Если я расскажу что «корабль приводит в движение круглый вращающийся «парус» работающий на эффекте Магнуса», то из комментариев точно проявятся фанаты Вархаммера (Да благословит их Император!). Вы можете не верить, но такой «парус» правда существует! Сейчас расскажу детали!
Вращающиеся колонны на палубе вот этого корабля и есть турбопаруса.
В 20 веке во времена «огня и пара» начали задумываться- а можно ли улучшить классический парус, сделав его более эффективным и управляемым? Оказалось, можно — при помощи эффекта Магнуса. Суть эффекта в том, что вращающийся цилиндр увлекает за собой частицы воздуха, поэтому при обдувании ветром на нем создается мощный перепад давления. И цилиндр «тянет» из зоны высокого давления в зону низкого. Вот поясняющие схема
Крутящийся цилиндр ускоряет частицы воздуха с одной стороны и замедляет с другой создавая перепад давления, который толкает парус.
Таким образом вращая цилиндр мы получали силу, которая двигает корабль! Полученную вращающуюся трубу назвали Турбопарусом! Гениально, да? Вот видео о работе турбопаруса на корабле
«Минусы? Должны быть минусы!» -скажет технически подкованный читатель
Точно 1. Система требует электромотора, чтобы вращать парус. И электричества! И труба нужна солидного диаметра! И все это достаточно нежное...
2. Во время сильного ветра в механизме вращения накапливаются усталостные напряжения, приводящие со временем к разрушению конструкции. А чинить на волнах огромный вращающийся цилиндр — задача не из приятных и безопасных.
3. Турбопарус все равно недостаточно мощен чтоб полноценно двигать судно! Но хорош в качестве дополнительного движителя в связке со стандартным двигателем, позволяя экономить топливо.
ИТОГ- такой «парус» может использоваться только в качестве вспомогательногои обладает невысокой надежностью. А в море -надежность, пожалуй, важнейший параметр, ведь посреди океана чинить парус некому и нечем. Идея не прижилась и была заброшена до 1980.
Пока не вмешался …Жак Ив Кусто! Легендарный океанограф и изобретатель предложил остроумную модификацию. Он убрал вращение!
Все знают корабль Кусто -Калипсо! Но после нее была еще и Алкиона. Но фото она с 2 турбопарусами
Вместо этого его команда создала неподвижный полый парус каплевидной формы. Компьютер поворачивал его к ветру, а мощный вентилятор откачивал воздух с наветренной стороны, искусственно создавая нужный перепад давления. Этот гибрид паруса и турбины установили на катамаране «Алкиона». Команда Кусто заявляла об экономии топлива до 35%. Звучало фантастически!
Несмотря на успех «Алкионы», технология не стала массовой. Даже с учетом сегодняшнего расцвета технологий суда с турбопарусом можно пересчитать по пальцам! Причина, как всегда, в экономике. Установленные на современные контейнеровозы системы (например, от компании Norsepower) показывают очень скромную, хоть и стабильную экономию топлива в 5-10%.
Для гигантских судов это тысячи долларов в месяц, но судовладельцы сравнивают эту выгоду с высокими первоначальными затратами, сложностью обслуживания и рисками поломки. И выбор делается в пользу надежности и проверенных конструкций.
Однако топливо дорожает, технологии развиваются, по морю ходит хоть и немного, но настоящих судов с Турбопарусом, доказывая, что ветер все еще может быть помощником! И кто знает, может после очередного научного шага мы еще увидим расцвет турбопаруса?
That's all, folks! Желающие читать меня в телеграмме -ищите на канале о яхтах, морской истории и парусе- "Яхта" или в ВКонтакте-Яхта
Там же приглашение впутешествие на парусной яхте по Канарским Островам на Новый Год! Походим под парусами, почувствуем каково было древним морякам и побродим по красивым хвойным горным тропам, окунувшись в природу и красоту.
В новостях часто проскальзывают новости из серии «на современный корабль поставили паруса, экономия топлива составила 10-30%». Вот оно будущее, вот-вот измазанные мазутом и чадящие махины перестанут коптить и небо очистится! Но массовой установки парусов на кораблях все нет и нет. Почему? Сейчас расскажу! Привет! Меня зовут Colt и я пишу посты на морскую тематику и пользуясь случаем - зову с собой в поход по Турции под парусом в сентябре 2025.
1/2
Французский первозчик ракет на космодром Куру в Французской Гвиане Canopée (канопэ -названо так за свой вид) Без парусов и под парусам (карусель фото)
К сожалению, при всех двух преимуществах паруса (бесплатный ветер= экономия топлива и недорогая цена установки) есть ряд очень серьезных недостатков
-Мачты и паруса (даже роторные) -занимают место на палубе (не давая ставить контейнеры), усложняют работу кранов и всячески мешают работе погрузочного оборудования. При этом все это нежное и хрупкое и не выносит случайных 16 ударов груженым контейнером.
На рендере выглядит прекрасно. А как это загружать? Представляете истерику крановщика?
-Паруса высокие – они мешают проходить под мостами, маневрировать в порту (норовя зацепиться за портовые краны) и выносят центр тяжести наверх, что грозит переворотом в шторм.
-При этом паруса работают не при всяком ветре, например при встречном создавая дополнительное сопротивление и замедляя судно.
-Паруса требуют дополнительное управление и регулярное обслуживание специалистами. Навыков обычной судовой команды из 18-20 человек тут не хватит. Т.е. нужны отдельные люди на судно и отдельное время на сервис и обслуживание парусов. А время простоя - это деньги которые корабль мог заработать.
