Большие морские ракеты олимпии. История развития катеров на подводных крыльях

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).

Приподнявшись над поверхностью воды, эти суда проносятся мимо со скоростью курьерского поезда; вместе с тем они предоставляют своим пассажирам такой же комфорт, как на реактивном воздушном лайнере. С идеей лайнера такие суда связывают также прикрепленные к их днищу с помощью тонких стоек крылья, находящиеся под поверхностью воды. Таковы наиболее характерные особенности судов на подводных крыльях. В настоящее время суда этого типа с большой степенью безопасности и надежности перевозят миллионы пассажиров во всех концах света по морским заливам, озерам и рекам, а также в каботажном морском сообщении. Только в одном Советском Союзе - ведущей стране по судам этого класса - суда различных типов на подводных крыльях ежегодно перевозили на регулярных линиях более 20 млн. пассажиров. Суда на подводных крыльях получили новое развитие в последние годы XX-го века. И сегодня продолжаются споры о перспективах развития судов на подводных крыльях, причем эти дискуссии носят еще более жаркий характер, чем прежде, так как в технике наметились и другие пути повышения скорости морских судов. Сама идея создания судна на подводных крыльях возникла более 100 лет назад. Первый патент на судно на подводных крыльях был выдан еще в 1891 г. В 1905 г. небольшой катер на подводных крыльях развил необычно высокую по тем временам скорость - 70 км/ч. В период с 1927 по 1944 г., а затем в 50-е годы исследовательские работы по судам на подводных крыльях велись на верфи в Росслау. Там строились экспериментальные суда массой от 2,8 до 80 т на подводных крыльях. Созданная конструктором Шертелем в Росслау система подводных крыльев нашла применение во многих проектах судов, прежде всего на судах швейцарской фирмы «Супрамар» в г. Люцерне. Новый этап в развитии судов на подводных крыльях начался в 1935 г., когда советские ученые Келдыш и Лаврентьев предложили законченную теорию подводного крыла. Под руководством талантливого конструктора Алексеева развитие судов на подводных крыльях продолжалось так успешно, что Советский Союз в 50-х годах смог начать их серийное производство. Теперь серийная постройка судов на подводных крыльях осуществляется уже и на верфях США, Японии, Италии, Норвегии и других стран. В эксплуатации находятся уже многие сотни таких судов. Они плавают преимущественно по рекам и водохранилищам, а также вдоль побережий Черного и Балтийского морей. Сотни судов на подводных крыльях эксплуатируются и у берегов Скандинавии, в Средиземном и Карибском морях, у азиатского и австралийского побережий.

Судно может перевозить 100 пассажиров со скоростью 40 уз при высоте волн до 2-3 м. Длина судна составляет 31,4 м, ширина 5,6 м. На судне предусмотрена газотурбинная энергетическая установка мощностью 2570 л. с.

На советском судне «Комета», размещается 100 пассажиров. Это судно развивает скорость 35 уз при дальности плавания 500 км. Волны высотой до 1,5 м не являются помехой судну. На курортных линиях Черного моря плавает еще более крупное судно на подводных крыльях - 300-местный «Вихрь». Это 117-тонное судно на спокойной воде может развить скорость 43 уз. Совершенно новую, современную модификацию судна на подводных крыльях представляет собой советский «Тайфун». В исключительно комфортабельных условиях перевозит он 100 пассажиров со скоростью 40 уз при силе ветра до 5 баллов по шкале Бофорта. Электронная система управления держит судно все время в горизонтальном положении, независимо от морского волнения. Это, конечно, большое достижение, способствующее сохранению хорошего самочувствия пассажиров во время морского путешествия. Известен проект советского 70-узлевого судна «Дельфин», которое должно было быть самым быстрым в мире судном на подводных крыльях. Так же, как некоторые его предшественники, оно предполагает оснащение водометными движителями и газовой турбиной. Представляет интерес также американское судно на подводных крыльях «Джетфойл». Это предназначенное для 250 пассажиров 112-тонное судно с помощью водометных движителей развивает скорость 40 уз. Подводные крылья, управляемые с помощью электроники, позволяют, несмотря на волнение, сохранять стабильное положение корпуса. Если шторм усиливается, крылья поднимаются и судно на водоизмещающем режиме продолжает рейс с помощью вспомогательных движителей. При поднятых крыльях, в частности, выполняются маневры при входе в порт, швартовке и выходе из порта.

