Foil (hydrofoil) краткая история подводного крыла

Foil (hydrofoil) краткая история подводного крыла

Foil (hydrofoil) краткая история подводного крыла

Материал опубликован: 24.12.2020


Прототипы

Первое упоминание о подводных крыльях на судне в британском патенте, выданном в 1869 году парижанину Эммануэлю Дени Фарко.

Первое воплощение проектирования в жизнь было осуществлено пионером глиссеростроения S.d'Alembert (Ш. Д'Аламбер) в 1891 г.

Он получил  во Франции патент, а в 1897  г. построил катер на подводных крыльях, гребной винт которого вращал небольшой паровой двигатель.

Испытания разочаровали изобретателя: корпус катера лишь частично и не на долго поднимался над водой. Крылья теряли подъемную силу и катер стремительно опускался в воду.

Первое успешное испытание состоялось в 1905 г.
Пионер авиации, судовой инженер итальянец Enrico Forlanini (Э. Форланини) начал работу над подводными крыльями в 1898 году и использовал "лестничную" систему крыльев. 

Крыльевая система судна представляла собой несколько побортно укрепленных больших пластин и напоминала этажерки.

Он получил патенты на свое изобретение в Великобритании и Соединенных Штатах Америки. 
Гидрофоил Enrico Forlanini

В 1904 году в прессе была описана лодка на подводных крыльях, испытываемая на реке Сене "в окрестностях Парижа".

Эта лодка была спроектирована графом де Ламбером, нашим соотечественником. Он подал заявку на патент в 1891 году.
На корпусе под водой было установлено 5 плавников переменного шага, наклоненных так, что при движении лодка начинает двигаться и подниматься как самолет.  

Лодка имела два корпуса длиной 18 футов, соединенных одной палубой шириной 9 футов и была оснащена мотором "Де Дион-Бутон" мощностью 14 л. с. Но из-за примитивной конструкции, судно лишь немного поднималось над водой. Не хватало знаний и опыта в разных областях.

В марте 1906 года в статье американского пионера подводных крыльев Уильяма Э. Мичема "Scientific American" объяснялся основной принцип работы подводных крыльев.

Александр Грэхем Белл вместе со своим главным инженером Кейси Болдуином начал эксперименты на подводных крыльях летом 1908 года.

Болдуин изучил работы итальянского изобретателя Энрико Форланини и начал испытывать модели, основанные на этих конструкциях, что привело к разработке лодок на подводных крыльях.

Во время кругосветного путешествия инженеров в 1910-1911 годах, они встретились с Форланини в Италии, где они катались на его лодке на подводных крыльях над озером Маджоре. Болдуин описал его плавным, как полет на самолете.

Вернувшись в лабораторию, они экспериментировали с несколькими конструкциями, кульминацией которых стал HD-4 Белла. 

С помощью двигателей Renault была достигнута максимальная скорость 87 км/ч (47 КН; 54 мили в час), которая быстро разгонялась, без труда принимала волны, хорошо управлялась и демонстрировала хорошую устойчивость.

Доклад Белла ВМС США позволил ему получить два двигателя мощностью 260 кВт (350 л. с.).
9 сентября 1919 года HD-4 установил мировой морской рекорд скорости 114 км /ч (62 КН; 71 миль в час).

Несмотря на то что в первой четверти XX в. было построено несколько суден на подводных крыльях, они не получили распространения из-за ничтожно малой грузоподъемности, невысокой мореходности и недостаточной надежности.

Сдерживали развитие судов этого типа пробелы в знаниях, в теории и уровне двигателестроения.

Пробелы были существенно заполнены еще в 30-х годах исследованиями советских и немецких ученых:
 М. В. Келдыша, М. А. Лаврентьева, Н. Е. Кочина, G. Shertel(Г. Шертеля),О.Titens(О.Титьенса) и G. Sakenberg(Г. Сакенберга).

Тормозило неминуемый прогресс отсутствие мощных и легких двигателей.

Осенью 1941 г. студент Горьковского политехнического института Ростислав Алексеев защищал дипломный проект на тему «Морской теплоход на подводных крыльях».

Государственная экзаменационная комиссия признала работу соответствующей уровню кандидатской диссертации.
Но шла война. Молодой инженер работал на заводе и лишь урывками занимался теорией проектирования.

В 1943 г. на заводе «Красное Сормово» им. А. А. Жданова в г. Горьком был построен первый советский катер на подводных крыльях.

В 1949 г. там же был разработан проект теплохода на подводных крыльях, а с 1957 г. начата серийная постройка СПК. В 1962 г. главный конструктор Р. Е. Алексеев стал доктором технических наук.

Вклад молодого ученого был высоко оценен: ему и группе конструкторов, среди которых были Б. А. Зобнин, А. И. Маскалик, И. М. Шапкин и другие, была присуждена Ленинская премия. 

Первое судно на подводных крыльях "Ракета".

В начале 1950-х годов в Англии супружеская пара построила "Белый Ястреб", водное судно на подводных крыльях с реактивным двигателем, в попытке побить абсолютный рекорд скорости на воде.

В ходе испытаний "Белый Ястреб" едва ли смог превзойти рекордную скорость HD-4 1919 года.

Конструкторы столкнулись с инженерным явлением, которое ограничивает максимальную скорость даже современных подводных крыльев: кавитация нарушает подъемную силу, создаваемую фоилами, если они движутся по воде со скоростью выше 60 КН (110 км/ч; 69 миль в час), изгибая подъемное крыло.

В послевоенные годы значительное внимание уделялось боевым катерам разных типов. Подводные крылья открывали для них реальную возможность существенного увеличения скорости.

С 1959 по 1963 год дизайнеры работали над проектированием и участвовали в строительстве эталонных судов на подводных крыльях первого поколения:
«Метеор», «Комета», «Спутник», «Вихрь», «Чайка», «Беларусь», газотурбохода «Буревестник» и ряда модификаций катера «Волга».

В 60-х годах в Германии, США и Канаде были построены экспериментальные и опытные КПК, на которых исследовались не только конструктивные решения, но и оперативно-тактические возможности.

С середины 60-х годов боевые и прогулочные катера на подводных крыльях выпускают серийно.
Подводные крылья стали прикручивать к парусным судам, яхтам, катерам.

Естественно,  дело дошло и до активных видов отдыха на воде: камаранов, педальных лодок (Flyak), водных лыж и велосипедов.

Применение подводного крыла
Спустя сто лет мы имеем возможность купить легкий (2 кг) карбоновый фоил и оценить силу человеческой изобретательности!

Как подводные крылья стали использовать в серфинге и САП серфинге, читайте тут.

Автор: Настя Цейслер

Товары по теме

Другие Статьи по теме

Обучающий курс по подготовке SUP-инструкторов от RSUPA

Обучающий курс по подготовке SUP инструкторов.

Подробнее

Надувной сап: Надуваем и сдуваем доску правильно

Покупая надувной сап, важно не только уметь с ним управляться на воде, но также правильно ухаживать, надувать и сдувать, хранить и транспортировать. Скорее всего многие уже придумали собственные ритуалы для этих действий, но мы предлагаем новичкам несколько полезных советов того, как продлить своему надувастику с помощью правильного с ним обращения.

Подробнее