Настоящий "Пронзающий волны"!

[strangernn]

Cigar Boat на стапеле. Хорошо видны колеса с лопастями, еще не закрытые кожухами

Примерно в 1850 году известнейший американский изобретатель и промышленник своего времени, мистер Росс Винанс (достаточно сказать, что именно он изобрел железнодорожные колесные пары с внешним по отношению к колесам расположением опор и подшипников, - на них мы до сих пор катаемся) решил сказать свое слово и в судостроении. В результате его усилий, предпринятых вместе с сыном Томасом, на свет появился проект удивительного корабля с самым странным типом движителя из известных мне.

У стенки завода - навсегда (кликабельно)

Веретенообразный бескилевой корабль должен был нечувствительно протыкать волны, вместо того, чтобы карабкаться на них, а в движение его приводили бы два охватывающих корпус кольца с наклонными лопастями. Противоположного, разумеется, вращения. Для упрощения конструкции в действие эти "гребные колеса" должны были приводиться в действие двумя паровыми машинами со своей системой котлов каждая. Одна в передней части корпуса, одна - в задней.Снаружи, для уменьшения потерь от центробежного движения воды под действием лопастей, колеса должны были быть окружены кольцевой насадкой.

Проект корабля был тщательно обсужден на страницах Scientific American, где инженеры-судостроители разнесли его в пух и прах - и весьма аргументировано. Критике подверглась очевидно недостаточная поперечная остойчивость судна подобной формы, высказывались определенные сомнения и в прочности корпуса, разделенного гребными колесами, на продольный изгиб. Некоторые аргументы специалистов достигли цели, и с различными пробами и переделками первая экспериментальная модель строилась на верфях в течении восьми лет - на воду ее спустили только в 1858 году.

Литография из газеты. На самом деле - реклама, в море корабль не выпустили (кликабельно)

Но, лучше бы и не спускали. Оказавшись на воде первый "Cigar Boat" немедленно подтвердил все опасения специалистов. Причем, подтвердил настолько, что ни разу не был выпущен в море на сколько-нибудь открытую воду. Сумасшедших не нашлось, чтобы в экипажи народ набрать.. Экспериментальный корабль так и проторчал в бухте судостроительного завода вплоть до разборки на металлолом. Но, Винанс не был бы американцем, если бы не попытался продавить идею. В период 1859-1868 годов им были построены несколько кораблей такого типа в Европе, по заказам британцев, и что самое интересное - России. Правда, предложенные им корабли имели более традиционные движители, нормальные гребные винты. Кстати, винты были и в передней, и в задней части корпуса - так что скорости хода вперед и назад были равны.

Впрочем, ничего путного из этого не вышло. Всего было построено (считая первый аппарат с круговыми колесами) четыре экземпляра кораблей с веретенообразными корпусами, но никаких особенных преимуществ выявлено не было. Хуже того, потенциально "снарядостойкая" форма корпуса, долженствующая обеспечивать рикошеты при попаданиях - привела к тому, что "веретена Винанса" оказалось невозможно нормально забронировать. Более-менее толстая броня в надводной части - привела бы к немедленному переворачиванию кораблей. Так что идею отложили до появления подводных лодок, уж им-то сигарообразные корпуса оказались подходящими..

---

P.S. Мистер Жюль Верн точно был в курсе работ Винанса, и похоже - его "Наутилус" во многом списан с этих кораблей...

Comments

Подправьте текст

[asbatura.livejournal.com]

все же, я так понимаю, 1850....

Re: Подправьте текст

[strangernn.livejournal.com]

Да. Ж8-))

[mannaz-russia.livejournal.com]

баг с годами

[strangernn.livejournal.com]

Да. К позапрошлому веку тяжко адаптироваться.

[savoyskiy.livejournal.com]

Забавные штуки иногда порождает технический прогресс.

ЗЫ. Первые две даты с опечатками: "Примерно в 1950 году", и "спустили только в 1958 году".

[strangernn.livejournal.com]

Пофиксил!!! Спасибо!

[el-coyote.livejournal.com]

в тескте надобе поправить очепятке и даты - пока что получается что мосье энжинер настойчивпо пытался продать эту "океанскую ракету" Хрущеву в 195ые... ;)

[strangernn.livejournal.com]

Уже. Минут пять назад. Ж8-))

[strangernn.livejournal.com]

Это же не Франция, а США... И там, местами, вообще "сухой закон" вводился периодически.

