книги из ГПНТБ / Ильин, В. А. Формула ускорения

время стал как-то спокойнее и мудрее. Примчусь к нему, распирает от всяких забот и дел, а он скажет: «Спокойно, давай все по-порядку!» И действитель­ но, сразу становится легче.

На могиле Николая Алексеевича Зайцева стоит высокий обелиск из нержавеющей стали. В верхней части трехгранника наискось — крылья. Обелиск де­ лали заранее, знали, главный инженер безнадежно болен. Заранее — не от черствости; рабочие плакали, когда шлифовали грани обелиска, шлифовали теми же дисками, которыми обрабатывают крылья судов.

Весной 1973 года по единодушной просьбе сормовичей и речников Волги, с одобрения правительства Российской Федерации одному из крылатых судов типа «Метеор» было присвоено имя «Инженер Зай­ цев». Среди пассажиров, совершивших первую по­ ездку на крылатом скороходе, были Валентина Ми­ хайловна Зайцева и дочь Н. А. Зайцева Светлана, которая работает инженером в Центральном конст­ рукторском бюро, где ее отец был главным инжене­ ром.

«Инженеру Зайцеву» суждена долгая и славная жизнь на волжских просторах. Каждый, кто увидит стремительный лет теплохода, вспомнит замечатель­ ного инженера и человека, благодаря трудам кото­ рого крылатые суда совершают нынче круизы по многим морям и океанам.

Предоставим слово очевидцу одного из таких круизов.

«За, кормой — три тысячи миль!»— торжествен­ но объявил капитан советского морского теплохода на подводных крыльях «Комета» В. Цветков, ког­ да впереди показался английский порт Дувр. Это

39

означало, что уникальный «летающий» корабль ус­ пешно завершил свой беспрецедентный рейс, начав­ шийся сорок пять дней назад на Черном море. А по­ том Волгоград — Горький — Ленинград — Таллин — Стокгольм — Мальме — Копенгаген — Антверпен — Роттердам — Дувр,— таковы этапы этого рейса.

Три тысячи миль — расстояние ощутимое и для океанских лайнеров. А «Комета»—'Сравнительно не­ большой теплоход, рассчитанный всего на сто пасса­ жиров. Нелегко пришлось его команде в Балтийском море, возле эстонского острова Ойемусаар, где «Ко­ мету» застиг восьмибалльный шторм. В Скандина­ вии советские моряки искусно провели корабль че­ рез узкие, полные незримых опасностей шхеры. В Северном море «Комета» уверенно выстояла про­ тив свирепых штормовых ветров...

«Наше судно продемонстрировало во время рей­ са великолепные технические качества»,— с удов­ летворением говорит В. Цветков. Это верно. Велико­ лепные качества продемонстрировала не только «Ко­ мета», но и люди, управляющие ею. Вся команда суд­ на— и старые, заслуженные «морские волки», та­ кие, как бывший офицер военно-морского флота В. Цветков, старший механик Г. Мазур, инженердизелист Е. Елагин, и молодые моряки-мотористы Н. Чащин, Э. Янсен и другие — проявила во время большого и нелегкого рейса отличное знание слож­ ной техники и умение управлять ею, мужество и выдержку.

Задача команды «Кометы» состояла в том, чтобы познакомить с советским теплоходом на подвод­ ных крыльях представителей деловых кругов ряда западных стран. «Отличное судно!»— так охаракте­ ризовал «Комету» представитель крупной бельгий­

40

ской транспортной компании «Фландрия». Высоко отозвались о советском «летающем корабле» и спе­ циалисты Швеции, Дании, Нидерландов. И неуди­ вительно. Ведь «Комета», сконструированная сор­ мовским инженером Р. Е. Алексеевым, уникальное судно, подобного которому нет нигде в мире.

