Заметки с Оттавской бот-шоу 2002 года

Авиаторы говорят: красивое хорошо летает. Я бы, немного видоизменив эту фразу сказал: красивое и плавает хорошо. И хотя существуют определенные критерии красоты, однако на вкус и цвет товарищей нет и неслучайно каждая катеростроительная фирма, а их даже на далеко не самой крупной Оттавской бот-шоу было представлено около сотни, старается привнести что-то свое не только в дизайн и во внутреннее убранство, но и в форму контактирующих с водой поверхностей сообразно опыту своих конструкторов и технологическому потенциалу.

Для успеха в этом деле нужно, чтобы получившийся продукт был быстр и мореходен — с одной стороны, и комфортабелен (я бы даже сказал, роскошен) — с другой: как-никак, а плаваем мы не каждый день, в отличие от езды на авто, но и там роскошь находит ценителя и покупателя. Вопрос цены в катеростроении, на мой взгляд, вторичен, так как производство штучное или мелкосерийное, по заказам, чаще всего предварительно оплаченным. Есть, конечно, и относительно дешевые лодки крупносерийного производства. Но они, как правило, не выразительны, и не на них "прогресс оттачивает свое мастерство".

Условно говоря, производители катеров делятся на две категории. Одни сосредотачивают усилия на оборудовании и отделке—внутреннем убранстве, а вопрос скорости решают просто установкой более мощных двигателей, тем более что именно мощность — главный предмет гордости владельца. Другая категория производителей в основном пытается добиться увеличения скорости за счет совершенствования обводов и, так сказать, всемерного повышения КПД всей совокупности корпус—двигатель—движитель. Они дают возможность за те же деньги получить большую скорость, жертвуя в некоторой степени комфортом (подчеркиваю, жертвовать им можно только до известного предела...).

Так вот, катеростроители этой второй категории и есть, на мой взгляд, истинные творцы технического прогресса, об их работах будет идти речь в моих заметках, пусть меня простит тот читатель, для кого более важно решить, панелями красного или орехового дерева будет отделана каюта его катера.

Я долго бродил по весенней Оттавской выставке, много ездил на марины к продавцам катеров и лодок, спрашивал, смотрел и записывал.

Сначала о технологии

Времена дерева как конструкционного материала канули в лету. Остались пластик, легкие сплавы и мягко-жесткие формы, т. е. РИБы. Оставим РИБы в стороне, о них написано немало.

Итак, металл и пластик. За последние сорок лет несомненным фаворитом во всех классах прогулочных судов был пластик: любую форму можно выклеить, потрафить любому капризу конструктора и потенциального покупателя. А металлу — легким сплавам — до настоящего времени была отведена роль Золушки: простые, грубые формы, соединенные клепкой или сваркой, и никаких причуд; серийные лодки для дела, но не для радости.

Однако последние годы дали начало новой тенденции: в классах малых судов (до 6.5 м) металл стал отвоевывать качественные, говоря языком шахматистов, позиции у пластика. Уместно заметить, что из многих десятков североамериканских катеростроителей с металлом работает только около 10%, а освоивших сварку алюминиевых сплавов вообще единицы, думаю, пять-шесть компаний.

Так вот: одна из них — "Tracker" из Спрингфилда (шт. Миссури, США), выпускающая в основном рыболовные цельносварные лодки. В прошлом году фирма показала лодку "Tundra", а в 2002-м — ее усовершенствованную модель "Avalanche" (в переводе — "Лавина"), отличающуюся от первой измененными обводами.

Я подошел к "Лавине" и был просто поражен: передо мной — инженерное чудо. Из листов алюминиевого сплава толщиной 3.2 мм были получены формы, ранее возможные только на пластике. Я наблюдал, как люди спокойно проходили мимо, как будто это была обычная стеклопластиковая лодка, каких немало стоит рядом, и вдруг — останавливались, а затем начинали с восхищением постукивать по сверкающим металлическим блеском бортам. Фирма утверждает, что она использовала авиационные технологии и технические решения, используемые в производстве гоночных автомашин, но и сама она не лыком шита: в процессе подготовки производства получила 28 патентов, в основном по сварочному делу. Сварка осуществляется роботами и под контролем компьютера. Суть идеи такова: все или почти все швы — внутри, объем сварки отштампованных деталей сведен к минимуму. Я облазил лодку и лишь в корме увидел аккуратный шов, какой бывает, когда варят в среде инертного газа аргона полуавтоматом с током примерно 200-250 А. Сначала два отформованных из цельных листов полу-корпуса соединяются по ДП внутренним килевым швом от кончика носа до транцевой доски. Затем на днище устанавливается очень точно изготовленная "стрингерная решетка" (секция набора между днищем и дном кокпита) и, как я думаю, прихватывается в нескольких недеформируемых местах к днищу.

