Текст книги "Открытия и изобретения ХХ века. Энциклопедия"

Глава 60

Супертанкеры

Гигантские нефтеналивные океанские суда – это супертанкеры. Они появились после «Суэцкого кризиса» 1956 года, когда Египет объявил о национализации Суэцкого канала и блокировал поставки нефти коротким путём. В Европе разразился тяжёлый энергетический кризис. Выход был один – искать обходные морские пути, по которым можно доставлять нефть из стран Ближнего Востока, основных мировых поставщиков этого вида топлива. И, несмотря на то, что конфликт всё же был разрешён, основные потребители нефти приступили к строительству танкерного флота нового типа, больших танкеров, которые за один раз способны перевозить очень крупные объёмы жидкой нефти. Применение супертанкеров сводит к минимуму убытки от более длинных путей доставки…

Поговорим не только о танкерах, как таковых, но и об одном конкретном судне. О самом большом корабле на планете. О супертанкере, который до сих пор в строю, хотя уже и не совершает дальних рейсов.

У этого грандиозного корабля несколько имён. Он менял название с каждым владельцем. Первое его имя – «Seawise Giant». Судно было построено в 1976 году в Японии по заказу греческого судовладельца. На момент спуска на воду танкер вмещал 480 тысяч тонн нефти, что почти на 200 тысяч тонн превышает вместимость «обычных» современных супертанкеров.

Через три года морских перевозок нефти судно было продано другому владельцу, который решил увеличить размеры корабля. Танкер вернулся в док, где японские кораблестроители разрезали и нарастили его корпус. После переделки его вместимость составила 564 тысяч 763 тонны (что равно 658 тысячам 362 кубическим метрам). Полное водоизмещение корабля составляет 825 тысяч 614 тонн. Длина корпуса – 458 метров 45 сантиметров. Ширина 68 метров 86 сантиметров. Осадка гружённого танкера 24 метра 61 сантиметр. Толщина стального листа, из которого сварен корпус танкера – 3,5 сантиметра (не так-то и много для такой махины).

Турбины этого гиганта развивают мощность в 50 тысяч лошадиных сил и придают полностью гружёному кораблю скорость до 13 узлов или около 24 километров в час. За один рейс супертанкер перевозит нефть на сумму около 195 миллионов долларов. А управляет кораблём команда в… 40 человек.

У этого супертанкера есть множество ограничений. В гружённом состоянии он не может пройти Ла-Манш, Панамский и Суэцкий каналы. Он не может зайти в гавани и крупнейшие порты мира. Но даже если бы он попытался отшвартоваться самостоятельно, это было бы очень и очень затруднительно – тормозной путь этого корабля составляет 10 километров 200 метров, а радиус поворота 3 километра 700 метров. В портах назначения супертанкер берут на буксир и с предельной осторожностью подводят к терминалу, на котором скачивают нефть.

Мы уже говорили о том, что у этого судна несколько имён. Оно меняло название вместе с хозяевами. Называлось и «Happy Giant», и «Jahre Viking». В 2004 году танкер подвергся большому ремонту, был переоборудован и превратился в «плавающую единицу хранения» – судно для временного хранения нефти. После ремонта в Дубаи танкер получил новое имя – «Knock Nevis». Этот корабль ходит у берегов Катара под норвежским флагом…

Почему мы говорим об этом огромном судне в единственном числе? Перевозка больших объёмов нефти в пересчёте на тонну получаются самыми дешёвыми, а потому и самыми выгодными. Но главная проблема супертанкеров – безопасность. Повреждение такой махины в гружённом состоянии чревато непоправимыми последствиями для всего Мирового океана.

Вот всего лишь несколько трагических фактов. Самые крупные катастрофы с выбросом нефти в море случились в 1979 и 1989 годах.

3 июня 1979 года на морской буровой платформе в заливе Кампече (Мексиканский залив) произошёл мощный выброс нефти из скважины. Уже через два месяца, к 5 августа 1979 года, нефтяное пятно покрывало море на расстоянии в 640 километров. К моменту ликвидации аварии 24 марта 1980 года в море вылилось 535 тысяч тонн нефти (сравните с грузоподъёмностью танкера «Knock Nevis» – почти один в один).

