Утюг на волнах: зачем кораблям инверсный нос
Кораблестроением человечество занимается с древних времен, все формы и обводы корпусов судов уже проверены в морской стихии. И вроде бы все эффективные формы корпуса судна уже отточены во времена парусников. Но в последнее время появляется все больше кораблей с необычной носовой оконечностью корпуса, напоминающей утюг. Зачем кораблям такой необычный нос? - Давайте разбираться.
Такую форму носа корабля называют инверсный нос (инверсия — известный принцип конструирования, "попробуй наоборот") или обратный. Смысл конструкции в том, что передняя точка носа находится в нижней части корпуса корабля (а не верхней, как все привыкли).
На фото кораблей с прошлогоднего морского парада в Сант-Петербурге сразу видно разницу между типовым носом (у современного военного корабля) и .... легендарным крейсером "Аврора" (там инверсный нос, просто не так ярко выражен).
История развивается по спирали, в том числе в кораблестроении. И такая форма была достаточно распространенным "дизайном" военных кораблей разных морских держав начала прошлого века. Но в тех реалиях военных кораблей на мощный, опущенный вниз форштевень возлагали еще и таранную функцию (что опять же, виток спирали истории со времен греческих триер). Яркий пример: французский броненосный крейсер «Дюпюи-де-Лом» 1890 г.
Но ко второй мировой войне об инверсном носе на военных судах забыли.
А если "отмотать" маховик истории еще дальше, и вспомнить драккары викингов IX века, то там тоже была необычная форма носовой оконечности судна. Этим и вдохновились инженеры норвежской судостроительной компании Ulstein Group. Именно они "вдохнули новую жизнь" в концепцию инверсного носа, добавив современные гидродинамические расчеты и компьютерное проектирование.
Свою технологию они назвали "X-Bow", специально рассчитанная коническая форма носа (с заваленными внутрь боками) снижает курсовое волновое сопротивление, а так же качку и ударные нагрузки на нос в неспокойном северном море. А компания строит корабли, в том числе для обслуживания морских буровых платформ.
При движении любого корабля, носовая часть киля создает свою волну впереди носа, и на ее преодоление тоже нужно затрачивать часть энергии силовой установки (помимо трения о воду). И это в спокойном море. А если добавляется волнение и волны, эффективность корабля еще больше падает. Распространенное сейчас средство борьбы с носовой ударной волной — бульб (с французского "луковица"). Это крупный обтекаемый выступ спереди носа ниже ватерлинии, он рассчитан так, что умешает сопротивление волне, и позволяет экономить топливо на максимальной скорости.
Но потомки древних викингов из Ulstein Group пошли своим путем, и подтверждают испытаниями и опытной эксплуатацией, что их форма носа кораблей X-Bow эффективна в большем диапазоне скоростей, чем распространенный бульб. Судно лучше управляется на высокой волне (высокий нос как бы плавно "разрезает" волну), снижается килевая качка, шумность, брызги на палубу, да и судно имеет больший объем водоизмещения, начиная с ватерлинии.
Суда разного предназначения (в том числе и круизные) производства компании Ulstein более быстрые и экономичные в эксплуатации, а их мореходные качества не теряются даже на 15 метровой волне. Лучшим доказательством высоких характеристики построенных судов, является большое количество заказов у норвежской компании (несколько сотен).
Современным военным тоже не чужды идеи инверсного носа у кораблей. Сразу вспоминается американский эсминец USS Zumwalt (вот уж утюг, так утюг). Такая форма носа у него снижает визуальную заметность по следу и надводной части, а так же уменьшает видимость корабля на радарах.
Как видим, история развивается по спирали, и забытые формы, вновь обретают популярность.
Спасибо за внимание.