Моторные лодки, катера, яхты, проекты лодок для самостоятельной постройки, тюнинг мотолодок, лодочные моторы, надувные лодки, технические данные и описания мотолодок  


  Главная>>>   Мотолодки, катера, яхты>>> От морских саней к тримарану

От морских саней к тримарану

От морских саней к тримарану
Морские сани Хикмана в море.

На днях, во время сентябрьского шторма, когда жестокий норд-ост гнал на берег трехметровые волны, с палубы заходящего в порт судна упал за борт человек. Казалось, нет никакой возможности оказать ему помощь. И тут с пирса спустили небольшую моторную лодку «морские сани», которая неожиданно легко преодолела огромную волну и вернулась с потерпевшим на борту. «Сани» сделали невозможное!» — восторженные отзывы о мореходных качествах саней Хикмана, подобные приведенному, можно найти на страницах ведущих яхтенных журналов 30-х годов.

Благодаря чему же заслужили они столь высокую оценку, в чем преимущества морских саней перед корпусами, имеющими обычные глиссирующие обводы?

Борта саней Хикмана практически параллельны, а не сходятся на форштевне, поэтому сани обладают большей поперечной остойчивостью, чем обычные катера. Два длинных киля и погруженные в воду прямостенные борта придают хорошую устойчивость на курсе. При ходе на волнении сани ведут себя совсем не так, как почти все катера с широкой плоской кормой и острым носом. На крутой попутной волне, когда она подкатывается под корму, обычный катер резко уходит с курса (зарыскивает) и стремится опрокинуться на нос через скулу. Широко разнесенные в носу борта саней эффективно препятствуют этому.

Чтобы судно не теряло скорости, а его корпус не подвергался сильным ударам при ходе против волны, необходимо носовые обводы по ватерлиниям и шпангоутам выполнить достаточно острыми. Однако и при этом условии обычный корпус при встрече с волной поднимает много брызг, которые заливают палубу и кокпит. У морских саней все брызги отражаются сводом тоннеля вниз, а широкая палуба гарантирует лодку от зарывания носом в волну. При некоторых определенных соотношениях размеров волны и корпуса воздух в тоннеле саней начинает оказывать демпфирующий эффект, смягчая удары волны в днище. Для саней больших размеров можно отметить и такое преимущество, как более плавная качка, чем у обычных катеров.

Практика показала, что морские сани обладают хорошей приемистостью (малым временем выхода на режим глиссирования) и ценной способностью поддерживать почти постоянную скорость в широком диапазоне изменения нагрузки.

Серийный катер компании «Морские сани Хикмана»
Серийный катер компании «Морские сани Хикмана» (1946 г.).

Все эти качества были продемонстрированы при первых же выходах саней в море. Американская компания «Морские сани Хикмана» (в Бостоне) выпустила в предвоенные годы большую серию деревянных прогулочных мотолодок длиной 3,9 и 4,8 м, рассчитанных на подвесные моторы предельной тогда мощности 10—20 л. с., а также немало более крупных катеров длиной до 12 м.

Уже при испытаниях этих саней пришлось столкнуться с проблемой размещения на них движителей. Дело в том, что встречный поток воздуха, попадающий в тоннель, в виде отдельных пузырей проходит под днищем до самой кормы и попадает на лопасти гребного винта. Винт начинает работать в условиях так называемой поверхностной кавитации, в «легком» режиме и не выбирает всей мощности двигателя. Поэтому на больших санях-катерах фирмы Хикмана пришлось применять частично погруженные гребные винты специальной формы. На мотолодках, пока мощности используемых подвесных моторов и скорости были невелики, с этим явлением удавалось справиться сравнительно просто, — увеличивая углубление винта.

В дальнейшем в связи с расширением выпуска мощных механических установок с Z-образной передачей на стандартные гребные винты и повышением мощности подвесных моторов стало выгоднее (с экономической точки зрения) попытаться изменить обводы саней таким образом, чтобы избавиться от прохода воздуха из тоннеля к гребному винту.

