Суда на подводных крыльях: История судов на подводных крыльях

История судов на подводных крыльях

В моем детстве не было ничего более завораживающего, чем смотреть на реактивные гражданские самолеты и суда на подводных крыльях. Их стремительные обводы словно вышли из будущего, из научно-фантастических романов, которыми мы зачитывались. Когда на морском горизонте появлялись стремительные морские «Кометы», все пляжи невольно замирали, провожая глазами эти удивительные суда. А вопрос о том, на чем ехать из Ленинграда в Петродворец, был риторическим – конечно, на «Метеоре». Судами на подводных крыльях Советский Союз гордился так же, как космическими ракетами.

Александр Грек

Подрезанные крылья

Можно сказать, что на подводные крылья наша страна встала одной из последних. Первые эксперименты судостроители начали проводить еще в конце XIX века. Довольно быстро пароходы уперлись в скоростной предел в районе 30 узлов (около 56 км/ч). Для прибавления к этой скорости еще одного узла требовалось почти троекратное увеличение мощности двигателей. Именно поэтому быстроходные военные корабли потребляли уголь, как хорошая электростанция.

Чтобы преодолеть сопротивление воды, было придумано красивое инженерное решение — поднять корпус судна над водой на подводных крыльях. Еще в 1906 году судно на подводных крыльях (СПК) итальянца Энрико Форланини достигло скорости в 42,5 узла (около 68 км/ч). А 9 сентября 1919 года американское СПК HD-4 установило мировой рекорд скорости на воде — 114 км/ч, что и для нашего времени превосходный показатель. Казалось, еще немного, и весь флот станет крылатым.

До Второй мировой войны почти все промышленно развитые страны поэкспериментировали с подводными крыльями, но дальше опытных моделей дело не пошло. Довольно быстро вылезли наружу недостатки новых судов: малая устойчивость при волнении, большой расход топлива и отсутствие легких морских «быстрых» дизелей. Дальше всех продвинулись в создании СПК германские инженеры, небольшими сериями выпускавшие во время войны катера на подводных крыльях. После войны главный немецкий конструктор по СПК барон Ганс фон Шертель основал в Швейцарии компанию Supramar и приступил к выпуску пассажирских судов на подводных крыльях. В США СПК занялась компания Boeing Marine Systems.

Русские вступили в эту гонку последними, однако при словах Hydrofoil Boats весь мир в первую очередь вспоминает советские суда на подводных крыльях. За все время Boeing сумел построить около 40 СПК, Supramar — около 150, а СССР — более 1300. И произошло это благодаря таланту и нечеловеческой упертости одного человека — главного конструктора отечественных СПК Ростислава Евгеньевича Алексеева.

Ракета

Довольно долго небольшому конструкторскому бюро Алексеева, которое в Нижнем Новгороде занималось судами на подводных крыльях, не везло: его перебрасывали от министерства к министерству, от одного завода к другому, и большинство заказов уходило к конкурентам в Ленинград в ЦКБ-19, обладавшее несравнимо бóльшим лоббистским потенциалом. Но в отличие от питерцев, Алексеев с самого начала грезил гражданскими судами. Впервые он попытался наладить выпуск гражданского СПК еще в 1948 году, когда предложил заводу «Красное Сормово» проект скоростного разъездного катера на подводных крыльях со скоростью хода более 80 км/ч. Тем более, что к тому времени уже два года удивительная самоходная модель А-5 рассекала на подводных крыльях гладь Волги, завораживая мальчишек. Руководителям того времени идея иметь для разъездов скоростной катер показалась заманчивой — дорог вдоль рек почти не было.

На «Красное Сормово» начали поступать заказы, но военные запретили работы по гражданскому использованию катеров на подводных крыльях по причине секретности. Алексеев потом еще много раз прибегал к различным уловкам, пытаясь обойти военные запреты, и получал бесконечные выговоры. В итоге выстрелила совершенно невероятная история — в обход Минсудпрома Алексеев добился рассмотрения вопроса о постройке пассажирского судна на подводных крыльях на парткоме завода «Красное Сормово». Партком его поддержал и рекомендовал руководству построить такое судно силами завода.

