Смирнов Г.В. - Рожденные вихрем (1107599), страница 33
Текст из файла (страница 33)
Тогда же А. К. Мартынов провел экспериментальное исследование так называемых щитков — пластин, помещавшихся на нижней задней поверхности крыла и отнлонявшяхся вниз для увеличения его максимальной подъемной силы. В отличие от закрылков щиток образовывал за собой заполненную вихрями пазуху, в которой возникало разряжение. Соединяя пазуху отверстиями или щелямн с верхней стороной крыла, можно было отсасывать заторможенный пограничный слой, прижимать его к поверхности кормовой части крыла, не давать ему отрываться и тем самым увеличивать подъемную силу крыла.
Так, кроме классических элеронов, для создания кренов на крыльях самолетов появляется целый комплекс устройств для регулирования их подъемной силы и лобового сопротивления: щитки, закрылки, носки и предкрылки для получения высокой подъемной силы при пониженных скоростях полета; воздушные тормоза (они отклоняются от крыла и становятся поперек потока, резко увеличивая сопротивление и гася скорость самолета); концевые шайбы и аэродинамические ребра для снижения индуктивного сопротивления и др.
В результа- Рис. 61 Мехавязапия крыла. Вверху — обтекаике крыла потояом воздуха. Образоваиие вихрей иа малых углах атака (а); обрааоваиие вихрей п срыв потока иа болыпих углах атаки (б); предотвращеиие отрыва потока па большпк углах атаки с помощью предкрылка (а) . Закрылки: простой (1), щелевой (2), подвеской (а), выдвщкиой (4); двойной выдвимвой (б).
Шатки: простой (1), со скользящим шарииром (2). Внизу — работа крыла с щитками те крыло современного самолета превратилось в настоящую машину для создания подъемной силы н регулирования ее в широком диапазоне скоростей полета. Не меньшего объема работ потребовало и исследование хвостового оперения, шасси, моторных гондол, систем воздушного и водяного охлаждения. И без накопления всей этой разнообразной и обширной информации 166 была бы немыслимо создание современной авиации, бы- ла бы немыслима та революция, которую совершил при- ход в авиацию реактивных двигателей...
Снова ветер По странной иронии судьбы парусный флот агонизировал в начале ХХ века, как раз в то время, когда в аэромеханнческнх лабораториях мира разворачивались исследования, способные возродить ветроходы. Тогда нужды авиации и флота стимулировалн интенсивные работы в области гидро- и аэромеханики,и в этой спешке никто как-то не задумался всерьез о возможности возрождения парусного флота на новой основе. Никто, кроме голландского инженера А.
Флеттнера. Сейчас трудно с уверенностью сказать, что заставило этого талантливого изобретателя с таким упорством биться над разработкой ветровых движителей, представлявшихся в то время совершенно бесперспективными.' Некоторые даже склонны считать, что Флеттнеру просто была невыносима мысль об отказе от ветра как источника движущей силы для кораблей. Однако труды Флеттнера говорят о другом: он, как никто другой, понимал выгодность, удобство н перспективность ветра для флота. Появившись в 1922 году в лаборатории Л.
Прандтля в Геттингене, он проанализировал десятки предложений, сделанных до него. Он сам испытал лодку с металлическим вертикальным крылом вместо паруса, прежде чем остановился на эффекте Магнуса. Запатентованное в 1923 году судно Флеттнера было, по сути дела, не чем иным, как увеличенной в сотни раз тележкой, с которой в середине Х1Х столетия экспериментировал берлинский профессор. Спустя три года появилось необычное судно: на шхуне «Букау» Флеттнер установил два вертикальных ротора вместо мачт. Высота каждого ротора 13 м, диаметр 3 м.
Два электродвигателя вращали эти барабаны со скоростью 750 об/мин. Когда ветер набегал на вращающийся цилиндр, на нем возникала магнусова сила„ которая и двигала корабль. При площади сечения роторов в десять раз меньшей, чем поверхность парусов, «Букау» развивала скорость 8 — 10 узлов (15 — 18 км/ч). Первые опыты, казалось, подтвердили мнение Флеттнера: переименованная в «Баден-Баден», «Букау» со- вершила несколько плаваний вокруг Европы, а в 1926 году пересекла Атлантику. Этот успех привел к постройке нескольких роторных яхт и более крупного судна «Барбара» водоизмещением 2077 т. На нем было трн ротора, и оно в течение нескольких лет плавало из Гамбурга в Средиземное море.