19 июля 1979 года в Карибском море у побережья острова Тобаго столкнулись два супертанкера «Атлантик Эмприс» и «Эган Кэптэн». В море вылилось 232 460 тонн сырой нефти.

24 марта 1989 года танкер «Эксон Валдиз» столкнулся у побережья Аляски с рифом и выпустил в море 45 500 тонн сырой нефти, которая покрыла 2600 квадратных метров водной поверхности…

За каждой из этих катастроф (а здесь перечислены только самые грандиозные) стоит настоящее экологическое бедствие с гибелью флоры и фауны. Количество погибших животных просто не поддаётся подсчётам. А время восстановления экологической системы на месте разлива нефти невозможно спрогнозировать.

В природных условиях нефть в небольших количествах просачивается из подводных месторождений, но поверхности океана не достигает. Под воздействием глубинного давления нефть растворяется в воде. Но разлив большого количества нефти по поверхности моря приводит к тому, что вода покрывается тонкой жирной и совершенно воздухонепроницаемой плёнкой. Водные животные и растения погибают от нехватки кислорода, а птицы, садящиеся на нефтяное пятно утрачивают способность летать. Прибивающаяся к берегу нефтяная плёнка смешивается с песком и галькой, отравляя и прибрежную растительность.

Супертанкеры – это настоящие плавучие экологические бомбы. В случае аварии море вокруг танкера становится просто мёртвым. Можно представить плавучее боновое заграждение, препятствующее распространению нефтяной плёнки, вокруг пятна площадью в 2600 квадратных метров, как в случае с танкером «Эксоном Валдизом». Но плавучее заграждение длиной в 640 километров – как в той катастрофе 1979 года в Мексиканском заливе… Это не по силам даже отпетому оптимисту.

Разлившуюся на море нефть огораживают поплавками-бонами, затем собирают абсорбирующими веществами и откачивают эту смесь. Это в условиях спокойного моря и поблизости от берега. Но катастрофы с судами случаются обычно в штормовом море и в открытом океане. В этих условиях провести очистку водной поверхности просто невозможно.

Огромный супертанкер, по сути, гигантская нефтяная бочка, уязвим ещё и для штормов. Длинный тяжёлый корпус (вспомните – толщина листа всего 3,5 см), попавший на гребни больших волн подвергается серьёзным поперечным нагрузкам. История мореходства знает случаи, когда танкеры просто переламывались во время штормов и ураганов. А если вспомнить, в каком регионе ходят эти супертанкеры, откуда доставляют нефть, то возникает мысль и о другой опасности – военной. Дитя политической нестабильности, супертанкеры могут стать грозным экологическим оружием в руках безумцев. Когда речь идёт о полумиллионе тонн горючего внутри одного корабля, шутить не приходится…

Но описанный нами корабль тем и поражает, что он – единственный. Почти вдвое превышающий по размерам «Титаник», этот супертанкер выглядит огромным даже рядом с очень большими танкерами. Неизвестно, придёт ли кому-либо в голову строить подобный «плавучий город» сегодня, но практика показывает, что гигантомания и безудержная погоня за прибылью к хорошему не приводят. Во всяком случае основой современного танкерного флота служат суда вдвое меньших размеров и водоизмещения, которые, тем не менее, по праву считаются супертанкерами.

А «Knock Nevis» был и остаётся самым большим кораблём, когда либо ходившим по морям нашей планеты. Чудо инженерного гения, величественное создание рук человеческих, морской гигант. Настоящий супертанкер.

Глава 61

Вертолёт Сикорского

Судьба великого русского авиаконструктора Игоря Ивановича Сикорского это история таланта и упорства, смелости и трудолюбия. Сикорский – ещё один русский эмигрант, который подобно Сарнову и Зворыкину, Понятову и Рахманинову подарил свой гений принявшей его Америке.