...Николай Зайцев когда-то говорил мне о своей мечте: построить судно, которое смогло бы завоевать международный приз «Голубую ленту Атлантики», учрежденный для самого быстроходного океанского лайнера. Кто знает, далек ли этот день? Во всяком случае, я убежден, он наступит, и быть может, в са­ мом ближайшем времени. Эти убеждения зиждутся на твердой почве фактов и наблюдений за делами и жизнью сормовичей, идущих в первых шеренгах людей, ускоряющих технический прогресс. В конце концов, разумеется, дело не в «Голубой ленте Атлан­ тики», не в этом чисто символическом призе. Дело в неодолимой силе сормовского ускорения, ускорения, в поле притяжения которого ныне включаются все новые и новые области человеческой деятельности. И пусть на первый взгляд эти области далеко от­ стоят одна от другой, при анализе выясняется их тесная и далеко устремленная связь.

Здесь необходимо небольшое отступление, кото­ рое даст возможность убедиться в справедливости слов о том, как бывают связаны между собой, ка­ залось бы, далеко отстоящие друг от друга события.

Перед нами сообщение Агентства печати «Новос­ ти». Поскольку в центральной печати оно не публи­ ковалось, я привожу его полностью:

41

РАЗГАДКА ДЕЛЬФИНЬЕЙ СКОРОСТИ

Дельфины удивляют людей своим отнюдь не «рыбь­ им» умом, многими замечательными качествами и давно интересуют ученых разных специальностей. Одно из необычных явлений, связанных с дельфи­ нами, привлекло внимание советских теплофизи­ ков, сотрудников Института тепло- и массообмена Академии наук Белорусской ССР.

Мореплаватели не раз наблюдали, как дельфин пристраивается в кильватер судна и часами следует за ним, даже не шевеля плавниками или хвостом. Со стороны кажется, что его тянут на буксире. Так и не отстает он от корабля, с какой бы скоростью тот ни шел.

Чем же объяснить такое умение дельфина? По­ чему он может плыть, не затрачивая видимых усилий?

Французский инженер Александр Эйфель, созда­ тель знаменитой башни, определяя силу сопротив­ ления воды движению обтекаемого тела, пришел к выводу, что обтекающий слой воды отрывается все­ гда в точках, отстоящих примерно на 82 градуса от курса движения тела. Он установил, что силы, свя­ занные с отрывом, влияют на движение тела на­ много сильнее, чем силы трения.

«Эффект Эйфеля», так назвали это явление, ока­ зался не универсальным. Если цилиндрическое тело буксировать в воде, постепенно увеличивая скорость, то динамометр долгое время будет показывать одну и ту же силу сопротивления, а затем его показания внезапно уменьшаются примерно в 4 раза. Стоит буксиру замедлить ход, как стрелка динамометра, вновь возвращается в первоначальное положение.

42

Эйфель не смог объяснить это необычное явле­ ние, названное «кризисом сопротивления». Про­ фессор Людвиг Прандтль из Геттингена доказал впоследствии, что здесь точка отрыва «переска­ кивает» по курсу движущегося тела до ПО гра­ дусов.

Скорость и умение дельфинов следовать за ко­ раблем во многом объясняется тем, что точка от­ рыва прилегающего к телу слоя воды смещается у дельфинов еще дальше к хвосту, и силы отрыва прак­ тически нейтрализуются. Достигается это не формой тела, ею дельфины не намного отличаются от про­ чих крупных обитателей морских глубин, а необыч­ ным устройством кожи, которая напоминает собой многослойный поролон, заполненный жидкостью. Такая структура кожи предохраняет дельфина от акустического и гидравлического ударов.

С помощью специальных приборов ихтиологи определили, что на коже дельфина от головы к хвос­ ту во время движения перекатываются складча­ тые желваки. Цикл такой вибрации занимает доли секунды. Эти сокращения как бы подхватывают прилегающий к телу слой воды в тех точках, где он может оторваться, и увлекают его к хвосту. Уче­ ные предположили, что секрет скорости и манев­ ренности дельфина во многом объясняется соста­ вом подкожной жидкости, которая представляет со­ бой растворимое высокомолекулярное соединение — линейный полимер. Опыты подтвердили это пред­ положение. В специальном бассейне, содержащем десять тысяч кубических метров воды, протащили макет судна и замерили силу сопротивления. Затем, добавив в бассейн два килограмма линейного поли­ мера, повторили измерения. Оказалось, что во

43

втором случае сопротивление снизилось почти на шестьдесят процентов.

