Реферат Речной флот СССР в 60-80е годы ХХ века
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Министерство образования Республики Беларусь
Гомельский государственный университет имени Ф. Скорины
Исторический факультет
Кафедра восточных славян и специальных исторических дисциплин.
Курсовая работа.
Выполнил:
студент гр. И-42 ___________________ Костюк Ю.А.
Научный руководитель:
Старший преподаватель _____________ Бышик В.И.
Гомель 2004.
Реферат.
Курсовая работа состоит из страниц. Для написания моей курсовой работы я использовал наименований литературы и источников.
Ключевыми словами являются: речной транспорт, речной флот, корабль, судно, водный путь, канал, порт, груз, причал, грузоподъемность, СССР, река, баржа.
Объектом исследования моей курсовой работы является речной транспорт СССР в период с начала 60-х до конца 80-х годов. Метод исследования - сравнительно-исторический.
Целью моей курсовой работы является изучение технического и экономического развития речного транспорта в СССР в указанный период времени, а также участие Украинского речного транспорта в ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС.
По истории речного транспорта существует много работ как исторических, так и работ, раскрывающих техническую сторону речного транспорта. Но ни одна из тех работ, которыми я пользовался в процессе написания курсовой работы, не охватывает полностью рассматриваемый мной период времени. Только совокупное использование этих работ позволило мне рассмотреть данный период времени в истории развития речного транспорта СССР.
Содержание.
Стр.
Введение 4
Глава 1. Историография. 6
Глава 2. Речные перевозки. 9
Глава 3. Основные типы судов речного флота. 11
Глава 4. Участие речного флота в ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС. 18
Заключение. 23
Список источников и литературы. 26
Введение.
Речной транспорт - важное звено единой транспортной системы СССР.
Транспорт как отрасль материального производства играет очень важную роль в экономической жизни страны[1,стр.70].
Несмотря на сезонность работы, речной флот имеет ряд преимуществ по сравнению с другими видами транспорта. Речной транспорт высокоэкономичен при перевозках массовых грузов в связи с большой грузоподъемностью его подвижного состава. Так, теплоход типа «Волго-Дон» мощностью 1800 л. с. перевозит 5 тыс. т. грузов. Для перевозки такого количества грузов по железной дороге нужны четыре железнодорожных состава и четыре локомотива мощностью 1500 л. с. каждый[2,стр.15].
Очень показательна эффективность использования тяговых средств речного транспорта по сравнению с железнодорожным. Например, производительность 1 л. с. в тонно-километрах на Волге выше, чем на параллельной ей Куйбышевской железной дороге, при перевозках сухогрузов примерно в 10 раз, нефтегрузов — в 24 раза[3,стр.20].
Один из важнейших показателей качества работы транспорта — скорость доставки грузов. До 60-х годов на речном транспорте она была значительно ниже, чем на железнодорожном. После 60-х новые грузовые теплоходы обеспечивают такие же скорости доставки, как железнодорожные составы. При определении преимуществ отдельных видов транспорта наряду с сокращением сроков доставки грузов большое значение имеет себестоимость перевозок. Средняя себестоимость перевозок грузов, например, по Волге в 2—2,5 раза ниже, чем по железным дорогам, идущим параллельно водным путям. Стоимость доставки грузов в смешанном железно-дорожно-водном сообщении также ниже, чем в прямом железнодорожном [3, стр. 23-24]
Себестоимость путейских работ на реках также ниже: на 1 км пути требуется в 3,5—4,5,раза меньше капиталовложений, чем на железных дорогах, и примерно в 6 раз меньше, чем на автомобильных [1, стр. 71].
Советский Союз располагал самой широкой в мире сетью внутренних водных путей около 150 тыс. рек общей протяженностью примерно 3 млн. км., из них для судоходства может быть использовано более 500 тыс. км. [2, стр. 17].
Объектом исследования моей курсовой работы является речной транспорт СССР в период с начала 60-х до конца 80-х годов. Метод исследования - сравнительно-исторический.
Целью моей курсовой работы является изучение технического и экономического развития речного транспорта в СССР в указанный период времени, а также участие Украинского речного транспорта в ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС с помощью литературы и источников, которые мне были доступны.
