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 / Судостроение / Моторные суда / 2003 год / Совершенствование обводов глиссирующих катеров
    Подкатегории раздела
    Парусные суда Моторные суда Технологии Экранопланы


    Поделитесь информацией
    Твитнуть


    Похожие статьи
    Совершенствование обводов катера «Си Раннер»
    Элементы обводов глиссирующих судов и их значение
    Выбор обводов остроскулого глиссирующего катера
    Обводы быстроходных катеров
    Новые обводы быстроходных катеров
    Остроскулые и круглоскулые обводы катеров
    Обводы «Морского ножа» для катеров общего назначения
    Совершенствование мотолодок с обводами типа «Морской нож»
    Новый вариант обводов быстроходного катера
    Гидродинамические режимы движения и соответствующие им типы обводов
    Выбор типа обводов, определение сопротивления, мощности и скорости
    Рулевое устройство для катеров с водометным движителем
    Типичные ошибки при постройке катеров
    Появление глиссирующих судов празднует 100 летний юбилей


    Совершенствование обводов глиссирующих катеров

    Год: 2003. Номер журнала «Катера и Яхты»: 182 (Все статьи)
              0



    В статье рассматриваются пути усовершенствования обводов быстроходных глиссирующих катеров с целью снижения их сопротивления и повышения мореходных качеств. Публикацией этого материала редакция хотела бы обратить внимание читателей на то, что еще далеко не исчерпаны пути совершенствования обводов казалось бы уже хорошо изученного, отработанного типа.

    Информация об изображенииГлиссирующий катер
    Глиссирующий катер
     
    В 30-е гг. наиболее быстроходными были реданные катера. В СССР под руководством А.Н.Туполева было спроектировано несколько реданных торпедных катеров со скоростями хода до 50-55 уз. Однако небольшая килеватость днища и сильный разнос несущих поверхностей по длине, обеспечивавший значительную продольную устойчивость и затруднявший поэтому огибание волн, вызывали "жесткий" ход на волне с большими перегрузками, что очень ограничивало использование этих катеров.

    Во второй половине 30-х гг. в Великобритании известным конструктором Скоттом Пэйном и фирмой "Воспер" были отработаны обводы остроскулых морских катеров с большой килеватостью в носу, умеренной в средней части корпуса и уменьшенной почти до нуля на транце.

    В начале Второй мировой войны США получили право на постройку таких катеров, и сразу несколько фирм, в том числе "Элко" и "Хиггинс", приступили к их строительству, внося в ряде случаев в исходный проект существенные изменения. По назначению это были торпедные катера и "морские охотники". Командиром одного из торпедных катеров фирмы "Элко" был будущий президент США Д. Ф. Кеннеди.

    Несколько сот катеров производства США поставлялись по ленд-лизу в СССР и участвовали в Великой Отечественной войне. В послевоенные годы, по крайней мере, один из этих катеров был обмерен, и его модель испытана в опытовом бассейне.

    Аналогичные обводы широко применялись в 50-е гг. и позже на отечественных катерах (пр. 183, 205, 206 и др.). Такие же обводы были взяты за основу при постройке значительной части моделей серии БК (быстроходные катера), испытанных в ЦНИИ им. акад. А.Н.Крылова [1]. К сожалению, максимальные числа фруда по водоизмещению моделей этой серии не превышали 4.5. Позже, в 1971 г., в этом же институте была испытана серия моделей МБК (малые быстроходные катера).


    где V — скорость, м/с; g — ускорение свободного падения, м/с2; D — объемное водоизмещение, м3.

    Большинство из них имели такие же остроскулые обводы, как катера серии Бк, в которую, учитывая специфику мелкого судостроения, вошли модели с меньшим значением отношения длины к ширине, а максимальные исследованные числа Фруда были увеличены до 5.5-6.0.

