Грузовое судно с тягой в виде воздушного змея
С первого взгляда — это сочетание несочетаемого! Однако …
Еще в декабре 2010 года немецкая SkySails GmbH & Co и американская Cargill Inc заключили соглашение которому, возможно, суждено открыть новое направление в морских перевозках. Как заявили представители двух компаний, они планирует отправить в регулярное плавание наибольшее в мире судно, использующее в качестве дополнительной силовой установки «обычного» воздушного змея.
На протяжении последних десяти лет компания SkySails, известная как производитель воздушных змеев гигантских размеров, отрабатывала технологии, позволяющие задействовать силу ветра в коммерческих целях. И после многочисленных экспериментов проведенных в меньших масштабах, посмотрев на современное судоходство с нестандартной точки зрения, специалисты SkySails представили вариант «промышленного» применения змеев.
Как и все гениальное, идея немецких разработчиков оказалась максимально простой, понятной и практичной. В чем она заключается должно быть понятно, любителям экстремального вида спорта «кайтсерфинга» (от анг. kite — воздушный змей и surfing — катание), ведь им прекрасно известно на что способен кайт (спортивный воздушный змей), а также для чего в обязательном снаряжении кайтсерферов отводится место для ножа. Как доказали исследования SkySails оказалось, что потенциал воздушных парусов позволяет тянуть за собой не только людей, но и морские корабли, чье водоизмещение измеряется в тысячах тонн.
Контейнеровоз MS Beluga Skysails – первое в мире коммерческое грузовое судно с дополнительной тягой в виде воздушного змея. По заверениям управляющей компании экономия топлива составляет от 20 до 30 процентов.
Когда плавание судна MS Beluga SkySails завершилось, а полученные данные, обработаны, представители компании SkySails поделились достигнутыми результатами. Сразу стоит уточнить, что воздушные змеи, причем независимо от их размеров, не могут заменить привычные двигатели. Но зато, выступая в роли вспомогательного двигателя, они способны снизить нагрузку на основную силовую установку, и тем самым заметно уменьшить расход топлива. Как показали итоги трансатлантического перехода, благодаря системе SkySails, удалось добиться экономии примерно 10-12% дизельного топлива. Если перевести это количество в денежное измерение, то лишь за один рейс сухогруз MS Beluga SkySails сэкономил на заправке $15-20 тысяч.
Отвечая на вопросы журналистов, каким же образом, удалось настолько снизить затраты, представитель немецкой компании привел еще две цифры. При мощности собственной силовой установки, участвующего в эксперименте корабля в 3800 кВт, летающий парус, оказавшись под действием достаточно сильных ветров, развивал мощность в 1000 кВт. Не лишним будет отметить, что воздушные змеи SkySails к тому же приспособлены для работы как в условиях сильных (до 8 баллов по шкале Бофорта) ветров, так и при относительно слабых (от 3 баллов) бризах.
На данный момент, немецкая компания занимается разработкой летающих парусов, которые смогут приводить в движение еще большие корабли. Уже упоминавшаяся компания Cargill Inc, занимающаяся производством и реализацией сельскохозяйственной продукции по всему миру, и компания SkySails, намерены к началу 2012 года установить парус-крыло площадью 320 кв. м. на торговое судно с водоизмещением 25 — 30 тысяч тонн. И если очередной эксперимент даст положительные результаты, еще раз подтвердив свою эффективность, компании занимающиеся морскими перевозками, возможно, начнут уже более серьезно воспринимать необычную идею SkySails.
А вот историческая справка:
В 1902 г. на крейсере «Лейтенант Ильин» провели успешные опыты по подъему наблюдателя на высоту до 300 м с помощью поезда из воздушных змеев. В России 7 января 1904 года в Кронштадтском морском собрании лейтенант Н. Н. Шрейбер сделал сообщение «О применении воздушных змеев для подъема наблюдателей с судов флота». Свое выступление лейтенант закончил так: «…применение воздушных змеев на судах флота не только желательно, но даже необходимо». Большинство присутствующих согласилось с докладчиком. На этом докладе присутствовал командир Кронштадтского порта вице-адмирал С. О. Макаров. А 20 марта журнал «Воздухоплаватель» сообщил: «Известный знаток воздушных змеев лейтенант Шрейбер, проходивший в этом году курс в офицерском классе учебного воздухоплавательного парка, по требованию вице-адмирала Макарова, отправлен в Порт-Артур для производства подъемов на воздушных змеях с судов флота … В хорошую погоду со змея можно увидеть в море на 30-40 верст. Это будет первое применение воздушных змеев для военных целей». К сожалению, по причинам, не зависящим от лейтенанта Шрейбера, змеи для разведки применить не удалось. В письме подполковнику В. А. Семковскому он писал: «…со змеями ничего не успели сделать, 12-го (мая 1904 года) их запустили, но как только пять штук были в воздухе, неприятель сосредоточил по ним такой шрапнельный огонь, что людям пришлось ретироваться. Никого, благополучно, не ранили, а змеи летали и расстреливались старательно часа полтора. Таким образом, они отвлекали огонь с других пунктов, и свое дело сделали. (Нельзя было допускать и мысли, что на них сразу можно было подыматься, тем более, что меня не было.)» Также не осуществился план по развертыванию в Порт-Артуре воздухоплавательного парка, имущество которого вместе с транспортом «Манчжур» попало в руки японцев. Морской воздухоплавательный парк во Владивостоке удалось организовать только в конце 1904 года.
