В середині минулого десятиліття в суднобудуванні відбулася маленька революція: в море вийшло судно дивної зовнішності. Судова налаштування його зміщена до носа, а сам ніс має незвичайну форму, що надає морському транспорту схожість з праскою. Сьогодні моря «прасують» вже кілька суден такої конструкції. У чому ж причина її популярності?
В середині минулого десятиліття в суднобудуванні відбулася маленька революція: в море вийшло судно дивної зовнішності. Судова налаштування його зміщена до носа, а сам ніс має незвичайну форму, що надає морському транспорту схожість з праскою. Сьогодні моря «прасують» вже кілька суден такої конструкції. У чому ж причина її популярності?
Олег Макаров
Інверсний ніс, передня точка якого знаходиться у нижній (у ватерлінії), а не у верхній частині, винайшли, звичайно, не в XXI столітті. Можна згадати, наприклад, бойові кораблі столітньої давності. Інверсним носом оснащувалися російські броненосці класу «Бородіно», що мали в своїй основі французький прототип. Причому ця конструктивна особливість йшла «в пакеті» із завалом бортів всередину. Це означає, що весь корпус корабля вище ватерлінії поступово звужувався, подібно усіченої піраміди. Всі п’ять кораблів цього типу чекала трагічна доля. Три з них загинули в Цусімському битві, перевернувшись і затонув, один був захоплений японцями, п’ятий — «Слава» — дожив до Першої світової і був втрачений в Моонзундском протоці в 1917 році. Кораблі схожої конструкції будували і в інших країнах, зокрема в США, проте згодом про інверсний ніс практично забули.
Судно забезпечення VOS Patience «Patienc» в перекладі з англ. — «терпіння», а VOS — скорочена назва компанії-власника, голландської фірми по обслуговуванню бурових платформ. Функції судна схожі з тими, що були й у первістка X-Bow — килектора Orca.
Спасибі вікінгам
На новій норвезької банкноті в сто крон зображений гокстадский корабель — виявлений в ході розкопок драккар вікінгів IX століття. Далекі нащадки середньовічних скандинавських воїнів з компанії Ulstein (Норвегія) запевняють, що повернутися до добре забутого старого їх спонукали зовсім навіть не броньовані монстри початку століття, а саме гокстадская знахідка і ряд інших, що дійшли до нашого часу драккарів і кнорров (бойових і вантажних суден вікінгів). Обводи закруглених носов старовинних кораблів надихнули творців судів, сконструйованих за технологією X-Bow.
Першим замовником такого судна стала норвезька компанія Bourbon Offshore, що займається монтажем та обслуговуванням енергетичної інфраструктури в море (бурові платформи, трубопроводи, вітрогенератори). У цій сфері затребувані спеціальні суду обслуговування, звані у нас килекторами. У килекторов багато функцій: вони ставлять так звані мертві якоря для статичних об’єктів типу бурових платформ, забезпечують підводні роботи, служать буксирами. При порівняно невеликих розмірах їм доводиться долати великі відстані у відкритому морі, протистояти штормів. Килектор, побудований компанією Ulstein, отримав ім’я Orca, що означає «косатка». Плавні, більш властиві живій природі обводи носовій частині судна, очевидно, навели на думку назвати килектор в честь морської тварини.
Врубаемся в хвилі
Однак крім оригінального дизайну є в технології X-Bow і чисто прагматичний зміст. Коли судно рухається у воді, середовище чинить опір його руху. І мова йде не тільки про тертя корпусу про воду. Ніс корабля створює носову (ударну) хвилю, на подолання якої також потрібна енергія. Ще більше енергії доводиться витрачати, якщо вода неспокійна і судно рухається проти хвиль. Трохи більше ста років тому, ще в епоху бойових кораблів з інверсним носом, був придуманий «бульб». Бульб — це продовгуватий округлий виступ в носі судна, розташований нижче ватерлінії. Якщо конструкція розрахована правильно, при обтіканні водою бульба утворюється хвиля, яка своєю нижньою точкою збігається з гребенем хвилі, формованої власне носом корабля.