По истории речного транспорта существует много работ как исторических, так и работ, раскрывающих техническую сторону речного транспорта. Но ни одна из тех работ, которыми я пользовался в процессе написания курсовой работы, не охватывает полностью рассматриваемый мной период времени. Только совокупное использование этих работ позволило мне рассмотреть данный период времени в истории развития речного транспорта СССР.
1. Историография.
Для написания свой курсовой работы я в основном использовал литературу.
В “Большой Советской энциклопедии” [1] я взял материал для введения – это информация о том, какое место занимает речной транспорт в транспортной системе СССР, а также сведения насколько этот вид транспорта выгодней других видов транспорта.
Много материала для моей курсовой работы содержится в книгах “Речной транспорт за 50 лет Советской власти”[2], и “Речной транспорт за 60 лет Советской власти” [3]. В этих двух книгах содержится много похожей информации, что затрудняло работу с этой литературой. Из этих книг я использовал информацию о том: какие корабли и когда были построены; что увеличению грузопотоков по водным дорогам способствовали крупные стройки как, например, БАМ; сколько и каких грузов было провезено по различным рекам и судоходным каналам; как, где и каким образом улучшалось портовое хозяйство и строились новые речные вокзалы; что в строй входили новые пассажирские суда и новые ледоколы; информация о протяженности водных путей СССР; создавались новые виды плавсредств как самоходных, так и несамоходных, что имело большое значение для роста грузоподъемности и увеличения грузопотоков по рекам; какие нововведения произошли в речном транспорте за 60 – 80е годы (появление новых видов кораблей на воздушных подушках и подводных крыльях; оснащение кораблей новыми средствами связи; оснащение речных судов питьевыми установками типа “Озон 4”; новые виды причалов; новые движительно-рулевые комплексы; новые материалы для постройки судов); были созданы системы для предотвращения загрязнения рек и озер судовыми стоками; суда за это время оснастили новым электрорадионавигационным оборудованием; улучшились условия нахождения экипажей на судах.
Кроме литературы я использовал данные, которые нашел в Интернете на сайте www.archiv.ru[4], о протяженности водных путей в 1977 году, об увеличении числа танкеров в 5 раз в период с 1960 по 1970-й год, а также сведения о введении в эксплуатацию 11 км. причального фронта, 245 портальных и 113 плавучих кранов.
Для написания глав, содержащих технические характеристики различных кораблей, а также содержащих описание принципов движения судов на подводных крыльях, на воздушной подушке и глиссеров я использовал следующую литературу: Фукельман В.Л. “Жизнь корабля” [5]; Шапиро Л.С. “Самые быстрые корабли” [6]; Сырмай Л.Г. “Корабль. Его прошлое, настоящее и будущее.” [7]; Яковлев И.И. “Корабли и верфи.” [8]; Линко С.И. ''Корабельная быль'' [9]; Кривоносов Л.М. “Какими бывают корабли” [10]; Шкуратов В.Г., Вершинина В.Г. “Пути технического развития речного транспорта БССР” [11]; Центральный научно-исследовательский институт технологии судостроения. // Выпуск 135. “Судостроение.” М. 1973 год. [12]; Липилин В.Г., Крылов А.Н. [13].
В книге Фукельмана В.Л. “Жизнь корабля.” [5] я использовал сведения о принципах движения глиссеров и свдения о судах на воздушной подушке скегового типа.
Из работы Шапиро Л.С. “Самые быстрые корабли.” [6] я использовал информацию о том, что глиссер “Синяя птица” в 1958 году установил рекорд скорости 237 узлов, а также о процессе выхода судна на подводные крылья и общие принципы работы судна на воздушной подушке различных типов.
В работе Сырмая Л.Г. “Корабль. Его прошлое, настоящее и будущее.” [7] содержались сведения о танкерах, об остойчивости кораблей на подводных крыльях, о зависимости скорости от массы корабля для выхода на режим глиссирования.
Из книги Яковлева И.И. “Корабли и верфи.” [8] я использовал информацию об общих принципах движения глиссеров и кораблей на воздушных подушках.
У Линко С.И. “Корабельная быль.” [9] были описаны формы днища глиссеров наиболее удобные для этих судов, общая характеристика самого большого корабля на подводных крыльях того времени, который назывался “Спутник” и, также, были описаны принципы работы кораблей на воздушной подушке сопловой схемы.
