Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[topaz]

Мне парусники не нравятся тем, что там много людей должно быть. Много ручного труда. А корабль с турбопарусами или на солнечных панелях выгодно отличаются минимумом людей на борту или полной автоматизацией.

Плюс живучесть классического парусника в штормах низка, их просто ветра часто выбрасывают на скалы, тогда как современный корабль с электродвигателем можно оснастить мощным аккумулятором за счет которого он сможет развивать значительную скорость в экстремальных погодных ситуациях.

Была в начале 20 века попытка эксплуатировать очень большие парусники с водоизмещением в 10 тысяч тонн и с минимумом экипажа закончилась плачевно.
Это был знаменитый 7-мачтовый парусник всего с 16 человеками экипажа.

http://ru.wikipedia.org/wiki/Томас У. Лоусон
http://www.vodnyimir.ru/Sudba_parusnikov_gigantov_shhuna_Tomas_U_Louson.html

Судно плавало и даже давало владельцу некоторую прибыль, хотя и скрыть его многочисленные недостатки было невозможно. Эксплуатировалось оно на 2000-мильной «топливной линии» между нефтеносным Техасом и промышленной Филадельфией, сравнительно спокойно совершало свои рейсы, не делая никаких «революций».

Однако задетое самолюбие судовладельца давало себя знать. Через пять лет он решил реабилитировать оговоренную недоброй молвой шхуну. Был задуман рейс к тем, кого считали тогда непревзойденными авторитетами в вопросах мореплавания — к англичанам. И не куда-нибудь, а прямо в Лондон!

Приняв 6000 т керосина в бидонах, 19 ноября 1907 г. шхуна вышла из Филадельфии в свой последний рейс. Моряки-парусники хорошо знают тяжелые условия плавания зимой в северной части штормовой Атлантики. Американцы в очередной раз допустили просчет, осуществляя этот экспериментально-показательный рейс именно в зимний период: условия для «реабилитации» шхуны-гиганта были самыми неподходящими! Как и следовало ожидать, они дали знать о себе сразу же, как только судно оторвалось от американского побережья.

Весь путь шхуны через Атлантику сопровождался борьбой малочисленной команды с тяжелейшими штормами. Палуба гиганта почти все время была в воде. Волны крушили все на своем пути. Спасательные шлюпки и плоты-скамейки сразу же оказались разбитыми и снесенными за борт. Паруса были не льняными, а, как принято в США, хлопчатобумажными: они рвались один за другим. Из комплекта в 25 парусов осталось только шесть!

Безрассудная, технически не подкрепленная идея сокращения экипажа до предельного минимума двухсменного состава дала себя знать. Первое же серьезное испытание быстро измотало команду: она потеряла всякую способность и желание сопротивляться разъяренной стихии. Конструктор, предлагая такое сокращение, сулил судовладельцу барыши, но явно не думал об аварийных ситуациях, когда такого мизерного состава команды окажется более чем недостаточно.

При подходе к британским берегам штормовой норд-вест утих примерно до 9 баллов. Напомним, что вход в Английский канал ограждают коварные скалы и камни островов Силли с северной стороны и мыс Уэссан с не менее опасными камнями и скалами со стороны Франции. Лоция предостерегает от приближения к обеим указанным опасностям. Расстояние между ними около 100 миль. Даже при самом плохом счислении этого вполне достаточно, чтобы идущий с океана парусник спокойно вошел в канал. К сожалению, у капитана Джорджа Доу это не получилось.

Шхуна «Томас У. Лоусон» оказалась миль на 50 севернее оси входа в канал — в миле северо-западнее маяка Бишоп-Рок. Проблески огня этого маяка капитан Доу принял за огонь проходящего мимо судна. Он посчитал видимость слишком плохой, чтобы следовать каналом, и принял роковое решение стать на якорь. Так он и поступил. Фактически же видимость была не хуже средней. Во всяком случае, движение огромного судна к опасным скалам Силли, а затем и постановку его на якорь с наветренной стороны этих скал хорошо видели вахтенные береговых спасательных станций на островах Сент-Агнес и Сент-Мэрис. Они давали предостерегающие ракеты, поскольку было ясно, что огромное судно в ловушке, но Доу этого и не подозревал.

