Известно, что на остроскулых глиссирующих мотолодках и катерах с килеватостью днища 10° и выше большие массы воды отбрасываются от киля к бортам, что приводит к значительным потерям на трение и волнообразование. Брызги, образующиеся при движении таких лодок, заливают палубу и попадают в кокпит.
Одним из эффективных способов уменьшить волнообразование и использовать энергию брызговых струй является установка на днище продольных накладок, или реданов , имеющих специальный профиль. Реданы преобразуют энергию потока в дополнительную подъемную силу и, как следствие, уменьшают смоченную поверхность днища. Принципиальная схема расположения реданов показана на рис. 88 .
Рис. 88.
Продольные реданы
.
а - схема
расположения реданов по ширине катера; б - смоченная поверхность днища без
реданов; в - то же с реданами.
1 - поверхность днища, не смачиваемая водой; 2
- скуловой брызгоотбойник; 3 - продольные реданы; 4 - поперечный поток воды; 5 -
смоченный участок днища.
Мотолодка с продольными реданами создает значительно меньшую волну на переходном режиме, а при выходе на глиссирование носовая волна в ряде случаев исчезает вообще, кормовая волна значительно уменьшается и приобретает вид распыленной струи. Это происходит благодаря тому, что поток воды, вырывающийся из-под киля и направленный под некоторым углом в стороны, встречает на своем пути профилированную ступеньку-редан и отрывается на нем от днища. Струи воды вырываются под меньшим углом к горизонту, а смачиваемая поверхность уменьшается. В результате возрастают скорость движения и экономичность судна.
Кроме этого реданы повышают остойчивость судна, снижают бортовую и продольную качку. На ходу при резком крене на реданах возникает дополнительная подъемная сила, препятствующая дальнейшему увеличению крена.
Опыт эксплуатации судов с продольными реданами показывает, что непременным условием правильной работы реданов, является строгое соблюдение их параллельности килю, начиная со средней части корпуса и дальше в корму. Ошибка на несколько градусов или, тем более, зигзагообразная (в плане) форма редана может привести к увеличению сопротивления. То же может произойти и в случае применения реданов, по своим размерам не соответствующих данному корпусу. В носовой части их лучше немного свести к форштевню, чтобы избежать слишком крутого подъема вверх. В противном случае при всходе на волну носовой части реданы будут увеличивать сопротивление.
На корпусах с плоско-килеватыми обводами следует ставить реданы треугольного сечения с горизонтальной нижней гранью, ширина которой принимается обычно в пределах 1/30-1/40 ширины днища лодки. Желательно, чтобы переход от поверхности днища к рабочей грани редана был плавным, а свободная кромка угла - острой.
Близкие к оптимальным размеры поперечного сечения реданов для днища с килеватостью 20-23° приведены на рис. 88. При меньшей килеватости высоту реданов следует увеличить, а при килеватости менее 10° использовать их нецелесообразно.
Количество и размер их зависит от размерений корпуса и скорости, которую способно развить данное судно. На корпуса с изогнуто-килеватыми обводами («крылочайки») могут устанавливаться реданы такого же типа, но с несколько меньшей высотой стенки А (рис. 89 ).
Рис.
89.
Установка реданов на корпусе с плоско-килеватым днищем (вариант с двумя
реданами на сторону).
Работа реданов во всех случаях улучшается, если по кромке обтекания Б установить небольшой козырек, как показано на рис. 90.
Рис.
90.
Рекомендуемые сечения реданов: а - с пластинкой-козырьком; б - с
наклоном стенки.
Так как в ряде случаев бывает трудно достать необходимый профиль с козырьком или установить козырек из отдельной полосы, целесообразно сделать стенку А с небольшим завалом.
Для большинства корпусов наиболее высокие результаты дают реданы, расположенные от киля на расстоянии, примерно равном половине полушироты или несколько большем. Если реданов несколько, то с приближением к скуле их ставят чаще.
На плоскодонном и выпукло-килеватом корпусе внешний редан следует устанавливать как можно ближе к скуле.
Продольные реданы по всей длине корпуса - от форштевня до транца применяют только на быстроходных лодках, развивающих скорость свыше 40 км/час. На меньших скоростях создаваемая реданами подъемная сила не будет компенсировать прироста сопротивления из-за увеличения смоченной поверхности. В этом случае следует ограничиться установкой коротких реданов только в зоне интенсивного образования брызг в носовой части днища.
Гидродинамический эффект от продольных реданов проявляется в нескольких направлениях. Во-первых, реданы отсекают
воду от днища катера, уменьшая его смоченную поверхность. Во-вторых, на них создается дополнительная подъемная сила, что вместе
с первым фактором способствует повышению качества корпуса. В-третьих, с помощью продольных реданов можно получить оптимальную
глиссирующую ширину днища и коэффициент удельной нагрузки C B .
