Иногда поражаешься, как совсем небольшой буксир тянет за собой гигантский корабль или даже массивный контейнеровоз, и этот контраст неизбежно вызывает удивление.
Если вам знакомы основы физики, то вы наверняка ловили себя на мысли, что сравнение размеров в таком случае вводит в заблуждение и оценивать ситуацию нужно через соотношение сил и особенностей текущей ситуации.
Тем не менее первое впечатление неизменно вызывает лёгкий шок. Чтобы разобраться, почему миниатюрный на вид буксир управляется с кораблём, который в сотни раз крупнее и тяжелее, стоит внимательно рассмотреть механические и физические принципы, лежащие в основе этой работы.
Приглашаю тебя подписаться на мой уникальный 2-ой канал, про страны, народы, советы и топ-подборки:
https://dzen.ru/turist_prikolist
Основная миссия буксира заключается в том, чтобы обеспечивать маневрирование гигантским судам в тех зонах, где их собственные возможности крайне ограничены. В узких каналах, на подходах к причалам, на фарватерах и в стеснённых акваториях даже небольшой поворот становится серьёзной проблемой для танкеров, лайнеров и контейнеровозов.
В таких условиях крупное судно почти лишено управляемости на малой скорости, поскольку его руль и винт создают слишком слабую тягу и практически не влияют на движение.
- Буксир компенсирует этот недостаток, создавая мощную боковую или продольную тягу и буквально направляя огромное судно туда, где оно должно оказаться. Если бы в портах отсутствовали эти маленькие помощники, нормальная работа всей логистики была бы просто невозможна.
Визуально же кажется, будто крошечный муравей тащит гигантский кирпич, и от этого контраст становится ещё ярче.
Большинство буксиров по конструкции напоминают нечто вроде огромного двигателя, заключённого в корпус уровня небольшой лодки. При этом их гребные винты, особенно в пропорциях к размеру корпуса, отличаются впечатляющими габаритами и способны создавать огромную тягу.
Современные буксиры обладают действительно внушительной мощностью. В стандартных портовых вариантах это обычно 3 000–8 000 кВт, то есть примерно 4 000–11 000 лошадиных сил. У океанских буксиров показатели могут превышать 10–12 МВт.
Для сравнения, на лайнерах и больших контейнеровозах установлены целые энергосистемы, обеспечивающие суммарную мощность в диапазоне 40–80 МВт, а иногда и выше. Крупнейшие суда используют дизель генераторы, достигающие сотни мегаватт, и их движители способны разгонять такие корабли до значительных скоростей.
Парадокс в том, что даже имея примерно десятую часть мощности лайнера, буксир оказывается чрезвычайно эффективным. Секрет заключается в конструкции движителей и применении азимутальных колонок, которые позволяют разворачивать тягу в любую сторону на 360 градусов.
Такие системы способны развивать необходимую силу именно на малых скоростях, где огромный лайнер практически беспомощен и где его собственные двигатели создают минимум полезной тяги.
Но даже это не самое важное. Ключевая причина кроется в свойствах жидкости. Вода не обладает трением покоя и легко смещается. Это приводит к тому, что объект любой массы можно начать разгонять даже очень небольшой силой.
- В отличие от твёрдой поверхности, где приходится преодолевать вес и статическое трение, в воде предмет словно лишается контакта с опорой и становится гораздо более подвижным. Его вес компенсируется силой Архимеда, и остаётся лишь сопротивление воды и инерция.
Именно поэтому два - три человека могут спокойно сдвинуть небольшую яхту, пока она плавает. Здесь не требуется усилие на подъём, а нужно только создать горизонтальное воздействие, чтобы тело начало смещаться. Огромный корабль требует большего времени для разгона, так как его масса велика, но сама сила может быть относительно небольшой.
После начала движения поддерживать его становится проще, поскольку сопротивление воды на низких скоростях остаётся небольшим.
Приглашаю тебя подписаться на мой уникальный 2-ой канал, про страны, народы, советы и топ-подборки:
https://dzen.ru/turist_prikolist
В прошлом, например в 19 веке, в Европе на речных каналах большие баржи нередко тянули лошади. Они шли по берегу, а баржа плавно двигалась вслед за ними. Низкое сопротивление воды позволяло нескольким десяткам животных передвигать сотни тонн, хотя, разумеется, речь шла не об океанских судах и там сохранялся естественный баланс сил.
Буксирам же нужна мощность не только для сдвига, но и для того, чтобы делать это достаточно быстро, бороться с течением, компенсировать ветер и управлять направлением движения крупного судна.
- Поэтому именно буксиры, а не обычные моторки, используются в портах. Но по этой же причине буксиры практически не применяют для буксировки лайнеров через океан. Они могут тянуть их, но скорость такого перехода была бы слишком низкой.