Усовершенствование продольных реданов

Вам, конечно, знакома такая картина: взметая фонтаны брызг, мчится катер, он уверенно режет воду, в обе стороны от него расходятся крутые волны. Некоторым это даже нравится. Смотрите, какая красота!

Специалисты хорошо знают, как дорого стоит эта «красота»: снижение скорости, перерасход топлива, потери моторесурса, размыв берегов. Это далеко не полный перечень нежелательных явлений, сопутствующих появлению живописных волн и брызг! Хорошо еще, если катер и на самом деле идет с большой скоростью. Но чаще бывает иначе. Задрав к небу нос и провалившись кормой, катер движется на переходном режиме и никак не может «перелезть» через водяной вал, который образовался впереди него; встретив волну, такой катер ударяется об нее со страшным грохотом и окончательно теряет ход.

А между тем, применив соответствующие обводы корпуса, можно было при той же мощности двигателя, той же нагрузке и тех же размерениях весьма ощутимо уменьшить эти потери.

Одним из способов уменьшить волнообразование и использовать энергию брызговых струй является установка на днище продольных накладок, или реданов, имеющих специальный профиль.

Несколько лет тому назад конструкторы-любители начали использовать такие накладки на малых быстроходных судах. Поскольку никакого опыта и никаких рекомендаций по этому вопросу не было, все понимали сущность этого новшества по-разному. Одни видели его главный смысл в усилении днища и предохранении от повреждений при подходах к берегу, другие — в повышении устойчивости на курсе, третьи ожидали улучшения гидродинамических качеств лодки в целом.

Жизнь показала, что каждый был по-своему прав. Действительно, установка наружных накладок (реек из дерева твердой породы средним сечением 20X40) обеспечивает прочность днища и даже позволяет отказаться от традиционных внутренних стрингеров, что значительно упрощает и ускоряет сборку набора.

Улучшение устойчивости на курсе особенно понравилось воднолыжникам, так как дало возможность буксироваться за более легкими мотолодками. Однако наибольший эффект продольных реданов состоит именно в улучшении гидродинамических качеств глиссирующего судна. Этим объясняется широкое применение продольных реданов на гоночных судах за рубежом. Достаточно сказать, что большинство катеров — победителей крупнейших океанских гонок (Майами — Нассау, Каус — Торки и др.) имеет продольные реданы. Теперь их стали делать и на всех прогулочных катерах. Некоторые зарубежные фирмы гарантируют прирост скорости катера до 15% только за счет установки продольных реданов. Следует отметить, что эти данные в общем соответствуют действительности.

Суда с продольными реданами создают значительно меньшую волну на переходном режиме, а при выходе на глиссирование носовая волна в ряде случаев исчезает вообще; кормовая волна значительно уменьшается, приобретая характер распыленной струи. Это происходит благодаря тому, что поток воды, вырывающийся из-под киля и направленный под каким-то углом в стороны, встречает на своем пути профилированную ступеньку-редан, отрывается на нем от днища. Смоченная поверхность при этом уменьшается; струи воды вырываются из-под Днища под меньшим углом к горизонту, чем в случае отсутствия реданов. При этом поток воды, раздробленный реданами, совершенно не замывает борта. Скула остается сухой, чем существенно снижается сопротивление трения. Кроме того, важно отметить, что поскольку нижняя плоскость редана установлена под некоторым углом к днищу, на ней образуется дополнительная подъемная сила.

Проведенные нами эксперименты показали целесообразность установки продольных реданов не только при постройке новых судов, но и для улучшения ходовых качеств старых катеров и мотолодок.

Установку накладок-реданов особенно следует рекомендовать для корпусов, имеющих выпуклую форму днищевых ветвей шпангоутов, поскольку такие обводы способствуют «зализыванию» бортов носовой волной. В этом случае следует применять профилированные реданы, более активно отгибающие брызговые струи вниз, под днище.

Опыт эксплуатации катеров с продольными реданами позволяет сделать следующие выводы.

1. Непременным условием для правильной работы реданов и получения минимального их лобового сопротивления является установка реданов строго параллельно килю (ДП). Ошибка на несколько градусов или, тем более, зигзагообразная (в плане) форма редана может свести на нет весь положительный эффект. То же может произойти и в случае применения реданов, по своим размерам не соответствующих данному корпусу.

На корпусах с плоско-килеватыми обводами следует ставить реданы треугольного сечения. Количество и размеры их зависят от размерений корпуса и скорости, которую способно развить данное судно. На корпусах с изогнуто-килеватыми обводами (типа «волноуловитель» или, как принято теперь говорить, «крыло чайки») могут быть установлены реданы такого же типа, но с несколько меньшей высотой стенки А. Работа реданов на корпусах с плоско-килеватыми и изогнуто-килеватыми обводами улучшается, если по кромке обтекания Б установить небольшой козырек, как показано на схеме. Так как установить подобный козырек на небольшой днищевой накладке сложно, целесообразно делать стенку А с небольшим завалом.

2. Замечено, что наиболее высокие результаты получаются в том случае, когда редан расположен от киля на расстоянии, примерно равном половине по-луширот ы или даже несколько большем; если реданов несколько, с приближением к скуле их ставят чаще.

На плоскодонных и выпукло-килеватых корпусах крайний (внешний) редан следует устанавливать как можно ближе к скуле.

Дополнением к продольным реданам может быть скуловой брызгоотбойник, однако его установка целесообразна только в том случае, если судно на режиме глиссирования имеет наклон скулы к поверхности воды не более 6—8°. В противном случае образуются подсосы и закручивание кормовой волны, что приносит не пользу, а вред.

3. Продольные реданы можно выполнить в виде днищевых накладок из дерева твердой породы, стеклопластика или металла. Хорошие результаты получаются, если профилированные накладки обработать на фрезерном станке. При формовании корпусов из стеклопластика реданы можно выклеивать совместно с наружной обшивкой днища непосредственно в матрице. Переход от поверхности днища к плоскости редана должен быть по возможности плавным и незаметным. Носовые концы реданов срезают «на ус».

При проведении практических работ и всякого рода экспериментов с продольными реданами важно вести подробные записи, делать точные замеры скорости (в равных условиях). Особенно интересно и важно провести фото- и киносъемки корпуса на ходу до установки накладок и после того, как будут закончены работы по их установке и доводке. Это даст очень интересный материал для анализа и позволит наметить пути дальнейшего улучшения ходовых качеств построенного судна.

При установке днищевых накладок на катерах со стационарными двигателями (типа «КС») иногда наблюдалось резкое увеличение кавитации винта, особенно на поворотах. Этот недостаток легко устраняется путем установки на транце антикавитационной пластины из металла или 10-миллиметровой фанеры.

В заключение отметим, что применение продольных реданов — очень интересная область технического творчества, в которой как специалисты, так и любители мелкого судостроения могут достичь значительных успехов.