Шрифт:
Вопрос о возвращении в строй парусников был в полной мере поднят в 1970-е годы в нашей стране. Во-первых, это было связано с энергетическим кризисом, а во-вторых, с проблемами экологии. В Николаеве была создана специальная лаборатория, занимавшаяся парусниками. К этой же проблеме были подключены крупнейшие ленинградские ученые. Эксперименты проводили в аэродинамической трубе Центрального научно-исследовательского института имени академика А.Н. Крылова. Это грандиозное сооружение позволяет воспроизводить движение ветра в любом направлении со скоростью до восьмидесяти метров в секунду. В трубу помещали модели парусов, продували их под разным углом и с разными скоростями и таким образом определяли их эффективность.
Особое внимание уделялось разработке жестких парусов-крыльев, привлекательных по простоте обращения. Сначала применялось симметричное жесткое крыло, однако оно проигрывало обычному мягкому парусу. Тогда начали искать методы оптимизации. Любопытным изобретением был жесткий щелевой парус, созданный для научно-исследовательского судна «Академик Иоффе». На нем были установлены две мачты с такими парусами, которые были предназначены давать кораблю ход при выключенном двигателе. Дело в том, что «Иоффе» создавался в паре с другим научно-исследовательским судном, «Академик Сергей Вавилов». Оба судна должны были работать по гидроакустической тематике, и на обоих стояли огромные, высотой с двухэтажный дом, антенны. Один из кораблей должен был играть роль излучателя, а второй – приемника. Вот для приемника и были созданы паруса. В «Лихие девяностые» паруса спилили, а на их месте была сооружена дополнительная шестая палуба с каютами для туристов.
Преимущество жесткого щелевого паруса перед обычным состоит в том, что отрыв паруса при усилении ветра предотвращается здесь не отсасыванием воздушного потока, а его сдувом. Поэтому щелевое крыло обтекается почти до угла 90 градусов без отрыва. В то же время у жесткого паруса есть один большой недостаток – сложность в сборке и разборке. Куда девать парус, если налетает неожиданный шквал? Ведь именно так в 1957 году погиб знаменитый немецкий учебный парусник «Памир». Когда подошел ураган, он был под всеми парусами, их «обстенило», то есть прижало к стеньгам. Поэтому убрать паруса было уже невозможно. Через пять минут парусник перевернулся.
Эту проблему пытались решать по-разному. Паруса складывались как крылья бабочки, однако такая конструкция была непрочной, недолговечной. Для щелевого паруса придумали другой способ сборки – его просто заваливали на волейбольную площадку «Иоффе».
Жесткое крыло с толстым сечением, похожее на огромную трубу, получило название турбопаруса. Всеобщее внимание к нему привлек Жак-Ив Кусто, который в 1980-е годы поставил его на своем судне «Алсион». Основу движителя составляет аэродинамический профиль, вертикальная металлическая труба сечения, близкого к яйцевидному, с подвижным щитком, улучшающим аэродинамическое разделение внешней и внутренней поверхностей. Насосная система нагнетает в трубу воздух, создавая с одной стороны паруса необходимое разрежение; движение происходит в направлении, перпендикулярном давлению. Таким образом, парус работает как крыло: с одной стороны его воздух протекает медленнее, чем с другой, создавая движущую силу. Подвижная заслонка и система нагнетания воздуха, основанная на вентиляторах, повысили эффективность нового паруса. На испытаниях в аэродинамической трубе малогабаритные модели повели себя превосходно, дав тем самым рождение системе турбопарус.
Главная особенность турбопаруса, обусловленная его конструкцией, в том, что всегда можно получить движущую силу в нужном направлении, независимо от того, куда дует ветер. Судно, оборудованное турбопарусом, может двигаться даже против ветра, получая энергию из разницы давлений, создаваемой завихрениями воздуха внутри паруса и вне его. Совместно с турбопарусом можно использовать и обычные движители. Турбопарус при этом удобнее передать под управление компьютера, который будет задавать расположение «парусов» в пространстве и давление воздуха в системе.
Однако, как и другие подобные конструкции, турбопарус обладал серьезным недостатком – его нельзя было убрать с палубы. Поэтому первое плавание прототипа «Алсион» в 1983 году в водах Атлантического океана закончилось неудачно: судно попало в сильный шторм и получило повреждения – были разрушены мачты и паруса. Спустя два года после этой неудачи создание «Алсиона» было полностью закончено. Турбопарусная яхта использовалась вместе с легендарным «Калипсо» для океанографических работ команды Кусто. После того как в 1996 году «Калипсо» столкнулось в Сингапурской гавани с баржей и затонуло, «Алсион» стал основным экспедиционным судном «Фонда Кусто».
С турбопарусом часто путают так называемый ротор Флеттнера. Он тоже похож на трубу, однако действует совсем иначе. Принцип действия ротора основан на эффекте, открытом немецким физиком и химиком Генрихом Магнусом (1802-1870), который в 1852 году доказал, что если цилиндр вращается в набегающем потоке воздуха, то возникает сила тяги, перпендикулярная потоку воздуха. Роторные суда более быстроходные, чем парусные, однако у них есть свои недостатки: расход топлива на двигатели, которые вращают цилиндр, невозможность уборки с палубы, зависимость от ветра. Все это не позволило роторным судам получить широкое распространение.
Последнее веяние – это даже не парус, а воздушный змей. Причем воздушный змей очень забавный – надувной, который опять-таки состоит из множества секций. Надуванием этих секций заведует компьютер – в зависимости от силы ветра, от его направления. Но опять же абсолютно не понятно, как управлять таким парусом на гибкой связи. Что делать, если ветер неожиданно поменяет свое направление, а это бывает постоянно. Куда понесет этот воздушный змей, что с ним станет? Начатые в 1980-е годы работы не дали ощутимых результатов. Ученым не удалось устранить главные недостатки парусников – тихоходность и сильную зависимость от штормов.