Самый быстрый водный транспорт на мускульной силе
Пока одни команды пытаются построить автомобиль, способный двигаться со скоростью звука, другие пытаются побить более скромный рекорд. Можно ли разогнать судно, приводимое в движение людьми, до скорости выше 34 километров в час?
Самое быстрое водное средство на подводных крыльях
Однажды холодным октябрьским днем в 1991 году группа из Массачусетского технологического института под руководством физика Марка Дрелы установила рекорд самого быстрого водоплавающего средства, что называется, на педалях. Их подводное крыло Decavitator разогналось до 18,5 узлов (34 км/ч) на 100-метровом участке реки Чарльз, которая протекает через Бостон.
Decavitator не был ни капли похожим на подводные крылья, которые возят туристов в Грецию. Нет, это был катамаран с двумя тонкими корпусами и гигантским воздушным пропеллером, который крепился сзади. Водитель – сам Дрела – болтался между двумя корпусами, яростно крутя педали.
Весной 1993 года команда «Декавитатора» была награждена премией Дюпон за самый быстрый водный транспорт, приводимый в движение человеком. После своего рекордного выступления транспорт выставили в вестибюле Бостонского музея науки.
Двадцать пять лет спустя, несмотря на множество попыток, этот рекорд остается непобитым.
Малоло — подводное крыло или хвост?
Тем не менее ответвление Оксфордского университета – Animal Dynamics, соучрежденное зоологом Эдрианом Томасом, тратит 200 000 фунтов стерлингов именно на это. Их аппарат Malolo («Малоло») представляет собой подводное крыло по типу «Декавитатора». В отличие от конкурента, проект «Малоло» вдохновляется движением китов через воду – вместо пропеллера он использует гигантский арочный хвост, который иногда можно увидеть над водой и ныряющим китом. 
Через два года после начала работы над проектом команда начала тестирование своего третьего прототипа у южного побережья Англии. По словам Томаса, они уже разогнались до 22 километров в час (12 узлов).
В команде рассчитывают построить по крайней мере еще три прототипа, прежде чем они действительно пойдут на рекорд в следующем году, каждый из которых будет меньше и легче предыдущего.
Вопрос в том, смогут ли они преуспеть там, где «Декавитатор» не смог?
Велосипед с подводным крылом
Подобный транспорт разгоняется при помощи мускульной силы человека. Для большинства из нас это велосипеды. Но такие велосипеды могут и в воздухе летать, и плавать по морю и даже по рельсам ездить.
Велосипеды – это повседневная форма транспорта для многих людей, но принцип их работы можно положить в основу совершенно нового транспорта, чтобы, например, побить рекорд или укрепить репутацию. Дрела уже принимал участие в установке рекордов для летающих велосипедов до попытки установить рекорд на воде – а таким может похвастать не каждый. Его работа над летающим велосипедом вылилась в полет на «стрекозе» Daedalus с Крита на Санторин в 1988 году. Этот полет установил рекорд по скорости и выносливости летающих велосипедов.
По возвращении в США команда Дрела решила завоевать премию Дюпон (DuPont Prize), построив самое быстрое водное судно, приводимое в движение человеком и его мышцами, которую объявили в 1988 году. Приз должны были присудить первой команде, которая разгонится до 20 узлов на 100-метровом участке, либо команде, которая станет самой быстрой по состоянию на 31 декабря 1992 года.
Дрела понял, что единственным способом получить приз будет разработка катамарана с подводным крылом.
Транспорт на подводном крыле — наполовину лодка, наполовину самолет. Часто их используют для перемещения между удаленными островами или для быстрого переезда из точки А в точку Б. По мере того, как лодка разгоняется, подводное крыло приподнимает ее над водой, и она как бы летит низенько над водой.
Подводное крыло было изобретено в конце 19 века. Но только в 1955 году немецкий инженер Юлиус Шук представил публике первое подводное крыло. Он назвал его «Вассерлауфер» (бегущий по воде).
С тех пор появилось много разных типов одно- и даже двухместных аппаратов на подводном крыле – AquaSkipper, Foiled Again и другие. Они использовали пропеллеры под водой и над водой, взмахивали крыльями и веслами, чтобы идти достаточно быстро и подлетать. Первая версия Flying Fish была даже запущена с катапульты. В Японии проводились захватывающие гонки.
Инженерам вроде Дрелы интересно заниматься этим потому, что подводные крылья позволяют создать самый быстрый водный транспорт на человеческой силе. Длинные каяки, которыми славятся командные гонки между Оксфордом и Кембриджем, никогда не побьют рекорды, установленные «Декавитатором» много лет назад. 
«Я думал, что мой рекорд будет все-таки побит», признается Дрела. «Но мы подошли к проекту с гигантским багажом опыта работы над другими проектами и очень постарались. Построить его было гораздо труднее, чем летающий аппарат. Если вы дрейфуете вверх и вниз на аэроплане, это не проблема. Но на подводных крыльях дрейф даже на несколько дюймов может стать катастрофой».
