются, непосредственно позади передней кромки подводного крыла и распространяются по его профилю вниз, раздуваясь и лопаясь с высокой частотой. В момент разрыва пики давления достигают 13- 10 6 кгс/м 2 (127 МПа). Это явление ведет к кавитационной эрозии металла и создает неустойчивость потока вокруг крыльев, что в свою очередь вызывает резкие изменения подъемной силы и соответственно, явления, ощущаемые пассажирами СПК.

На большинстве современных пассажирских и боевых КПК установлены докавитационные подводные крылья NACA, которые обеспечивают равномерное распределение давления по всей длине хорды, что дает наибольшую подъемную силу в пределах их докавитационной скорости. Для того, чтобы предотвратить возникновение кавитации, необходимо поддерживать относительно низкую нагрузку крыла, порядка 5300-6200 кгс/м 2 (52-60 кПа). Но, при скорости 40-50 уз опасность возникновения кавитации все же сохраняется. В диапазоне скоростей 45- 60 уз необходимо считаться с существованием кавитации, по крайней мере в течение короткого периода времени.

Но, при скорости движения свыше 60 уз приходится применять только специальные суперкавитирующие или вентилируемые профили крыльев. Один из способов борьбы с последствиями, вызываемыми кавитацией, связан с подачей воздуха в зону ее возникновения, путем естественного прососа или искусственной подачи воздуха. При другом решении, также не вышедшем еще за рамки исследовательских работ, предполагается предпринимать меры по существенному изменению характеристик потока, при возникновении кавитации. Профили, спроектированные для такого режима, называются переходными. Все отмеченные выше исследования, ведутся с целью эффективной эксплуатации СПК на высоких скоростях, в условиях возникновения кавитации.

Суперкавитирующее крыло, имеет острую переднюю кромку, для того чтобы организовать кавитационную каверну вдоль всей засасывающей стороны профиля. Каверна замыкается за задней кромкой крыла и тем самым разрешаются проблемы его вибрации и эрозии. Кроме того, для уменьшения сопротивления движению крыла, можно нагнетать воздух в зону, образующуюся позади его квадратной задней кромки. Этот тип подводного крыла известен, также под названием вентилируемого. Он был испытан на скоростном опытном судне «Фреш-1», при скорости до 80 уз в условиях тихой воды. На стреловидном суперкавитирующем крыле, возникает кавитационная каверна, которая распространяется сначала по всей поверхности крыла, затем вниз и распадается значительно ниже его задней кромки.

Подъемная сила и сопротивление таких подводных крыльев, определяются формой лобовой кромки и нижней плоскости. Исследования различных типов скоростных подводных крыльев не прекращаются и по сей день. Особое внимание уделяется проблемам увеличения подъемной силы, в момент отрыва СПК от поверхности воды, управления подъемной силой, перехода от докавитационных к сверхкавитационным скоростям, задаче разработки острых передних кромок крыла, обладающих тем не менее достаточной конструктивной прочностью. Серьезную проблему, при создании суперкавитирующих крыльев, представляет прорыв атмосферного воздуха в каверну на крыле, который может происходить либо по стойке, либо при замыкании каверны на свободную поверхность вследствие волновых возмущений.

Прорыв воздуха или как его называют, вентиляция происходит чаще всего тогда, когда стойки крыльев имеют большой угол атаки, например во время поворотов на высокой скорости. Воздух может проникать также через каналы внутри стоек. Один из методов борьбы с прорывом воздуха заключается в использовании „забора”, т е небольших по размерам шайб, огибающих крыло и размещенных через короткие промежутки, вдоль всей поверхности верхней и нижней его плоскостей. Шайбы расположены как на гидрокрыльях, так и на стойках и направлены вдоль линий потока, что предотвращает прорыв воздуха к каверне и изменение условий обтекания крыла.

Двигатели

Подавляющее большинство современных пассажирских СПК, оборудованы быстроходными дизелями, которые до сих пор, остаются наиболее экономичными и надежными энергетическими установками, для малых морских судов. Как уже было отмечено ранее, преимущества судна с дизелем заключаются в его более низкой стоимости, а также в меньших затратах на горючее и обслуживание. Кроме того, для проведения капитального ремонта или починки такого СПК, нетрудно найти опытного инженера по дизельным установкам. Принимая во внимание то обстоятельство, что легкий дизель может работать до капитального ремонта, от 8 до 12 тыс. ч, стоимость его эксплуатации более чем вдвое ниже расходов на эксплуатацию соответствующей морской газовой турбины. Еще одно важное преимущество заключается в следующем, хотя масса турбины может составлять всего 75-80 % массы дизеля, такой же мощности, но с учетом запасов топлива общая масса судна, оснащенного газовой турбиной, будет всего на 7-10 % меньше.

Тем не менее, диапазон мощности имеющихся в настоящее время легких дизельных установок, ограничивается 4000 л с (3000 кВт). Поэтому на более крупных судах становится неизбежным применение газовых турбин. Следует отметить, что использование на крупных СПК более мощных газотурбинных установок, дает значительные преимущества. Их производство проще, они имеют малый удельный вес, обеспечивают очень высокий момент вращения на низких скоростях, быстрее разогреваются и набирают ускорение и наконец, их можно установить в различной комбинации, от одной до четырех турбин, с требуемым уровнем мощности от 1000 до 80000 л с (740-60000 кВт).

Эти газовые турбины, как и те, что применяют на СВП, несколько отличаются от двигателей современных самолетов (турбины для судна РНМ разработаны на основе двигателей TF-39 фирмы «Дженерал электрик», которые установлены на транспортном самолете С-5А и авиалайнере DC-10 «Триджет»). Эти двигатели работают в комплексе с турбинами, превращающими энергию газа во вращательную механическую энергию. Ротор турбины вращается свободно и независимо от газо-генератора и поэтому может обеспечивать регулировку мощности и скорости вращения. Поскольку обычные газовые турбины проектировались без учета возможной эксплуатации в морских условиях, на лопасти турбин пришлось нанести особое покрытие, предохраняющее их от действия соленой воды. С этой же целью, детали из магниевого сплава заменены деталями из других металлов.

Трансмиссия

Простейшими формами передачи мощности гребному винту, можно считать наклонный вал или V — образную передачу. Оба эти вида передач, могут быть использованы для малых СПК с пересекающими поверхность воды крыльями и для СПК с мало погруженными подводными крыльями, у которых киль расположен на небольшой высоте над основным уровнем воды. Однако наклон вала не должен превышать 12-14° по отношению к горизонтали, в противном случае возникнет кавитация лопастей винта. Это означает, что типичный по размерам корабль на подводных крыльях, может иметь весьма ограниченную высоту просвета, между корпусом и поверхностью. Поэтому единственный известный вид механической трансмиссии, который обеспечивает достаточный клиренс СПК в условиях волнения моря - это двойная угловая зубчатая или Z — образная передача. В силу относительной простоты конструкции все большую популярность завоевывает водометный движитель, но при скоростях движения 35-50 уз, он уступает по эффективности гребному винту.