Американское судно на подводных крыльях типа «Джетфойл»

Это двухпалубное судно перевозит 250 пассажиров. Длина судна 27,4 м, ширина 9,5 м. Газотурбинная энергетическая установка мощностью 4850 кВт сообщает судну с помощью водометных движителей скорость 40 уз

В настоящее время самую большую массу из гражданских судов на подводных крыльях имеет 165-тонное судно типа РТ-150, построенное в Норвегии по лицензии швейцарской фирмы «Супрамар». На РТ-150 предусмотрены сидячие места на 150 пассажиров и автомобильная палуба для перевозки восьми легковых автомашин средних размеров. Дальность плавания этого работающего на паромной переправе судна составляет 250 миль, а эксплуатационная скорость - 36,5 уз, что намного больше, чем у любого парома обычного типа. Все построенные до сих пор или строящиеся ныне суда на подводных крыльях предназначены только для перевозки пассажиров или для курортных рейсов. При частом движении на линии не требуется пассажировместимость более 100-250 человек. Для перевозки грузов такие суда не годятся. Судно типа РТ-150, например, имеет чистую грузоподъемность не больше 23 т, что составляет менее 15% общей массы судна. К этому следует добавить, что дальность плавания упомянутого судна лежит в пределах всего 400-600 км, так как при большей дальности масса запасов топлива полностью «съест» полезную грузоподъемность. Судно на подводных крыльях РТ-150 имеет энергетическую установку мощностью около 5000 кВт. Легко подсчитать, что на каждую тонну массы судна приходится мощность 30,3 кВт, т. е. в 15-20 раз больше, чем у парома традиционного типа.

Автомобильно-пассажирский паром на подводных крыльях РТ-150

Остановится ли развитие судов на подводных крыльях на достигнутом уровне? На этот вопрос можно уверенно ответить: нет. Уже имеются боевые корабли на подводных крыльях массой 320 т со скоростью 70 уз. На чертежных досках конструкторов можно найти проекты кораблей массой 400-500 т. В Советском Союзе разрабатывалось 400-тонное судно на подводных крыльях со скоростью 47-52 уз. Из других многочисленных проектов стоит назвать 500-тонное судно на подводных крыльях, имеющее скорость 100 уз при мощности энергетической установки 44 тыс. кВт. Полезная нагрузка этого судна составляет 100 т. Длительное время считали, что пределом массы судна на подводных крыльях в силу физических закономерностей является 1000 т. Это связано с убеждением, что разрушительное действие кавитации на подводные крылья ограничивает скорость крылатых судов значением 65-70 уз. Для такой скорости было спроектировано 1000-тонное судно на подводных крыльях с мощностью энергетической установки 39 тыс. кВт и возможной полезной нагрузкой около 400 т. Такое судно позволяет уже думать о трансокеанских рейсах. Новые исследования показали техническую возможность постройки судна на подводных крыльях массой 2500-3000 т, которое могло бы перевозить через океан контейнеры, автомобили и другие ценные грузы со скоростью 150 уз. Высокие стойки поднимут корпус этого судна так высоко над поверхностью воды, что ему не будут страшны никакие волны. Разумеется, появления таких больших и очень быстроходных судов на подводных крыльях можно ожидать лишь в отдаленном будущем. По техническим и экономическим соображениям в ближайшие годы внимание в первую очередь будет сосредоточено на судах на подводных крыльях массой не больше 200 т.