Игорь Иванович родился 25 мая 1889 года в Киеве в семье врачей. В возрасте 12 лет (эту историю приводят все биографы Сикорского, очень уж она примечательна) мальчик построил модель вертолёта с двигателем в виде резинового жгута. Позже он построил большую двухвинтовую модель, которая поднималась на несколько метров над землёй. Идея вертолёта не оставляла Сикорского с отрочества, но до её реализации предстояло пройти долгий путь и прожить целую жизнь.

В 1903 году Сикорский поступил в Российскую военно-морскую академию в Петербурге. Но в 1906 году отправился продолжать образование в Париж. Через год он вернулся в Россию и окончил обучение в Политехническом институте в Киеве.

Летом 1908 года семья Сикорских отправилась в путешествие по Германии и Франции. Молодой Сикорский бредил авиацией. Находясь в Германии, он рисовал чертежи будущих вертолётов, проводил расчёты несущего винта. Здесь же в Европе состоялась его встреча с легендарными братьями Райт, которая во многом определила его судьбу, как авиаконструктора. В том же году, благодаря финансовой поддержке сестры, Сикорский снова отправляется в Париж. Он намерен строить свой вертолёт, но французские пионеры авиации в идею Сикорского не поверили. Слишком фантастично выглядела его машина, которая якобы могла с места вертикально подниматься в воздух. Не добившись успеха, Игорь Иванович вернулся в Киев. В его багаже был мотоциклетный двигатель «Анзани» мощностью в 25 лошадиных сил. И в 1909 году Сикорский приступил к постройке первого вертолёта с двумя соосными несущими винтами, вращающимися в противоположном направлении.

Ни первая, ни вторая (в 1910 году) попытки создать вертолёт не удались. Машины не летали, и это несколько охладило пыл молодого конструктора. И Сикорский переключился на конструирование самолётов. Он снова посетил Францию, осмотрел первые аэропланы. Затем вернулся в Россию и построил две весьма любопытные модели аэросаней, а затем подряд три самолёта-биплана серии «S». В воздух поднялся только «S-3» – в мае 1911 года, но это уже был настоящий самолёт, а не беспомощная модель. В том же 1911 году Сикорскому была выдана лицензия на изобретение (под номером 64) от Российского Императорского Аэроклуба. В сентябре 1911 года самолёт Сикорского «S-5» соревнуется с иностранными аэропланами на воинских учениях под Киевом, причём, оказывается самым быстрым. Следующая модель «S-6» стала в судьбе Сикорского поворотной. Это был самолёт со 100-сильным двигателем «Аргус», который поднялся в воздух в ноябре 1911 года. Качества машины настолько впечатлили присутствующих на испытаниях чиновников, что в 1912 году молодой конструктор был назначен главным инженером авиастроительного отделения «Русско-Балтийского автозавода», того самого, что выпускал великолепные автомобили «Руссобалт» (один из них можно увидеть в Политехническом музее в Москве – очень красивая машина).

В том же году усовершенствованный «S-6-B» выиграл заказ русской армии и пошёл в серию. А Игорь Сикорский получил задание на разработку большого самолёта. 13 мая 1913 года (ну и темпы были у Игоря Ивановича!) в воздух поднялся первый в мире четырёхмоторный бомбардировщик «S-21». В декабре 1913 года был выпущен немного усовершенствованный вариант «S-22», получивший название «Илья Муромец». В течение долгого времени «Илья Муромец» удерживал титул самого большого самолёта в мире. В годы Первой мировой войны Сикорский построил в общей сложности 75 четырёхмоторных тяжёлых бомбардировщиков. Но… но в 1917 году грянула революция.

В 1918 году Сикорский в очередной раз вернулся в Париж. Затем – горький путь русской эмиграции первой волны. Пароход, Атлантика и – 30 марта 1919 года Игорь Сикорский ступил на землю Нью-Йорка. Началась его вторая жизнь. Талантливый русский авиаконструктор стал великим американским авиаконструктором.