Достоинства его заключаются прежде всего в простоте управления, большей надежности и менее сложной в механическом отношении схеме передачи мощности. В примененной на катере «Джетфойл» фирмы «Боинг» установке, мощность обеспечивается двумя газовыми турбинами «Аллисон», каждая из которых соединена через редуктор с осевым водометным движителем. Когда СПК находится в крылье­вом режиме, вода в систему поступает через трубчатый водозаборник, расположенный на нижнем конце центральной стойки кормового подводного крыла. В верхней части трубопровода водный поток разделяется на две струи и поступает в осевые насосы движителей.

Затем под высоким давлением вода выбрасывается через сопла, помещенные у основания транца. Схема движения водяной струи в движительной системе СПК «Джетфойл» во время движения не в крыльевом, а в водоизмещающем режиме, та же самая. В этом случае поступление воды происходит через напорный водозаборник в киле. Обратный ход и маневрирование в водоизмещающем режиме обеспечиваются с помощью козырьков, которые расположены непосредственно за соплом работающего главного движителя. Они то и разворачивают или отклоняют поток. Вероятно, в будущем будет эксплуатироваться очень много СПК с водометными движителями, со скоростью движения в пределах 45-60 уз. Тем не менее в качестве движителей на скоростях до 80-120 уз водометы значительно уступают в эффективности суперкавитирующим гребным винтам. Но прежде чем будут созданы подобные движительные комплексы, предстоит решить целый ряд проблем гидродинамического порядка.

Несомненно одно — дальнейшие исследования в области судов с динамическими принципами поддержания, помогут найти решение этих проблем.

Предлагается к прочтению.

В России полным ходом идет строительство гражданского судна на подводных крыльях (СПК) по новому, первому со времен Советского Союза проекту. Речь идет о корабле, рассчитанном на перевозку 120 пассажиров. Постройка гражданского судна ведется в городе Рыбинске Ярославской области на судостроительном заводе «Вымпел». Предназначенное для скоростных морских перевозок судно строится по проекту 23160 «Комета 120М».

ОАО «Судостроительный завод «Вымпел» специализируется на производстве мало- и среднетоннажных морских и речных судов и катеров как гражданского, так и военного назначения. С момента основания предприятия в 1930 году в Рыбинске было собрано и спущено на воду более 30 тысяч разнообразных кораблей всех типов. За последние 40 лет более 1800 судов и катеров, построенных в Ярославской области, были поставлены в 29 стран Европы, Азии, Африки, Южной Америки, страны Ближнего Востока и Юго-Восточной Азии.

Пассажирский теплоход на подводных крыльях "Комета"

Судно строится по проекту, который был создан конструкторами известного в России нижегородского «ЦКБ судов на подводных крыльях имени Р. Е. Алексеева». Сам факт строительства символизирует то, что скоростное гражданское судостроение начинает просыпаться от длительной спячки и периода упадка в 90-е годы XX века. Источник в судостроительной отрасли России в интервью РИА подчеркнул, что в 1990-е годы имевшиеся в наличии пассажирские скоростные суда продавались за границу: в Грецию, Китай, страны Прибалтики, где они на тот момент времени были востребованы местными заказчиками. Но теперь такие корабли востребованы и в самой России. Они очень пригодились бы сегодня на Черном море, где существуют реально большие сложности с обслуживанием пассажирских потоков. По еще советским проектам такие корабли строились в России примерно до середины 90-х годов прошлого века.

Новый корабль по проекту 23160 был заложен на судостроительном заводе «Вымпел» в городе Рыбинске 23 августа 2013 года. В торжественной церемонии закладки морского пассажирского судна на подводных крыльях «Комета 120М» приняли участие губернатор области Сергей Ястребов и министр транспорта Максим Соколов. На церемонии закладки корабля были озвучены примерные сроки строительства нового судна - 9-10 месяцев. Как выяснилось сроки, появившиеся тогда в прессе, оказались весьма оптимистичными. Но само событие, когда после практически 20-летнего перерыва в России по новому проекту было начато строительство пассажирских скоростных судов на подводных крыльях и последующий серийный выпуск СПК нового поколения в Рыбинске, безусловно, является очень важным и знаковым этапом для российского гражданского судостроения.

Возможно, именно столь долгий перерыв накладывает свое влияние на сроки строительства в целом небольшого судна. По информации предприятия изготовителя, 13 марта 2015 года строящийся корабль был перемещен из стапель-кондуктора с первой построечной позиции на вторую. В Рыбинске отмечают, что это важный момент, который означает окончание большого этапа строительства. Теперь на второй достроечной позиции судно будет находиться еще примерно месяц. С корабля уже были удалены технологические прижимные планки, так называемые обуха. Осуществляется сварка корпуса снаружи. Впереди корабль ждет обязательный этап работ - проведение испытаний корпуса на герметичность. В рамках этих работа будет осуществлена рентгенодефектоскопия швов, помимо этого, цистерны наполнят водой и проведут испытания на водонепроницаемость.

Чтобы сэкономить время на строительство судна, на второй достроечной позиции начнутся работы по формированию каркаса надстройки. На третьем этапе строительных работ «Комету 120М» вернут обратно в стапель-кондуктор, где произойдет клепка надстройки. На четвертой, завершительной стадии работ, корабль поставят на высокие кильблоки для монтажа движительно-рулевого комплекса, крыльевого устройства, винтов, валов и руля.

Морское пассажирское судно на подводных крыльях «Комета 120М» - это однопалубное судно, оснащенное двухвальной дизель-редукторной энергетической установкой. Судно предназначено для осуществления скоростной перевозки пассажиров в светлое время суток в новых креслах авиационного типа. Сообщается, что данный проект морского судна был спроектирован на базе СПК, которые создавались в СССР по проектам «Комета», «Колхида» и «Катран». Основное предназначение данного корабля перевозка пассажиров в прибрежной морской зоне. Сообщается, что корабль сможет развивать скорость хода в 35 узлов. Основным его отличием от ранее строящихся в нашей стране СПК будет обеспечение высокого уровня комфорта для пассажиров. С этой целью на корабле должна будет появиться автоматическая система умерения качки и перегрузки. В конструкции корабля будут использованы современные вибропоглощающие материалы, что также должно положительным образом сказаться на комфорте пассажиров.

Просторные салоны бизнес- и эконом-класса на новой «Комете» получат удобные пассажирские кресла авиационного типа, максимальное количество пассажиров - 120, предусмотрена установка в салонах системы кондиционирования воздуха. К особенностям корабля можно отнести размещение пассажиров в носовом и среднем салонах. В кормовом салоне будет расположен бар. Также в помещениях ходовой рубки и бара предусмотрено двойное остекление. Судно получит современные средства связи и навигации. Сократить объем расхода топлива планируется за счет установки современных двигателей 16V2000 M72 с электронным впрыском топлива, выпускаемых немецкой компанией MTU, и гребных винтов, обладающих увеличенным коэффициентом полезного действия.

Также Сергей Итальянцев, занимающий пост руководитель дирекции программы «Суда река-море» в департаменте гражданского судостроения Объединенной судостроительной корпорации, рассказал журналистам, что в ОСК рассматривают вариант достройки, расположенных на Хабаровском судостроительном заводе двух корпусов морских пассажирских судов на подводных крыльях проекта «Олимпия». В перспективе эти достроенные суда можно было бы использовать для обеспечения перевозок пассажиров на Керченской переправе в Крыму. Также в случае достройки данные суда можно было бы использовать и на Дальнем Востоке. Именно на Черном море и на Дальнем Востоке сегодня имеются большие проблемы с обслуживанием пассажиропотока.

