Развитие судостроения в XIX и XX веках тесно связано с решением острейшей проблемы повышения скорости движения судов. Эксплуатационные скорости водоизмещающих судов, ограниченные волновым сопротивлением, составляют 20-25 км/час для речных и 40-50 км/час для морских судов. Резервы для увеличения скорости водоизмещающих судов за счет совершенствования размеров, форм и обводов корпусов, повышения мощности двигателя и эффективности движителя (гребного колеса, винта и т.п.), оказались практически исчерпаны уже к началу ХХ века. Конструкторы, занимавшиеся созданием скоростных судов, обращаются к идее подъема корпуса судна из воды к моменту достижения им скорости начала волнообразования для преодоления интенсивно возрастающего сопротивления воды.
Глиссирующие суда
В конце XIX века появляются опытные образцы глиссирующих судов, конструкция которых позволяла снизить сопротивление их движению за счет использования гидродинамических сил при сохранении контакта корпуса судна с поверхностью воды. Глиссирование позволило создать высокоскоростные спортивные суда со скоростью свыше 500 км/час. Однако, решить удовлетворительно вопросы мореходности на базе этого принципа движения не удалось. Поэтому глиссеры получили распространение лишь в виде различного типа спортивных судов и военных торпедных катеров. Примером использования глиссирующих судов в качестве пассажирских является советский морской катер "Экспресс" массой 42 т и пассажировместимостью 130 человек, который развивал скорость более 80 км/час. Катер "Экспресс" в 1940 году эксплуатировался на Черном море на линии Сочи - Сухуми.
Суда на подводных крыльях (СПК)
Первым известным нам патентом на СПК является патент француза, российского подданного, Шарля де Ламбера, который зарегистрировал его в 1981 г. во Франции. И хотя на построенном им СПК достичь движения на подводных крыльях ему не удалось, факт создания первого судна на подводных крыльях был зарегистрирован.
Дальнейшая история создания и развития СПК связана с именами выдающихся конструкторов и инженеров разных стран. Основными задачами, которые необходимо было решить на пути создания СПК, заключались в выборе количества подводных крыльев, их геометрии и места расположения относительно корпуса судна. По этим трем принципиальным соображениям можно классифицировать все многообразие типов и СПК и схем подводных крыльев.
Впервые практически осуществить движение СПК удалось итальянскому авиационному инженеру Э.Форланини в 1905 году. Итальянским же авиаторам А.Крокко и Рикальдони в 1906 году удалось создать СПК на V-образных пересекающих поверхность воды подводные крыльях, решив важнейший проблемный вопрос стабилизации СПК в вертикальной плоскости с изменением скорости. Братья Мичем (США) в те же годы в проекте летающей лодки предложили способ регулирования углов атаки подводных крыльев, а следовательно, и подъемной силы с помощью специального кинематического устройства, что послужило прообразом более поздних (50-е годы, К.Гук) разработок по автоматически управляемым подводным крыльям. В 1919 году А.Белл и К.Болдуин (Канада) построили судно на подводных крыльях применив комбинацию с "этажерочным" расположением V-образных крыльев, предложенную Гвидони. Это судно, оснащенное двумя авиационными двигателями мощностью по 260 кВт каждый, работающими на воздушные винты, развивало при движении на подводных крыльях скорость свыше 60 узлов.
Большого успеха в создании СПК в 30-х годах добился известный немецкий авиационный инженер Ганс фон Шертель. Ему удалось разработать принципиальную компоновку судна на V-образных пересекающие поверхность воды подводных крыльях, в которой одно крыло расположено в носу, а другое - в корме судна, решив при этом практически все проблемные вопросы его движения. В этот же период различные компоновки СПК были предложены Титьенсом (Австрия), Грюнбергом (Франция), Алмквистом и Эклстромом (Швеция). Практического применения они не получили.
В СССР первые попытки создания СПК относятся к началу 30-х годов. Их авторами являются ученые ЦАГИ В.Г.Фролов и А.Н.Владимиров, которые в период 1933 - 1937 гг. проводили экспериментальные исследования подводных крыльев в гидроканале ЦАГИ. В 1934 году они разработали компоновку судна на двух подводных крыльях и построили его самоходную модель ЭГО-1 массой 300 кг. При помощи двигателя 10 кВт модель развивала скорость 32 км/час. Устойчивость хода на модели достичь не удалось. В это же время известными советскими учеными М.В.Келдышем, Н.Е.Кочиным, М.А.Лаврентьевым, Л.И.Седовым и Л.Н.Сретенским были выполнены фундаментальные теоретические исследования гидродинамики подводных крыльев, позволившие объяснить механизм и закономерность возникновения и изменения подъемной силы вблизи поверхности воды.