Партии в то время мало кто мог отказать. К тому же Алексеев заручился поддержкой речников — Минречфлота — и вышел на оргкомитет 6-го Всемирного фестиваля молодежи в Москве с предложением показать в действии первое советское СПК как выдающееся достижение водного транспорта СССР. Это предложение попахивало настоящей авантюрой — до фестиваля оставался год. Тем не менее, Алексеев со своей командой совершил чудо, и 26 июля 1957 года теплоход на подводных крыльях «Ракета» вышел в свой первый рейс в Москву на фестиваль, неожиданно став там одним из главных шоу-стопперов: он открывал парад судов, катал многочисленные делегации, включая секретарей ЦК КПСС.

Для энтузиастов СПК все изменилось: из изгоев они стали героями, коллектив получил Ленинскую премию, а на СПК посыпались заказы. Одно за другим ЦКБ Алексеева выдавало различные СПК — речные и морские, маленькие и большие, дизельные и газотурбинные. Всего в СССР было построено около 300 «Ракет», 400 «Метеоров», 100 «Комет», 40 «Беларусей», 300 «Восходов», 100 «Полесьев», 40 «Колхид» и «Катранов», две «Олимпии» и еще около десятка экспериментальных судов. Советские СПК стали важным экспортным товаром — их покупали по всему миру, включая США и Великобританию, страны с высокоразвитым судостроением. Одни из последних СПК — большие морские «ракеты» «Олимпии» вместимостью 250 пассажиров — были построены в 1993 году в Крыму. Свернули свое производство и немногочисленные западные конкуренты. Многим показалось, что эра СПК закончилась, как некогда исчезли парусные красавцы-клиперы.

Новая «Комета»

Насколько же надо быть преданным своему делу, чтобы за три десятилетия простоя не дать умереть технологиям и конструкторской школе и верить в возрождение флота СПК! Тем не менее 23 августа 2013 года на судостроительном заводе «Вымпел» было заложено головное судно проекта 23160 «Комета 120М», спроектированное АО ЦКБ по СПК имени Алексеева. Мы сидим в кабинете главного конструктора СПК Михаила Гаранова, поражаясь величественному виду замерзшей Волги за окном, смотрим фотографии строящейся в Рыбинске «Кометы 120М» и говорим о будущем. Внешне новая «Комета» выглядит скорее прямой наследницей той самой первой алексеевской «Ракеты» со сдвинутой назад рубкой и обводами, напоминающими спортивные родстеры золотой эры автомобилей. Первые же «Кометы» были морскими сестрами речных «Метеоров», которые в большом количестве можно увидеть в Санкт-Петербурге на Дворцовой набережной, откуда они отправляются в Петродворец. Рубки тех «Метеоров» и «Комет» были сдвинуты вперед, и хотя в конце XX века они на фоне других судов смотрелись как пришельцы из будущего, сейчас выглядят слегка старомодными.

Новая «Комета 120М» задает новую планку в судовом дизайне. «С точки зрения дизайна «Комета 120М» — это развитие «Колхиды» и «Катрана», — говорит Гаранов. — Если взять фотографии «Метеора» или «Кометы», то носовые обводы несколько другие. Новые же напоминают эскизы Ростислава Алексеева, который, как известно, сам рисовал дизайн своих судов. И совершенно другая рубка, сделанная по типу рубки «Ракеты», находится чуть кормовее миделя. Ее перенос позволил освободить место в носовом и среднем салонах, где мы разместили 120 пассажиров, а в корме — зоне повышенного шума и вибрации — выделить большие помещения для бара».

