Устройство для передвижения на полых водоизмещающих колесах

Идея не очень-то нова (в разных вариантах о ней сообщалось в "КиЯ" №20, №45, №104, №111 и др.), но по-прежнему привлекательна. Будем надеяться, что это направление окажется перспективным, и рано или поздно мы увидим воплощение идеи не в моделях и экспериментальных аппаратах, а в серийной продукции. Подчеркнем, что наибольшую сложность представляет создание простой и надежной конструкции собственно движителя и раздачи мощности на колеса, гусеницы и т. д.

Достаточно сравнить средний расход топлива на 100 км пробега 2-тонного автомобиля (это 10-20 л) и 2-тонного катера (80-100 л), чтобы стала ясна важность задачи — повысить экономичность маломерного флота.

В принципе, мощность судового двигателя уходит на то, чтобы преодолевать противодействующие движению аэродинамические силы, т.е. сопротивление воздуха, и главным образом — гидродинамические силы сопротивления воды. Полное гидродинамическое сопротивление состоит из волнового и вихревого сопротивления и сопротивления трения, причем наибольшие затраты энергии скоростных судов приходятся на преодоление волнового сопротивления воды. Существуют различные способы его уменьшения: применение глиссирования, подводных крыльев, воздушной подушки и т. д. Мы рассмотрим один из перспективных вариантов — передвижение на полых, водоизмещающих колесах.

Основная идея экономичной лодки, речь о которой пойдет ниже, состоит в том, чтобы максимально уменьшить затраты энергии на преодоление сопротивления. При достижении лодкой расчетной скорости оно падает до минимального значения, соответственно, уменьшаются нагрузки на двигатель и расход топлива.


Конструктивно лодка представляет собой платформу, на которой расположены двигатель, кресло водителя и элементы управления. Платформа ставится на четыре полых колеса, обеспечивающих плавучесть и соединенных между собой попарно гусеницами. Через эти вращающиеся колеса передается движение на гусеницы, которые являются движителем, позволяющим использовать эффект качения по воде (патент № 2004138672/22(042037), поскольку на них с внешней стороны расположены гребные лопасти. В результате движения гусениц лодка начинает двигаться по воде, а при увеличении скорости происходит выталкивание из воды.

При достижении расчетной скорости лодка полностью находится над поверхностью воды: с ней контактируют только гусеницы. При этом сопротивление трения практически отсутствует, так как благодаря большой скорости движения гусениц и гребных лопастей на них движение лодки по воде происходит практически так же, как любого гусеничного аппарата по твердой поверхности. Как следствие, в несколько раз снижается мощность, требующаяся для обеспечения нужной скорости, и, соответственно, расход топлива.

При использовании этого эффекта открываются заманчивые перспективы (по крайней мере, для малотоннажных судов), поскольку представляется достижимой экономия топлива примерно в 3-5 раз.

Группа энтузиастов из Новосибирского Академгородка решила воплотить эту идею в металле. В настоящее время завершается постройка опытного экземпляра лодки. В течение навигации 2005 г. предполагается провести ее ходовые испытания на Обском водохранилище. Опытный экземпляр лодки при длине 4 м и весе 700 кг по расчетам будет перевозить одного человека и 50 кг груза со скоростью до 38 уз (70 км/ч). При этом мощность двигателя составит 115 л.с., и самое главное — расчетный расход топлива на 100 км не превысит 20 л!


Конструкция лодки — экспериментального аппарата — напоминает катамаран, хотя поплавков не два, а четыре, что, впрочем, лишь повышает устойчивость на воде и позволяет использовать данный способ передвижения не только на тихих реках.

О полученных результатах мы сразу же расскажем читателям "КиЯ".

Следующим закономерным этапом развития идеи станет постройка лодки большей вместимости длиной около 15 м (экипаж 10-15 человек) и мореходными качествами, позволяющими выходить в море. Постройка такой лодки запланирована на следующий год, а для проверки ее качеств предполагается совершить дальний переход река — море, например — из Новосибирска в Санкт-Петербург.