Resistencia a las olas

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Anonim
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El siglo XX se ha convertido en un gran avance en muchas áreas del progreso tecnológico, en particular en el aumento de la velocidad de los vehículos. Para los vehículos terrestres, estas velocidades han aumentado significativamente, para el aire, en órdenes de magnitud. Pero en el mar, la humanidad se encontró con un callejón sin salida.

El principal salto cualitativo se produjo en el siglo XIX, cuando aparecieron los barcos de vapor en lugar de los barcos de vela. Pero muy pronto quedó claro que el principal limitador de velocidad para los buques marítimos no es la debilidad de la central eléctrica, sino la resistencia del agua. Como resultado, el récord de velocidad establecido por el destructor ruso Novik el 21 de agosto de 1913 (37,3 nudos) fue en realidad el último sueño para los barcos de gran desplazamiento (recordemos que un nudo equivale a una milla náutica, es decir, 1852 m / h).

Este récord se rompió, por supuesto. Antes de la Segunda Guerra Mundial, los líderes y destructores italianos y franceses se apresuraron a cruzar el Mediterráneo a gran velocidad, alcanzando a veces hasta 45 nudos. Sin embargo, no está claro por qué necesitaban esta velocidad, ya que fueron las flotas italiana y francesa las que pelearon peor en la Segunda Guerra Mundial. Rompió el récord de Novik, ganando el Blue Ribbon of the Atlantic a principios de la década de 1950, el transatlántico estadounidense Estados Unidos (38, 5 nudos). Pero incluso estas velocidades fueron alcanzadas por unos pocos barcos y a distancias muy cortas. En general, para los buques de guerra, la velocidad máxima hoy en día rara vez supera los 32 nudos, y la velocidad de crucero (a la que se alcanza el rango máximo de crucero) siempre ha estado por debajo de los 30 nudos. Para los barcos de transporte y los 25 nudos fue un logro único, la mayoría de ellos aún se arrastran por los mares a velocidades que no superan los 20 nudos, es decir, menos de 40 km / h.

La aparición de motores diésel, turbinas de gas, incluso nucleares, en el mejor de los casos, dio un aumento de velocidad en varios nudos (otra cosa es que los motores diésel y las centrales nucleares permitieron aumentar drásticamente el rango de crucero). La impedancia creció como una pared. El medio más importante para solucionarlo era aumentar la relación entre la longitud del casco del barco y su ancho. Sin embargo, un barco demasiado estrecho tenía poca estabilidad, en una tormenta podía volcarse fácilmente. Además, era difícil encajar varios sistemas y mecanismos en el cuerpo estrecho. Por lo tanto, solo algunos destructores, debido a la estrechez de los cascos, establecieron sus récords de velocidad, esto no se convirtió en una tendencia incluso para los buques de guerra, y para los buques de carga, el estrechamiento de los cascos era en principio inaceptable.

La aviación ha reemplazado casi por completo a los buques marítimos en términos de tráfico de pasajeros, pero en lo que respecta al transporte de carga, casi todos siguen representando el transporte por agua y ferrocarril. La capacidad de carga de los aviones sigue siendo casi tan crítica como la velocidad de los barcos. Por lo tanto, los ingenieros continúan luchando por resolver ambos problemas.

Para el transporte marítimo comercial, el problema de las bajas velocidades se mitiga en gran medida por la gran cantidad de buques en las líneas. Si los buques tanque (portacontenedores, transportadores de bananas, transportistas de madera, etc.) salen del punto A todos los días, llegarán al punto B todos los días, independientemente de la velocidad de cada buque individual. Lo principal es que hay suficientes barcos para mantener ese horario.

Para la Armada, la velocidad es, por supuesto, mucho más importante. Y para los buques de guerra (aquí las explicaciones, quizás, son superfluas), y para los barcos de transporte y desembarco que transportan tropas. Además, este último ahora, cuando las guerras han adquirido un alcance global, se ha vuelto más importante que el primero (especialmente porque para los buques de guerra, una compensación por su propia baja velocidad fue la presencia de armas de misiles: el cohete alcanzará a cualquiera).