Во второй половине пятидесятых годов поиски в этом направлении завершились созданием морских саней с двумя тоннелями, или тримаранов. Движитель работает на них не за тоннелем, а в более выгодных условиях — за средним корпусом; в то же время сохраняются все достоинства морских саней.

Воздух проходит по боковым тоннелям тримарана, минуя зону влияния на работу гребного винта. Чтобы исключить растекание пузырей воздуха поперек днища и подсос их к винтам, обвод днища в корме изменили, придав ему килеватость или выпуклость в ДП, как на обычных корпусах. Стало возможным применение серийных колонок и подвесных моторов, рассчитанных на определенную — оптимальную глубину погружения винта.

Морские сани Дж. Тила
Морские сани Дж. Тила.

Другая причина перехода от чистых саней к тримаранным обводам, это, по-видимому, необходимость снижения ударных нагрузок в носу при ходе на волнении. Эта проблема встала и перед создателями саней в связи с неуклонным увеличением скорости небольших судов — до 60 и более километров в час. Если длина корпуса меньше, чем расстояние между гребнями соседних волн (длина волны), то на такой высокой скорости и сани Хикмана испытывают очень сильные удары в носовую часть свода тоннеля. Силу удара пытались снизить, еще больше заостряя носовые шпангоуты у килей и увеличивая высоту свода (переход к обводам саней Тила — см. рис.), однако это не всегда удается выполнить на небольшой лодке или катере. Основному же корпусу тримарана легче придать необходимую довольно большую килеватость. Сила гидродинамического удара в этом случае распределяется уже между тремя, а не двумя клиньями, причем боковые части корпуса (спонсоны) входят в волну тогда, когда действие удара уже замедлено основным средним корпусом.

Совершенствуя обводы морских саней, конструкторы позаботились об улучшении их поворотливости (это был один из основных недостатков саней!) и уменьшении смоченной поверхности корпуса на ходу. Именно с этой целью спонсоны современного тримарана обычно делают погруженными в воду — на стоянке — примерно на половину осадки основного корпуса. При выходе на глиссирование большая часть спонсонов поднимается из воды, катер идет на кормовом участке днища. При поворотах вертикальный борт (внутренний по отношению к циркуляции) оказывается погруженным в воду меньше, чем на санях Хикмана, и благодаря этому не препятствует повороту судна. В то же время при таком решении сохраняются характерные для саней ценные свойства — спонсоны по-прежнему хорошо отражают вниз брызги и волну.

И, наконец, еще одно преимущество современного тримарана перед санями Хикмана — его глубокий средний корпус позволяет реализовать площадь носовой части катера устройством здесь комфортабельного кокпита или даже закрытой каюты. В последнем случае надстройка получается меньшей высоты, что также оказывает немаловажное влияние на мореходность катера.

Познакомимся теперь с несколькими современными катерами, имеющими двухтоннельное днище, или обводы «кафедрал», как иногда называют тримараны.

Алюминиевый тримаран фирмы «Крестлайнер»
Алюминиевый тримаран фирмы «Крестлайнер».

Вот, например, алюминиевый пятиметровый катер фирмы «Крестлайнер», по внешнему виду напоминающий сани Хикмана: те же прямоугольная палуба и плоские борта — сварной корпус собран из плоских или развертывающихся на плоскость листов металла. Явно выраженные в носу тоннели переходят в корме в плоско-килеватое днище с горизонтальными участками у скул (подобные же обводы применены и в проекте небольшого фанерного тримарана «Кайман», чертежи для самостоятельной постройки которого можно посмотреть здесь). В катере оборудованы два кокпита — кормовой с четырьмя раскладывающимися в койки мягкими сиденьями и постом управления и носовой. Благодаря этому катер особенно комфортабелен, если даже кормовой кокпит закрыт тентом. Кроме того, соответствующим образом разместив пассажиров, можно получить оптимальную центровку катера при любой нагрузке.

Планировка алюминиевого тримарана «Крестлайнер»
Планировка алюминиевого тримарана «Крестлайнер»
1 — мягкие сиденья, раскладывающиеся в койки; 2 — ветровое стекло;
3 — сиденья носового кокпита.