Правда, несколько лет Сикорский перебивался случайными заработками – служил авиаинженером в Дайтоне, читал лекции в Нью-Йорке, учительствовал… В 1923 году Сикорский и несколько его товарищей по эмиграции (бывших белых офицеров) основали новую компанию «Сикорски аэроинжиниринг». Средств хватило на небольшое помещение, на этом деньги закончились. Помощь пришла от русского эмигранта, композитора и пианиста Сергея Рахманинова, который принялся активно пропагандировать достижения Сикорского (а они были несомненны) и выкупил 5 процентов акций нового предприятия, вложив, таким образом, в первое американское предприятие Сикорского деньги. Позже, в 1928 году, компания Сикорского влилась в корпорацию «Юнайтед эйркрафт» (сам Игорь Иванович был назначен генеральным конструктором и прослужил в корпорации до 1957 года), но главные трудности были уже позади – Игорь Сикорский был признан в качестве авиаконструктора и больше не нуждался. Наступило время плодотворной работы.

В Америке Сикорский создаёт множество великолепных самолётов – двухмоторный цельнометаллический «S-29А», первый самолёт-амфибию «S-34», который дал импульс к созданию целого ряда амфибий Сикорского. В 1927 году на самолёте «S-37» первый беспосадочный перелёт через Атлантику совершил Чарльз Линдберг, пролетев 5800 километров за 33 часа 30 минут. Сразу после этого знаменитый двухмоторный самолёт был куплен американской службой дальних пассажирских авиаперевозок. Восьмиместная амфибия «S-36» в 1928 году была куплена компанией «Пан Америкен», а «S-38» был закуплен уже десятком авиакомпанией и даже вооружёнными силами США. Этот же самолёт в 1929 году Линдберг использовал для организации почтовой воздушной линии между США и Панамой…

Одна за другой компания Сикорского выпускала отличные самолёты. Но в 1931 году Игорь Иванович снова вернулся к старой идее создания вертолёта. В этом году он разработал и запатентовал вторую кинематическую схему вертолёта – с основным несущим и маленьким боковым винтом. Таким образом, обе схемы, применяющиеся сегодня в вертолётостроении, были разработаны Сикорским.

Опытами Игоря Ивановича заинтересовались американские компании (в частности «Юнайтед Эйркрафт»). Начались работы по строительству летающей модели. И 14 сентября 1939 года, после долгих лет кропотливой работы, в воздух поднялся первый в мире вертолёт «VS-300». По правде говоря, эта машина мало походила на вертолёт. Стальная труба, несущий и боковой винты, открытая кабина пилота. На первых испытаниях вертолёт смог только оторваться от земли, но это был уже успех. Первый вертолёт преследовали многочисленные крушения (без жертв – Сикорский сам испытывал свои вертолёты и поднимался совсем невысоко). Но уже к лету 1940 года «VS-300» продержался в воздухе 15 минут. А в мае 1942 года была выпущена первая серийная машина «XR-4», которая сразу была взята на вооружение воздушными силами США. В 1944 году этот вертолёт продемонстрировал всем, что значит вертикальный взлёт. В условиях снежного бурана на «XR-4» была доставлена партия крови из Нью-Йорка в Сэнди Хук, Нью-Джерси. В этой крови нуждались раненные моряки, пострадавшие от взрыва на морском судне. А в ноябре 1945 года другой вертолёт Сикорского «S-51» спас моряков, терпящих бедствие в море, сняв их с тонущей баржи. Машины Сикорского применялись и в ходе Второй мировой войны – в спасательных операциях.

С этого и началась эпоха всеобщего распространения вертолётов. Сегодня эти машины применяются в качестве патрульных и пассажирских машин, их используют санитарная и морская авиация. Военный вертолёт – «летающий танк» – грозное и почти непобедимое оружие. А тяжёлые грузоподъёмные машины применяются на транспортных линиях и на строительстве крупных зданий.