«Было много команд, которые пытались, но не смогли побить рекорд, потому что им не хватало квалифицированных людей, времени, чтобы сделать все правильно, и денег, потому что это дорого», говорит Эдриан Томас, соучредитель Animal Dynamics. «Нужно тратить деньги, делать это самому и быть готовым к ошибкам».
«Сейчас это слишком дорого для любителей и требует целый ворох разных навыков», говорит он. «Поэтому, думаю, Майк Дрела был единственным, кому удалось это сделать. У него были фантастический набор навыков и поддержка MIT за плечами».
И все же некоторые считают, что победа «Декавитатора» была обусловлена ветром в спину.
«Правила премии Дюпон позволяли использовать легкий ветерок, дующий в спину, порядка 4,8 км/ч», говорит Аллан Эбботт, член группы Flying Fish 20. В 1987 году олимпийский золотой медалист Стив Хегг установил мировой рекорд по времени в 5 минут, 48,53 секунды (11,15 узла) на 2000-метровом морском стадионе Лонг-Бич, при помощи Flying Fish 2. Этот рекорд, хоть и не такой громкий, по-прежнему держится сегодня.
«Декавитатор» был разработан, чтобы воспользоваться этим преимуществом и задействовать воздушный винт. Попутный ветер существенно помогает аппарату, который отталкивается от ветра, если сравнивать с аппаратом, пропеллер которого крутится в воде».
И тогда в состязании в декабре 1992 года в резервуаре Паддингстоун в Калифорнии, где скорость ветра была незначительной, скорость «Декавитатора» была немного меньше, чем у Flying Fish.
«Проекты подводных крыльев, которые удерживают мировой рекорд скорости, создавались специально для высокой скорости, и они неизбежно будут непрактичными, либо вообще не полетят при меньших усилиях». 
«Какой совет я дал бы сегодняшним начинателям этой гонки? Найди спонсора для проекта. Маловероятно, что из этих состязаний выйдет хоть что-то, что можно будет продать».
Тем не менее Томас и Алекс Качча, соучредитель и главный исполнительный директор Animal Dynamics, уверены, что побьют рекорд скорости быстрее чем в 20 узлов – и смогут позднее продать свое изобретение.
Беспилотный дрон в виде стрекозы
Animal Dynamics предпринимает немного другой высокотехнологичный подход. Ее технологии вдохновлены природой. Компания разрабатывает беспилотный небольшой дрон Skeeter для Министерства обороны Великобритании. Он похож на стрекозу и умеет взмахивать крыльями в полете. Также компании поручили разработать прототип автономного парамотора, который мог бы помочь солдатам на фронте в будущем.
Уроки проекта, по мнению Томаса и Качча, помогли преодолеть технические препятствия «Малоло».
«Причина, по которой у нас есть шанс побить рекорд, в том, что хвост кита имеет на 20-30% больше КПД, чем пропеллер», говорит Эдриан Томас. «Просто его трудно сделать. Многие пытались и брались за это, но никто его так и не разработал. Думаю, потому что трудно создать механизм для эффективного управления им».
Задача проекта состоит в том, чтобы преобразовать круговое движение педалей во взмахи плавником вверх и вниз без значительных потерь эффективности. Есть много способов сделать это и зарегистрировано множество патентов. И в этом-то самая большая проблема. Многие команды приходят к выводу, что проще взять пропеллер и заставить парня крутить педали.
Томас и Качча видят в своей технологии нечто большее, чем просто способ побить рекорд: они видят технологию, которая поможет сделать воздух чище и планету прохладнее, избавив нас от одной из самых грязных отраслей промышленности – судоходной.
Будущее технологии мускульного транспорта
Исследования показывают, что всего один гигантский корабль, перевозящий контейнеры, может оставить столько выбросов, сколько 50 миллионов автомобилей. 16 крупнейших кораблей выбрасывают столько же оксида азота и оксида серы, сколько 760 миллионов автомобилей.
Инженеры заинтересованы в том, как использовать хвост кита для движения кораблей, говорят они. Им не нужно строить корабли, похожие на китов, достаточно просто заменить пропеллеры плавниками, которые ходят вверх и вниз.
Что приятно, уже существуют гидравлические механизмы, работающие подобно китовому хвосту. В водяном баке возле лаборатории в северном Оксфорде инженеры скоро испытают бортовой двигатель, работающий на плавнике, который ходит вверх и вниз. Китовый плавник также может обеспечить 20-30% сохранение топлива для судов. Эта отрасль постепенно движется в сторону автономных кораблей, и теперь пришло время разработать более эффективные способы передвижения на воде. Такое дело достойно любой премии.
По материалам BBC
Один комментарий
Круто чё! Сейчас стало модным ставить везде моторы, электродвигатели продаются уже на каждом углу, чтобы поставить их на велосипед или на лодку. Люди уже отвыкли крутить педали просто покататься на деревянной лодке с деревянными веслами на речке или на озере. Так уже почти нигде не увидишь. Если уже не хотим хранить старые традиции, то хотя бы создавать какие-то водные средства, чтобы сохранить связь с природой, не лениться, развиваться физически. Эх, как же было хорошо спуститься на Каму, взять напрокат обычную простую лодку, поплавать, любуюсь окрестностями. А сейчас даже этого проката нету. В этом месте теперь корпоративы за деньги устраивают.