Авиационные технологии

Руководство судостроительного завода «Вымпел» приняло решение строить головную «Комету 120М» в Рыбинске. Для этого пришлось освоить новые технологии, многие из которых пришли из авиационной промышленности. Дело в том, что корпус СПК «Комета 120М» делается из алюминиевых сплавов. А варить алюминий непросто — сварка «стягивает» металл. Если мы начнем сварку с правого борта, то судно изогнется вправо. Начнем слева — будет тянуть влево. Чтобы сохранить геометрию — а это безопасность, устойчивость судна на курсе, эстетика, — существует в судостроении такая технология, как стапель-кондуктор. Строительство скоростных судов из алюминиево-магниевого сплава ведется в специальном кондукторе из стальных профилей, фиксируется, выставляется «в нули» по нивелиру, по осям. Фактически, как постель будущего днища с сотнями ребер жесткости. К этим ребрам с помощью винтовых талрепов притягивается обшивка днища и бортов. После сварки обшивки получается жесткая конструкция, которую никуда уже не поведет. Далее на обшивку устанавливаются шпангоуты, стрингеры, поперечные и продольные переборки. После завершения сварочных работ стапель-кондуктор отсоединяется от днища, и с помощью подъемного крана корпус переставляется на вторую стапельную позицию.

Панели надстройки собираются из листов и профилей из алюминиевого сплава методом точечной (контактной) сварки, пришедшей на смену заклепкам. Дизайнеры предложили сложные обводы корпуса и рубки, но рыбинским судостроителям удалось воплотить их замысел в металле.

В крыльевом устройстве, выполненном из нержавеющей стали, предусмотрены закрылки с приводом от системы автоматического управления движением судна «Сердолик». Система позволяет повысить комфорт на борту за счет снижения качки и перегрузки при движении на волнении, а также в автоматическом режиме управлять движением судна по курсу. Можно на дисплее картографической системы задать маршрут, отметив точки и углы поворота, и наше судно, как самолет, дойдет до нужного порта. Все это усложнило крыло, и для того чтобы идеально соблюсти геометрические размеры, «Вымпел» также изготовил стапеля-кондукторы. Капитанский мостик, говорит Гаранов, выполнен в современном дизайне «стеклянная кабина». Это царство современных электронных приборов с дисплеями — строго в соответствии с правилами регистра. Управляют скоростным судном всего два человека — капитан и старший механик.

На «Комете 120М» много новшеств. Например, здесь впервые была реализована идея самолетной двери. В результате улучшается дизайн, снижается сопротивление воздуха. Так как судно при движении «стоит» на двух крыльях, при волнении оно изгибается, и раньше на СПК часто заклинивало двери. Чтобы этого не происходило, дверные проемы сейчас усилены, их жесткость существенно возросла.

Само крыло со стойкой сделано из нержавеющей стали, а кронштейн, с помощью которого оно крепится к корпусу, — алюминиевый. Как известно, алюминий и сталь образуют гальваническую пару, что ведет к электрокоррозии. Чтобы ее избежать, крепежные болты оклеивают стеклотканью и между фланцами укладывается электроизолирующая прокладка. В сухом состоянии сопротивление изоляции должно быть не меньше 10 кОм.

Из авиации пришел и способ контроля прочности конструкций корпуса и крыльевых устройств. Скоро СПК будет спущено на воду. На крылья и корпус в районе наибольших напряжений будут наклеены тензодатчики, судно будет забалластировано до «полного» водоизмещения и выйдет на мореходные испытания. В случае, если датчики зафиксируют превышение допустимого напряжения, корпус или крылья в этом месте будут усилены. Можно заранее заложить металл с излишком, говорит Гаранов, но судно тогда получится слишком тяжелым. А мы делаем изящную легкую красавицу.

