Главная страница Контакты Карта сайта Поиск по сайту:
Barque.ru
Следить за появлением новых статей:
Читать @barque_ru
 
  • Судостроение
  • Моторы
  • Проекты
  • Спорт
  • Консультации
  • Кругозор
  • Истории
  • Главная / Проекты / Катера / 1981 год / Океанский катер катамаран «Куду-2»
    Подкатегории раздела
    Парусные яхты Парусные катамараны Парусные тримараны Моторные лодки Катера Туристические суда Рыболовные суда Виндсерфинги и лыжи Прицепы и трейлеры Прочие проекты


    Поделитесь информацией
    Твитнуть


    Похожие статьи
    Мореходный катамаран катер дэйкрейсер «Кэт-900»
    Катер-катамаран «HSCC» с высоко стабилизированной кабиной
    Скоростной океанский катер «Record!»
    Новый отечественный океанский катамаран «Валет-32»
    Катамаран для океанских гонок «Вранглер»
    Катамараный катер «Круиз»: опыт доводки и эксплуатации
    Российский катамаран для океанских гонок «Валет 32»
    Туристический катер Ленинградец
    Катер Тисса с закрытой каютой
    Катер МК-29 для тренировок и соревнований
    Катер из стеклопластика на полиэфирной смоле
    Туристский катер Персей
    Туристский катер Мечта с разборной рубкой
    Гоночный катер на лыжах


    Океанский катер катамаран «Куду-2»

    Год: 1981. Номер журнала «Катера и Яхты»: 92 (Все статьи)
              0


    Еще несколько лет назад конструкторы катеров, стартующих в океанских марафонах, довольно скептически относились к возможности участия в них двухкорпусных судов. Однако в дальнейшем все более убедительные победы гонщиков, выбравших для участия в труднейших соревнованиях именно катамараны, постепенно заставили едва ли не всех ведущих конструкторов обратить внимание на эти интересные и перспективные суда. Некоторые верфи, например знаменитая английская «Кугэ Марин», в числе первых специализировавшаяся на выпуске быстроходных двухкорпусных судов, стали малыми сериями выпускать катамараны для участия в самых ответственных гонках в условиях открытого моря (а также и скоростные прогулочные катамараны).

    Примечательна тесно связанная с дебютом катамаранов спортивная карьера известных в водно-моторном мире Поля и Бетти Кук.

    Еще в 1973 г. крупный американский бизнесмен Кук передал известной американской же фирме «Аэросикрафт корпорейшн» заказ на проектирование и постройку глиссирующего катера с использованием экранного эффекта, который был бы способен действовать на высокой скорости даже в открытом океане. К середине следующего года уже был построен и испытан глиссирующий и в то же время достаточно мореходный катер-катамаран, на котором мост, соединяющий корпуса, имел профиль крыла, рассчитанного на движение вблизи экрана — поверхности воды.

    В сентябре того же 1974 г. впервые в истории океанских соревнований на катерах старшего класса на старт гонки в Сан-Франциско среди 13 катеров традиционного типа (в основном — прославленных «Сигарет» Дона Аронау) вышел катамаран. Это и был «Куду-2» («Антилопа-2») — новый катер Поля Кука. Тогда же он одержал первую победу среди катеров неограниченного класса, показав среднюю скорость 127,4 км/ч, почти на 16 км/ч превышающую рекорд предыдущего победителя на этой дистанции — чемпиона мира Карло Бономи. На отдельных участках трассы «Куду-2» достигал скорости 150 км/ч. Тогда лишь немногие могли предположить, что это не случайный эпизод, а первый шаг к лидерству гоночных катамаранов.

    И тем более никому не могло прийти в голову, что через пять лет бывшая супруга Поля (они к этому времени уже разошлись) Бетти Кук уже во второй раз станет чемпионом мира по океанским гонкам, опять-таки выступая на катамаране. Правда, на этот раз это будет уже новый катамаран «Каама-2» постройки «Кугэ Марин». И теперь уже речь шла не о случайном эпизоде, а о триумфе катамаранов, одерживающих победу за победой!

    Однако всегда особенно интересен именно первый опыт. Сейчас, по прошествии нескольких лет, стали известны некоторые сведения о «Куду-2», с которого «все началось». Думается, они могут представить интерес и сегодня, тем более, что технические данные такой сложнейшей и тонкой машины, какой является океанское гоночное судно, просачиваются в печать крайне редко.

