Наша сеть партнеров Banwar
Коли ви читаєте ці рядки, найбільша в світі яхта на сонячній енергії Turanor, мабуть, вже завершила свою кругосвітню експедицію і погойдується біля причалу в бухті Монако. 600 днів і 50 000 кілометрів навколо Шарика позаду.
Ідея про кругосвітню подорож на судні, що наводиться в рух виключно сонячною енергією, прийшла в голову божевільні на екології швейцарському екстремальному Рафаелю Домжану ще в 2004 році. Поки Рафаель безуспішно шукав гроші і однодумців, інший швейцарець - Марк Вюст, технолог компанії-виробника легких прогулянкових суден з електроприводом - на 14-метровому катамарані Sun21 зумів підкорити Атлантику. Безпрецедентний вояж протяжністю 7000 морських миль за історичним маршрутом Христофора Колумба, який потрапив до Книги рекордів Гіннесса, Вюст і п'ятеро його приятелів зробили за 117 днів із середньою швидкістю 9 км / год. Судячи по специфікації, це був справжній подвиг.
Адже Sun21 - це не що інше, як посилена версія Aquabus C60, типового екскурсійного судна зі склопластику і алюмінію з метрової осадкою, призначеного для неспішних прогулянок по спокійній воді швейцарських озер. Вся його нехитра силова начинка - це 65 квадратів кремнієвих сонячних панелей на даху, свинцеві батареї ємністю 520 А • ч всередині поплавців і два моторчика по 8 кВт. Вюстит неймовірно пощастило, що це плавуче непорозуміння жодного разу не накрило шестиметровим штормовим валом.
Через рік після тріумфального завершення трансатлантичної епопеї Sun21 приятель Домжана Альбер Фалько, соратник Жак-Іва Кусто і капітан Calypso, повідомив йому, що якийсь багатий дивак, який живе в сусідньому Цузі, носиться з планами про будівництво власного екологічно чистого тримарана з сонячним генератором. Цим диваком виявився Іммо Строер, пристрасний шанувальник Джона Руела Толкіна і за сумісництвом власник венчурного холдингу з відповідним захопленню назвою «Рівенделлі».
Грандіозний план сонячної кругосветки Строеру сподобався відразу, і в лютому 2008 року народився проект PlanetSolar. Справа залишалася за малим - побудувати яхту, назва якої було придумано Строером ще до історичної зустрічі з Домжаном. Він назвав її «Туранор», що в перекладі з толкінівського Сіндарін означає «Сила Сонця».
Незважаючи на те що екіпаж кругосветки - всього шість чоловік, теоретично «Туранор» здатний прийняти на борт до 200 гостей.
Третій зайвий
Довго шукати конструктора, здатного реалізувати задум PlanetSolar, не довелося. Легендарний французький мореплавець і авантюрист Жерар Д'Абовілль, що зумів в 1980 і 1991 роках перетнути Атлантику і Тихий океан на одиночній гребний шлюпці, відразу ж порадив друзям звернутися до досвідченому новозеландцеві Крейгу Луміса, творцеві рекордного гоночного тримарана Earthrace. У 2008 році цей гострий як бритва 23-метровий «тризуб» обігнув земну кулю всього за 60 днів, 23 години і 49 хвилин, розганяючись при цьому на слабкій хвилі до 60 км / ч.
Лумис прийняв замовлення Строера з ентузіазмом, але розніс базову концепцію Turanor в пух і прах. Третій корпус для легкого тихохідного судна з постійним дефіцитом енергії на борту, на відміну від зарядженого двома 540-сильними турбодизелями Cummins тримарана Earthrace, був би, на думку Луміса, безглуздою гідродинамічної тягарем. У підсумку в якості відправної точки проекту була обрана цельнокомпозітная двокорпусна архітектура з з'єднує мостом палубного типу для комфортного розміщення екіпажу і сонячного генератора.
Насправді Сонце - не єдине джерело енергії на борту Turanor. Відповідно до припису експертів Germanischer Lloyd і вимогам страхової компанії з метою безпеки силова установка яхти була оснащена двома аварійними дизельними генераторами і невеликим запасом палива. Перед відплиттям з Монако при свідках вони були опечатані швейцарським адвокатом Домініком Крістеном. Місія PlanetSolar буде визнана успішною тільки після того, як той же Крістен оголосить про цілісність печаток на фініші.