Положительные свойства продольных реданов начинают проявляться лишь на достаточно высоких скоростях - при Fr D > 4. На
малой скорости (или при разгоне катера) сопротивление воды вследствие увеличенной смоченной поверхности днища с реданами оказывается выше, чем у катера с гладким днищем.
Эффективность реданов зависит от того, коснутся ли отраженные
их кромками струи воды участков днища, расположенных к борту от
редана. Это обусловливается крутизной боковых стенок волновой впадины, которая образуется при глиссировании плоской или килеватой
пластины. У боковых кромок плоской пластины, где скорость поперечного растекания воды невелика, эти стенки практически
вертикальны - вода под действием перепада давлений у скул резко
поднимается вверх. У кромок килеватой пластины скорость поперечных потоков высокая, поэтому струи вырываются здесь под углом к вертикали (рис. 1), причем, чем больше угол килеватости днища, тем
отклонение от вертикали больше. При килеватости около 20° угол
наклона стенок впадины оказывается почти равным этому значению.
Рис. 1. Волновые стенки-валики впадины у корпуса с повышенной килеватостыо днища. Справа показано действие продольного редана.
Близкие к оптимальным размеры поперечного сечения реданов
для днища с килеватостью 20-23° приведены на рис. 2, при меньшей килеватости высоту реданов рекомендуется увеличить; при килеватости менее 10° использовать их нецелесообразно.
Рис. 2. Продольные реданы: а - схема расположения
реданов по ширине катера; б - вид на днище катера
без реданов; в- действие реданов на том же днище.
1 - поверхности днища, не смачиваемые водой;
2 - скуловой брызгоотбойник;
3 - продольные реданы;
4 - поперечный поток воды;
5 - смоченный участок днища.
Продольные реданы по всей длине корпуса - от форштевня до транца следует применять, если только можно рассчитывать на глиссирование корпуса
на данной ширине. В противном случае реданы в кормовой части днища
только увеличивают сопротивление воды. Обычно до транца доводят
лишь крайние к скуле реданы, а остальные, которые эффективно работают в районе встречи днища с водой на полном ходу, обрывают
на том или ином расстоянии от транца. На мотолодках, имеющих
малую килеватость днища и скорость менее 40 км/ч, можно устанавливать короткие (по 0,5-0,8 м) реданы-брызгоотбойники в зоне интенсивного образования брызг - носовой части корпуса.
Реданы должны иметь близкое к треугольному поперечное сечение с горизонтальной нижней гранью. Желательно, чтобы переход
от поверхности днища к рабочей грани редана был плавным, а свободная кромка угла - острой. На деревянных лодках реданы часто делают из твердых пород дерева или прикрепляют к их рабочим кромкам
металлические полосы.
В средней части корпуса и корме реданы располагают параллельно килю. В носовой части их лучше немного свести к форштевню
(в плане), чтобы избежать слишком крутого подъема вверх (на боку);
в противном случае при всходе корпуса на волну реданы оказывают
тормозящее действие.
На каждую половину днища обычно устанавливают по два (при
ширине катера 1,4-1,6 м) или три (при ширине 2-2,5 м) редана.
Положение крайних к скуле реданов определяется расчетом в зависимости от скорости и нагрузки катера.
Продольные реданы повышают остойчивость катера, умеряют
бортовую и продольную качку. На ходу при резком крене дополнительная подъемная сила, возникающая на реданах накрененного борта, препятствует дальнейшему увеличению крена. Еще один
положительный эффект: продольные реданы существенно повышают
устойчивость лодки на курсе и в то же время сокращают радиус циркуляции. Это происходит благодаря работе боковых вертикальных граней реданов, которыепри боковом смещении корпуса (дрейфе) на повороте от ветра или волны действуют подобно килю.
В то же время продольные реданы дают и негативный эффект
на высокоскоростных катерах при плавании на волне. При встречной
волне корпус получает жесткие удары вследствие концентрации давления на плоских поверхностях реданов.
Каждый, кто приобрел катер или моторную лодку, рано или поздно задумывается о том, как можно усовершенствовать свое судно. Разумеется, существует множество способов увеличить скорость, снизить сопротивление воды или улучшить маневренность. Одним из самых популярных методов считается установка реданов если они отсутствуют а так же если есть техническая возможность установки.
Редан - своеобразный выступ, который устанавливается на днище глиссирующих катеров. Различаются они по форме и расположению - поперечные и продольные.