Из труда Кривоносова Л.М. “Какими бывают корабли.” [10] я использовал информацию о том, что чистое глиссирование возможно на небольших судах типа скутеров; информацию о принципах движения кораблей на подводных крыльях и информацию о том, что в 1943 году на заводе “Красное Сормово” построен первый катер на подводных крыльях.
В работе Шкуратова В.Г. и Вершининой В.Г. “Пути технического развития речного транспорта БССР.” [11] содержались сведения о недостаточной мореходности глиссеров, о приращении скорости у кораблей на подводных крыльях и о принципах управления судами на воздушной подушке.
В журнале “Судостроение.” [12] я узнал, что на подводные крылья действует подъемная сила и чем больше скорость корабля, тем сильнее действует подъемная сила на подводные крылья; также узнал и про устойчивость судов на воздушной подушке.
Из книги Липилина В.Г. и Крылова А.Н. [13] я узнал что первым, кто установил подводные крылья на корабль в 1891 году, был С.А. де Ламберт. А в СССР серийное производство судов на подводных крыльях типа “Ракета” началось в 1957 году.
Для написания курсовой работы я использовал не только литературу, но и информацию, которую я смог найти в Интернете.
На сайте www.infoflot.ru [14] я нашел статью, в которой описывалось участие украинских речников в ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС.
Речники занимались перевозкой грузов, снабжением Киева чистой питьевой водой и проводили электролинии. На загрязненных реках создавались плавучие поселки (типа поселка “Белый пароход”), жители которых строили на реках радионуклидные ловушки.
Эта статья ценна тем, что для ее написания использовались воспоминания участников ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС.
Подобной информации в литературе я не нашел и поэтому для написания главы воспользовался только этой статьей.
На сайте www.rechka.spb.ru [15] я нашел сведения о речном отряде, который сейчас называется “Подводречстрой”. Этот отряд был создан 4 января 1947 года. Название этого отряда несколько раз менялось и в разное время отряд подчинялся разным ведомствам.
Этот отряд специализировался на подводных и аварийно-спасательных работах: поднятие со дна рек и заливов затонувших барж и боеприпасов и аварийно-спасательные работы в затопленных шахтах. Также этот отряд занимался прокладкой подводных коммуникаций, реконструкцией шлюзов, строительством портов и причалов.
Это отряд был специализированной единицей, можно сказать исключением в речном флоте СССР, поэтому я решил осветить деятельность этого отряда в своей курсовой.
Глава 2. Речные перевозки.
В 60-80е года освоено много новых грузопотоков, в частности железной руды с Кольского полуортрова для Череповецкого металлургического завода. Получили дальнейшее развитие транспортировка грузов в сообщении «река-море», а также экспортно-импортные перевозки в судах смешанного плавания[2,стр.17].
За это время в речных бассейнах вновь открыто 204 пассажирские линии. Ежегодно до 80 лучших комфортабельных судов использовались министерством для туристских перевозок. На них трудящиеся совершали увлекательные путешествия по Волге, Каме, Оке, Лене, Иртышу, Оби и многим другим рекам[2,стр.19].
Для улучшения обслуживания пассажиров были построены вокзалы в Ленинграде, Саратове, Шушенском, Братске, Куйбышеве, Волгограде, Ростове, Новосибирске. Благоустроены привокзальные территории[3,стр. 27].
Почти в 2 раза возрос грузооборот по Волго-Балтийскому водному пути имени В. И. Ленина. Объем перевозок по этому пути в 1970 г. составил свыше 10 млн. т. Создание новой магистрали дало возможность ежегодно увеличивать перевозки грузов без перевалки в пути с Волги, Камы и Дона па Ленинград, Петрозаводск, Мурманск[2,стр. 20].
В связи с началом строительства БАМ возникла необходимость перевозок самых различных грузов для нужд строительства. В 1975 г. строителям БАМ было перевезено 820 тыс. т. различных грузов, в том числе по р. Киренге 70 тыс. т. и по Байкалу — 32 тыс. т.[3, стр. 27].
Для развития перевозок грузов в несамоходных судах большое значение имело строительство толкаемых секционных составов. Эффективность эксплуатации типового секционного маршрутного состава грузоподъемностью 15 тыс. т с толкачом мощностью 2000 л. с. очевидна при сравнении с обычным способом буксировки судов. Основное преимущество способа толкания по сравнению с буксировкой заключается в увеличении скорости движения состава на 10—15%[3,стр. 28].