    Основные данные катера «Куду-2»


    Информация об изображенииПобедный финиш «Куду-2» под мостом через Золотые Ворота в калифорнийском заливе
    Победный финиш «Куду-2» под мостом через Золотые Ворота в калифорнийском заливе
     
    Длина наибольшая, м10,40
    Ширина наибольшая, м4,27
    Высота борта, м1,67
    Полное водоизмещение, кг5766
    Полный экипаж, чел.4
    Мощность двигателей, л. с. (кВт)2X635 (467)
    Запас топлива и масла, кг908
    Дальность плавания, км550
    Максимальная скорость, км/ч157

    Каковы же обводы «Куду-2»? Катамаран имеет асимметричные в поперечном сечении корпуса, соединенные мостом, имеющим крыльевой профиль. Внутренние стенки корпусов для снижения брызгового сопротивления и уменьшения смоченной поверхности сделаны плоскими вертикальными. Угол внешней килеватости 13° на транце оказался удачным компромиссом между необходимостью получения максимально возможного гидродинамического качества и стремлением уменьшить ударные нагрузки при входе корпусов в воду. Ведь для океанских катеров время «чистого полета» за гонку исчисляется минутами! Также тщательно из числа известных авиации профилей был выбран конкретный профиль моста. После многочисленных испытаний в аэродинамической трубе конструкторы остановились на такой форме профиля, которая обеспечивала бы катеру небольшой дифферентующий момент относительно ЦТ. Нижняя поверхность крыла устанавливалась под углом 5° по отношению к килю.

    Немало трудностей встретилось при расчетах прочности и выборе конструкции «Куду-2». Наиболее важным, определяющим фактором является при этом правильность оценки ожидаемых нагрузок. Это потребовало проведения специальных исследований для уточнения исходных цифр.

    Продольные изгибающие нагрузки воспринимаются в корпусе «Куду-2» обшивкой и в первую очередь — мощными продольными связями, которыми являются вертикальные внутренние борта. Поперечные нагрузки в основном воспринимаются транцем и четырьмя поперечными переборками, а также девятью промежуточными шпангоутами, опирающимися на часто поставленные продольные связи.

    Информация об изображенииЭскиз обводов катера «Куду-2»
    Эскиз обводов катера «Куду-2»
     
    Надо сказать, что окончательная конструкция катера была найдена не сразу. В первоначальном варианте транец, переборки, шпангоуты, нижняя поверхность моста и внутренние борта корпусов имели трехслойную сендвичевую конструкцию. Были использованы 19-миллиметровые панели «Хексел», имеющие наружный и внутренний слои (толщиной 6,4 и 3,2 мм соответственно) и сотовый заполнитель из алюминиевого сплава. Остальная наружная обшивка, а также палуба и верхняя поверхность крыла были изготовлены из морской фанеры.

    После первых же выходов в океан стало ясно, что реальные предельные нагрузки оказываются больше расчетных. Обнаружились существенные повреждения корпуса, в частности, связанные с по меньшей мере значительным расслоением обшивки из-за проникновения соленой воды. Больше всего это проявилось в кормовой четверти длины катера.

    В апреле 1975 г. была срочно выполнена корректировка расчета и осуществлена модернизация конструкции корпуса в кормовой части катамарана. При новых расчетах с достаточным запасом величина распределенного давления на участках корпуса, испытывающих удары о воду, была принята равной 7 кгс/см2.

    Транец был изготовлен новым — из 14-слойной кленовой водоупорной морской фанеры толщиной 25,4 мм (с направлением волокон в смежных слоях под 90°), облицованной листом алюминия толщиной 9,5 мм. Следующие четыре промежуточных шпангоута были сделаны усиленными — из 7-слойиой кленовой фанеры толщиной 12,7 мм (с диагональным направлением волокон в смежных слоях) с мощными, выклеенными из фанерных полос поясками по свободным кромкам. Особое внимание было уделено подкреплению узлов соединений транца, продольных переборок (в продолжение внутренних бортов) и поперечной водонепроницаемой переборки, ограничивающей моторное отделение с носа; получилась жесткая коробка, в которой были установлены двигатели.

