<< Предыдущая                    К оглавлению                   Следующая >>

Типы глиссирующих корпусов.

        Днищу глиссирующих катеров для снижения ударных перегрузок (в первую очередь) придают ту или иную килеватость. Влияние угла килеватости днища на величину перегрузок можно оценить приближенно с помощью рис. 1. На рисунке представлены результаты испытании схематизированных моделей глиссирующих катеров при их движении против волны, которая имеет длину, равную двум длинам катера.

        В зависимости от величины угла килеватости днища и изменения его по длине судна остроскулые глиссирующие корпуса разделяют на три основных типа:
        1) корпуса с днищем «закрученного» типа, имеющие очень острые носовые ветви ватерлиний и узкие килеватые шпангоуты в носу, а в корме почти плоское днище с минимальной килеватостью у транца (рис. 2, а);
        2) моногедроны — корпуса с постоянным углом килеватости днища от миделя до транца, равным 10—17° (рис. 2, б);
        3) корпуса с обводами «глубокое V» — моногедрон с углом килеватости днища более 20° (от миделя до транца) и продольными реданами.






        В пределах этой классификации могут быть комбинированные типы корпусов (например, «глубокое V» с центральной плоской лыжей ), а также такие варианты, как «крыло чайки» или «кафедрал».
        Рассмотрим в общих чертах свойства перечисленных трех типов корпусов.
        Корпуса с «закрученным» днищем отличаются мягким ходом на взволнованном море, однако, зарыскивают. Причина этого — дисбаланс в гидродинамических силах поддержания, действующих на заостренную носовую часть и плоский широкий участок днища в корме. При небольшом зарыскивании катера с курса на участки днища у форштевня начинает действовать сила, близкая по направлению к горизонтальной и способствующая дальнейшему уводу судна с курса. Подобный же эффект дает и крен — уводящая сила появляется со стороны накрененного борта.
        Так как плоское днище работает под малыми углами атаки (до 4°), длина смоченной поверхности корпуса оказывается велика. При входе корпуса в волну вдоль заостренных обводов днища в носу вода поднимается в виде брызговой пелены, срываемой ветром на судно.
        «Закрученное» днище технологически сложно в постройке и ограничивает полезный объем помещений в носовой части катера. Диапазон применения этого типа обводов ограничен переходным режимом движения при Fr_D < 2,5. Благодаря большой длине смоченной поверхности и значительной подъемной силе, действующей на плоское днище у транца в начальный момент движения, кривая сопротивления подобных катеров имеет плавный подъем с невысоким «горбом», для прео- доления которого требуется сравнительно небольшая мощность двигателя.
        Моногедрон — наиболее распространенный в настоящее время тип глиссирующего корпуса. Обводы технологичны при постройке корпусов из листовых материалов — фанеры или металла, умеренная килеватость позволяет получить достаточно высокое гидродинамическое качество при приемлемых перегрузках на волнении. Применяется на больших мотолодках и крейсерских катерах при относительной скорости до Fr_D = 4 и удельной нагрузке до 30 кг/л. с. Иногда на днище делаются брызгоотбойники или короткие продольные реданы. Отличаются от катеров с «глубоким V» более высокой статической остойчивостью, поэтому предпочитаются и для морских катеров в тех случаях, когда это качество играет важную роль (например, на рыболовных или комфортабельных крейсерских катерах).
        Корпуса с обводами «глубокое V» и углом килеватости днища более 20° обеспечивают наиболее комфортабельный ход с минимальной потерей скорости на волнении. Кроме того, этот тип обводов позволяет использовать всю мощность двигателей, устанавливаемых на легких мотолодках и катерах, без потери устойчивости движенш или опасности разрушения корпуса. При увеличении скорости корпуса с большой килеватостью днища ширина смоченной его поверхности постепенно уменьшается в результате подъема корпуса из воды. Оптимальный угол атаки килеватого днища в 1,5—2 раза больше, чем у плоского. Благодаря этому на скоростях свыше Fr_D = 5 смоченная поверхность оказывается намного меньше, чем у такого же катера с плоским днищем. Несмотря на существенное снижение гидродинамического качества, при увеличении килеватости днища до 20—23° на корпусе «глубокое V» удается получить более высокою скорость, чем на корпусах с плоским или «закрученным» днищем. Благодаря почти одинаковому поперечному профилю днища в носу и корме катера с обводами «глубокое V» отличаются устойчивостью на курсе при ходе на волне, малым дрейфом на циркуляции и плавностью качки.
        К недостаткам килеватого корпуса следует отнести большое сопротивление в начальный момент движения и значительное время, необходимое на разгон до выхода на режим чистого глиссирования. Для улучшения стартовых характеристик и снижения «горба» сопротивления могут быть использованы транцевые плиты и продольные реданы на днище.
        Корпус, снабженный продольными реданами, автоматически регулирует ширину днища в зависимости от скорости. На малых скоростях катер идет на полной ширине днища с уменьшенной удельной нагрузкой, оптимальной для данного режима. По мере разгона гидродинамическая подъемная сила растет, при этом крайние участки днища, прилегающие к скулам, выходят из воды, благодаря чему сохраняется оптимальная удельная нагрузка. За счет уменьшения смоченной поверхности «горб» кривой сопротивления становится ниже и быстрее преодолевается упором винта.
        Другой недостаток корпусов «глубокое V», обусловленный значительной килеватостью днища, — пониженная начальная остойчивость катера как на стоянке, так и на ходу. Для повышения остойчивости на стоянке под пайолами некоторых катеров оборудуются балластные цистерны, открытые с кормы и имеющие отверстия или трубы, сообщающиеся с атмосферой. При разгоне вода из цистерны свободно выливается через отверстие в транце, а трубы вентиляции ускоряют этот процесс.
        Остойчивость глиссирующего катера на ходу определяется шириной смоченной поверхности днища. Чем уже глиссирующая поверхность, тем меньше остойчивость катера, тем больше размахи бортовой качки при ходе на волнении и углы крена от случайной несимметрии нагрузки или действия динамических сил при циркуляции. На килеватом корпусе, например, ощущается даже влияние вращающегося гребного винта — судно кренится в сторону, противоположную направлению вращения винта.
        Если поперечную остойчивость необходимо повысить, приходится увеличивать смоченную поверхность днища в корме. Для этого ближайшая к килю пара (или две) продольных реданов обрывается на некотором расстоянии от транца, в результате чего в контакт с водой входят дополнительные площади днища (рис. 3).





                  << Предыдущая                    К оглавлению                   Следующая >>