Советы строителям глиссирующих судов типа «морские сани»

В 1968—1972 гг. проведен на масштабных моделях и натурных лодках ряд исследований гидродинамики быстроходных глиссирующих судов с обводами типа «морские сани». Очевидно, знакомство с некоторыми результатами этих экспериментов может оказаться полезным конструкторам малых судов (как любителям, так и профессионалам).

Известно, что часть потока воздуха, набегающего на корпус «морских саней», проникает под свод туннеля, аэрируя зону вдоль ДП. В результате в этой зоне образуется двухкомпонентная среда вода — воздух, в значительной степени изменяющая условия работы движителя и, в частности, вызывающая кавитацию гребного винта и падение скорости лодки. С указанным явлением нередко сталкиваются судостроители-любители, построившие «морские сани» (например, по проекту В. Н. Аладьина).

Влияние аэрации на работу движителя исследовалось на «санях» длиной 3,5 м с двумя моторами «Москва» мощностью по 10 л. с., которые устанавливались в различных точках по ширине катера и даже выносились на кронштейнах за ее пределы. Эти испытания наглядно Доказывают, что удаление винта от диаметральной плоскости (вершина свода), где насыщенность потока воздушными пузырьками максимальна, положительно сказывается на работе движителя. Так. скорость лодки с моторами, оси гребных винтов которых размещались па расстоянии 250 мм от ДП, составила 37,4 км/час; при увеличении этого расстояния до 350 и 700 мм скорость возросла соответственно до 38,3 и 39,6 км/час.

Очевидно, что в самых неблагоприятных условиях работает одиночный движитель, размещенный непосредственно в ДП. Для улучшения работы такого движителя следует каким-то образом отводить от него аэрированную среду. Несколько вариантов конструктивных решений в этом направлении опробовались на санях длиной 3,3 м, на которых был установлен форсированный подвесной мотор «Москва» мощностью 13,5 л. с.

В первом варианте с помощью специального канала — продольного углубления по ДП на своде, распространяющегося почти на 1/3 длины корпуса от транца, аэрированная среда отводилась в зону, расположенную выше винта. При этом непосредственно у винта указанный канал снизу был закрыт пластинкой, расположенной на уровне свода туннеля и отсекающей наиболее аэрированную часть потока, проходящую по каналу за транец. Эта мера позволяет уменьшить вероятность подсоса воздуха в диск винта и может быть рекомендована, однако ощутимого прироста скорости в данном случае выявить не удалось.

Был испытан и другой вариант, при котором аэрированная среда отводилась не вверх, а к бортам — в стороны от диска винта при помощи клиновидной наделки, имеющей наибольшее сечение в плоскости транца. На свод туннеля по ДП «саней» последовательно ставилось несколько наделок с различными поперечными сечениями. Максимальная скорость 39,6 км/час была получена для профиля, обозначенного на схеме буквой «в». Другие наделки оказались менее эффективными (скорость не превышала 38,7 км/час), причем при испытании их на волнении к винту изредка прорывался воздух.

Экспериментально установлено, что устойчивая работа движителя обеспечивается при такой высоте имеющего форму «в» клина, когда он выступает на 10—12 мм ниже боковых килей па транце, а ширина его равна 1,2 диаметра гребного винта. На судах, предназначаемых для эксплуатации на волнении, эти размеры лучше увеличить на 8—10%.

Возможны и другие решения. В частности, действие аэрированной среды на движитель можно нейтрализовать подбором самого движителя. Например, применив полупогруженный винт. (Именно такие гребные винты были использованы на первых санях Хикмана; см. №44 сборника.)

Пользуясь случаем, приведем некоторые советы по проектированию «морских саней».

Относительную стрелку погиби — высоту туннеля рекомендуется принимать равной: для транца 0,04—0,05 В (где В — ширина днища), для миделя 0,08—0,10 В, для района гидродинамического удара 0,22—0,25 В; при выборе конкретного значения необходимо учитывать как удельную нагрузку, так и требования, предъявляемые к мореходности судна. Построение кривой свода может производиться, как показано на приведенной схеме.

Для улучшения маневренности кили следует «подрезать» (начинать подъем линии киля) несколько ближе к форштевню, чем на традиционных катерах, а само закругление в месте перехода в форштевни выполнять более плавно.