Оптимисты

Сергей Королёв, директор по маркетингу и внешнеэкономической деятельности в ЦКБ по СПК им. Алексеева, смотрит в будущее с оптимизмом. Порядка 20 лет никто не создавал суда на подводных крыльях, говорит он. Весь скоростной флот с СПК — остатки былой роскоши XX века. А спрос на него есть. Например, пассажиропоток на СПК в Санкт-Петербурге вырос с 700 000 в 2014 году до миллиона человек в 2016-м. Это рынок как раз для новой «Кометы 120М». Заложенное в Нижнем Новгороде 45-местное речное пассажирское СПК «Валдай-45» ориентировано на другой рынок — социальные региональные перевозки в Ханты-Мансийском и Ямало-Ненецком автономных округах. «Северречфлот» там перевозит большое количество пассажиров, поскольку практически отсутствует автомобильное сообщение.

Активно ведутся переговоры с Египтом, странами Персидского залива, Юго-Восточной Азии. Особые надежды возлагаются на пассажирский газотурбоход «Циклон 250М», который идеально подходит для дальних морских маршрутов в Азии. Но об этом в другой раз — чтобы не сглазить.

Как придумали суда на подводных крыльях и почему они практически исчезли? / Оффтопик / iXBT Live

Наверняка многие из нас хорошо помнят советские времена, когда по рекам часто курсировали необычные теплоходы на подводных крыльях такие как: «Ракета» или «Метеор». По внешнему виду этот транспорт был не похож на обычную лодку или какой-либо другой транспорт и пользовался немалой популярностью. Давайте вспомним какими были эти суда и постараемся разобраться, в чем главная причина угасания этого необычного транспорта. Итак, давайте начинать. 

Считается, что эра крылатых судов со столь необычным на первый взгляд видом началась с первого рейса теплохода «Ракета», который спустился на воду 25 августа 1957 года. В первый рейсе ему удалось преодолеть расстояние в 420 км всего за семь часов. После судно начало регулярно перевозить пассажиров, а уже в 1958 году было заложено первое серийное судно данного типа.

Интересно, но впервые судно подобного типа пытались построить еще в начале 19 века. На судне стоял вертикальный паровой котел, который работал на мазуте. Его вес был около 15 кг. Скорость судна составляла всего 38 км/час, этого было недостаточно для поднятия корпуса судна над водой. 

Первых успехов в этой области удалось добиться итальянскому изобретателю Энрико Форланини в далеком 1906 году. Его судно на подводных крыльях смогло развить скорость около 68 км/час, а самое главное, что наконец-то удалось приподнять корпус над водой. Однако, его судно очень плохо управлялось на малых скоростях, а на больших оно достаточно сильно вибрировало. Решить данную проблему Энрико Форланини так и не удалось. Чуть позже в 1919 году американскому изобретателю Александру Беллу удалось создать прототип судна, скорость которого составляла уже 111 км/ч.  

Судно Энрико ФорланиниСудно Александра Белл

Но наибольших успехов в этой области удалось добиться немецкому инженеру Ганс Фон Шертель, который работал с большой группой специалистов. Они разработали не одно судно на подводных крыльях, а целую линейку высокоскоростных теплоходов. Единственное, что не получалось добиться — это оптимальной формы подводного крыла. Вскоре Германия потерпела поражение, и все наработки попали в руки советских специалистов. 

Приблизительно в те же годы один из студентов советского времени Р.Е. Алексеев заинтересовался увлекательной статьей. Автор статьи подробно описывал одну идею, в которой говорилось, что чем сильнее поток, тем сильнее гидродинамические силы обеспечивающие подъемную силу крыла. Алеексееву понравилась идея автора. Поэтому используя новые знания он понял, что если приподнять судно над водой, то можно создать сверхскоростной корабль. Он даже посвятил этому свою дипломную работу спроектировав свое судно на подводных крыльях. Во время защиты государственная экзаменационная комиссия была очень впечатлена проектом Алексеева, поскольку она услышала об новой свежей идеи создания сверхскоростного судна.