Основные данные «Крестлайнера»: длина — 5,19 м; ширина — 2,16 м; высота борта — 0,90 м; вес корпуса — 400 кг, допускаемая нагрузка 1300 кг. Катер рассчитан на установку подвесного мотора мощностью 90—140 л. с. или 125-сильного стационарного двигателя с угловой колонкой. Скорости — около 65 км/час.

Уместно здесь вспомнить и пластмассовый тримаран, построенный в Горьковском Политехническом институте (см. статью А. М. Ваганова в № 15 сборника «КиЯ»). На наш взгляд, при проектировании обводов этого катера сделан ряд упущений, не позволивших достичь наибольшего эффекта: кили спонсонов опущены слишком низко — даже ниже киля среднего корпуса, а днище в кормовой части практически не имеет килеватости.

Воздух из тоннелей беспрепятственно растекается по днищу (тем более, что глубоко погруженные кили спонсонов преграждают выход в атмосферу с боков) и попадает в водозаборник водомета. Чтобы отвести воздух от водозаборника движителя, конструкторам пришлось установить на днище клиновую наделку, оказывающую дополнительное сопротивление движению катера. Судно имеет и несколько повышенную смоченную поверхность как вследствие излишнего погружения спонсонов, так и из-за неправильного обтекания тоннелей. На ходу вся поверхность тоннелей оказывается смоченной водой и брызгами; этот недостаток можно было легко устранить установкой в носу коротких продольных реданов-брызгоотбойников на основном корпусе и спонсонах.

«Бостонский китобой»
«Бостонский китобой».

Рассмотрим теперь обводы мореходного американского тримарана «Бостонский китобой», который был уже кратко представлен читателям в № 13 сборника («О морских санях, катамаранах и тримаранах»). Это оригинальное судно появилось 12 лет назад в результате большой работы по совершенствованию саней Хикмана и послужило затем прототипом для создания многочисленных модификаций тримарана в разных странах.

Тримаран строится из стеклопластика; поэтому обводам придана довольно сложная форма. Применены выпукло-килеватые шпангоуты, что обеспечивает наибольшую плавность входа в волну и достаточно высокое гидродинамическое качество. Борта в носу имеют наклонные участки — скосы для улучшения поворотливости. Чтобы ограничить подъем волны 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 и дальше в корму скула имеет скругление по радиусу; можно предположить, что это придает лодке оптимальный ходовой дифферент при довольно высокой скорости (Fr = 4—5,5) и обеспечивает выход воздуха из тоннелей к бортам. Очевидно, что и килеватые обводы днища у транца — с выпуклостью в ДП также предотвращают подток пузырей воздуха к лопастям винта, особенно возможный при поворотах лодки.

Схема обводов «Бостонского китобоя»
Схема обводов «Бостонского китобоя».

Нетрудно заметить, что на всей длине корпуса кили спонсонов расположены выше основной линии. На ходу тоннели в носу не смачиваются водой: продольные брызгоотбойники на среднем корпусе отсекают от него брызговую пелену и направляют ее под спонсоны. При крене возникающие на спонсонах статическая сила плавучести и гидродинамическая подъемная сила выпрямляют судно, при входе в волну спонсоны способствуют всплытию носа.

Основные данные показанной на рисунках модели «Бостонского китобоя»: длина — 5,02 м; ширина — 1,88 м; минимальный надводный борт 0,45 м. Вес корпуса 230 кг; допустимая нагрузка — 600 кг. При водоизмещении 640 кг со 100-сильным подвесным мотором «Эвинруд» «Китобой» показал на мерной миле скорость 60 км/час. На испытаниях в открытом море дистанция в 15 км при спокойной воде была пройдена со средней скоростью 54,2 км/час, при ходе против волны — 36 км/час.

«Бостонский китобой» на волне
«Бостонский китобой» на волне.

О высоких мореходных качествах и надежности «Бостонского китобоя» свидетельствует хотя бы тот факт, что эти (и подобные им) лодки широко используются береговыми спасательными службами Англии, ФРГ и ряда других стран. Прочный корпус трехслойной конструкции, заполненный пенопластом, обладает абсолютной плавучестью и позволяет использовать лодку практически в любую погоду. Просторный кокпит (4,9х1,75х0,52 м) делает ее удобной как для спасательных операций, так и для рыболовного или подводного спорта.