Корабли проекта «Олимпия» в состоянии принять на борт до 232 пассажиров. Они предназначены для скоростных перевозок пассажиров по морям с тропическим и умеренным климатом с удалением от «портов-убежищ» до 50 миль. Всего было построено два таких судна, оба были проданы на экспорт. Степень готовности двух недостроенных судов составляет примерно 80%. В случае принятия решения и заключения договора на их достройку корабли могут быть достроены в течение 6-8 месяцев, отмечается на сайте ЦКБ по судам на подводных крыльях имени Р. Е. Алексеева.

Два таких судна были построены в 80-е годы прошлого века и успешно эксплуатировались. «Олимпия» - это один из последних проектов советских гражданских СПК. По информации РИА Новости в настоящее время есть несколько потенциальных заказчиков, которые готовы использовать данные суда на Черном море. По словам Итальянцева, в настоящее время в Хабаровске идет подготовительная работа, для того чтобы модернизировать данный проект под требования сегодняшнего дня и под действующие в России правила регистра и достроить корабли.

Пока же паромная переправа через Керченский пролив (переправа порт «Крым» - порт «Кавказ») является главной транспортной артерией, которая соединяет Крым с остальной Россией. По этой причине длинные автомобильные пробки и многочасовое ожидание погрузки автомобилей на паром стали здесь обыденным делом, особенно в период летних отпусков. При этом зимой и осенью автомобильные пробки возникают тут только во время шторма. К концу 2018 года планируется достроить и ввести в эксплуатацию новый мост через Керченский пролив. На строительство данного моста выделяется 247 миллиардов рублей, а всего на развитие транспортной инфраструктуры Крыма планируется выделить 416,5 миллиарда рублей.

Основные характеристики судна «Комета 120М»:
Водоизмещение - 73 тонны.
Габаритные размеры: длина - 35,2 м, ширина - 10,3 м, осадка - 3,2 м.
Скорость хода эксплуатационная - 35 узлов (на тихой воде).
Пассажировместимость - 120 человек (22 бизнес-класс, 98 эконом-класс).
Дальность хода - 200 миль.
Автономность (продолжительность рейса) - до 8 часов.
Мощность основной силовой установки - 2х820 кВт.
Расход топлива - 320 кг/час.
Мореходность (высота волн): при походе на крыльях - 2 м, в водоизмещающем положении - 2,5 м.
Экипаж - 5 человек.

Источники информации:
http://www.vz.ru/news/2015/5/19/746141.html
http://ria.ru/economy/20150519/1065394853.html
http://portnews.ru/news/166150
http://www.vympel-rybinsk.ru (предприятие-изготовитель)
http://www.ckbspk.ru (предприятие-проектировщик)

В моем детстве не было ничего более завораживающего, чем смотреть на реактивные гражданские самолеты и суда на подводных крыльях. Их стремительные обводы словно вышли из будущего, из научно-фантастических романов, которыми мы зачитывались. Когда на морском горизонте появлялись стремительные морские« Кометы», все пляжи невольно замирали, провожая глазами эти удивительные суда. А вопрос о том, на чем ехать из Ленинграда в Петродворец, был риторическим — конечно, на «Метеоре». Судами на подводных крыльях Советский Союз гордился так же, как космическими ракетами.

Подрезанные крылья

Можно сказать, что на подводные крылья наша страна встала одной из последних. Первые эксперименты судостроители начали проводить еще в конце XIX века. Довольно быстро пароходы уперлись в скоростной предел в районе 30 узлов (около 56 км/ч). Для прибавления к этой скорости еще одного узла требовалось почти троекратное увеличение мощности двигателей. Именно поэтому быстроходные военные корабли потребляли уголь как хорошая электростанция.

Чтобы преодолеть сопротивление воды, было придумано красивое инженерное решение — поднять корпус судна над водой на подводных крыльях. Еще в 1906 году судно на подводных крыльях (СПК) итальянца Энрико Форланини достигло скорости в 42,5 узла (около 68 км/ч). А 9 сентября 1919 года американское СПК HD-4 установило мировой рекорд скорости на воде — 114 км/ч, что и для нашего времени превосходный показатель. Казалось, еще немного, и весь флот станет крылатым.

«Комета 120М» в цехе рыбинского судостроительного завода напоминает скорее недостроенный космический корабль, чем пассажирское судно.

До Второй мировой войны почти все промышленно развитые страны поэкспериментировали с подводными крыльями, но дальше опытных моделей дело не пошло. Довольно быстро вылезли наружу недостатки новых судов: малая устойчивость при волнении, большой расход топлива и отсутствие легких морских «быстрых» дизелей. Дальше всех продвинулись в создании СПК германские инженеры, небольшими сериями выпускавшие во время войны катера на подводных крыльях. После войны главный немецкий конструктор по СПК барон Ганс фон Шертель основал в Швейцарии компанию Supramar и приступил к выпуску пассажирских судов на подводных крыльях. В США СПК занялась компания Boeing Marine Systems.

Русские вступили в эту гонку последними, однако при словах Hydrofoil Boats весь мир в первую очередь вспоминает советские суда на подводных крыльях. За все время Boeing сумел построить около 40 СПК, Supramar — около 150, а СССР — более 1300. И произошло это благодаря таланту и нечеловеческой упертости одного человека — главного конструктора отечественных СПК Ростислава Евгеньевича Алексеева.

Ракета

Довольно долго небольшому конструкторскому бюро Алексеева, которое в Нижнем Новгороде занималось судами на подводных крыльях, не везло: его перебрасывали от министерства к министерству, от одного завода к другому, и большинство заказов уходило к конкурентам в Ленинград в ЦКБ-19, обладавшее несравнимо бóльшим лоббистским потенциалом. Но в отличие от питерцев, Алексеев с самого начала грезил гражданскими судами. Впервые он попытался наладить выпуск гражданского СПК еще в 1948 году, когда предложил заводу «Красное Сормово» проект скоростного разъездного катера на подводных крыльях со скоростью хода более 80 км/ч. Тем более, что к тому времени уже два года удивительная самоходная модель А-5 рассекала на подводных крыльях гладь Волги, завораживая мальчишек. Руководителям того времени идея иметь для разъездов скоростной катер показалась заманчивой — дорог вдоль рек почти не было.

На «Красное Сормово» начали поступать заказы, но военные запретили работы по гражданскому использованию катеров на подводных крыльях по причине секретности. Алексеев потом еще много раз прибегал к различным уловкам, пытаясь обойти военные запреты, и получал бесконечные выговоры. В итоге выстрелила совершенно невероятная история — в обход Минсудпрома Алексеев добился рассмотрения вопроса о постройке пассажирского судна на подводных крыльях на парткоме завода «Красное Сормово». Партком его поддержал и рекомендовал руководству построить такое судно силами завода.