Так вот в чем секрет скорости! Всего одну пя­ тимиллионную долю линейного полимера должна содержать вода, чтобы значительно ослабли силы,

Минском море, так называется искусственное водо­ хранилище под столицей Белоруссии, определяя воздействие полимерных добавок на движение суд­ на с подводными крыльями. До сих пор при движе­ нии судна используется лишь небольшая часть подъемной силы подводных крыльев. Вдувая же через поверхность крыла полимерную добавку, можно будет увеличить скорость передвижения и грузоподъемность судна или уменьшить тягу двига­ теля. В любом случае выгода очевидна. Стоит же килограмм полимерной добавки всего 28 копеек...»

Сразу же после прочтения этой заметки я напи­ сал два письма. Одно в Сормово, к своему хорошему знакомому, ведущему специалисту по гидромеха­ нике из бюро по судам на подводных крыльях лау­ реату Ленинской премии Болеславу Зобнину, и вто­ рое— в Минск, в Академию наук Белоруссии, на имя Бекира Смольского.

Сормовича я просил высказаться по проблемам полимерной смазки подводных крыльев, а белорус­ ских ученых сообщить, можно ли ознакомиться с материалами и результатами опыта.

Первыми ответили минчане. Начальник отдела реодинамических испытаний Г. Ф. Светлов из Инсти­

44

тута тепло- и массообмена Академии наук Белорус­ сии писал: «По поручению профессора Бекира Ми­ хайловича Смольского отвечаю на Ваше письмо. Ин­ тересующие Вас сведения Вы можете в полной мере получить у нас в институте. Более удобное время для приезда — июль или сентябрь. Если Ваше сообще­ ние в бюро Р. Е. Алексеева о наших работах в коейто мере заинтересует их, то мы охотно вступим с ними в деловой контакт.

Итак, ждем Вас и представителя бюро Р. Е. Алек­ сеева у себя».

Пришел ответ и от сормовича. Болеслав Зобнин писал: «...До твоего сообщения о подобных работах у нас в стране я слышал лишь на одной из конфе­ ренций по бионике, состоявшейся года полтора тому назад. Говорили об этом деле «шепотом», как о страшном секрете, поэтому твое сообщение о за­ метке в газете было для меня несколько неожидан­ ным.

Введение полимерных добавок в воду может при­ вести к уменьшению полного сопротивления водоизмещающих кораблей на величину до двадцати пяти процентов. Это происходит главным образом за счет уменьшения сопротивления трения.

Поскольку сопротивление трения подводных крыльев составляет около шестидесяти пяти про­ центов полного сопротивления крыльевого устрой­ ства, уменьшение сопротивления трения на шесть­ десят процентов позволит уменьшить полное сопро­ тивление примерно на сорок процентов. Следова­ тельно, на столько же уменьшится потребляемая мощность при сохранении скорости, или, наоборот, на столько же повысится скорость при той же мощ­ ности.

45

— На мой взгляд, введение полимеров,— продол­ жал Зобнин,— сулит судам на подводных крыльях большие выгоды, так как при раздельном впрыс­ кивании на верхнюю и нижнюю поверхность крыла можно регулировать, соответственно увеличивать или уменьшать, подъемную силу крыла. А это в свою очередь очень важно для увеличения мореход­ ности кораблей на подводных крыльях.

Даже в том случае, когда постоянное, то есть на протяжении всего рейса, введение полимера ока­ жется экономически невыгодным, целесообразным будет, по-видимому, введение полимера в воду лишь на режиме выхода на крылья. Уже только такое эпизодическое его применение позволит более рацио­ нально использовать мощность двигателей и стро­ ить суда на подводных крыльях с большими эксплу­ атационными скоростями, чем до сих пор...