Dado que la insolubilidad del problema de la resistencia a las olas se hizo evidente hace mucho tiempo, entonces, junto con la búsqueda de unidades de nodos mejorando los contornos del casco y la forma de las hélices, fortaleciendo las plantas de energía en los barcos comunes, comenzó la búsqueda de algo inusual..

A finales del siglo XIX se descubrió el efecto de la fuerza de elevación sobre una placa remolcada bajo el agua con un ligero ángulo de inclinación hacia el horizonte. Este efecto es análogo al efecto aerodinámico que actúa sobre el ala de un avión y le permite volar. Dado que el agua es aproximadamente 800 veces más densa que el aire, el área del hidroplano podría ser mucho menor que el área del ala de un avión. Si coloca un barco en las alas, a una velocidad suficientemente alta, la fuerza de elevación lo elevará sobre el agua, solo las alas permanecerán debajo de él. Esto reducirá significativamente la resistencia del agua y, en consecuencia, aumentará la velocidad de movimiento.

Los primeros experimentos con hidroalas se llevaron a cabo en Francia e Italia, pero alcanzaron el mayor desarrollo en la URSS. El diseñador jefe de tales embarcaciones fue Rostislav Alekseev, quien dirigió la Oficina Central de Diseño correspondiente (estaba ubicada en Gorki). Se crearon varios barcos de pasajeros e hidroalas de combate. Sin embargo, rápidamente quedó claro que el desplazamiento de hidroalas era muy limitado. Cuanto más alto sea, mayor tamaño y masa debería alcanzar el hidroala y más poderosa debería ser la central eléctrica. Por eso, incluso una fragata de hidroala es casi imposible de crear.

Como resultado, el asunto no fue más allá del "transporte suburbano" - "Cohetes", "Cometa" y "Meteoros" - y varios barcos de combate en hidroalas. Para la Armada Soviética y las tropas fronterizas, 2 hidroalas antisubmarinos, pr. 1145 y 1 pr. 1141, 1 pequeño buque de misiles (MRK), pr. 1240, 16 patrulleras, pr. 133, 18 lanchas de misiles, pr Se construyeron 206MR. La mayoría de ellos ya han sido dados de baja. Un barco de misiles en hidroalas del proyecto 206MR resultó ser el barco muy georgiano "Tbilisi", que en agosto de 2008, de acuerdo con las leyendas y mitos de agitprop, fue hundido por el MRC ruso "Mirage" en una batalla naval. pero de hecho fue arrojado por su tripulación en Poti y volado por nuestros paracaidistas.

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En el extranjero, los hidroalas tampoco recibieron prácticamente ningún desarrollo. EE. UU. Construyó 6 barcos de misiles hidroala del tipo Pegasus, en Italia - 7 RK del tipo Sparviero, en Israel - 3 RK del tipo M161 y en Japón - 3 RK del tipo PG01. Ahora todos, excepto los japoneses, han sido dados de baja. China selló más de 200 torpederos hidroala clase Huchuan, también fueron exportados a Rumania, Albania, Tanzania, Pakistán, que luego los transfirió a Bangladesh. Ahora en las filas hay sólo 4 bangladesíes y 2 tanzanos "huchuan". En general, para las fuerzas navales de todo el mundo, el PCCh resultó ser una rama del desarrollo sin salida.

Los aerodeslizadores (KVP) se han vuelto algo más prometedores. Este mismo colchón se crea soplando aire comprimido debajo del fondo del barco mediante ventiladores, por lo que el barco se eleva por encima del agua y la resistencia de las olas desaparece por completo. Eso permite no solo desarrollar una velocidad tremenda (50-60 nudos), sino también bajar a tierra.

Los aerodeslizadores se desarrollaron más nuevamente en la URSS (a partir de la década de 1920). Occidente comenzó a desarrollar esta dirección solo a fines de la década de 1950. Pronto quedó claro que para tales barcos existe casi el mismo problema fundamental que para los hidroalas: su masa útil no puede ser grande. Para soportar el peso de un barco pesado, necesita instalar ventiladores muy potentes. Y para el movimiento de la nave, se necesitan hélices enormes y potentes, que ocupan mucho espacio y son extremadamente vulnerables en la batalla.