[daddycat.livejournal.com]

Ужосняф... Картинки и трехмерные модели -- это одно, а фотограффии совсем другое. Воплощенный ужас...

[gogi03.livejournal.com]

Обалдеть..Класс!

[patetlao.livejournal.com]

О! Знаменитое время эдисонов и изобретательского романтизма, Жюль Верн, "Наутилус", сигарные корабли, "Грейт Истерн" и прочее.

http://www.vernianera.com/CigarBoats.html

[markiz-karabas.livejournal.com]

А если сделать электротрансмиссию и плыть в "слегка" подводном состоянии со шнорхелем? Вообще такое расположение "винта" имеет смысл?

[strangernn.livejournal.com]

По-моему, получается только лишнее сопротивление трения.

[biglebowsky.livejournal.com]

Современная подводная лодка в полностью погруженном состоянии плавает быстрее, чем всплыв к поверхности.

В авиации пропеллеры вокруг фюзеляжа делали. Лично я знаю 3 таких случая. А дальше надо гуглить.

[futb-all.livejournal.com]

Тогда уж проще вокруг корпуса винт Архимеда пустить =)))

[biglebowsky.livejournal.com]

Спасибо, исключительно интересно.

Но очень много вопросов, почему этот корабль плавал плохо?

В кораблях я не разбираюсь, поэтому воспользуюсь бытовыми аналогиями. Когда я готовлю, я исхожу из того, что главное - взять качественные продукты. По какому рецепту их смешивать, и как конкретно их готовить уже не важно - результат в любом случае будет хорошим.
Рассмотрим корабль Винанса с этой точки зрения.

1) Круглый в сечении корпус? Ничего особо катастрафичного с точки зрения устойчивости. Делать центр тяжести ниже геометрического центра - и все. Конструктивно - не так уж сложно. Пустить все основные силовые элементы именно снизу. А сверху даже обшивка может быть тоньше - нагрузки-то там меньше. У современных глиссирующих катеров с постоянным углом килеватости днища, вроде как, с геометрической устойчивостью похуже будет.

Кстати, бронирование не должно особо ухудшать остойчивость. Насколько я знаю, у броненосцев главная броневая палуба шла именно на уровне ватерлинии. Выше - только отдельные броневые элементы. То есть, идеология броненосца - почти все, что выше уровня воды, это - особо не влияющие на боеспособность надстройки, разрушение которых вполне можно допустить.

2) Форма корпуса с точки зрения гидродинамики.

2.1) Если плавать строго под водой с разумными скоростями, ничего лучше данной формы придумать нельзя. Кстати, форма торпеды (цилиндр) - хуже. Насколько понимаю, выбрана таковой исключительно потому, что торпеду нужно как-то хранить и как-то ей стрелять.

2.2) Если плавать в частично погруженном состоянии, держа нос под водой.
Насколько я понимаю, исключительно высокие гидродинамические качества. Эксперименты "бульбовый" нос vs "положительно скошенный форштевень" идут со времен греческих триер. Вроде как, для водоизмещающего режима, бульбовый нос пока выигрывает.

2.3) Если плавать, держа кончик носа существенно над водой.
Насколько понимаю, очень плохо. Грубо говоря, если рассмотреть сечение такой штуки по ватерлинии, то получится слишком широкая в носу кривая. Парусные катамараны с веретенобразными надувными поплавками плавают крайне плохо.
Но корабль с механическим двигателем не обязан иметь такого огромного запаса плавучести, как парусная штуковина.

3) Движитель.

Расположение движителя, если принять во внимание современные концепции об управлении пограничным слоем - идеальное. Могут быть очень интересные результаты наподобие безотрвыного обтекания и падения сопротивления формы до нуля (сопротивление трения, естественно, останется). Собственно говоря, именно для достижения этого эффекта, судя по всему, корабль и был построен.