Для сухогрузных перевозок большими сериями строились баржи коробчатого типа грузоподъемностью 1800 и 3000 т с открытым грузовым трюмом, занимающим 85% длины судна. Отсутствие поперечных переборок, стоек, ферм компенсируется устройством двойных бортов и дна. Конструкция этих барж дает возможность применять высокопроизводительные универсальные и специальные погрузочно-разгрузочные механизмы[3, стр. 29].
Коренные изменения произошли в составе наливного флота на Волге. В 1970 г. численность танкеров по сравнению с I960 г. увеличилась почти в 5 раз. Скорость движения танкеров пароходства «Волготанкер» сейчас составляет около 400 км/сут.[4]
В конце 60-х годов судостроительная промышленность выпустила танкер грузоподъемностью 5000т., спроектированный и построенный работниками Волгоградского судостроительного завода. Эти суда типа «Великий» являются наиболее крупными из речных танкеров в СССР и за рубежом. Сначала они выходили с Волги только на Астраханский морской рейд. После проверки прочности и дооборудования суда начали успешно совершать рейсы по Каспийскому морю до Махачкалы и по Балтийскому — во все порты Финляндии.
На базе грузовых теплоходов типа «Большая Волга» создан танкер грузоподъемностью 2800 т.[7, cтр .31].
Речной флот начинает пополняться линейными ледоколами класса «М», которые будут использованы для проводки судов во льдах, выполнения всех видов ледокольных и спасательных работ, а также буксировки составов и барж. Максимальная мощность ледокола 4500 л. с. Скорость хода во льдах толщиной 70 см -3 км/ч. Для улучшения проходимости во льдах ледокол оборудован омывающим устройством[3, стр.33].
За последние 10 лет существенно изменился состав пассажирского флота. В 1974 г. был принят в эксплуатацию головной теплоход «Максим Горький» на 216 пассажирских мест. Сданы в эксплуатацию трехпалубные теплоходы типа «В Куйбышев» пассажировместимостью 400 чел., «Владимир Ильич» пассажировместимостью 360 чел.
Для массовых перевозок пассажиров на пригородных линиях завод имени 40-й годовщины Октября построил головной теплоход-катамаран «Отдых-1», который может принимать на борт до 1000 пассажиров[3, стр. 34].
Широко применяются перевозки грузов в контейнерах и на поддонах. Грузоподъемность контейнеров увеличивается. В настоящее время в рабочее ядро входят контейнеры грузоподъемностью 3, 5, 10 и 20 т.[2, стр. 35].
За годы Советской власти общая протяженность используемых для судоходства рек, озер и водохранилищ увеличилась более чем в 2 раза, а искусственных путей — в 12 раз и составляла в 1975 г. 14,9 тыс. км. В это число входят наиболее важные в транспортном отношении участки: Волга, Кама, Волго-Балтийский водный путь имени В. И. Ленина, каналы имени Москвы, Волго-Донской имени В. И. Ленина, Беломорско-Балтийский. По этим путям производятся перевозки почти 2/3 объема всех грузов, транспортируемых речным флотом[2, стр. 37].
Протяженность искусственных водных путей на начало 1977 г. в пределах РСФСР 115,4 тыс. км, в том числе с освещаемой и светоотражающей обстановкой 65,3 тыс. км. Из этого количества на долю восточных пароходств приходится соответственно 72,8 тыс. и 37,8 тыс. км.[4].
Далее в своей работе я хочу подробнее осветить принципы движения неводоизмещающих судов.
3. Основные типы судов речного флота.
Глиссер в переводе на русский язык означает скользящий. И действительно, глиссеры как бы скользят над поверхностью воды.
Основополагающие работы по теории глиссирования принадлежат Г. Е. Павленко, С. А. Чаплыгину, Н. А. Соколову, Л. И. Седову и ряду других отечественных ученых [5,стр. 89].
