Они были еще винтовыми, гидроциклы с реактивным водометным движителем появились только 15 лет спустя, но с тех пор, как ни стараются инженеры и ученые, распространить водометы на другой водный транспорт, помимо аквабайков, у них не очень получается.
Фото: Photo by Martin James Brannan/Fairfax Media via Getty Images
Фото: Photo by Martin James Brannan/Fairfax Media via Getty Images
«Аманда» и «морской клоп»
Английский аквабайк выпустила в 1956 году компания Vincent Motorcycles. Этот некогда знаменитый британский производитель мотоциклов (наиболее известна его модель Vincent Black Shadow — «Черная тень», ставшая в 1948 году самым быстрым в мире серийным мотоциклом) переживал тяжелые времена, ему пришлось перейти на производство мопедов и попробовать выпускать мотоциклы премиум-класса ручной сборки. Но на рынке мопедов успешно конкурировать с его старожилами Vincent Motorcycles не смогла, продажи ее «двухколесных “Бентли”» («Черный рыцарь» и «Черный принц») тоже шли крайне медленно. В итоге в 1955 году компания вообще прекратила выпуск мотоциклов и перешла на выпуск моторчиков Firefly («Светлячок») для мопедов. Последней ее потугой освоить новый рынок было создание аквабайка Amanda.
Внешне не отличался от современных гидроциклов. Та же компоновка корпуса из стекловолокна с мотоциклетным сиденьем на двоих. При этом он был гораздо легче нынешних аквабайков, его легко могли нести две девушки далеко не атлетического сложения. Весил он сравнительно мало, потому что композитный стеклопластик легкий, а двигатель и редуктор у него были совсем небольшими, как у мопеда. Исходно мотор был объемом 100 куб. см и мощностью 2,2 л. с. В следующих моделях Vincent Amanda объем двигателя был увеличен до 200 куб. см, мощность — до 5,6 л. с. Максимальная скорость «Аманды» достигала 20 узлов, то есть без малого 40 км/ч.
Еще легче был гидроцикл Wave Roller западногерманского производства, его мог нести на плече один человек, правда, атлетического телосложения. Он весил 30 кг, был длиной 1,5 м и шириной 1 м и мог поместиться в багажнике легкового автомобиля. При таких габаритах он, естественно, был одноместным, сиденье на нем было низкое, чтобы центр тяжести был как можно ниже, колени седока были на уровне плеч. Как только ни называли Wave Roller из-за его миниатюрности: и морским клопом, и морским тараканом. Двигатель мощностью 1,2 л. с. позволял ему разгоняться до 15 км/ч.
По сути, это была самодвижущаяся доска для серфинга, вот только соскочить с него как с доски и бросить ее, когда волна разбивалась на берег, было бы накладно, стеклопластиковый корпус мог не выдержать удара о песок и камни, а «морской таракан» стоил $325. Да и максимальная скорость его была такая же, как у среднего серфингиста на средней волне. Производитель Wave Roller позиционировал его как средство доставки аквалангиста к месту, где ему было бы интересно понырять, а заодно он мог отбуксировать туда пару-тройку товарищей на линях позади гидроцикла. Но туда же аквалангисты могли добраться быстрее и с большим комфортом на обычной моторной лодке. Производителю Wave Roller удалось продать только пару сотен «морских клопов» в основном на экспорт в США и потом пришлось свернуть его производство. Такая же участь постигла и Vincent Amanda, хотя этот намного более комфортабельный гидроцикл продавался за 120 фунтов стерлингов, то есть те же $325.
Водный мотоцикл британской компании был идеальным для прогулок по морской и озерной водной глади для солидных джентльменов и леди, но как раз они не горели желанием кататься верхом на тарахтящем двухтактном гидроцикле с мокрыми ногами и риском в самый неподходящий момент окунуться с головой в воду. А для публики, которая с удовольствием погоняла бы, закладывая виражи, у «Аманды» не хватало скорости, да и виражи у плоскодонного судна не очень получались.