После защиты диплома Алексеев начал работать в отделе технического контроля на горьковском заводе «Красное Сормово». В 1946 году Алексеев попадает в Москву и посещает несколько заинтересованных организаций, в которых хорошо принимают идею о сверхскоростном теплоходе на подводных крыльях. Вскоре принимается решение о строительстве первого подобного судна, которое нам знакомо под названием «Ракета». Считается, что отцом подобного типа судов является именно Алеексеев. Поскольку именно по его чертежам и были построены практически все суда. Кроме того, Алексеев решил проблему плохой устойчивости судов при ходе на крыльях.

В 1957 году теплоход «Ракета» поступил в эксплуатацию, он был построен на заводе «Красное Сормово». Но начиная с 1960 года теплоходы данного типа начали строить в Крыму на заводе «Море», который находился в Феодосии. «Ракета» имела три основных модификации — стандартную 340, для мелководья было принято использовать 340МЕ, а для экспорта предназначался стандарт 340Э. Теплоход имел интересный внешний вид за счет специальных крыльев, который привлекал внимание окружающих. Длина теплохода составляла — 27 м, а ширина — 5 метров. Вмещал 65 пассажиров и развивал скорость до 65 км/ч.

Данным видом транспорта очень любили пользоваться пассажиры в советские времена, хоть и стоимость билета была недешёвой и значительно превышала стоимость билетов на поезда, которые преодолевали то же расстояние. Приятная особенность ‘Ракеты» заключалась в наличии открытой площадки и прогулочной палубы в корме судна. Такие теплоходы использовались как для экскурсионных поездок, так и для ежедневной перевозки пассажиров протяжённостью до 500 км. 

Скорость, мореходность и высокий комфорт «Ракеты» позволяли с легкостью конкурировать с другими видами транспорта. Всего было построено 389 «Ракет», из них 30 ушло на экспорт в Канаду, США, а также в Никарагуа и другие страны. Последнее судно было спущено на воду в далеком 1976. После развала СССР «Ракеты» были переоборудованы в кафе, а некоторые были проданы в европейские и другие страны, где продолжают использоваться в настоящее время. 

Это один из самых красивых теплоходов под названием «Метеор», который поражал всех своим превосходным дизайном. Впервые теплоход был спущен на воду в далеком 1959 году. Его длина составляла 34,6 м. Высота при ходя на крыльях 6,78 м. Теплоход мог развивать скорость до 77 км/ч, но обычно эксплуатировалось судно на скорости около 65 км/ч. В отличие от «Ракеты» дальность хода составляла 600 км. Кроме того, новое судно было более вместительное, поскольку в удобном салоне могли расположиться уже 115 человек. Самым комфортным считался носовой салон, следующий по уровню комфорта был центральный, самый некомфортный был кормовой из-за вибрации и большого шума двигателей. Для желающих подкрепиться на борту имелось кафе. На теплоходе использовалось два дизельных двигателя, что делало «Метеор» по рентабельности равным «Ракете».

Одним из главных минусов «Метеора» — это большой расход топлива, который изначально составлял 225 литров в час. Однако, позже начали использовать более современные двигатели и это число удалось уменьшить до 50 литров топлива в час. 

Производились «Метеоры» до 1991 года. Всего было построено около 400 судов данной серии. В настоящее время «Метеор» больше не выпускают, а линия по производству была полностью демонтирована в 2007 году. Но само судно эксплуатируется, его еще можно увидеть в России, а также других странах. 

В советском союзе были построены не только популярные судна «Ракета» и «Метеор», но и другие. Каждое из которых получало свое уникальное название. Регулярно такие суда перевозили более 20 млн пассажиров в год. Кроме того, они достаточно успешно экспортировались в разные страны. Всего было построено около 3 тыс. пассажирских суден.

