среда, 7 марта 2012 г.

«Судна с воздушной поддержкой» могут серьёзно «подвинуть» традиционные плавсредства

«Судна с воздушной поддержкой» могут серьёзно «подвинуть» традиционные плавсредстваСуда на воздушной подушке (СВП) могут быть значительно быстрее обычных, но и проблем у них немало: высокий расход топлива неразрывно связан с необходимостью постоянно поддерживать судно в воздухе. Норвежские исследователи из компании Effect Ships International AS решили создать гибрид обычного корабля и судна на воздушной подушке. Они назвали его ASV (Air Support Vehicle) — судно с воздушной поддержкой. По их мнению, он будет лучше обоих плавсредств.

Как известно, при скоростях за 20 км/ч морское судно не скользит по воде, а толкает её вместе собой. Пограничный слой перестаёт отрываться от корпуса и последний тащит с собой многие тонны морской глади. Известная британская кораблестроительная формула (V= 1,34 × (LWL)1/2, где LWL — длина ватерлинии в футах) давно определила, что без удлинения корабля даже бесконечное наращивание мощности двигателя не приведёт к дальнейшему росту скорости. Именно поэтому катамараны, чья ватерлиния значительно длиннее, чем у однокорпусного судна, удивляли ещё Магеллана тем, что спокойно описывали круги вокруг его движущегося корабля. Но, увеличивая длину ватерлинии однокорпусника (например, превращением его в многокорпусник), мы увеличиваем и смоченную поверхность корпуса, а значит, повышаем сопротивление, снижая экономичность корабля. Воздушная подушка требует для снижения сопротивления большую дополнительную энергию, затрачиваемую на парение; судно на подводных крыльях крайне маломореходно, и уже четыре балла для него — непреодолимое препятствие. Выходом может стать медленный корабль, который будет невыгоден экономически, либо... либо какой-то другое плавсредство.

Нечто подобное и предлагает Effect Ships International AS. Норвежцы подошли к проблеме с другой стороны, намереваясь уничтожить пограничный слой воды, тормозящий судно, как класс. Если Mitsubishi в своё время пускала для этого под днище корабля пузырьки из воздушного компрессора, то норвежские судостроители пошли дальше.

В новом судне, которое разработчики называют ASV, вместо резиновой юбки, ограничивающей воздушную подушку, используются два очень острых боковых киля, направляющих воздух в широкий туннель в средней части днища. Но и оба киля весьма сложны: они содержат в себе воздушные полости, куда также нагнетается воздух; края у боковых полостей жёсткие.

Когда корабль движется, воздух через приточные отверстия в центральном туннеле поступает в боковые полости. Фактически, право- и левобортные полости представляют собой два воздушных пузыря, которые создают подъёмную силу, вытесняющую 85% объёма судна из воды. С водной гладью на ходу соприкасаются лишь острые края боковых поплавков. При этом на нагнетание воздуха энергия почти не затрачивается — центральный туннель сам обеспечивает боковые поплавки сжатым воздухом. По сравнению с обычным однокорпусным кораблём трение снижается более чем на 50%. И даже для катамарана, площадь ватерлинии которого значительно больше, чем у однокорпусника, энергоэффективность при скоростях выше 35 узлов (65 км/ч) ниже, чем у нового типа кораблей. На скорости в 55 узлов (102 км/ч) ASV на 40% эффективнее любого существующего катамарана.

В сравнении с обычным судном на воздушном подушке ASV значительно экономичнее и нуждается в меньшей энерговооружённости. Кроме того, новое плавсредство имеет хоть и небольшой, но непрерывный контакт с водой, а СВП почти лишено его. Поэтому частая для Норвегии проблема сноса СВП под действием морского бриза на камни, что в длинных извилистых фьордах весьма вероятно, у нового типа кораблей отсутствует. Мореходность ASV высока: даже если скорость упадёт и воздушные пузыри в поплавках перестанут образовываться, резервной плавучести хватит для того, чтобы не утонуть в волнах. Катамараноподобное соотношение ширины и длины обеспечит судну высокую живучесть даже в сильный шторм.

Разумеется, чтобы достичь подобной эффективности, новый тип судна должен эксплуатироваться на большой скорости, ведь чем она выше, тем больше воздуха обеспечивает боковым поплавкам центральный туннель. Чтобы оставаться эффективным, такой корабль должен плыть (или парить) со скоростями от 65 км/ч. Поэтому пока его использование предлагается ограничить пассажирскими перевозками. Однако авторы не видят ничего невозможного и в применении этой конструкции для больших торговых судов, то есть для создания чего-то вроде сверхбыстроходного контейнеровоза (сегодня они плавают не быстрее 40 км/ч).