Наконец, приваривается секция палубы с кокпитом, бензобаком и множеством ящиков для хранения удочек, одежды, водных лыж, плюс два аэрируемых аквариума (в носу и корме) для живца и еще один большой аквариум (на носовой палубе, перед кокпитом) со сливом — наливом для добычи. Все эти ящики придают жесткость конструкции. Крышки ящиков сделаны заподлицо с настилом, так что оба рыболова могут блеснить абсолютно свободно, стоя на баке и юте. На одной из фотографий (фото 5) показан лежащий на палубе выпиленный кусок привального бруса, полученный, как мне представляется, экструзией и затем подогнанный к периметру борта (не зная сути примененной технологии, могу лишь предположить, что она близка к технологии производства внутренних стенок холодильников с нагревом и вакуумным формованием).

Перед окрашиванием (при высокой температуре порошковыми красками) в подпалубное пространство закачивается специальная пена под давлением, которая при отвердевании придает особую прочность и жесткость конструкции, а также обеспечивает непотопляемость в экстремальной ситуации.

Компания дает на лодку пожизненную гарантию: если ты не разбиваешь лодку о скалы, а на нее воздействуют только вода, соль и солнце, можешь спать спокойно. Правда, есть в этом деле одна тонкость: как правило, при перепродаже гарантия не сохраняется.

Так вот, если "Лавина" была звездой, так сказать, технологического раздела моих заметок, то в гидроаэродинамическом разделе будут представлены бриллианты.

Теперь о формах

Если на небольшом водоеме еще можно смириться с плоскодонными обводами, то на любой судоходной реке, где не редкость — волна от проходящих судов, на крупных озерах, а тем более — при выходах в море, необходимы более или менее килеватые "глубокое V" или ката-маранные обводы. Больше 16—24° килеватости мне на выставке не встретилось. Это умеренная, по нынешним временам, килеватость. Из плоскодонок был только "Svfara" — катер-буксировщик воднолыжников из Калгари (Альберта, Канада) с килеватостью 2.5°. У него классическая "сигаретная" компоновка — двигатель в кокпите и прямой вал; под днищем — бронзовые руль, винт, кронштейн вала и стабилизатор под килем (примерно на середине длины катера) с подруливающим "рульком" для улучшения маневренности, очень важной при буксировке лыжника.

Отношение длины к ширине корпуса колеблется от 1.68 до 6 у гидроцикла "Polaris" из Медины (Миннесота, США), на котором гарцуют стоя. Однако 70% всех виденных мною лодок укладываются в пределы L/B=2.4÷2.7. Есть еще один нюанс. По дорогам Североамериканского континента можно провозить без ограничений груз шириной не более 8.5 футов, это 2.59 м. Поэтому при одинаковой предельной ширине катеров длина их колеблется в очень широких пределах.

Особенность Оттавской бот-шоу — отсутствие крупных мореходных катеров, в частности — настоящих катамаранов увидеть здесь не привелось.

Можно сказать, двухкорпусные обводы заняли свою нишу только на "понтонных лодках", где на двух разнесенных алюминиевых цилиндрах с заостренной носовой частью установлен помост, в плане близкий к квадрату. В спокойном водоизмещающем режиме эта "танцплощадка", собрав всех родственников владельца, бредет вдоль берегов под мотором в 40—75 сил, и пассажиры вдыхают ароматы цветущих лугов.

Что же характерно для представленных в Оттаве корпусов? Отгиб скулы обязателен, как знание арифметики для выпускника средней школы. Количество их зависит от опыта генерального конструктора и варьируется от одного до четырех, а иногда и более. Продольные реданы бывают выпуклые, их на малых лодках чаще располагают по ватерлиниям, а не по батоксам, и "вогнутые", их обычно два, идущих вдоль киля. "Вогнутые" реданы нужны для стабилизации катера на скорости; обычно они выделяют кормовую лыжу шириной 18-25 см, на которой катер глиссирует. Угол килеватости этой лыжи гораздо меньше, чем на бортовых половинках днища; длина ее — приблизительно одна треть длины корпуса.

На металлических лодках уголки-реданы приваривают вдоль днища без всяких затей.

