Зверь лютый Книга 34. Движуха

"На палубу вышел, сознанья уж нет.

В глазах у него помутилось...

На миг увидал ослепительный свет...

Упал... Сердце больше не билось".

Потому что — не турбина.

* * *

Глава 696

А теперь сравните эту машинерию с китом. Три вала... с тремя винтами каждый... по две турбины... трех типов... 18 паровых котлов... "курток замшевых — тоже три"...

Понятно, что кит уступает эсминцу. Конкретно "Новику" — в девять раз (1360 т.) в водоизмещении. И в 85 раз (42800 л.с.) по мощности. При близких скоростях! Конечно, кит не может держать такую скорость часами. Ну так он же не железный! А попробуй эсминца одним крилем кормить...

— У нас появились большие морские корабли...

— Так его ж сожгли! В Саксине!

Это кто у нас такой... политически информированный? Может, его из механиков в политинформаторы? Тоже... очень важная работа.

— Да. Сожгли. И людей убили. Враги — сдохнут. Скоро. А чтобы новые гадёныши не заводились — построим новые корабли. Не только парусные. С паровыми двигателями. Которым будут нужны хорошие движители. Китовый хвост вам как? Подойдёт?

* * *

Тут должна явиться толпа экспертов с воплями:

— Хрень! Бред!

Потом прорежутся "люди с памятью". И с удивлением:

— А чё тут нового? Мы такое уже с полвека делаем.

И вытащат устройство с, например, двумя плавниками, установленными на корме судна симметрично оси, с окнами и перекрывающими их заслонками.

Дальше появятся зоологи, которые, если честные, признаются:

— А хрен его знает. Чего это они так быстро плавают. В смысле: рыбы и киты.

И замысловато расскажут, что рыбы изгибаются, у акулы есть тайная мышца, которая меняет конфигурацию плавника, чешуя — это не просто так, а для гашения турбулентности, что меч (у меч-рыбы) и рог (у нарвала) есть средства создания вихрей, которые можно сравнить с кавитационным пузырём. И всё незаметно перейдёт к торпеде "Шквал" с маршевой скоростью 375 км/ч.

* * *

— Взять гибкую упругую пластину. Придать ей знакопеременное перемещение в направлении, перпендикулярном плоскости пластины. Появится сила тяги в направлении, перпендикулярном направлению этого перемещения.

Пришлось остановиться и повторить. Они все всё знают, но "залпом"... Показываю. Наглядно. Что это у меня было? Прежде чем наглядным пособием стало. Подмётка? Помахиваем. Знакопеременно и перпендикулярно. А вот и сила появилась. В виде ветерка.

— Первый вопрос: за что хвататься? Где точка, к которой нужно приложить то самое знакопеременное?

— Дык... ну... за краешек же! Мах — больше, ветер сильнее.

— Ага. Только ведь и силы надо больше. Правило простое: 0,29. Доля длины махалки от середины до точки приложения силы. За эту точку взял и давай. Вверх-вниз.

* * *

Так работают маховые перья птиц. Птица бьёт крылом по воздуху. На крыле — перья. С несимметричными опахалами. Внешнее уже внутреннего. Ствол пера — ось вращения. Отклонение от геометрического центра — 0.3. Точнее: 0.2887.

Интересно: "точка покоя" меча, про которую мне как-то Яков в Пердуновке рассказывал, которой бить надо — из этой серии?

"Главным недостатком гребного винта является принцип гребного создания силы тяги за счёт использования жидкой среды в качестве упора. Это порождает значительные потери энергии на неэффективную турбулизацию среды, порождаемую индуктивными профильными и поверхностными силами сопротивления среды, а также на закручивание лопастями потока жидкости. Увеличение скорости вращения винта приводит к... кавитации".

Слова-то какие! — Проф.жаргон. — А по простому?

Парсонс сделал "Турбинию". И очень удивлялся — а что ж она не бегает? Потом вспомнил про кавитацию и посадил три винта на один вал. Скорость подскочила с 19 до 35 узлов.