Партии в то время мало кто мог отказать. К тому же Алексеев заручился поддержкой речников — Минречфлота — и вышел на оргкомитет 6-го Всемирного фестиваля молодежи в Москве с предложением показать в действии первое советское СПК как выдающееся достижение водного транспорта СССР. Это предложение попахивало настоящей авантюрой — до фестиваля оставался год. Тем не менее Алексеев со своей командой совершил чудо, и 26 июля 1957 года теплоход на подводных крыльях «Ракета» вышел в свой первый рейс в Москву на фестиваль, неожиданно став там одним из главных шоу-стопперов: он открывал парад судов, катал многочисленные делегации, включая секретарей ЦК КПСС.

Для энтузиастов СПК все изменилось: из изгоев они стали героями, коллектив получил Ленинскую премию, а на СПК посыпались заказы. Одно за другим ЦКБ Алексеева выдавало различные СПК — речные и морские, маленькие и большие, дизельные и газотурбинные. Всего в СССР было построено около 300 «Ракет», 400 «Метеоров», 100 «Комет», 40 «Беларусей», 300 «Восходов», 100 «Полесьев», 40 «Колхид» и «Катранов», две «Олимпии» и еще около десятка экспериментальных судов. Советские СПК стали важным экспортным товаром — их покупали по всему миру, включая США и Великобританию, страны с высокоразвитым судостроением. Одни из последних СПК — большие морские «ракеты» «Олимпии» вместимостью 250 пассажиров — были построены в 1993 году в Крыму. Свернули свое производство и немногочисленные западные конкуренты. Многим показалось, что эра СПК закончилась, как некогда исчезли парусные красавцы-клиперы.

Новая «Комета»

Насколько же надо быть преданным своему делу, чтобы за три десятилетия простоя не дать умереть технологиям и конструкторской школе и верить в возрождение флота СПК! Тем не менее 23 августа 2013 года на судостроительном заводе «Вымпел» было заложено головное судно проекта 23160 «Комета 120М», спроектированное АО ЦКБ по СПК имени Алексеева. Мы сидим в кабинете главного конструктора СПК Михаила Гаранова, поражаясь величественному виду замерзшей Волги за окном, смотрим фотографии строящейся в Рыбинске «Кометы 120М» и говорим о будущем. Внешне новая «Комета» выглядит скорее прямой наследницей той самой первой алексеевской «Ракеты» со сдвинутой назад рубкой и обводами, напоминающими спортивные родстеры золотой эры автомобилей. Первые же «Кометы» были морскими сестрами речных «Метеоров», которые в большом количестве можно увидеть в Санкт-Петербурге на Дворцовой набережной, откуда они отправляются в Петродворец. Рубки тех «Метеоров» и «Комет» были сдвинуты вперед, и хотя в конце XX века они на фоне других судов смотрелись как пришельцы из будущего, сейчас выглядят слегка старомодными.

Крылатая мечта нижегородцев — газотурбоход «Циклон 250М», рассчитанный на перевозку 250 пассажиров на дальность более 1100 км со скоростью свыше 100 км/ч. Главный рынок для них находится в Юго-Восточной Азии.

Новая «Комета 120М» задает новую планку в судовом дизайне. «С точки зрения дизайна «Комета 120М» — это развитие «Колхиды» и «Катрана», — говорит Гаранов. — Если взять фотографии «Метеора» или «Кометы», то носовые обводы несколько другие. Новые же напоминают эскизы Ростислава Алексеева, который, как известно, сам рисовал дизайн своих судов. И совершенно другая рубка, сделанная по типу рубки «Ракеты», находится чуть кормовее миделя. Ее перенос позволил освободить место в носовом и среднем салонах, где мы разместили 120 пассажиров, а в корме — зоне повышенного шума и вибрации — выделить большие помещения для бара».

Авиационные технологии

Руководство судостроительного завода «Вымпел» приняло решение строить головную «Комету 120М» в Рыбинске. Для этого пришлось освоить новые технологии, многие из которых пришли из авиационной промышленности. Дело в том, что корпус СПК «Комета 120М» делается из алюминиевых сплавов. А варить алюминий непросто — сварка «стягивает» металл. Если мы начнем сварку с правого борта, то судно изогнется вправо. Начнем слева — будет тянуть влево. Чтобы сохранить геометрию — а это безопасность, устойчивость судна на курсе, эстетика, — существует в судостроении такая технология, как стапель-кондуктор. Строительство скоростных судов из алюминиево-магниевого сплава ведется в специальном кондукторе из стальных профилей, фиксируется, выставляется «в нули» по нивелиру, по осям. Фактически как постель будущего днища с сотнями ребер жесткости. К этим ребрам с помощью винтовых талрепов притягивается обшивка днища и бортов. После сварки обшивки получается жесткая конструкция, которую никуда уже не поведет. Далее на обшивку устанавливаются шпангоуты, стрингеры, поперечные и продольные переборки. После завершения сварочных работ стапель-кондуктор отсоединяется от днища, и с помощью подъемного крана корпус переставляется на вторую стапельную позицию.

Панели надстройки собираются из листов и профилей из алюминиевого сплава методом точечной (контактной) сварки, пришедшей на смену заклепкам. Дизайнеры предложили сложные обводы корпуса и рубки, но рыбинским судостроителям удалось воплотить их замысел в металле.

В крыльевом устройстве, выполненном из нержавеющей стали, предусмотрены закрылки с приводом от системы автоматического управления движением судна «Сердолик». Система позволяет повысить комфорт на борту за счет снижения качки и перегрузки при движении на волнении, а также в автоматическом режиме управлять движением судна по курсу. Можно на дисплее картографической системы задать маршрут, отметив точки и углы поворота, и наше судно, как самолет, дойдет до нужного порта. Все это усложнило крыло, и для того чтобы идеально соблюсти геометрические размеры, «Вымпел» также изготовил стапеля-кондукторы. Капитанский мостик, говорит Гаранов, выполнен в современном дизайне «стеклянная кабина». Это царство современных электронных приборов с дисплеями — строго в соответствии с правилами регистра. Управляют скоростным судном всего два человека — капитан и старший механик.

На «Комете 120М» много новшеств. Например, здесь впервые была реализована идея самолетной двери. В результате улучшается дизайн, снижается сопротивление воздуха. Так как судно при движении «стоит» на двух крыльях, при волнении оно изгибается, и раньше на СПК часто заклинивало двери. Чтобы этого не происходило, дверные проемы сейчас усилены, их жесткость существенно возросла.

Само крыло со стойкой сделано из нержавеющей стали, а кронштейн, с помощью которого оно крепится к корпусу, — алюминиевый. Как известно, алюминий и сталь образуют гальваническую пару, что ведет к электрокоррозии. Чтобы ее избежать, крепежные болты оклеивают стеклотканью и между фланцами укладывается электроизолирующая прокладка. В сухом состоянии сопротивление изоляции должно быть не меньше 10 кОм.

Из авиации пришел и способ контроля прочности конструкций корпуса и крыльевых устройств. Скоро СПК будет спущено на воду. На крылья и корпус в районе наибольших напряжений будут наклеены тензодатчики, судно будет забалластировано до «полного» водоизмещения и выйдет на мореходные испытания. В случае, если датчики зафиксируют превышение допустимого напряжения, корпус или крылья в этом месте будут усилены. Можно заранее заложить металл с излишком, говорит Гаранов, но судно тогда получится слишком тяжелым. А мы делаем изящную легкую красавицу.