Я забыл сказать, вся эта аранжировка нужна, чтобы меньше тратить топлива напрасно — на образование брызг и волны. Совсем недавно рекордсменом в этом отношении считался "Бостонский китобой". На рекламных фотографиях было хорошо видно, что брызгообразование на ходу у него заметно меньше, чем у соперников, что и являлось гордостью фирмы в течение ряда лет. Однако я уверен, что есть компании, продукция которых не хуже "бостонца". К ним я бы отнес компанию "Regal" (Орландо, шт. Флорида, США). Немало потрудившись в опытовом бассейне, она предложила свое решение. С корпусами типа "FasTrac" их лодки скользят по воде "на голову" впереди остальных.

Мы как-то подзабыли, что существуют еще и поперечные реданы, хотя в тридцатые годы под словом редан вообще понимался именно поперечный редан. Затем были годы охлаждения конструкторского интереса к ним, а вот в последнее время поперечные реданы снова появились на быстроходных катерах (см., к примеру, "КиЯ" №164). Однако в широкой практике они еще выглядят как заморская диковинка.

Компания "Regal" на Оттавской выставке демонстрировала такой опыт (фото 13). На кронштейне с отверстием для прохода воды из крана подвешены две полистироловые скорлупы, имитирующие корпуса лодок; правый образец с поперечным реданом, левый — обычный. Пускали воду и подтыкали корпуса к струе, как бы имитируя глиссирование корпусов по воде. И что же? Левый "обычный" корпус сразу же присасывался к струе да так и оставался в наклонном положении, пока текла вода, а правый — отскакивал от струи и никак не хотел прилипать. Согласно всем физическим законам корпус лодки с поперечным реданом меньше вжимается в воду, меньше его смоченная поверхность и сопротивление движению, больше скорость.

Применена сложная система продольных и поперечных реданов. Поперечные реданы двух типов. Малые — между продольными реданами, это ступеньки-турбулизаторы, они прерывают более вязкое ламинарное пристеночное течение, облегчая выход на глиссирование, и имеют высоту около 15 мм. А главный — поперек всего днища — имеет высоту 40-50 мм. На фотографиях показана наиболее характерная часть типичного корпуса фирмы "Regal", где на фото 14 видны три деламинаризатора-турбулизатора, а также главный поперечный редан с воздуховодом, идущим сверху назад и вниз, после чего начинается новая серия продольных реданов. На другом снимке (фото 15) хорошо виден этот главный редан с левого борта. Как выразителен этот уступ на скуле и сколько работы стоит за всем этим!

А теперь с вершины спустимся пониже. Тут тоже есть свои находки. Например, компания "Campion" из Келовны (Британская Колумбия, Канада) предлагает так называемую подъемную систему АРЕХ.

У транца, симметрично килю, они встраивают вогнутые на 6 мм площадки шириной 150 мм и длиной около метра, которые не дают воде растекаться к бортам, а направляют ее в корму, тем самым повышая подъемную силу. Небольшие накладки, расположенные в неискаженном потоке по обеим сторонам от осевой линии, увеличивают стабильность на курсе. Для облегчения выхода из глиссирования сделана выборка глубиной 20 см и шириной около 1 м в корме, где оставшаяся часть днища, примыкающая к бортам, противодействует подъему носа на "горбе сопротивления", работая как транцевые плиты.

Нельзя не сказать хотя бы несколько слов о скакунах-гидроциклах. Для их корпусов характерно наличие в носу двух-четырех поперечных реданов, проходящих с борта на борт через форштевень без прерывания или уменьшения ширины 40-50 мм. Этакие усы-ступеньки. А под самым нижним поперечным реданом начинаются продольные реданы и, конечно, отогнутая скула, особенно развитая к корме. Иногда от отгиба скулы отказываются и в нужном месте ставится накладка-скег, как у того же "Кавасаки".

Была бы моя воля, на "Лавине" я ездил с приятелем на рыбалку, а на "Регале" катал жену и детей.

Информация об изображении 13. Опыт, демонстрирующий эффект поперечного редана

Информация об изображении 14. Фирменные обводы FasTrac компании "Regal", правый борт

Информация об изображении 15. Левый борт FasTrac. Хорошо видны главный поперечный и продольные реданы

Информация об изображении 16. Лодка "Campion". Вырез в корме и лыжа; впереди вдоль киля видна накладка

Информация об изображении 17. Под нижним поперечным реданом начинаются продольные реданы. Гидроцикл "Kawasaki"

Информация об изображении 18. Скег-накладка заменяет отгиб скулы на гидроциклах

Информация об изображении Катер "Regal 1800 LSR"

Информация об изображении Катер "Regal 2100 LSR"

Информация об изображении Катер "Regal 2600 LSR"

Фирменные обводы FasTrac на лодках «Regal»

Приводим схемы обводов нового типа и сравнение их эффективности с традиционными обводами катеров.