Этот стартап, как сказали бы сейчас, у компании Vincent Motorcycles не удался, в итоге она перешла под внешнее управление, а потом и вовсе затонула в бурном море бизнеса. В истории техники остались только ее первый в мире гидроцикл современного вида и по меньшей мере пара его рекламных роликов. Они доступны в интернете и будут интересны не только любителям аквабайков (их легко найти по запросу The Vincent Amanda water scooter). В одном из них на «Аманде» катаются по очереди дама в пальто, ее муж в пиджаке и шляпе и их сын лет десяти, в другом — четыре уиндмилловские девушки (Windmill girls).
Windmill Theatre открылся Лондоне в здании бывшего кинотеатра в Сохо в 1930 году в пику парижским «Фоли Бержер» и «Мулен Руж», правда, это было не кабаре, как в Париже, а театр-варьете, но тоже с голыми танцовщицами, которые там разделись с позволения главных театральных цензоров королевства лорда Кромера и лорда Чемберлена. Плясали они в таком виде до 1964 года, когда Windmill Theatre снова превратился с кинотеатр, не выдержав конкуренции частных стрип-клубов Сохо. В этом году его, кстати, снова решили открыть под старым заслуженным брендом.
В рекламном ролике отборные уиндмилловские девушки катаются на гидроцикле в закрытых купальниках, но интересно посмотреть не только на эталон женской красоты середины 1950-х годов, но и на возможности Vincent Amanda на максимальной скорости, до которой разгонялись девушки. Как можно убедиться воочию, были умеренными. Вот если бы это был более мощный и скоростной водный мотоцикл, желающих приобрести себе такой было бы наверняка гораздо больше.
Реактивная лыжа
Изобретателем такого водного мотоцикла стал калифорний банкир и мотокроссмен-любитель Клейтон Джейкобсон-младший. Только изобрел он сначала не аквабайк, а реактивные водные лыжи (jet ski), точнее водную лыжу, вейкборд, с водометом. В 1960-х годов на рынке появилась целая линейка водометных насосов американской Berkley Pump Co. и новозеландской компании CWF Hamilton Ltd. В 1960 году Berkley Pump Co. на выставке в Сан-Франциско продемонстрировала 4,5-метровый катер с водометной установкой, который развил скорость 65 км/ч. Джейкобсону надо было только найти подходящий водомет для своей реактивной водной лыжи и довести его, как говорится, до ума. Ведь масса и водоизмещение его лыжи было ничтожно малым по сравнению с 15-футовым катером Berkley Pump Co.
Он остановил свой выбор на двухтактном двигателе компании West Bend, который приводил в действие водомет Berkley. Первый реактивный вейкборд Джейкобсона 1965 года был алюминиевым, передний конец лыжи загибался вверх и назад, на нем был руль для воднолыжника, только этот руль был неподвижным, лыжник мог только держаться за него, а менял направление движения он корпусом, как при традиционной буксировке катером.
У второго опытного образца jet ski Джейкобсона 1966 года корпус был стеклопластиковый, а рулем можно было рулить. Что было дальше, любой фанат аквабайков знает наизусть. Джейкобсон предложил свою реактивную лыжу компании Bombardier, точнее ее подразделению Bombardier Recreational Products (BRP), то есть производителю техники для активного отдыха. А кому еще было предложить? Снегоходы Ski-Doo расходились у BRP, как горячие пирожки.
Но реактивную лыжу Bombardier так и не запустила в производство, а заставила Джейкобсона сконструировать сидячий вариант гидроцикла а-ля Vincent Amanda, что тот и сделал в 1968 году. Под названием Sea-Doo этот аквабайк выпускался до 1970 года, но потом компания сняла его с производства. Продажи гидроцикла с двигателем мощностью 18 л. с. и максимальной скоростью 25 узлов, то есть чуть выше, чем у забытой к тому времени «Аманды», шли вяло. В 1971 году, когда лицензионный контракт с Bombardier на патенты Джекобсона закончился, он заключил аналогичное соглашение с японской компанией Kawasaki Heavy Industries, которая в 1973 году наконец запустила в серию его реактивную лыжу.
