Tại sao tàu cánh ngầm có tốc độ đặc biệt nhanh?

Trong các loại phương tiện giao thông, tốc độ của tàu thủy là chậm nhất. Nó chậm hơn ô tô nhiều, lại càng không thể so sánh với máy bay bay lượn ở trên không. Hơn nữa, từ thời đại thuyền buồm cho đến hôm nay tốc độ của tàu thủy tăng lên hết sức chậm chạp, do đó đã hạn chế một cách nghiêm trọng sự phát triển của ngành giao thông vận tải đường thuỷ.

Tại sao khó tăng tốc độ của tàu thủy? Lý do là, mật độ của nước lớn gấp 800 lần của không khí, do đó, lực cản mà tàu gặp phải khi chạy ở dưới nước lớn hơn rất nhiều so với các phương tiện giao thông ở trên bộ và trên không. Hơn nữa, khi tàu chạy sẽ gây nên những con sóng mạnh, điều đó sẽ tiêu hao một phần lớn động lực của con tàu, do đó ảnh hưởng đến tốc độ tàu. Bởi vậy, nếu muốn tăng tốc độ của tàu lên hơn nữa, thì ngoài việc tăng động lực của con tàu, phải tìm biện pháp làm sao cho thân tàu chịu lực cản ít nhất của nước và sóng.

Các nhà thiết kế tàu thủy qua nghiên cứu màng chân vịt trời có được sự gợi ý như sau: Khi vịt trời từ mặt nước bay lên, sẽ duỗi màng chân ra phía sau, đồng thời với việc vỗ cánh bay, màng chân vịt dẹt phẳng của nó sẽ sản sinh ra lực nâng nhất định. Khi lực nâng vượt quá trọng lượng của bản thân nó, thì vịt trời có thể bay lên trời. Thế là người ta nghĩ cách lắp xuống đáy tàu một bộ phận vừa giống cánh chim lại vừa giống màng chân của vịt trời. Loại tàu thủy kiểu mới đó gọi là tàu cánh ngầm.

Ở phía trước và phía sau của đáy tàu đều có lắp cánh to rộng và phẳng dẹt, chúng bắt liền với thân tàu và trụ đỡ. Khi khởi động và tàu chạy, cánh ở dưới nước cũng tương tự như cánh máy bay, nó sản sinh ra một lực nâng hướng lên trên. Tốc độ càng nhanh, lực nâng càng lớn, do đó làm cho thân tàu dần dần nổi lên. Khi lực nâng do cánh sản sinh ra gần bằng trọng lượng của thân tàu, thì thân tàu có thể hoàn toàn nhô lên khỏi mặt nước mà chạy, do đó, nó chỉ chịu lực cản của không khí, chỉ còn cánh bánh lái và chân vịt còn nằm ở dưới nước mới chịu lực cản của nước, do đó, đã tăng tốc độ tàu chạy lên rất nhiều. Hiện nay, tốc độ cao nhất của loại tàu cánh ngầm đã đạt đến 100 km/giờ, nhanh gấp 2-3 lần tàu thủy thông thường. Hơn nữa vì tàu cánh ngầm có thể chạy nhanh ở trên mặt nước, nên đã làm giảm nhiều ảnh hưởng của sóng, ngay cả trong trường hợp sóng to gió lớn cũng có thể chạy một cách bình ổn, an toàn.

Hiện nay, trọng tải của tàu cánh ngầm còn tương đối nhỏ, nói chung không quá 300-400 tấn. Đi đôi với sự nghiên cứu sâu hơn về nguyên lý chạy tàu cánh ngầm và cải tiến về mặt kỹ thuật, sẽ xuất hiện loại tàu lớn hơn, chạy nhanh hơn, và sẽ càng được ứng dụng rộng rãi trong ngành giao thông vận tải.