На схемах обозначены:

1 — большой угол килеватости основных днищевых поверхностей катера. Чем больше этот угол (обводы — "глубокое V"), тем лучше мореходность катера на взволнованной поверхности, но, судя по прошлому опыту, большая мощность требуется для выхода на режим глиссирования. Корпус FasTrac спроектирован так, что обойдет сравнимые катера при ходе на волне (благодаря значительному углу килеватости до 24°) и потребует при этом меньшей мощности.

2 — прикилевые пластины с меньшим углом килеватости. Это делает корпус более плоским в районе киля, что повышает продольную устойчивость движения на высоких скоростях и, как и все плоские поверхности днища, создает подъемную силу, помогающую выйти на режим глиссирования.

3 — продольные выемки ("вогнутые" реданы) создают каналы для направления воды вдоль всего корпуса, что снижает рыскание на малых скоростях и повышает поперечную остойчивость на высоких скоростях. К тому же, их верхние (горизонтальные) участки также, в некоторой мере, создают подъемную силу, помогающую выйти на режим глиссирования.

4 — скулы-брызгоотбойники с обратным развалом (реверсоры)при поворотах играют роль киля, уменьшая боковое проскальзывание и повышая управляемость, а также создают подъемную силу, помогая корпусу выйти на режим глиссирования, и отбрасывают вниз брызги воды в кильватерной струе (большой плюс для воднолыжников).

5 — реданное днище. Корпус с системой продольных и поперечных реданов существенно более эффективен, чем обычный, благодаря аэрации днища, которая снижает сопротивление воды: днище скользит по подушке из водо-воздушной смеси, благодаря чему катер быстрее выходит на режим глиссирования, затрачивает меньше лошадиных сил мощности при более высокой максимальной скорости.

6 — система подсоса воздуха. Отформованные на скуле за главным поперечным реданом 7 конические индукторы (по одному с каждого борта) существенно повышают ходкость на поворотах: когда корпус накреняется, они обеспечивают вентиляцию днища, благодаря чему в зареданную область всегда поступает достаточное количество аэрированной воды для снижения сопротивления.

8 — турбулизаторы (деламинизаторы) представляют собой миниатюрные поперечные реданы, изменяющие характер обтекания днищевых пластин; они обеспечивают более мягкие и эффективные повороты, а во время поворота аэрируют носовую половину корпуса, снижая ее сопротивление и дельфинирование, а также повышают управляемость при поворотах на средних и высоких скоростях.

Подведем итоги (см. приводимые графики). Больше скорость — выигрыш составляет до 20%. Исключительная управляемость на любых скоростях. Меньше потребляемая мощность и расход топлива — снижение расхода до 40%.

Чтобы эти утверждения не выглядели голословными, фирма приводит несколько отзывов специалистов из ряда американских журналов. Вот, например, один из них: "Патентованный "Regal" корпус с обводами FasTrac дает и впечатляющую скорость, и управляемость: патентованные турбулизаторы позволяют поворачивать практически на любой скорости. Катер способен идти прямо без какого-либо вмешательства рулевого". "GO Boating Magazine".

Теперь несколько слов об открытом (с носовым и кормовым кокпитами) катере "Regal 2100 LSR", о котором упоминают сотрудники журналов, проводившие испытания.

Это — одна из 17 базовых моделей американской фирмы "Regal" (г. Орландо, Флорида), выпускающей около 3000 стеклопластиковых катеров в год и экспортирующей свою продукцию в 40 стран мира, включая Россию. Длина катера — 6.4 м, ширина — 2.5 м, осадка колонкой — 0.9 м. Запас топлива — 166 л. Сухой вес — 1324 кг, грузоподъемность — 589 кг.

Модель в основном идентична открытой 5.5-метровой модели "1800 LSR" и закрытой (с каютой в носу) 6.4-метровой "2150 LSR". О последней сообщаются такие данные: при тех же размерениях сухой вес — 1700 кг, мощность дизеля — 116 л.с., скорость максимальная — 58.6 км/ч, цена — 44 000 евро.

По сообщению фирмы, в этом году модель "2100 LSR" будет заменена еще более совершенной моделью "2200 LSR" , о которой мы расскажем отдельно.