Конечно, сейчас нам легко критиковать действия капитана Доу. И, тем не менее, следует признать определенно, что серия его ошибок была беспрецедентной. Действия, которые он предпринял далее, значительно усугубили и без того незавидное положение судна и привели его к катастрофе.

Видя опасность положения шхуны, местные жители и спасатели во главе с лоцманом на двух вельботах подошли к «Томасу У. Лоусону». Лоцман Уильям Хикс поднялся на борт судна и предложил немедленно выводить судно буксирами или, по крайней мере, сразу же спасать людей. Капитан Доу категорически отказался от предложенной помощи, надеясь отстояться на двух своих якорях. Лоцман остался на аварийном судне и задержал одну спасательную шлюпку у борта. К вечеру по его твердому настоянию капитан согласился на помощь буксиров, но, как часто оказывается в подобных случаях, было уже поздно: погода снова резко ухудшилась, приблизившиеся буксиры вынуждены были уйти в укрытие.

Береговые посты спасательных станций в продолжение всей этой штормовой ночи вели усиленное наблюдение за «Томасом У. Лоусоном». Около трех часов ночи огни на шхуне погасли. Вскоре ветер донес сильный запах керосина. Стало ясно, что гигантская шхуна разбита на скалах.

Погибло 15 человек экипажа, включая капитана Дж. Доу. Их трагическую участь разделил благороднейший человек — английский лоцман Уильям Хикс. Троим морякам удалось спастись.

Так закончилась короткая жизнь крупнейшей в мире семимачтовой шхуны, названной в честь писателя Томаса У. Лоусона — автора книги «Пятница, 13-е число». Трагедия произошла в пятницу 13-го декабря...

[Andrew Gontchev]

Плюс живучесть классического парусника в штормах низка, их просто ветра часто выбрасывают на скалы, тогда как современный корабль с электродвигателем можно оснастить мощным аккумулятором за счет которого он сможет развивать значительную скорость в экстремальных погодных ситуациях.

с этим никто и не спорит, двигло имеет преимущество перед ветром...

[topaz]

Единственное сейчас стало гораздо проще с погодой и навигацией. Раньше никаких прогнозов погоды не было, корабли ничего не знали о приближающихся ураганах и штормах (а сейчас их можно обходить стороной или уходить подальше от берега). Во времена парусников навигация целиком строилась на береговых маяках и астрономических наблюдениях при ясном небе. Зато сейчас после спутниковой навигации уже никаких проблем с отслеживанием текущих координат нет.

[Andrew Gontchev]

Единственное сейчас стало гораздо проще с погодой и навигацией. Раньше никаких прогнозов погоды не было, корабли ничего не знали о приближающихся ураганах и штормах

Ну не скажите: синопсисты и сейчас косячат, а вот самодельный штормгласс моя дочь интерпретирует удивительно точно

[-Asket-]

Мне парусники не нравятся тем, что там много людей должно быть. Много ручного труда. А корабль с турбопарусами или на солнечных панелях выгодно отличаются минимумом людей на борту или полной автоматизацией.

В Отчете Вудварда планировали использовать суда с парусным вооружением типа DynaRig, предполагавшем высокую степень автоматизации: http://ru.wikipedia.org/wiki/DynaRig