Оптимисты

Сергей Королёв, директор по маркетингу и внешнеэкономической деятельности в ЦКБ по СПК им. Алексеева, смотрит в будущее с оптимизмом. Порядка 20 лет никто не создавал суда на подводных крыльях, говорит он. Весь скоростной флот с СПК — остатки былой роскоши XX века. А спрос на него есть. Например, пассажиропоток на СПК в Санкт-Петербурге вырос с 700 000 в 2014 году до миллиона человек в 2016-м. Это рынок как раз для новой «Кометы 120М». Заложенное в Нижнем Новгороде 45-местное речное пассажирское СПК «Валдай-45» ориентировано на другой рынок — социальные региональные перевозки в Ханты-Мансийском и Ямало-Ненецком автономных округах. «Северречфлот» там перевозит большое количество пассажиров, поскольку практически отсутствует автомобильное сообщение.

Активно ведутся переговоры с Египтом, странами Персидского залива, Юго-Восточной Азии. Особые надежды возлагаются на новый пассажирский газотурбоход «Циклон 250М», который идеально подходит для дальних морских маршрутов в Азии. Но об этом в другой раз — чтобы не сглазить.

Статья «В России строятся первые в XXI веке суда на подводных крыльях» опубликована в журнале «Популярная механика» (№3, Март 2017).

Россия возобновила производство судов на подводных крыльях June 17th, 2017

Недавно был в Казани и несколько раз проходил мимо речного техникума, во дворе которого стояла полноценная "Ракета". Подумалось тогда еще, вот же были времена...

А тут читаю, что судостроительный завод "Вымпел" (Рыбинск, Ярославская область) планирует в 2017 году спустить на воду морское пассажирское судно на подводных крыльях "Комета 120М" проекта 23160.

Т.е можно сказать, что Россия возобновила производство скоростных морских пассажирских судов на подводных крыльях типа "Комета". Интерес к проекту уже проявляет Греция, готовы принять такие суда и на черноморском побережье России.

Речь о новых "Кометах" шла на встрече сопредседателей российско-греческой смешанной комиссии по экономическому, промышленному и научно-техническому сотрудничеству на Крите. У главы российского Минтранса спросили, возобновились ли продажи "Комет" Греции, которая закупала их еще тридцать лет назад. На это Соколов ответил: "Продажи еще нет, а вот производство "Комет" возобновилось".

Впрочем, теперь судно получило другое имя, уточнил министр транспорта Максим Соколов.

Фото 2.

"Мы ее даже назвали красивым именем "Чайка", потому что она закладывалась в Рыбинске в Ярославской области, где работает депутатом Валентина Владимировна Терешкова. Вы помните, что ее позывной во время полета в космос был "Чайка". Поэтому эта "Комета" получила название "Чайка". Сейчас она почти готова. Поэтому если греческие компании хотят ее приобрести, то контракт, по-моему, еще открыт", - рассказал Соколов. Что касается закупок "Комет" Грецией, то, по словам министра, он готов им содействовать.

"Мы будем рады. И хотя судостроение - это компетенция министерства промышленности, я, как министр транспорта и как сопредседатель смешанной комиссии, готов поддержать любые предложения со стороны Греции", - заявил глава Минтранса.

Фото 3.

Как стало известно РИА Новости, АО "Судоремонтный завод "Вымпел" в Рыбинске сотрудничает с греческой компанией "Аргонавтики плоес" по вопросу строительства и передачи "Комета 120М". Сейчас с потенциальным греческим заказчиком ведутся переговоры по вопросу о подписании соглашения о взаимопонимании, в котором отражены основные условия договора на строительство четырех таких судов. Стоимость каждого судна превышает шесть миллионов евро.

Фото 4.

К новым "Кометам" проявляют интерес не только в Греции, но и в самой России. В конце апреля рыбинский завод "Вымпел" посетил президент Владимир Путин. Во время встречи гендиректор предприятия, в частности, рассказал главе государства о проекте по запуску между Ялтой и Сочи корабля на подводных крыльях.

Путин заметил, что это предложение не единственное, еще несколько судостроительных компаний в разных регионах предлагают подобные проекты.

"У министерства транспорта и министерства промышленности есть возможность провести квазиконкурсные или конкурсные процедуры и выбрать наилучшее предложение. Но само по себе предложение мне очень нравится", - сказал президент, отметив, что план может быть реализован при определенной поддержке со стороны государства в виде льгот по лизингу.

Фото 5.

При этом Путин добавил, что маршрут Сочи - Ялта сложен с точки зрения погодных условий, так как суда на подводных крыльях опасно использовать при сильном ветре. Но такие корабли можно пустить на другие маршруты на кавказском побережье или в Крыму, этот вид транспорта нужно развивать, он будет востребованным, заключил президент.

Анапа готова принять "Кометы"
На днях генеральный директор "Росморпорта" Андрей Тарасенко заявил, что уже идет подготовка к возобновлению рейсов "Комет" по Черноморскому побережью. По его словам, в Анапе уже создано предприятие, которое будет полностью отвечать за пассажирскую транспортировку.

"Раньше это было невыгодно, но вот поступили заявки, в частности от компании "Черноморские скоростные линии", что многим интересно с Анапы прийти в Сочи, многим хочется в Ялту прийти. Поэтому вопрос решаем. Не скажу точно, когда это будет. Сейчас компании получают лицензии, там большой комплект документов для получения оборудования", - сказал Тарасенко.

Будет ли данное направление популярным и регулярным, покажет пассажиропоток, добавил он.

Фото 6.

Производство "Комет" на рыбинском заводе прерывалось почти на два десятилетия, однако в 2013 году на предприятии снова начали строить суда на подводных крыльях.

Тогда Максим Соколов, выступая на церемонии закладки первой из обновленных "Комет", отметил, что суда будут строиться по совершенно новым технологиям. По его словам, реализация подобных разработок даст новые возможности по перевозке пассажиров не только по крупнейшим рекам России, но и в черноморском бассейне и в бассейне Балтийского моря.

Фото 7.

Скоростное судно на подводных крыльях "Комета 120М" предназначено для перевозок пассажиров в морской прибрежной зоне. Судно длиной около 35 метров и водоизмещением в 73 тонны сможет развивать скорость до 35 узлов и перевозить до 120 пассажиров: 22 - в салоне бизнес-класса, 98 - в салоне эконом-класса.

Фото 8.

Морское пассажирское судно на подводных крыльях "Комета 120М" проекта 23160 - справка

Район эксплуатации - моря с морским тропическим климатом. Удаление от порта – убежища в открытых морях до 50 миль.

Класс РС: КМ Hydrofoil craft Passenger – A

Длина габаритная, м - 35,2
Ширина габаритная, м - 10,3
Водоизмещение, т - 73,0
Осадка габаритная на плаву, м - 3,5
Скорость, узлов - 35
Экипаж, человек - 5
Пассажировместимость, человек: 120
салон бизнес класса 22
салон экономического класса 98
Мощность двигателей, кВт - 2 х 820
Часовой расход топлива, кг/час - 320
Дальность хода в полном водоизмещении, миль - 200
Автономность плавания, часов - 8

Фото 9.

