НЕТРАДИЦИОННОЕ ВОДНОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО
Основным энергетическим гидродинамическим показателем водного транспортного средства, движущегося в вязкой среде с большой скоростью, может быть величина удельных энергозатрат или коэффициент обтекания. Задача снижения энергетических потерь, в основном, решалась путем придания корпусу транспорта оптимальной обтекаемой формы. Такой подход базировался на концепции, что энергетические затраты (гидродинамические потери) связаны с преодолением сил вязкостного трения между поверхностью тела и вязкой средой, что и наложило отпечаток на многообразные технические и конструктивные решения, которые, в основном, сводились к снижению вязкостного трения и обеспечения ламинарного обтекания. Результаты вполне удовлетворяли тот период времени, когда на смену одним скоростям пришли суда с более большими скоростями. Достигнутые скорости были получены, в основном, за счет мощности силовых установок и удовлетворяли эксплуатационные потребности человечества прошедших времен, а, с другой стороны, разрыв между скоростями различных транспортных средств был сравнительно небольшим.
В настоящее время имеет место значительные перепады скоростей, достигаемые различными транспортными средствами. Наибольшее отставание по скорости у водного транспорта в сравнении с наземным и воздушным, что объясняется значительно большей плотностью и вязкостью воды по сравнению с воздухом. Это закономерно, так как при создании той или иной конструкции упор делался, в основном, на преодоление вязкости среды. В действительности, при больших скоростях перемещения тела в вязкой и плотной среде на тело действует результирующая сила, состоящая из нескольких составляющих, одна из которых обусловлена вязкостью, значительно уступает другим составляющим, а при больших и супербольших скоростях ею можно пренебречь (как, например, можно пренебречь прочностью лигированной стали при ее коммулятивном разрушении). В зависимости от скорости перемещения тела преобладает та или иная сила или их совокупность.
Легко, играючи, без явно заметных усилий морские животные перемещаются с довольно большими скоростями. Расчеты показывают, что следуя классическому подходу, мускульной энергии животного явно не хватит для достижения присущих ему скоростей в воде. Мы раскрыли принцип, который позволяет водным животным достигать присущих им скоростей. На основании новых принципиальных и технических решений можно создавать различного класса суда, способных при незначительных энергозатратах достигать больших
(более 100 км/час) скоростей. Представим сравнительные технические характеристики:
№ п.п. |
Технические характеристики |
Типичное судно |
Новое судно |
1. |
Водоизмещение, т |
3400,0 |
3400,0 |
2. |
Мидель, м 2 |
30,0 |
30,0 |
3. |
Скорость, км /час |
50,0 |
180,0 |
4. |
Мощность бортовой установки, МВт |
8,5 |
7,5 |
5. |
Коэффициент гидродинамического сопротивления, Сх |
0,18 |
0,04 (кажущийся) |
Кажущийся коэффициент гидродинамического сопротивления нового судна не имеет физической сущности и приведен для наглядности. Из сравнения следует: скорость судна, реализуемого по новой концепции и при нетрадиционных конструкторских решениях в 3,6 раза превзойдет скорость существующих моделей судов при меньшей затрачиваемой мощности.
Кроме водного транспорта новые принципы преодоления сопротивления плотной вязкой среды могут быть использованы как для наземного так и воздушного транспорта. Созданные нетрадиционные средства патентоспособны и могут открыть новое направление в решении создания транспортных средств.
Могут быть созданы шесть новых классов нетрадиционных судов в зависимости от конкретного назначения, как для надводного и подводного движения, так и для перемещения в воздушной среде. Вскрываются перспективы по созданию автономных торпедных систем с компьютерным управлением и с возможностью скрытого перемещения на больших глубинах, на большие расстояния с большими скоростями.
Инвестиции на создание модели водоизмещением 5
–10 тонн составят US $200 тысяч, срок реализации модели – 1,5 года, цена ноу-хау – US $15 миллионов.