ความต้านทานคลื่น

ความต้านทานคลื่น
ความต้านทานคลื่น

วีดีโอ: ความต้านทานคลื่น

วีดีโอ: ความต้านทานคลื่น
วีดีโอ: 5 อันดับไรเฟิล ต่อต้านรถถัง ที่นิยมที่สุดในโลก 2024, ธันวาคม
Anonim
ภาพ
ภาพ

ศตวรรษที่ 20 ได้กลายเป็นความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในหลาย ๆ ด้าน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการเพิ่มความเร็วของยานพาหนะ สำหรับยานพาหนะภาคพื้นดิน ความเร็วเหล่านี้เพิ่มขึ้นอย่างมากสำหรับอากาศ - ตามลำดับความสำคัญ แต่ในทะเล มนุษยชาติต้องพบกับทางตัน

การก้าวกระโดดเชิงคุณภาพหลักเกิดขึ้นในศตวรรษที่ 19 เมื่อเรือไอน้ำปรากฏขึ้นแทนที่จะเป็นเรือเดินสมุทร แต่ในไม่ช้ามันก็ชัดเจนว่าตัวจำกัดความเร็วหลักสำหรับเรือเดินทะเลไม่ใช่จุดอ่อนของโรงไฟฟ้า แต่เป็นความต้านทานของน้ำ เป็นผลให้บันทึกความเร็วที่กำหนดโดยเรือพิฆาตรัสเซีย Novik เมื่อวันที่ 21 สิงหาคม พ.ศ. 2456 (37.3 นอต) เป็นความฝันสูงสุดสำหรับเรือลำใหญ่ (จำได้ว่าปมหนึ่งไมล์ทะเลนั่นคือ 1852 m / h)

บันทึกนี้ถูกทำลายแน่นอน ก่อนสงครามโลกครั้งที่ 2 ผู้นำและผู้ทำลายล้างของอิตาลีและฝรั่งเศสได้รีบเร่งข้ามทะเลเมดิเตอร์เรเนียน ซึ่งบางครั้งก็สูงถึง 45 นอต อย่างไรก็ตาม ไม่ชัดเจนว่าทำไมพวกเขาต้องการความเร็วนี้ เนื่องจากเป็นกองเรืออิตาลีและฝรั่งเศสที่ต่อสู้อย่างเลวร้ายที่สุดในสงครามโลกครั้งที่สอง ทำลายสถิติของ Novik โดยได้รับรางวัล Blue Ribbon of the Atlantic ในช่วงต้นทศวรรษ 1950 ซึ่งเป็นเรือเดินสมุทรของอเมริกา (38, 5 นอต) แต่ถึงกระนั้นความเร็วเหล่านี้ก็ยังทำได้โดยเรือสองสามลำและในระยะทางที่สั้นมาก โดยทั่วไป สำหรับเรือรบ ความเร็วสูงสุดในปัจจุบันไม่ค่อยเกิน 32 นอต และความเร็วการล่องเรือ (ซึ่งถึงระยะการล่องเรือสูงสุด) นั้นต่ำกว่า 30 นอตเสมอ สำหรับเรือขนส่งและ 25 นอตเป็นความสำเร็จที่ไม่เหมือนใคร ส่วนใหญ่ยังคงลากข้ามทะเลด้วยความเร็วไม่เกิน 20 นอต นั่นคือน้อยกว่า 40 กม. / ชม.