Предполагаемый общий вид 1000-тонного пассажирского судна на подводных крыльях

Возможность увеличения размеров рассматриваемых судов очень сильно зависит от принятой схемы подводных крыльев. Это обусловлено следующими основными положениями. Принцип движения судна на подводных крыльях заключается в том, что находящиеся под его днищем и жестко связанные с судном профилированные крылья, установленные под некоторым углом, при поступательном движении судна создают динамические подъемные силы, которые при достаточно большой скорости поднимают корпус судна над поверхностью воды и поддерживают его в таком состоянии при движении. Это тот же принцип, что и у самолетов, с той разницей, что плотность воды примерно в 800 раз больше, чем плотность воздуха. Но поскольку подъемная сила крыла прямо пропорциональна плотности среды, необходимые динамические силы поддержания судна создаются при сравнительно малых площадях подводных крыльев. Помимо выполнения своего основного назначения - обеспечения необходимой подъемной силы, подводные крылья должны выполнять еще и другие функции. Все мореходные качества, которые у обычных водоизмещающих судов определяются формой корпуса, у судов на подводных крыльях обеспечиваются схемой подводных крыльев - типом их конструкции и положением по длине судна. К таким качествам относятся продольная и поперечная остойчивость, устойчивость на курсе и мореходность, ограниченная осадка (для речных судов) и т. д. Именно поэтому подводные крылья являются определяющим элементом конструкции рассматриваемых судов. Системы подводных крыльев могут быть классифицированы как по их расположению, так и по принципам обеспечения устойчивости движения судов и их остойчивости. По первому признаку можно выделить три основных схемы:

Обычное расположение, при котором площадь носовых подводных крыльев намного превышает площадь кормовых, вследствие чего носовые крылья несут основную нагрузку. Такая схема принята на всех судах фирмы «Супрамар»; (1)

Расположение типа саг naг d, при котором площадь кормовых подводных крыльев намного больше площади носовых. Такая схема применяется на некоторых американских военных кораблях на подводных крыльях; (2)

Тандем - расположение, при котором подъемные силы носовых и кормовых крыльевых систем примерно одинаковы. Такая схема принята для большинства советских судов на подводных крыльях. На некоторых больших судах ставят еще третье, промежуточное подводное крыло примерно посередине судна. (3)

По принципам обеспечения устойчивости движения и остойчивости известно большое число различных решений. Трапециевидные, V-образные и аркообразные подводные крылья, пересекающие поверхность воды, являются самостабилизирующимися (рис.1). Если судно, оснащенное такими крыльями, вследствие действия каких-то внешних сил, например ветра или волнения, проваливается глубже в воду или кренится на борт, то в данном месте в воду входит дополнительная площадь крыльев и возникает добавочная подъемная сила, которая восстанавливает положение. Хотя такие подводные крылья просты по конструкции, однако плавание на подобных судах не очень приятно для пассажиров, так как при плавании с большой скоростью на волнении изменения в величине подъемных сил связаны с периодическими толчками. Такие системы крыльев не годятся для больших судов. К крыльевым системам, пересекающим поверхность воды и также обладающим свойством самостабилизации, относятся системы типа «этажерка», или «лестница», где подводные крылья установлены в два и больше рядов по высоте, одно над другим (рис.2). При крене или дифференте в воду входят дополнительные крылья, находившиеся ранее над водой, что приводит к росту подъемной силы и к восстановлению положения судна. Такие системы, принятые для советских судов на подводных крыльях, очень просты по конструкции и допускают эксплуатацию крылатых судов с малой осадкой на реках. Сильное волнение, однако, противопоказано и для таких крыльевых систем. Весьма сомнительно, чтобы применение таких крыльевых систем давало какие-либо преимущества в смысле уменьшения осадки по сравнению с крыльевыми системами другого типа. Скорее наоборот. Кстати, на подавляющем большинстве советских судов на подводных крыльях применяются выпавшие почему-то из поля зрения авторов малопогруженные подводные крылья, подъемная сила которых регулируется автоматически, уменьшаясь при приближении к поверхности воды (подъемная сила увеличивается при отдалении крыла от поверхности).

Наиболее приспособлены для плавания на волне полностью погруженные крылья с изменяемым углом атаки (рис.3). Изменение угла атаки осуществляется с помощью автоматически действующих исполнительных механизмов по сигналам от механических или акустических датчиков уровня поверхности воды перед крылом. Благодаря этому подъемная сила крыльев автоматически регулируется, сохраняя почти неизменное значение. Корпус судна, оборудованного такой крыльевой системой, двигается без всяких толчков на почти постоянном удалении от гребней волн. При этом, однако, необходимо, чтобы подводные крылья при проходе подошвы (впадины) волны не оголялись, а стойки, крепящие подводные крылья к корпусу, были такой длины, чтобы гребни (вершины) волн не касались корпуса судна. Но, поскольку высота стоек должна находиться в определенном соотношении с длиной судна, максимальная высота волн, которые может преодолеть судно на подводных крыльях, зависит от размеров судна. Самые большие из современных судов на подводных крыльях могут эксплуатироваться при высоте волн не более 3-3,5 м. На более крупных перспективных судах будут устанавливаться только полностью погруженные подводные крылья с изменяемым углом атаки. Чем больше размеры судна, тем длиннее могут быть стойки и тем лучше будет его мореходность. При повышении скорости сверх определенного предела на подводные крылья начинает действовать кавитация. Давление на всасывающей (верхней) поверхности крыла падает до такой степени, что вода там закипает и образуются пузырьки пара. Затем эти пузырьки сносятся потоком в область более высокого давления, где разрушаются, нанося сильные повреждения верхней части подводного крыла. До сего времени еще не удалось создать подводных крыльев, пригодных для скоростей выше 70 уз.

