Летящие над волнами
Летающий парусник «Hydroptere» с момента своего создания регулярно бил все рекорды скорости, как на коротких дистанциях, так и на длинных. Этот парусник-тримаран - настоящее судно на воздушных крыльях: он летит на подводных крыльях - два таких крыла установлены под боковыми корпусами-поплавками тримарана. «Hydroptere» создан группой французских инженеров для того, чтобы показать отличные перспективы парусных средств для движения по воде. Ведь этот парусник может разгоняться до скорости 55,5 узлов, что равно 103 км/ч.
6 сентября 2009 г. парусная яхта «Hydroptere» побила мировой рекорд скорости на морской миле (1,852 км). Средняя скорость на мерной миле составила 50,17 узлов (92,91 км/ч). Команда из 10 человек под командованием французского шкипера Alain Thebault установила этот рекорд при скорости ветра 28 узлов. Предыдущий рекорд скорости для парусных судов был установлен в октябре 2006 года в Средиземном море яхтой «Bjorn Dunkerbeck», развившей среднюю скорость 41,14 узла.
В отличии от традиционных парусников «Hydroptere» может не только плыть по воде, но и парит над ней на своих воздушных крыльях. Чем больше парусник «Hydroptere» набирает скорость, тем выше он поднимается над поверхностью. В итоге площадь соприкосновения корпуса с водой сокращается всего до минимальных 2 квадратных метров.
Зато площадь проекции этого экспериментального французского тримарана на горизонтальную плоскость примерно равна баскетбольной площадке. 30-метровая углепластиковая мачта несет парус площадью 600 м², изготовленный из сверхпрочных современных полимеров. Сочетание огромного паруса гоночного парусника и минимальное соприкосновение с водой судна на подводных крыльях и позволяет «Hydroptere» развивать огромные скорости.
Для управления таким судном требуется команда из четырех человек: помощник капитана управляет судном, два моряка управляются с такелажем, а капитан судна командует всем процессом. На скорости 12 узлов (около 22 км/ч) яхта начинает подниматься из воды, встав на подводные крылья: теперь она уже не плывет, а практически летит. В полете «Hydroptere» обретает изящество насекомого, становится похожим на богомола с растопыренными локтями. Чтобы разогнать яхту, необходимо снизить ее лобовое сопротивление, и когда она переходит в режим полета, в воде остаются только часть рулевого пера и нижние половины двух крыльев, напоминающих клинки.
Чтобы поднять «Hydroptere» в воздух, нужно всего лишь поймать ветер, а крылья доделают все остальное, превратив сопротивление омывающей корпус воды в подъемную силу - так же, как это делают крылья у самолета. Правда, летать на яхте не так-то просто. Конечно, вся она увешана датчиками (их 30 штук), но их показания вы не прочтете до поры до времени - их записывают для того, чтобы после рейса подвергнуть скрупулезному анализу.
Управление этим судном в открытом море почти полностью зависит от интуиции и хорошей реакции. Каждый порыв ветра команда должна встречать отточенными движениями, подстраивая угол и натяжение паруса. Главное - не допустить перегрузки паруса, когда под натиском ветра одно из крыльев полностью поднимается из воды. Это аналог ситуации, когда самолет теряет одну консоль крыла: потерять равновесие и опрокинуться очень легко. У основания штурвала на яхте имеется аварийная кнопка. Нажав на нее в момент опасности, капитан может мгновенно «сбросить паруса».
Как только судно выходит на крейсерскую скорость, рулевой оставляет штурвал и берет в руки джойстик. С его помощью можно управлять вертикальным пером руля с горизонтальным стабилизатором, позволяющим регулировать дифферент яхты. Подстраивая дифферент, рулевой меняет угол атаки у расположенных спереди подводных крыльев. Чем меньше этот угол, тем меньше подъемная сила, и наоборот. Таким образом, этот джойстик позволяет управлять не только дифферентом судна, но и высотой его полета.
Click to viewПодводные крылья действуют точно так же, как крылья самолета. Они должны располагаться под таким углом, чтобы набегающая вода, протекающая под ними, оказывала давление на нижнюю поверхность крыла, толкая его вверх. Добавочную подъемную силу формирует и каплевидный профиль крыла. Эти две силы складываются, создавая суммарную подъемную силу. Когда «Hydroptere» достигает скорости в 12 узлов, на крыльях создается достаточная подъемная сила, чтобы корпус судна и его поплавки-балансиры полностью поднялись над водой.
1. Парус: Ветер сбоку бьет в паруса, яхта противодействует этому давлению, и возникающая при этом сила толкает судно вперед.
2. Винглет (законцовка крыла): Когда яхта кренится и в воде остается только вертикальный кончик наветренного крыла, создаваемая этим крылом подъемная сила действует горизонтально, стабилизируя судно.
3. Руль: Перо руля заканчивается горизонтальным стабилизатором. Подстраивая угол атаки стабилизатора, можно управлять высотой, на которую поднимается корпус яхты.
4. Крыло: Подводные крылья повернуты внутрь под углом 45 градусов. Такое их расположение держит яхту на весу, даже когда она с креном входит в поворот.
5. Амортизатор: Каждое крыло висит на шарнирном креплении, а к корпусу судна от него тянется пружинящий подкос, поглощающий часть рывков, идущих от погруженного крыла.
Но на сегодняшний день «Hydroptere» уже не самый быстрый парусник в мире. Рекорд побило парусное судно «Vestas Sailrocket 2» - судно революционной конструкции, построенное на острове Уайт в Великобритании. Построил его австралиец Пол Ларсен, а спонсором стала датская компания «Vestas», крупнейший в мире производитель ветрогенераторов.
Первая попытка побить рекорд была предпринята 3 декабря 2008 года близ намибийского Уолфиш-Бея. Увы, подъемная сила превысила расчетную, парусник взлетел, перекувыркнулся в воздухе и рухнул.Доработка катамарана заняла долгих четыре года. Законы строительства рекордных парусников определены довольно четко: над водой - обтекаемый кокпит и жесткий парус, под водой - крылья. Поэтому основное отличие второго поколения ларсеновского «болида» как от своего предшественника, так и от конкурентов типа «Hydroptere » - это иная конфигурация подводных крыльев. Новый «Vestas Sailrocket 2» получился очень легким (275 кг) и довольно длинным (12,2 м), и на этот раз никаких ошибок не обнаружилось.
В итоге 18 ноября 2012 года Пол Ларсен побил рекорд на 500-метровой дистанции, промчавшись со скоростью 59,37 узла (109,94 км/ч) при среднем ветре в 25 узлов. А 24 ноября «Vestas Sailrocket 2» окончательно оторвался от преследователей на 500-метровке, достигнув скорости в 65,45 узла (121,06 км/ч).
Рекорд Vestas Sailrocket 2 на 500-метровке очень велик относительно всех предыдущих достижений и потому имеет все шансы продержаться не меньше десятка лет. Не стоит забывать, что при всей гениальности конструкции судна, роль удачного стечения обстоятельств и погодных условий во время заплыва трудно приуменьшить. Чтобы побить рекорд, нужно не только очень, очень постараться, но и быть везучим на погоду.
http://www.chernomor.su/hydroptere.html
http://www.popmech.ru/technologies/13806-so-skorostyu-vetra-voda/#full
http://www.popmech.ru/technologies/14736-yakhta-samolet/#full