За рубежом значительная часть общего числа аварий на воде происходит из-за чрезмерной мощности подвесных моторов, устанавливаемых на небольших лодках. Опрокидывание, зарывание в волну, — наиболее частый, кроме столкновений, вид аварий. Может быть поэтому в последние годы многие фирмы отдают предпочтение тримарану как наиболее остойчивому и безопасному типу лодок.

Пластмассовый тримаран «Три-12-ДХ» фирмы «Ямаха»
Пластмассовый тримаран «Три-12-ДХ»
фирмы «Ямаха».

В большинстве случаев даже на самых малых лодках повторяются характерные обводы «Бостонского китобоя». Например, тримаран «Три-12-ДХ» японской фирмы «Ямаха» также имеет выпукло-килеватые обводы с двойным брызгоотбойником по скругленной скуле. Тоннели здесь простираются только в носовой трети длины корпуса, переходя затем в обычное днище. Основные данные тримарана: длина 3,60 м; ширина 1,36 м; высота борта 0,52 м; вес 110 кг. Лодка рассчитана на подвесной мотор мощностью 10—25 л. с., вместимость ее 2—4 чел. Максимальная скорость с 20-сильным мотором — 45 км/час, при нагрузке 4 чел. — 40 км/час. С 6-сильным мотором «Ямаха Р-125А» максимальная скорость составляет 22, а с 3 чел. — 17 км/час. Благодаря малому волнообразованию, хорошей устойчивости на курсе и приемистости лодка широко используется для буксировки воднолыжников.

Поперечное сечение и вид на транец пластмассового тримарана «Три-12-ДХ»
Поперечное сечение и вид на транец пластмассового тримарана «Три-12-ДХ».

В Японии же выпускаются двухместные, рассчитанные на глиссирование пластмассовые тримараны длиной менее 3 м. Успешный опыт эксплуатации малых тримаранов послужил основанием для постройки и крупных катеров с такими же обводами, однако в настоящее время их совсем немного. Сдерживающими факторами являются увеличенный вес и некоторое усложнение конструкции больших тримаранов, по сравнению с обычными корпусами. Кроме того, на больших катерах (более 9 м длиной) преимущества тримаранов уже не являются столь очевидными.

Один из сравнительно больших крейсерских катеров-тримаранов — двухвинтовой «Уайт-Лэди» — построен на Мальте по проекту известного английского конструктора Тила. Основные данные катера: длина — 7,9 м; ширина 3,2 м; высота борта на миделе 1,5 м; в носу — 1,7 м; водоизмещение 3,3 т. При разработке его проекта преследовалась цель — создать комфортабельный и быстроходный катер для плаваний в Средиземном море. Обычные обводы с большой килеватостью днища не обеспечивали достаточного объема корпуса для размещения жилых помещений. В корпусе же тримарана удалось удовлетворить малосовместимые требования комфорта и мореходности.

Схема обводов тримарана «Уайт-Лэди»
Схема обводов тримарана «Уайт-Лэди».

Рассматривая теоретический чертеж «Лэди», следует отметить острый вход в волну носовых шпангоутов и почти «глубокое V» среднего корпуса на транце. Бортовые спонсоны, и в этом случае имеющие меньшую осадку, чем средний корпус, позволяют получить необходимые объем и площадь внутренних помещений. Очертания носа в плане скруглены, вероятно, для снижения веса корпуса; кроме того, на высокобортном катере площадь палубы уже не имеет существенного значения для улучшения всхожести на волну. Наклонный скос борта у спонсона по всей длине корпуса вряд ли следует признать целесообразным — в корме это приводит к излишнему подъему волны, увеличению дифферента на корму и дополнительным затратам мощности. Не случайно, что при испытаниях катера пришлось поставить транцевые плиты и скуловые брызгоотбойники.

Катер-тримаран «Уайт-Лэди»
Катер-тримаран «Уайт-Лэди».