Днище глиссера в носу имеет острокильную форму, но уже
к средней части длины корпуса становится плоским. Таким образом, на большей части длины днище представляет собой пластину, составляющую с горизонтом некоторый угол атаки. Поэтому на днище глиссера, как на крыло, действует гидродинамическая сила, которая раскладывается на подъемную силу и сопротивление движению. Однако нужно помнить, что подъемная сила крыла создается не столько вследствие увеличения давления снизу, сколько в результате разрежения сверху, а у глиссера давление сверху постоянно и подъемная сила создаетсятолько вследствие увеличения давления воды на днище. Поэтому на днище глиссера действует меньшая подъемная сила, чем на крыло[5, стр. 90].
Величина гидродинамической силы, а следовательно и подъемной силы, зависит от площади днища, скорости глиссера относительно потока воды и угла атаки.
Когда глиссер плавает без движения или перемещается с небольшой скоростью, сила его веса уравновешивается силой поддержания, как у водоизмещающего судна. Но вот глиссер набирает скорость, тогда растет и подъемная сила. Так как вес глиссера остается практически постоянным, то чем больше подъемная сила, тем меньшей должна быть сила поддержания, т. е. тем меньше должен быть объем подводной части глиссера[8, стр. 55].
По мере увеличения скорости судна его корпус все больше выходит из воды. Наконец, скорость глиссера становится настолько большой, что подъемная сила уравновешивает 90— 95% веса судна. В воде остается только небольшой объем кормовой части, кронштейны гребного вала, вал, винт, руль. Действующая на погруженную часть корпуса статическая сила поддержания теперь равна соответственно 5—10% от веса глиссера. Вот этот режим плавания и называется глиссированием.
При выходе судна на режим глиссирования резко уменьшается сопротивление воды движению судна и возрастает скорость при той же затрате мощности[5, стр. 92].
Чем больше водоизмещение глиссера, тем большей должна быть скорость, при которой начнется глиссирование. Так, несложные расчеты показали, что при водоизмещении глиссера в 27 т. глиссирование начнется при скорости 31,6 уз, а при водоизмещении 1000 т. — при 57,7 уз. Нетрудно сделать вывод: в настоящее время принцип глиссирования применим только при проектировании сравнительно небольших судов.
Нужно иметь в виду еще и следующее: при данном водоизмещении скорость начала глиссирования зависит от соотношения длины и ширины судна[7, стр. 102].
Если судно вышло на режим глиссирования, и его скорость продолжает увеличиваться, то наступит такой момент, когда подъемная сила станет равна весу судна или больше веса судна. Тогда судно полностью выйдет из воды. При этом подъемная сила мгновенно упадет до нуля. По инерции глиссер пролетит некоторое расстояние в воздухе, затем ударится о воду. В этот миг появится подъемная сила, которая снова вытолкнет судно из воды, и оно опять пролетит какое-то расстояние над водой, пока не ударится о нее. Таким образом, глиссер будет как бы рекошетировать от поверхности воды, подобно плоскому камню, брошенному умелой рукой вдоль водной глади. Этот режим плавания называется чистым глиссированием[8, стр. 56].
Если глиссирование судна водоизмещением 27 т. начинается при скорости 31,6 уз., то чистое глиссирование этого же судна начнется при скорости 52,6 уз. Следовательно, в настоящее время возможно чистое глиссирование совсем небольших судов типа скутеров[10, стр. 38].
Подъемная сила, действующая на корпус глиссера, была бы значительно больше при плоском днище. Но при волнении такое судно непрерывно с силой ударялось бы днищем о волны. Это тяжело переносилось бы людьми, очень усложняло бы условия обеспечения прочности корпуса и работы механизмов. Кроме того, плоскодонный глиссер немореходен.
Поэтому корпусу глиссера в носовой части придают большую килеватость с резким изломом скуловой линии и большим развалом шпангоутов в верхней части. Чем ближе к середине длины корпуса, тем меньше килеватость, и постепенно днище становится плоским. Острые скулы увеличивают брызгообразование, но скругленные скулы вызвали бы образование волн, которые создадут сопротивление корпусу больше брызгового. Развал шпангоутов в носу дает возможность использовать брызги и бугор волн для увеличения подъемной силы[9, стр.119].
В 1958 г. глиссер «Синяя птица», развивший скорость 237 уз, установил мировой рекорд скорости[6, стр.89].