Зачем нужны реданы?
Основное назначение реданов - снижение подсасывающего действия воды при разгоне лодки. Таким образом уменьшается сила сопротивления, а значит, гораздо легче быстро набрать скорость и сохранять ее длительное время. Кроме того, редан подойдет и любителями «водных самолетов» и «прыжков по воде» на катере или моторной лодке. Установка редана заметно снижает силу сцепления, облегчая отрыв от водной поверхности.
С целью увеличения маневренности моторные лодки и катера зачастую проектируют обтекаемой формы. Достигается это при помощи обводов. Спроектированная таким образом лодка легка в управлении, хорошо маневрирует. Однако если ваша цель - высокая скорость или прыжки, вам не обойтись без редана. Оптимальным вариантом для катеров и моторных лодок считается продольный редан.
При его установке нарушается плавность обводов лодки. Таким образом создаются водные завихрения. Их интенсивность прямо пропорциональна скорости судна. На определенной скорости происходит процесс кавитации - нарушения целостности водной массы, появление в них пузырьков, заполненных воздухом. Появившаяся водная прослойка упрощает отрыв днища от водной поверхности. Уровень погружения заметно уменьшается. Таким образом гораздо легче перейти в режим глиссирования, иначе называемый режимом бега на редане или режимом гидропланирования.
Если вы хотите обратите внимание на наличие реданов или подумайте о самостоятельной установке. Процесс монтажа реданов не займет много времени и стоит недорого, однако качество эксплуатации судна будет значительно выше.
Режим глиссирования считается наиболее выгодным по силе гидродинамического сопротивления, он позволяет значительно снизить нагрузку на двигатель, увеличив при этом скорость. Установка редана не только облегчит вам водное планирование, но и поможет сэкономить: правильно установленный редан заметно снижает расходы на топливо. Пониженная нагрузка на двигатель помогает продлить срок эксплуатации лодки.
Приходятся реданы и на плоскодонных лодках - в этом случае лучше устанавливать поперечный. Они снизит давление воды на днище судна. Несмотря на то, что значительного прироста скорости вы не заметите, управлять лодкой будет значительно проще.
Фото реданов на катере Yamarin 64 BR Cross
В этом разделе предлагаю, поговорить об обводах и ходовых качествах, различных судов.
Итак, основных обводов судов существует не так уж много, но очень много вариаций на тему… Остановлюсь лишь на тех, которые наиболее распространены на наших водоёмах, и рынке катеров и моторных лодок.
Начну с того, что условно разделю их на несколько типов:
Монокилевые , которые разделю на; корпуса Малой килеватости , Моногедоны , и Глубокое V .
Так как, при постоянной нагрузке и в условиях гладкой воды максимальным гидродинамическим качеством, при глиссировании, обладает корпус с абсолютно плоским днищем (при соблюдении некоторых технических условий). Именно это и обусловило широкое применение плоскодонных корпусов, в начальный период развития глиссирующих судов, переросшее в более прогрессивный тип Монокилевых лодок Малой килеватости, получившим широкое распространение на наших реках во времена СССР. Обусловлено это, высокими гидродинамическими качествами обеспечивающими выход на глиссирование, при сравнительно малой мощности двигателя. Однако с увеличением мощности двигателей и скоростей катеров выявились существенные недостатки Плоскодонных и Малокилеватых обводов. Так, наиболее сильные удары о волду, при движении приходятся на носовую часть корпуса, поэтому, заостряют в основном носовую треть днища, оставляя в корме глиссирующий участок малой килеватости. Так получаем ещё один тип днища, обводы с "Закрученным" днищем
.
Примером таких обводов "Закрученного" типа являются мотолодки "Обь", "Ока", "Воронеж", "Казанка - 5", "Казанка - 2М" и катера "Амур" . Такие корпуса отличаются более комфортабельным ходом на волнении, чем корпуса с малой килеватостью, но не позволяют развивать высокие скорости. Так как плоское днище работает под малыми углами атаки (до 4 градусов), длина смоченной поверхности корпуса оказывается слишком большой и с повышением скорости площадь этой поверхности не уменьшается. Благодаря быстрому росту гидродинамической подъемной силы в начальный период движения кривая сопротивления лодки с "закрученным" днищем имеет плавный подъем с невысоким "горбом", для преодоления которого требуется сравнительно небольшая удельная мощность. Поэтому подобные обводы предназначены для лодок и катеров, рассчитанных на переходный режим движения или глиссирование на небольших скоростях.