Кольцевая насадка вокруг винта? Неочевидное решение. Много исследований было на эту тему. Не так уж эта насадка хороша, как кажется. Но и не так уж и плоха. Вряд ли сама по себе способна "угробить" проект. Известно, что насадка исключительно полезна, если, кроме попытки увеличения кпд винта, "умеет" делать что-то еще.
Здесь насадка стоит в самой широкой части корпуса. Так, навскидку, и не сообразить. Может быть, она там весьма полезна для формирования правильной формы потока, чтобы обеспечить безотрывное обтекание.
То, что насадка вращающаяся, это, по современным представлениям - зря. Но тоже, вроде как, не катастрофично.

В то, что корпус был как-то ослаблен посередине, я категорически не верю. Намного проще обхватить корпус вращающимся кольцом, как гусеницы обхватывали корпус ромбовидных танков.

Винт не погружен полностью? Ну так дофига сейчас производится катеров с полупогружными винтами.


То есть, было бы очень интересно узнать, почему, все-таки, в итоге, не получилось?

ИМХО

[zloradskij.livejournal.com]

самое простое решение проблемы остойчивости - сцепить 2 веретенообразных тела в катамаран. странно, что не попробовали, имея аж 4 штуки.

P.S: да даже к одному латеральные аутригеры приварить могли бы.

[strangernn.livejournal.com]

1. У нормального судна по мере увеличения угла крена - возрастает выравнивающая сила. А важнейшим параметром, определяющим способность сопротивляться кренению является метацентрическая высота. В случае корпуса в виде тела вращения с этим возникают серьезные проблемы. Фактически, у такого корабля любое оборудование выше ватерлинии - абсолютное зло. Валять его будет страшно.

2. Держа нос под водой с т.з. сопротивления плавать, конечно, неплохо, но это если не боишься совсем нырнуть. Судьба некоторых "мониторов", так и нырнувших под волну навсегда, тому пример.

3. Движитель... Где и как должны быть расположены упорные подшипники? Если снаружи (при охватывающих снаружи кольцах) - то они получаются в воде. Чем это чревато - сами понимаете. Если внутри корпуса - то прощай прочность корпуса.
3.1. Чем самолет с тянущим винтом хуже, чем с толкающим? Тем, что значительная часть машины работает в излишне ускоренном потоке (больше сопротивление). Но для самолета есть выигрыш в виде обдува плоскостей, а у судна тянущий (или полу-тянущий) движитель - однозначно в минус.

[eugene-gu.livejournal.com]

Странно, что никто не вспомнил черно-белый комбинированный с анимацией художественный фильм про такую подлодку у пиратов.

[patetlao.livejournal.com]

а что за фильм и мультик?

[alex-ak.livejournal.com]

На фотографиях выглядит неописуемо сумрачно. Воплощенный стимпанк. Кстати, нельзя сказать, что идея совсем умерла - несколько позже из нее выросли водобронные миноносцы, а в наше время - суда с малой длиной ватерлинии, правда, они уже многокорпусные.

[biglebowsky.livejournal.com]

> суда с малой длиной ватерлинии
+1

[andyflowers.livejournal.com]

А были ещё идеи полу-подводных танкеров и даже... подводных барж... :)
http://www.seaships.ru/undersea.htm

[patetlao.livejournal.com]

О, да. Узнаю иллюстрации замечательной ГДРовской книжки.

[blacktiger63.livejournal.com]

Такие винты видел на проекте подлодки для океанов Европы, которая спутник Юпитера.

Продольно - поперечная остойчивость режима глиссирова

[Альберт Тимашов (from livejournal.com)]

Любые конструкции известных глиссирующих судов не обеспечивают продольно-поперечеую остойчивость, т.к. корпус судна, при большой
скорости,выходит почти полностью на границу водной поверхности -
-режим рикошетирования и становится неуправляемым. Хаотичность векторов гидродинемических сил, возникающих в разных точках под
днищем, вызывает неуправляемые колебания продольного и поперечного
положения корпуса судна.Следовательно,остойчивость глиссирущего
судна,не обеспечивается только водной средой.Практически, судно в
режиме рикошетирования, идет на границе двух сред,водной и воздушной.Решение задачи состоит в том,чтобы сформировать вектор
единой гидродинамической силы и вектор единой аэродинамической силы,
в единый вектор сил приложения в точке центра тяжести судна,
управление глиссирующим судном осуществляется,изменением положения
центра тяжести судна.Albert E-mail:atim26@mail.ru