Фото из книги «Суда на подводных крыльях и воздушной подушке»

«Ракеты» и «Метеоры»старели, поэтому на их замену в 1973 году пришел СПК «Восход». По своим характеристикам он был намного лучше «Ракеты» — более экономичный, вместительный, надежный и т.д. Кроме того, данное судно могло работать и в морской прибрежной зоне. Корпус судна был цельносварным, например, у «Ракеты» он был клепаным. Рубка СПК «Восход» стала располагаться в передней части, что в свою очередь улучшило обзор. Ещё одним положительным моментом было наличие сразу двух посадочных площадок, что позволяло беспроблемно производить посадку и высадку пассажиров у причалов различной высоты. Скорость хода судна составляла 65 км/ч. Автономность плавания — 500 км.

Дело в том, что про популярный транспорт начали забывать вместе с уходом Алексеева. Да, какое-то время их еще производили, но позже внимание переключили на более перспективные проекты. Далее последовал развал Советского Союза, который сыграл и свою роль в данной ситуации. Большинство речных вокзалов и пристань в этот период были закрыты, а суда охотно продавались по заниженной цене за границу или отправлялись на базу приема металлолома. 

Интересно, что суда, которые были проданные за границу получили новую жизнь и стали прибыльным бизнесом, в то время, как у нас они считались лишь убыточной обузой. Например, теплоход «Ракета» имел значительный недостаток, он потреблял большое количества топлива, особенно в тот момент когда судно выходило на несущие крылья. При этом  такие суда оснащались мощными двигателями, а на некоторые модели, такие как «Метеор» ставили вовсе два двигателя. Поэтому на коротких маршрутах они были экономически невыгодными. Однако, это не мешало скупать наши суда другим странам.  

Конечно, во времена СССР цена на энергоносители была низкая. Это и позволяло использовать такие суда. Первое время никто не задумываться о затратах. Но со временем ситуация изменилась и цены на энергоносители начали расти. Кроме того, после распада Советского Союза содержать речные пароходства стало достаточно проблематично. Поскольку не только на обновление, но и на содержание таких судов попросту не было средств. Ко всему прочему, большинство малых населенных пунктов стали постепенно вымирать. Это привело к тому, что количество пассажиров значительно уменьшалось. Учитывая то, что цена на энергоносители и запчасти только росла использовать столь дорогостоящие аппараты стало еще более экономически не выгодно и большинство из них просто продали. В итоге сохранились только отдельные экземпляры для развлечений туристов, но это единицы и увидеть их не так уж и просто.

2.972 Как работает судно на подводных крыльях

Как работают суда на подводных крыльях? — FoilingGuide

Суда на подводных крыльях позволяют нам летать над водой, освобождаясь от лобового сопротивления и грубой езды доски, движущейся по воде. Форма и угол атаки фольги создают подъемную силу (силу, создаваемую перпендикулярно потоку), которая больше, чем сопротивление (сила, создаваемая параллельно потоку) при движении через жидкость. Фольга называется аэродинамической, если она движется в газе, и подводной, если она движется в воде. Суда на подводных крыльях существуют с 1800-х годов, но в последние десятилетия они стали свидетелями быстрой рекреационной популяризации благодаря воздушному креслу, буксировке, ветровой фольге и воздушному змею. В последнее время популярность серфинга лежа и SUP-фойлинга, а также фойлинга на крыльях резко возросла. Конструкции фойловых буровых установок быстро развивались, увеличивая «удобство для пользователя» и более широкую доступность.

Laird_Hamilton_on_Instagram__“The_year_2000_about_an_hour_before_we_had_the_opportunity_To_ride_what_is_called__themillenialwave____I_was_flying__Shot_by__timmckenna_in_Tahiti…”

Foil Rigs 

Most hydro foils mount to the bottom of the board using a tuttle box or double track style mount and are composed of the components outlined below. Конструкции различаются у разных строителей и производителей, некоторые предпочитают комбинировать компоненты для меньшего количества деталей и соединять компоненты в разных местах на буровой установке. Буровая установка относится к собранной системе гидрофойла или набору компонентов.