    Информация об изображенииЭскиз крыльевого профиля моста катамарана «Куду-2»
    Эскиз крыльевого профиля моста катамарана «Куду-2»
     
    Надо сказать, что даже после внушительного усиления конструкции вес корпуса равнялся 2556 кг, что составляло меньше половины полного водоизмещения катера, которое в момент старта с максимальным экипажем из четырех человек составляло 5766 кг.

    В качестве энергетической установки применены два четырехтактных бензиновых двигателя, изготовленных на основе 8-цилиндровой модели «427-Шевроле V-8» с V-образным расположением цилиндров, мощностью по 635 л. с. (467 кВт) каждый, с частотой вращения коленвала 5500 об/мин. Эти мощные машины, работающие на высокооктановом авиационном бензине (расход топлива 195 г/л. с.-ч), отличаются завидными весовыми показателями — каждый из них весит всего 472 кг.

    Каждый двигатель через реверс-редуктор соединен с угловой колонкой с помощью телескопической шлицевой муфты с универсальными шарнирами на обоих концах. Эта муфта помогает компенсировать относительное смещение, которое всегда имеется между двигателем и угловой колонкой.

    Две угловые колонки типа «Меркруйзер-III Супер-Спидмастер» фирмы «Меркюри Марин Инкорпорейтед» навешены на транец. Эти прямоугольные передачи, понижающие число оборотов в отношении 1,33:1, позволяют изменять направление вектора тяги на ходу катера. По отношению к линии киля колонки могут опускаться на 7° и подниматься вверх на 14° относительно оси подвески на транце. Гребные винты для компенсации реактивных моментов имеют противоположное вращение — наружу к бортам. Как показали испытания, механические потери в силовой передаче составляют менее 10%.

    На каждой угловой колонке установлен трехлопастной суперкавитирующий винт. Клиновидные лопасти с тупыми выходными кромками, откинутыми на 10°, при установившемся движении работают в полупогруженном режиме — лопасти пересекают поверхность воды при погружении площади диска винта приблизительно на 85%.

    В течение четырех лет «Куду-2» принимал участие во многих океанских гонках судов неограниченного класса (открытый класс IV). Это позволило накопить большой опыт эксплуатации катера и сделать сравнение с традиционными глиссирующими катерами, находящимися в тех же условиях соревнований.

    Первое, что волновало его создателей, это проблема управления катером. «Куду-2» проектировался исходя из возможности управления одним человеком, однако при движении на высокой скорости обычно его экипаж состоит из двух человек. Водитель (рулевой) располагается в левом корпусе и управляет судном по курсу. Постоянные манипуляции с дросселями двигателей и регулировку угла наклона колонки осуществляет бортмеханик, находящийся в правом корпусе. В длительных океанских гонках экипаж увеличивается еще на одного человека: в сложной навигационной обстановке бывает необходим штурман.

    Информация об изображенииОбщий вид катера с элементами конструкции
    Общий вид катера с элементами конструкции
     
    Катамаран стартует при откидке угловой колонки «под корпус», т. е. с отрицательным углом перекладки. Это создает дифферентующий момент на нос относительно ЦТ и обеспечивает некоторую помощь в прохождении первого «горба» сопротивления. Это типичный для глиссирования «горб»; он начинается для «Куду-2» на скорости 22,2 км/ч. Дроссели двигателей осторожно открываются и, как только скорость катамарана приближается к величине, достаточной для преодоления первого «горба» сопротивления, механик вводит в действие дополнительный дроссель, чтобы заставить винт «вырваться на свободу», т. е. ввести его в режим кавитаций: катамаран быстро разгоняется до скорости 89 км/ч. При этом задняя кромка крыла еще касается воды и катамаран проходит второй «горб» сопротивления.

    Как только крыло отрывается от воды, скорость катера становится чувствительной к изменению мощности. В этих условиях угловые колонки несколько откидываются вверх, т. е. устанавливаются с положительным углом наклона, чтобы обеспечить продольный момент относительно ЦТ, дифферентующий на корму; иначе носовые части корпусов будут слишком заглублены и катамаран станет трудноуправляемым.