Увеличение мощности на таких типах судов мало эфективно, скорость повышается, но непропорционально мощности мотора, при этом, резко ухудшается плавность хода (проявляется как зубодробительная тряска на малой волне, либо дельфинирование в основном для коротких корпусов), и управляемость такой лодки на всокой скорости, стремится к нулю (при повороте лодку сносит боком и она уходит в неуправляемый занос, и при ударе бортом о волну рисует перевернутся). Именно по этому, любителям погонять я не рекомендую покупку такой лодки. И опыт наших отцов и дедов говорит о том же. Любители скорости и комфорта (относительного конечно) предпочитали катера и лодки «Прогрес 2», «Прогрес 4» , на них ставили по два мотора, и гоняли с ветерком. Тут мы подходим к другому типу Монокилевых обводов , это Моногедон .
+ (плюсы) Монокилевых Малокилеватых обводов:
1. Не требуется мощного двигателя.
2. Легко и быстро выходит на глиссирование.
3. Имеет неплохую статическую остойчивость.
- (минусы) Монокилевых Малокилеватых обводов:
1. Не предназначена для высоких скоростей (свыше 40-45 км/ч, для стандартных лодок).
2. Плохо управляется на высокой скорости (либо становится вовсе неуправляемой).
3. Некомфортна на высокой скорости и или на мелкой волне, ряби (особенно ощутимо на старых алюминиевых лодках, к тряске добавляется ещё и звук).
4. Не любит большой волны, особенно, больше длинны корпуса.
Резюме: В основном лодка такого типа приобретается, на вторичном рынке, подходит для утилитарных целей (один из самых дешёвых вариантов, если его не люксовать).
Корпус с постоянным углом килеватости днища от транца до миделя, равным 10 - 17 градусов. Это наиболее распространённый в Советское время тип обводов глиссирующих корпусов. Обводы технологичны при постройке корпусов из листовых материалов - металла или фанеры. Умеренная килеватость днища позволяет получить достаточно высокое гидродинамическое качество при приемлемых перегрузках на волнении. Иногда днище снабжается скуловыми брызгоотбойниками или короткими продольными реданами, которые способствуют уменьшению смоченной поверхности.
Применение о бводов типа «Моногедрон» дают некоторые преимущества перед лодками с Малой килеватостью. Благодаря тому, что эти обводы имеют чуть большую килеватость, на всей длине корпуса, движение лодки становится более комфортным (лодка лучше проходит, как малую, так и относительно большую волну). Несмотря на то, что остойчивость Моногедона хуже чем у Малокилеватых лодок, по сравнению с корпусами с повышенной килеватостью днища типа Глубокова V, Моногедрон имеет более высокую статическую остойчивость, поэтому такие обводы предпочитают и для морских лодок и катеров в тех случаях, когда это качество играет важную роль (например для комфортабельных туристских судов, рыболовных лодок и т.п.).
+ (плюсы) обводов типа Моногедон .
1. Неплохая управляемость на высоких скоростях.
2. Неплохая статическая остойчивость.
3. Простота изготовления из листового материала.
- (минусы) обводов типа Моногедон.
1. Необходимость мощного двигателя, повышенный расход топлива.
2. Относительно низкая мореходность.
Резюме: В основном, лодки с обводами Моногедон, представлены на вторичном рынке, но можно найти и новую. Используется в основном, как туристическая, не требующая высокой скорости, экономичности и манёвренности.
И, хотя данный тип обводов популярен, и относительно неплох, но существует более прогрессивный, тип Монокилевых обводов, разработанных уже давно, но получивших распространение относительно недавно (особенно в России). В основном, из за сложности производства таких корпусов.
Это, легендарное Глубокое V , отработанное на спортивных катерах, но как оказалось, неплохо подходящее и для гражданских моделей.
"Глубокое V" . Тип обводов глиссирующего корпуса с повышенной килеватостью днища (более 20°) от миделя от транца и продольными реданами, который применяется для быстроходных катеров, рассчитанных на высокие расчётные скорости. Такие обводы обеспечивают комфортабельный ход на волнении с минимальной потерей скорости. Кроме того, данный тип обводов позволяет использовать всю мощность двигателей, устанавливаемых на легких мотолодках и катерах, без потери устойчивости движения или опасности разрушения корпусных конструкций. При повышении скорости в результате подъема корпуса из воды ширина смоченной поверхности днища с большой килеватостью постепенно уменьшается. Соответственно возрастает оптимальный угол атаки, при котором сопротивление воды является минимальным, — у килеватого корпуса он в 1,5—2 раза больше, чем у плоскодонного. Благодаря этому и смоченная длина килеватого катера оказывается меньше, чем у катера с плоским днищем. В итоге, несмотря на существенное снижение гидродинамического качества при увеличении угла килеватости днища до 20—23°, на корпусе с обводами «глубокое V» удается получить более высокую скорость, чем на корпусах с умеренной килеватостью. Благодаря почти одинаковыми поперечным профилям днища в носу и корме катера с обводами «глубокое V» отличаются хорошей устойчивостью при плавании с попутной волной, малым дрейфом на циркуляции и плавностью качки.