การปรากฏตัวของดีเซล กังหันก๊าซ แม้แต่เครื่องยนต์นิวเคลียร์ อย่างดีที่สุด ให้ความเร็วเพิ่มขึ้นหลายนอต (อีกสิ่งหนึ่งคือเครื่องยนต์ดีเซลและโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ทำให้สามารถเพิ่มระยะการล่องเรือได้อย่างมาก) อิมพีแดนซ์เติบโตเหมือนกำแพง วิธีที่สำคัญที่สุดในการจัดการกับมันคือการเพิ่มอัตราส่วนของความยาวลำเรือต่อความกว้าง อย่างไรก็ตาม เรือที่แคบเกินไปมีความมั่นคงไม่ดี พายุสามารถพลิกคว่ำได้อย่างง่ายดาย นอกจากนี้ การปรับระบบและกลไกต่างๆ ให้เข้ากับลำตัวแคบเป็นเรื่องยาก ดังนั้น มีเพียงเรือพิฆาตบางลำเท่านั้น เนื่องจากความแคบของตัวถังที่สร้างสถิติความเร็วได้ สิ่งนี้ไม่กลายเป็นกระแสนิยมแม้แต่กับเรือรบ และสำหรับเรือบรรทุกสินค้า

การบินได้เข้ามาแทนที่เรือเดินทะเลเกือบทั้งหมดในแง่ของปริมาณผู้โดยสาร แต่สำหรับการขนส่งสินค้า เกือบทั้งหมดยังคงคำนึงถึงการขนส่งทางน้ำและทางรถไฟ ความสามารถในการบรรทุกเครื่องบินยังคงมีความสำคัญพอๆ กับความเร็วของเรือ ดังนั้นวิศวกรจึงพยายามแก้ไขปัญหาทั้งสองต่อไป

สำหรับการขนส่งสินค้าเชิงพาณิชย์ ปัญหาความเร็วต่ำจะบรรเทาลงได้อย่างมากจากจำนวนเรือเดินสมุทรจำนวนมาก หากเรือบรรทุกน้ำมัน (เรือคอนเทนเนอร์ เรือบรรทุกกล้วย เรือบรรทุกไม้ ฯลฯ) ออกจากจุด A ทุกวัน ก็จะมาที่จุด B ทุกวัน โดยไม่คำนึงถึงความเร็วของเรือแต่ละลำ สิ่งสำคัญคือมีเรือเพียงพอสำหรับรักษาตารางเวลาดังกล่าว

สำหรับกองทัพเรือ แน่นอนว่าความเร็วนั้นสำคัญกว่ามาก และสำหรับเรือรบ (ในที่นี้คำอธิบายอาจไม่จำเป็น) และสำหรับเรือขนส่งและลงจอดเรือบรรทุกทหารยิ่งไปกว่านั้น เมื่อสงครามได้รับขอบเขตทั่วโลก ได้กลายเป็นสิ่งสำคัญมากกว่าครั้งแรก (โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากสำหรับเรือรบ การชดเชยบางอย่างสำหรับความเร็วต่ำของพวกเขาเองคือการมีอาวุธขีปนาวุธ: จรวดจะไล่ตามใครก็ได้)

เนื่องจากปัญหาการต้านทานคลื่นที่แก้ไม่ได้นั้นชัดเจนเมื่อนานมาแล้ว ควบคู่ไปกับการติดตามหน่วยของโหนดโดยการปรับปรุงรูปทรงตัวเรือและรูปร่างของใบพัด เสริมความแข็งแกร่งให้กับโรงไฟฟ้าบนเรือธรรมดา การค้นหาสิ่งผิดปกติจึงเริ่มต้นขึ้น.

ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 มีการค้นพบผลของแรงยกบนจานลากใต้น้ำที่มุมเอียงเล็กน้อยไปยังขอบฟ้า เอฟเฟกต์นี้คล้ายคลึงกับเอฟเฟกต์แอโรไดนามิกที่กระทำบนปีกของเครื่องบินและทำให้บินได้ เนื่องจากน้ำมีความหนาแน่นมากกว่าอากาศประมาณ 800 เท่า พื้นที่ของไฮโดรฟอยล์จึงอาจน้อยกว่าพื้นที่ปีกเครื่องบินมาก หากคุณวางเรือไว้บนปีก แรงยกจะยกมันขึ้นเหนือน้ำด้วยความเร็วสูงเพียงพอ มีเพียงปีกเท่านั้นที่จะอยู่ใต้มัน สิ่งนี้จะช่วยลดความต้านทานของน้ำและเพิ่มความเร็วในการเคลื่อนที่