Глиссирующие суда развивают высокие скорости, но имеют ряд существенных недостатков: они недостаточно мореходны при их эксплуатации необходим большой расход мощности двигателей па одну тонну водоизмещения. Поэтому поиски новых принципов движения судов продолжались[11, стр.91].
Итак, мы знаем, что можно резко уменьшить сопротивление движению судна, если его корпус будет выходить из воды. В 1891 г. изобретатель С. А. де Ламберт добился этого принципиально новым методом: под корпусом судна он укрепил крылья[13, стр. 152].
При движении судна на крылья действует подъемная сила: чем больше скорость, тем больше подъемная сила, уравновешивающая часть веса судна, и тем меньше его осадка. При некоторой скорости подъемно я сила оказывается достаточной, чтобы весь корпус вышел из воды, сопротивление упало, а скорость резко возросла[12, стр. 131]. Мы уже говорили о том, что у глиссеров подъемная сила создается только в результате увеличения давления на днище. При движении крылатых судов 25—30% подъемной силы создается вследствие увеличения давления на крыло снизу и 70—75% в. результате разрежения над крылом. Поэтому на создание подъемной силы при движении судов на подводных крыльях затрачивается меньше мощности, чем у глиссеров. Кроме того, глиссеры менее мореходны, чем суда на крыльях. Вот почему суда на крыльях более перспективны, чем глиссеры[5, стр. 105].
Несмотря на то, что изобретение С. А. де Ламберта было очень многообещающим, суда на подводных крыльях не строили до начала 40-х годов нашего века. Дело в том, что в то время, когда С. А. де Ламберт получил патент на своеизобретение, теория крыла еще не была создана, не было изучено поведение крыла вблизи границы двух сред — воды и воздуха, не были решены остальные вопросы гидродинамики крыльевого устройства[13, стр. 153].
Только после разработки Н. Е. Жуковским и его последователями теории крыла, после работ академиков Н. Е. Кочина, М. В. Келдыша, М. А. Лаврентьева и ряда других отечественных и зарубежных ученых в области гидродинамики, после созданш легких и прочных сплавов, легких и мощных малогабаритных высокооборотных двигателей можно было начать проектирование судов на подводных крыльях, опираясь на достаточно прочные научные и производственные достижения. Конечно, сначала создавали малые катера на подводных крыльях, затем более крупные суда[12, стр. 132].
Начало строительства судов на подводных крыльях в нашей стране связано с именами Р. Е. Алексеева, Б. А. Зобнина, И. М. Шапкина, А. И. Маскалика. В 1943 г. на заводе «Красное Сормово» был построен первый катер на подводных крыльях, а в 1946 г. катер на жестко закрепленных крыльях, который развивал скорость около 45 уз.[10, стр. 86].
Проект первого теплохода на подводных крыльях был разработан в 1949 г. В 1957 г. началась серийная постройка теплоходов на подводных крыльях типа «Ракета». Затем были созданы разъездной катер «Волга», теплоходы «Метеор», «Спутник», «Чайка», турбоход «Буревестник». В 1961 г. было построено морское судно на подводных крыльях «Комета» и в 1962 г. — «Вихрь»[13, стр. 143].
Первый отечественный газотурбоход «Тайфун» на автоматически управляемых подводных крыльях (созданный ленинградскими корабелами) развивает скорость 44 уз. Он принимает на борт 98—105 пассажиров. У судов на подводных крыльях есть носовые и кормовые крылья. Проследим, как судно выходит на крылья. При увеличении скорости судна подъемная сила носового крыла растет быстрее, чем подъемная сила кормового. Поэтому первым начинает выходить к поверхности носовое крыло, и судно приобретает дифферент на корму. Корпус судна на подводных крыльях в нижней части подобен глиссеру: он имеет резкую килеватость и острые скулы. После того как подъем носового крыла придаст судну дифферент, оно движется как глиссер, и дифферент возрастает. При этом увеличивается угол атаки крыльев и подъемная сила. Но вслед за этим начнет быстро возрастать подъемная сила кормового крыла, оно приблизится к поверхности и корпус выйдет из воды[6, стр.97].
Подводное крыло работает по тем же законам, что и воздушное: создает подъемную силу и испытывает сопротивление движению. Гидродинамическое качество подводных крыльев 10—15, т. е. подъемная сила превышает лобовое сопротивление в 10—15 раз.