Выпускаемый парус -воздушный змей (кайт). Представьте если он заклинит или упадет, как выловить тяжеленный трос и дорогущий парус? Поэтому откладывать обслуживание такой штуки -чревато!
В итоге экономия 5-10% топлива не стоит геморроя с увеличением команды, обслуживания и сложностей с эксплуатации судов. А почти 40% современного торгового флота составляют контейнеровозы, основная задача которых быстро загрузиться и привезти груз точно в срок. Поэтому они ходят в шторм и штиль, днем и ночью, с небольшой командой (до 20 человек) и по прежнему просты в погрузке, эксплуатации и работе.
Контейнеровоз проходит под мостом
Если переложить ситуацию с парусом на понятный нам лад – представьте маршрутку. В любую погоду, время дня и сезон она должна везти людей из спальника к метро!
Допустим кто-то предлагает оснастить маршрутку парусом, для экономии 10% топлива:
-Рядом с водителем теперь должны сидеть 2 человека – оператор паруса и сервисный техник. -В центре салона маршрутки размещается мачта -Все провода в городе надо приподнять повыше, а рекламные щиты объезжать по 2 полосе -Если ветер дует в нос, то маршрутка едет сильно медленнее. И в поворотах кренится... -В мокрый снег/ сильный ветер, маршрутка на маршрут не выходит
Список можно продолжать бесконечно. Суть- экономия топлива не перевешивает недостатки, а именно потерю надежности, места и возросшие риски простоя.
Вот поэтому парус на кораблях остается либо элементом спорта и отдыха (рекреационный яхтинг), понтов (самая большая частная яхта-парусник) или пиаром и показателем имеющейся у компании технологии («мы можем, утритесь!»).
Мега-яхта российского миллиардера Андрея Мельниченко. Одна из самых больших ПАРУСНЫХ. Есть яхты побольше - а вот парусных больше нет)) Типа "утритесь- у меня парусник, а не ваши дизельные шаланды" ))
That's all, folks! Желающие читать меня в телеграмме -ищите на канале о яхтах, морской истории и парусе- "Яхта" или в ВКонтакте-Яхта
Там же приглашение в путешествие по Турции в сентябре и на Канары на Новый Год! Походим под парусами, почувствуем каково было древним морякам и побродим по красивым хвойным горным тропам, окунувшись в природу и красоту. По Турции идем на катамаране, а по Канарам на яхте.
Как известно - роскошь определяется светом и пространством. И в морских условиях - это действительно роскошь. Ведь даже просторная светлая яхта из прошлого поста покажется тесной через три недели в море. Решение есть -катамаран! Посмотрим как он выглядит внутри? Привет! Меня зовут Colt и я пишу посты на морскую тематику Пользуясь случаем - зову с собой в поход по Турции под парусом в сентябре 2025.
Это Lagoon 42. Стандартный средний катамаран. Цена 700 000+ евро. Длина 12 метров, ширина 7,5м. До 500 л топлива и до 1000 л питьевой воды на борту. 4 каюты на двоих + одиночная. Дальше будут фото этой модели разных годов.
Парусный катамаран. Звучит для незнакомого с ним человека как...хрень какая то. Однако эти штуки занимают до 40% рынка парусных яхт (в США) и весьма популярны. Почему?
Дело в концепции. Концепция катамарана - "максимум пространства и комфорта, пусть и в ущерб ходовым качествам". Причем для рядового туриста этот ущерб почти не заметен.
По сути, катамаран это - 2 яхты, объеденные помостом, на котором находится рубка.
Можно увидеть 2 яхтенных корпуса скрепленные помостом.
И эти 2 корпуса и дают главные плюсы катамарана перед обычной парусной яхтой - отсутствие крена во время плавания и увеличенный объём внутренних помещений! Для понимания от фото яхты в "боевой" позиции во время плавания
Это, конечно, гонки - в обычной ситуации до таких кренов не доводят (см первую яхту). Но посуду со стола надо убирать. Отсутствие крена -большое благо
А вот демонстрация того, что двух корпусах много места. Ниже 2 планировки -катамарана и яхты. Объём одноного поплавка катамарана чуть меньше объёма одной яхты. А поплавков то -два!
Длина катамарана и яхты одинаковая. А вот ширина яхты 4 метра, а катамарана -7,5м
В то время, как на яхте впихивают в один корпус 3-4 каюты, на кате размещают всего 2. Отсюда увеличенные каюты, большие туалеты и отдельные душевые. Ниже фото каюты катамарана и яхты. Чтобы оценить объём используйте габариты подушек на кровати или размер люка в потолке. Заодно оцените размеры остекления по борту.
Каюта яхты и катамарана (справа). Справа и слева от фотографа находятся шкафчики для вещей, а за спиной дверь в каюту.
Ну а теперь предлагаю все-таки пойти по катамарану и посмотреть как он устроен. Заходя на катамаран с пирса мы увидим такое.
Поднявшись по ступеням мы можем пройти в центр к черным дверям в кают компанию. Или на левый борт к посту управления - видите руль слева от дверей? За катамараном висит лодка (тузик) -которую можно быстро опустить лебедками на воду.
Пост управления. Справа от штурвала -2 рычага управления двигателями (вперед-нейтраль-назад). Справа сверху черный цилиндр лебедки подъёма парусов. По центру-электронная карта (навигатор), тахометры и экраны цифровых указателей ветер/компас/глубина итд
Если зайти в двери кают компании -то мы попадем в центральное помещение катамарана, именно тут и на палубе напротив него происходит вся яхтенная жизнь.
