Летящие над волнами

В продолжение материала Коллеги Станислава "Дворняжки" закрытых морей и некоторых вариантов повышения мореходности судов в условиях волнения.

В начале 80-х годов в журнале "Катера и яхты" я наткнулся на интересный проект судна. Описание, концепция и, главное, попытки доведения этого проекта до ума стоят целой книги, жаль, что эта история так быстро закончилась. К сожалению, продолжения разработок в этом направлении я больше не встречал.

Одной из проблем, которая всегда стояла перед конструкторами малых катеров, было повышение их мореходности, то есть способность поддерживать на волнении большую скорость.

Борьба за скорость мореходных катеров всегда была первостепенной задачей проектанта. Повышение бальности поверхности моря закрывало выход этим катерам на решение возлагаемых на них задач, будь то доставка пассажиров или оказание помощи терпящим бедствие.

Наиболее успешно в таких условиях эксплуатируются суда с глубокопогруженными подводными крыльями. Однако высокая стоимость таких судов и недостаточная надёжность крыльевых устройств и систем управления накладывают ограничения на их применение.

Те суда на воздушной подушке, которые предлагают судостроители, из-за огра­ниченной высоты гибкого ограждения и недостаточной мощности энергетической установки по условиям безопасности эксплуатации также не допускаются на акваторию с повышенной бальностью.

Бóльшую часть плавсредств, спроектированных и построенных на опытном про­изводстве ЦКБ «Редан», составляли суда с динамическими принципами поддержания или глиссеры. Эта та разновидность катера, которая при простоте конструктивного исполнения и умеренного использования мощности двигателя, позволяла получать большие скорости. Но все эти великолепные ходовые качества катера проявлялись на относительно спокойной воде, а если море было неспокойным, то эти достоинства катера превращались в его недостатки. В неспокойном море катер получал неприят­ные повторяющиеся удары корпуса о волны, особенно в носовой части.

Малая самоходная модель «Морской нож» на ходу (4,7 м, 0,37 т, 30 л.с., 26,3 уз)

Чем больше была скорость катера, чем полнее была его носовая часть и чем длиннее были волны, тем сильнее был удар при встрече с волной. Сила удара могла в 10 раз превышать вес катера. Помимо сильного удара резко менялся крен катера, его дифферент и всплы­тие. Всё это сопровождалось сильными перегрузками, которые весьма плохо воздей­ствовали на состояние экипажа, отрицательно сказывались на прочности корпусных конструкций и на работе главного двигателя, систем и устройств. Извечная борьба судостроителей за скорость при взволнованной поверхности моря заканчивалась при­нятием традиционных решений, в той или иной степени уменьшающих перегрузки. Среди таких решений были: придание днищу катера значительной килеватости, при­менение трёхкилевых обводов типа «сани Фокса» или катамаранных схем корпусов и ряд других. Все эти мероприятия хотя и давали положительный результат, но были недостаточно эффективными, чтобы добиться более спокойного характера движения хотя бы на умеренной скорости.

В 1971 году авиационный инженер, моряк и будущий глава собственной фирмы Питер Пейн построил катер, способный преодолевать волнение на достаточной скоро­сти. Этот катер имел дельтовидный корпус с плоским и узким днищем в виде треу­гольника и максимально заострённые ватерлинии в носовой части, что способствова­ло отсутствию плоских участков днища у форштевня. Такая форма корпуса давала минимальное водоизмещение в носовой части. Катер был открытый и имел хорошую брызгозащищенность кокпита, подвесные моторы имели большой запас мощности. Катер получился удачным, при состоянии поверхности моря с высотой волны до 1,5 м катер развивал скорость до 40 уз, при этом ход был плавным и стабильным без резких ударов, наклонений и торможений при встрече с волной.

На сравнительных испытаниях с обычным разъездным катером одинаковой дли­ны 5,5 м при высоте волны около 0,6 м катер Пейна развил скорость более 40 уз, а обычный катер только 25 уз, при этом величина перегрузок у катера Пейна была в 10 раз меньше.

Продолжать испытания на более высоких скоростях не удалось, так как море­ходные возможности разъездного катера были исчерпаны.

После публикаций результатов опытов Пейна по созданию катера, способного ходить на значительном волнении с большой скоростью, эти материалы заинтересова­ли специалистов филиала ЦКБ «Восток», и с помощью специалистов ЦНИИ им. ака­демика А.Н. Крылова в 1979 году была построена малая самоходная модель катера (МСМ). Эта модель была сделана из фанеры с оклейкой одним слоем стеклопластика, имела плоское глиссирующее днище в виде очень острого треугольника. Для улучше­ния всхожести на волну был сделан сильный развал бортов, это давало дополнитель­ную силу поддержания, создаваемую брызговой струёй, поднимающейся вдоль бор­тов, что одновременно обеспечивало и поперечную остойчивость во время движения. Брызгоотбойники-реверсоры, установленные вдоль бортов, должны были улучшать ходовые качества, увеличивать поперечную остойчивость на ходу и обеспечивать про­дольную устойчивость движения.