Дальнейшее повышение скорости и связанное с этим увеличение размеров судов на подводных крыльях во многом зависят от того, удастся ли преодолеть вредные воздействия кавитации. Скорость и масса судна на подводных крыльях находятся в непосредственной взаимосвязи: увеличение гидродинамических сил поддержания, создаваемых подводными крыльями, целесообразно осуществлять за счет повышения скорости, а не увеличения площади крыльев, так как подъемная сила крыла пропорциональна квадрату скорости и только первой степени площади подводного крыла. Таким образом, с увеличением размеров судна на подводных крыльях должна повышаться и его скорость. Здесь возникает трудно разрешимая проблема главных двигателей. Мощность энергетической установки судна на подводных крыльях примерно пропорциональна произведению массы судна на его скорость. Для 100-тонного судна на подводных крыльях со скоростью 40 уз требуется примерно 2800 кВт. Для судна, в 10 раз более тяжелого, со скоростью 65 уз, потребуется уже от 45 до 60 тыс. кВт. У перспективного же 3000-тонного судна на подводных крыльях со скоростью около 150 уз мощность главных двигателей едва ли будет меньше 300 тыс. кВт. Итак, совершенно ясно, что прогнозы дальнейшего технического прогресса судов на подводных крыльях должны основываться только на достижениях в области создания крыльевых профилей нового типа и сверхмощных двигателей. В ближайшие 10-20 лет развитие судов на подводных крыльях охарактеризуется тем, что паромное сообщение и пассажирские перевозки на короткое расстояние во все большей степени будут осуществляться судами этого типа, массой 100-150 т, а в отдельных случаях до 400 т. В этом смысле не следует быть чрезмерно оптимистичными. В начале 60-х годов в США, например, делались прогнозы относительно создания 1000-тонных трансокеанских судов на подводных крыльях уже в наши годы. Однако мы все еще очень далеки от этого.

В конце 19 века начали проводится первые попытки в строении судов с подводными крыльями. Первая страна, которая решили развить скорость водных транспортов является Франция. Именно там, де Ламбер, конструктор российского происхождения предложил создать корабль с крыльями под водой. Он предположил, что при использовании подводных крыльев или винтов под судном будет создаваться некая воздушная подушка. За ее счет, сопротивление воды будет гораздо меньше и корабли, оснащённые подводными крыльями смогут развивать гораздо большую скорость. Но проект не был реализован, так как мощности паровых машин, попросту не хватало.

История развития катеров на подводных крыльях

В начале прошлого столетия, итальянский авиаконструктор Э. Форланини, все-таки смог реализовать идею Лабера о подводных крыльев. И произошло это благодаря появлению и использованию новых, мощных бензиновых двигателей. Многоярусные крылья и мотор мощностью 75 л. с. на бензине, сделали свое дело, судно смогло не только встать на крылья, но и достигло рекордной на тот момент скорости в 39 узлов.

Чуть позже, американский изобретатель усовершенствовал разработку, увеличив скорость корабля до рекордных 70 узлов. Позже, уже в 1930 году инженер из Германии, изобрел крылья более эргономичной формы, напоминающей латинскую букву V. Новая форм крыла позволяла кораблю удерживаться на воде, даже при сильных волнах, с развитием скорости вплоть до 40 узлов.

Россия тоже вошла в число стран, которые занимались подобными разработками и в 1957 году, известный советский кораблестроитель разработал серию крупных катеров под кодовыми названиями:

Ракета;
Метеор;
Комета.

Корабли пользовались большой популярностью на внешнем рынке, их закупали такие страны как США, Великобритания, а также страны ближнего востока. Широкое применение катера на подводных крыльях послужили в военных целях, для разведки территории и патрулирования морских границ.

