Російські судна на підводних крилах: вперше в XXI столітті
У моєму дитинстві не було нічого більш чарівного, ніж дивитися на реактивні цивільні літаки і судна на підводних крилах. Їх стрімкі обводи немов вийшли з майбутнього, з науково-фантастичних романів, якими ми зачитувалися. Коли на морському горизонті з'являлися стрімкі морські «Комети», всі пляжі мимоволі завмирали, проводжаючи очима ці дивовижні суду. А питання про те, на чому їхати з Ленінграда в Петродворец, було риторичним - звичайно, на «Метеорі». Судами на підводних крилах Радянський Союз пишався так само, як космічними ракетами.
подразнень крила
Можна сказати, що на підводні крила наша країна встала однією з останніх. Перші експерименти суднобудівники почали проводити ще в кінці XIX століття. Досить швидко пароплави вперлися в швидкісна межа в районі 30 вузлів (близько 56 км / ч). Для додавання до цієї швидкості ще одного вузла потрібно майже трикратне збільшення потужності двигунів. Саме тому швидкохідні військові кораблі споживали вугілля як хороша електростанція.
Щоб подолати опір води, було придумано красиве інженерне рішення - підняти корпус судна над водою на підводних крилах. Ще в 1906 році судно на підводних крилах (СПК) італійця Енріко Форланіні досягло швидкості в 42,5 вузла (близько 68 км / ч). А 9 вересня 1919 року американський СПК HD-4 встановило світовий рекорд швидкості на воді - 114 км / ч, що і для нашого часу чудовий показник. Здавалося, ще трохи, і весь флот стане крилатим.
«Комета 120М» в цеху Рибінського суднобудівного заводу нагадує скоріше недобудований космічний корабель, ніж пасажирське судно.
До Другої світової війни майже всі промислово розвинені країни експериментували з підводними крилами, але далі досвідчених моделей справа не пішла. Досить швидко вилізли назовні недоліки нових судів: мала стійкість при хвилюванні, велика витрата палива і відсутність легких морських «швидких» дизелів. Далі за всіх просунулися в створенні СПК німецькі інженери, невеликими серіями випускали під час війни катера на підводних крилах. Після війни головний німецький конструктор по СПК барон Ганс фон Шертель заснував в Швейцарії компанію Supramar і приступив до випуску пасажирських суден на підводних крилах. У США СПК зайнялася компанія Boeing Marine Systems.
Російські вступили в цю гонку останніми, однак при словах Hydrofoil Boats весь світ в першу чергу згадує радянські судна на підводних крилах. За весь час Boeing зумів побудувати близько 40 СПК, Supramar - близько 150, а СРСР - більш 1300. І сталося це завдяки таланту і нелюдською впертість одну людину - головного конструктора вітчизняних СПК Ростислава Євгеновича Алексєєва.
ракета
Досить довго невеликому конструкторському бюро Алексєєва, яке в Нижньому Новгороді займалося судами на підводних крилах, не щастило: його перекидали від міністерства до міністерства, від одного заводу до іншого, і більшість замовлень йшло до конкурентам в Ленінград в ЦКБ-19, що володіло незрівнянно більшим лобістським потенціалом. Але на відміну від пітерців, Алексєєв з самого початку мріяв цивільними судами. Вперше він спробував налагодити випуск громадянського СПК ще в 1948 році, коли запропонував заводу «Червоне Сормово» проект швидкісного роз'їзного катера на підводних крилах зі швидкістю ходу більше 80 км / ч. Тим більше, що на той час вже два роки дивовижна самохідна модель А-5 розсікала на підводних крилах гладь Волги, зачаровуючи хлопчаків. Керівникам того часу ідея мати для роз'їздів швидкісний катер видалася привабливою - доріг вздовж річок майже не було.
На «Червоне Сормово» почали надходити замовлення, але військові заборонили роботи з цивільного використання катерів на підводних крилах через секретності. Алексєєв потім ще багато разів вдавався до різних хитрощів, намагаючись обійти військові заборони, і отримував нескінченні догани. В результаті вистрілила абсолютно неймовірна історія - в обхід Минсудпрома Алексєєв домігся розгляду питання про будівництво пасажирського судна на підводних крилах на парткомі заводу «Червоне Сормово». Партком його підтримав і рекомендував керівництву побудувати таке судно силами заводу.