Непременной деталью корпуса "глубокое V" являются продольные реданы — призмы треугольного сечения с горизонтальной нижней гранью и острой свободной кромкой (рис. 30). Главный эффект реданов заключается в отсечении от днища потоков воды, растекающихся от киля к бортам. В результате их действия уменьшается смоченная поверхность корпуса, на реданах создается дополнительная подъемная сила; в совокупности это повышает гидродинамическое качество корпуса.
Благодаря продольным реданам осуществляется автоматическое регулирование ширины днища в зависимости от скорости судна. На малых скоростях катер глиссирует на полной ширине днища с уменьшенной удельной нагрузкой, которая оптимальна для данной скорости. По мере разгона гидродинамическая подъемная сила растет, катер уменьшает осадку. При этом крайние участки днища, прилегающие к скулам, выходят из воды, глиссирующая поверхность ограничивается крайней к скуле парой реданов.
Продольные реданы повышают остойчивость катера, демпфируют бортовую и продольную качки. На ходу при резком крене на реданах накрененного борта возникает дополнительная подъемная сила, которая препятствует дальнейшему увеличению крена. Продольные реданы существенно повышают устойчивость судна на курсе и в то же время сокращают радиус циркуляции. Это происходит благодаря работе боковых вертикальных граней реданов, которые при боковом смещении — дрейфе от ветра, волны или на повороте, действуют подобно килю.
Положительные качества реданов начинают проявляться лишь при достаточно высоких скоростях —На малой скорости и при разгоне катера сопротивление воды вследствие увеличенной смоченной поверхности днища с реданами оказывается выше, чем у катера с гладким днищем. Кроме того, их эффективность зависит от угла килеватости днища. Если он менее 10°, устройство продольных реданов нецелесообразно.
К недостаткам Глубокого V, можно отнести пониженную статическую и начальную остойчивость. Для повышения остойчивости на стоянке иногда устраивают днищевые балластные цистерны, автоматически опорожняемые при выходе катера на расчетный режим (используются для больших морских катеров).
Другим недостатком «глубокого V» является большое сопротивление в начальный момент движения и большие затраты времени на разгон до выхода на режим чистого глиссирования. Для улучшения стартовых характеристик и снижения «горба» сопротивления можно использовать транцевые плиты (не требуются при сбалансированной конструкции лодки) и продольные реданы на днище. Причем, наличие реданов по всему днищу, как правило свидетельствует о сбалансированной конструкции лодки, ибо просчеты при конструировании или изготовлении лодки, зачастую приводят к необходимости жертвовать реданам у кормы. Для повышения ходовой остойчивости приходится увеличивать смоченную поверхность днища в корме, обрывая продольные реданы, на которых корпус глиссирует на расчетной скорости, на некотором расстоянии от транца. В результате чего смачиваются дополнительные участки днища и увеличивается ширина ватерлинии, что также помогает облегчить выход на глиссирование, при этом несколько падает скорость и управляемость.
Другой вариант повысить остойчивость— использование наделок-спонсонов, расположенных на ходу над водой и действующих только при крене катера, либо на статичной лодке. И тут мы подходим к ещё одному, совершено другому, но не менее интересному типу обводов - "Тримаран".
Одним из ярких примеров хорошо спроектированной и изготовленной лодки с обводами Глубокое V , можно считать Лодки Каскад 350 и Каскад430 . Эти лодки семейства Каскад имеют одни из лучших ходовых характеристик, в своём классе, не только в России, но и в мире, благодаря высококлассному проекту, кропотливым работам по доведению теоретической модели для практического использования, и применению высококачественных материалов.
Моторные лодки семейства каскад имеют активно развитые полноразмерные (как и положено хорошей лодке с Глубоким V) продольные реданы, что облегчает управление лодкой, требует меньшей мощности мотора, и улучшает остойчивость лодки, что тоже немаловажно. Данные качества лодка приобрела за счёт сложной конструкции днища доступной к изготовлению лишь в пластике, так как к примеру алюминий, как и другие листовые материалы, сильно ограничивают возможности конструирования, по сути сводя обводы Глубокого V к Моногедону с увеличенной килеватостью и продольными реданами, да и возможности качественного и точного изготовления, из алюминия гораздо меньше чем у пластика, а это очень важно для данного типа обводов.