    При движении на сильном волнении катамаран может полностью находиться в воздухе, когда взлетает с вершины волны. Как только катер отрывается от воды, дроссель закрывают, чтобы предельно снизить пиковые нагрузки на лопасти винта, возникающие при их входе в воду, а также уберечь двигатели и передачи от чрезмерного роста оборотов и перегрузок при внезапном ударе лопастей о воду.

    Надо сказать, что угловое положение колонок на ходу все время изменяется, поскольку необходимо поддерживать оптимальным «компромисс между скоростью и управляемостью» с учетом высоты волны, скорости и направления ветра. Когда катамаран надлежащим образом удифферентован, возникает ощущение скольжения на воздушной подушке; при этом судно испытывает небольшие амплитуды килевой и бортовой качки (с большими периодами) относительно точки, расположенной приблизительно на миделе.

    Развороты лучше всего выполняются при согласованных действиях водителя и борт-механика, который опускает колонку внутреннего борта, т. е. приподнимает внутренний кормовой угол корпуса. Это «вдавливает» переднюю (носовую) кромку наружного корпуса в воду гораздо больше, чем внутреннюю, поэтому наружный корпус действует как плавник, вокруг которого вращается катамаран. «Куду-2» хорошо разворачивается внутри кривых циркуляций обычных катеров и даже на скорости 128 км/ч может выполнить разворот на 180° в пределах трех длин корпуса.

    В открытом океане катер комфортабельно движется со скоростью 128 км/ч. Дальность хода на этой скорости составляет около 550 км. При наличии двух членов экипажа катамаран может нести 1090 кг полезной нагрузки, в которую входят запасы топлива и масла.

    Информация об изображенииОбщий вид суперкавитирующего гребного винта
    Общий вид суперкавитирующего гребного винта
     
    На волне «Куду-2» имеет более мягкий и плавный ход, чем традиционный глиссирующий корпус.

    Первые испытания катера проводились в бухте Сан-Педро (штат Калифорния) на мерной миле, отмеченной створными знаками на волноломе. Влияние мелководья исключалось. Скорость ветра составляла менее 5 м/с, а высота волн не превосходила 0,3 м. В течение испытаний масса катамарана была приблизительно равна 5,4 т.

    Во время заездов было определено, что центр аэродинамического давления расположен на 2,53 м впереди центра тяжести (ЦТ находился в продольном направлении — на расстоянии 2,29 м от транца и по вертикали — на высоте 0,855 м). Это означало, что в режиме полета продольная устойчивость движения могла оказаться необеспеченной, однако опыт показал, что реальной опасности нет. Время полета оказывается непродолжительным; любые вращения в продольной плоскости с дифферентом на корму или на нос являются малыми.

    Визуальные наблюдения за «Куду-2» во время океанских гонок показали, что устойчивость его движения гораздо выше, чем у глиссирующих катеров традиционного типа.

    На скорости 128 км/ч только 2,1 м длины корпусов от транца касаются воды, гидродинамическая сила поддержания создает большой «пикирующий» момент на нос относительно ЦТ. Этот момент уравновешивается за счет носового расположения центра аэродинамического давления и «топящей» (отрицательной) силой, создаваемой соответствующим наклоном колонок (эта отрицательная подъемная сила составляет около 57% аэродинамической подъемной силы — около 12% веса катамарана). Дальнейшее улучшение ходовых характеристик может быть достигнуто за счет более выгодного взаиморасположения по длине точек приложения подъемных сил и ЦТ.

    Был выполнен также скоростной пробег, на котором катамаран достиг скорости 85 уз (157,5 км/ч). Угловые колонки были установлены при этом под углом 9,4°; упор составлял 910 кгс. На этом режиме движения общее гидроаэродинамическое качество с учетом аэродинамической разгрузки составило приблизительно 5,9. Эта величина гораздо выше, чем у обычных мореходных глиссирующих катеров, и даже немного выше, чем у СПК. Важно отметить тот факт, что наклон кривой сопротивления отрицателен, в то время как для глиссирующих катеров с традиционными обводами он положителен. Очевидно, что на указанной скорости 157 км/ч режим полета только начинается и зона более высоких ходовых характеристик расположена за этим порогом.



    Прошло более восьми лет с тех пор, как началась разработка проекта катера-катамарана с аэродинамической разгрузкой. Можно утверждать, что в основном эта концепция имеет потенциальные возможности, значительно улучшая ходовые характеристики.