Разрабатываемые по проекту лёгкие суда планируется делать с использованием дорогого углепластика, чтобы оставить место и грузоподъёмность для тяжёлых литий-ионных батарей «с активированными наночастицами» (их норвежцы грозятся доработать позже). К счастью, предусмотрены и варианты с обычным дизельным двигателем, выполненные не из столь аэрокосмических материалов, а значит, и более доступные.

Подготовлено по материалам Effect Ships International AS и Gizmag.

Оригинальная статья

Поделитесь этой новостью с Вашими друзьями!

Ранее в рубрике "Другие новости науки и техники":

КПД светодиодов превысил 100%
Коэффициент полезного действия светодиодов, разработанных Партибаном Сантанамом (Parthiban Santhanam) из Массачусетского технологического института (США) и его группой, растёт обратно пропорционально уровню излучаемого ими света. Поэтому их практическое применение пока выглядит ограниченным. Зато новые светодиоды могут испускать в световом диапазоне больше энергии, чем получают электрической. Как ...
  (читать дальше)

Одна голова хорошо, а две — хуже
Результат коллективного обсуждения оказывается лишь немногим точнее, чем итог размышлений одного человека. При этом «коллективный разум» склонен меньше учитывать мнение других и больше доверять самому себе. Когда нужно решить какую-то особо сложную проблему, мы предпринимаем мозговой штурм: несколько людей собираются в одной комнате и начинают фонтанировать идеями. Принято считать, что чем больш...
  (читать дальше)

В решении творческих задач левое полушарие помогает правому
Между левым и правым полушариями нет чёткого разделения на логическое и образно-творческое: эксперименты показали, что по крайней мере визуально-творческие задания полушария предпочитают выполнять вместе. Мы называем левое полушарие мозга рационально-логическим, а правое — образно-творческим. То есть если мы рисуем картину, создаём скульптуру или сочиняем музыку, то работаем только правой полови...
  (читать дальше)

"Постфукусимский синдром" российская атомная отрасль давно пережила
Российский мирный атом достаточно спокойно пережил "постфукусимский синдром" по сравнению с Европой, и сейчас может получить дополнительные возможности для вывода своей продукции на мировой рынок, считают эксперты, опрошенные РИА Новости. В марте 2011 года в результате мощного землетрясения и последовавшего за ним цунами на АЭС "Фукусима-1" вышла из строя система охлаждения реакторов и бассейнов...
  (читать дальше)

Пением птиц управляют 2 000 генов
Учёные подсчитали гены, отвечающие у птиц за голос. По их мнению, эти же гены могут лежать в основе развития речи у человека. Среди всех живых существ лишь человек обладает речью, но речь, язык основаны на голосовых способностях, на умении издавать, контролировать и комбинировать звуки. Голосовые способности, напротив, не такая уж редкость (мягко говоря) в животном мире — достаточно вспомнить пе...
  (читать дальше)

Мужчины не любят чувствовать чужую грусть
Мужчины и женщины, возможно, одинаково способны к взаимопониманию и сопереживанию, но пользуются этими талантами по-разному: если мужчины предпочитают сопереживать положительным эмоциям, то женщины, наоборот, нацелены на эмоциональный «негатив». Долгая и счастливая семейная жизнь зависит от склонности партнёров к эмпатии, от способности понимать эмоциональное состояние друг друга и сопереживать....
  (читать дальше)

Увидел свет моноцикл SBU V3
Начиная c Segway, многие производители пытались создать новые компактные устройства, способные быстро доставить человека из одной точки в другую. Но даже прародитель подобных новинок в последние годы переживает не лучшие времена: стоимость дешёвого автомобиля, вес, как у мешка цемента, и пр. снижают его популярность. Удалось ли унициклу SBU V3 компании Focus Design переломить эту тенденцию? Моно...
  (читать дальше)

Статистический анализ президентских выборов
Статистический анализ прошедших в России президентских выборов, который специально для «Газеты.Ru» провел физик Сергей Шпилькин, показывает наличие «подозрительных» 9 млн голосов, отданных за Владимира Путина (что соответствует реальной явке около 56% вместо официальных 65% и доле голосов за Путина 57,5% вместо официальных 63,5%), а также демонстрирует появление второго (помимо административного р...
  (читать дальше)