Источник
Крути педали по воде
Вероника Ушакова
Мы продолжаем рубрику «Успеть до осени», в которой рассказываем о способах провести летний досуг в столице. В этот раз корреспондент «Вечерней Москвы» осваивала необычный транспорт — водный велосипед.
Мелкий дождь, прохладный ветер и легкие волны на воде. На Строгинской пойме погода, что называется, не летная. Но вот для водного велосипеда вполне подходит. К парковке плавучих «железных коней» меня ведет тренер, руководитель центра водного спорта Стас Орлов.
Признаться, фраза «водный велосипед» вызывала в воображении что-то похожее на катамаран: деревянный настил на двух «поплавках», но с педалями. Однако оказалось, что это «водные велосипеды» — такие же, как и обычные. Только педали заставляют крутиться винт, а не колеса.
— Я называю их реинкарнацией катамаранов, — смеется Стас Орлов. — Тех самых, которые застали наши родители в советские годы. Тогда были маленькие велосипедики с лавками, на которые люди по парам садились и крутили педали. Поэтому, когда мы говорим «водный велосипед», люди и сейчас представляют алюминиевый хлам.
А на деле старой рухлядью это и вправду не назвать, даже в самом плохом настроении. Красивые велосипеды с двумя педалями. Только вместо колес у них два винта: спереди и сзади и два баллона с воздухом, на них вся эта конструкция и держится на воде.
— Здесь посадка такая же, как в сайкл-классах (упражнениях на стационарных велосипедных тренажерах. — «ВМ»), которые проводятся в фитнес-центрах, — объясняет Стас Орлов. — И поездка на водном велосипеде заменяет занятие на велотренажере. Вместо того чтобы час крутить педали в спортзале, садишься и крутишь их здесь, на свежем воздухе и с видом на живописные пейзажи.
Педали в зале я уже крутила, наверное, и на водном велосипеде все получится с первого раза. Иду переодеваться. Лучше всего для таких водных прогулок в жаркое время подходит купальник, а вот в прохладную погоду лучше надеть гидрокостюм — чтобы не замерзнуть, если все же упаду в воду. Стас спросил, умею ли я плавать и после отрицательного ответа выдал еще и спасательный жилет. Мы вынесли два велосипеда, по весу они не тяжелые — около 30 килограммов, и поставили их на воду у причала.
— Вы первая, кто прокатится на водном велосипеде, — сказал мне Стас. До этого на нем катался только я и пара спортсменов-профессионалов. Сейчас я изучаю транспорт, тренируюсь и разрабатываю свою методику. Восемь лет назад я уже привез SUP-доски (доски для серфинга стоя. — «ВМ») в Москву, и теперь весь город катается. Велосипед планирую развить также.
Под руководством тренера я села на велосипед, и тут стало страшно. Как он, такой легкий, справится с волнами?
— Крутите педали быстрее и держите руль правее, — говорит Стас. Он уже тоже спустился на воду и плывет впереди меня.
Оказывается, это и правда несложно. Педали легко крутить, причем в обоих направлениях. Привод здесь устроен через гребной винт. Я поворачиваю руль, вместе с ним меняет направление и велосипед. За несколько минут мы добрались до желтого буйка, который находится в 150 метрах от берега. Плывем обратно.
— Когда соберется больше любителей и спортсменов, будем устраивать гонки и плавать на скорость, — говорит Стас. — Буек можно передвинуть к соседнему берегу, на два километра, так будет даже интереснее. Велосипед легкий, на нем не сложно совершать маневры. Поэтому со временем научимся делать на нем крутые трюки.
Вот мы и подплываем обратно к берегу. К нам подошел еще один спортсмен — Дмитрий Розоренов. Здесь, в Строгинской пойме, он обычно катается на SUP-серфе. А сегодня из-за прохладной погоды решил тоже сесть на водный велосипед. Я собралась на второй круг и составила компанию Дмитрию.
— Ощущения довольно необычные, это не похоже на поездку на обычном велосипеде. Но очень напоминает SUPсерфинг, разогнаться можно до высокой скорости, — говорит Дмитрий Розоренов, уверенно поворачивая руль. — Только научиться гораздо проще.
Сделав еще круг, возвращаемся на берег. Стас помогает нам спуститься на пирс и убирает велосипеды обратно, на «парковку».
— SUP-серфинг людям уже приелся, им никого не удивить, на каждом водоеме можно покататься, — говорит Стас. — А вот такого водного велосипеда в Москве больше нигде нет.
Кататься на таком необычном транспорте, как оказалось, могут не только спортсмены — было бы желание. Главное — успеть сделать это до осени.
ХАРАКТЕРИСТИКИ
Давление в баллонах, на которых плывет велосипед, — 0,07 атмосферы. По результатам испытаний «железный конь» способен выдержать человека весом до 100 килограммов и не перевернуться при этом. Ограничения есть и по росту: из-за высоты сиденья пассажир водного велосипеда должен быть не выше 180 сантиметров. Пока к катанию допускают пассажиров лишь от семи лет — и важно, чтобы дети умели плавать.
Источник