Все нормальные исследователи "хватали" плавник за край, за стебель хвоста кита. И "махали" им вверх-вниз. Как доской. Для хвоста дельфина есть модели и с прямоугольной, и с треугольной досками.

"Движитель... содержит... крыло, снабжённое шарнирно связанным с ним приводом, жёстко закреплённом на корпусе и сообщающем крылу возвратно-поступательное движение относительно направления движения потока жидкости".

Недостатки других: "...сохранение элемента гребкового способа создания тяги путём применения угловых перемещений крыла... с неэффективной подготовительной стадией — замахом...".

"Колебательные движения устройств, шарнирно соединённых с корпусом судна на корме, неизбежно имеют две стадии — замах и гребок...".

* * *

— Вид китового хвоста вас смутил. Тогда так. Кораблик. Из дна вертикально вниз торчит палка. Шток. На нём горизонтально — плавник. Гибкий. Сбоку смотреть — плоский, сверху — серпом. Полумесяцем. Шток дергается вверх-вниз, плавник двигает кораблик вперёд.

Назовём это по автору патента — "движитель Устюгина". Ах да, именные нельзя. Тогда — "птичий плавник".

— Такой плавник не загребает воду, а побалтывает её. Создаёт на своей задней кромке цепочку вихрей в форме бубликов. Эти "бублики" летят назад, а кораблик, по закону сохранения импульса — вперёд. Исаака, который Ньютон, помните? Что непонятно?

Молчат. Правильный ответ — всё. Но признаваться не хотят.

— А зачем? Ну, у нас же есть. Сам же сказал — весло, барабан, винт...

— Соотношение мощность двигателя/мощность движителя. У этого плавника — раз в сорок лучше винта. Турбина Лаваля с мощой в двадцать лошадей имела диск чуть больше пяди. С такой "малышкой" — как 800 лошадей у винта.

* * *

Чисто для оценки.

В 1875 г. у России было 215 морских торговых пароходов с суммарной мощностью 17713 л.с. Средняя — 82.3.

Паровых судов военного флота — 300, суммарная мощность: 36080 л.с. Средняя: 120.3.

Для сравнения: "Дредноут" (1906 г.). Полное водоизмещение: 21 067 т. Мощность: 26 350 л.с. Удельно: 1.25 на тонну.

Наши "Шилохвосты" имеют 160 т. После установки на них двадцатисантиметровой турбинки с вот таким движителем, при всей условности сравнения — четырёхкратное превосходство над "Дредноутом". На порядок мощнее среднего российского парохода конца 19 в.

В 1879 г. по рекам плавало 820 пароходов, из которых 471 постройки в России, общей мощностью 60063 л.с. Из них 22 товарных, 148 пассажирских и 502 буксирных. Среди них до 50 л.с — 327, от 91-100 л.с. — 55.

Нам тоже более всего нужны буксиры. Которые будут "с плавником" — вообще выходят за диапазон тогдашнего имперского Росстата.

Летать будут! Ну... так, низенько.

* * *

— Погоди. Но ты ж сам говорил, что скоростные турбины к винту не подключишь!

— Говорил. И повторю. Почему я и толкую про универсальный двигатель. Турбина крутит динаму. Та даёт ток. Который дёргает шток. В своём неторопливом ритме.

— Но... 30000 в минуту...

Будет в корабельной сети не 50 Гц, а 500. Есть тонкости. Но смысла не меняет.

— И что? Току — пофиг. Он вообще постоянный может быть.

* * *

Успех Парсонса в создании многоступенчатых турбин, которые можно прямо подключать к валу винта, был, пожалуй, самой крупной "диверсией" в истории машинного кораблестроения. Почти столетие корабелы всего мира были уверены, что "турбинный зверинец" на корабле — так и надо. К 21 в. малость очухались. Но не вполне.

"Главные турбины приводят во вращение гребной вал и разделяются на турбины переднего хода и турбины заднего хода. Вспомогательные турбины применяются для приводов вспомогательных механизмов обслуживающую главную энергетическую установку и хозяйственно-бытовые нужды.

Турбины бывают "прямодействующие" и с передачами. Прямодействующие турбины применяют только в качестве вспомогательных. Главные турбины могут иметь зубчатую или электрическую передачу, вспомогательные — только зубчатую передачу".