Вид налево от двери. Через приоткрытое окно слева очень удобно передать еду от плиты на палубу.
Слева-направо - мойка, холодильник и плита. Дальше вниз уходит лестница в левый поплавок (там 2 каюты - в носу и в хвосте). После него второй холодильник, штурманский стол с электроникой и общий стол в кают компании. Теперь фото в другую сторону от плиты
Хорошо видно штурманский стол с магнитолой, рацией и навигатором, выдвижное сиденье под ним, барометр над ним. Все это нужно чтоб не бегать на палубу когда яхта идет под автопилотом
Слева-направо: Штурманский стол, обеденный стол. шкафчики и спуск вниз в правый поплавок.
Давайте спустимся в правый корпус. Там в носу и корме расположены 2 двухместные каюты. В каждой кровать, шкафчики, туалет и душевая. Вот таким будет вид из носовой каюты в поплавок.
Фото с кровати. Слева-направо - иллюминатор, шкаф, дверь в туалет совмещенный с душевой, просторный. Справа вдаль уходит поплавок и видно вход в кормовую каюту. Перед ней лестница наверх в кают-компанию
Вид на носовую каюту и кормовую каюты от дверей (карусель фото). Комовая чуть побольше и посветлей. Но прямо за ней двигатель. От запуска которого в 6 утра вы точно проснетесь))
1/2
В носовой видно дефлекторы кондиционера под кроватью. А в кормовой люк в полу для доступа к оборудованию.
Что делать в каютах в солнечный день? Пойдемте на палубу:
Вид на кат сверху. Можно устроиться за столом на корме, загорать на крыше или лежать на сетках-батутах на носу.
Там где на яхте небольшое пространство на корме (ют), тут целая кормовая зона и объединённая помостом (карусель фото). Разница в пространстве с яхтой - огромна (в 3-4 раза)
1/3
Вид внутрь яхты и из кают-компании на корму
А если нам не хочется сидеть под тентом на корме, то можно перейти на нос -там есть 2 сетки натянутые прямо над водой -"батут". Очарование этого места в том, что тут слышен плеск воды, не слышно двигателей и открываются красивые виды. На сетках можно лежать и смотреть на небо и на воду и слушать как шумит море. Или сидеть, глядя вдаль и поставив ноги на батут.
1/2
Вид на нос. Видно сетки "батута" и люки в носовые каюты. На втором фото карусели -варианты размещения. Обратите внимание -сидящим не тесно))
"Colt, понятно что кат удобнее яхты, почему все не ходят на них?" -спросят меня
Условно мы делаем выбор между обычной легковушкой и фургончиком. Вмешиваются экономика и немного физика. Экономика: 1. Катамаран примерно в 2 раза дороже яхты такого же размера. Это действительно заявка на премиум, а не стандартный яхтинг. 2. Катамаран больше по площади, поэтому парковочный сбор больше тоже вдвое. 3. Катамаран имеет 2 винта и 2 мотора. Топлива и техобслуживания он потребляет тоже больше.
Физика: 1. Кат хоть и ходит без крена, но не имеет килей, которые мешали ли бы ветру сносить его. Поэтому он очень плохо ходит против ветра. Яхта имеет двухметровый киль, который не дает ветру сносить ее, катамаран же ветром сдвигается. Представьте что мы идем против ветра как на картинке ниже и на каждом галсе нас еще и сдувает вниз. Как далеко мы уйдем?
2. Банально, но факт-кат физически больше. Швартовать его сложнее. Стоять на якоре сложнее, его сильнее сдувает. Больше не всегда хорошо))
Но еще раз повторюсь - выбор сродни "легковушка или фургон" -плюсы и минусы схожие.
That's all, folks! Желающие читать меня в телеграмме -ищите на канале о яхтах, морской истории и парусе- "Яхта" или в ВКонтакте-Яхта
Там же приглашение в путешествие по Турции в сентябре и на Канары на Новый Год! Походим под парусами, почувствуем каково было древним морякам и побродим по красивым хвойным горным тропам, окунувшись в природу и красоту. По Турции идем на катамаране, а по Канарам на яхте.
Глядя на яхту идущую под парусами кажется что внутри мало места. А ведь по размеру даже "небольшая" яхта в 40 футов больше туристического автобуса! Посмотрим что там внутри? Привет! Меня зовут Colt и я пишу посты на морскую тематику и зову с собой в путешествие на парусной яхте по Турции 6-20 сентября.
Парусная яхта в "боевом" положении. Можно прикинуть ширину и длину по размеру человека за штурвалом)) Туристический автобус имеет габарит 12*2 метра.
Если спросить людей о внутреннем устройстве яхты, то можно услышать 2 противоположных мнения:
- Я видел в фильме, все спят в гамаках, а днем поют песни и моют палубу швабрами.
-Я видел в фильме, там траходром 3*3м и ковер из медвежьей шкуры, а днем на второй палубе вечеринка, где официанты разносят мохито.
И то и другое существует, на это только 1% от всех яхт. Современная массовая парусная яхта — это, по сути, большой кемпер, предназначенный для перемещения по воде небольшой команды в 4-12 человек. У яхты есть отдельные каюты, туалеты с душевыми, кухня и центральное помещение (кают-компания), а так же зона для работы и «сидения» на палубе.
Вот схема типичной яхты, помещения под палубой:
Небольшая яхта на З каюты, объединённых кают-компанией. Большая яхта может иметь до 5 кают
1. Каюты
Это Ваша персональная комнатка. Места конечно не много -70% каюты занимает кровать, стены представляют собой шкафчики (на фото слева- у края кадра), а под лежанкой находится место для яхтенного оборудования (насосов, аккумов, труб, кабелей и всего что инженеры воткнули в яхту. Куда еще его девать?). Боковые окошки глухие, а вот люки над головой распахиваются для проветривания + в них можно выйти "по танковому".