Все выше перечисленные качества лодок семейства Каскад, не только помогли лодкам, с лёгкостью, пройти сертификацию, но и, например, позволяют лодке Каскад 350 с мотором всего 15 л.с. и одним человеком развивать скорость свыше 50 км/ч. сохраняя при этом превосходные ходовые качества и отменную управляемость, что недостижимо для большинства самых новых и модных иностранных лодок.
+ (плюсы) обводов типа Глубокое V:
2. Наилучшая, из всех глиссирующих обводов, плавность хода.
5. Хорошая управляемость на любых скоростях.
- (минусы) обводов типа Глубокое V:
3. Сложность в изготовлении, и как следствие более высокая цена.
Резюме: У данного типа обводов есть свои недостатки, но достоинств у него намного больше. Большинство лодок, с обводами типа Глубокое V, представлены на первичном рынке новых лодок, либо на вторичном рынке но, недавнего производства. Реже, но можно встретить такие обводы, как правило, на больших катерах со стационарными двигателями Советских времён.
На данный момент, Глубокое V пожалуй наиболее часто выпускаемый тип корпуса в мире, и как мне кажется самый перспективный среди Монокилевых обводов.
И ещё, об одном перспективном Монокилевом типе корпуса хочу Вам рассказать. Это так называемые глиссирующие обводы С гидролыжей .
Комбинированные обводы с гидролыжей . Вариант глиссирующего корпуса с узкой центральной частью днища малой килеватости (или плоской) и наклонными боковыми участками. Ширина центрального участка, или гидролыжи , выбирается таким образом, чтобы на полной скорости судно глиссировало на нем, как на пластине, а наклонные участки днища смачивались водой только при крене или же встрече с волной. Кромки гидролыжи являются продольными реданами, поэтому вышесказанное о влиянии угла килеватости справедливо для данного типа обводов: желательно, чтобы угол наклона бортовых участков днища к основной плоскости составлял около 20°. Дополнительными продольными реданами снабжаются и наклонные участки днища для отсечения от них брызговой пелены при вхождении корпуса в волну.
Смоченная поверхность гидролыжи имеет вид вытянутого вдоль корпуса прямоугольника. Благодаря этому корпус обладает большей устойчивостью глиссирования и меньшей чувствительностью к изменению дифферента и положения центра тяжести, по сравнению с плоскодонным судном, имеющим малое соотношение L /B . В результате катера и мотолодки с гидролыжей, снабженные достаточно мощным двигателем, способны развить более высокую скорость, чем при обычных обводах с малой килеватостью днища, обладают большей комфортабельностью при ходе против волны, имеют малый радиус циркуляции. Эти преимущества, однако, утрачиваются, если нагрузка оказывается слишком большой для данной мощности двигателя и судно глиссирует при увеличенной осадке. Естественно, что вследствие малой ширины катера с гидролыжей являются валкими на стоянке и могут раскачиваться на ходу.
Я считаю, что данный тип обводов идеально подходит для довольно больших лодок и катеров из алюминия. Мы уже знаем, что из листового материала нельзя изготовить, идеальные обводы Глубокого V, одним из перспективных способов совершенствования конструкций из листового материала, как раз и является применение гидролыжи. А большой размер обусловлен большей стабильностью рабочего веса лодки (чем больше лодка тем, меньше соотношение веса пустой и загруженной лодки), что немаловажно для данного типа обводов.
Редкое использование данной конструкции днища, обусловлено, несколькими факторами, и в первую очередь сложностью проектирования лодки. Если гидролыжа будет мала лодка просто не встанет на неё, а если велика то будет излишняя смачиваемая поверхность, что значительно затруднит, как скольжение, так и выход на лыжу. Не малое значение имеет и угол атаки гидролыжы, который в свою очередь обусловлен развесовкой корпуса, и его центром тяжести, что в свою очередь влечёт за собой комплексную разработку всего катера (т.е. нельзя ограничится только днищем, как у других типов, нужно проектировать и надстройку с её расположениями масс).
Расчётами катеров на гидролыже занимаются только специалисты высшей квалификации, которых в мире, единицы. Тем с большей гордостью могу сказать, что мы обладаем этой технологией, не только в теории, но и на практике, в 2012 году мы успешно реализовали пилотный проект новейшего катера на гидролыже Каскд 640 .
+ (плюсы) обводов на гидролыже:
1. Высокая мореходность, на любой волне.
2. Хорошая, плавность хода.
3. Высокая эффективность по мощности.
4. Возможность достижения высоких скоростей.
5. Неплохая управляемость.
- (минусы) обводов на гидролыже:
1. Необходимость использования относительно мощных моторов.