Чем быстроходнее судно, тем больше подъемная сила подводных крыльев и тем больше они приближаются к поверхности. Но при приближении крыла к поверхности его гидродинамические характеристики ухудшаются. Следовательно, быстроходные суда, как и суда, предназначенные для плавания па волнении, должны иметь глубокопогруженные крылья. Постоянство подъемной силы и глубины погружения подводных крыльев достигается путем поворота крыла вокруг поперечной оси, т. е. в результате изменения угла атаки. Положение крыльев регулируется специальной автоматической системой, реагирующей на изменение подъемной силы[10, стр. 68].
Чем больше глубина погружения крыла, выше давление воды, тем при большей скорости судна начинается кавитация. Это еще одно важное обстоятельство, говорящее о том, что подводные крылья быстроходных судов должны быть глубокопогруженными.
При плавании без движения или при скоростях до выхода на крылья остойчивость судна на подводных крыльях обеспечивается как у водоизмещающих судов: восстанавливающим моментом, возникающим в результате действия силы веса и гидростатической силы поддержания. После выхода на крылья восстанавливающий момент создается действующими на подводные крылья гидродинамическими силами.
До выхода судна на крылья сопротивление его движению подчиняется' всем законам, установленным для водоизмещающих судов. В момент глиссирования, т. е. до окончательного выхода на крылья, судно испытывает сопротивление воды подобно глиссеру и еще сопротивление крыльев[7, стр. 113].
В отличие от ходовых качеств водоизмещающих судов, ходовые качества судна на подводных крыльях на мелководье улучшаются. Действительно, у дна бассейна поток воды подтормаживается и если подводное крыло движется вблизи от дна, то скорость потока на нижней стороне крыла уменьшается, а давление воды увеличивается, т. е. подъемная сила растет.
К управляемости судов на подводных крыльях предъявляют особенно высокие требования. В самом деле, если бы быстроходному судну на подводных крыльях от момента подачи команды до изменения направления движения требовалось столько же времени, сколько водоизмещающему судну, то оно успевало бы проходить в нежелательном направлении большие расстояния. Кроме того, небольшие угловые отклонения от курса под действием ветра, волнения или течения вызывали бы очень резкие отклонения судна от принятой линии движения.
Управляемость судна на подводных крыльях, как и всех судов, обеспечивается в основном действием руля, но некоторое участие в обеспечении управляемости принимают и крылья. Несколько увеличивает устойчивость на курсе стреловидная в плане форма крыла[8, стр. 99-100].
При скорости порядка 45 узлов сопротивление воздуха и воды станет примерно равным сопротивлению воды при скорости 12,5— 15 узлов.
Благодаря крыльям приращение скорости хода до 30 узлов (около 55 км/час) может быть достигнуто без увеличения мощности двигателей. Выигрыш скорости сопровождается некоторыми потерями. В данном случае они заключаются в том, что стоимость судна на подводных крыльях повышается в пересчете на одно пассажирское место в 3—4 раза. Однако в целом, с учетом ускорения доставки примерно в 3 раза, стоимость перевозки одного пассажира увеличивается всего лишь на 10—15% по сравнению с обычным судном[11, стр.120].
В нашей стране в последние годы построено много таких судов: «Ракета», «Метеор», «Спутник», «Мир», «Комета» «Стрела» и др. Самый большой из них — «Спутник» предназначен для движения по магистральным рекам. Он вмещает 300 пассажиров. Его водоизмещение 4О т, мощность силовой установки 4 тыс. л. с., скорость хода 70—80 км/час. Пассажиры размещаются в трех комфортабельных салонах, оборудованных креслами самолетного типа. При постройке корпуса использованы сплавы легких металлов, павинол и т. п. материалы. Двигатели управляются из рулевой рубки[9, стр. 88].
Ознакомимся подробнее с принципом движения судов на воздушной подушке. Представим себе куполообразное судно. Мощный вентилятор, приводимый во вращение поршневым или турбореактивным двигателем, гонит воздух под купол, который называют камерой. Давление воздуха в камере повышается настолько, что судно отрывается от поверхности воды и повисает на воздушной подушке. По мере подъема судна увеличивается зазор между нижней кромкой камеры (по периметру) и водой, а вместе с этим увеличивается и количество воздуха, вытекающего через зазор. Теперь вентилятор должен непрерывно восполнять расход воздуха, чтобы его подъемная сила в камере оставалась равной весу судна. Вот почему высота парения судов на воздушной подушке камерной схемы невелика и составляет только 50—150 мм.[7, стр. 84].