Сикорского не стало в октябре 1972 года. Заслугой Игоря Ивановича является разработка сложнейших механизмов изменения угла атаки лопастей несущих винтов (самый сложный узел в вертолёте), детальная отработка всех механических узлов вертолёта и его системы управления. Сегодня можно с полным на то основанием сказать, что все вертолёты мира, где бы и кем бы они ни выпускались, являются прямыми потомками летающих машин Игоря Сикорского.

Глава 62

Старые и новые идеи – автожир и судно на воздушной подушке

Автожир удивительный летательный аппарат. Это дитя компромисса между самолётом и вертолётом. Очень простой по конструкции, а потому и очень дешёвый в производстве, автожир на сегодня является самым безопасным видом воздушного транспортного средства. Его недостатки это продолжение его достоинств. Автожир нетороплив, его скорость меньше, чем у вертолёта (рекорд скорости 207,7 километров в час, а крейсерская скорость не превышает 150 километров в час). Он не способен подниматься в воздух вертикально, поэтому ему нужен разгон, как самолёту (правда, совсем небольшой). Наконец, он относится к простейшим летательным аппаратам, поэтому на автожире невозможно устроить комфортабельную кабину, как у вертолёта. А самый вместительный автожир способен поднять в воздух всего лишь трёх человек.

Изобрёл автожир испанский авиаконструктор и лётчик Хуан де ла Сиерва (годы жизни 1895—1936). Это произошло в 1919 году. Изобретение специалистам в области воздухоплавания настолько понравилось, что Сиерва был награждён золотой медалью Международной авиационной федерации и медалью Гуггенхеймов.

Автожир по устройству напоминает и самолёт, и вертолёт. Вместо крыла в нём используется свободно вращающийся винт простейшей конструкции (без механизма изменения угла атаки лопастей). Винт установлен горизонтально, как у вертолёта. Во вращение его приводит набегающий поток воздуха. Сечение лопастей (из обычно две) повторяет сечение самолётного крыла. При вращении винт работает подобно сплошному круглому крылу, создавая подъёмную силу. Поступательное движение автожиру обеспечивает толкающий винт (пропеллер) самолётного типа, приводимый двигателем внутреннего сгорания (небольшой мощности). За винтом установлено самолётное хвостовое оперения с рулём направления. Хвостовое оперение придаёт автожиру устойчивость и компенсирует инерцию вращающегося винта, препятствуя разворачиванию корпуса автожира. Рулём высоты на автожире служит сам винт, ось которого подвижна и соединена с рукояткой управления самолётного типа. Отклоняя несущий винт вперёд, лётчик снижает высоту полёта, отклоняя винт назад – увеличивает высоту.

Автожир не может взлетать вертикально. Перед полётом летчик (кабина у автожира обычно отсутствует вовсе) рукой раскручивает несущий винт и увеличивает обороты двигателя. Автожир разбегается и поднимается в воздух. Длина пробега обычно не превышает 50 метров.

При остановке двигателя в воздухе несущий винт продолжает вращаться, создавая подъёмную силу. Это явление называется авторотацией. В результате авторотации автожир не падает, а плавно снижается, как на парашюте. То есть если несущий винт не повреждён, разбиться на автожире просто невозможно. Посмотреть на автожир в действии можно во втором фильме австралийской фантастической трёхсерийной саги «Безумный Макс» с Мелом Гибсоном в главной роли. В этом фильме автожир едва ли ни одно из главных «действующих лиц». Похожий, но более совершенный (с открытой кабиной-обтекателем) летательный аппарат, кстати, выпускавшийся серийно, можно увидеть и в одном из ранних фильмов про Джеймса Бонда. Там автожир британского «агента 007» сумел выстоять против армады вертолётов.

Так почему же мы не видим в небе сотни и тысячи автожиров, если они так доступны и безопасны? Причина в перечисленных выше недостатках. К тому же они вовсе не исчезли, а продолжают выпускаться – для нужд спортсменов и энтузиастов воздухоплавания. Впрочем, были и попытки их более-менее масштабного производства и военного применения.

