 |
 |
 |
"Использование метода Шлимана при исследовании двигательно-движительного комплекса активно-реактивного типа."
В рамках работы по исследованию возможностей создания парусного вооружения активно-реактивного типа необходимо решать вопрос выработки оптимальной конструкции собственно парусов, рангоута и такелажа.
Первоначальный поиск был направлен на развитие таких конструкций как « ротор Флетнера», «парус Кусто» установленный на «Алкионе», поскольку по своей идеологии создания приращения подъемной силы на парусе за счет дополнительных энергозатрат, они могут считаться предшественниками разрабатываемого двигательно-движительного комплекса.
Однако, экспериментальная проверка паруса колонны высотой 0,5 м с боковой прорезью и внутренней продувкой воздуха за счет подогрева. показала его низкую эффективность. Определенная тяга была зарегистрирована, но ее полезное действие оказалось столь низким, что не обеспечивалось движение модели (катамаран с размерами в плане 0.5х0.5 м). Соответственно встал вопрос о поиске иной конфигурации комплекса. На этот раз был использован метод, который в принципе можно назвать «методом Шлимана».
Известно, что некогда Генрих Шлиман опираясь на мифы и их литературную обработку «Илиаду» и «Одиссею» смог открыть и исследовать древнюю Трою. После этого археологи в своей работе при уточнении характеристик исследуемого объекта, стали порой обращаться к мифам, эпосу, легендам. Однако применение подобного подхода в основном ограничивалось историческими науками, археологией. В то же время можно привести пример, когда легенда дала толчок развитию направления техники.
Так, развитие воздухоплавания и авиации, особенно на ранних стадиях, стимулировалось легендой (причем скорее всего это именно легенда) о Дедале и Икаре.
Особенно интересным является следующее обстоятельство. В первом случае (Троя), в основе легенды лежали достоверные события, во втором (Икар) – скорее всего миф, не имеющий фактического основания. Однако, принятие легендарных событий в качестве отправной точки для исследования в обоих случаях привело к позитивному результату.
Известны легенды и мифы эпохи парусного флота, рассказывающие о капитанах и штурманах умевших вызывать ветер в штилевую погоду. Легенды приводят и соответствующий способ инициирования ветра: свист в нужном направлении, почесывание мачты ногтями, порка рыжего юнги. Очевидно, все они не имеют отношения к реально применявшимся методам, если таковые существовали.
В тоже время анализ корабельной архитектуры, конфигурации парусного вооружения, состава судовых устройств и организации службы на борту судна, позволил сделать выводы о гипотетической возможности реализации идеи движения парусного судна при безветрии на судах 16-19 веков.
К таким фактам можно отнести прежде всего:
-расположение трубы камбузной плиты, как правило под парусами фок-мачты. На средиземноморских галерах камбузная печь могла перемещаться поперек судна по первой банке на которой гребцы отсутствовали. На испанских же каравеллах приготовление пищи осуществлялось на открытом огне, на очаге расположенном на верхней палубе;
- чрезмерно большие размеры корабельных фонарей (сохранились свидетельства о фонарях, внутри которых могло поместиться до 9 человек). Нерациональное на первый взгляд размещение фонарей. Так фонарь на грот-мачте располагался не на топе, а на марсе т.е. ? или ½ высоты мачты. При этом корабельным фонарям уделялось повышенное внимание: в составе экипажа имелся фонарщик, который кроме обслуживания фонарей не имел других обязанностей (данный факт отражен и в Морском уставе Петра Великого);
- существование цветных (прежде всего черных) и полосатых парусов. Особенно часто отмечается наличие черных парусов на пиратских кораблях. Отметим, что окрашенная ткань стоила в тот период на порядок дороже и ее применение, очевидно, должно было быть оправдано чем-то еще кроме эстетических вкусов судовладельца;
- существование в течение длительного времени типов парусного вооружения неоптимальных с точки зрения движения, как при попутных ветрах, так и при встречных. Из подобных типов наиболее характерным является средиземноморская полякра 17-19 веков. Здесь присутствует смешение прямых , гафельных, латинских парусов и стакселей и кливеров. Причем латинский фок совместно со стакселями образовывал как бы пирамиду. Одна ее сторона (латинский парус) была сплошной, другая – стаксели и кливеры представляла как бы стену жаюзей, позади пирамида прикрывалась в своей нижней части шторкой- прямым гротом. В верху же образовывалось пространство подобное соплу, за которым размещались (подобно лопаткам турбины) марсель, брамсель и крюйсель. Внутри «пирамиды» помещалась камбузная труба, которая могла обеспечивать подогрев воздуха внутри этой любопытной конструкции. Гафельная бизань в данном случае представляется как бы закрылком регулирующим направление воздушного потока.
Именно полякра была выбрана в качестве прототипа при создании модели парусного вооружения на следующем этапе работы.
Эксперимент проведенный с подобным парусным вооружением позволил получить скорости порядка 0,1-0,12Fr , что позволило сделать вывод о целесообразности продолжения исследовательской работы в данном направлении. Оказалось, что именно подобная схема позволяет реализовать, как энергию восходящего потока, так и эжектируемого холодного воздуха и индуцируемого воздушного потока вдоль паруса. Предварительные расчеты позволяют также сделать предположение о возможности создания внутри парусного вооружения воздушных потоков со скоростями от 3-4 до 7-9 м/с, что может вывести данное направление исследований в область практического применения.
Можно также предположить, что помимо энергии сжигаемого топлива использовались и т.н. «термики» - восходящие воздушные потоки, аналогично тому, как они используются для полета планера. Так, возможно черный цвет парусов мог способствовать лучшему прогреву воздуха внутри объема ограниченного парусами. Соответственно «выхлоп» нагретого воздуха мог эжектировать холодный воздух и система начинала работать подобно пульсирующему реактивному двигателю.
Возможно такая схема могла быть реализована, тем более, что сегодня известны т.н. «солнечные» воздушные шары, подъемная сила в которых обеспечивается разогревом внутреннего объема солнцем. Безусловно черный цвет оболочки будет способствовать повышению эффективности системы.
О возможности использования «термиков» говорят следующие факты:
- наклон мачт в сторону кормы на большинстве классических парусников, начиная с конца 18 века;
-увеличение длины реев на ряде т.н. «ост-индских» судов в 19 веке. Возможно этой же цели – использованию «термиков» могли служить и лиселя.
Нужно отметить еще и некоторые материалы этнографического характера, которые также могут свидетельствовать в пользу выбранного направления. В монографии Бадигина «По студеным морям» опубликованной им по материалам своей кандидатской диссертации упоминается любопытный факт. В некоторых поморских источниках бушприт называется «накозьем». Объясняется такое название тем, что под бушпритом подвешивалась «коза»- печь для вытапливания жира морского зверя (отметим, что как правило на зверобойных судах жиротопельная печь устанавливалась на шкафуте). Бадигин отмечает также способность поморских парусных судов свободно маневрировать во льдах.
Можно предположить, что сжигание жира под носовым парусом создавало дополнительный поток воздуха вдоль паруса и обеспечивало необходимую управляемость. Таким образом применение «метода Шлимана» оказывается может сослужить пользу и в технических науках.