Чтобы, опустившись на воду, судно на воздушной подушке камерной схемы не затонуло, по бортам его устанавливают лодки плавучести. При крене судна, если лодка плавучести частично погружается в воду, сила плавучести образует восстанавливающий момент и обеспечивает остойчивость судна. Кроме того, для обеспечения остойчивости судна на воздушной подушке камеру делят на части продольными и поперечными переборками: если судно кренится или дифферентуется, то со стороны подъема расход воздуха увеличивается и давление в отсеке камеры падает, а с опустившейся стороны давление в отсеке камеры увеличивается. Так создается восстанавливающий момент[12, стр. 135].
Расход воздуха из воздушной подушки тем больше, чем выше давление в камере. Для уменьшения этого вредного расхода по бортам судна стали устанавливать жесткое ограждение — скеги, которые при парении судна либо остаются частично погруженными, либо незначительно возвышаются над водой. Катер В. И. Левкова Л-5 был построен по камерной схеме со скегами. Позднее по периметру камеры начали устраивать упругое гибкое ограждение в виде юбки из прорезиненной ткани[5, стр. 111].
Некоторые суда на воздушной подушке имели комбинированное ограждение: по бортам — жесткие скеги, а впереди и сзади - гибкое ограждение. Такие суда назвали судами камерной схемы с протоками.
При движении судно на воздушной подушке с гибким ограждением срезает гребни волн, на что затрачивается определенная энергия. Поэтому возникла идея оградить воздух в воздушной подушке воздушной струей, подаваемой по каналам-соплам расположенным по периметру воздушной подушки.
Так возникла сопловая схема судов на воздушной подушке. Соплам-каналам придают такую форму, что воздушная струя подается несколько внутрь подушки и отражается от поверхности воды. Одна часть воздуха при этом уходит в подушку, повышая там давление, а другая часть — в окружающую атмосферу. Теперь подъемная сила слагается из подъемной силы от избыточного давления в воздушной подушке и реакции воздушной струи, вытекающей из сопла. Поэтому суда сопловой схемы могут парить на большей высоте, чем суда камерной схемы, они поднимаются на 300—400 мм от поверхности воды.
Плавучесть и остойчивость судов на воздушной подушке сопловой схемы обеспечивается непроницаемым объемом судна[9, стр. 79].
Кроме судов на воздушной подушке рассмотренных схем, известно много яудов, конструкция которых представляет вариации и комбинации этих схем. Так, есть суда камерной схемы с целым рядом гибких ограждений — лабиринтовым уплотнением, а иногда и с установленными между гибкими ограждениями вентиляторами, которые гонят воздух внутрь подушки.
Известны суда на воздушной подушке, у которых вентиляторы расположены непосредственно в сопле, отчего уменьшаются потери энергии па прохождение воздуха по каналам.
Были созданы суда, у которых ограждением воздушной подушки служила водяная завеса, образуемая выходящей из сопл струей. Некоторые суда на воздушной подушке строят по так называемой схеме с рециркуляцией воздуха: часть выходящего из сопл воздуха, отразившись от поверхности воды, попадает в другие сопла и снова направляется в воздушную завесу. Есть суда камерной схемы со скегами в виде водоизмещающих лодок плавучести по бортам и сопловой схемой завесы впереди и сзади[6, стр. 121].
Известны случаи проектирования судов на воздушной подушке с выдвижными рулями, обеспечивающими управляемость судов на малых скоростях.
Часто устраивают воздушные стабилизаторы в виде больших вертикальных пластин, расположенных в кормовой части судна. На некоторых судах воздушные винты устанавливают на поворотных пилонах. Тогда реакция воздуха, отбрасываемого винтом действует под углом к диаметральной плоскости судна и обеспечивает не только движение судна вперед, но и изменение направления его движения. Для того чтобы рулевые устройства четко реагировали на самопроизвольное изменение направления движения судна на воздушной подушке, необходимо использовать средства современной автоматизации[11, стр. 150].