Компоненты фойла

• Пьедестал: место соединения с фойл-бордом, может быть более стандартной двойной дорожкой или коробкой для виндсерфинга
• Мачта: вертикальное соединение между бортом и фюзеляжем, удерживающее переднее крыло и стабилизатор. Длина варьируется от ~55 см до ~105 см
• Переднее крыло: основной компонент системы, создающий подъемную силу и влияющий на тангаж, рыскание и крен
• Фюзеляж: соединяет переднее крыло и стабилизатор с мачтой
• Стабилизатор или заднее крыло: стабилизирует ось тангажа и влияет на рыскание и крен крыла
• Задняя регулировочная пластина: изменяет угол атаки стабилизатора

Показатели и характеристики мачты

• Длина: Короткие мачты более стабильны и легче обучаются. Более длинные мачты могут «аккумулировать» больше энергии на высоте над водой для большей дальности планирования. Более длинные мачты позволяют выполнять более крутые повороты без протягивания и могут поднимать доску над поверхностью. Более длинная мачта будет более сложной при старте с пляжа/мелководья, так как вам нужно погрузиться достаточно глубоко, чтобы мачта не коснулась земли. Короткую мачту (<75 см) будет немного сложнее накачивать, так как между поверхностью воды и доской меньше места для поворота.
  • 45-60 см – хорошая длина для обучения. Он короткий и устойчивый, что позволяет легко управлять им, а срывы не драматичны на такой высоте. Также хорошо работает на мелководье или при небольшом волнении поверхности воды.
  • 68-75 см – оптимальное решение для более опытных райдеров, дающее немного большую зону катания, что снижает вероятность повреждения законцовок крыльев при карвинге и позволяет справляться с волнами большего размера при фойлинге крылом/ветром/кайтом. Это также оптимальная длина мачты для серфинга лежа и сап-фойлинга.
  • 82-90см – поднимает его на ступеньку выше и является отличной высотой для больших волн, подветренной стороны и высокопроизводительного крыла/ветра/кайта.
  • 100+ см — вы знаете, что делаете, иначе вайпауты драматичнее.
• Материал:
  • Алюминий – экструдированный алюминий прочный, жесткий и менее дорогой, чем углеродное волокно, но он тяжелее, а формы ограничены и обычно однородны по длине мачты. Хорошая ударопрочность, но может сгибаться при выполнении больших антенн. Может подвергаться коррозии в соленой воде, если за ней не ухаживать.
  • Углерод Волокно дает разработчикам больше свободы в выборе формы, и ее можно изменить по всей длине мачты, чтобы уменьшить сопротивление, тем самым улучшив скорость и скольжение. Углеродные мачты могут быть спроектированы так, чтобы объединять несколько компонентов системы фольги в одну цельную деталь, а углерод может иметь улучшенное соотношение прочности к весу и контролируемые характеристики изгиба.
• Форма: конус, хорда и т. д.

Физика фольги

Толщина и форма крыла заставляют воду быстрее течь по верхней поверхности крыла, снижая давление и, в свою очередь, создавая подъемную силу. В сочетании с площадью поверхности и углом атаки создается подъемная сила и сопротивление.

Фойлы для серфинга обычно имеют более толстый профиль, который создает большую подъемную силу на низких скоростях и более щадящий небольшие изменения угла атаки. Фойлы, предназначенные для более высоких скоростей (например, гонки на воздушных змеях), имеют гораздо более тонкие профили, более высокое соотношение сторон и более плоские. Более тонкие профили обычно имеют меньшее сопротивление, что приводит к более быстрому крылу и увеличению контроля с увеличением скорости. Однако они имеют меньшую подъемную силу на более низких скоростях, раньше останавливаются при замедлении, более чувствительны к небольшим изменениям угла атаки и могут потребовать больше навыков для езды.

Показатели фольги

В данном обсуждении каждая обсуждаемая характеристика предполагает, что все остальные переменные являются статическими. На практике каждая метрика / характеристика взаимодействует в данной настройке, внося свой вклад в опыт езды и характер установки на фойле.

