Максим Калашников - Крещение огнем. Звезда пленительного риска
Но кроме перечисленных выше факторов существует еще один, и не менее важный. Почему-то во всех прогнозах специалистов и правительства РФ нет даже и намека на учет действий и возможностей существующих мировых судостроительных фирм. А ведь они, обладая мощной научно-производственной базой и огромными финансовыми средствами, не будут ждать сложа руки, когда российское судостроение к 2020–2030 годам займет значительную часть мирового рынка. В дополнение же к ним в настоящее время уже практически образовались еще два мощных игрока на рынке судостроения – Индия и Китай.
Наши индийские и китайские друзья оказались способными учениками, быстро переняли знания от своих русских (советских) учителей и мощно пошли вперед. Уже в настоящее время они строят практически все типы судов, включая и авианосцы (а также самолеты, ракеты, спутники и космические аппараты). Учитывая мощную и реальную поддержку государства этим отраслям и ориентацию на действительно инновационный путь развития, именно Индия и Китай уже в ближайшие годы составят основную конкуренцию российским судостроителям (и авиастроителям, и ракетно-космической отрасли, и военно-промышленному комплексу). Таким образом, Россия сама взрастила себе конкурентов и создала массу проблем. Обычным путем эволюционного развития разрешить их уже не получится…» – написал мне Михаил Масленков, инженер из бывшего Ленинграда.
Так что же – ложиться и умирать? Смириться с тем, что нас навсегда победили в глобальной конкуренции всякие иностранные компании?
Нет! Русский гений способен и здесь спасти нас, превратив Россию в страну небывалого, принципиально иного судостроения. Один из таких творцов – питерский изобретатель Михаил Масленков.
По его мнению, мировое кораблестроение, обогнав российское, само зашло в технический тупик. Принципиально все эти американские, финские, корейские суда нашего времени ничем не отличаются от пароходов вековой давности. Они построены по той же архитектуре, с движителем (гребным винтом или водометом) в корме. И эта кораблестроительная схема себя практически исчерпала.
– Пропульсивный коэффициент (по сути КПД системы «движитель – корпус») для хороших современных судов имеет значение 0,94–0,97. То есть мореходные характеристики современных судов близки к теоретическому пределу и имеют резерв роста всего на несколько процентов, – говорит Масленков. – Отсюда следует, что у мировых судостроителей практически нет поля для конкуренции по мореходным характеристикам. По сути, ситуация в судостроении скоро будет схожей с ситуацией в автомобильной промышленности, когда для определенного класса автомобиля различными производителями доведены практически до однотипности аэродинамические формы корпуса, технические решения в двигательной и ходовой частях, достигнута высокая унификация других узлов. Но при этом технические характеристики автомобилей мало чем отличаются друг от друга… И неискушенный потребитель при покупке из группы практически равнозначных авто затрудняется в своих предпочтениях. В современном судостроении достаточно отчетливо проглядывается та же тенденция…
Единственный выход – в том, чтобы производить принципиально новые корабли, аналогов коим на мировом рынке нет.
Возможно ли это?
Да. Представьте себе корабль с обтекаемыми надстройками и корпусом, что расширяется к носу. Обладая движителями, расположенными впереди, он бежит по волнам со скоростью, что превышает скорость обычных надводных судов в два, а то и три раза. При той же мощности двигателей…
– Нынешний кораблестроительный тупик кроется в самой принципиальной схеме судов подобного типа. Именно размещение движителей в кормовой части судна создает условия для возникновения сил сопротивления движению! На ходу корабля за его кормой создается зона пониженного давления, а на его носовую часть действуют соответствующие силы лобового давления. Преодолевая его и раздвигая массу воды, корпус судна создает систему волн, приводящую к появлению волнового сопротивления. Оно принципиально ограничивает скорость движения судна известным «соотношением Фруда». При движении судна на его корпус действуют силы трения, также силы, противодействующие движению. Сумма этих основных сил и создает мощное сопротивление движению судов, – поясняет Масленков. – Водоизмещающие суда традиционной конструкции практически не имеют резервов для улучшения своих технических характеристик.