Офицеры флота живо интересовались воздухоплаванием и всеми новейшими достижениями в этой области. Это наиболее ярко иллюстрирует случай с эскадронным миноносцем «Бравый». 14 мая 1905 года корабль вышел из боя с неисправной машиной и двумя котлами, в результате чего не мог дать ход более 11 узлов. Командир «Бравого» принял решение идти во Владивосток. 17 мая, израсходовав весь запас угля, эсминец стал в нескольких десятках миль от Владивостока. Положение казалось безвыходным, но морякам помог телеграф, дальность действия которого удалось увеличить при помощи поднятого над кораблем воздушного змея. Навстречу «Бравому» был послан миноносец, который через минные заграждения привел его в порт. Командир «Бравого» был осведомлен об опытах, проводимых на крейсере «Посадник» моряками Балтийского флота в июне 1903 года. Целью этих опытов было определить возможность увеличения дальности действия радиотелеграфа. При помощи змеев удалось связаться на расстоянии до 63 миль, что было неплохим результатом для аппаратов системы Попова, изготовленных во флотских мастерских.
С началом русско-японской войны лейт. Шрейбер был командирован на Дальний Восток, где он производил в Маньчжурии воздушную разведку при помощи воздушных змеев. Во Владивостоке, по инициативе контр-адм. К. П. Иессена был организован морской воздухоплавательный парк. Командиром его был назначен армейский инженер капитан флота Постников, окончивший Школу Воздухоплавания в Петербурге в 1897/8 гг. В помощь ему были назначены морские офицеры: лейт. Алексеев, мичм. Н. А. Гудим, инж.-мех. Берг и прапорщики Вагнер и Колк. Мичм. Гудим позже перевелся в подводное плавание и, командуя подводной лодкой «Акула», погиб со всем экипажем лодки в 1915 году. Во Владивостоке уже был крепостной воздухоплавательный парк, помогший в организации Морского Парка, как людьми так и материальной частью.
В рапортах Ф. А. Постникова, до сих пор сохранившихся и находящихся в США, есть много интересных описаний газодобывания, полетов, свободных и на привязи, и опытов буксировки, первой в истории флота «Авиоматки», транспорта «Колыма» и крейсера «Россия». Капитан, а позже подполковник Ф. А. Постников, в своих заключениях к рапортам, рекомендовал оснащение специального судна под «авиоматку» со всем нужным оборудованием для обслуживания воэд. шаров, металлическими баллонами для хранения газа (чего в то время не было) и помещения для офицеров и команды парка.
Очень возможно, что эти рекомендации были использованы при оснащении парохода Сев. Германского Ллойда «Lhan», купленного на пожертвование (700 000 рублей), сделанное графом Сергеем Строгановым, морским офицером в отставке, и переименованного в «Русь». Зачисленный в списки судов флота и прикомандированный к 3-ей Эскадре Тихого Океана как крейсер 2-го ранга, корабль этот, как и переделанный под «авиоматку», оказался в таком плачевном состоянии по машинной части, что о посылке его на Дальний Восток не могло быть и речи. По окончании войны он был вычеркнут из списка судов флота и продан в частные руки.
В Советском Союзе увлечение воздушными змеями началось почти одновременно с авиамоделизмом в 1926 г. В 1937 г. Звенигороде были организованы I Всесоюзные состязания воздушных коробчатых змеев. В 1938 г. в поселке Щербинка (ныне город Московской обл.) проводились II Всесоюзные состязания коробчатых змеев, на которых были показаны конструкции, представлявшие исключительный интерес. На III Всесоюзных состязаниях коробчатых змеев, происходивших в 1939 г. в Серпухове, были установлены рекорды полета змеев на высоту. Одиночный змей, сконструированный киевским авиамоделистом (так стали называть и создателей воздушных змеев) Громовым, был поднят на высоту 1550 м. Поезд, составленный из коробчатых змеев конструкции саратовского авиамоделиста Григоренко, был поднят на высоту 1800 м. В годы Великой Отечественной войны (1943 г.) А. Григоренко был награжден за боевое применение коробчатых воздушных змеев. На IV Всесоюзных состязаниях были четко определены технические требования к конструкции воздушных змеев.