Советские и Российские военные катера на подводных крыльях

У Военно-Морского , насчитывалось порядка 80 катеров с подводными крыльями. Различали следующие виды:

Малые противолодочные корабли. По технической составляющей катер состоял из двигателя с двумя турбинами, мощностью по 20 тыс. л. с., среднего бортового руля, подруливающей установки, размещавшееся в носовой части корабля и две поворотные колонки, располагающиеся на корме. Основными плюсами являлись большая скорость и радиостанция, работавшая на тысячи километров. Весил корабль 475 тонн и был 49 метров в длину и 10 метров в ширину. Скорость хода состояла 47 узлов, при автономности до 7 дней. Корабли имели на вооружении два или четыре трубных торпедных аппарата, боекомплект составлял 8 ракет.
Катера проекта 133 «Антарес». Любой катер из данной серии имел такие технические характеристики как водоизмещение равное 221 тонн, длину в 40 метров и ширину 8 метров. Максимально развивающаяся скорость составляла 60 узлов, при дальности хода 410 миль. Силовые установки состояли из двух газотурбинных двигателей серии М-70, мощностью 10 тыс. л. с. каждая. В состав вооружения входила 76-мм артиллерийский комплекс с боезапасом 152 снаряда и 30-мм зенитная установка с боезапасом также в 152 снаряда. Кроме этого на большей части судов имелись 6 глубинных бомб класса ББ-1 и гранатомёт МРГ-1 и один бомбосбрасыватель. Считалось большим преимуществом то что корабль был способен развить скорость до 40 узлов при пяти-бальном шторме.

В свое время все развитые страны сумели принять участие в строительстве катеров на подводных крыльях, однако советские суда считаются самыми лучшими. Во времена СССР было построены порядка 1300 штук кораблей на подводных крыльях. Основными недостатками судов считались, низкая экономичность топлива и невозможность подхода к необорудованному берегу.

В 1990 году был выведен из строя последний катер на подводных крыльях. За всю историю того корабля им управляло 4 капитана – В. М. Долгих и Э.В. Ванюхин -капитаны третьего ранга, В. Е. Кузьмичев и Н.А. Гончаров – капитан-лейтенант. В дальнейшем он был передан в ОФИ для разоружения и разделан на металл.

Знакомитесь судно на подводных крыльях - "Восход". Корабли на подводных крыльях это гордость Советского Союза. В их производстве и эксплуатации он был мировым лидером.

Уникальный корабль, практически космос)) Недаром в СССР он был засекречен, в свое время. В основном корабль ходил по реках, но при необходимости мог и в море выйти, в прибрежную зону.

Производился "Восход" с 1973 года на заводах "Красное Сормово" (Нижний Новгород. РСФСР) и "Море" (Феодосия, УССР).Двигатели высокобортный дизели с бомбардировщиков поступали с заводов "Барнаултрансмаш" и Ленинградского завода "Звезда". Всего выпущено более 150 кораблей.

Пассажировместимость свыше 70 чел. Максимальная скорость - 65 км\ч. Эксплуатационная скорость - 62 км\ч. Мощность двигателя 1000 л.с.

Но скорость на воде дается не просто. И скорости "Восходов" доступны только благодаря его формам, гибридизации самолета и корабля. На фото главная уникальность данных кораблей - подводное крыло. При разгоне корабля, крыло под днищем создает подъемную силу так же как и крыло самолета. Корабль поднимается над водой и парит над ней опираясь на крылья. Благодаря этому сила трения маленькая и корабль может развивать высокую скорость.

За год суда на подводных крыльях в СССР перевозили свыше 20 млн.чел.

В 1970-е в Киеве было в эксплуатации более 40 судов данного типа.

Помимо "Восхода" в СССР еще выпускались... его предшественники и аналоги.

"Ракета" Год выпуска 1957-1977. Произведено около 400 штук. Скорость 70км\ч. Мощность 900-1000 л.с.

"Метеор" Год выпуска 1961-1991. Произведено более 400 штук. Скорость 65км\ч. Мощность 1800-2200 л.с.

"Комета" Год выпуска 1964-1992. Произведено более 130 штук. Скорость 60км\ч. Мощность 2200 л.с.

"Полесье" Год выпуска 1983-1996. Произведено 115 штук. Скорость 75км\ч. Мощность 1100 л.с. Способен ходить по речкам глубиной в метр.

