Тайны и мифы науки. В поисках истины

Особое внимание уделялось разработке жестких парусов-крыльев, привлекательных по простоте обращения. Сначала применялось симметричное жесткое крыло, однако оно проигрывало обычному мягкому парусу. Тогда начали искать методы оптимизации. Любопытным изобретением был жесткий щелевой парус, созданный для научно-исследовательского судна «Академик Иоффе». На нем были установлены две мачты с такими парусами, которые были предназначены давать кораблю ход при выключенном двигателе. Дело в том, что «Иоффе» создавался в паре с другим научно-исследовательским судном, «Академик Сергей Вавилов». Оба судна должны были работать по гидроакустической тематике, и на обоих стояли огромные, высотой с двухэтажный дом, антенны. Один из кораблей должен был играть роль излучателя, а второй – приемника. Вот для приемника и были созданы паруса. В «Лихие девяностые» паруса спилили, а на их месте была сооружена дополнительная шестая палуба с каютами для туристов.

Преимущество жесткого щелевого паруса перед обычным состоит в том, что отрыв паруса при усилении ветра предотвращается здесь не отсасыванием воздушного потока, а его сдувом. Поэтому щелевое крыло обтекается почти до угла 90 градусов без отрыва. В то же время у жесткого паруса есть один большой недостаток – сложность в сборке и разборке. Куда девать парус, если налетает неожиданный шквал? Ведь именно так в 1957 году погиб знаменитый немецкий учебный парусник «Памир». Когда подошел ураган, он был под всеми парусами, их «обстенило», то есть прижало к стеньгам. Поэтому убрать паруса было уже невозможно. Через пять минут парусник перевернулся.

Эту проблему пытались решать по-разному. Паруса складывались как крылья бабочки, однако такая конструкция была непрочной, недолговечной. Для щелевого паруса придумали другой способ сборки – его просто заваливали на волейбольную площадку «Иоффе».

Жесткое крыло с толстым сечением, похожее на огромную трубу, получило название турбопаруса. Всеобщее внимание к нему привлек Жак-Ив Кусто, который в 1980-е годы поставил его на своем судне «Алсион». Основу движителя составляет аэродинамический профиль, вертикальная металлическая труба сечения, близкого к яйцевидному, с подвижным щитком, улучшающим аэродинамическое разделение внешней и внутренней поверхностей. Насосная система нагнетает в трубу воздух, создавая с одной стороны паруса необходимое разрежение; движение происходит в направлении, перпендикулярном давлению. Таким образом, парус работает как крыло: с одной стороны его воздух протекает медленнее, чем с другой, создавая движущую силу. Подвижная заслонка и система нагнетания воздуха, основанная на вентиляторах, повысили эффективность нового паруса. На испытаниях в аэродинамической трубе малогабаритные модели повели себя превосходно, дав тем самым рождение системе турбопарус.

Главная особенность турбопаруса, обусловленная его конструкцией, в том, что всегда можно получить движущую силу в нужном направлении, независимо от того, куда дует ветер. Судно, оборудованное турбопарусом, может двигаться даже против ветра, получая энергию из разницы давлений, создаваемой завихрениями воздуха внутри паруса и вне его. Совместно с турбопарусом можно использовать и обычные движители. Турбопарус при этом удобнее передать под управление компьютера, который будет задавать расположение «парусов» в пространстве и давление воздуха в системе.

Однако, как и другие подобные конструкции, турбопарус обладал серьезным недостатком – его нельзя было убрать с палубы. Поэтому первое плавание прототипа «Алсион» в 1983 году в водах Атлантического океана закончилось неудачно: судно попало в сильный шторм и получило повреждения – были разрушены мачты и паруса. Спустя два года после этой неудачи создание «Алсиона» было полностью закончено. Турбопарусная яхта использовалась вместе с легендарным «Калипсо» для океанографических работ команды Кусто. После того как в 1996 году «Калипсо» столкнулось в Сингапурской гавани с баржей и затонуло, «Алсион» стал основным экспедиционным судном «Фонда Кусто».