2. Пониженная статическая и начальная остойчивость.
Резюме: Данный тип лодок редко встречается, но довольно перспективен при условии его дальнейшего развития.
Обводы типа Катамаран, двух килевыве обводы.
Очень редко встречается среди утилитарных глиссирующих, лодок, но довольно распространена среди, спортивных глиссирующих катеров, вплоть до Формулы 1 на воде. Одна из причин этого, посредственая мореходность такой конструкции (именно по этому, соревнования как правило, проходят на тихой воде). Двухкорпусные обводы используются в основном для высокоскоростных гоночных судов, развивающих скорости 100—150 км/ч. При такой скорости возникают аэродинамические силы, делающие катамаран эффективным. Катамараны выходят на глиссирование при значительно более высокой (примерно в 1,5 раза) скорости, чем однокорпусные катера, что в данном случае, тоже можно отнести скорее к недостаткам. А большая сложность расчётов, требующая множества ходовых испытаний, тоже не способствует распространению таких типов обводов.
Единственным типом лодок, условно двухкилевого типа, которые лично я считаю перспективными, при достаточном, к нему внимании специалистов. Это «Морские сани» . Вариант глиссирующего корпуса со сводчатым днищем (с «обратной» килеватостью) и параллельными, не сходящимися в носу бортами, изобретен в начале XX века американским конструктором А. Хикманом. Благодаря двум килям, имеющим сходство с полозьями саней, обводы и получили свое название.
Параллельные борта придают «морским саням» повышенную поперечную остойчивость. Два длинных киля и погруженные в воду вертикальные борта способствуют хорошей устойчивости судна на курсе. При плавании на волнении проявляется и такое важное качество саней, как хороший «продольный баланс» корпуса, под которым понимается распределение ширины и площади ватерлинии, а также килеватости днища по длине корпуса. При плавании косым курсом к попутной волне «морские сани», обладая большими объемами и шириной корпуса в носу, хорошо противостоят крену и дифференту, не зарыскивают с риском опрокидывания на полной скорости.
Брызги, поднимаемые носовой частью, отражаются вниз от поверхности вогнутого тоннеля, а широкая палуба предотвращает зарывание носом в волну. При некоторых определенных соотношениях размеров волны и корпуса воздух в тоннеле «саней» начинает оказывать демпфирующий эффект, смягчая удары волны о днище. У «саней» больших размеров более плавная бортовая качка, чем у обычных катеров. Определенные сложности представляет размещение на «морских санях» движителя. Встречный поток воздуха, попадающий в тоннель, проходит под днищем до самой кормы и воздействует на лопасти гребного винта, начинающего работать в условиях поверхностной аэрации. Поэтому на больших «санях» применялись частично погруженные гребные винты, имеющие специальную форму. При установке подвесного мотора на «санях» требуется большее погружение оси гребного винта, чем на обычных лодках; рекомендуется и кормовая центровка судна. Используется также смещение оси подвесного мотора в сторону от ДП. При одновинтовой установке на своде тоннеля в ДП рекомендуется устанавливать клин толщиной 12—20 мм и шириной 1,2 диаметра винта, отводящий аэрированную воду от винта. На волне, длина которой превышает длину катера, «морские сани» получают сильные удары в носовую часть свода тоннеля, что заставляет снижать скорость. Другими недостатками обводов этого типа является большой радиус циркуляции и малый объем корпуса в носовой части, затрудняющий его использование для размещения пассажиров и других целей.
Совершенствованием данного типа обводов, занимался ещё мой отец, но к сожалению не успел, довести конструкцию до расчетных характеристик.
+ (плюсы) обводов Катамаран:
1. Очень высокая, как статическая, так и ходовая остойчивость.
2. Высокая эффективность по мощности.
3. Возможность достижения высоких скоростей.
4. Неплохая управляемость.
- (минусы) обводов Катамаран:
1. Необходимость использования относительно мощных моторов.
2. Как правило невысокая мореходность.
3. Сложность в изготовлении и проектировании, как следствие более высокая цена.
Обводы типа Тримаран, его подвиды.
И так как я уже говорил, ещё один вариантом повысить остойчивость Монокилевой лодки — является использование наделок-спонсонов, расположенных на ходу над водой и действующих только при крене катера, либо на статичной лодке. И тут мы подходим к ещё одному, совершено другому, но не менее интересному типу обводов - "Тримаран".