Морское пассажирское судно на подводных крыльях «Комета 120М» - это однопалубное судно, оснащенное двухвальной дизель-редукторной энергетической установкой. Судно предназначено для осуществления скоростной перевозки пассажиров в светлое время суток в новых креслах авиационного типа. Сообщается, что данный проект морского судна был спроектирован на базе СПК, которые создавались в СССР по проектам «Комета», «Колхида» и «Катран». Основное предназначение данного корабля перевозка пассажиров в прибрежной морской зоне. Сообщается, что корабль сможет развивать скорость хода в 35 узлов. Основным его отличием от ранее строящихся в нашей стране СПК будет обеспечение высокого уровня комфорта для пассажиров. С этой целью на корабле должна будет появиться автоматическая система умерения качки и перегрузки. В конструкции корабля будут использованы современные вибропоглощающие материалы, что также должно положительным образом сказаться на комфорте пассажиров.

Фото 10.

Просторные салоны бизнес- и эконом-класса на новой «Комете» получат удобные пассажирские кресла авиационного типа, максимальное количество пассажиров - 120, предусмотрена установка в салонах системы кондиционирования воздуха. К особенностям корабля можно отнести размещение пассажиров в носовом и среднем салонах. В кормовом салоне будет расположен бар. Также в помещениях ходовой рубки и бара предусмотрено двойное остекление. Судно получит современные средства связи и навигации. Сократить объем расхода топлива планируется за счет установки современных двигателей 16V2000 M72 с электронным впрыском топлива, выпускаемых немецкой компанией MTU, и гребных винтов, обладающих увеличенным коэффициентом полезного действия.

Фото 11.

Также Сергей Итальянцев, занимающий пост руководитель дирекции программы «Суда река-море» в департаменте гражданского судостроения Объединенной судостроительной корпорации, рассказал журналистам, что в ОСК рассматривают вариант достройки, расположенных на Хабаровском судостроительном заводе двух корпусов морских пассажирских судов на подводных крыльях проекта «Олимпия». В перспективе эти достроенные суда можно было бы использовать для обеспечения перевозок пассажиров на Керченской переправе в Крыму. Также в случае достройки данные суда можно было бы использовать и на Дальнем Востоке. Именно на Черном море и на Дальнем Востоке сегодня имеются большие проблемы с обслуживанием пассажиропотока.

Корабли проекта «Олимпия» в состоянии принять на борт до 232 пассажиров. Они предназначены для скоростных перевозок пассажиров по морям с тропическим и умеренным климатом с удалением от «портов-убежищ» до 50 миль. Всего было построено два таких судна, оба были проданы на экспорт. Степень готовности двух недостроенных судов составляет примерно 80%. В случае принятия решения и заключения договора на их достройку корабли могут быть достроены в течение 6-8 месяцев, отмечается на сайте ЦКБ по судам на подводных крыльях имени Р. Е. Алексеева.

Фото 12.

Фото 13.

Фото 14.

источники

Концепция подводных крыльев, которая позволила резко увеличить скорость судов, была предложена еще в XIX веке. С тех пор эта конструкция, воплощенная в тысячах кораблей, прошла долгий путь и сейчас широко применяется в судостроении.

Если быть дотошным, то речь идет более чем о столетии. Еще в 1869 году парижанин Эммануэль Дени Фарко получил патент с формулой: «Закрепление на бортах и днище судна наклонных плоскостей или клиновидных элементов, каковые при движении судна вперед будут приподнимать его в воде и таким образом снижать лобовое сопротивление». В последовавшие годы было оформлено множество патентов, касавшихся тех или иных способов поднять судно (полностью или частично) над водой, с тем чтобы повысить его скорость или улучшить поведение на волне. Граф де Ламбер, российский гражданин, проживавший в Версале, подал заявку на патент в 1891 году. Он укрепил несколько независимо регулирующихся крыльев (поднимающих плоскостей) по бортам судна, которые по мере роста скорости должны были приподнимать судно над водой. Впрочем, само расположение этих примитивных крыльев в принципе не давало возможности полностью поднять судно над поверхностью воды.

«Ракета» — первое советское пассажирское судно

Но настоящая история подводного крыла начинается с итальянского инженера Энрико Форланини. Работы с подводным крылом он начал в 1898 году, и серия модельных испытаний позволила ему вывести математические закономерности. Опираясь на формулы, он приступил к проектированию и строительству полномасштабного судна. Конструкции Форланини отличались «ступенчатым» расположением крыльев. Эксперименты с моделями показали, что подъемная сила пропорциональна квадрату скорости — таким образом, при росте скорости требовалась меньшая площадь крыльев. «Ступенчатая» схема была придумана именно для того, чтобы обеспечить автоматическое уменьшение площади. Экспериментальное судно весило около 1200 кг, на нем стоял 60-сильный двигатель, который приводил в движение два вращающихся в противоположных направлениях воздушных винта. Расчетная скорость судна составляла 90 км/ч, но во время испытаний на озере Маггиоре в Италии в 1906 году была достигнута скорость 68 км/ч.

Самую большую известность ранние эксперименты с подводными крыльями принесли одному американцу, проживавшему в Канаде. Это был Александр Грэхем Белл. Вместе с Фредериком У. (Кейси) Болдвином и Филипом Л. Родесом он разработал и построил несколько судов на подводных крыльях, включая HD-4, оснащенный двумя двигателями Liberty. 9 сентября 1919 года это судно установило официальный рекорд скорости, показав 114 км/ч. Позднее для улучшения ходовых качеств HD-4 в конструкцию было внесено много изменений, однако этот рекорд так и остался официально не превзойденным.

Начальный этап истории судов на подводных крыльях будет неполным, если не отдать должное гению барона Ханса фон Шертеля. Эксперименты «Барона» (так его называли друзья) с судами на подводных крыльях начались в 1927 году. То, что суда на подводных крыльях из ненадежной, неустойчивой экзотической игрушки, способной бегать только «по гладкой воде», превратились в современные безопасные, эффективные, скоростные средства передвижения, — это во многом заслуга фон Шертеля.

Тем временем интерес к судам на подводной подушке снова проснулся в Канаде, и на озере Массауиппи в штате Квебек построили 15-метровый пятитонный катер, основанный на последних проектах Болдуина. После нескольких демонстрационных испытаний при достаточно бурной погоде судно перевезли в Военно-морской исследовательский институт, где оно получило официальное имя R-100. Впрочем, неофициальное имя — «Массауиппи» — использовалось гораздо чаще. Эксперименты с R-100 были сочтены успешными, и канадское правительство решило финансировать постройку еще одного экспериментального судна компанией Saunders-Roe в Англии. R-103 водоизмещением 17 тонн имел алюминиевый корпус (R-100 был полностью деревянным), наборные крылья и стойки из листового алюминия, приклепанные к алюминиевым нервюрам и стрингерам (ранее эти элементы были монолитными). Принципиально по‑новому был организован узел движителя — валы трансмиссии через конические шестерни соединялись под прямым углом, дейдвудная труба, как в подвесном моторе, уходила вертикально вниз, а на ее конце находился обтекатель с двумя винтами — сзади и спереди. Эта сложная конструкция радикально отличается от простого длинного и наклонно уходящего вниз вала, как это реализовано в R-100. На борту было установлено два 12-цилиндровых бензиновых двигателя Rolls Royce Griffon мощностью 1500 л.с.