การทดลองครั้งแรกกับไฮโดรฟอยล์ได้ดำเนินการในฝรั่งเศสและอิตาลี แต่พวกเขาก็มาถึงการพัฒนาที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในสหภาพโซเวียต หัวหน้านักออกแบบของเรือดังกล่าวคือ Rostislav Alekseev ซึ่งเป็นหัวหน้าสำนักออกแบบกลางที่เกี่ยวข้อง (ตั้งอยู่ใน Gorky) มีการสร้างเรือโดยสารและไฮโดรฟอยล์ต่อสู้จำนวนหนึ่งขึ้น อย่างไรก็ตาม เป็นที่แน่ชัดอย่างรวดเร็วว่าการเคลื่อนตัวของไฮโดรฟอยล์มีจำกัดมาก ยิ่งสูงเท่าไร ไฮโดรฟอยล์ก็จะยิ่งมีขนาดและมวลมากขึ้นเท่านั้น และโรงไฟฟ้าก็ควรมีประสิทธิภาพมากขึ้น ด้วยเหตุนี้ แม้แต่เรือรบไฮโดรฟอยล์ก็แทบจะเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้าง

เป็นผลให้เรื่องนี้ไม่ได้ไปไกลกว่า "การขนส่งชานเมือง" - "จรวด", "ดาวหาง" และ "อุกกาบาต" - และเรือต่อสู้จำนวนหนึ่งบนไฮโดรฟอยล์ สำหรับกองทัพเรือโซเวียตและกองกำลังชายแดน เรือ Hydrofoil ต่อต้านเรือดำน้ำ 2 ลำ pr. 1145 และ 1 pr. 1141, เรือขีปนาวุธขนาดเล็ก 1 ลำ (MRK), pr. 1240, เรือลาดตระเวน 16 ลำ, pr. 133, 18 ลำขีปนาวุธ, pr. 206MR ถูกสร้างขึ้น ส่วนใหญ่ได้รับการปลดประจำการแล้ว เรือขีปนาวุธลำหนึ่งบนไฮโดรฟอยล์ของโครงการ 206MR กลายเป็นเรือจอร์เจีย "ทบิลิซี" ซึ่งในเดือนสิงหาคม 2551 ตามตำนานและตำนานของ agitprop ถูกจมโดย MRC "Mirage" ของรัสเซียในการรบทางทะเล แต่อันที่จริงถูกโยนโดยลูกเรือในโปติและพลร่มของเราระเบิด

ภาพ
ภาพ

ในต่างประเทศ เรือไฮโดรฟอยล์แทบไม่ได้รับการพัฒนา สหรัฐอเมริกาสร้างเรือขีปนาวุธไฮโดรฟอยล์ 6 ลำของประเภท Pegasus ในอิตาลี - 7 RK ของประเภท Sparviero ในอิสราเอล - 3 RK ของประเภท M161 และในญี่ปุ่น - 3 RK ของประเภท PG01 ตอนนี้พวกเขาทั้งหมด ยกเว้นของญี่ปุ่น ถูกปลดประจำการแล้ว จีนประทับตราเรือตอร์ปิโดไฮโดรฟอยล์ชั้น Huchuan มากกว่า 200 ลำ และส่งออกไปยังโรมาเนีย แอลเบเนีย แทนซาเนีย ปากีสถาน จากนั้นจึงโอนไปยังบังกลาเทศ ตอนนี้ในอันดับมีเพียง 4 บังคลาเทศและ 2 แทนซาเนีย "Huchuan" โดยทั่วไปแล้ว สำหรับกองทัพเรือทั่วโลก CPC กลายเป็นสาขาแห่งการพัฒนาที่ไม่สิ้นสุด

