Resistenza alle onde

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Video: Resistenza alle onde

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Anonim
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Il ventesimo secolo è diventato una svolta in molti settori del progresso tecnologico, in particolare nell'aumento della velocità dei veicoli. Per i veicoli di terra, queste velocità sono aumentate in modo significativo, per l'aria - di ordini di grandezza. Ma sul mare, l'umanità è finita in un vicolo cieco.

Il principale salto di qualità risale al XIX secolo, quando al posto dei velieri apparvero le navi a vapore. Ma ben presto divenne chiaro che il principale limitatore di velocità per le navi marittime non è la debolezza della centrale elettrica, ma la resistenza dell'acqua. Di conseguenza, il record di velocità stabilito dal cacciatorpediniere russo Novik il 21 agosto 1913 (37,3 nodi) era in realtà l'ultimo sogno per le navi di grande dislocamento (ricordiamo che un nodo è un miglio nautico, cioè 1852 m / h).

Questo record è stato battuto, ovviamente. Prima della seconda guerra mondiale, i leader e i cacciatorpediniere italiani e francesi si lanciarono molto rapidamente attraverso il Mediterraneo, raggiungendo talvolta fino a 45 nodi. Non è chiaro, tuttavia, perché avessero bisogno di questa velocità, dal momento che furono le flotte italiana e francese a combattere peggio nella seconda guerra mondiale. Batté il record di Novik, vincendo il Nastro Azzurro dell'Atlantico nei primi anni '50, il transatlantico americano United States (38, 5 nodi). Ma anche queste velocità sono state raggiunte da poche navi ea brevissime distanze. In generale, per le navi da guerra, la velocità massima oggi raramente supera i 32 nodi, e la velocità di crociera (alla quale si raggiunge la massima autonomia di crociera) è sempre stata inferiore ai 30 nodi. Per le navi da trasporto e 25 nodi è stato un risultato unico, la maggior parte di loro è ancora trascinata attraverso i mari a velocità non superiori a 20 nodi, cioè meno di 40 km / h.

La comparsa di motori diesel, turbine a gas, persino nucleari, nella migliore delle ipotesi, ha dato un aumento della velocità di diversi nodi (un'altra cosa è che i motori diesel e le centrali nucleari hanno permesso di aumentare notevolmente l'autonomia di crociera). L'impedenza è cresciuta come un muro. Il mezzo più importante per affrontarlo era aumentare il rapporto tra la lunghezza dello scafo della nave e la sua larghezza. Una nave troppo stretta, tuttavia, aveva scarsa stabilità, in caso di tempesta poteva facilmente ribaltarsi. Inoltre, era difficile inserire vari sistemi e meccanismi nel corpo stretto. Pertanto, solo alcuni cacciatorpediniere, a causa della ristrettezza degli scafi, stabilirono i loro record di velocità, questo non divenne una tendenza nemmeno per le navi da guerra e per le navi da carico, il restringimento degli scafi era in linea di principio inaccettabile.

L'aviazione ha quasi completamente sostituito le navi marittime in termini di traffico passeggeri, ma per quanto riguarda il trasporto merci, quasi tutte rappresentano ancora il trasporto su acqua e su rotaia. La capacità di carico degli aerei rimane critica quasi quanto la velocità delle navi. Pertanto, gli ingegneri continuano a lottare per risolvere entrambi i problemi.

Per la navigazione commerciale, il problema delle basse velocità è ampiamente mitigato dal gran numero di navi sulle linee. Se le navi cisterna (navi portacontainer, portabanane, trasportatori di legname, ecc.) lasciano il punto A ogni giorno, arriveranno ogni giorno al punto B, indipendentemente dalla velocità di ogni singola nave. La cosa principale è che ci sono abbastanza navi per mantenere un tale programma.

Per la Marina, la velocità è, ovviamente, molto più importante. E per le navi da guerra (qui le spiegazioni, forse, sono superflue), e per le navi da trasporto e da sbarco che trasportano truppe. Inoltre, quest'ultimo ora, quando le guerre hanno acquisito una portata globale, è diventato più importante del primo (soprattutto perché per le navi da guerra, una certa compensazione per la propria bassa velocità era la presenza di armi missilistiche: il razzo raggiungerà chiunque).