Партії в той час мало хто міг відмовити. До того ж Алексєєв заручився підтримкою річковиків - Минречфлота - і вийшов на оргкомітет 6-го Всесвітнього фестивалю молоді в Москві з пропозицією показати в дії перший радянський СПК як видатне досягнення водного транспорту СРСР. Ця пропозиція тхнуло справжньою авантюрою - до фестивалю залишався рік. Проте Алексєєв зі своєю командою зробив чудо, і 26 липня 1957 року теплохід на підводних крилах «Ракета» вийшов в свій перший рейс до Москви на фестиваль, несподівано став там одним з головних шоу-стопперів: він відкривав парад судів, катав численні делегації , включаючи секретарів ЦК КПРС.
Для ентузіастів СПК все змінилося: з ізгоїв вони стали героями, колектив отримав Ленінську премію, а на СПК посипалися замовлення. Одне за іншим ЦКБ Алексєєва видавало різні СПК - річкові і морські, маленькі і великі, дизельні та газотурбінні. Всього в СРСР було побудовано близько 300 «Ракет», 400 «Метеорів», 100 «Комет», 40 «Беларус», 300 «Восходов», 100 «Полісся», 40 «Колхіда» і «Катранов», дві «Олімпії» і ще близько десятка експериментальних судів. Радянські СПК стали важливим експортним товаром - їх купували по всьому світу, включаючи США і Великобританію, країни з високорозвиненою суднобудуванням. Одні з останніх СПК - великі морські «ракети» «Олімпії» місткістю 250 пасажирів - були побудовані в 1993 році в Криму. Згорнули своє виробництво і нечисленні західні конкуренти. Багатьом здалося, що ера СПК закінчилася, як колись зникли вітрильні красені-кліпери.
Нова «Комета»
Наскільки ж треба бути відданим своїй справі, щоб за три десятиліття простою не дати померти технологій та конструкторської школі і вірити у відродження флоту СПК! Тим не менше 23 серпня 2013 року на суднобудівному заводі «Вимпел» було закладено головне судно проекту 23160 «Комета 120М», спроектоване АТ ЦКБ по СПК імені Алексєєва. Ми сидимо в кабінеті головного конструктора СПК Михайла Гаранова, дивуючись величного виду замерзлої Волги за вікном, дивимося фотографії будується в Рибінську «Комети 120М» і говоримо про майбутнє. Зовні нова «Комета» виглядає радше прямою спадкоємицею тієї самої першої алексеевской «Ракети» зі зрушено назад рубкою і обводами, що нагадують спортивні родстери золотої ери автомобілів. Перші ж «Комети» були морськими сестрами річкових «Метеорів», які у великій кількості можна побачити в Санкт-Петербурзі на Палацовій набережній, звідки вони відправляються в Петродворец. Рубки тих «Метеорів» і «Комет» були зрушені вперед, і хоча в кінці XX століття вони на тлі інших судів виглядали як прибульці з майбутнього, зараз виглядають злегка старомодними.
Крилата мрія ніжегородцев - газотурбохід «Циклон 250М», розрахований на перевезення 250 пасажирів на дальність понад 1100 км зі швидкістю понад 100 км / ч. Головний ринок для них знаходиться в Південно-Східній Азії.
Нова «Комета 120М» задає нову планку в судновому дизайні. «З точки зору дизайну« Комета 120М »- це розвиток« Колхіди »і« Катран », - каже Гарань. - Якщо взяти фотографії «Метеора» або «Комети», то носові обводи дещо інші. Нові ж нагадують ескізи Ростислава Алексєєва, який, як відомо, сам малював дизайн своїх суден. І зовсім інша рубка, зроблена за типом рубки «Ракети», знаходиться трохи кормових міделю. Її перенесення дозволив звільнити місце в носовому і середньому салонах, де ми розмістили 120 пасажирів, а в кормі - зоні підвищеного шуму і вібрації - виділити великі приміщення для бару ».
авіаційні технології
Керівництво суднобудівного заводу «Вимпел» прийняло рішення будувати головний «Комету 120М» в Рибінську. Для цього довелося освоїти нові технології, багато з яких прийшли з авіаційної промисловості. Справа в тому, що корпус СПК «Комета 120М» робиться з алюмінієвих сплавів. А варити алюміній непросто - зварювання «стягує» метал. Якщо ми почнемо зварювання з правого борту, то судно зігнеться вправо. Почнемо зліва - буде тягнути вліво. Щоб зберегти геометрію - а це безпека, стійкість судна на курсі, естетика, - існує в суднобудуванні така технологія, як стапель-кондуктор. Будівництво швидкісних суден з алюмінієво-магнієвого сплаву ведеться в спеціальному кондуктора зі сталевих профілів, фіксується, виставляється «в нулі» по нівеліру, по осях. Фактично як ліжко майбутнього днища з сотнями ребер жорсткості. До цих ребрах за допомогою гвинтових талрепів притягається обшивка днища і бортів. Після зварювання обшивки виходить жорстка конструкція, яку нікуди вже не поведе. Далі на обшивку встановлюються шпангоути, стрингери, поперечні і поздовжні перебирання. Після завершення зварювальних робіт стапель-кондуктор від'єднується від днища, і за допомогою підйомного крана корпус переставляється на другу стапельні позицію.