    В б0-е гг. на морских катерах широкое применение нашли обводы моногедрон — со значительной постоянной или близкой к постоянной килеватостью на большей части длины днища, на котором располагалось по несколько продольных реданов; иногда все они доходили от носа до транца, но чаще нижние реданы обрывались раньше. Выполненное в ЦНИИ фотографирование из-под воды движущихся моделей подтвердило, что наиболее эффективно работает часть редана в районе резко расходящихся в стороны брызговых струй, а дальше в корму, где растекание потока от киля к скулам очень слабое, параллельные килю глубоко погруженные реданы практически не оказывают действия: снаружи от них образуется только очень узкий жгутик воздуха, ширина которого составляет около половины ширины редана.

    Следующим этапом стала экспериментальная отработка в последние годы в ЦНИИ им. акад. А.Н.Крылова новых— существенно отличающихся от традиционных — обводов однокорпусных катеров, максимальная скорость которых соответствует Fr = 5-6, и катамаранов при Fr = 8. Для снижения сопротивления в комплексе использовался целый ряд новшеств.


    Информация об изображенииРис. 1. Зависимость от угла ходового дифферента
    Рис. 1. Зависимость от угла ходового дифферента
     
    Как известно, у быстроходных глиссеров из-за потери продольной устойчивости не удается обеспечить оптимальные в отношении сопротивления углы дифферента, а зависимость сопротивления от них очень сильна. Для примера на рис. 1 приведена зависимость сопротивления R, отнесенного к водоизмещению (весовому) D, от угла дифферента Y. Модель имеет обводы моногедрон с углом килеватости днища 25°. Как видно из графика, увеличение дифферента с 3.0 до 4.5° позволяет снизить сопротивление примерно на 20%, и это далеко не предел. В данном случае вследствие потери продольной устойчивости оптимальный угол дифферента, который при такой килеватости составляет около 6°, достигнут не был.

    На отработанных моделях для обеспечения продольной устойчивости при близких к оптимальным углам атаки несущих поверхностей применялись специальные стабилизирующие поверхности или использовалось взаимодействие брызговых струй с элементами корпуса. Наряду с этими средствами и рядом других для снижения сопротивления на больших скоростях отрабатывались также мероприятия, позволяющие избежать излишнего дифферента и, соответственно, потери гидродинамического качества на "горбе" кривой сопротивления.

    Информация об изображенииРис. 2. Зависимости относительного сопротивления моделей катамаранов
    Рис. 2. Зависимости относительного сопротивления моделей катамаранов
     
    На рис. 2 приведена полученная путем испытаний в опытовом бассейне зависимость относительного сопротивления ε = R/D от числа Фруда по водоизмещению Fr для трех моделей катамаранов с новыми обводами. Углы килеватости этих моделей на основных несущих участках днища составляли 18.5, 20 и 22°. В качестве расчетной для всех трех моделей принята скорость полного хода, соответствующая Fr = 8.0. На том же графике для сравнения приведены результаты испытаний шести моделей катамаранов с традиционными обводами и меньшими углами килеватости. Как видно из графика, новые обводы на больших скоростях обеспечивают очень значительное, достигающее 28%, снижение сопротивления.

    Модель 261-М однокорпусного катера с новыми обводами и углом килеватости основных несущих участков днища 22° отрабатывалась применительно к Fr = 6 (рис. 3). На этом же графике показаны для сравнения результаты испытаний модели МБК-6 из уже упомянутой серии МБК. Она выбрана благодаря современным обводам моногедрон и углу килеватости 21°, наиболее близкому к рассматриваемой модели. Кривая 1 для МБК-6 соответствует кормовой центровке, при которой потеря продольной устойчивости произошла до достижения Fr = 6; более носовая центровка позволила достичь заданного Fr = 6, но ценой увеличения сопротивления — см. кривую 2 для МБК-6. У модели катера 261-М с новыми обводами сопротивление на максимальной скорости очень значительно (на 25%) ниже, чем у модели МБК-6 (кривая 2).