Корпуса этого типа появились в конце 50‑х годов. Иногда этот тип обводов называют «кафедралами», трехкилевыми морскими санями» или двухтоннельными судами. Отличительной особенностью всех существующих видов тримаранов являются основной корпус, имеющий обводы «глубокое V» (или изогнуто-килеватые), и два боковых спонсона меньшего объема; очертания палубы в плане близки к прямоугольнику (Назначение спонсонов — повысить остойчивость катера на ходу и на стоянке, избавить судно от рыскливости при ходе на попутном волнении. Спонсоны выполняют таким образом, чтобы на стоянке они были погружены примерно на половину осадки основного корпуса, а на ходу бо́льшая часть их поднималась над поверхностью воды. В случае крена в воду входит значительный объем спонсона, возникающая на нем дополнительная сила поддержания создает восстанавливающий момент. Благодаря тому, что спонсоны параллельны по всей длине катера, а не сужаются подобно скулам корпуса традиционного типа, остойчивость тримарана намного выше. Кроме того, при крене на ходу к статической восстанавливающей силе прибавляются еще гидродинамические силы, возникающие на наружной наклонной поверхности входящего в воду спонсона, как на обычной глиссирующей пластине, расположенной под некоторым углом атаки.
Поскольку на ходу без крена спонсоны оказываются над водой, они практически не вносят существенных изменений в гидродинамику основного корпуса. Как и в случае обводов «глубокое V», глиссирование осуществляется на кормовой части днища, так что в ходовых качествах тримаран преимуществ не имеет. Однако помимо лучшей остойчивости и мореходных качеств на волне, тримаран предоставляет конструктору гораздо больше возможностей в планировке внутреннего расположения. Необходимое оборудование здесь удается разместить в корпусе меньших размерений, чем например, на катере с обводами «глубокое V», и при равной мощности двигателя получить известный выигрыш в скорости.
Основные разновидности современных тримаранов представлены на рисунке. Тип а предпочтителен при постройке корпуса из листовых материалов — металла или фанеры. Явно выраженные тоннели в носовой части переходят в корме в плоско-килеватое днище с горизонтальными участками у скул (по ходовым качествам, мало чем отличается от Малалокилеватых обводов, но обладает отменой статической остойчивастью). Тип б — комбинация «глубокого V» с бортовыми спонсонами, имеющими клиновидные поперечные сечения. В месте перехода наклонной наружной грани спонсона в почти вертикальны» борт сделан уступ-брызгоотбойник. Спонсоны иногда обрываются, не доходя примерно 1/3 длины корпуса до транца, так как в корме они неоправданно увеличивают смоченную поверхность, мешают использовать энергию потоков воды, растекающихся от киля к бортам. Продолжением спонсонов близ транца являются горизонтальные брызгоотбойники или продольные реданы (это более совершенная конструкция, при плавильных расчётах, и качественном исполнении, по своим качествам может приближаться к обводам типа Моногедон, с немного меньшей мореходностью, ещё более требовательная к мощности мотора, но обладающая отменой остойчивостью. Тип в — обводы «Бостонского китобоя», послужившие прототипом для создания большого числа модификаций. При разработке обводов применены выпукло-килеватые шпангоуты. Борта в носовой части имеют наклонные участки — скосы для улучшения поворотливости. Чтобы ограничить подъем воды и брызг, вырывающихся из-под скоса, на борту сделан уступ-брызгоотбойник, идущий по всей длине корпуса. Вблизи шп. 7 наклонный участок борта заканчивается поперечным реданом; дальше в корме скула скруглена по радиусу. Можно предположить, что это придает катеру оптимальный дифферент на корму при довольно высокой скорости и обеспечивает выход воздуха из тоннелей к бортам. Выпуклость днища у транца предотвращает подток воздушных пузырей к лопастям гребного винта, особенно вероятный при поворотах катера.
Как вы наверно уже догадались вариант а , это уже известные нам Малокилеватые обводы, с прилаженными спонсонами. Поэтому, по своим характеристикам они почти повторяют свой прототип, приобретая при этом дополнительные качества, в основном это конечно остойчивость. Вариант б , хотя основывается на обводах Глубокого V со спонсонами, но по своим характеристикам больше похож на Моногедон . Это вызвано тем, что применение спонсонов ухудшают первоначальные качества констркуции, в большей степени, это следствие увеличения веса конструкции и смачиваемой поверхности, особенно в момент выхода на глиссирование. Что же касается варианта в, хоть на первый взгляд он и похож, на вариант б но имеет свои аутентичные черты и особенности и, именно этот вариант обводов нашел большое количество почитателей, как в мире,
Интересная и полезная информация о лодках, лодочных моторах, катерах, рыбалке и т.п.
Модератор: slavkaz
Правила форума
Никаких объявлений, ТОЛЬКО полезная и интересная информация по теме клуба-форума.
Array . Страница 1 из 1