Объявлены победители конкурса небоскрёбов
Ежегодный конкурс Skyscraper Competition, проводимый архитектурно-дизайнерским журналом Evolo, уже знает героев-2012 и предлагает это знание нам. Мы не против, тем более что среди триумфаторов есть очень необычные сооружения, многие из которых тем не менее не только вполне реальны, но и могут оказаться весьма практичными. Три первых места отданы китайским авторам застывшей музыки, и это не удивл...
  (читать дальше)
НАСА и ЕКА будут осваивать Марс в четыре этапа
Группа учёных из Европы, Канады и США, включая специалистов НАСА и ЕКА, выделила четыре главных требования к будущим проектам, посвящённым доставке образцов марсианского грунта на Землю. Во главу угла поставлены поиск следов прошлой или нынешней жизни. Отправка человека — на последнем месте. Хотя выполнение первоочередной задачи — всё равно что поиск иголки в стоге сена, учёные полагают, что и...
  (читать дальше)

Как природа осуществляет наноразмерный контроль за солнечной энергией
Начало природного процесса захвата солнечной энергии происходит в абсорбирующих свет протеиновых комплексах, называемых фотосинтетическими реакционными центрами (РЦ). Даже после миллиардов лет эволюции Природа и не думает отказываться от находящегося в центре РЦ абсорбирующего свет гексамерного кофактора, нужного для проведения самой первой химической реакции фотосинтеза — индуцированного светом э...
  (читать дальше)

Почему секс и красный цвет взаимосвязаны
Исследователи пришли к выводу, что красные женские гениталии не возбуждают мужчин — следовательно, для сексуальной символики красного цвета нужно искать иное, менее наглядное объяснение. Обычно поведенческие эксперименты такого рода проводят на млекопитающих. Поэтому то, что в исследовании участвовали не самцы обезьян, а обычные мужчины, добавляет результатам ещё и солидную долю пикантности. С...
  (читать дальше)

Как мысли о смерти нам жить помогают
Размышления о смерти делают нас добрее и внимательнее, а вид на кладбище способен помочь с пошатнувшимся здоровьем. Общество обычно табуирует тему смерти. Считается (и тому есть подтверждения в работах психологов), что мысли о смерти негативно влияют на психику, способствуют асоциальному и даже антисоциальному поведению, и что нормальной жизни «размышления о вечном» следует держать в узде. С пси...
  (читать дальше)

Королевство кривых лучей
Обычно свет распространяется по прямой. Конечно, при помощи сред с различными коэффициентами преломления его можно отклонить. Однако новые исследования двух независимых научных групп показывают, что и сам по себе пучок света может изгибаться до 360˚. Часто новое — это хорошо забытое, но не обязательно старое. В конце 1970-х физики Майкл Берри из Бристольского университета (Великобритания) и Нанд...
  (читать дальше)

Объявлены победители конкурса подводной фотографии
Подведены итоги ежегодного конкурса подводной фотографии, который проходит под эгидой Школы морских и атмосферных наук Университета Майами (США). До участия допускаются только любители, которые зарабатывают на фотографии не более 20% своего дохода. Второе место в категории «Макросъёмка»: «фарфоровый» краб из семейства Porcellanidae, зацепившийся за полип морское перо в национальном парк...
  (читать дальше)

Заболевания дёсен, оказывается, не имеют отношения ни к инфарктам, ни к инсультам
Вот уже два десятка лет учёные твердят о связи между заболеваниями дёсен, инфарктами и инсультами. И вдруг новый анализ данных показывает, что эти заявления ошибочны. Американская кардиологическая ассоциация опубликовала в AHA journal Circulation «научный рапорт», заключающий, что периодонтит не повышает риска возникновения сердечно-сосудистых хворей и не является их причиной. Более того, нет ни м...
  (читать дальше)

Аспирин, возможно, помогает против ожирения
Салициловая кислота, образующаяся в результате расщепления аспирина, активирует расщепление жиров в клетке. Кажется, человечество вот уже более полутораста лет живёт с лекарством от всех болезней, не догадываясь о его чудодейственном всемогуществе. Не так давно проходило сообщение о том, что аспирин можно пить для профилактики рака; полным ходом исследуется его благотворное влияние при сердечно-...
  (читать дальше)

Как звучит симметрия субатомного мира?
Хотите услышать песнь позитрона? Итальянский инженер Доменико Вичинанца, кажется, готов воплотить вашу мечту. Этот человек уже экспериментировал с вулканической активностью и даже играл древнегреческую музыку с «Оркестром забытых звуков». Теперь его влечёт субатомный мир туманных и пузырьковых камер — предшественников современных детекторов частиц. Туманную камеру изобрёл в 1895 году шотландск...
  (читать дальше)

Нам бы расписания взять и отменить
Исследователи из Технологического института Джорджии (США) обнаружили, что отмена управления наземным общественным транспортом при помощи расписания и использование децентрализованной самоуправляющейся схемы позволяет сделать движение более эффективным. В работе, опубликованной в журнале Transportation Research, описан алгоритм, позволяющий минимизировать интервалы между появлениями автобусов на о...
  (читать дальше)