DynaRig — тип парусного вооружения, разработанный Вильгельмом Прёльссом в 1957 году.
Прёльсс предложил новую конструкцию мачты, развивающую идею прямого парусного вооружения. В его проекте исключались щели между парусами, что создавало сплошную парусную панель на всю высоту мачты, с исключительными характеристиками. Дополнительно профиль создавали специальные реи, выгнутые в одну сторону. В проекте «Динариг» паруса убирались не к реям, как обычно, а к мачте, а точнее, втягивались в нее накручиванием на внутренние барабаны. Таким образом исключались использование бегучего такелажа и необходимость работы на мачтах, которые становились полностью автоматизированными. Мачты также были лишены стоячего такелажа. Первоначально мачты предполагалось сделать поворотными и трёхгранно-решётчатыми, но затем была предложена конструкция неподвижной мачты с парусами, убираемыми внутрь, а разный угол к ветру по высоте обеспечивали поворотные реи, как и на классическом вооружении.
Прёльсс получил несколько патентов на подобную конструкцию и основал две фирмы, в США и Дании, которые должны были заняться продвижением его идеи. Он предлагал шестимачтовый балкер водоизмещением около 17000 т как идеальное судно для возрождения парусного флота. Однако высокая стоимость постройки и низкая стоимость топлива не позволяли проекту воплотиться в жизнь. Правда, с началом энергетического кризиса 1973 года интерес к парусным судам существенно вырос. Однако до сих пор DynaRig не получила распространения. Наибольшим судном, оснащённым подобными мачтами, является яхта Maltese Falcon — одна из самых больших парусных яхт в мире длиной 88 м, построенная по заказу американского миллионера Тома Перкинса.

«Мальтийский сокол» в Монте-Карло.

[Andrew Gontchev]

Прёльсс предложил новую конструкцию мачты, развивающую идею прямого парусного вооружения

А фордаком (против ветра) идтить-то как?

[Okub62]

Мне парусники не нравятся тем, что там много людей должно быть. Много ручного труда. ...

Плюс живучесть классического парусника в штормах низка, их просто ветра часто выбрасывают на скалы, ...

А что, живая рабочая сила нынче дорого стоит?
Да и насчёт живучести - корабль и груз застрахованы, выбросит (потонет), и шут с ним - хозяин много не потеряет.
Вот то, что сроки доставки не гарантированы, а также меньшая грузоподьёмность, то, да - проблема, по идее.

[Andrew Gontchev]

А что, живая рабочая сила нынче дорого стоит?

Там умелая-обученная рабсила треба, матрос парусника - не гест, который канаву копает...

[Okub62]

Не преувеличивайте ценность, пожалуйста. К каждому фалу по гесту поставят с картой на лбу, а капитан Врунгель боцман только командовать будет: "шестёрка треф - тяни, валет бубей - крепи ... и т.д.". На шхуне на мачту лазать не надо - обучат наскоро "расходный материал". 

[Andrew Gontchev]

Не преувеличивайте ценность, пожалуйста. К каждому фалу по гесту поставят с картой на лбу, а капитан Врунгель боцман только командовать будет: "шестёрка треф - тяни, валет бубей - крепи ... и т.д.". На шхуне на мачту лазать не надо - обучат наскоро "расходный материал". 

Не скажите, но это уже вне темы...

[-Asket-]

http://ru.wikipedia.org/wiki/Maltese_Falcon
...Судно несёт 15 прямых парусов (по пять на каждой мачте), убирающихся внутрь мачты. С помощью направляющих на реях они могут быть полностью подняты за шесть минут.
Управление парусом по ветру осуществляется поворотом всей мачты вокруг вертикальной оси. В отсутствие такелажа реи не имеют ограничений по повороту, что, в сочетании с изогнутой формой рей, отсутствием зазоров и единой поверхностью паруса обеспечивают преимущество в аэродинамике по сравнению с традиционными прямыми парусами.
Мачты имеют высоту около 58 м от плоскости нижнего подшипника. Конструкция DynaRig предполагает удлиненный симметричный профиль (для снижения аэродинамического сопротивления). Паруса могут быть развернуты в любую сторону, поэтому мачта вращается относительно палубы и килевого подшипника...

Кроме того на Maltese Falcon установлены два дизельных двигателя Deutz мощностью 1800 л.с. при 1800 об/мин, позволяющие яхте развивать скорость до 20 узлов.

[Прохожий]

Не преувеличивайте ценность, пожалуйста. К каждому фалу по гесту поставят с картой на лбу, а капитан Врунгель боцман только командовать будет: "шестёрка треф - тяни, валет бубей - крепи ... и т.д.". На шхуне на мачту лазать не надо - обучат наскоро "расходный материал". 

Посмешили. Экипаж парусника должен быть гораздо больше подготовлен, чем палубная команда современного судна. А иначе они дальше Дооба не выйдут, не говоря уж про Босфор....

