Подводное крыло на мотолодке «Прогресс»

Пример расчета носового подводного крыла на моторной лодке «Прогресс»

Применение приведенных рекомендаций (см. «Катер на одном крыле») поясним примером определения основных элементов носового подводного крыла для мотолодки «Прогресс» (подробнее о моторной лодке «Прогресс» см. здесь).

Основные данные мотолодки «Прогресс»
Длина наибольшая, м	4,65
Ширина наибольшая, м	1,70
Ширина наибольшая по скуле, м	1,50
Ширина по скуле у транца, м	1,40
Водоизмещение полное Δ, кг	550
Отстояние ЦТ от транца xg, м	1,9
Мощность мотора Вихрь-М, л. с.	25
Скорость хода vs, узлы	около 20
Число Фруда FrΔ	3,63
Пропульсивное качество Кη	3,02

Воспользуемся рис. 3. Проведя через точку с координатами Кη=3,02 и Fr_Δ = 3,63 прямую, параллельную вспомогательной пунктирной линии, до пересечения с кривой 4, получим, что для однокрылого катера Кη=4,1 (заметим, что эта величина соответствует произведению вполне достижимых значений К=6,7 и η=0,61).

Рис. 3. Приближенные зависимости гидродинамического качества К и пропульсивного качества Кη от числа Фруда: 1 — однокрылый катер; 2 — обычный остроскулый катер; 3 — остроскулый катер с поперечным реданом; 4 — двукрылый катер.

Приняв вес крыльевого устройства с подкреплениями 40 кг и соответственно увеличив Δ до 590 кг, определим ориентировочную скорость хода при установке крыла:

Таким образом, подводное крыло может дать прирост скорости около 5 узлов (т. е. до 25%).

Принимая, что подводное крыло будет нести около 55% Δ, находим, что необходимая подъемная сила

Y_н = 0,55 • 590 ≈ 325 кг.

Подъемная сила должна быть приложена на расстоянии от транца, равном

x_н = 1,8 • 1,9 — 0,8 • 0,5 ≈ 3,0 м,

где x_тр ≈ 0,5 м.

Задавшись для максимальной скорости хода значением С_у=0,15, найдем несущую площадь крыла

При неизменной S значение С_у на промежуточной скорости 15 узлов должно было бы составлять

Поскольку обеспечить такое значение С_у весьма трудно, придется для получения необходимой подъемной силы установить на крыле наклонные стабилизаторы.

Размах плоской части подводного крыла примем равным 1,4 м. Тогда при хорде 0,16 м и угле наклона стабилизаторов ~ 30° рабочий размах будет близок к требуемому 1,5-1,6 м. Удлинение крыла в этом случае составит λ ≈ 9 и позволит обеспечить высокое К. Полный размах крыла со стабилизаторами целесообразно принять равным 2,0-2,1 м.

Возможны, конечно, и другие комбинации (например, уменьшение размаха плоской части до 1,0-1,2 м при соответствующем увеличении наклонных стабилизаторов); возможно также и изменение хорды крыла. Но следует иметь в виду, что уменьшение Ь приведет к уменьшению погружения крыла, вследствие чего оно будет более чувствительным к волнению; при увеличении b будет возрастать площадь крыла, что не всегда желательно.

Профиль сечения наклонных стабилизаторов с целью упрощения работы принимаем таким же, как и у крыла, а угол их установки — на 1° больше.

Для обеспечения необходимой прочности подводное крыло прикрепим к корпусу двумя кронштейнами и двумя стойками.

Отстояние крыла от основной плоскости следует принять в пределах 0,16-0,18 м.

Схема подводного крыла на корпусе мотолодки «Прогресс» приведена на рис. 6.

Рис. 6. Схема установки подводного крыла на мотолодке «Прогресс».

Дальнейшее проектирование производится по тем же рекомендациям, что и для двукрылой схемы. При разработке профилировки сечений и выборе различных конструктивных элементов можно пользоваться книгой В. И. Блюмина «Транспортные суда на подводных крыльях» и др.

Помимо профилей, приведенных в этих работах, можно применить для крыла хорошо зарекомендовавший себя острокромочный сегментный профиль с приполненной входящей кромкой (табл. 1), а для стоек — простые в технологическом отношении профили со срезанной выходящей кромкой (табл. 2).

Таблица 1. Относительные ординаты крыльевого профиля с приполненной входящей кромкой

Таблица 2. Относительные ординаты профилей стоек

Практика показывает, что важно не только правильно спроектировать и изготовить подводное крыло, но и довести его до получения желаемых результатов на самом катере в процессе ходовых наладочных испытаний. Для этого крепление крыла на корпусе должно позволять регулировку угла его установки, высоты стоек и положения крыла по длине катера.

Для обеспечения нормальной загрузки двигателя (без превышения максимальных оборотов) при значительном увеличении скорости хода, вызванном установкой крыла на ранее построенном катере, гребной винт в большинстве случаев приходится проектировать новый — с несколько большим шагом.

Л. Л. Хейфец, «Катера и яхты», 1974 г.

В раздел «Тюнинг мотолодок»

Наш Telegram-канал: https://t.me/motolodki_katera. Присоединяйтесь!

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

добавить страницу в избранное