На «Уайт-Лэди» установлены два двигателя «Меркруйзер» по 160 л. с. с угловыми колонками, обеспечивающие максимальную скорость 55 и экономическую 30—35 км/час. Для предотвращения поверхностной кавитации гребные винты расположены по осям спонсонов, т. е. разнесены дальше один от другого, чем это обычно принято. Расчет конструктора на то, что благодаря повышенной остойчивости тримаран будет крениться на циркуляции меньше обычного катера и воздух не будет прорываться к винту с противоположного повороту борта оказался верным.

Все рассмотренные выше варианты обводов тримаранов имеют общую особенность — кормовая часть днища (рабочая часть, на которой создается подъемная гидродинамическая сила, благодаря чему судно глиссирует) практически такая же, как на обычных катерах. Следовательно, вряд ли, проектируя тримаран, можно рассчитывать на существенный выигрыш в скорости, во всяком случае сверх того, что может дать уменьшение брызгообразования в носовой части судна. Некоторые интересные данные по этому вопросу приведены в статье А. С. Павленко и С. Б. Соловья, однако надо иметь в виду, что их выводы можно отнести только к определенным обводам и соотношениям размерений, соответствующим испытанным моделям катеров.

В заключение следует упомянуть и о «настоящих» тримаранах, т. е. судах, которые глиссируют на трех корпусах. Правда, таких катеров построено пока что немного и трудно обосновать их целесообразность. Один из них — «Гленляйн-150» выпускается в Англии.

Тримаран «Гленляйн-150»
Тримаран «Гленляйн-150».

Днище этой пластмассовой лодки состоит из трех продольных клиньев треугольного поперечного сечения, разделенных двумя тоннелями, проходящими от носа до кормы.

Вид с носа на открытый вариант
Вид с носа на открытый вариант.

Очевидно, несущая способность такого днища ниже, чем рассмотренных выше тримаранов, а смоченная поверхность больше. К достоинствам же катера можно отнести мягкий ход на волне, минимальное возмущение водной поверхности (неоспоримое преимущество при буксировке воднолыжников), высокую остойчивость.

Основные данные катера: длина 4,56 м; ширина 1,83 м; осадка 0,21 м; вес 750 кг, вместимость 4—6 человек. Со 110-сильным двигателем «Вольво-Пента» катер развивает скорость 70 км/час. Выпускается вариант и для подвесного мотора мощностью 60—100 л. с. Показанный на снимке «Гленляйн» с каютой наглядно демонстрирует возможности рациональной планировки пассажирских помещений на тримаране. Две двухметровые койки в каюте плюс открытый кокпит площадью 2,8 м²,— вряд ли можно получить такое удачное сочетание на 4,6-метровой лодке традиционного типа.

Д. Антонов, «Катера и яхты», 1970, №01(023).

вернуться в раздел

Поделитесь этой страницей в соц. сетях или добавьте в закладки:

добавить страницу в избранное

Разделы сайта:
Мотолодки, катера, яхты
Мотолодки, катера, яхты. Разное, советы...
Обзор моделей лодок, катеров, яхт
Описания гребных, парусных, моторных лодок, катеров и яхт.
Проекты лодок для самостоятельной постройки
Чертежи и проекты катеров, лодок, яхт.
Тюнинг мотолодок
Тюнинг, доработка серийных лодок.
Лодочные моторы
Отечественные и зарубежные лодочные моторы.
Надувные лодки
Обзор моделей, ремонт, хранение, обслуживание.
Рыбалка
Все о рыбалке, рыбаках и рыбах.
Подводная охота
Любителям подводной охоты.
Уровень воды в реках
Уровень воды в реках РФ. Список гидропостов.
Географические карты
Вся территория бывшего СССР.

поиск по сайту
примеры запросов: проекты катеров, чертежи яхт

Подпишитесь на рассылки:
Новости сайта vodnyimir.ru
Проекты катеров, лодок, яхт для самостоятельной постройки



Rambler's Top100
Рейтинг - яхты и катера
Все права защищены. Копирование материалов сайта vodnyimir.ru запрещено. Все случаи нарушения будут преследоваться согласно закону об авторских правах. Предложения и пожелания отправляйте на admin@vodnyimir.ru. Размещение рекламы на сайте