Jet Ski стала родоначальником «стоячих» гидроциклов для спортсменов и любителей адреналина. Что же касается «сидячего» гидроцикла, то в компании решили, что тут они обойдутся без патентов Джейкобсона: сами, мол, сделают такой гидроцикл и сами его запатентуют. Начались суды, которые длились больше десяти лет и закончились тем, что Джейкобсон остался официальным изобретателем гидроцикла, а вместо многомиллионных исков Kawasaki обязалась выплатить ему компенсацию, размер которой не был оглашен. К тому времени изобретатель уже работал консультантом Yamaha Motor Company, а Bombardier Recreational Products, глядя на то, какими темпами растет рынок гидроциклов (в конце 1980-х в год продавалось до 100 тыс. аквабайков), возобновила производство Sea-Doo, но уже с V-образным килем и более мощным двигателем.
В 2019-м, последнем предковидном году, мировой рынок гидроциклов дорос до $1,6 млрд, и последние годы он рос в основном за счет Юго-Восточной Азии. Основные игроки на этом рынке все те же — Bombardier, Kawasaki и Yamaha, хотя число производителей гидроциклов прибавилось, их на сегодня больше полудюжины. По сравнению с мировым российский рынок гидроциклов пока крошечный: по данным IndexBox Russia, в 2018 году он составил 1,05 млрд руб., правда, глядя сейчас на наши пляжи, невольно приходит на ум прозвище первого немецкого аквабайка Wave Roller и хочется сказать: «Сколько же “морских клопов” у нас развелось!»
Патентный водомет
История гидроцикла — это история оглушительного успеха водометного движителя для плавсредств, поэтому в ненаучной литературе нередко можно встретить утверждения, что водометный двигатель изобрел Джейкобсон. Конечно же, не он его изобрел, водомету по меньшей мере два с половиной века, он появился практически одновременно с первыми пароходами. Гребной винт у них появился позднее, сначала они были колесными, а на некоторых в порядке эксперимента ставили водометы, устройства столь же древние, как и водяное колесо со шлицами.
Как сказал один из энтузиастов водометов на моторных лодках прошлого века сэр Чарльз Гамильтон, основатель уже упоминавшейся выше компании CWF Hamilton Ltd: «Я не претендую на изобретение реактивного движителя для моих катеров. Эта честь принадлежит джентльмену по имени Архимед, который жил немножко раньше меня». Сэр Чарльз, конечно, шутил, говоря об архимедовом винте, хотя принцип работы водомета — в предельном случае трубы с крыльчаткой внутри, придающей потоку воду по трубе ускорение,— по сути, такой же.
Водомет в теории выглядел гораздо привлекательнее гребного винта и тем более гребного колеса. Поэтому начиная со второй половины XVIII века число патентов на водометный движитель измерялось десятками, в следующем, XIX веке — сотнями, а в прошлом и нашем веке их накопилось, наверное, тысячи. Но на практике запатентованный водомет, как правило, наталкивался на ряд сложностей. Оказалось, что не все даже важнейшие элементы водомета можно определить расчетом. Чуть ли не в каждом случае — для каждого конкретного сочетания корпуса и силовой установки требовалось проводить эксперименты, варьируя различными параметрами движителя (диаметр и шаг ротора, сужение сопла, форма входного отверстия и сопла и т. п.). Выяснилось и то, что существуют свои тонкости и в выборе обводов корпуса. Тогда как гребные винты не предъявляли особых требований к форме корпуса судна.
Тем не менее корабельные инженеры не успокаиваются. Ведь по результатам испытаний моделей и эксплуатации построенных водометных судов известно, что в диапазоне малых и умеренных скоростей хода (15–25 узлов) водомет по пропульсивным качествам уступает гребному винту. При скоростях более 40 узлов, когда КПД винта снижается из-за кавитации, а рабочее колесо водометного движителя может быть спроектировано некавитирующим, оба типа движителя становятся сравнимыми по КПД. При еще более высоких скоростях (свыше 50 узлов) водомет превосходит гребной винт по эффективности. До начала пандемии ежегодно проводились международные конференции по водометам (International Waterjet Conference), да и размеры водометов изменились от малогабаритных до больших. Шведской фирмой KaMeWa построен самый большой в мире водомет мощностью 50 тыс. кВт (без малого 68 тыс. л. с.).