Bravenes Цікаве судно, побудоване за технологією X-Bow. Воно обладнане спеціальною технікою для засипки на дно каменю. Мета — захист трубопроводів, зміцнення стоять на дні опор. Спроектовано Судно Ulstein, а побудовано в Китаї.
Таким чином, хвилі «віднімають» один одного, і лобове опір судна зменшується, помітно економиться паливо. Крім того, об’ємний виступ збільшує плавучість носовій частині, що дещо знижує кільову качку. За минуле століття бульб став поширеним елементом у конструкції суден великого розміру (танкери, бойові кораблі, круїзні лайнери), які більшу частину свого часу пересуваються на високій крейсерській швидкості (при невеликому розмірі корпусу і малих швидкостях більш важливим фактором стає тертя, а бульб збільшує омивається водою площа корпусу судна).
Розробляючи технологію X-Bow, компанія Ulstein проводила в басейнах випробування моделей суден з інверсним носом і носом звичайної конструкції, але оснащеним бульбом. Ці тести показали, що ідея, запозичена у вікінгів, працює більш ефективно. В самій назві X-Bow («bow» — це «ніс корабля») вгадується слово «axe», произносящееся точно так само, як назва літери X в англійському алфавіті. «Axe» означає «сокира». І ніс судна, побудованого за технологією X-Bow дійсно нагадує лезо сокири — він звужений, з гострою кромкою (форштевнем) і округлий. При зануренні у воду по ватерлінію ми бачимо тільки верхню, виступаючу вперед частину дуги. Навалюючись на хвилю, корабель звичайної конструкції спочатку задирає ніс вгору, а потім падає з гребеня хвилі вниз, здригаючись і розсипаючи хмара бризок, заливають палубу. Судно X-Bow буквально пірнає в хвилю, «розрубуючи» її своїм інверсним носом.
Більш традиційна для сучасних суден конструкція носа, який при цьому оснащений бульбом. Порівняно з X-Bow бульб виявився менш ефективним засобом зниження лобового опору і протистояння хвилях.
Результат? Витрачається менше енергії на опір хвилі, не так сильні удари корпусу про воду, на палубу і надбудову летить мінімум бризок. Зменшується кільової і бортова хитавиця. X-Bow не тільки забезпечує більший комфорт в бурхливому морі, але і дає реальні економічні переваги на спокійній воді. У 2007 році компанія Ulstein організувала свого роду змагання між двома суднами, що володіють схожими водотоннажністю і потужністю силової установки. У змаганні брали участь Skandi Caledonia зі звичайною конструкцією носа плюс бульб і вже належить компанії Bourbon судно Orca. При відсутності сильного хвилювання і однакових витратах енергії Orca показувала швидкість 13 вузлів проти 8 у Skandi Caledonia.
Але ще до цього судно Bourbon Orca не раз пройшло випробування відкритим морем. У листопаді 2016 року на шляху до нафтовидобувній платформі «косатка» зустріла потужний шторм, рухаючись наперекір 15-метрових хвилях. Члени екіпажу відзначили дивовижну м’якість ходу судна в таких складних умовах плавання. Морехідні якості новинки перевищили всі очікування.
Цікаве в мережі
Комфорт в арктичних морях
Кращим підтвердженням успішності конструкції X-Bow став той факт, що за минулі з моменту спорудження Bourbon Orca без малого півтора десятиліття близько сотні кораблів з аналогічною конфігурацією носа були введені в експлуатацію або почали будуватися. Причому серед них є судна найрізноманітнішого призначення. У жовтневому номері 2017 року ми помістили репортаж про візит на судно сейсморозвідки, яке досліджує дно з допомогою акустичних імпульсів, що посилаються в надра та прийнятих назад буксируемыми багатокілометровими зондами (косами). Судно зі схожими функціями, але неймовірно просунутими — здатністю буксирувати 20 девятикилометровых кос — було побудовано компанією Ulstein і отримало ім’я Oceanic Vega.