Одним словом, жди у себя нашего посланца, он тебе расскажет об увиденном в Минске»,— заканчи­ вал свое письмо Болеслав Зобнин.

Как раз в это самое время я надолго заболел, и мне не представлялось возможным побывать у мин­ ских ученых, потому-то я с большим нетерпением ждал посланца сормовичей. Он появился поздним сентябрьским вечером, торопился на поезд, чтобы к утру быть в Сормове. Когда-то инженера Михаила Короткова рекомендовали мне Р. Е. Алексеев и Н. А. Зайцев как одного из авторов съемного крыль­ евого устройства для алюминиевой лодки-казанки. Об этом младшем брате «Метеора» писала «Комсо­ мольская правда». Статья вызвала целую лавину писем читателей, желавших построить скоростную моторку.

С тех пор Михаил Коротков продолжал зани­

46

маться крыльями, стал еще более опытным и зна­ ющим специалистом,— так рекомендовал мне его Болеслав Зобнин. Беседа, вернее рассказ Короткова, подтвердили слова Зобнина. Михаил, это чувство­ валось по его манере говорить, брал суть дела цеп­ ко и, хотя был скуповат на слова, рассказывал уди­ вительно точно и емко:

—Что за полимер у минчан? Называется полиоксом или окисью полиэтилена. За рубежом его ис­ пользуют для придания стойкости дамским причес­ кам и «сооружениям» на тортах. Стало быть, веще­ ство совершенно безвредное. У нас такой полимер применяется при флотации руд, так как он помо­ гает гранулированию. Используют его и в сельском хозяйстве для улучшения структуры почвы.

—На что он похож?

—Похож на высохшую пену. Но стоит доба­ вить воды, как проявляются все его нужные качест­ ва: липкость, осклизлость.

—Скажите, насколько все это реально, если го­ ворить о применении полимера к крылатым судам?

мой взгляд, весьма вероятна большая ошибка про­ тив расчетов и прогнозов. Видите ли, кроме белору­ сов этим полимером занимаются специалисты в Ин­ ституте механики Академии наук СССР под руко­ водством Г. И. Баренблата. Еще одна группа ученых занята этими проблемами в Институте высокомоле­ кулярных органических соединений, в лаборатории аномальных жидкостей. Я с ними встречался, разго­ вор такой: надо работать, будем работать, тогда и увидим.

— А что интересного у белорусов?

47

— У них. пожалуй, чистая наука. Есть интерес­ ные установки, опытные конструкции, мощные на­ сосы, диффузоры, конфузоры. Поток воды хороший. В такой поток помещают тела различной конфигура­ ции, добавляют полимер и смотрят, как меняется со­ противление в зависимости от концентрации поли­ мера.

—Насколько все это применимо к судам на под­ водных крыльях?

—Если говорить на основании опытов с цилинд­

рическими телами и дисками, можно предположить, что применение полимерной добавки на поверхность крыльев снизит сопротивление на весьма ощутимую величину. Правда, меня заботят отверстия на крыль­ ях, через которые будет подаваться жидкий раствор. Даже на реке на крылья прикипает муть, ее соскаб­ ливают каждый месяц. Маленькие отверстия на крыльях в условиях моря, очевидно, будут быстро забиваться солыо. Кроме того, поверхности крыльев обильно обрастают ракушками и водорослями. Эти водоросли достигают длины полметра и похожи на красивый зеленый шлейф, с которым, однако, при­ ходится бороться.

—Но ведь это уже скорее конструктивные и тех­ нологические вопросы?

—Точно так. Будущей весной мы приступим к проведению опытов, и тогда картина станет яснее. Во всяком случае, можно предположить, что приме­ нение новшества позволит избежать работы двига­ теля в форсированном режиме при выходе на крыло. Кроме этого, введение полимера позволит гребным винтам крылатых судов работать в более выгодном режиме, что также будет способствовать лучшему выходу судна на крылья...

48