Техника - молодёжи 1948-09, страница 17

Рис. А. КАТКОВСКОГО

Инж. Ю. МОРАЛЕВИЧ

Быстрое движение громадных океанских пароходов обеспечивают тысяче-сшшаьге двигателе Но 'взгляните, ка-к движется джонка. Поперек ее широкой палубы мерно ходят от борта к борту два человека, нажимая на длинную ручку опущенного за корму весла, заставляя двигаться лодку с грузом в полтораста тонн. Что-то в высшей степени интересное кроется в этом зага-дочно-«сильном» весле джонки.

Проследим путь от обыкновенного весла к винту современного парохода.

По мере развития кораблестроительной техники люди научились строить суда значительных размеров. Для движения таких судов уже недостаточно было весел, расположенных в один ряд.

Так появились гребные суда с веслами, расположенными в несколько этажей один над другим.

У нас есть пословица: «Большому кораблю — большое плавание».

Эта меткая пословица для многовесельных гребных судов оказалась неправильной.

Если нужно было совершить дальний военный поход, то зачастую отправлялись не громадные многовесельиые, а •небольшие гребные суда.

Объяснялось это очень просто. Огромной армии гребцов нужно было такое количество пищи, что вместе с весом гигантских весел и самих гребцов получался груз больший, чем могло поднять судно. Естественно, что древние судоводители стремились к тому, чтобы заменить гребцов-рабов более сильными и менее прихотливыми лошадьми и быками.

Но как научить животных грести?

Ни один, даже самый талантливый, дрессировщик не заставит лошадь или быка стать гребцом.

На помощь морякам пришли древние конструкторы. Они создали весла, которыми с успехом смогли грести обычные лошади и быки.

Кому принадлежит честь изобретения этого оригинального «лошадиного весла» — китайцам, египтянам, древним грекам или римлянам, установить чрезвычайно трудно.

В истории упоминается о применении подобных весел еще в 264 году до нашего летоисчисления. Суда были снабжены именно такими многолопастными веслами, насаженными на гребной вал, который вращался силой лошадей и быков при помощи обычного конного привода.

Читатель, вероятно, уже догадался, что речь идет о простейшем гребном колесе.

Действительно, гребное колесо—это многолопастное весло, лопасти которого, так же как и у обычного весла, опускаются в воду, делают рабочий ход — гребок — и выходят из воды для возвращения в рабочее положение.

Пока гребные колеса приводились в

движение силой животных, вращение происходило очень медленно. Каждая лопасть плавно входила в воду и плавно выходила из воды. До конца XVII веюа гребные колеса судов работали так же, как их далекие предки две тысячи лет назад.

Но на смену мускульной силе людей и животных пришла сила паровых машин.

Американский механик Роберт Фуль-тон решил отказаться и от древних колес. По •бортам он расположил гусеничные цепи с укрепленными «а них лопастями.

Полный радостной надежды, изобретатель приступил к первому испытанию своего гусеничного движителя и... потерпел полное поражение.

Гремя громоздкими цепямяп, пароход едва двигался, словно узник в тяжелых оковах. Движитель действовал, это видели все, но действие его -было почему-то ничтожным, -несмотря на огромную общую площадь погруженных в воду лопастей.

Ошибку Фультона разгадали только в наши дни. Сделали это советские ученые.

Дело в том, что упор корабельных движителей зависит от количества и скорости отбрасываемой ими назад воды.

Заставим работать в воде две гусеничные цепи с лопастями. Скорость движения обеих цепей равна, размеры лопастей одинаковые, так же как и расстояния между отдельными лопастями, но общая длина первой цепи 10, а второй 20 м. Следовательно, у второй цепи будет одновременно работать вдвое больше лопастей, чем у первой. Которая из наших двух цепей отбросит больше воды?

Не торопитесь ответить, что, конечно, вторая гусеница будет отбрасывать вдвое больше воды, чем первая.

На деле получается иначе. Обе гусеницы будут отбрасывать примерно одинаковое количество воды. Ведь лопасти бегут одна за другой, и количество отбрасываемой воды здесь будет зависеть не от числа лопастей, а от скорости их движения и от площади первых лопастей, которые, собственно, только и отбрасывают воду. Все промежуточные лопасти будут попросту двигаться в попутном потоке, и полезное действие их будет ничтожно.

Попробуем теперь сокращать излишне длинную гусеничную цепь, и она снова превратится в старого знакомого—древнее колесо с наглухо закрепленными на ободе лопастями.

Трудами конструкторов созданы гребные колеса, у которых лопасти особым эксцентриковым механизмом непрерывно поворачиваются так, что входят в воду острой гранью. Гребное колесо стало безударным.

Посмотрите на работу этого колеса.

Среди брызг и клочьев пены -видны быстро мелькающие лопасти. Вот лопасть погрузилась, сделала короткий гребок и тут же выскочила из пены, чтобы совершить длинный, совершенно ненужный путь по воздуху. Совсем другое дело океанский пароход. Там работает винт, и нет никаких колес.

Однако речные верфи всего мира продолжают строить колесные буксирные суда для рек.

Неужели гребные винты хуже колес?

Колесный буксирный пароход тянет против течения несколько барж, .в просторных трюмах которых лежит груз десяти товарных поездов.

Чтобы везти такой груз, нужно основательно опираться о воду, которая, к тому же, не стоит на месте, а течет навстречу.

Попробуем снять с нашего колесного парохода его устаревшие колеса и поставим хороший гребной винт, Чтобы буксирный пароход был достаточно мощным, на него придется поставить гребной винт диаметром в 2—3 м, а то и больше. У .первого же указателя глубины пароход повернет обратно, если он еще до этого Не сядет на мель.

Гребному винту «а буксире негде будет поместиться.

Можно, конечно, сделать небольшой винт и вращать его с значительной скоростью. Ведь за счет скорости он сможет отбрасывать воды не меньше, чем гребное колесо. Но такие «сверхскоростные» винты чрезвычайно неэкономичны.

Большая площадь упора движителя — вот главное условие хорошей тяги буксирного судна! И тут винту придется сдаться. При малой глубине фарватера площадь^- упора бортовых гребных колес остается непревзойденной. Ее можно увеличивать за счет ширины колес.

Впрочем, можно поставить вместо одного гребного винта несколько. Два винта на мелкосидящих судах совсем не редкость, но ведь ничто не помешает поставить три и даже пять винтов. Тогда площадь упора будет почти такая же, как у колесного парохода.

Но на пять винтов нужно пять гребных валов и пять двигателей или сложную передачу. Управлять такой системой будет очень трудно.

Есть и другие недостатки гребных винтов. Каждый видел, какой мощный ■вращающийся (поток оставляют за кормой судна гребные вшггы. Это юак бы гигантский спиральный водяной столб, от «которого отталкивается судно.

Но нужно ли, чтобы этот поток вращался? Ведь на вращение такого огромного количества воды приходится тратить много энергии.

Для хорошей работы лопасти винта нужно, чтобы все участки ее поверхности двигались по отношению к встречному потоку воды с одинаковой

19