• Площадь поверхности
  • Проекционная площадь поверхности фольги представляет собой область тени, создаваемую крылом с источником света прямо над головой. Площадь фольги определяет величину подъемной силы. Чем больше фольга, тем большую подъемную силу она может дать на низких скоростях и тем легче ею управлять. Чем меньше фольга, тем меньше подъемной силы вы получаете на медленных скоростях, но подъемная сила может достигаться и на более высоких скоростях. Меньшие фойлы могут дать больше возможностей для поворотов и снэпов на волнах.

• Размах крыла
  • Размах крыла фойла — это ширина от кончика до кончика, и больший размах крыла приводит к большей поперечной устойчивости фойла (меньше крена), однако его легче пробить при выполнении крутых поворотов. Рапира с более коротким пролетом менее устойчива и более маневренна.
• Соотношение сторон (размах крыла ² /площадь крыла)

• • Крылья с большим удлинением более широкие и тонкие, а крылья с малым удлинением более короткие и полные.
  • Крылья с малым удлинением, как правило, легче для новичков, ими легче управлять на более низких скоростях, они создают большую подъемную силу на более низких скоростях, они более предсказуемы и терпимы к небольшим изменениям углов атаки. Фойлы с малым удлинением создают большее сопротивление, тем самым снижая максимальную скорость и скольжение.
  • Планерный самолет является примером формы крыла очень большого удлинения с длинным, тонким, тонким профилем и плоскими крыльями. Эта форма крыла очень эффективна и создает наибольшую подъемную силу и наименьшее сопротивление с заданной площади поверхности. Он может иметь хороший контроль на более высоких скоростях, но обычно глохнет (сбрасывает фойл раньше) при замедлении. Фойлами с большим удлинением может быть сложнее управлять на более низких скоростях, но эффективность крыльев с большим удлинением с высоким скольжением и низким сопротивлением делает их отличными для прокачки. Но это также может потребовать большего мастерства для управления фойлами с более высоким аспектом на волнах.

• Прямоугольный/двугранный
  • Нисходящая или восходящая кривая переднего крыла может быть описана как его угловатая или двугранная форма. Двугранная (наклоненная вверх) фольга имеет более высокую устойчивость к крену и повышенное сопротивление, что делает ее более медленной и трудной для поворота, а также позволяет лучше справляться с турбулентностью воды. Анедральная (угол вниз) фольга более маневренна, но менее стабильна. Изогнутые вверх или вниз концы крыла могут придать крылу большую курсовую устойчивость (как плавники на доске), что облегчает управление крылом. Они также уменьшают индуктивное сопротивление, тем самым улучшая скольжение и скорость крыла.

Устойчивость

В дополнение к подъемной силе компоненты рапирной установки в совокупности определяют ее устойчивость в трех измерениях. Например, ось тангажа и ось рыскания сильно зависят от длины фюзеляжа, размера и формы стабилизатора (удлинение, законцовки, двугранный угол), в то время как на ось крена обычно больше влияют размер, удлинение и двугранный угол переднего крыла. крыло.

Резюме :

• Чем больше площадь поверхности фольги, тем она стабильнее
• Чем меньше площадь поверхности фольги, тем больше поперечная кривизна (двугранная), тем более отзывчивым и легче поворачивается
• Чем выше удлинение и короче хорда, тем выше аэродинамическое качество и ниже лобовое сопротивление
• Более короткий фюзеляж обеспечивает более крутые повороты, но меньшую устойчивость по тангажу
• Более плоский фюзеляж приводит к более слабым поворотам с меньшей устойчивостью по рысканью
• Чем больше площадь поверхности крыла, толщина, хорда и угол атаки переднего крыла, тем сильнее подъемная сила, но медленнее скорость
• Чем меньше площадь поверхности, толщина, ширина, хорда и угол атаки крыла, тем ниже подъемная сила, но выше максимальная скорость

История судов на подводных крыльях и видео пояснения