Что за огромный выступ расположен на носу корабля и зачем он нужен

Когда вода стала мешать

SS-0276 FR Suffren./ Фото: flickr.com

На заре кораблестроения инженеры были заняты в основном вопросами прочности корпуса и устойчивости судна на волнах. А вот гидродинамика долгое время оставалась почти в стороне — скорость тогда не особо требовала тонкой настройки обводов. Всё изменилось, когда начали появляться более крупные и быстрые корабли: от пароходов с винтовыми движителями до стальных военных гигантов. Проблема оказалась простой и одновременно хитрой — сопротивление воды у носовой части. Как выяснилось, даже при хороших обводах нос всё равно создавал мощную волну, которая тормозила судно и «съедала» часть мощности двигателя.

Принцип работы./ Фото: dzeninfra.ru

Именно в этот момент морские конструкторы стали задумываться о более тонкой работе с формой корпуса. Сначала экспериментировали с изгибами и выступами в носовой части, пытались «размазать» волну, сделать её мягче, но эффекта это не давало. Ключевой момент наступил, когда пришло понимание, что сопротивление можно не просто уменьшать, а фактически «обманывать». Идея заключалась в том, чтобы сформировать вторую волну — направленную против основной. Так и родилась концепция бульбовидного выступа под ватерлинией, которая казалась противоестественной, но на деле показала неожиданные результаты. Наблюдение за дельфинами, как ни странно, тоже сыграло роль. Эти морские обитатели двигаются с невероятной лёгкостью, разрезая воду телом особой формы, с небольшим утолщением в носу. Учёные и инженеры обратили внимание на этот факт и начали моделировать поведение потока вокруг обтекаемой формы, схожей с носом дельфина. Так теория обрела практическую основу — в носовой части судна добавили выступающий подводный элемент, который стал не только разбивать волну, но и помогал воде обтекать корпус с меньшими потерями энергии.

Первые использования

Линкор USS Delaware, первый корабль с бульбом./ Фото: wargaming.net

Первая реализация бульбовидного носа в кораблестроении пришлась на начало XX века. Тогда ещё никто не мог с уверенностью сказать, будет ли это работать в масштабе тяжёлых морских машин. Тем не менее, идея зацепила сразу несколько инженерных бюро, особенно в странах, активно строивших собственные военные корабли и трансатлантические лайнеры. На одном из ранних японских крейсеров появился утолщённый выступ под ватерлинией, не слишком выделяющийся снаружи, но заметно меняющий картину сопротивления. Испытания показали, что такая форма действительно помогает снизить нагрузку на двигатели при ходе на высоких скоростях.

Линкор USS Delaware./ Фото: pinterest.com

Дальше — больше. В 1930-х годах внимание к обводам корпуса вышло на новый уровень. Американский исследователь Дэвид Тейлор поставил целую серию экспериментов в гидродинамических бассейнах. Его модели с выступами разной длины и формы позволили установить важную закономерность: при правильно подобранной геометрии носовой части можно не просто уменьшить волну, а фактически «перебить» её собственным отражением от бульба. Экономия топлива доходила до десяти процентов. Для того времени, да и для этого тоже, это была весомая цифра. Целая серия открытий стала отправной точкой, после которой подобные конструкции начали внедрять на нефтеналивных и торговых судах, а за ними подтянулись и военные проекты.

Пароход Нормандия, 1935 год./ Фото: pinterest.com

Прорыв произошёл с началом строительства огромных лайнеров и океанских перевозчиков. Здесь уже действовали не наугад, а по расчётам — появилась масса формул и методик, учитывающих параметры будущего корабля. Форма бульба стала неотъемлемой частью всей конструкции и при этом проектировалась вместе с корпусом, а не добавлялась потом. Малейшие отклонения в размерах или размещении сводили эффект на нет, поэтому точность в этой работе стала критичной. Конструкторы научились точно рассчитывать положение носового выступа таким образом, чтобы он работал на нужной скорости и создавал правильное давление в носовой части. В итоге корабли начали скользить по воде легче и тише, а владельцы получили ощутимую выгоду при эксплуатации.

Современные корабли

Авианосец «Шарль де Голль»./ Фото: yandex.ru

Сегодня бульб стал привычным элементом почти любого крупного морского транспорта. Французский авианосец «Шарль де Голль» — яркий пример. У него подводная часть носа имеет вытянутую форму, напоминающую каплю. Этот профиль не только рассекает воду, но и гасит ударные волны, снижая вибрации корпуса. Несмотря на размеры и атомную силовую установку, корабль двигается по морю уверенно и с меньшими энергетическими потерями, чем если бы корпус был классическим. Вода уходит в стороны, не образуя мешающих бурунов.

Эсминец класса «Арли Бёрк»./ Фото: airgroup2000.com

Похожий подход применили американцы на эсминцах «Арли Бёрк». Там отрабатывали форму носовой части сначала на компьютерных моделях, затем в испытательных центрах, где строили физические макеты. Задача была сложнее — нужны были и скорость, и устойчивость. Бульб в этом случае играет роль стабилизатора, особенно в сложных погодных условиях. Он помогает не только преодолевать волны, но и уменьшает рыскание на курсе, что критично при боевых патрулях в океане.

Контейнеровоз MOL Triumph./ Фото: shipsmonthly.com

Интерес вызывает и японский контейнеровоз MOL Triumph. Его изогнутый нос, напоминающий дельфиний, позволяет разгоняться до высоких скоростей без лишних затрат энергии. В условиях регулярных морских переходов даже несколько процентов экономии топлива превращаются в десятки тысяч тонн за год. А вот российский ледокол «Арктика» получил особый вариант носового выступа. Он не просто взаимодействует с водой — его задача разрушать лёд. Контакт с ледяной кромкой происходит под определённым углом, и форма бульба помогает крошить торосы, снижая сопротивление льда.

Танкер Сахалин./ Фото: dzen.ru

Сегодня достаточно одного взгляда на носовую часть — и можно понять, к какому классу относится корабль. Форма, скрытая под водой, становится частью его «лица» и влияет на характер поведения в воде. Бульб давно уже не рассматривается как дополнительная деталь. Это неотъемлемая часть корабля, которая выполняет задачи, очень важные для движения судна.

Это весьма странное на вид устройство имеется практически у каждого большого корабля, и у военных, и у гражданских. Оно имеется даже у тех, что своими огромными размерами ставят под вопрос любые представления о здравом смысле.