Турбоэлектроходы — вт.пол. 20 в. Ух ты! Обгоняю на 8 веков!

Преимущества: возможность быстро и плавно менять скорость, низкий уровень шума и вибрации, постоянные обороты, что снижает расход топлива и увеличивает срок службы.

* * *

— Не. Оно ж торчит. За дно цеплять будет.

— Да, торчит. Насколько? Смотря какого размера сам плавник. Кончики поднимаются и опускаются от горизонта. Думаю... на пару локтей в каждую сторону. На наших больших кораблях на корме стоит руль. Который выступает ниже киля. Велика ли разница?

Когда-то меня удивляло пожелание: "семь футов под килем". Зачем? Потом вспомнил про полотно руля.

— Для разных мест — разные корабли. Почти все нынешние плавают с рулевыми вёслами. Потому что родом с мелководья. Речного, морского — неважно. Наехал на мель — рулило выкинуло вверх. Но — не эффективно. А у нас тут, в Волге возле Стрелки, глубина полста локтей или больше.

— А Балахнинские перекаты?

— А там с десяток локтей и в сухой межень. А коли мало — ждать высокой воды. Или шток — втянуть, кораблик — перетащить. Смотрите: для малой воды — весло. Оно по поверхности скребёт, ниже дна даже плоскодонки не опускается. Малые речки-речушки. Воды больше — барабан или колесо. Тоже не глубоко цепляет. Ещё глубже — винт. Он уже ниже киля. Вровень с рулилом. Если снесёт руль, то и винт. Плавник не хуже. Только здесь руль не нужен.

— Это... как это? А править чем?!

— А им же. Повернул вбок — поплыл вбок, повернул задом наперёд — поплыл назад.

Турбины заднего хода с "Дредноута" и его потомков — отпадают как класс.

Не ново: испанские галеоны тоже имели управление только движителем, парусами. Но у парусников заднего хода нет. Лишь при неправильном маневрировании при смене галса корабль может "осаживать", "проваливаться" назад.

— Ну, кто возьмётся?

— За что? Подмёткой помахивать, ветерок гонять? Ха-ха-ха...

Меня — радует. Смех у детей и юношества. Полчаса смеха заменяет килограмм водки. Сэкономили.

— Можно я?

Ещё один подросток. Молчал, смущался, активно переживал, но не озвучивался. Тихоня? Потянет ли? Тут нужна не только камерная исследовательская работа, но и создание технологий. Это — коллектив. Люди, которые создают проблемы просто фактом своего существования. Нужно будет... разруливать. Хватит ли у этого тихони разных видов интеллекта, чтобы управлять группой? Силы воли? Коммуникативных навыков?

— Как зовут?

— Водовик.

Хм. Что-то я такое слышал. Сакский тан времён бедняги Гарольда? Мелкое судно, род павозка и отчасти плашкоута, употреблявшееся для подвозки воды, в него наливаемой, к большим судам, стоящим на рейде. Известен осташковский водовик длиною 8 саж. при ширине 2 саж. Водяной, водяник, водяной дедушка, водяной шут. Дух — хозяин вод. А, ещё был, в смысле: будет в 13 в., посадник Внезд Водовик, из ярых противников отца Александра Невского.

Что-то водяное в парне есть. Будем надеяться, что этот "водяной внучек" сумеет разобраться с "не-рыбными хвостами".

— Берёшь прямоугольную пластину из толстой кожи. Положение точки захвата двигаешь по оси от одного края до другого. Каждый раз смотришь — сколько воды выплеснуло. Потом обрезаешь пластину в серп. Посмотри несколько вариантов длины-ширины.

"КПД движителя (76%) выше КПД гребного винта (45%). Существенно различие в относительной поступи: 1,1 против 0,855". Это всё надо проверить.

— Ещё. Гибкость. Гибкое крыло в разы эффективнее жёсткого. Продумай изменение гибкости.

— Гибкость... А как?

Я ошибся? Парень не годен думать?

