По морям, по волнам

Иногда неудача проектировщика обнаруживается уже в начале испытаний, когда модель только начинает двигаться. Вестник такой неудачи — волны, разводимые моделью. Если они слишком велики, можно испытаний не продолжать. Для испытателей и так ясно, что выбранные размеры и форма корпуса судна неудачны.

Как видите, испытание модели судна — дело сложное и кропотливое, особенно при разработке проекта нового судна, не похожего на ранее построенные. Тогда приходится много раз переделывать модель, пока не получатся нужные формы корпуса судна.

Академик А. Н. Крылов рассказывал, что при выборе размеров и обводов корпуса линейного корабля типа «Севастополь» в опытовом бассейне прогоняли двадцать различных моделей. А сначала хотели использовать модель уже построенного броненосца «Андрей Первозванный».

Дальнейшие испытания показали, что могло получиться, если бы испытатели остановили свой выбор на модели броненосца «Андрей Первозванный», не продолжали работать над улучшением обводов корпуса нового корабля. Иначе говоря, что получилось бы, если бы корпус линейного корабля «Севастополь» построили по теоретическому чертежу «Андрея Первозванного»? Получилось бы то, что на линейный корабль «Севастополь» пришлось бы поставить главные механизмы в два раза мощнее тех, которые поставили на самом деле. И в этом убедились только после того, как испытали два десятка различных моделей. Вот насколько важно испытание моделей судов в опытовом бассейне.

Для испытания моделей судов на поворотливость существует еще один тип опытовых бассейнов. Эти бассейны не прямоугольной, а круглой формы. Иногда они устраиваются на открытом воздухе.

Здесь мчатся и поворачиваются во все стороны большие самоходные модели, управляемые по радио. Причудливые их движения снимаются на кинопленку. Самопишущие приборы отмечают углы перекладки руля, скорость хода и крен, а также силу, действующую на руль. После этого определяют, как отразится на поворотливости судна перекладка руля на различные углы при разных скоростях хода, а также рассчитывают необходимую мощность рулевой машины.

Способ испытания моделей в бассейне существует в нашей стране свыше восьмидесяти лет. Инициатором постройки первого в России Петербургского опытового бассейна в 1892 году был великий русский ученый Дмитрий Иванович Менделеев.

^{Дмитрий Иванович Менделеев.}

Этот бассейн, в котором работал и академик Крылов, сыграл огромную роль в развитии русского кораблестроения.

Для быстроходных судов приходится считаться не только с сопротивлением воды. При разработке проектов таких судов учитывают также воздушное или ветровое сопротивление, которое создает в море встречный ветер.

^{Испытательная тележка опытового бассейна.}

Для особо быстроходных судов воздушное сопротивление определяют таким же способом, как для самолетов, то есть продувкой модели судна в аэродинамической трубе. Вот теперь становится понятным, почему на быстроходных пассажирских судах надстройкам придают плавную обтекаемую форму, хотя они и не погружены в воду. Так вот сколько хлопот создает конструкторам увеличение скорости судна!

Однако удачный выбор размеров и формы корпуса судна немного помогли росту его скорости. И конструкторы стали обращаться к примерам живой природы. Им в первую очередь помогли дельфины со своей огромной скоростью — до 40 километров в час. Недавно был раскрыт секрет такой быстроходности. Заключается он не только в удобообтекаемой форме туловища дельфина, но и в строении его кожи.

У кожи дельфина два слоя: наружный — тонкий, очень эластичный и лежащий под ним толстый — в виде шипов. Внутри шиповидного слоя густая сеть упругих волокон, а между ними всюду налит густой жир. Такое строение кожи помогает дельфину вдвойне: предохраняет его от холода и дает возможность плавать, почти не испытывая сопротивления воды. Когда животное движется, вокруг его тела возникают лишь небольшие струйки и они не переходят в вихревые волны. Почему же так?

Дело в том, что кожа дельфина действует как упругая подушка. Жировое вещество в каналах нижнего слоя кожи является как бы амортизатором. Если обтекающие судно потоки воды попытаются перейти в волны, ничего из этого не выйдет. Они будут погашены с самого начала упругой кожей дельфина.

Ученые всячески стремятся использовать такое замечательное свойство дельфиньей кожи, чтобы повысить скорость судна. Уже удалось создать такую искусственную кожу, правда, для судов небольших размеров. Представьте себе трехслойную резиновую оболочку с большим количеством внутренних каналов, заполненных амортизирующим веществом. Оболочку натягивают на корпус судна. Испытания судна с резиновой «рубашкой» позволили почти наполовину снизить волновое сопротивление воды. И все же это небольшой прирост скорости.