    Опыт эксплуатации «Куду-2» помог сделать следующие выводы:
    • необходимо совершенствование методики расчета прочности;
    • соотношение между положением ЦТ, конфигурацией и положением крыла является критическим и требует дополнительных исследований;
    • использование угловых колонок с изменяемым углом установки оправдывает себя полностью;
    • доказана возможность получения высокого гидроаэродинамического качества иа больших скоростях при очевидном улучшении мореходных качеств, что делает целесообразным дальнейшее развитие концепции глиссирующих двухкорпусных катеров с использованием экранного эффекта.



    При подготовке материала использована работа П. М. Кука, X. Ф. Гельцера и Т. Уорда «Проектирование и ходовые испытания катера-катамарана для океанских гонок «Куду-2» (РЖ «Водный транспорт, 05А Судостроение; вып. 11, 1978).


    Понравилась ли вам эта статья?
    +8

    ПРЕДЫДУЩИЕ СТАТЬИ
    Катер «Олимп» для обслуживания соревнований
    Обзор мини-яхт самостоятельной постройки
    Мини-яхта из стеклопластика «БЕЗ-2»
    Быстроходная мотолодка для северных широт «Норд-вест-53»
    Пластмассовый каютный катер-тримаран «С-54»
    Трехместная гребная лодка «Язь»
    Катера с надувными бортами и жестким днищем
    Три проекта мини-мотолодок
    Крейсерский швертбот «Морской еж» для рек и озер
    Два новых лоцманских судна: бот и катер
    Морской вездеход «Акваджип»
    Самоходное трехколесное шасси для транспортировки лодки
    Обзор парусных судов на базе старых шлюпок заводского выпуска
    Яхта класса «четвертьтонник» «Финвинд» Эйвинда Стилла
    Многоцелевая металлическая лодка «Таймень» по типу «джонбота»

    ТЕКУЩАЯ СТАТЬЯ
    Океанский катер катамаран «Куду-2»

    СЛЕДУЮЩИЕ СТАТЬИ
    Обзор самодельных прогулочно-туристских швертботов
    Каютный катер с водометным движетелем «Циклон-II»
    Надувная лодка с жестким днищем «Орион-25»
    Крейсерско-гоночная яхта класса однотонник «Корвет»
    Тузик-каноэ трехслойной конструкции
    Мотолодка без недостатков типа «Морской дротик»
    Самодельная мини-яхта на основе «Пеллы»
    Катамаран «Круиз» под парусом и мотором
    Ледовое крыло «Айс-винг» для буера
    Парусная лыжа для катания с парусом от виндсерфинга
    Надувной парусный катамаран КМ-1 «Альбатрос»
    Зарубежные яхты класса «Микро»
    Гоночный катамаран мотолодка класса «SB-350»
    Катер-амфибия на воздушной подушке своими руками
    Трейлер для лодки с колесами и рессорами от «Прогресса»


    Ссылка на эту статью в различных форматах
    HTMLTextBB Code

    Комментарии к этой статье


    Еще нет комментариев



    Сколько будет 36 + 50 =

           



    Barque.ru © 2013 | Контакты | Карта сайта
    Судостроение: Парусные суда Моторные суда Технологии Экранопланы
    Моторы: Описание моторов Устройство моторов Самодельные моторы Тюнинг моторов Обслуживание моторов Дистанционное управление
    Проекты: Парусные яхты Парусные катамараны Парусные тримараны Моторные лодки Катера Туристические суда Рыболовные суда Виндсерфинги и лыжи Прицепы и трейлеры Прочие проекты
    Спорт: Новости спорта Парусные соревнования Водномоторный спорт Воднолыжный спорт Виндсерфинг Буерные соревнования Соревнования туристов
    Консультации: Полезные устройства Полезные советы Улучшение судов Улучшение моторов Опыт эксплуатации Техника плавания Разбор аварий Рыболовам
    Кругозор: Новые суда и устройства Интересные события Интересные факты Интервью Карты и маршруты Официальные данные Проблемы малого флота Яхт-клубы и стоянки Письма в редакцию
    Истории: Путешествия Туристические походы Знаменитые корабли Военная страничка Литературная страничка История флота Прочие истории