Hovercraft (KVP) มีแนวโน้มดีขึ้นบ้าง เบาะรองนั่งนี้สร้างขึ้นโดยการเป่าลมอัดใต้ก้นเรือโดยพัดลม เนื่องจากการที่เรือลอยขึ้นเหนือน้ำและแรงลากของคลื่นก็หายไปอย่างสมบูรณ์ ที่ช่วยให้ไม่เพียงพัฒนาความเร็วมหาศาล (50-60 นอต) แต่ยังขึ้นฝั่ง

Hovercraft ได้รับการพัฒนามากที่สุดอีกครั้งในสหภาพโซเวียต (เริ่มตั้งแต่ช่วงปี ค.ศ. 1920) ตะวันตกเริ่มพัฒนาทิศทางนี้ในปลายทศวรรษ 1950 เท่านั้น ในไม่ช้ามันก็ชัดเจนว่าสำหรับเรือเหล่านี้มีปัญหาพื้นฐานเกือบเหมือนกันกับเรือไฮโดรฟอยล์ - มวลที่มีประโยชน์ของพวกเขาไม่สามารถมีขนาดใหญ่ได้ เพื่อรองรับน้ำหนักของเรือรบหนัก คุณต้องติดตั้งพัดลมที่ทรงพลังมาก และสำหรับการเคลื่อนตัวของเรือ จำเป็นต้องมีใบพัดขนาดใหญ่และทรงพลัง ซึ่งกินพื้นที่มากและมีความเสี่ยงสูงในการสู้รบ

ด้วยเหตุนี้ ขอบเขตของเรือรบดังกล่าวจึงถูกจำกัดอย่างมากในสหภาพโซเวียต มีการสร้างเรือกันกระแทกสะเทินน้ำสะเทินบก (DKVP) หลายประเภท ความเป็นไปได้ (เนื่องจากความสามารถของเรือดังกล่าวในการขึ้นฝั่ง) ดูเหมือนจะน่าสนใจมากสำหรับกองกำลังภาคพื้นดิน "โดยที่เท้าของพวกเขาไม่เปียก" จริงอยู่ที่ความสามารถในการลงจอดค่อนข้างจำกัด และความเปราะบางในการยิงจากอาวุธขนาดเล็กก็สูงมาก (เป็นใบพัดที่เปราะบางเป็นพิเศษ) เหล็กที่ใหญ่ที่สุด DKVP pr. 12322 "Zubr" (ความจุมากกว่า 500 ตัน, ความยาว 56 ม., ความเร็วสูงสุด 60 นอต, ความสามารถในการขึ้นเรือ 3 ถังหรือ 140 นาวิกโยธิน) รัสเซียตอนนี้มีเรือรบเหล่านี้เพียง 2 ลำ แต่เราขายไป 3 ลำให้กับกรีซ ตอนนี้เรามี DKVP pr. 12321, 1206 และ 1205 ที่เล็กกว่าเก่าประมาณ 10 ตัว

ภาพ
ภาพ

นอกจากรัสเซียแล้ว เรือบรรทุกเครื่องบิน LCAC (150 ตัน 50 นอต บรรทุก 1 ถัง) ยังถูกสร้างขึ้นในสหรัฐอเมริกา มีการสร้างเรือดังกล่าวประมาณร้อยลำโดยอิงจากเรือสะเทินน้ำสะเทินบกและเรือสะเทินน้ำสะเทินบกของอเมริกา โครงการยกพลขึ้นบก 724 จำนวนประมาณ 30 ชิ้น สร้างขึ้นในสาธารณรัฐประชาชนจีน สิ่งเหล่านี้อาจเป็นเรือที่แล่นได้อย่างรวดเร็วที่สุดในโลก: 6, 5 ตัน, ความยาว 12 ม., พลร่ม 10 คนถูกนำขึ้นเครื่อง