Носовая каюта.Кровать на двоих и шкаф. Под кроватью -аккумуляторы обеспечения света и мотор подруливающего устройства
Делать в каюте обычно нечего, только спать, поэтому команда собирается в кают компании.
2. Кают-компания
Это сердце и центральное помещение яхты, в него выходят двери всех кают. Вся жизнь происходит либо в кают-компании, либо на палубе. Чаще всего кают-компания объединена с кухней и штурманским уголком (рация, экран с картой, кнопки итд).
Вид с палубы вниз в кают компанию (P.S. другая яхта, фото для наглядности)
Слева кухня, с мойкой и плитой на 2 комфорки (слева не влезла в кадр), холодильником с вертикальной загрузкой (прячется слева от крана раковины). Справа столик штурмана (с экраном-картой и рацией), дальше общий обеденный стол, по центру виден проход в носовую каюту.
Вид от штурманского стола на кухню. Сверху -панорамное окно на палубу и море. Слева трап на палубу, под ним прячется двигатель. По обоим сторонам от трапа -вход в кормовые каюты.
Открытые холодильники -один обычный и один с вертикальной загрузкой. Прокатная яхта обычно идет с полным набором посуды и всем необходимым.
Вид от передней каюты на трап на палубу. По обеим сторонам от трапа -по каюте. Слева перед каютой -туалет
3. Туалет и душ. Обычно прячется за неприметной дверью в кают-компании или пристроен к каюте. Туалеты часто совмещены с душем, причем помещение туалета является одновременно и душевой кабинкой. Таким образом экономится место.
Туалет -он же душевая. На стене висит лейка душа и тут свободно можно помыться.
Вода от душа уходит под сетку на полу и откачивается автоматическим насосом за борт. Содержимое туалета уходит в специальный фекальный бак, а потом откачивается в порту ассенизатором. Или если вы уходите дальше определенного расстояния от берега, бак можно опорожнить в море. Современная тенденция такова, что у каждой каюты -свой туалет.
Туалет носовой каюты. Тут умывальник и туалет разнесены, да и сам туалет просторнее
4. Место на палубе (Ют). При походе под парусом на палубе остается не так много места, поэтому команда располагается в хвосте =на корме, а само место называются -ют. Там можно разложить стол и во время стоянки получается кают компания под открытом небом (или чаще -тентом).
Ют. На переднем плане -откидная платформа для купания и 2 штурвала. За ними вдоль борта-лавки для экипажа, стол с раскладными "крыльями" и экраном карты. За столом -спуск внутрь яхты. Все это сверху закрывают тентом -иначе вас сожжет знойное солнышко
Это лучшее место летом, когда тепло и худшее зимой, когда дует ледяной ветер с дождем. Во время перехода стол складывается и освобождается место для работы и сидения экипажа. Именно отсюда тянут веревки, рулят и ставят и убирают паруса.
Экипаж на гонке
Во время переходов тут находится вся команда - в каютах делать нечего, а отсюда все виды и тут же вся активность
Вид от входа в кают компанию на корму. Парень и девушка справа стоит ногой на сидении. Когда нет перестановки парусов, экипаж на нем сидит. Справа спереди -черный цилиндр лебедки для перемещения паруса
Секретное место на яхте -нос. Отсюда почти не слышно суету на корме и открываются красивые виды. Справа -черный погон по которому перемещается парус. Когда его первый раз переместят за вашей спиной - к балласту добавится пара кирпичей))
В во время стоянки, когда паруса убраны -опускают купальную платформу, что увеличивает место и дает возможность пловцам легко вылезти на палубу.
Задний борт откинут и превращен в купальную платформу. Видны лавки для экипажа над рулями, сложенный стол по центру и на самом верху по центру - вход внутрь яхты.
That's all, folks! В следующий раз расскажу про парусный катамаран! На нем втрое больше места, к каждой каюте свои туалет и душ. А еще есть встроенный гамак))
Желающие читать меня в телеграмме -ищите на канале о яхтах, морской истории и парусе- "Яхта" или в ВКонтакте-Яхта
Как думаете сколько объёма генерации энергии в мире приходится на паровой двигатель? Как вам цифра в 65%? Не верится? Тогда давайте посмотрим на историю огня и пара))
Паровой двигатель принес на корабли возможность двигаться без ветра и маневрировать удобным способом. Принцип машины был прост – разогреть воду в замкнутом пространстве (котле) и потом приоткрыть котел, пар заполнит пространство цилиндра и начинает двигать поршень. Когда поршень доходит до упора – пар подается с другой стороны цилиндра, и он двигается обратно.
Кстати, знаменитый Джеймс Уатт изобрел не паровой двигатель, а регулятор подачи пара к нему, который смог заставить систему вращаться равномерно (крутилка в центре картинки выше) И пусть паровой двигатель тогда был прожорлив и ненадежен, но потенциал был виден. И катализатором всех инноваций были корабли и паровозы. Промышленный котел был громоздок- под котлом разводили костер, а сам котел и трубу обкладывали кирпичом для безопасности.
Промышленный котел. А -котел, В-цилиндр, С-система подачи воды, D -рычаг соединения рабочего механизма и поршня
При монтаже на корабль от кирпичей решено было отказаться сразу, а топку сделали внутри котла - опасности от огня меньше, да и габарит экономится. Давление в котле было около 1,5 атмосфер. Паровая машина разместилась на палубе, привод на колеса был прямой, КПД двигателя 8% и КПД колес 10%. Из 100 л.с. на колес доходило 10.
