Паротурбинный гоночный катер «Герон» братьев Ван дер Мерве

В №16 и №21 сборника уже печатались краткие сообщения известного английского конструктора Джона Тила об оригинальных и неизменно сверхбыстроходных судах («Адская пыхтелка», «Ветряная мельница»), якобы построенных и продемонстрированных загадочными изобретателями — братьями Ван дер Мерве. Если «правдивость» этих сообщений и возможность реализации подобных проектов у кого-то, возможно, вызывала сомнения, то новая работа гениальных братьев должна убедить неверующих: в сентябрьском номере английского журнала «Motor Boat and Yachting» 1973 г. Джон Тил представил на суд читателей эскизы созданного ими паротурбинного катера, принцип действия двигателя на котором известен каждому школьнику.

На прошлогодних гонках Каус — Торки — Каус вновь появились братья Ван дер Мерве, на этот раз со своим новым катером «Герон».

Правда, по техническим причинам, о которых будет сказано ниже, братья не являлись официальными участниками, однако, стартовав на полчаса позже остальных гонщиков, они финишировали на 21 минуту раньше катера «Юнивот» — официального победителя гонок, пройдя дистанцию со средней скоростью 78 узлов.

По словам братьев Ван дер Мерве, появление «Герона» во многом сопряжено со счастливым стечением обстоятельств. Братья готовились принять участие в кругосветной парусной гонке, когда один из их друзей, занимающийся импортом леса, предложил им партию бальзы, которая досталась ему случайно из-за ошибочной отгрузки. Великолепная прочность бальзы привлекла братьев, которые решили найти ей достойное применение. У них возникла идея создания морского гоночного катера со сверхлегким корпусом.


Бальза довольно широко применяется в качестве наполнителя в конструкциях из стеклопластика типа «сэндвич», однако здесь было решено использовать ее в качестве основного материала обшивки.

Начали строить катамаран. Корпуса его получились круглыми в поперечном сечении с наибольшим диаметром 700 мм и длиной 7,32 м. Их соединили легким каркасом из алюминиевого сплава, покрытого бальзой толщиной полтора дюйма и обшитого изнутри и снаружи слоем стеклоткани на эпоксидной смоле.

«Герон» без двигателя весил 420 кг, что не так уж плохо для судна такой длины. Вес же двигателя составил всего 220 кг, так что «Герон» получился действительно очень легким катером.

Если корпус судна несколько необычен, то двигательная установка просто поразительна, чтобы не сказать невероятна (впрочем, это характерно для конструкций братьев Ван дер Мерве).

Давным-давно, во втором веке до нашей эры, Герон — математик из Александрии — сконструировал прототип всех нынешних паровых турбин. Он пропускал пар из парового котла внутрь полого шара. Из него выступала пара изогнутых под прямым углом трубок, и пар, вырываясь из них, раскручивал шар. Вот эта турбина Герона, приводя во вращение кормовое гребное колесо, ранее использованное братьями на их «Ветряной мельнице» (см. сборник №21), и двигала новый катер.

Если использовать пар высокого давления, турбину можно раскрутить до очень большого числа оборотов. Однако на катере практически невозможно смонтировать устройство, улавливающее отработанный пар и снова конденсирующее, как это делается на больших судах с паровыми турбинами. Возникла необходимость в огромном количестве пресной воды. Братья решили эту проблему, применив три небольших котла для предварительного нагрева и обессоливания забортной воды. По мере того как образовывалось чрезмерное отложение соли в одном котле, он мог быть отключен от системы и очищен, а вода подогревалась в следующем. Под каждым котлом помещались керосиновые горелки.


Таким образом очень горячая и значительно обессоленная вода нагнеталась в главный котел и подвергалась дальнейшему нагреву до температуры около 400° (по Фаренгейту) и давления 400 фунтов на кв. дюйм. Затем пар по хорошо теплоизолированным трубам подавался в цилиндрическую реактивную турбину Герона.

Турбина приводила во вращение две группы зубчатых передач, по одной на каждом конце вала турбины. Одна группа через цепную передачу вращала гребное колесо, другая приводила в действие насосы, необходимые для наполнения котлов предварительного нагрева и для циркуляции горячей воды. При работе турбины на полную мощность частота вращения достигала 2000 об/мин. При необходимости дать задний ход, закрывались главные паровые клапаны. Это вызывало очень быструю остановку турбин под действием сопротивления гребного колеса. Затем выхлопные патрубки разворачивались на 180°, пар вновь подавался в турбины, катер получал задний ход. При этом корма, правда, сильно заливалась, но скорость заднего хода была достаточно высока.

Братья усовершенствовали конструкцию гребного колеса таким образом, чтобы полная поверхность каждой лопасти при холостом ходе по воздуху не создавала лишнего сопротивления. Были применены лопасти, поворачивающиеся в продольном направлении. Их действие несколько трудно показать, не вдаваясь во множество детальных чертежей. Существо же конструкции состоит в том, что внутренний конец (комель) каждой лопасти снабжен двумя комплектами реек, которые действуют как зубья шестерни, поворачивая лопасти на 90° дважды за один полный оборот колеса. Рейки поворачивались выступающими частями на круговой эксцентриковой поверхности, которая закреплена на корпусе. Все это только звучит сложно, на деле же выглядит довольно просто.


Частота вращения турбины 2000 об/мин при помощи цепной передачи снижалась до 90 об/мин на гребном колесе. Еще одна особенность конструкции состояла в том, что колесо могло перемещаться по вертикали и поддерживалось в воде на постоянной глубине посредством поплавков. Это устройство можно видеть на чертеже общего расположения судна.

Братья сидели каждый в отдельном корпусе. Один из них управлял судном — небольшие рули установлены под корпусами (на схеме не показаны), а другой следил за работой двигателя. В его кокпите находились термометры и манометры как котлов предварительного нагрева, так и двух главных котлов. Здесь же располагались рычаги и вентили, позволявшие манипулировать с котлами предварительного нагрева, поддерживать необходимое давление керосина в горелках, управлять главным паровым клапаном и клапаном выхлопа пара. Ван дер Мерве-механик был постоянно в работе, поскольку никакой автоматики в современном понимании там не было. Его рабочее место представляло сплошное переплетение труб и шлангов.

Почему же «Герон» не был допущен к гонкам Каус — Торки — Каус? Ответ очень простой — судейская коллегия не могла отнести катер ни к одному из классов судов, приводимых в действие дизельными, бензиновыми двигателями или газовыми турбинами. Трудно было даже определить мощность машины этого судна или ее рабочий объем, как это предусматривается правилами гонок. В конце концов братьям Ван дер АЛерве позволили стартовать через полчаса после всех остальных, причем они должны были держаться на достаточном расстоянии от «настоящих» участников. При соблюдении этих условий судьи обещали зафиксировать время прохождения «Героном» дистанции.

Итак, через полчаса братья приняли старт, а к середине дистанции обошли уже почти всех участников соревнований. Двух лидеров гонки «Юнивот» и «Никапао» они обогнали на обратном пути.

Появление столь необычного судна на океанской гоночной трассе не встретило, как ни странно, никакого отклика в прессе. Это можно объяснить только заговором молчания, организованным крупнейшими судостроительными и моторостроительными фирмами, дорогостоящие и удостоенные многих наград катера которых не выдерживают конкуренции с самобытными творениями талантливых братьев.