С турбопарусом часто путают так называемый ротор Флеттнера. Он тоже похож на трубу, однако действует совсем иначе. Принцип действия ротора основан на эффекте, открытом немецким физиком и химиком Генрихом Магнусом (1802-1870), который в 1852 году доказал, что если цилиндр вращается в набегающем потоке воздуха, то возникает сила тяги, перпендикулярная потоку воздуха. Роторные суда более быстроходные, чем парусные, однако у них есть свои недостатки: расход топлива на двигатели, которые вращают цилиндр, невозможность уборки с палубы, зависимость от ветра. Все это не позволило роторным судам получить широкое распространение.

Последнее веяние – это даже не парус, а воздушный змей. Причем воздушный змей очень забавный – надувной, который опять-таки состоит из множества секций. Надуванием этих секций заведует компьютер – в зависимости от силы ветра, от его направления. Но опять же абсолютно не понятно, как управлять таким парусом на гибкой связи. Что делать, если ветер неожиданно поменяет свое направление, а это бывает постоянно. Куда понесет этот воздушный змей, что с ним станет? Начатые в 1980-е годы работы не дали ощутимых результатов. Ученым не удалось устранить главные недостатки парусников – тихоходность и сильную зависимость от штормов.

Сегодня Россия обладает самым большим в мире парусным флотом. Он состоит из пяти парусников. Помимо уже упомянутых «Крузенштерна» и «Седова», приписанных к Калининграду и Мурманску, есть еще «Мир», приписанный к Санкт-Петербургу, «Надежда» и «Паллада», парусники, приписанные к порту Владивосток. Все это учебные суда, на которых готовят молодых моряков.

Кстати, возникает вопрос: почему их готовят на парусниках, когда потом всю жизнь они плавают только на современных судах? Вот что говорит по этому поводу Юрий Галкин, капитан учебного парусного судна «Мир»: «Молодой человек, придя на современное судно, может, проплавав несколько месяцев, ни разу не выйти на палубу. Знакомство с морем, с этой необузданной стихией, может быть только здесь. Настоящего моряка вы сможете воспитать только на парусном судне. В дождь, в непогоду, в сильный ветер курсанты вынуждены подниматься на высоту пятидесяти метров. И не просто подниматься, а работать там». Кстати, «Мир» считается самым быстрым парусником в мире. Его официально зарегистрированная максимальная скорость под парусами достигает 21 узла, или около 39 км/ч.

Сухопутному человеку кажется, что на паруснике все сложно и запутанно. Вспоминаю, когда много лет назад, в далеком 1962 году, я впервые попал на борт этого парусника и услышал по внутренней трансляции команду «Городницкому прибыть (с ударением на первом слоге) на шкафут», то я долго бегал по огромному кораблю, а судно огромное, и спрашивал: «Ребята, где тут у вас шкаф стоит?» Однако шкафут к шкафу никакого отношения не имеет. Шкафутом называется нижняя палуба в носовой части судна между полубаком (верхней носовой частью судна) и спардеком (верхней палубой).

Сегодня парусное судно – это четко работающий механизм с современным навигационным оборудованием, оснащенный так, как и положено кораблям XXI века. На современных парусниках стоят радиолокационные станции, системы глобального позиционирования и АИС (автоматическая идентификационная система, отвечающая за идентификацию судов, их габаритов, курса и других данных с помощью радиоволн ОВЧ/УКВ-диапазона). Есть также специальные радиобуи, которые автоматически срабатывают при погружении судна на определенную глубину (от полутора до четырех метров) и подают в эфир сигнал бедствия.

Сердцем парусного судна является его штурвал. Штурвал на парусниках, как правило, достаточно большой, и управлять им в одиночку не так-то просто. Особенно, во время волнения на море. К примеру, на «Крузенштерне» штурвал вращает не один рулевой, а целая команда, состоящая из трех, а иногда даже из четырех человек. Вспоминаю, как в 1962 году, недалеко от берегов Канады, в «ревущих сороковых», во время чудовищного шторма, когда волна гуляла по палубе, рулевых привязывали концами к штурвалу, чтобы их не смыло за борт. Несмотря на подобные критические ситуации, управлять рулем с парусом гораздо легче. Чтобы судно слушалось руля, достаточно его перекладки всего на один градус, а то и на полградуса или даже на четверть градуса. Причем, на штурвале эти четверть градуса можно поймать, а на джойстике, которым управляется обыкновенный корабль при заходе в порт или выходе из него, таких мизерных величин не выловить.