Флагман советских судов на подводных крыльях - "Циклон" - морская двухпалубная машина.

Газотурбинный двигатель мощностью - 6 000 л.с. Пассажировместимость - 250 чел. Скорость - 70 км\ч.

СССР помимо эксплуатации этих судов у себя поставлял их еще и на внешние рынки в такие страны как: США, Великобритания, Германия, Италия, Греция, Канада, Австрия, Финляндия, Китай, Польша, Венгрия, Румыния, Югославия, Вьетнам, Таиланд.

Кроме вышеуказанных кораблей еще выпускались мелкосерийные и эксперимента льные - Вихрь, Спутник, Буревестник, Беларусь, Колхида, Катран, Олимпия, Чайка, Тайфун и другие.

Как "Восходы" и компания жизни спасали...

Два "Восхода" зараженные радиацией на кладбище в Припяти. Они участвовали в эвакуации жителей после аварии...

В 1992 году во время войны Грузии с Абхазией военный вертолет обстрелял в открытом море "Комету". Одна из ракет попала ниже ватерлинии. Экипаж корабля не растерявшись врубил на полную моторы. "Комета" набрала скорость встала на крылья и с пробоиной в борту, которая теперь оказалась выше уровня воды, доставила в безопасности 70 своих пассажиров к берегу.

Благодаря своей скорости суда на подводных крыльях не раз выходили спасать экипажи и пассажиров тонущих кораблей. Не одна сотня людей спасена ими.

В СССР все гражданские суда на подводных крыльях являлись стратегическими объектами. В случае военных действий они должны были стать высокоскоростными госпиталями, вывозящими раненых с линии фронта.

Куда же делись "Восходы" и их аналоги? Почему они пропали?

Эксплуатация судов на подводных крыльях удовольствие дорогое, слишком уж сложное и дорогостоящее это устройство для такой великой страны как украина - решила сама великая украина - и в 90х Укрречфлот распродал по дешевке практически весь речной флот, а это около 100 судов, на подводных крыльях доставшийся от "клятого Совка"...

Куда распродал? За границу.

"Восход"ы в киевском порту перед отправкой за кордон.

«Метеор-193» был построен на Зеленодольском заводе им. А.М. Горького в 1984 году. Экспортный вариант, построенный для продажи в Бразилию. Был оснащён чехословакими авиационными креслами. Проработал в Казани до 1997 года, принадлежал Волжскому объединённому речному пароходству, а позднее - компании «Татфлот», и в 2004 году был установлен в качестве памятника перед Казанским речным техникумом имени Михаила Девятаева в честь столетия этого учебного заведения.

Адрес и координаты объекта: Казань, ул. Несмелова, 7, Казанский речной техникум (ныне - Казанский филиал ФГБОУ ВО «Волжский государственный университет водного транспорта»). Памятник на Викимапии .

Фотографии памятника датированы августом 2011 года.

Вид с носа:

Вид на носовой салон:

Корма:

Носовое крыльевое устройство:

Кормовое крыльевое устройство:

Ходовая рубка:

История создания

Судно на подводных крыльях «Метеор» - второй крылатый пассажирский теплоход, разработанный конструктором Ростиславом Алексеевым в 1959 году. История создания этих судов берёт своё начало в начале 1940-х, когда ещё студентом Алексеев заинтересовался темой и защитил дипломный проект на тему «Глиссер на подводных крыльях». В те годы конструкция не привлекла внимание высшего руководства военно-морского флота, но заинтересовала главного конструктора завода «Красное Сормово», на котором во время войны Алексеев работал мастером-испытателем танков. Алексееву выделили небольшое помещение, обозначив его как «гидролаборатория», и разрешили три часа в день посвящать любимой теме. Начались разработка и испытания моделей катеров на подводных крыльях, поиски оптимальной конструкции. В 1945 году на катере А-5 собственной конструкции Алексеев своим ходом дошёл до Москвы, чем, наконец, привлёк внимание военных и получил задание на оснащение подводными крыльями торпедного катера 123К, которое с успехом выполнил (отработав очередную модернизацию своего ноу-хау на катере А-7 и попутно ознакомившись с конструкцией трофейного немецкого СПК TS-6) и получил за него в 1951 году Сталинскую премию.