На постепенно энтузиазм, вызванный появлением роторных судов, стал затихать. Эксплуатация вскрыла их неустранимые недостатки. Для вращения роторов были нужны механические двигатели и запасы топлива, поэтому роторные суда ие имели неограниченной дальности плавания, как обычные парусники. А поскольку главной движущей силой для них был ветер, онн не могли ходить точно по расписанию, как пароходы.
В 30-е годы, когда разразился кризис, флеттиеровские корабли пошли на слом. Однако мысль о ветроходах ие умерла: в 1960 году начали появляться проекты парусников, сулящих экономию 'не столько на топливе, сколько на количестве членов экипажа. В самом деле, одним из недостатков старого парусного флота было то, что для управления парусами требовалась многочисленная и хорошо обученная команда. Поэтому некоторые изобретатели направили свои усилия на разработку устройств, с помощью когорых капитан мог бы управлять судном сам, не спускаясь с мостика. То были раздвижные нли вытягивающиеся паруса на поворотных мачтах, которые могли быть поставлены за 20 — 30 с.
Энергетический кризис, увеличивший цены на нефть, и ужесточение требований к системам очистки, связанных с зашитой окружающей среды, в 1970-х годах дали новый импульс в создании современных парусников. В этом направлении сейчас ведутся работы в Николаевском кораблестроительном институте (СССР), в Институте корабельной архитектуры Гамбургского университета (ФРГ), в Университете Ньюкасла иа Тайне (Англия) и др. Здесь разработали проекты крупных судов грузоподъемностью в несколько десятков тысяч тонн, которым аэродинамическая сила, создаваемая ветром на парусах, способна сообщать скорость до !5 — 16 узлов. Но возможности паруса в этих проектах не раскрываются до конца.
В отличие от всех остальных движителей парус феноменально универсален. Увеличивая количество парусов и меняя их расположение, можно получать как большую Шт тягу прн малой скорости, так и малую тягу при большой скорости. Но удивительнее всего то, что, когда ветер дует перпендикулярно или иод острым углом к курсу судна, парус создает небольшую тягу даже при скоростях движения, превышающих скорость самого ветра! И здесь скрыта не просто теоретическая возможность. Давно известно, например, что буера, сопротивление которых ничтожно и почти не зависит от скорости движения, мчатся иногда в полтора-два раза быстрее ветра. Вот почему центральный вопрос в современном «ветроходстве» не только н не столько сами движители', сколько снижение гидродинамического сопротивления корпуса корабля... В начале 1950-х годов английскому инженеру Х. Баркла парусник ХХ века представлялся в виде сплющенного фюзеляжа крыловидного профиля, покоящегося на трех глисснрующих корпусах.
Эти разнесенные на большое расстояние корпуса создают судну огромную остойчивость. Над палубой возвышается поворотная колонна с четырьмя крыльями и килем. Поверхность крыльев около 40 кв. м. Общий вес парусника 750 — 1000 кг. В отличие от парусов крыльями легче управлять и у них гораздо меньшее сопротивление. Благодаря этому прн ветре 25 узлов тримаран Баркла теоретически должен мчаться 37-узловым ходом, а при 30-узловом ветре скорость судна должна стать фантастической — 56 узлов! В конце 1960-х годов эта идея была более обстоятельно проработана англичанами Дж.
Уокером и Х. Мюрреем, создавшим проект 16,5-метрового тримарана «Плэйнсэйл», который должен приводиться в движение неким подобием коробчатого змея. Этот «змей» устанавливается над корпусбм и состоит из трех вертикальных крыльев и киля. Исследования в аэродинамической трубе показали, что в такой решетчатой конструкции крылья работают эффективнее, чем стоящие в одиночку: подъемная сила иа 10«ч больше, а сопротивленне иа 30% меньше. Появилось немало и других проектов, в основе которых лежит одно существенное требование: резкое снижение сопротивления корпуса...
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