В 1940 году английский инженер Рауль Хафнер сконструировал ранцевый автожир-планер для заброски разведчиков и диверсантов в тыл врага. Вес аппарат составлял 22 килограмма. В 1942 году было построено два десятка «роташютов». На испытаниях аппарат с десантником буксировали за самолётом и на высоте в 1200 метров отцепляли. Десантник планировал на вращающемся винте, выбирая точку приземления. Испытания проводились до 1943 года, но затем разработка была закрыта. У «роташюта» не оказалось весомых преимуществ перед обычным парашютом, а буксировка в тыл противника была опасной и весьма непростой.

Примерно в те же годы немецкий авиаконструктор Фоккет построил небольшой одноместный автожир-змей. Он был задуман, как воздушный наблюдательный пункт подводных лодок – «летающий перископ». На борту корабля автожир хранился в разобранном виде, собирался за семь минут, перед взлётом винт раскручивался вручную, а затем автожир взлетал, удерживаемый буксирным канатом. Пилот бесшумного маленького автожира отслеживал боевую обстановку и докладывал её командиру корабля по телефону. В годы войны в Германии было построено около 200 таких автожиров, 60 из них применялись в боевых действиях на море…

Другому типу летательного аппарата повезло больше. Эти машины выпускаются до сих пор, достаточно широко применяются, но… Но это не летательные аппараты, а суда, которые можно назвать «полувоздушными» или «полулетательными». Речь о судах на воздушной подушке. Во время движения они парят над землёй на высоте в несколько сантиметров. Подъёмная сила создаётся вентилятором, который закачивает воздух под днище судна. С боков днище окаймляет резиновая ткань, которая препятствует свободному выходу воздуха. Получается воздушная подушка, которая и удерживает корабль на небольшой высоте (сантиметров десять, не больше). Этого хватает для того, чтобы свободно преодолевать дорожные препятствия на суше и волны на воде. Более того, эти суда способны передвигаться по любой ровной поверхности – снегу, песку, грунту, морской и речной воде. Поступательное движение судну придают маршевые двигатели, оснащённые пропеллерами и рулями поворота самолётного типа.

Недостатки у судна на воздушной подушке тоже есть. Плохая управляемость – судно не соприкасается с твёрдой поверхность, поэтому движется по инерции прямолинейно даже с вывернутыми рулями. У этого типа судов отсутствуют надёжные тормоза. Остановить судно можно лишь выключив или включив на реверс пропеллеры (изменением угла атаки лопастей). На маленьких судах обычно устанавливают один двигатель. Он и нагнетает воздух под днище, создавая воздушную подушку, и придаёт горизонтальное движение – за счёт реактивной воздушной струи, которая вырывается из-под задней части гибкого резинового ограждения днища.

Первый патент на изобретение судна на воздушной подушке был выдан в Англии Джону Торникрофту в начале ХХ века. В 1955 году свою конструкцию судна запатентовал англичанин Кристофер Кокерелл. Испытание первого судна на воздушной подушке состоялось 30 мая 1959 года на острове Уайт (пролив Ла-Манш). Это был 4-тонный корабль, который в июне 1961 года установил первый рекорд скорости движения по воде для этого типа судов – 126 километров в час. Ныне действующий рекорд – 170,2 километра в час – установлен во время испытаний 25 января 1980 года американского 100-тонного военного судна «SES-1WB».

В июле – сентябре 1962 года была запущена первая пассажирская линия, обслуживавшаяся 24-местными судами на воздушной подушке «Виккерс-Армстронг». Она пролегала через устье реки Дее в Шотландии.

Самое большое в мире пассажирское судно на воздушной подушке – 305-тонный четырёхмоторный корабль британского производства «SRN 4MkIII». Он рассчитан на перевозку 418 пассажиров и 60 автомашин. Длина корабля 56 метров 38 сантиметров. Судно использовалось в качестве парома в проливе Ла-Манш.

А самое необычное судно на воздушной подушке ходит в Перу. Это паром «HM2», который курсирует с 1975 года по озеру Титикака, которое расположено на высоте в 3811 метров над уровнем моря. Этот корабль является самым «высотным» судном на воздушной подушке.