Ростислав Алексеев:

Параллельно этому конструктор разработал проект первого речного пассажирского судна на подводных крыльях «Ракета». Но с воплощением проекта в жизнь всё оказалось не так просто: инженеру пришлось годами обивать пороги министерств, бороться с чиновничьими инертностью, консерватизмом, скепсисом, выбивать финансирование... Реальная работа над «Ракетой» началась только зимой 1956 года, а спущен на воду теплоход был в 1957 году. С большим успехом прошла его демонстрация на Всемирном фестивале молодежи и студентов, затем в течение года шла опытная эксплуатация «Ракеты» на линии Горький–Казань, а с 1959 года судно пошло в серию. Свершилась революция в перевозках пассажиров по реке: крылатый теплоход был почти впятеро быстрее обычного водоизмещающего.

Первая «Ракета» на Волге, 1958 г. (фото из коллекции Денверского Университета):

Вслед за успешной «Ракетой» появился «Метеор» - судно крупнее, вдвое вместительнее и быстрее первенца, да ещё и способное справиться с большей по высоте волной. Оно брало на борт до 120 пассажиров и могло развить скорость до 100 км/ч (реальная эксплуатационная скорость была всё-таки ниже - 60–70 км/ч). Первый «Метеор» осенью 1959 года сходил в испытательный рейс из Горького в Феодосию, а в 1960 году был представлен в Москве руководству страны и общественности в качестве экспоната выставки речного флота.

Эскизы Р. Алексеева (из книги «От замысла к воплощению»):

Головное судно серии (фото из архива Е.К. Сидорова):

Два фрагмента советской кинохроники тех времён, в которых речь идёт о новом диковинном судне:

С 1961 года «Метеор» пошёл в серию. «Метеор-2» был спущен на воду в сентябре 1961 года, а 7 мая 1962 года, в канун Дня Победы, ведомый легендарным летчиком, Героем Советского Союза Михаилом Петровичем Девятаевым, покинул акваторию Зеленодольского судостроительного завода им. А.М. Горького, где строили эти суда. Приписан он был к Казанскому речному порту. Следующий «Метеор» ушёл в Москву, следующие - в Ленинград, Волгоград, Ростов-на-Дону… За несколько лет суда серии распространились по рекам и водохранилищам всего Советского Союза.

«Метеор-47» на канале им. Москвы (фото из проспекта «Канал имени Москвы»):

«Метеор-59» на Волге (фото из архива В.И. Полякова).

Сухогруз «Партизанская слава» доставляет «Метеор-103» в Комсомольк-на-Амуре с Чёрного моря (фото из журнала «Морской флот»:

Всего с 1961 по 1991 год было построено почти 400 судов, и распространились они не только по всему СССР, но и по миру: «Метеоры» работали в Югославии, Польше, Болгарии, Венгрии, Чехословакии, Нидерландах, Германии.

С приходом экономики Союза в упадок и наступлением эры рынка скоростные перевозки пассажиров по рекам стали массово сокращаться и закрываться: нерентабельно. Государственные субсидии сошли на нет, топливо, масло, запчасти стали дорогими, да и пассажиропоток оскудел: многие пассажиры обзавелись личным транспортом, опустели деревни, которые крылатые теплоходы связывали с городами, появились конкуренция со стороны автобусных маршрутов. В итоге за несколько лет многие суда на подводных крыльях порезали на металлолом. Некоторым советским «Метеорам» повезло больше, они не попали «под нож», а были проданы за рубеж, и теперь трудятся в Китае, Вьетнаме, Греции, Румынии.

Греческий «Falcon I»Греция - бывший украинский «Метеор-19»:

Вьетнамский «Greenlines 9», бывший украинский «Метеор-27»:

«Chang Xiang 1», Китай:

«Метеор-43» уехал в Румынию и переимновался в «Amiral-1»:

В России же сейчас работает лишь несколько десятков «Метеоров»: основная часть - на туристических маршрутах в Санкт-Петербурге и Карелии, несколько штук ещё возят пассажиров по Волге (в Казани, Ярославле и Рыбинске), десятка c полтора в сумме наберётся на северных реках.