Экспериментальный катер основоположника концепции подводных крыльев Энрико Форланини. Крылья были расположены «этажеркой» (ступенями), и это позволило решить проблему уменьшения площади крыльев с ростом скорости для поддержания постоянной подъемной силы. Во время испытаний на озере Маггиоре катер развил 68 км/ч.

Потом пришли другие времена, и внимание канадских военных сосредоточилось на борьбе с подводными лодками. Роль, которая отводилась в этих стратегических планах судам с подводными крыльями, требовала максимальной подвижности и универсальности. Весьма экономичная альтернатива разработке мощных дальнобойных сонаров, которые устанавливаются на больших кораблях, предполагала развертывание большого количества маломощных аппаратов. В 1964 году был заложен корпус нового судна BRAS D’OR, однако 5 ноября 1966 года прямо в ходе строительных работ в главном машинном отделении случился разрушительный пожар, который чуть не повлек за собой прекращение всей программы. И тем не менее, вопреки всем задержкам и дополнительным финансовым расходам, новое судно с индексом FHE-400 и все тем же именем BRAS D’OR в 1967 году было спущено на воду. В дальнейшем это судно использовалось в испытаниях и экспериментах, а также участвовало во флотских парадах.

Подводные крылья можно разделить на два общих класса — частично и полностью погруженные крылья. Частично погруженные крылья сконструированы так, чтобы их законцовки в крейсерском режиме пронизывали границу вода-воздух. Стойки, связывающие крылья с корпусом судна, должны иметь достатоную длину, чтобы при движении на расчетных скоростях корпус совершенно не касался воды. С ростом скорости растет подъемная сила, вызванная обтеканием подводной части крыла набегающей водой, в результате судно несколько приподнимается, и, соответственно, площадь погруженной части крыла уменьшается. Эта система самостабилизирующаяся: при любой скорости судно приподнимется ровно настолько, насколько нужно, чтобы подъемная сила крыла уравнялась с весом всего судна.

В России, в отличие от США и вообще от всего западного мира, на множестве рек, каналов и озер широко использовались в регулярном судоходстве многие тысячи судов на подводных крыльях. Это легко понять, если учесть, что в огромной стране при общем дефиците автомобилей и автомобильных дорог имеется 150 000 рек и 250 000 озер. «Красное Сормово» в Горьком — одна из старейших судостроительных верфей Советского Союза. На этой верфи помимо разнообразных водоизмещающих судов для речного флота строилось и множество пассажирских судов на подводных крыльях, причем разнообразие моделей не имело аналогов во всем мире. Отцом советских катеров на подводных крыльях был Ростислав Алексеев, который занимался разработкой подобных систем с начала 1940-х годов.

Полностью погруженные подводные крылья находятся ниже поверхности воды. В этой конфигурации система подводных крыльев лишена возможности самостабилизации. В ответ на изменяющиеся условия — скорость судна, вес, волнение — необходимо изменять угол атаки крыльев и их подъемную силу. Основное и неоценимое достоинство системы с полностью погруженными крыльями — возможность практически устранить воздействие волн на судно. Это позволяет относительно небольшому судну на подводных крыльях двигаться на высоких скоростях в условиях морского волнения, причем волны не влияют на комфорт пассажиров и команды, а в военных применениях не мешают использованию боевого снаряжения.

В судах использовался эффект малопогруженного подводного крыла (эффект Алексеева). Подводное крыло Алексеева состоит из двух главных горизонтальных несущих плоскостей — одна спереди и одна сзади. Двугранный угол при схождении или мал, или отсутствует, распределение веса — примерно поровну между передней и задней плоскостями. Погруженное подводное крыло, поднимаясь к поверхности, постепенно теряет подъемную силу, а на глубине, примерно равной длине хорды крыла, подъемная сила приближается к нулю.

Именно благодаря этому эффекту погруженное крыло не способно полностью выйти на поверхность. При этом относительно небольшой гидропланирующий (скользящий по поверхности воды) подкрылок используется для помощи при «выходе на крыло», а также не позволяет судну вернуться в водоизмещающий режим. Эти подкрылки расположены в непосредственной близости к передним стойкам и установлены так, что на ходу касаются поверхности воды, в то время как несущие крылья погружены примерно на глубину, равную длине их хорды. Вся эта система впервые была испытана на небольшом катерке, который приводил в движение 77-сильный автомобильный двигатель.

По расположению крыльев выделяют самолетную схему, схему «утка» и тандем (сверху вниз). Суда принято относить к самолетной (обычной) схеме или схеме «утка», если 65% веса или более приходится соответственно на носовые или кормовые стойки. Если вес распределен относительно равномерно, эту конфигурацию принято называть «тандем».

На базе разработок Алексеева в России было построено большое количество коммерческих судов на подводных крыльях: «Ракета», «Стрела», «Спутник», «Метеор», «Комета», «Циклон», «Буревестник», «Восход»… Строились и военные суда, в том числе и самое большое судно этого класса в мире — «Бабочка», ему предшествовали «Пчела», «Турья» и «Саранча».

Принцип подводного крыла

Суть концепции в том, чтобы приподнять корпус судна из воды и поддерживать его в таком положении в динамическом режиме, используя для этого плоскости, которые принято называть подводными крыльями. В результате удается снизить влияние волн и уменьшить энергозатраты при движении с высокой скоростью, часто недостижимой при обычном (водоизмещающем) режиме. Расплачиваться приходится повышенной осадкой на малых скоростях и проблемами устойчивости. Для судов с полностью погруженными крыльями, которые почти совсем «изолируют» корпус судна от влияния волн, но лишены самостабилизации, необходим «автопилот», отслеживающий положение судна и корректирующий подъемную силу крыльев путем изменения угла атаки и отклонением закрылков.

Западная Европа тоже не осталась в стороне. Gustoverft в Голландии, Westermoen в Норвегии, Vosper Thornycroft в Великобритании активно занимаются разработкой и постройкой судов на подводных крыльях. Но самые успешные коммерческие проекты, разработанные и построенные в Западной Европе, — это, безусловно, произведения итальянской Rodriquez Centieri Navali. Среди многих ее изделий стоило бы отметить серию коммерческих судов RHS. С годами суда этой серии росли в размерах и отваживались выходить в те воды, где их крылья, в принципе рассчитанные на скольжение по глади, подвергались таким нагрузкам, каких не найти в речках, озерах и прибрежных лагунах. Чтобы создать приемлемые условия для пассажиров, компания Rodriquez разработала «систему повышения мореходности» (Seakeeping Augmentation System, SAS), которая, как показала практика, весьма успешно борется с вертикальной, килевой и бортовой качкой при достаточно сильном волнении.

Boeing Jetfoil имел водометный движитель, полностью погруженные крылья, крейсерскую скорость в 45 узлов при довольно высокой волне и при этом обеспечивал приличный комфорт для пассажиров.

В начале 1950-х годов нью-йоркская судостроительная фирма Gibbs & Cox объединила усилия с группой специалистов из ВМС США для создания универсального опытного судна на подводных крыльях. Аппарат был построен компанией Bath Iron Works и назван BIW. Это был катер длиной 6 м, шириной полтора и водоизмещением 0,8 т, с 22-сильным подвесным мотором. BIW весьма пригодился для испытания различных компоновок подводных крыльев, систем управления, различных датчиков. Самым важным результатом этой работы явились основы для разработки электрогидравлического автопилота, а также решение построить новое судно этой серии — SEA LEGS («Походка моряка»). Электронный автопилот, содержавший 160 радиоламп, был разработан компанией Draper Laboratory в сотрудничестве с Массачусетсским технологическим институтом. В 1957 году SEA LEGS совершил первый рейс, продемонстрировав отличную мореходность при высокой волне на скоростях до 27 узлов.

