Рекорд под парусом: крылатые лодки обгоняют ветер

Хождение под парусом — увлекательная наука. Непосвящённые с трудом представляют себе, как можно двигаться на паруснике против ветра. Изобретатели же придумали очередное чудо — аппараты, способные только за счёт ветра разгоняться намного быстрее, чем бежит толкающий их же поток воздуха.

Математик Стивен Боерн (Stephen Bourn) из организации оборонной науки и технологий (Defence Science and Technology Organisation — DSTO) — подразделения министерства обороны Австралии — спроектировал лодку, с которой намерен побить мировой рекорд скорости для парусных судов.

В качестве паруса автор машины использовал поворачиваемое в разных плоскостях и наклоняемое крыло, которое должно обеспечить сразу два действия.

 

 

Когда поток ветра будет набегать на это крыло под строго рассчитанным углом, подъёмная сила разложится на составляющие, одна из которых будет вытаскивать лодку из воды, а вторая — тянуть вперёд.

Наклоном крыла в разные стороны можно изменять направление движения судна.

Лодка Боерна на полном ходу. Пока в компьютере (исллюстрация с сайта dsto.defence.gov.au).

Как и у обычных парусников, способных ходить под углом к ветру и даже против него (пусть не прямо, а по косой), важную роль здесь играет киль, а в случае с лодкой австралийца — маленькое вертикальное подводное крыло или, скорее, нож.

Их, к слову, у лодки несколько — они не столько помогают поднять корпус из воды (этим занято крыло-парус), а удерживают лодку на курсе. В идеале — почти всё судно Боерна должно лететь над водой.

Взаимное расположение крыла, корпуса и подводных элементов выбрано так, что ни при каких условиях лодка не будет опрокидываться, в отличие от обычных парусников.

Схема сил, действующих на крылатую лодку (фото с сайта dsto.defence.gov.au).

Австралийский математик рассчитал, что его машина будет иметь наилучшее соотношение веса и тяговых возможностей. Она будет легко ускоряться против ветра (под некоторым углом, конечно).

Более того, при попутном дуновении бога Эола — разгоняться до скорости 30-50 узлов при скорости самого ветра в 15 узлов. То есть — двигаться вдвое или даже втрое быстрее толкающего её потока воздуха!

Автор проекта уверен в правильности расчётов, а работоспособность схемы проверил на маленькой радиоуправляемой модели. Видеозапись испытаний можно найти на этой странице.

Теперь Боерн мечтает построить полноразмерный вариант своей лодки с размахом крыла 8 метров и побить на нём мировой рекорд скорости для парусных судов на воде (есть ещё сухопутные парусные машины).

Yellow Pages Endeavor — мировой рекордсмен (фотографии с сайтов foxxaero.homestead.com и wingsail.neuralfuzz.com).

Он составляет 46,52 узла (примерно 86 километров в час) на 500-метровом отрезке. Австралиец же намерен показать не менее 90 километров в час, а возможно — и более 100 (54 узла).

Интересно, что рекорд скорости на воде под парусом был установлен (ещё в 1993 году) на аппарате Yellow Pages Endeavor, который также был оснащён парусом-крылом (только вертикальным), и который построил опять-таки австралиец — Линдсэй Каннингем (Lindsay Cunningham).

Его иногда именуют волшебником — известно немало его скоростных парусных машин, которые доказали способность Каннингема выжимать из ветра всё возможное.

Macquarie Innovation на испытаниях и проект DingBat (фотографии с сайтов macquarie.com.au и dingbat.com.au).

И Линдсэй остаётся самым опасным соперником Боерна, ведь Каннингем уже построил Macquarie Innovation — судно с парусом-крылом, которое пытается превзойти достижение своего предшественника.

Увы, в последнее время команде Каннингема не везёт с погодой. А тут ещё на пятки именитому инженеру наступает ещё одна команда, и снова — австралийская.

Конструкторы Билл Рэйнер (Bill Rayner) и Клиф Беркер (Clif Barker) создали свой крылатый DingBat ещё в 1999 году.

Прогулочные катамараны с крыльями-парусами пока экзотика, но уже не единичная (фотографии с сайтов sealord6.com и antrimdesign.com).

Что интересно, концепция этой машины напоминает конструкцию Боерна — с горизонтальным наклоняемым в стороны крылом. Но и "летучей мыши" высоты скорости пока не покорились. А значит, у Боерна есть время, чтобы догнать соперников.

Любопытно, что пока энтузиасты парусов строят экзотические аппараты для побития рекордов, другие инженеры выпускают на просторы морей вполне практичные яхты и катамараны с крыльями вместо традиционных парусов.

Необычные свойства крыла и сравнительно лёгкое управление придают таким яхтам массу привлекательных свойств.

Пусть они развивают не такие большие скорости, как спортивные машины, может быть, когда-нибудь появятся комфортные прогулочные катамараны, с лёгкостью обгоняющие сам ветер без использования двигателя?

Статья о науки и техники получена: Membrana.ru