Парусный спорт01 марта 2012

Самонаводящаяся яхта

Авиатехнологии на борту гоночной лодки

Французский яхтсмен Марк Гуллимо объявил о своей готовности участвовать в самой крутой гонке современности — регате Vendee Globe, которая возьмет старт из французского города Ле-Сабль-д-Олон в середине ноября нынешнего года. Для него это — уже не первое участие в данном соревновании: в 2009 году он уже занял в нем третье место с результатом 95 дней 3 часа 19 минут и 36 секунд.

К регате 2012–2013 года он усовершенствовал свою заслуженную яхту Safran (естественно, класса Open 60), которая, как сообщается, является наиболее инновационной и совершенной гоночной яхтой нынешнего десятилетия (по крайней мере, в своем классе). Чем же так любопытна эта лодка? 

  • Safran - уже немолодая, но все еще боевая яхта
    Safran - уже немолодая, но все еще боевая яхта
Для начала, примененной на ней инерциальной системой навигации, хорошо знакомой летчикам, подводникам, а также… конструкторам управляемых ракет. Что это такое и зачем нужно на яхте?
Эта система изначально была основана на особенности быстро вращающегося маховика — он имеет большой момент инерции (отсюда название системы в целом) и стремится сохранить плоскость своего вращения при любом внешнем воздействии. Инерциальная система включает в себя несколько таких маховиков-гироскопов в кардановых подвесах с датчиками — при изменении положения блока гироскопов его маховики сохраняют плоскости вращения неизменными, а датчики фиксируют угол поворота всего блока относительно маховиков (и, как следствие, угол поворота всего связанного с этим блоком судна или летательного аппарата). Другие элементы инерциальной системы включают в себя датчики (в самом простом варианте — пружинные), измеряющие ускорение платформы вдоль любой из трех осей. Интегрируя показатели всех датчиков, можно довольно точно отслеживать курс и положение всей платформы в целом — во всяком случае, у подводников, например, иных навигационных средств практически нет (под водой GPS не работает). А они из подводного положения еще и ракеты запускать должны, при этом (крайне желательно) без промаха. Так что сегодня инерциальные навигационные системы по понятным причинам достигли весьма высокой степени совершенства и точности. А традиционные маховики в них уже заменяются новейшими лазерными гироскопами, не имеющими движущихся частей, но это уже другая история.
Важная особенность инерциальных систем — они независимы от любых внешних устройств и полей, чем выгодно отличаются от радиопеленгаторов, GPS и даже… традиционного магнитного компаса. 

Инерциальные системы уверенно работают в самых высоких широтах, где компасы могут давать серьезные ошибки. Конечно, есть у инерциалки и свои проблемы — ее данные со временем «ползут», накапливая путевую ошибку, поэтому везде, где нужна особо высокая точность, данные ИНС стараются регулярно сверить с какими-либо точными ориентирами — например, баллистические ракеты после выхода за пределы атмосферы проводят астрокоррекцию (по звездам). 

  • ИНС с одной из самых первых баллистических ракет
    ИНС с одной из самых первых баллистических ракет
  • Современный лазерный гироскоп...
    Современный лазерный гироскоп...
  • ...и ИНС на его основе
    ...и ИНС на его основе
  • Именно эта ИНС стоит на борту Safran. Военное происхождение видно невооруженным глазом
    Именно эта ИНС стоит на борту Safran. Военное происхождение видно невооруженным глазом
  • Отечественная лазерная ИНС. Почему бы не проверить ее в парусной гонке?
    Отечественная лазерная ИНС. Почему бы не проверить ее в парусной гонке?

Но для чего же ИНС нужны на яхте, оснащённой спутниковой навигацией? Как утверждают сами создатели лодки, «комбинируя показатели инерциальной системы с данными о ветре и курсовом угле в каждый отдельный момент времени, мы надеемся получить важные сведения о поведении яхты, на основании которых сможем в дальнейшем улучшить ее конструкцию». Формально, в этом есть некая логика — анализируя записи ИНС, можно получить данные о точном положении корпуса яхты (курс, скорость, угол крена и дифферента, даже ускорение по любой из осей) в любой момент времени. Возможно, сравнивая эти данные с показателями анемометра и в самом деле реально получить какие-то полезные сведения. Но вот кто именно в Safran Group будет их интерпретировать и для чего — ведь яхт Safran не строит?
А что же строит? Никаких секретов. Safran Group занимается тремя вещами: авиационными и космическими двигателями, авиационными комплектующими и различными оборонными системами. Airbus 380, Boeing 787 Dreamliner, истребитель F-16, все модели Mirage — вот лишь небольшой перечень аэропланов, которые не смогут оторваться от земли без изделий Safran Group. Так что, сдается мне, лукавят тут французы. Создающая эту инерциальную систему фирма Sagem (входящая в группу Safran) ставит свои инерциалки… да-да, именно туда. На боевые ракеты. Например, на новейшую авиационную AASM, предназначенную для поражения наземных и надводных целей. И еще – на современные боевые корабли.

И, полагаю, комплектация яхты подобной системой делается именно в целях отработки надежности данной инерциалки в самых сложных условиях — соленая вода, высокая влажность, постоянная тряска и болтанка. 