Схема первых пароходов
Получилось массивно, неудобно, но работало! Подумав еще, инженеры сообразили, что в идеале судовую машину надо разместить в трюме: 1. Она заменит чушки балласта и пространства на корабле останется столько же 2. А судовой винт имел КПД 30% + паровая машина оказалась рядом, что удобно
Пришлось попутно придумывать как сделать так чтоб по валу винта не текла вода в трюм и все вроде заработало, но теперь стало не хватать места в трюме -ведь поперек корабля предстояло разместить цилиндр, кривошип и ползун. В результате сам цилиндр получился короткоходным (маломощным) и большое усилие развивать не получалось.
Как видите сделать длинный цилиндр не дает ширина судна
Но инженеры быстро сообразили, что можно сделать обратную соединительную тягу, цилиндр разместить по центру судна и таким образом увеличить размер цилиндров!
Вот изобразил как смог
Однако мощности было недостаточно, а простой подъем давления в котлах до 3-4 бар хоть помог, но слабо. Инженеры, почесав голову, быстро додумались до паровых машин двукратного и трехкратного действия. Помните формулу:
Сила = давление пара* площадь поршня?
Поскольку пар из цилиндра выкидывается еще с остаточным давлением, то его можно подать в другой цилиндр с бОльшей площадью поршня и использовать еще раз, и еще раз.
Красным -наиболее нагретый пар с наибольшим давлением. для пара с наименьшим давлением -самый большой по площади цилиндр
Но поскольку в котлы тогда лили морскую воду, то все это быстро покрывалось накипью. Накипь оседала на стенки котла, ухудшалась теплоотдача, а перегрев стенок вызывал взрыв котла! Это сильно злило пользователей, а возить с собой много чистой воды они почему-то не хотели. Снова зачесали голову инженеры – а ведь пар на выходе можно собрать в большом радиаторе, где он снова превратится в воду – замкнутый цикл, бесконечная вода! Так изобрели "конденсатор" и стали использовать в котлах дистиллированную воду и используют ее до сегодняшних дней.
Простейший конденсатор
Но тут начало не хватать пара и пришлось улучшать сам котел!
Для начала перешли с дров на уголь, получив больше теплоотдачи. Потом сообразили, что если не просто греть котел снизу, а пропустить через него 2-3 трубы с раскалённым воздухом, то вода будет нагреваться быстрее. А увеличив количество труб, проходящих через котел -получили дымогарный котел. Заодно подняли давление почти до 5 бар, благо технологии уже позволяли и КПД подросло до 25-30%.
Дымогарный котел после эээм... небольшого превышения давления. Хорошо видно сколько труб проходило через него
Попутно изобрели форсунки и перешли с угля на нефть, получив дополнительно бОльшую теплоотдачу и главное- возможность быстро нарастить или убавить количество топлива (попробуй резко увеличить подачу угля на корабле -подкинь в топку 500 кг угля за минуту).
Приблизительно к 1890х додумались, что если по трубам пускать воду, а вокруг будет жар от топлива, то вода будет нагреваться еще быстрее, так появился водотрубный котел.
В центре котла жар и трубы с водой проходят этот жар насквозь
По сути старый добрый паровой котел поменялся до неузнаваемости! И пришло время меняться и паровому цилиндру. Ему на смену в 1900х пришла паровая турбина! Пар разогревался в котле и подавался на лопатки турбины.
Грубая схема системы
И все бы хорошо, только судовой винт эффективен при 80-100 об/минуту. А турбина эффективна при высоких оборотах (зато КПД аж до 40%). Нужен был редуктор, а теперь представьте как 1000 л/с попадает на соединение 2 обычных шестерен. Шестерни рвало в клочья и пришлось изобретать и пристраивать к турбине редукторы со сложным зацеплением, где усилие распределялось равномерно (червячный и планетарный).
Где то с 1910 и до Второй Мировой войны на большинстве крупных кораблей была именно такая схема – водотрубный котел + паровая турбина. Турбину как и паровые цилиндры сделали двух и трехступенчатой, чтобы пар расходовался эффективно.
"Colt" -спросит меня нетерпеливый читатель - "1910 год это хорошо, а сейчас то паровой двигатель где?"
Да везде! - паровая турбина хоть и претерпела множество мелких изменений с начала 20 века, но осталась прежней - очень эффективной и сохранила основной плюс парового двигателя!
Угадаете какой? Высокую эффективность, работу на пару? Нет, главный плюс - паровая турбина способна работать на любом топливе! В отличии от двигателей внутреннего сгорания, которые требует строго определённого топлива.
Серьезно, она же не соединена с котлом! Поэтому топить котел вы можете чем угодно - кизяками, сушеным птичьим пометом, дровами, углем, газом, нефтью! Атомным реактором и Солнцем!
Даже если в будущем при освоении очередной планеты будут использовать в качестве топлива экзотическую энергию местных светящихся стержней – то паровой двигатель все равно будет работать. Причем работать с высоким КПД (на ТЭЦ КПД турбины почти 90%)! Схему вы уже поняли -котел, турбина, конденсатор!
Именно поэтому сегодня эволюционировавший паровой двигатель обеспечивает до 65% все мировой генерации энергии. И замены ему нет ни на многотоннажных судах ни на атомных и тепловых электростанциях. Да это уже не тот пыхтящий простейший механизм что раньше, но он честно трудится давая нам свет и энергию!