Poiché l'irrisolvibilità del problema della resistenza alle onde è diventata chiara molto tempo fa, quindi, insieme alla ricerca di unità di nodi migliorando i contorni dello scafo e la forma delle eliche, rafforzando le centrali elettriche sulle navi ordinarie, è iniziata la ricerca di qualcosa di insolito.

Alla fine del XIX secolo fu scoperto l'effetto della forza di sollevamento su una piastra trainata sott'acqua con un leggero angolo di inclinazione rispetto all'orizzonte. Questo effetto è analogo all'effetto aerodinamico che agisce sull'ala di un aeroplano e gli permette di volare. Poiché l'acqua è circa 800 volte più densa dell'aria, l'area dell'aliscafo potrebbe essere molto inferiore all'area dell'ala di un aeroplano. Se metti una nave sulle ali, a una velocità sufficientemente elevata la forza di sollevamento la solleverà sopra l'acqua, solo le ali rimarranno sotto di essa. Ciò ridurrà significativamente la resistenza dell'acqua e, di conseguenza, aumenterà la velocità di movimento.

I primi esperimenti con gli aliscafi furono effettuati in Francia e in Italia, ma raggiunsero il massimo sviluppo in URSS. Il capo progettista di tali navi era Rostislav Alekseev, che dirigeva il corrispondente Central Design Bureau (si trovava a Gorky). Furono creati un certo numero di navi passeggeri e aliscafi da combattimento. Tuttavia, divenne subito chiaro che lo spostamento degli aliscafi era molto limitato. Più è alto, maggiori sono le dimensioni e la massa che l'aliscafo dovrebbe raggiungere e più potente dovrebbe essere la centrale elettrica. Per questo motivo, anche una fregata aliscafo è quasi impossibile da creare.

Di conseguenza, la questione non è andata oltre il "trasporto suburbano" - "Rockets", "Comet" e "Meteors" - e una serie di navi da combattimento su aliscafi. Per la Marina sovietica e le truppe di frontiera, 2 aliscafi antisommergibile, pr.1145 e 1 pr.1141, 1 piccola nave missilistica (MRK), pr.1240, 16 motovedette, pr.133, 18 lanciamissili, pr. 206MR sono stati costruiti. La maggior parte di loro è stata ora disattivata. Una nave missilistica su aliscafi del progetto 206MR si è rivelata la barca molto georgiana "Tbilisi", che nell'agosto 2008, secondo le leggende e i miti dell'agitprop, è stata affondata dal russo MRC "Mirage" in una battaglia navale, ma di fatto fu lanciato dal suo equipaggio a Poti e fatto saltare in aria dai nostri paracadutisti.

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All'estero, anche gli aliscafi non hanno praticamente ricevuto sviluppo. Gli Stati Uniti hanno costruito 6 navi missilistiche aliscafo del tipo Pegasus, in Italia - 7 RK del tipo Sparviero, in Israele - 3 RK del tipo M161 e in Giappone - 3 RK del tipo PG01. Ora tutti, tranne quelli giapponesi, sono stati dismessi. La Cina ha timbrato più di 200 torpediniere aliscafi di classe Huchuan, esportate anche in Romania, Albania, Tanzania, Pakistan, che le hanno poi trasferite in Bangladesh. Ora nei ranghi ci sono solo 4 "huchuan" bengalesi e 2 tanzaniani. In generale, per le forze navali di tutto il mondo, il PCC si è rivelato un ramo di sviluppo senza uscita.

Hovercraft (KVP) è diventato un po' più promettente. Questo stesso cuscino viene creato soffiando aria compressa sotto il fondo della nave da ventilatori, grazie ai quali la nave si alza sopra l'acqua e la resistenza delle onde scompare completamente. Ciò consente non solo di sviluppare una velocità tremenda (50-60 nodi), ma anche di scendere a terra.

Gli hovercraft sono stati più sviluppati di nuovo in URSS (a partire dagli anni '20). L'Occidente ha iniziato a sviluppare questa direzione solo alla fine degli anni '50. Divenne presto chiaro che per tali navi c'è quasi lo stesso problema fondamentale delle navi aliscafi: la loro massa utile non può essere grande. Per sostenere il peso di una nave pesante, è necessario installare ventole molto potenti. E per il movimento della nave sono necessarie eliche enormi e potenti, che occupano molto spazio e sono estremamente vulnerabili in battaglia.