Однако с появлением первых аэропланов использование воздушных змеев быстро сделалось нецелесообразным. Немецкий ВМФ продолжал использовать коробчатые кайты на подводных лодках для подъема человека, который обозревал горизонт в режиме надводного плавания лодки. Во 2-ю мировую войну ВМФ США нашел кайтам несколько применений. Заградительный кайт Гарри Сола не давал вражеским самолетам возможности опускаться низко к целям. Сбитые в море летчики поднимали в воздух коробчатый кайт Гибсон Герл, для быстрого их обнаружения. Кайты довольно успешно использовались ВМФ США во время 2-й мировой войны. В 1942 г. лейтенант Пол Гарбер был назначен в Отдел Спец. Средств ВМФ США для разработки авиа-подобных моделей и проходил службу на авианосце «Блок Айленд». До этого он был известен как большой энтузиаст кайтинга. Так в 1931 г. он написал руководство по пилотированию кайтов для бойскаутов. Сперва он сделал модель кайта и предложил пулеметному расчету сбить его. До этого учебная стрельба велась по облакам, за не имением лучшего. Пулеметчики пришли в полную ярость, так как несмотря на множество выпущенных очередей им никак не удавалось его поразить. Зато капитан корабля оказался очень доволен демонстрацией и заказал Гарберу еще кайтов-мишеней. По мере того как пулеметчики совершенствовались в точности стрельбы, Гарбер модифицировал свой кайт. Теперь он мог ходить из стороны в сторону, делать петлю, пикировать, уходить вверх и выписывать восьмерки. Управлялся этот 5-футовый ромбовидный кайт с помощью планки управления и специальной двойной катушки. На кайт наносился силуэт вражеского японского или немецкого самолета. Заменив деревянные стойки на алюминиевые, Гарбер добился того, что кайт смог тонуть после того как его сбивали.
Такому кайту-мишени приписывается спасение одного авианосца. Однажды утром, когда пулеметчики разместились уже по своим местам для проведения учебных стрельб, из-за облаков неожиданно вынырнул японский торпедоносец. Не будь они готовы к стрельбе, самолет мог бы серьезно повредить корабль. А так его успешно сбили.
Сотни тысяч таких кайтов были использованы для тренировки пулеметчиков, что в результате вылилось в большую экономию для американского правительства как в денежном отношении так и в человеческих ресурсах.
Гарбер также использовал треугольные коробчатые кайты для передачи важных документов с корабля на самолет. К кабелю натянутому между 2 кайтами привешивалась посылка. Пролетающий самолет цеплял кабель крюком и затем доставлял посылку по назначению.
На картинке изображен один из первых кораблей, реально оснащенных этой установкой — MS Beluga SkySails, контейнеровоз примерно на 500 контейнеров. Внедрение кайта площадью 160 м2, парящего на высоте от 100 до 500 метров, позволило уменьшить потребление топлива на 20%. Это очень серьезная экономия, однако и она не является пределом: разработчики заявлют, что при увеличении площади кайта до 320 м2 можно будет экономить до 30% топлива за счет бесплатной энергии ветра. Паруса возвращаются
Компания SkySails оценивала свой потенциальный рынок в 40 000 кораблей, однако на ближайшую перспективу до 2013 года ставила себе куда менее амбициозную задачу — оснастить кайтами-парусами около 400 судов. Вероятно, массовое внедрение таких кайтов невозможно без масштабной демонстрации возможностей и основательных экономических расчетов, и эти 400 судов как раз и являются тем количеством, на котором можно будет уверенно доказать выгоду ветряной установки на море.
Вот еще такой корабль имеется:
К сожалению не могу подробно рассказать, что сегодня происходит с этим проектом и направлением в целом. Утверждается конечно, что есть растущая популярность использования энергии ветра на судах. По данным Европейской ассоциации по ветроэнергетике, в первой половине 2015 года к энергетическим системам судов были подключены 584 воздушные турбины – втрое больше, чем в аналогичный период 2014 года.
Если «воздушный змей» от SkySails и подобные разработки приобретут популярность, судоходство ждёт новая «эпоха парусов». Но как то не сильно верится, а вам?