That's all, folks! Желающие читать меня в телеграмме -ищите на канале о яхтах, морской истории и парусе- "Яхта" или в ВКонтакте-Яхта
В1938 году, в США, житель одного из приморских районов, Уолтер Шор, будучи в Нью-Йорке, купил в магазине барометр и попросил отправить покупку по почте. Через несколько дней, получив барометр, он увидел, что стрелка находится в крайнем положении и указывает на «ураган». Шор тряс барометр, щелкал по стеклу ногтем, но стрелка не двигалась с места. Тогда он упаковал барометр, вложил в посылку письмо с требованием заменить неисправный прибор и отправился на почту, в город за несколько десятков миль. Когда он вернулся, то не нашел ни любимой яхты, ни своего дома – их унес ураган.
История барометра не сияет яркими открытиями и затейливыми историями. Этот простой и честный прибор имеет столь же ясную и ровную историю из нескольких открытий:
Автором идеи прибора был Галилей, но дело ограничилось лишь набросками. А изобрел барометр один из его талантливых учеников -Эванджелисто Торричелли в 1643 году. Он брал запаянную с одного конца трубку и опускал ее открытой стороной в сосуд с ртутью. Ртуть поднималась на высоту примерно 760мм, а в зависимости от погоды высота столба ртути отличалась. Таким образом было сделано предположение а наличии давления воздуха и создан первый ртутный барометр. Название ему дали от древнегреческих «барос» (тяжесть) и «метрос» (мерить).
Использовать в домашних условиях опасную ртуть было страшновато (это понимали уже тогда), поэтому ученые стали искать пути создания барометра без ртути:
- Прусак Отто фон Герике (отец "вакуума" и поршневых насосов) смог создать водяной барометр и даже прославиться тем, что предупредил родной Магдебург о приближающейся страшной буре. Единственным минусом были габариты -около 10м высотой, ведь вода легче ртути.
Барометр Отто фон Герике, Магдебург
- Англичанин Роберт Гук (архитектор Лондона и изобретатель кардана) подарил барометру его знаменитую шкалу. Он соединил стрелку и барометр таким образом, чтобы при снижении давления стрелка показывала "дождь", а при высоком -"ясно"
-И наконец немец Готфрид Лейбниц который сконструировал известный нам сегодня барометр в 1847 году. Он взял гофрированный тонкостенный цилиндр (как измеритель давления воздуха) и соединил его со стрелкой. Атмосферное давление сжимало цилиндр и двигало стрелку -показывая изменение погоды.
Схема простейшего барометра
Да, показания такого барометра были менее точны, чем ртутного и водного. Но прибор получился компактным, надежным(!) и понятным слабо образованному моряку или даже необразованному фермеру. Он стал небольшим, простым, понятным и перестал бояться качки, ударов и дураков))
Фермер перешел от левого барометра (где надо вносить правки на влажность, высоту над уровнем моря и ветер) к правому -где надо выбрать между "дождь" и "ясно". Догадаетесь какой прибор больше полюбили пользователи?
С тех пор привычный нам барометр уверенно поселился в домах, салонах кораблей, залах аэропортов и до сих пор является обязательным(!) прибором на каждом судне. Все парусные яхты сходящие с верфи в обязательном порядке имеют в салоне барометр.
Барометр на стене салона парусной яхты
Потому что метеорологам веры нет, а барометр никогда не обманет. Он всегда показывает происходящее тут и сейчас и всегда работает. И ни какой прогноз погоды в интернете не поднимет настроение команды так, как фраза "ребята, барометр ползет вверх!"
Так что в следующий раз, увидев барометр, подойдите поближе – возможно, он пытается вам что-то сказать! А если хотите проверить его в деле – присоединяйтесь к нашему путешествию по Хорватии!
That's all, folks! Желающие читать меня в телеграмме -ищите в телеграмм на канале о яхтах, морской истории и парусе- "Яхта".
Уверен пикабушники настрочат комментариев за заголовок, но яхта с длинным корпусом всегда будет быстрее короткой. Это исторический и физический факт, что вы смеетесь))
Длинные и короткие яхты на одном видео. Это старт регаты Volvo Ocean Race в Португалии. На мелких корабликах зрители...
Скорость судов в водоизмещающем режиме определяется волновым сопротивлением, которое резко возрастает при приближении к критическому числу Фруда:
Для водоизмещающих судов практический предел — Fr ≈0.45. При больших значениях волновое сопротивление делает дальнейший разгон неэффективным. Упрощая- формула максимальной скорости (в узлах) выглядит как V = 1.34√ Длины ватерлинии в футах
Видно сразу 2 прозвища - "бегущая длина" (корпус очень длинный) и "летящее облако" (много парусов)
А старые яхты имели вот такие корпуса с удлиненной кормой нависающей над водой.
Режим стоянки и плавания под мотором, смачиваемая поверхности меньше. Корма не касается воды
При постановке парусов такая яхта «наклонялась на бок», длина ватерлинии возрастала и росла и доступная максималка.
Плавание под парусом - при наклоне корма начинает касаться воды и длина ватерлинии увеличивается
Решение проблемы стали «выход на глиссер» и подводные крылья.
1. «Выход на глиссер» позволил резко уменьшить смачиваемую площадь и сопротивление трения. Но при слишком высокой скорости при попытке объехать препятствие (топляк например), лодка потеряет управление и начнет кувыркаться. Это называется "потеря остойчивости" и так что тут уже оперируют формулой допустимой максимальной мощности двигателя.