Испытания МСМ «Морской нож». Катер идёт с большим дифферентом на корму

В качестве главного двигателя был использован подвесной мотор «Москва-30», а после моторная головка подвесного мотора с передачей мощности на гребной винт посредством наклонного гребного вала. В кормовой части размещались два полубалансирных подвесных руля и две раздельно управляемые транцевые плиты.

Центр тяжести был смещён к транцу. Правда, в процессе испытаний катер имел такой большой дифферент на корму, что пришлось на носу разместить дополнитель­ные массы.

Название «Морской нож» такого типа катера получили за то, что при ходе на волнении они свободно прорезали волну, не изменяя стабильности своего хода.

Для обеспечения поперечной остойчивости на стоянке и при плавании в водоизмещающем режиме на катере была предусмотрена установка двух поплавков, кото­рые на ходу поднимались над водой, передавая свои функции брызговой струе, замы­вающей борта.

МСМ «Морской нож» была испытана в натурных условиях в течение трёх летних месяцев 1980 года с целью ознакомиться с новым типом катера и отработать навыки его вождения, а также выяснить основные условия эффективной ходкости образца нового плавсредства.

При исследовании ходкости без реверсоров катер показал скорость 18,5 уз, пос­ле установки реверсоров – 27 уз. Следующим этапом испытаний была попытка умень­шить осадку катера, для этой цели гребной винт убрали в туннель. В таком варианте катер показал скорость в 26,3 уз.

Завершив испытания МСМ «Морской нож», встал вопрос о продолжении испы­таний с целью проверки мореходных качеств «Морского ножа». МСМ для этой цели не годилась, так как в ней для проведения мореходных испытаний предстояло размес­тить 120 кг приборов и измерительной аппаратуры, моториста-водителя и наблюдателя-прибориста, да ещё обеспечить длительность хода не менее двух часов.

МСМ «Морской нож» на испытаниях. Для ликвидации дифферента на корму на носу был помещён груз

Большая самоходная модель «Морской нож» на ходу (6,3 м, 7,3 т, 700 л.с., 26 уз)

БСМ «Морской нож» на испытаниях в Финском заливе

Предстояло изготовить новую, теперь уже большую самоходную модель катера (БСМ) «Морской нож». Для соблюдения преемственности испытаний обводы, движительно-рулевой комплекс и другие элементы БСМ должны были соответствовать МСМ для возможности определения масштабного эффекта.

В 1982 году была построена БСМ. Корпус модели был выполнен из стеклопластика без набора и без поперечных переборок, жесткость конструкции обеспечивалась за счёт формы бортов значительной погиби и горизонтальной платформы; кроме того, борта были усилены пено­плас­товыми блоками, а поплавки были заполнены пенополиуретаном.

Серийный бензиновый двигатель размещался в корме и через угловой реверсивный редуктор передавал мощность на гребной винт, который был размещён в туннеле. Одной из задач испытаний была проверка безнаборной конструкции кор­пуса применительно к обводам нового типа, так как преимущества безнаборной кон­струкции были очевидны из прежнего опыта постройки пластмассовых катеров.

Испытания БСМ «Морской нож» были проведены в июне—августе 1982 года на акватории Финского залива, где, к сожалению, в это летнее время не было крупной волны. Тем не менее, были получены объективные результаты по таким явлениям, как торможение катера, снижение оборотов двигателя, вертикальные перегрузки, рысканье, крен и дифферент при встрече катера с волной на полном ходу.

Модель спасательного (патрульного) катера с корпусом «Морской нож» (77 м, 76,0 т, 2×7000 л.с., 43 уз)

Результаты испытаний МСМ и БСМ позволили произвести оценку и сравнение мореходных качеств «Морского ножа» с катерами других типов. Испытания моделей подтвердили целесообразность и эффективность такого типа обводов, обладающих высокими мореходными, ходовыми и скоростными качествами.

Эти испытания позволили изучить ряд важных особенностей поведения моделей на тихой воде и на волнении и их преимущества перед судами с обводами обычного типа. По результатам испытаний были разработаны рекомендации по оптимизации формы корпуса и движительно-рулевого комплекса, методика расчёта ходкости, проч­ности и выбора главных размерений натурных катеров. На основании этих рекомен­даций и полученных на испытаниях данных был разработан проект патрульного или спасательного катера, который остался не востребованным заказчиками из-за отсут­ствия финансирования.

Источник: http://msd.com.ua/katera/morskoj-nozh/