    Информация об изображенииРис. 3. Зависимости относительного сопротивления однокорпусной модели
    Рис. 3. Зависимости относительного сопротивления однокорпусной модели
     
    На том же рисунке построена кривая для одного из лучших вариантов катамарана с новыми обводами (вариант 255-13-Е). Сравнение ее с кривой для однокорпусной модели позволяет предположить, что в целях уменьшения сопротивления переход к катамаранным обводам целесообразен при Fr ~ 7, но с учетом большего веса корпуса катамарана при несколько увеличенном числе Фруда.

    У очень быстроходных (Fr > 10) однокорпусных катеров с большим углом килеватости вследствие малой ширины действующей ватерлинии сложно обеспечить боковую устойчивость. Это обстоятельство, а также возможность использовать для снижения сопротивления и уменьшения перегрузок аэродинамическую силу поддержания в 70-е гг привели к широкому распространению катамаранов, которые в морских гонках (оффшорный класс) практически полностью вытеснили однокорпусные катера.

    Гоночные морские катамараны обычно имеют на каждом корпусе по несколько продольных реданов, а в кормовой части корпуса — два очень невысоких поперечных редана с глубокими желобами за ними для проникновения воздуха в зареданную часть днища. Аналогичные обводы имеют и многие однокорпусные катера.

    Цель создания таких обводов, по-видимому, в том, чтобы увеличить и тем самым приблизить к оптимальному угол атаки элементов днища, сохранив продольную устойчивость за счет разноса этих элементов на длине и благодаря реданам свести к минимуму смоченную поверхность.

    Таким образом, вследствие возврата к поперечным реданам, правда сильно изменившимся, увеличению килеватости днища и уменьшению по сравнению с прежними реданными катерами разносу несущих поверхностей, а также эффективному использованию аэродинамических сил поддержания катамаранам удалось обеспечить несравненно лучшие мореходные качества.

    Литература


    • М.М.Буньков. Расчет сопротивления остроскулых катеров// "КиЯ", 1969, №19.
    • Он же. Исследование сопротивления глиссирующих корпусов// "КиЯ", 1974, №48.


    Понравилась ли вам эта статья?
    +3

    ПРЕДЫДУЩИЕ СТАТЬИ
    Новости из мира судостроительных материалов
    Нужна ли двигателю система опережения зажигания?
    Судно на каверне или катамаран на воздушной подушке?
    Концепция построения сверхскоростных и экономичных судов
    Стеклопластик в нашем малом судостроении
    Выбор гребного винта для мотора «Вихрь-30»
    Стабилизация движения скоростного судна на волнении
    Монтаж вспомогательных конструкций на малом судне
    Вентилируемые водометные движители
    Осмос внутри слоистой конструкции стеклопластикового корпуса
    Новый вариант электродвижения судна
    Транспортные характеристики подвесного мотора
    Катамаран или однокорпусное судео?
    Технические возможности парусного судна сегодня
    К вопросу о самостоятельной постройке многокорпусных судов

    ТЕКУЩАЯ СТАТЬЯ
    Совершенствование обводов глиссирующих катеров

    СЛЕДУЮЩИЕ СТАТЬИ
    Малошумные пропульсивно-рулевые дизель-электрические приводы
    Парус для океанских грузовозов «SkySails»
    Высокоскоростные моторные яхты — тенденция или причуда одиночек?
    Катер со стреловидным реданом для повышения скорости
    Технология изготовления корпуса катера из стеклопластика
    Размышления о килевом комплексе современной яхты
    Влияние изменения размерений судна на его характеристики
    Обводы корпуса скоростного судна повышенной мореходности «FSC»
    Малогабаритный водометный движитель со щелевидным соплом
    Маленькие хитрости ремонта дюралевых корпусов лодок
    Тримаран на подводных крыльях «DAT» не боящийся волнения
    Яхта «Distancia 60» с двумя независимыми управляемыми килями
    Параметрическая диаграмма водометного движителя при максимальном КПД струи
    Варианты рулевого комплекса многокорпусной яхты
    Печальное открытие — выпускаются ли еще стеклопластиковые суда?


    Ссылка на эту статью в различных форматах
    HTMLTextBB Code

    Комментарии к этой статье


    Еще нет комментариев



    Сколько будет 13 + 21 =

           



    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