[Andrew Gontchev]

...Судно несёт 15 прямых парусов (по пять на каждой мачте), убирающихся внутрь мачты. С помощью направляющих на реях они могут быть полностью подняты за шесть минут

Да это все ясно, как против ветра на прямых парусах идти?

[Andrew Gontchev]

Посмешили Экипаж парусника должен быть гораздо больше подготовлен, чем палубная команда современного судна. А иначе они дальше Дооба не выйдут, не говоря уж про Босфор....

Вообще они даже за волноломы бухты порта не выйдут (на паруснике), это так - к слову

[-Asket-]

как против ветра на прямых парусах идти?

Эти паруса же можно как угодно повернуть вместе с мачтой, такелажа ведь нет, насколько это можно считать традиционным прямым парусом? А если вы про преимущество ротора, то да, вероятно, он позволит идти под более острыми углами к ветру.

6 июля 2010  года был впервые спущен на воду E-Ship 1 с роторными парусами, который был построен по заказу компании Enercon, одного из крупнейших производителей ветрогенераторов в мире. А уже в августе он отправился в свой первый рабочий вояж в Ирландию с грузом из девяти ветрогенераторов. Судно оборудовано четырьмя роторами Флеттнера и,  конечно, традиционной силовой установкой на случай безветрия и для получения дополнительной мощности. Все-таки роторные паруса служат лишь вспомогательными движителями. Двигателями служат девять силовых установок Mitsubishi, а роторы вращаются с помощью паровой турбины производства Siemens, использующей энергию отработавших газов. Роторные паруса позволяют сэкономить от 30 до 40% топлива на скорости 16 узлов.

http://en.wikipedia.org/wiki/E-Ship_1
Tonnage: 10,500 DWT
Length: 130 m
Beam: 22.5 m
Draught: 6 to 9 m
Installed power: Two diesel engines (2 × 3.5 MW)
Propulsion: Four Flettner rotors, Two propellers
Speed: Max 17.5 knots (32.4 km/h)
Capacity: 3 holds below deck, 20,580 m³

Сложно судить сколько здесь рекламы, а сколько здравого расчета, учитывая чем занимается заказчик...

обучат наскоро "расходный материал"

Такое даже на галерах было редкостью: ru.wikipedia.org/wiki/Галера#«Галерные рабы»

Массовой культурой второй половины XIX—XX веков был создан вызывающий сочувствие образ закованного в цепи «галерного раба», некритично распространяемый на все гребные суда от Античности до Нового времени. На самом деле в античное время гребцами на боевых кораблях были практически исключительно свободные люди. От их слаженной работы зависела боевая эффективность корабля и жизнь его экипажа, так что это были профессионалы, труд которых высоко ценился. На небольших кораблях на вёсла нередко садились и сами воины — собственно говоря, изначально галера и была морским транспортом для отряда воинов — именно так описаны корабли аргонавтов и героев «Иллиады» и «Одиссеи». В Риме на вёсла могли сажать рабов, но делалось это исключительно в случае большой необходимости. Как правило, за участие в битве им обещали свободу или место постоянного гребца, что считалось почётным.

В Средние века гребцы галер были как правило волонтёрами — добровольцами, вольнонаёмными свободными людьми, причём они были вооружены и участвовали в бою наравне с солдатами. К XVI веку, когда боевая роль галер уже стала падать и комплектовать их экипажи стало всё сложнее и дороже, в ряды гребцов стали включать заключённых и военнопленных, однако первых также часто вооружали. Одновременно для сохранения боевой эффективности при использовании неопытных гребцов была изменена конструкция галеры — на одно весло стали сажать по несколько человек. Массовое же использование приговорённых к каторге преступников в качестве гребцов приходится уже на период Нового времени, причём изначально лишь во время войны. В XVII—XVIII века галеры, уже потерявшие боевое значение, часто виделись в виде своего рода способа организации «исправительно-трудовых» работ для заключённых. Собственно, само слова «каторга» происходит от названия одного из видов галеры. При этом заключённые не считались рабами де юре, а попадали в особую категорию каторжников. Стоит отметить, что положение их зачастую было существенно лучше, чем у заключённых в обычные тюрьмы того времени, так как капитаны и офицеры галер, в отличие от обычных тюремщиков, были лично заинтересованы в сравнительном благополучии своих подопечных, от работы которых напрямую зависела их жизнь во время выхода в море и, тем более, в бою.

