Автор Тема: Плавниковые движетели  (Прочитано 77 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

birg77out

  • Administrator
  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 2471
  • Karma: +0/-0
    • Просмотр профиля
Плавниковые движетели
« : Июль 25, 2017, 02:26:59 pm »
Из сборника «Эврика» за 1963 год.

Двести  лет  назад  английское  китобойное  судно  случайно

встретилось  с  мертвым  китом,  плававшим  на  поверхности.  С  ки¬

тобоя  спустили  шлюпку,  чтобы  загарпунить  кита.  Однако,  не¬

смотря  на  все  усилия  гребцов,  шлюпка  не  смогла  его  догнать.

Колеблемый  волнами  мертвый  кит  двигался  быстрее  лодки!

Этот  случай  был  описан  в  литературе  того  времени,  но  потом

забыт.  И  совершенно  напрасно!

Океан  —
 это  энергия:  Любое  судно  окружено  неисчерпаемы¬

ми  запасами  механической  энергии  волн  и  не  может  использо¬

вать  их  для  своего  движения.  Больше  того,  оно  должно  иметь

запасы  топлива  и  сложную  механическую  установку,  чтобы  во

время  шторма  противодействовать  волнам.  Ведь  энергия  волн

не  только  не  используется,  но  воспринимается  как  источник

опасностей,  неудобств  и  экономических  потерь.  Иногда,  чтобы

противостоять  качке,  на  судах  устанавливают  даже  «успокои¬

тели  качки»,  на  приведение  в  действие  которых  дополнительно

расходуется  топливо.

Возникает  мысль:  а  нельзя  ли  по-хозяйски  распорядиться

энергией  морских  волн?  Не  только  устранить  вредное  действие

на  судно,  но  использовать  ее  для  движения?

Расчеты  показывают,  например,  что  крупное  морское  судно,

находящееся  на  волне,  встречает  поток  мощностью  около  75  ты¬

сяч  лошадиных  сил.  Эта  энергия  частично  рассеивается  при

встрече  с  судном,  частично  отражается  или,  минуя  судно,  ухо¬

дит  в  виде  волн  уменьшенного  размера.  Часть  энергии  идет  на

раскачивание  судна  —
 около  11  тысяч  лошадиных  сил,  если

говорить  о  корабле  среднего  тоннажа.  Эта  мощность  имеет  фор¬

му  механической  энергии,  то  есть  она  наиболее  удобна  для

использования.

Отбор  энергии  колебательного  движения  означает  одновре¬

менно  и  уменьшение  качки.  Значит,  остается  выяснить,  как

решить  проблему.

Здесь-то  и  уместно  вспомнить  о  мертвом  ките.  «Движите¬

лем»  в  этом  случае  оказались  неподвижные  плавники,  выпол¬

нявшие  роль  преобразователей  энергии  колебательного  движе¬

ния  в  энергию  поступательного.

Наружный  плавник  —
 вот  то  устройство,  которое  лучше  все¬

го  может  привести  к  решению.

Представьте  себе  плавник,  свободно  вращающийся  вокруг

оси  и  расположенный  около  передней  кромки  судна.  Под  дей¬

ствием  гидромеханических  сил  он  будет  поворачиваться  как

флюгер.  Подъемная  сила  при  этом  возникать  не  будет,  и  по¬

лезное  действие  плавника  окажется  равным  нулю.

Однако  стоит  нам  поставить  ограничители  поворота  или

пружину,  стремящуюся  возвращать  плавник  в  среднее  положе¬

ние,  как  дело  в  корне  изменится.  Плавник  не  сможет  теперь

устанавливаться  как  флюгер,  поэтому  вода  будет  его  обтекать

под  некоторым  углом  атаки.

Если  разложить  возникающую  в  этом  случае  на  плавнике

подъемную  силу  на  две  составляющие,  мы  получим  продоль¬

ную  силу,  стремящуюся  толкать  судно  вперед,  и  поперечную,

стремящуюся  уменьшить  качку.  Таким  образом,  одновременно

с  использованием  энергии  для  движения  судна  достигается  и

гашение  качки.

При  изменении  скорости  и  направления  движения  плавника

обе  составляющие  подъемной  силы  всегда  сохраняют  «полез¬

ное»  направление.  Первая  движет  судно  вперед,  а  вторая  про¬

тиводействует  поперечной  скорости.  При  этом  качка  может  быть

любой:  бортовой,  килевой,  вертикальной  или  смешанной,  она

может  носить  регулярный  или  беспорядочный  характер,  но  если

существует  поперечное  движение,  составляющие  подъемной

силы  будут  в  каждый  момент  гасить  его.

Теория  говорит,  что  плавники  обеспечивают  тем  большую

тягу,  чем  сильнее  качка.  Выяснилось,  что  для  каждой  скорости

движения  судна  существует  своя  наивыгоднейшая  степень

подвижности  плавников.  Чем  выше  скорость  судна,  тем

меньше  должна  быть  подвижность.  Вот  почему  для  быстро¬

ходных  кораблей  лучшие  результаты  дают  неподвижные,  ча¬

сто  расположенные  плавники,  установленные  наподобие  «гре¬

бенки».

192

В  1953  году  в  опытном  бассейне  Одесского  института  инже¬

неров  морского  флота  были  проведены  испытания.  Модель  суд¬

на  искусственно  раскачивалась  и  под  действием  плавников,

использующих  энергию  качки,  двигалась  без  приложения  уси¬

лий  извне.  Скорость  была  достаточной  для  того,  чтобы  судно

стало  управляемым.  Если  же  судно  шло  под  винтом  или  дру¬

гим  движителем,  плавники  увеличивали  его  скорость.

Тем,  кто  проводил  свой  отпуск  на  Черном  море,  хорошо  зна¬

ком  теплоход  «Украина».  Именно  это  судно  обычной  конструк¬

ции  было  выбрано  для  экспериментов.  Снаружи  корпуса,  в  под¬

водной  части  его,  было  установлено  с  каждого  борта  по  10  плав¬

ников.  Внутри  корпуса  смонтировали  раскачивающий  механизм,

имитирующий  бортовую  качку  на  морском  волнении.

Эксперименты  подтвердили  все  выводы  теории.  Судно,  со¬

вершающее  качку  с  размахом  31  градус,  получает  скорость

движения  свыше  11  узлов  при  неработающих  двигателях.  При

ходе  судна  со  скоростью  14  узлов  мощность,  затрачиваемая

двигателями,  снижается  больше  чем  в  2  раза.

Польза  плавников  несомненна.  Они  просты,  надежны,  умень¬

шают  качку  судов  и  на  волнении  в  любом  случае  увеличивают

тягу  судна.  Волновые  движители  незаменимы  и  в  аварийных

случаях,  когда  выходит  из  строя  основная  силовая  установка.