У дельфина жёсткость хвоста меняется в зависимости от режима плавания. Там работают мышцы и сухожилия. А здесь? Гибкие трубки с изменяемым давлением внутри плавника? Пневматика? Гидравлика?

Мне, почему-то, прежде всего представились гидроцилиндры, поднимающие нож бульдозера или подгибающие ковш экскаватора.

Мда... Материалов подходящих нет. Да и громоздко.

— Сделай апроксимацию.

— Э-э-э...

— Цепочки стержней, шарнирно соединённых, скелетом внутри двухслойного плавника. Опыты с железными опилками и электромагнитом видел? Дал ток — опилки построились. Убрал ток, встряхнул — опять в россыпи. На стержне — катушка с намотанным проводом. Соленоид называется. Дал ток — стержень втянулся. И следующий потащил. Тот тоже чуток втянулся. В кольцо-ограничитель. Дальше вниз-вверх он уже плавник не пустит. Сколько стержней в цепочке, какие они — не знаю. Сам проверишь и расскажешь.

И чего я совсем не знаю: как будет держать агрессивную среду — морская вода наверняка попадёт — наша электроизоляция на органике. Полихролвинила — нет. Хлопчатобумажную или из стеклоткани? Пропитанной резиной. Которая из одуванчиков. Которая есть, но мало. А рыбий клей... с костной мукой?... посмотрим.

— Ещё. Другой вид плавника. Сверху — сигарообразный. Э... вот таким плоским листиком. Ширина/длина — один к семи. Точка крепления — в середине самого широкого места. Два варианта. С точечным креплением штока и с жёсткой поперечиной. Проверь.

Этого у Устюгина нет. Но чудится мне... Хотя дофаминовые нейроны могут ошибаться. Вот и потренирую.

Наверняка лажа. Иллюзия. Моя. "Сигара" хороша минимальным сопротивлением в среде, а не эффективностью воздействия на среду. Но... Опять же — педагогический эффект.

— Тогда уж до кучи. Такой же, но вертикальный. Как рыбка. Дёргать, понятное дело, горизонтально.

— Э... А хвостик? К листику? Ну... рыбка же.

— Это ты мне сам скажешь. Когда сделаешь и проверишь.

Корабль в форме рыбы с "локомотороной волной по корпусу" не построить. Но можно ли сделать отдельный движитель с такими свойствами? И подцепить к нему корыто с грузом?

"Трактор привёз две тонны навоза" — верно? — Не-а. Трактор привёз прицеп. С двумя тоннами. В кабину "Белоруса" столько дерьма не всунешь.

Здесь — "осетры запряжённые". Тоже на жёсткой сцепке. Однажды, во время рыбалки на Волги в наш первый год здесь, белуга меня вместе с лодкой долго таскала. Чуть на дно не утащила. Надо попробовать подобное, но на электричестве.

"Рыбка" — от рыбы, "жесткая сцепка" от Устюгина. Или — от трактора с навозом.

Интересно, а почему Прокуй гримасничает? Аж перекосило парня.

"(Из истории болезни) Больной в постели активен, часто меняет позы". А этот ещё и морды строит.

О! Как же я раньше не сообразил! А ведь примеры были. Невнимателен: у моего глав.меха — идиосинкразия на электричество.

* * *

Быват. Знавал я как-то одного сантехника. Трубные системы, хоть гидравлические, хоть пневмо — всегда. Но с электричеством... может включить выключатель. На "погонялке" кнопку нажать. Чуть глубже... или стукнет, или перегорит. Даже у кофеварки, когда он её включал, всегда кончались или вода, или кофе.

* * *

— Ещё. Где шток ставить? Можно сразу после форштевня.

Так и нарисовано в патенте, который я тут воспроизвёл.

— Но, коли эта штука гонит вихри-"бублики", то, кажется, лучше сдвинуть на корму. На место руля. Чтобы не цепляли за днище. Или ещё дальше. За корму. На выносной балке. Тогда плавник можно поднять выше, осадка меньше.

Можно две балки. А между ними — "лифт". Стержень, по которому вверх-вниз ездит тележка с "точкой захвата" плавника.