Самый быстрый в мире паром. Гибридное судно с передним подводным крылом Superfoil 40, построенное «Морским заводом Алмаз», имеет крейсерскую скорость более 100 км/ч.

Этот успех окрылил корабелов, и в американском флоте всерьез занялись опытными аппаратами на подводных крыльях. Таковы были Little Squirt, Hydrodynamic Test System (HTS), Foil Research Experimental Supercavitating Hydrofoil (FRESH-1). Несколько экспериментальных аппаратов построили фирмы Boeing и Grumman/Lockheed Shipbuilding — High Point (PCH-1), Flagstaff (PGH-1), Tucumcari (PGH-2) и Plainview (AGEH-1). Все аппараты — от Flagstaff водоизмещением 57 т до Plainview водоизмещением 320 т — ясно продемонстрировали возможности и потенциальные применения судов на подводных крыльях в военных операциях. В результате подразделение Boeing Marine Systems построило специально для ВМС США патрульное судно PHM (Patrol Hydrofoil Missile Ship). Согласно планам NATO предполагалось построить 26 таких кораблей, однако Германия и Италия отказались от участия в этом проекте, так что в строй с 1977 по 1982 год вступило всего шесть судов, названных по именам созвездий: PHM-1 PEGASUS («Пегас»), PHM-2 HERCULES («Геркулес»), PHM-3 TAURUS («Телец»), PHM-4 AQUILA («Орел»), PHM-5 ARIES («Овен») и PHM-6 GEMINI («Близнецы»).

Гибриды

Суда, в конструкции которых одновременно используются два или больше способов поддержания на воде (или над водой) в большинстве режимов, принято называть гибридными. Подводные крылья в них используются для формирования подъемной силы, дополняющей обычную плавучесть.
1. Суда на подводных крыльях с малой площадью ватерлинии. Это гибрид принципа подводных крыльев и разработок SWATH (суда с малой площадью по ватерлинии), которые велись в 1970—1980-х годах в Центре военных исследований надводного флота США. Судно состоит из двух корпусов: один полностью погруженный корпус с системой полностью заглубленных крыльев, а над ним еще один корпус, поддерживаемый полностью над водой за счет тонкой и длинной продольной стойки. На малой скорости плавучесть обеспечивается за счет водоизмещения нижнего корпуса, стойки и незначительного сегмента верхнего корпуса. С ростом скорости динамическая подъемная сила крыльев поднимает верхний корпус над водой, и площадь по ватерлинии (горизонтальное сечение тонкой стойки) становится крайне мала. В этом режиме нижний корпус и погруженная часть стойки обеспечивают 70% общей плавучести (за счет водоизмещения), а система крыльев дает остальные 30%. В 1990-х ВМС США профинансировал попытку построить демонстрационную модель под названием QUEST. Компания Maritime Applied Physics Corporation в Балтиморе спроектировала, построила, спустила на воду и успешно испытала это девятиметровое судно водоизмещением 12 тонн. QUEST имел ход в 35 узлов при почти двухметровом волнении. Совсем недавно компания Rodriquez разработала судно Aliswath, использующее похожий принцип. Сообщается, что это большое судно — это будет автомобильный и пассажирский паром — должно сойти на воду уже в 2007 году.
2. Катамаран на подводных крыльях. Основная часть работы над концепцией катамарана с поддержкой за счет подводных крыльев была выполнена усилиями доктора Хоппа, инженера-судостроителя из университета Стелленбош в Южной Африке. Этот гибрид представляет собой катамаран с полностью асимметричными корпусами, между которыми расположено подводное крыло. В английском языке подобные катамараны называются Hydrofoil Supported Catamaran, и обозначаются аббревиатурой HYSUCAT. Варианты этой концепции часто используются при строительстве пассажирских паромов (типа Foilcat).
3. Глиссирующие корпуса/интегрированные крылья. Эта конфигурация была предложена компанией Navatek — именно она разрабатывала и испытывала различные конфигурации глиссирующих корпусов с крыльями в разных комбинациях. С 1996 года проводились успешные демонстрации этого принципа на опытных судах Midfoil и Waverider. Используя компьютерные программы гидродинамических расчетов и привлекая специалистов из Калифорнийского университета в Лонг Бич, Navatek совершила новый шаг в разработке глиссирующих корпусов — интегрированное крыло (Blended Wing Body, BWB). Главное назначение BWB — повышение мореходных и скоростных качеств для уже имеющихся или проектируемых типов судов.
4. Суда с передним крылом. Корма такого судна как бы «волочится» по воде. Типичный пример такого подхода — катамаран Superfoil 40, построенный «Морским заводом Алмаз» по проекту Санкт-Петербургского филиала британской компании MTD (Marine Technology Development) по заказу эстонской компании Linda Lines Express. Это судно является самым быстрым пассажирским паромом в мире, оно способно развивать скорость в 55 узлов (более 100 км/ч), так что поездка по маршруту Таллинн- Хельсинки займет всего 50 минут.

Но вместо того чтобы модернизировать эти корабли, руководство американского флота в 1993 году решило их списать. Позже часть этих катеров распродали с молотка, а часть пустили на лом. С тех пор и по сей день на флоте США только и делают, что строят планы, занимаются «бумажными разработками» и перебирают проекты судов водоизмещением от 615 до 2400 т: Corvette Escort, DBH, PCM, Grumman HYD-2…

В течение 1990-х годов коммерческое направление развивалось своим путем, впитывая в себя новые конструктивные решения из Японии, Норвегии, Швеции, России, Италии и США. Одна из новых российских разработок — судно «Циклон» с крейсерской скоростью 42 узла (78 км/ч) — увеличенный двухпалубный вариант «Кометы», рассчитан на 250 пассажиров и оснащен электронной автоматической системой управления. Еще более новая российская конструкция — судно «Олимпия» — это вершина на пути развития больших судов, способных курсировать на маршрутах практически в открытом море.

Модель Jetfoil компании Boeing была запущена в производство в середине 1970-х и хорошо послужила во многих частях света. По тем временам это был верх совершенства для коммерческих аппаратов на подводных крыльях. В 1989 году Kawasaki приобрела у Boeing лицензию и наладила собственный выпуск модели Jetfoil. Многие аппараты из этой серии до сих пор служат в окрестностях Гонконга. Там же, в Японии, компания Mitsubishi сконструировала и построила несколько пассажирских судов на подводных крыльях, названных Rainbow.

В Швеции и Норвегии аппараты с катамаранным корпусом и крыльями, установленными на относительно коротких стойках, например Foilcat 2900 компании Westamarin, эксплуатировались на балтийских линиях.

В 1994 году итальянская компания Rodriquez выпустила Foilmaster — еще один пример тщательной компоновки толкающего винта с соответствующим профилем крыла для достижения максимальных характеристик, но с традиционной компоновкой кормовых винтов, приводимых в движение длинным наклонным валом.