ภาพ
ภาพ

เรือลาดตระเวนเบาะลมขนาดเล็ก (ตั้งแต่ 15 ถึง 100 ตัน) สร้างขึ้นโดยชาวอังกฤษในปี 1970 รวมถึงเพื่อขายให้กับอิหร่าน (แม้ภายใต้ชาห์) และซาอุดีอาระเบีย ประเภท KVP VN.7 ของอิหร่านที่สร้างโดยอังกฤษหนึ่งประเภทเสียชีวิตระหว่างสงครามกับอิรัก

ในท้ายที่สุด นักออกแบบทั้งในประเทศและต่างประเทศได้มีความคิดที่จะเปลี่ยน "สเกิร์ต" ยางที่รองรับเบาะลมด้วยแผ่นแข็งที่เรียกว่าสเกิร์ต พวกเขาเก็บอากาศภายในหมอนได้ดีกว่า "กระโปรง" ซึ่งทำให้สามารถเพิ่มมวลของเรือได้ นอกจากนี้ เนื่องจากกระถินลงน้ำ ใบพัดหรือปืนฉีดน้ำจึงสามารถติดตั้งได้ โดยจะถอดใบพัดขนาดใหญ่และเปราะบางออกจากดาดฟ้าเรือ ในเวลาเดียวกัน ความต้านทานของไม้เสียบนั้นแน่นอนว่ามากกว่า "กระโปรง" แต่ต่ำกว่าของไฮโดรฟอยล์มาก ข้อเสียเพียงอย่างเดียวของพวกเขาคือเรือลำนี้ขาดโอกาสที่จะขึ้นฝั่ง ดังนั้นจึงแนะนำให้สร้าง skeg KVP ในรูปแบบของเรือโจมตีหรือเรือกวาดทุ่นระเบิด ในกรณีหลัง ข้อดีคือส่วนเล็กของเรืออยู่ในน้ำและยิ่งความเร็วสูงขึ้นเท่าไร โอกาสที่เหมืองจะระเบิดก็น้อยลง

จนถึงตอนนี้ รัสเซียและนอร์เวย์มีการผูกขาดเรือดังกล่าว ในกองเรือทะเลดำ เรามี MRK pr. 1239 ("Bora" และ "Samum") จำนวน 2 skeg ซึ่งเป็นเรือที่แล่นได้อย่างรวดเร็วที่ใหญ่ที่สุดในโลก (ระวางขับน้ำมากกว่า 1,000 ตัน) พวกมันมีพลังโจมตีมหาศาล (ขีปนาวุธต่อต้านเรือ Moskit เหนือเสียง 8 ลูก) และความเร็ว 53 นอต ข้อเสียของเรือรบเหล่านี้คือการป้องกันทางอากาศที่อ่อนแอ และที่สำคัญที่สุดคือ ความยากลำบากในการใช้งานอย่างมาก

ภาพ
ภาพ

กองทัพเรือนอร์เวย์ประกอบด้วยเรือขีปนาวุธ Skjold แบบ Skjold จำนวน 6 ลำ และเรือกวาดทุ่นระเบิดประเภท Oxøy น้อยกว่า RTO ของเรามาก (250-400 ตัน) ในเวลาเดียวกัน เรือมิสไซล์บรรทุกขีปนาวุธต่อต้านเรือความเร็วเหนือเสียงของ NSM จำนวน 8 ลูก สังเกตได้ว่า (ยกเว้นรัสเซียและนอร์เวย์) มีเพียงจีนเท่านั้นที่ยังมีขีปนาวุธต่อต้านเรือรบความเร็วเหนือเสียง

ภาพ
ภาพ

แม้ว่าเรือโฮเวอร์คราฟต์จะมีแนวโน้มมากกว่าเรือไฮโดรฟอยล์ แต่ก็ไม่มีทางแก้ปัญหาเรื่องความเร็วได้เนื่องจากข้อจำกัดมากมายที่อธิบายข้างต้น เช่นเดียวกับค่าใช้จ่ายสูงและความซับซ้อนของการดำเนินการ