Есмінці класу Zumwalt
Мають потужне артилерійське озброєння (дві 155-мм автоматичні гармати) і несуть 80 пускових установок для ракет Tomahawk. Одна з основних завдань — вогнева підтримка дій що висадився морського десанту на суші.
В класі поки побудовані тільки два кораблі — Zumwalt і Michael Monsoor. Третій систершип — Lyndon B. Johnson продовжує будуватися на верфі компанії Bath Iron Works. Закінчення будівництва імовірно, в цьому році.
Технологія, що забезпечує більш комфортне плавання, зрозуміло, знайде своє застосування і в пасажирському кораблебудуванні. Багато хто думає, що морські круїзи організуються тільки десь в теплих морях, поблизу екзотичних коралових островів і популярних курортів. Проте є на світі і ті, хто мріє побачити з борту судна краси приполярних морів, суворі скелі і айсберги. І для них теж існують круїзи, причому досить давно. На жаль, плавання в цих широтах пов’язане з підвищеним ризиком. Наприклад, побудований в 1969 році полярний круїзний лайнер Lindblad Explorer затонув у 2007 році, зіткнувшись з айсбергом в антарктичних водах.
В пам’ять про загиблого судні компанія Lindblad замовила у Ulstein новий Explorer. Зрозуміло, судно, будівництво якого завершиться в 2020 році, буде виготовлено за технологією X-Bow, щоб пасажири менше страждали від штормів. Крім того, лайнер отримає достатньо високий льодовий клас.
Zumwalt не тільки оснащений інверсним носом, який, однак, позбавлений властивої дизайну X-Bow округлості, але також має завал бортів всередину, майже як у броненосців класу «Бородіно».
Технологія будівництва суден з інверсним носом поступово завойовує і нові країни, і нові галузі. В самому кінці минулого року на «Північній верфі» Санкт-Петербурга відбулася закладка нового траулера-процесора «Капітан Соколов», замовником якого виступила компанія АТ «Рыбпроминвест». Це буде ціла плавуча фабрика, яка прямо на борту зможе переробляти в готові продукти виловлену рибу. Якщо глянути на доступні сьогодні ескізи нового споруджуваного траулера, то не можна не помітити знайомі обводи інверсного носа.
«Бородіно» на новий лад
Ми почали статтю з історичних ремінісценцій, пов’язаних з військовим флотом, торкнемося військової теми і на закінчення. Одним з найбільш примітних свідоцтв відродження інтересу до инверсному носі став спуск на воду високотехнологічного і супердорогого американського есмінця Zumwalt. Корабель побудований за стелс-технології, що забезпечує йому мінімальну ефективну площу розсіювання, що означає поява на радарах супротивника у вигляді невеликого суденця. Звідси особливості конструкції. Zumwalt не тільки оснащений інверсним носом, який, однак, позбавлений властивої дизайну X-Bow округлості, але також має завал бортів всередину, майже як у броненосців класу «Бородіно».
Можливо, пам’ятаючи про певні проблеми з остійність у тих старовинних кораблів, критики американського «вундерваффе» висловлювали побоювання, що есмінець може і не пережити сильного крену і потоне, перевернувшись. Справа в тому, що судно без завалу бортів всередину при бортовому крені збільшує водотоннажність, а значить, і дія виштовхує його до архімедового сили. У випадку з судном з завалом бортів нічого подібного не відбувається. Представникам виробника довелося побудувати зменшену модель есмінця, щоб у випробувальному басейні продемонструвати його високі морехідні якості в самих складних умовах на морі. У басейні все пройшло добре.
Цікаве в мережі
Стаття «Сокира пливе» опублікована в журналі «Популярна механіка»
(№1, Січень 2019).
Thanks!
Our editors are notified.