Потеря остойчивости
2. Подводные крылья особой формы позволяют создать на них подъёмную силу, которая приподнимет судно из воды, оставив из сопротивления только трение крыла, а не корпуса. Вот видео с Кубка Америки
Ограничениями тут выступают -минимальная скорость выхода «на режим» и то, что крылья не могут поднять много веса с учетом мощности паруса. Т.е. «Комета» под мощным двигателем на крылья встанет легко, а вот парусную яхту перегружать лишним весом нельзя.
Да, да -кондей за борт, туалет и плиту за борт, толстякам тоже не рады. Зато максималка достигает от 80 до 100+ км/ч, но и цена ошибки тоже велика.
Поэтому классические яхтсмены по прежнему ходят под парусами по старинке и используют формулу Максималка = 1,34√Длины
Для яхты 40 футов (12м) это 8,5 узла =15 км/ч Для 50 футов (15м) уже 9,5 узла = 17 км/ч.
Так что если услышите от «бывалого» яхтсмена о том как он на своей 10 метровой яхте (7,5 узла макс=13 км/ч) в 100 бальный шторм плыл аж 50 км/ч – соглашайтесь, но знайте что он в этот момент нарушал законы физики))
That's all, folks!
Желающие читать меня в телеграмме -ищите на канале "Яхта". Там же 3-4 раза в год публикую приглашения в яхтенные путешествия
Привет! Меня зовут Colt и я пишу посты на яхтенную тематику. Информирую, что я зову впутешествие на парусной яхте по Греческим Островам на Майскиепраздники в телеграмм канале. Для ЛЛ: Линза Френеля, фокусируя свет, дала возможность видеть свет маяка издалека и сделала «видимыми» маяки малой мощности =позволила ставить недорогие маяки практически везде.
Сегодня, если вы потерялись в незнакомом месте, то вы легко найдете дорогу по GPS, если, конечно, телефон работает. Если нет – то вам помогут ориентиры на местности. А что делать в море, где из ориентиров -ровная поверхность одинаковая во все стороны? Тут отсутствие GPS куда более критично. А теперь попробуйте перенестись лет этак на 300 назад, в ночь, темноту, отвратительную погоду, на поврежденный корабль, который пытается найти уже не гавань, то хотя бы берег. Какие у него шансы?
Вся надежда на береговой маяк и чем раньше моряки увидят его свет, тем быстрее смогут принять меры к спасению. Однако свет костра или факела быстро «рассеивается» и плохо виден, в идеале этот свет надо сфокусировать и направить прямо на корабль.
Именно линза Френеля дала возможность видеть свет маяка издалека и сделать «видимыми» маяки малой мощности, что в свою очередь снизило стоимость маяка и позволило монтировать недорогие маяки практически везде.
Прежде чем рисовать картинки преломления лучей, давайте немного погрузимся в историю:
Самые ранние известные маяки представляли собой обычные холмы или насыпи, на вершине которых разводили большие костры. Моряки древности заметили, что чем выше и ярче источник света, тем дальше его видно в море (пост зависимости дальности от высоты).
Одним из самых знаменитых маяков в истории человечества был Александрийский маяк, построенный в Египте в 280 г до н.э. Он имел в высоту порядка 150 метров и по праву являлся одним из семи чудес света и, разумеется, был чертовски дорог и в строительстве, и в обслуживании.
Александрийский маяк (фото в цвете)
Строить что-то подобное по масштабу на входе во все бухты — дорого. Поэтому все остальные маяки древности имели значительно меньшую высоту. Например, старейший сохранившийся маяк «Башня Геркулеса», построенный в 1 веке н.э. в Ла-Корунье (Испания) возвышался «всего» на 57 метров. А ведь еще надо было поднять на эту высоту топливо для костра. Которого такой маяк потреблял до 400(!) тонн в год. Расходы просто сумасшедшие!
«Башня Геркулеса» и Генуэзский маяк, год постройки 1128 года, высота 76 метров
В 1782 году в освещении маяков произошла революция: появилась так называемая лампа Арганда. Воздух в ней проходил через узкую трубку, поэтому при горении газы сгорали полностью — это давало существенную экономию топлива и переводило маяк из категории «космически дорого» в просто «очень дорого».
Но свет по-прежнему рассеивался во все стороны и начались попытки фокусировать и отражать его в сторону моря. В 1763 году английский моряк Уильям Хатчинсон придумал оригинальную конструкцию параболического отражателя. Он представлял собой полусферическое основание, обклеенное отполированными металлическими кусочками. За основу Хатчинсон взял труды Иоганна Кеплера (ещё начала 17 века) и придумал, как применить их к освещению маяков.
Первая система была опробована на маяке неподалёку от Ливерпуля и позволяла фокусировать до 40-50% светового потока
Оригинальная конструкция Хатчинсона
Однако конструкция была очень дорогой и тяжёлой, а еще ее приходилось вращать, чтобы свет распространялся во все стороны, а не только в определённую зону (пятно) на воде. Все это не добавляло надежности системе, а постоянно ломающийся маяк -так себе затея. Да и моряки почему то злились...
В начале 19 века во Франции многие моряки и рыболовы направляли жалобы на неудовлетворительное качество маяков. Глас народа услышал новоиспечённый император Наполеон Бонапарт. В 1811 году он учредил «Комиссию по маякам. Нужно было придумать способ, как фокусировать свет ещё эффективнее, при этом не увеличивая вес и по возможности, стоимость.
Членом этой то комиссии и являлся наш герой Жан Огюстен Френель - видный учёный, занимавшийся изучением волновых свойств света и описавший дифракцию и её частный случай — интерференцию.