Несмотря на позднюю и пока сравнительно малую вовлеченность наших граждан в катание на аквабайках, наша страна имеет не самую бедную историю использования водометных движителей на реках и морях. Ее обстоятельный обзор сделали в 2017 году ученые Сибирского госуниверситета водного транспорта, он доступен в интернете, и весьма познавателен. Если же коротко, то начинается история отечественного водометного флота с подводной лодки Степана Джевецкого, которая была испытана в Неве в 1885 году, а ее расцвет пришелся на послевоенные годы, когда началось строительство большого транспортного флота, на судах которого довольно широко применялись водометные движители. Это были буксиры, небольшие танкеры, сухогрузные и пассажирские суда мощностью до 700 л. с., и строили эти суда большими сериями. Например, пассажирских судов типа «Заря» с водометами вместо гребных винтов было построено более 300.
Более мощные водометные движители были на судах с подводными крыльями. В 1962 году на воду было спущено судно «Чайка» на воздушной подушке с водометным движителем мощностью 1230 л. с., обеспечивающим судну скорость до 95 км/ч. «Чайка» относилась к судам скегового типа, они предназначены для движения только над водной поверхностью, и для уменьшения расхода воздуха их воздушную подушку по бортам ограждают погруженными в воду жесткими стенками или узкими корпусами — скегами. Позже суда типа «Чайка» были дополнены серийными судами проектов «Зарница» и «Орион». А самым большим среди скеговых судов, оборудованным водометным движителем, был морской вариант речной «Чайки» — «Буревестник», построенный в 1964 году. Он был оборудован двумя водометными движителями мощностью около 2700 л. с. и тоже развивал скорость до 95 км/ч.
В 1956 году началось проектирование противолодочного корабля водоизмещением около 400 тонн, который должен был развивать скорость свыше 30 узлов, с оригинальным двухступенчатым водометным движителем. На экономических и эскадренных ходах работала только первая ступень, а на полных ходах использовались обе ступени. Всего было построено 63 таких корабля для ВМФ СССР, Болгарии и Румынии. В 1980-е годы водометными движителями была оборудована серия десантных кораблей, которые показали хорошие эксплуатационные качества.
Словом, у нас водометные движители применялись там, где было опасно ходить с гребными винтами (например, на мелководье), и в основном для военных целей, что понятно. Как говорится, не до жиру… Остается только надеяться, что в будущем набор приоритетов расширится, тем более что повод для надежды есть, и основательный. Как уже писал «Ъ-Наука» (https://www.kommersant.ru/doc/3283615), в Институте химической физики им. Н. Н. Семенова РАН созданы и испытаны экспериментальные образцы прямоточного импульсно-детонационного гидрореактивного движителя, не имеющие мировых аналогов.
В новом движителе используется наиболее энергоэффективный и энергосберегающий рабочий цикл — цикл Зельдовича с управляемым детонационным горением смеси моторного топлива с окислителем. Происходит прямое преобразование химической энергии топлива в энергию движения воды. В результате надводному объекту сообщается гидрореактивная тяга, ускоряющая его до скоростей, недостижимых при использовании традиционных движителей. Кроме того, в нем нет подвижных механических частей.
Если все пойдет хорошо, то понятно, что первым делом на верфях ОСК будет заложен корвет или даже фрегат с новым водометным движителем, который назовут «Академик Яков Зельдович», и он станет головным в серии кораблей этого проекта. Но потом со временем, может быть, дело дойдет и до экологичных и мощных аквабайков, не имеющих мировых аналогов. Их можно будет назвать веселым и ласковым именем «Яша».