По утверждению автора проекта, роллеркрафт способен, опираясь на гибкие роторы-колеса, мчаться по воде или по суше со скоростью 150 км/час и выше. Что это — очередной «прожект» или реальный шаг на пути повышения скорости передвижения?
Читатели сборника, интересующиеся проблемой передвижения по воде на колесах, имели возможность подробно ознакомиться с этим вопросом в №20. Вкратце выводы наших ученых сводились к следующему: движение вращающегося колеса по воде нельзя отождествлять с движением его по суше, а предположения о значительном снижении сопротивления трения и возникновении большой подъемной силы на катящемся по воде цилиндре ошибочны. Этот «приговор» косвенно подтверждается и тем, что не был реализован ни один из многочисленных патентов, посвященных проблеме «водяного» колеса, хотя первый из них был выдан Вандербургу еще в 1888 г.
В этой связи тем более интересно сообщение о роллеркрафте, первые шаги по созданию которого были сделаны еще в 1968 г. Через два года на основе экспериментальных исследований уже удалось построить опытный образец и начать его испытания на одном из внутренних озер Англии. Результаты испытаний оказались обнадеживающими: доказана жизнеспособность нового транспортного средства и даже сделан вывод о том, что роллеркрафт по экономичности может превзойти все другие средства водного транспорта.
Роллеркрафт движется на четырех своеобразных «гибких» колесах — роторах. Каждый ротор представляет собой два торцевых диска, соединенных поперечными стяжками. На образованный таким образом каркас натягивается прочная эластичная ткань, после чего внутренняя полость ротора заполняется воздухом.
При вращении ротора на участке его поверхности, входящем в воду, образуются гибкие, изменяющиеся по форме лопасти, создающие необходимый для движения аппарата упор. Образование лопастей происходит «автоматически» за счет превышения гидродинамическими силами давления внутри ротора. Подчеркнем— роторы-движители представляют собой саморегулирующуюся систему: профиль каждой эластичной лопасти резко выражен только при максимальном значении упора, при уменьшении этой силы ротор в надводной части вновь принимает цилиндрическую форму. Воздушное сопротивление лопаток, которое весьма значительно у обычного гребного колеса, при таких высоких оборотах, какие развивают гибкие роторы роллеркрафта, невелико.
В спутном потоке за каждым из роторов установлено профилированное крыло, углом атаки которого можно управлять.
Легкая, но прочная несущая рама соединяет воедино роторы и платформу плавучести, имеющую заполнитель из пенополистирола. На этой платформе и размещаются пассажиры, водитель, различные системы управления, двигатель, компрессоры, надежно защищенные стеклопластиковым корпусом.
Что можно сказать уже при первом и поневоле беглом знакомстве с роллеркрафтом?
Прежде всего, конечно, любопытно сочетание в роторе функций движителя (самопрофилирующееся гребное колесо) и несущей поверхности. Начали вращаться роторы, тронулся с места роллеркрафт, выходя из воды под действием подъемной силы. Полупогруженный режим работы роторов указывает на то, что здесь вообще не используется эффект Магнуса, который заключается в появлении подъемной силы на полностью погруженном в воду вращающемся цилиндре. Подъемная сила, возникающая на роторах как на глиссирующих поверхностях, также не может быть значительна, так как колесо имеет гораздо более низкое гидродинамическое качество, чем плоская пластина. Лишь небольшие силы, поддерживающие судно, могут возникать и на лопастях роторов. Остается предположить, что основная доля веса роллеркрафта воспринимается подводными крыльями, гидродинамическое качество которых в принципе почти в десять раз выше, чем роторов-колес. Любопытно, что результирующий вектор подъемной силы, возникающей на этих крыльях, будет направлен под некоторым углом в направлении движения роллеркрафта, т. е. крылья дают также и дополнительную тягу.
Информация об изображении
Удельная мощность в зависимости от скорости для различных транспортных средств
Следует предположить, что при вращении ротора наблюдается и некоторое снижение сопротивления трения — благодаря совпадению скорости набегающего потока и линейной скорости некоторых точек на поверхности ротора. (Разумеется, это равенство будет выполняться не для всей погруженной поверхности ротора!) Наконец, некоторая часть ссА противления трения, вероятно, уменьшается за счет эластичности самого покрытия роторов, которое прогибается под действием пульсирующих давлений и тем выравнивает — лами-наризует набегающий поток, гасит энергию поперечных колебаний. (Это предположение подтверждается почти полным отсутствием брызгообра-зования при движении роллеркрафта.)
Удельная мощность в зависимости от скорости для различных транспортных средств
Управлять величиной подъемной силы и упора можно, изменяя угол атаки подводных крыльев и частоту вращения — число оборотов самих роторов. Роторы и крылья одновременно играют роль стабилизаторов, гасящих возникновение крена и дифферента на волнении.
Роллеркрафт — настоящая амфибия; он может преодолевать мелководье, выходить на берег, двигаться по суше; ему не нужны специально оборудованные причалы.
Итак, можно сделать вывод, что идея роллеркрафта выглядит заманчиво. Конструкторы его отмечают, что только роллеркрафт позволяет совместить скорость, комфорт и проходимость с относительно невысокой стоимостью проезда. Можно ожидать, что после доводки образцоз и освоения серийного выпуска рынок сбыта будет обеспечен: ведь, например, в США около 7з населения живет на берегах.
Если сравнивать построечные стоимости различных транспортных средств (в фунтах стерлингов в расчете на одного пассажира), то получается такая картина: водоизмещающее малое судно — 600, судно на воздушной подушке — 2500, судно на подводных крыльях — 2500÷8000, роллеркрафт — 1000, автомобиль — 150÷5000.
Означает ли появление роллеркрафта, что наступает переворот? Наверное, нет. В свое время появлялись глиссеры с воздушным винтом, катера-водометы, суда на крыльях и на воздушной подушке, — всем им предсказывали бурное развитие и немедленную победу в конкуренции с традиционными судами, но проходило время, и они занимали свое место, мирно уживаясь друг с другом...
В настоящее время разработаны проекты нескольких типов роллеркрафтов, рассчитанных на перевозку различного числа пассажиров. Во всех случаях полезная нагрузка составляет около 30% веса аппарата. Постройку первого 20-местного образца длиной 9,15 м и весом 2 т намечено было закончить не позднее лета 1973 г.
Намечается постройка и самых малых прогулочно-спортивных роллеркрафтов. По сообщению журнала, такая 4-местная амфибия со 150-сильным двигателем сможет на спокойной воде развивать скорость до 80 узлов (148 км/час).