«Примітивна схема, використана в« спартанському »проект Sun21, не влаштовувала Строера з самого початку, адже після закінчення кругосвітньої місії він мав намір перетворити Turanor в розкішну прогулянкову яхту, здатну прийняти на борт до 40 пасажирів. Тому міст довелося зробити триповерховим, а підвищення центру мас компенсувати розміщенням акумуляторів і рушіїв в напівзанурених бічних поплавцях-хвилеріз, - розповідає Крейг Лумис. - Для гасіння ударних навантажень на силові опори при заривании в хвилю міст отримав V-подібний профіль, що поліпшило його аеро- і гідродинаміку, підвищило жорсткість, а також збільшило корисний об'єм практично без збільшення у вазі. Силова структура корпусів була побудована за принципом поздовжнього набору з опорами, пов'язаними в моноліт з несучими перегородками моста. Що ж стосується габаритів судна, то вони були продиктовані розмірами фотоелектричного генератора потужністю 100 кВт і бюджетом проекту ».
У листопаді 2008 року, після завершення восьмимісячної роботи конструкторів і проведення циклу випробувань масштабних моделей яхти в басейні і аеродинамічній трубі, пакет технологічної документації по Turanor ліг на стіл технічного директора судновий верфі Knierim Yachtbau Штеффена Мюллера.
Хайтек по-старому
Будівництво Turanor, в якому взяли участь понад 100 інженерів і техніків, почалося в грудні 2008 року і зажадало 68 тисяч людино-годин. Як не дивно, виготовлення ексклюзивних яхт з дорогого високотехнологічного сендвіча з формотворчим силовим шаром з конструкційного пінопласту і зовнішньої карбонової обшивкою - це брудна ручна робота. Рівень механізації навіть на самих передових верфях мінімальний. Так, у розпорядженні команди Мюллера був лише величезний 5-координатний фрезерний верстат Stamma для виготовлення матриць, просочувальною апарат і компресор, застосовуваний для вакуумної інфузії (просочення великої площі сендвіча епоксидною смолою) або для вакуумної компресії (видавлювання надлишків смоли з деталей, просочених вручну) . Але ця техніка використовувалася лише зрідка. 90% часу техніки орудували звичайними молотками, малярськими кистями і валиками, брусками, загорнутими наждачкою, а також шпателями всіляких форм і розмірів.
мама матриця
Виготовлення будь-композитної яхти починається зі створення матриці (або «мами», як її називають профі) - основи для виклейкі корпусу. Щодо просту матрицю для двох довгих бічних поплавців на верфі Knierim Yachtbau зробили вручну, на дерев'яному складальному каркасі, обшитому фанерою, знімаючи неминучі нерівності і міліметрові відхилення від перевірочних шаблонів за допомогою епоксидної шпаклівки і шліфувального інструменту. А ось матриці елементів центрального моста з виключно складною геометрією фрезерувати з пінополістиролу на комп'ютерному верстаті Stamma по цифровим 3D-моделей. Дзеркальна гладкість болванкам була додана фінішної шпаклівкою, наждачним папером і напиленням спеціального покриття - гелькоута. Довівши все матриці до ідеальної відповідності шаблонах, їх покрили захисною плівкою, встановили на козли і передали бригаді укладальників.
Без єдиного цвяха: в корпусі Turanor немає жодного роз'ємного з'єднання на болтах або заклепках. Зони сполучення силових опор центрального моста судна з бічними поплавками, які під час плавання відчувають максимальні навантаження на стиск, скручування і зрушення, посилені кількома шарами нетканого карбонового полотна Sigrafil.
Склад сендвіча для всіх елементів судна і навіть конкретні марки матеріалів були визначені і затверджені експертами агентства по судновий безпеки Germanischer Lloyd. Як не дивно, прискіплива опіка ревізорів значно спрощує конструкторам роботу.
Поплавці й силові опори і центральний міст яхти, а також 11 поперечних перегородок зроблені з пінопласту, карбонової тканини і стьобаного нетканого полотна з орієнтацією волокон 0, 90, і 45 градусів. Розташування волокон дуже важливо. 60% карбонових волокон в корпусі Turanor орієнтовані на 0 і 90 градусів до поздовжньої осі, а решта 40% - на 45 і мінус 45. В результаті в корпусі яхти, що складається з 27 великогабаритних деталей, немає жодного механічного з'єднання: всі елементи зібрані в монолітну структуру за допомогою карбонової стрічки і епоксидної смоли Dupont.
Проста на вигляд процедура укладання сендвіча вимагає неабиякого холоднокровності і досвіду, і новачка на цю операцію ніколи не поставлять. Надлишок нанесеною смоли робить набір крихким, а недолік може привести до швидкого розшарування деталі під навантаженням. Переробка ж «схопився» настилу часто просто неможлива.