В 1941 году на заводе "Красное Сормово" начал работы по созданию СПК выпускник кораблестроительного факультете Горьковского индустриального института Ростислав Евгеньевич Алексеев, темой дипломного проекта которого был торпедный катер на подводных крыльях и его пассажирский вариант. Увлеченный идеей создания СПК, Алексеев при поддержке руководства завода развернул активную научно-исследовательскую и проектно-конструкторскую деятельность по реализации своих дипломных разработок и идей, связанных с созданием СПК. По результатам работ, в ходе которых были созданы современная экспериментальная база скоростной гидродинамики, построены и испытаны многочисленные несамоходные и самоходные модели СПК с различными конструкциями подводных крыльев, Р.Е.Алексеев в 1944-1945 годах предложил выдающуюся идею использования в СПК малопогруженных (глубина погружения 15-30% хорды) подводных крыльев, получившую статус изобретения.
Впервые это изобретение было практически реализовано Алексеевым в 1947 году, когда по его проекту завод "Красное Сормово" поставил на подводные крылья советский серийный глиссирующий торпедный катер ТКА 123 бис. В заключении государственной комиссии по приемке этого катера с подводными крыльями отмечено, что "впервые в Советском Союзе создан совершенно новый боевой тип торпедного катера - катер на подводных крыльях, превосходящий его бескрылый вариант на 10(!) узлов по скорости (с 90 до 110 км/ч) и на 2(!) балла по мореходности (с 3-х до 5-ти баллов)".
В 1951 году за это выдающееся достижение Р.Е.Алексеев и ведущие специалисты его конструкторского коллектива - Н.А.Зайцев, И.И.Ерлыкин, Л.С.Попов - были удостоены Сталинской премии.
В 1949 под руководством Р.Е.Алексеева разработал проект первого речного пассажирского СПК на малопогруженных подводных крыльях на 60 человек со скоростью 70 км/ч. Однако, по режимным соображениям разрешение на его создание Алексеев получил лишь в 1956 году.
Параллельно с Алексеевым в послевоенный период в 1953 году в Швейцарии (фирма "Супрамар") под руководством Ганса фон Шертеля создется первое пассажирское СПК озерного типа РТ-10, а в 1955 году - СПК морского типа для прибрежного плавания РТ-20. Оба этих СПК быстро завоевали популярность и успешно многие годы эксплуатировались на пассажирских линиях Италии, Японии, Голландии, Норвегии.
В 1956 году, т.е. спустя семь лет после разработки первого своего проекта СПК, Р.Е.Алексеев получил разрешение и разработал свой второй проект речного пассажирского теплохода на малопогруженных подводных крыльях, названный "Ракета", на 66 пассажиров со скоростью 65 км/ч. Он был построен и сдан в эксплуатацию в 1957 году. С этого времени берет начало эра отечественных СПК, наиболее известными из которых являются: теплоход "Ракета" (1957 год), катер "Волга" (1958 г, 5 мест, скорость 60 км/ч), теплоходы "Метеор" (1958 г, 128 мест, 65 км/ч), "Комета" (1959 г, 118 мест, 65 км/ч), "Беларусь (1962 г, 40 мест, 55 км/ч), "Колхида" (1970 г, 120 мест, 60 км/ч), "Восход" (1970 г, 60 мест, 60 км/ч).
![]()
СПК "Ракета"
СПК "Метеор"
СПК "Комета"
За создание и внедрение в народное хозяйство пассажирских судов на подводных крыльях группе ведущих специалистов ЦКБ по СПК: Алексееву Р.Е., Зайцеву Н.А., Маскалику А.И., Зобнину Б.А., Сушину Г.В., Шапкину И.М., Ерлыкину И.И., Попову Л.С., Васину А.И., Рябову К.Е. и капитану ВОРП Полуэктову В.Г. в 1962 году присуждена Ленинская премия.
Для СПК экономически целесообразная скорость движения ограничена величиной около 100 км/час. Такое ограничение вызвано проблемой кавитации подводного крыла (кипение воды вследствие разрежения в зоне обтекания крыла), которая резко снижает его гидродинамические характеристики. И хотя на созданных под руководством Р.Е.Алексеева судах на малопогруженных подводных крыльях удалось достичь скоростей до 140 км/час при бескавитационном обтекании крыла, СПК оказались мало перспективными для дальнейшего повышения скорости. Это стало одной из основных причин активизации работ Р.Е.Алексеева по поиску нового принципа движения судов, свободного от отмеченных основных недостатков (волновой и кавитационный барьеры). Исключить влияние этих факторов оказалось возможным, только исключив контакт судна с водой.