«Метеор-282» на Оби (фото Анатолия К):

Ярославский «Метеор-159» прибывает в Тутаев (фото Дмитрия Макарова):

Казанский «Метеор-249» (фото Meteor216):

«Метеор-188» на Лене (фото Владимира Куницына):

«Метеор-242» в Кижских шхерах (фото Дмитрия Макарова):

«Метеор-189» на Малой Неве (фото Seven_balls):

Серийный выпуск «Метеоров» прекратился в 1991 году, но со стапелей Зеленодольского судостроительного завода сошло ещё несколько теплоходов. В частности, в 2001 и 2006 году были построены два «Метеора» для ОАО «Северречфлот» . Кроме того, в нижегородском конструкторском бюро по судам на подводных крыльях имени Ростислава Алексеева была разработана модификация «Метеор-2000» с немецкими двигателями Deutz и кондиционерами, и несколько таких судов было продано в Китай. К 2007 году линия по производству «Метеоров» была окончательно демонтирована, а им на смену пришли глиссирующие суда проекта проекта А145.

Китайский «Chang Jiang 1» проекта «Метеор-2000»:

А вот судьба красноярского «Метеора-235» сложилась необычно: с 1994 по 2005 годы он отслужил в Енисейском речном пароходстве, после чего был продан, а ещё через несколько лет, снова сменив хозяев, был модернизирован на Красноярском судоремонтном заводе по проекту 342Э/310, превратился в яхту-люкс и был перекрещён в «Верный»; по слухам, это был личный «Метеор» губернатора Красноярского края. Его легко узнать по футуристичному облику и сомнительной эстетической ценности внутренней отделке с обилием шкур «под леопарда».

Конструкция и технические характеристики

«Метеор-193» - судно проекта 342Э, разработанного ЦКБ по СПК (главный конструктор - Ростислав Алексеев) в 1959 году и выпущенное Зеленодольским судостроительным заводом им. А.М. Горького. Тип -двухвинтовой пассажирский теплоход на подводных крыльях. Длина корпуса - 34,6 метра, ширина (по размаху конструкции подводных крыльев) - 9,5 метра. Осадка на плаву - 2,35 метра, при ходе на крыльях - около 1,2 метра. Водоизмещение с полным грузом - 53,4 тонны. Эксплуатационная скорость - 65 км/ч (рекорд - 108 км/ч). Дальность плавания (без пополнения запасов топлива) - 600 км.

У «Метеора» - три пассажирских салона: в носовой, средней и кормовой частях судна. Общая пассажировместимость - 124 человека.

Носовой салон (фото Дмитрия Щукина):

Средний салон (фото Владимира Буракшаева):

Между средним и кормовым салоном есть небольшая полутокрытая (прогулочная) палуба.

Прогулочная палуба (фото Владимира Буракшаева):

Посты управления судном расположены в ходовой рубке, утопленной в полунадстройку в носовой части теплохода.

Ходовая рубка (фото Алексея Петрова):

В качестве главных двигателей установлены два V-образных 12-цилиндровых турбодизеля типа М-400 (версия авиационного дизеля М-40, конвертированная в судовой) мощностью по 1000 л.с. каждый. Они вращают два пятилопастных гребных винта диаметром 710 мм, которые и приводят теплоход в движение.

Машинное отделение (фото Алексея Петрова):

Под корпусом «Метеора» расположено крыльевое устройство - носовое и кормовое несущие крылья и два гидропланирующих подкрылка, закрепленных на стойках носового крыла. Подкрылки помогают судну при «выходе на крыло», а на ходу не дают ему вернуться в водоизмещающий режим, скользя по поверхности воды.

Принцип их действия крыльев «Метеора» - такой же, что и у крыла самолёта: подъемная сила возникает за счёт возникновения избыточного давления под профилем крыла и зоны разрежённости выше его. С ростом скорости разница давлений «выталкивает» судно вверх, корпус переходит из водоизмещающего положения в надводное, отчего существенно уменьшается площадь контакта с водой и её сопротивление, что позволяет развивать большую скорость.

В крыльевом устройстве «Метеора» используется эффект малопогруженного подводного крыла, известный также, как «эффект Алексеева». Алексеев в результате своих исследований получил такие гидродинамические характеристики подводного крыла, при которых оно, поднимаясь к поверхности воды, постепенно теряет подъемную силу из-за подтормаживания частиц жидкости в зоне, близкой к границе сред. Благодаря тому, что на определённой глубине подъёмная сила крыла приближается к нулю, оно не выскакивает из воды.