Di conseguenza, la portata di tali navi si è rivelata molto limitata. In URSS furono costruite parecchie navi anfibie a cuscino d'aria (DKVP) di vario tipo. La possibilità (dovuta alla capacità di tali navi di scendere a terra) sembrava molto attraente per sbarcare truppe "senza bagnarsi i piedi". È vero, la loro capacità di atterraggio era piuttosto limitata e la vulnerabilità al fuoco anche da armi leggere era estremamente alta (erano le eliche particolarmente vulnerabili). Il più grande DKVP in acciaio pr.12322 "Zubr" (cilindrata superiore a 500 tonnellate, lunghezza 56 m, velocità fino a 60 nodi, in grado di imbarcare 3 carri armati o 140 marine). La Russia ora ha solo 2 di queste navi, ma ne abbiamo vendute 3 alla Grecia. Ora abbiamo circa 10 vecchi DKVP pr 12321, 1206 e 1205 più piccoli.

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Oltre alla Russia, il mezzo da sbarco a cuscino d'aria LCAC (150 tonnellate, 50 nodi, trasporta 1 carro armato) è stato creato negli Stati Uniti. Sono state costruite circa un centinaio di tali barche, sono basate su navi anfibie universali americane e navi portuali anfibie. Il progetto Landing Craft 724 per un importo di circa 30 pezzi è stato costruito nella RPC. Questi sono probabilmente gli hovercraft più piccoli al mondo: 6, 5 tonnellate, lunghezza 12 m, sono imbarcati 10 paracadutisti.

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Piccole motovedette a cuscino d'aria (da 15 a 100 tonnellate) sono state costruite dagli inglesi negli anni '70, anche per la vendita all'Iran (anche sotto lo Scià) e all'Arabia Saudita. Un tipo iraniano KVP VN.7 di fabbricazione britannica è morto durante la guerra con l'Iraq.

Alla fine, sia i designer nazionali che quelli stranieri hanno avuto l'idea di sostituire la "gonna" di gomma che sostiene il cuscino d'aria con piastre rigide chiamate skegs. Mantengono l'aria all'interno del cuscino molto meglio della "gonna", il che consente di aumentare la massa della nave. Inoltre, poiché gli skeg entrano in acqua, su di essi possono essere montate eliche o cannoni ad acqua, rimuovendo le eliche ingombranti e vulnerabili dal ponte della nave. Allo stesso tempo, la resistenza degli skeg è, ovviamente, maggiore di quella della "gonna", ma molto inferiore a quella degli aliscafi. Il loro unico inconveniente è che la nave è privata dell'opportunità di scendere a terra. Pertanto, è consigliabile costruire skeg KVP sotto forma di navi da sciopero o dragamine. In quest'ultimo caso, il vantaggio è che la parte più piccola della nave è in acqua e maggiore è la sua velocità, minori sono le possibilità di essere fatto saltare in aria da una mina.

Finora, Russia e Norvegia hanno il monopolio su tali navi. Nella flotta del Mar Nero abbiamo 2 skeg MRK pr.1239 ("Bora" e "Samum"), l'hovercraft più grande del mondo (dislocamento superiore a 1.000 tonnellate). Hanno un'enorme potenza d'urto (8 missili antinave Moskit supersonici) e una velocità di 53 nodi. Lo svantaggio di queste navi è la debole difesa aerea e, soprattutto, l'estrema difficoltà operativa.

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La Marina norvegese comprende 6 navi missilistiche Skjold di tipo skeg e cacciamine di tipo Oxøy. Sono molto inferiori ai nostri RTO (250-400 tonnellate). Allo stesso tempo, le navi missilistiche trasportano 8 missili antinave supersonici NSM. Si può notare che (ad eccezione di Russia e Norvegia), solo la Cina ha ancora missili antinave supersonici.

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Sebbene gli hovercraft siano più promettenti degli aliscafi, non risolvono in alcun modo il problema della velocità a causa delle numerose restrizioni sopra descritte, nonché dell'alto costo e della complessità dell'operazione.

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