Некоторого их улучшения удается добиться путем совершенствования формы корпуса (обычно за счет существенного его усложнения) и применения более мощных энергетических установок. Однако простое увеличение мощности движителей крайне неэффективно, ибо увеличение скорости движения в 2 раза требует в этом случае более чем 8-кратного увеличения мощности. Основная же проблема заключается в том, что уже в течение длительного времени мировая традиционная гидромеханика не располагает эффективными способами существенного улучшения скоростных и мореходных характеристик водоизмещающих судов…
Вполне логично в связи с этим выглядели попытки размещения движителей на носовой части судна. «Передний привод» должен был снизить лобовое давление и привести к появлению сил кормового давления, действующих в направлении движения. Тогда они не тормозят движение надводного корабля, а наоборот, толкают его. Однако положительный эффект у известных конструкций судов с «передним приводом» практически полностью ликвидируется возрастанием сил трения за счет «прилипания» упорных струй к корпусу и перераспределения сил давления по корпусу судна. Поэтому они и не нашли широкого применения. «Задний привод» надолго прописался в конструкции надводных кораблей, и все усилия корабелов были направлены на преодоление его недостатков.
Но выход был найден – русскими в Советском Союзе. Его предложили еще во второй половине 1980-х годов изобретатели Т.Ф. Савельев и М.Я. Масленков. По их расчетам, передне-приводные суда русского типа смогут ходить со скоростями под сотню километров в час, тогда как суда с той же мощностью двигателей, но привычного типа – не быстрее 40 км/час.
Нынче, увы, в живых остался лишь Масленков. Он и поведал нам захватывающие вещи:
– В новой конструкции судна движители предлагается разместить на носовой части под углами к диаметральной и основной плоскостям корпуса. При этом несколько изменяется и традиционная форма корпуса. В результате этого (что было проверено на маломерных моделях) суда новой конструкции будут обладать комплексом следующих эффектов:
1. Перед носовой частью судна создается прогиб водной поверхности и зона пониженного давления, что приводит к появлению сил кормового давления, направленных в сторону движения.
2. Упорные струи от винтов не прижимаются к корпусу и за ними образуется попутный поток. За счет эжекции в упорные струи попутный поток приобретает скорость большую, чем скорость судна. Это приводит к появлению сил трения, но направленных уже в сторону движения и способствующих ему.
3. Забор воды в носовой части и попутный поток вдоль корпуса в направлении движения ликвидируют волнообразование и судно движется в спокойной воде. При этом снимается принципиальное ограничение скорости, обусловленное волновым сопротивлением.
4. Судно приобретает высокую курсовую устойчивость и высокую маневренность, при этом развороты можно производить практически на месте.
5. При неработающих движителях в условиях внешнего волнения судно разворачивается носом к волнам и движется навстречу им, что способствует повышению его живучести и непотопляемости.
Таким образом, в данном техническом решении движители, создаваемые ими упорные струи и корпус судна взаимодействуют как единое целое, значительно ослабляя силы сопротивления движению или же вообще меняя их направление и помогая движению.
В этом случае уже можно говорить о едином комплексе «движитель – корпус судна» в отличие от судов традиционного типа, где движителю приходится преодолевать силы сопротивления, создаваемые им самим и корпусом корабля…
Суда по предлагаемому техническому решению будут обладать и такими конкурентными преимуществами, как:
1. Упрощение обводов подводной части корпуса, повышение технологичности и снижение трудоемкости его изготовления.
2. Существенное увеличение внутренних объемов корпуса, расширение возможностей компоновки судов, возможность применения дополнительных мер безопасности.
3. Полнота носовых обводов заметно не ухудшит мореходных качеств судна, что позволит строить скоростные крупнотоннажные суда и суда новой конструкции и назначения.
4. Существенное снижение сил сопротивления движению приведет к соответствующему уменьшению энергозатрат и расхода топлива.