Como resultado, el alcance de tales barcos resultó ser muy limitado. En la URSS, se construyeron bastantes barcos anfibios de colchón de aire (DKVP) de varios tipos. La posibilidad (debido a la capacidad de estos barcos de desembarcar) parecía muy atractiva para las tropas de tierra "sin mojarse los pies". Es cierto que su capacidad de aterrizaje era bastante limitada y la vulnerabilidad al fuego incluso con armas pequeñas era extremadamente alta (eran las hélices las que eran especialmente vulnerables). El mayor DKVP de acero pr. 12322 "Zubr" (desplazamiento de más de 500 toneladas, longitud de 56 m, velocidad de hasta 60 nudos, capaz de llevar a bordo 3 tanques o 140 infantes de marina). Rusia ahora tiene solo 2 de estos barcos, pero vendimos 3 a Grecia. Ahora tenemos alrededor de 10 DKVP antiguos con precios 12321, 1206 y 1205 más pequeños.

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Además de Rusia, se creó en los EE. UU. La lancha de aterrizaje con colchón de aire LCAC (150 toneladas, 50 nudos, lleva 1 tanque). Se han construido alrededor de un centenar de barcos de este tipo, se basan en barcos anfibios universales estadounidenses y barcos de muelle anfibios. El proyecto de embarcaciones de desembarco 724 en la cantidad de aproximadamente 30 piezas se construyó en la República Popular China. Estos son probablemente los aerodeslizadores más pequeños del mundo: 6, 5 toneladas, 12 m de longitud, 10 paracaidistas a bordo.

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Los británicos construyeron pequeñas lanchas patrulleras con colchón de aire (de 15 a 100 toneladas) en la década de 1970, incluso para venderlas a Irán (incluso bajo el Shah) y Arabia Saudita. Un tipo KVP VN.7 iraní de fabricación británica murió durante la guerra con Irak.

Al final, tanto a los diseñadores nacionales como a los extranjeros se les ocurrió la idea de reemplazar el "faldón" de goma que soporta el colchón de aire por placas rígidas llamadas skegs. Mantienen el aire dentro de la almohada mucho mejor que el "faldón", lo que permite aumentar la masa del barco. Además, dado que los skegs entran al agua, se pueden montar hélices o cañones de agua sobre ellos, retirando hélices voluminosas y vulnerables de la cubierta del barco. Al mismo tiempo, la resistencia de los skegs es, por supuesto, mayor que la del "faldón", pero mucho menor que la de los hidroalas. Su único inconveniente es que el barco se ve privado de la oportunidad de desembarcar. Por lo tanto, es aconsejable construir skeg KVP en forma de barcos de ataque o dragaminas. En este último caso, la ventaja es que la parte más pequeña del barco está en el agua y cuanto mayor es su velocidad, menor es la posibilidad de que una mina explote.

Hasta ahora, Rusia y Noruega tienen el monopolio de dichos barcos. En la Flota del Mar Negro tenemos 2 skeg MRK pr. 1239 ("Bora" y "Samum"), el aerodeslizador más grande del mundo (desplazamiento de más de 1.000 toneladas). Tienen un tremendo poder de ataque (8 misiles supersónicos antibuque Moskit) y una velocidad de 53 nudos. La desventaja de estos barcos es una defensa aérea débil y, lo que es más importante, una dificultad extrema en la operación.

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La Armada de Noruega incluye 6 barcos de misiles skeg tipo Skjold y dragaminas tipo Oxøy. Son mucho menos que nuestros RTO (250-400 toneladas). Al mismo tiempo, los barcos de misiles llevan 8 misiles antibuque supersónicos NSM. Cabe señalar que (a excepción de Rusia y Noruega), solo China todavía tiene misiles supersónicos antibuque.

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Aunque los aerodeslizadores son más prometedores que los hidroalas, de ninguna manera resuelven el problema de la velocidad debido a las muchas restricciones descritas anteriormente, así como al alto costo y la complejidad de la operación.

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