Единственной категорией гребцов, практически точно попадающих в категорию «галерных рабов», были военнопленные другой веры — мусульмане на христианских кораблях и христиане на мусульманских.

[Andrew Gontchev]

Эти паруса же можно как угодно повернуть вместе с мачтой, такелажа ведь нет,

Если гафель/шверт предусмотрен - то да.

[topaz]

Эти паруса же можно как угодно повернуть вместе с мачтой, такелажа ведь нет, насколько это можно считать традиционным прямым парусом? А если вы про преимущество ротора, то да, вероятно, он позволит идти под более острыми углами к ветру.
6 июля 2010  года был впервые спущен на воду E-Ship 1 с роторными парусами, который был построен по заказу компании Enercon, одного из крупнейших производителей ветрогенераторов в мире. А уже в августе он отправился в свой первый рабочий вояж в Ирландию с грузом из девяти ветрогенераторов. Судно оборудовано четырьмя роторами Флеттнера и,  конечно, традиционной силовой установкой на случай безветрия и для получения дополнительной мощности. Все-таки роторные паруса служат лишь вспомогательными движителями. Двигателями служат девять силовых установок Mitsubishi, а роторы вращаются с помощью паровой турбины производства Siemens, использующей энергию отработавших газов. Роторные паруса позволяют сэкономить от 30 до 40% топлива на скорости 16 узлов.

Сложно судить сколько здесь рекламы, а сколько здравого расчета, учитывая чем занимается заказчик...

Во это уже нормальный современный подход. Без всяких муторных парусов. Гораздо серьезней корабль, чем у Кусто был.

Но лучше все таки делать чтобы ротор генерировал электричество, там был мощный аккумулятор, а потом уже электродвигатель с рулями и винтом.

Снизиться скорость в 2 раза, ну и ладно. Зато это уже будет чистый корабль без ископаемого топлива.

[Andrew Gontchev]

Но лучше все таки делать чтобы ротор генерировал электричество

Это не ветряк, а чистый цилиндр

[pkl]

Да и скорость не та.

Не та, уверены?

Вряд ли нефтяной танкер или рудовоз под парусами сможет развить скорось чайного клипера.

Читаю, читаю ветку - ну неужели нельзя оборудовать корабли ледокольными ЯЭУ? Фигня эти паруса. Хотя и очень романтичная. Атом рулит!

[Q]

Я тут посчитал сколько может стоить система на СЭС без аккумуляторов как в Германии. При стоимости панели 0,7$ за ватт и инвертора 4630$ - 148000 р. на 20450 Вт (лучше цену не нашел) можно соорудить систему из 120 панелей по 200 ватт. Пиковой инсоляции не будет. Поэтому можно взять не 102, а больше. При этом стоимость инвертора составит 22% от стоимости панелей (685760 р.) . Получается доля стоимости панелей в системе составит 82%.
При цене 0,4$ за ватт инвертор удорожает систему до 0,53 за ватт.
При инсоляции 2200Квт*ч и стоимости 2,5 р. Квт*ч. система будет себя окупать 3,4 года.
При этом при реинвестировании прибыли в систему доходность по годам будет следующая.
Через количество лет – руб.
1.   174948,6999
2.   400611,6224
3.   691689,8334
4.   1067145,952
5.   1551439,49
6.   2176120,298
7.   2981883,91
8.   4021222,713
9.   5361845,601
10.   7091088,967

Вложенные 603520,00 через 10 лет увеличатся в 11,74955091 раза до 7694608,967 р.
Расчет приблизительный. Потому что у инвертора КПД 97% и т.п.
Но интересна стоимость трекера – системы слежения за Солнцем. В той же Астрахани при наклоне 35 градусов инсоляция составляет 1593,6 квт*ч в год с метра, а при вращении вокруг полярной оси те самые 2200. Разница большая.