Жан Огюст Френель: учёный, инженер и изобретатель
Эти же идеи он применил для решения задачи по усилению света маяка.Основная идея линзы Френеля проста: Представьте, что вы берёте обычное увеличительное стекло с выпуклой линзой, и разрезаете её на сотню концентрических колец. Каждое кольцо по мере удаления от центра немного меньше предыдущего. При этом угол наклона колец (читайте — тонких призм) тоже изменяется — для того, чтобы при преломлении все лучи имели параллельное направление. Таким образом световой поток не будет рассеиваться
Общий принцип работы линзы Френеля. Он обошелся 8 кольцами
Преимущество такой «нарезки» на концентрические призмы состоит в том, что линзу можно изготовить практически плоской и она будет значительно легче.
При этом с точки зрения оптики, линза Френеля:
Может работать даже с большой угловой апертурой — углом между крайними лучами света;
Разное сечение колец позволяет снизить сферическую аберрацию (отклонение лучей от идеального направления) к минимуму из-за точно рассчитанного угла наклона плоскостей.
Всё это позволило использовать максимум мощность источника, фокусируя до 98% светового потока. И именно это стало невероятным открытием, решивших проблему света маяка. Теперь свечение даже относительно слабой лампы можно было заметить на огромном расстоянии -30 и даже 40 км. Дополнительным преимуществом стало то, что лёгкую линзу можно было вращать вокруг источника света. Это позволяло создавать вспышки света с заданным периодом, что позволяло мореходам точно распознать маяк.
Схема образования линзы. Слева снизу скругленные элементы. справа прямые (такие делать проще)
Проведя необходимые расчёты и проработав конструкцию из восьми панелей, Френель смог изготовить прототип. Официальный бюджет составлял всего 500 франков. В марте 1820 года появилась первая панель: она имела прямоугольную форму с размером 55х65 см.
Официальное испытание провели 20 августа 1822 года на недостроенной Триумфальной арке, в присутствии Людовика XVIII. По свидетельству очевидцев, свет заметили на расстоянии в 32 километра! Это был прорыв (сравнимый, например с изобретением реактивного двигателя)- ничего подобного не мог дать ни один параболический отражатель того времени. Кстати, в качестве источника света использовалась как раз лампа Арганда.
Одна из дошедших до нас моделей. С небольшими доработками такая конструкция используется и по сей день
Конструкция Френеля была одобрена «Комиссией по маякам», и 25 июля 1823 года ее установили на маяке Кордуан — первом во Франции.
Оптическая система представляла собой восьмигранный барабан, каждая сторона которого была выполнена из панели площадью 76 кв. см с восемью кольцами линз. Размер линз позволял уловить лучи света, расходящиеся до 45°, если смотреть на аппарат в вертикальном разрезе, остальные лучи уходили над и под аппаратом. Чтобы поймать лучи, расходящиеся под аппаратом, Френель установил в основании линзового барабана кольцо металлических посеребренных зеркал, а для улавливания уходящих над основной линзой лучей, закрепил над барабаном восемь небольших линз, перенаправляющих выходящие сверху лучи на зеркала, от которых они отражались горизонтально.
Оптический аппарат Френеля на Кордуанском маяке и схема его строения
В фокальной плоскости устройства располагались три концентрических фитиля лампы, куда рапсовое масло подавалось при помощи напорного насоса. Вращение аппарата осуществлялось за счет часового механизма с использованием груза. Сам аппарат по мнению Френеля походил на улей.
Первой страной, понявшей всю важность открытия Френеля для морской навигации по всему миру стала тогдашняя Владычица Морей - Британия. В 1820-х годах британский ученый Дэвид Брюстер способствовал популяризации и массовому использованию линз Френеля в маяках Великобритании: для этого даже открыли отдельный завод по производству стекла.
После этого линзы стали использовать в маяках по всей Европы, а после 1852 года — и в США. В 1860-х КАЖДЫЙ маяк в Америке снабжался линзами Френеля.Все это РЕЗКО увеличило видимость маяков и, соответственно, безопасность плавания.
Со временем, конечно, модифицировали и источник света- добавилось газовое и электрическое освещение. Вместе с этим менялась и конструкция линз Френеля начиная от количества панелей, формы и числа линз и заканчивая их цветами.
Примеры линз Френеля разного порядка: от первого, самой крупной и дающей наибольшую дальность света, до шестого, с наименьшей. Фокусное расстояние и дальность луча линз первого порядка — 920 мм и 20–30 морских миль, шестого — 150 мм и 7 морских миль
Всего было сделано больше сотни модификаций и доработок, но сама идея осталась неизменной. Именно благодаря этой линзе сегодня в опасных местах можно поставить дешевый маломощный маяк в виде треноги с лампочкой, аккумулятором и солнечной батарей. Видно этот маяк будет с достаточного расстояния, а обслуживание будет недорогим.
Небольшой маяк, высотой около 5 метров. Турция, Калкан.
К сожалению, сам Френель не дожил до того момента, как его детище триумфально распространилось по всему миру. Он умер 14 июля 1827 года в возрасте 39 лет от туберкулёза.
В честь изобретателя на каждом французском маяке, в котором использовалась линза Френеля, был установлен его бюст, а имя Жана Огюстена является одним из 72 имён, выбитых на Эйфелевой башне. Ему обязаны своими жизнями тысячи моряков, которых свет его линзы уберег от неприятностей!
«И свет во тьме светит, и тьма не объяла его» (С) Евангелие от Иоанна
That's all, folks! Желающие читать меня в телеграмме -ищите на канале "Яхта"