Без керма і гальм
Легкий, як пушинка, і міцний, як скеля, корпус «Туранор», безумовно, унікальний. Не менш цікава і електрична начинка яхти, розробка якої - пряма заслуга власника судна Іммо Строера і його друзів з швейцарської компанії Drivetek AG. Базовий компонент силової установки Turanor - «вандалостійкий» генератор з 825 фотопанелей площею 536,65 м², розташований на верхній палубі і трьох орних крилах.
Система була зібрана з 38 000 найефективніших в світі серійних кремнієвих монокристалічних елементів компанії SunPower. В ідеальних умовах вони здатні перетворювати в електрику до 24% випромінювання. Незважаючи на те що панелі у Turanor розташовані нерухомо і не оснащені геліостат, ККД системи становить солідні 18,8%. Зрозуміло, за умови, що команда не забуває про регулярному прибиранню палуби. Про все інше - підтримці оптимального вироблення струму в залежності від зміни рівня сонячної радіації і температури елементів, про стабілізацію напруги і розподілі потоків енергії між генератором, акумулятором і двигунами - подбає електронний мозок яхти.
Збірка сонячної яхти на верфі Knierim Yachtbau зайняла 16 місяців.
Що виробляється генератором постійний струм надходить в зібрані з шести автономних блоків літій-іонні акумулятори масою по 5,5 т з рідинним охолодженням, ємність яких дозволяє яхті на крейсерській швидкості без підзарядки подолати понад 700 км.
Циліндричні 10-сантиметрові елементи виробництва німецької компанії GAIA, використовувані в акумуляторах Turanor, - найбільші елементи такого типу в світі, а їх сумарна продуктивність (понад 1 МВт • год) еквівалентна 130 000 батарейок для ноутбука.
Двом парам асинхронних електродвигунів компанії Buhler сумарною потужністю 135,6 л.с., встановлених в кормових частинах поплавців, цього цілком достатньо, щоб при необхідності розігнати 95-тонну махину до 26 км / ч. Але режим повної потужності використовується командою Turanor тільки в екстремальних ситуаціях, а хід з крейсерською швидкістю 10-12 км / год легко забезпечують два маленьких мотора по 26,8 к.с. кожен.
На зображеннях яхти ви не побачите ніяких рульових пристроїв. У традиційному сенсі слова їх насправді немає. І неспроста: рульове перо на швидкостях нижче 10 км / год (а швидкість Turanor коливається якраз в районі цієї цифри) не має сенсу. Яхта Іммо Строера управляється за допомогою двох унікальних гребних гвинтів Vector Prop незвично великого діаметру (1960 мм). Чому унікальних? По-перше, Vector Prop - це гвинти «річкового» напівзанурені типу. Їх лопаті зроблені зі стійкого до корозії карбонового композиту. По-друге, гвинти оснащені механізмом зміни циклічного кроку, як на вертольоті. Це означає, що по команді капітана кут атаки лопатей, що проходять праворуч від осі обертання, може ставати більше кута атаки лівих лопатей, і навпаки. Тобто сам гвинт направляє тягу в ту чи іншу сторону.
У порівнянні з зануреними гвинтами Vector Prop на 30-40% ефективніше перетворює потужність двигуна в тягу за рахунок регульованого упору лопатей і щодо повільного обертання. Крім того, в разі поломки або попадання в гвинт залишків рибальських снастей усунути проблему нескладно - маточина знаходиться на 15-20 см нижче ватерлінії, і для доступу до неї досить відкинути легкий кожух на кормі поплавка. У далекій подорожі ремонтопридатність - величезний плюс.
31 березня 2010 року блискуча необрастающі поліуретанової фарбою білосніжна «Туранор» під дзвін розбитої пляшки шампанського була дбайливо спущена на воду в Північному морі. А 27 вересня шестеро сміливців ступили на борт судна в Монако, щоб здійснити кругосвітню подорож. Команда вже зробила зупинки біля берегів Німеччини, Фінляндії, США, Мексики, Бразилії. Якщо природа як і раніше буде прихильною до ельфійської сонячної човні, то одночасно з відправкою цього номера журналу до друку команда «Туранор» завершить своє плавання в Монте-Карло.
Дякуємо морського архітектора Олександра Михайлова за допомогу в підготовці статті
Стаття «Туранор з Рівенделл» опублікована в журналі «Популярна механіка» ( №6, червень 2012 ).
Чому унікальних?