В ходе гонки Vendee Globe система должна провести порядка 2500 часов на борту — по наработке это эквивалентно примерно 10 (а то и более) годам службы современного боевого самолета. Можно сказать, Sagem получает уникальный испытательный полигон практически даром (а если еще учесть, что ИНС на борту Safran задублирована, то нет особых сомнений в том, что идут именно испытания — яхта не аэробус и не космический корабль, для коих требуется дублирование подобных систем).
И, заметим, опыт совмещать военное дело и парусный спорт у французов уже давно есть. Начиная с яхт Эрика Табарли, каждая из которых несла военно-морской флаг и считалась учебным судном ВМС Франции, и заканчивая крылатым парусным тримараном L’Hydroptere, тоже зачисленным в реестр ВМС.
Впрочем, мы отвлеклись. Оснащение яхты инерциалкой потребовало пересмотра и всей системы проводки на борту. Safran Group в своих недрах отыскала две компании, которые занимаются проводкой кабелей — опять же, в авиационной отрасли. Поэтому все проводка на борту Safran выполнена как на боевом самолете — по таким же стандартам. Смущает, правда, один момент — экономии веса ради проводка выполнена из алюминия, что не очень-то популярно сегодня: алюминий — материал хрупкий, кроме того, легко окисляется. В силу этой причины в алюминиевых проводниках (и, особенно, в их соединениях) могут возникать трещины, ведущие к потере контакта и росту сопротивления. Более того, подобные вещи чреваты короткими замыканиями на борту — можно вспомнить, что в прошлой гонке Volvo Race они приводили даже к пожарам на яхтах. Впрочем, французы утверждают, что и в проводке у них есть важные инновации — для изготовления электропроводки использован специальный особо пластичный алюминиевый сплав, исключающий трещинообразование в кабелях. Якобы именно такого типа кабели они ставят на борт новейшего американского истребителя F-22.
Но этим список нововведений на борту Safran не исчерпывается. Яхта получила еще один необычный конструктивный элемент — титановый плавник киля. Особо отмечу – это самое первое в истории яхтостроения применение титана в данном узле. Выбор материала был такой — уголь, сталь, титан, оценка шла по трем критериям: надежность, стоимость и итоговое качество. Оказалось, что титан — лучший выбор. Опять же, не забываем, что в состав Safran Group входит компания Snecma, известный изготовитель авиадвигателей и газовых турбин. Где титан — весьма важный компонент. Так что и опыт, и технологии работы с этим непростым материалом у Safran есть (любопытно, кстати, что и для изготовления киля использована не обычная сварка в нейтральной атмосфере, а электронно-лучевая). 

Титановый плавник киля
Титановый плавник киля

И если резюмировать все в целом, получается вот какая вещь. 
Список известных инженеров авиаиндустрии, работавших над лодкой, оказывается в несколько раз длиннее, чем перечень собственно яхтенных конструкторов. 

Сумма вложений в немолодую уже яхту намного превосходит ту цену, за которую можно построить с иголочки новую Open 60. И все это — ради одной только победы пусть и в очень сложном, но далеко не самом «медийном» соревновании?
Как говорится, не болтайте ерундой! Идут испытания новейших систем, материалов и технологий. И место для их проведения выбрано с большим умом — самая тяжелая гонка мира, «Эверест без кислорода». Если сработает там — будет работать везде.
И вот в этой связи хочется подумать вот о чем — участие отечественной яхты, скажем, в гонке Volvo Race могло бы стать точно таким же полигоном и для нашей авиаиндустрии, сейчас начавшей широко осваивать углетканевые материалы. Особенно на фоне нехороших слухов о фюзеляжных проблемах первого экземпляра Т-50. Да и в части тех же навигационных систем можно извлечь полезный опыт.

Комментарии

Также читайте

Шторм года
Шторм года
На Сочи обрушился самый разрушительный шторм за последние 5 лет
Космо-яхтинг
Космо-яхтинг
Эта лодка обошла вокруг света несколько раз за рекордное время
Сэр Победа
Сэр Победа
Команда Бена Эйнсли всерьез вознамерилась "вернуть Кубок домой"
Маленькие решения — большие последствия
Маленькие решения — большие последствия
Алекс Томсон, участвующий в регате Vendee Globe, принял решение идти ближе к берегу
Дом и яхта в придачу
Дом и яхта в придачу
Спецпредложение от 6-кратного чемпиона НБА
Настроение FLIBS
Настроение FLIBS
Самые атмосферные Instagram-кадры с боут-шоу в Форт-Лодердейле
Skiff-катапульта
Skiff-катапульта
9 кадров о том, как победа за пару секунд оборачивается поражением
Тенёта «Свободы»
Тенёта «Свободы»
Знаменитая яхта US 30 Freedom села на мель в гавани Гринвича
Найденыш
Найденыш
50-футовый круизер выбросило на пляж Корнуолла
А - Александра
А - Александра
Александра Мельниченко на борту моторной яхты “А”
Диван для яхтсмена
Диван для яхтсмена
Лучшее место для отдыха на яхте класса IMOCA — ее боковое крыло
Cмотрим дальше