Панелі надбудови збираються з листів і профілів з алюмінієвого сплаву методом точкової (контактної) зварювання, що прийшла на зміну заклепкам. Дизайнери запропонували складні обводи корпусу і рубки, але Рибінським суднобудівникам вдалося втілити їхній задум в металі.
У крильові пристрої, виконаному з нержавіючої сталі, передбачені закрилки з приводом від системи автоматичного управління рухом судна «Сердолік». Система дозволяє підвищити комфорт на борту за рахунок зниження качки і перевантаження при русі на хвилюванні, а також в автоматичному режимі керувати рухом судна за курсом. Можна на дисплеї картографічної системи задати маршрут, зазначивши точки і кути повороту, і наше судно, як літак, дійде до потрібного порту. Все це ускладнило крило, і для того щоб ідеально дотримати геометричні розміри, «Вимпел» також виготовив стапеля-кондуктори. Капітанський місток, каже Гарань, виконаний в сучасному дизайні «скляна кабіна». Це царство сучасних електронних приладів з дисплеями - строго відповідно до правил регістра. Керують швидкісним судном лише дві особи - капітан і старший механік.
На «Комети 120М» багато нововведень. Наприклад, тут вперше була реалізована ідея літакової двері. В результаті покращується дизайн, знижується опір повітря. Так як судно при русі «стоїть» на двох крилах, при хвилюванні воно згинається, і раніше на СПК часто заклинювало двері. Щоб цього не відбувалося, дверні прорізи зараз посилені, їх жорсткість істотно зросла.
Саме крило зі стійкою зроблено з нержавіючої сталі, а кронштейн, за допомогою якого воно кріпиться до корпусу, - алюмінієвий. Як відомо, алюміній і сталь утворюють гальванічну пару, що веде до електрокорозії. Щоб її уникнути, кріпильні болти обклеюють склотканиною і між фланцями укладається електроізолююче прокладка. У сухому стані опір ізоляції має бути не менше 10 кОм.
З авіації прийшов і спосіб контролю міцності конструкцій корпусу і крильевих пристроїв. Скоро СПК буде спущено на воду. На крила і корпус в районі найбільших напруг будуть наклеєні тензодатчики, судно буде забаластованих до «повного» водотоннажності і вийде на морехідні випробування. У разі, якщо датчики зафіксують перевищення допустимого напруги, корпус або крила в цьому місці будуть посилені. Можна заздалегідь закласти метал з надлишком, каже Гарань, але судно тоді вийде занадто важким. А ми робимо витончену легку красуню.
оптимісти
Сергій Корольов, директор з маркетингу та зовнішньоекономічної діяльності в ЦКБ по СПК ім. Алексєєва, дивиться в майбутнє з оптимізмом. Порядку 20 років ніхто не створював суду на підводних крилах, говорить він. Весь швидкісний флот з СПК - залишки колишньої розкоші XX століття. А попит на нього є. Наприклад, пасажиропотік на СПК в Санкт-Петербурзі виріс з 700 000 на 2014 року до мільйона чоловік в 2016-м. Це ринок як раз для нової «Комети 120М». Закладене в Нижньому Новгороді 45-місне річкове пасажирське СПК «Валдай-45» орієнтоване на інший ринок - соціальні регіональні перевезення в Ханти-Мансійському і Ямало-Ненецькому автономних округах. «Северречфлот» там перевозить велику кількість пасажирів, оскільки практично відсутнє автомобільне сполучення.
Активно ведуться переговори з Єгиптом, країнами Перської затоки, Південно-Східної Азії. Особливі надії покладаються на новий пасажирський газотурбохід «Циклон 250М», який ідеально підходить для дальніх морських маршрутів в Азії. Але про це іншим разом - щоб не наврочити.
Стаття «В Росії будуються перші в XXI столітті суду на підводних крилах» опублікована в журналі «Популярна механіка» ( №3, Лютий 2017 ).