Редакция сборника получила много писем с вырезками из «За рубежом» и просьбами прокомментировать эту заметку. Читатели просили более подробно описать обводы катера, сообщить его точные характеристики и дать заключение по поводу идей, заложенных в проект «Морского ножа». На эти вопросы мы и попытаемся ответить, используя данные, опубликованные в декабрьском номере американского журнала «Rudder» за 1971 г.
Сконструировал этот действительно необычный катер, с общим устройством которого можно ознакомиться по приводимому эскизу, американец инженер-гидродинамик Питер Пэйн — президент основанной им компании «Blade Hull» («Ножевые корпуса»). Корпус катера длиной 6,71 м в плане имеет форму расширяющегося к корме клина и построен из стеклопластика трехслойной конструкции — с заполнением пенопластом пространства между внутренним и наружным корпусами.
На полной скорости «Морской нож» глиссирует на узком тоже клиновидном в плане и совершенно плоском участке днища — своеобразной гидродинамической лыже. Другой особенностью судна является ножевидный форштевень, выполненный из титанового сплава. На больших скоростях, как свидетельствует Пэйн, узкий и острый нос — «нож» разрезает встречную волну, а не ударяет о нее и не поднимается. По метровой волне «Морской нож» скользит, как по легкой зыби, пассажиры не испытывают сильных толчков-ударов. Катер идет практически на ровном киле, обеспечивая даже на большом волнении комфорт, не достижимый ни на каком другом катере традиционных обводов.
Более того, пересекая Чезапикский залив, катер Пэйна встретился со шквальным ветром и весьма неприятной 1,5-метровой волной малой длины — всего от 6 до 9 м. И в этих условиях катер вел себя стабильно, можно было идти без снижения скорости.
Испытания показали, что «ножевые корпуса» обеспечивают спокойный, мягкий ход при встречной волне или волне, направленной под курсовым углом 50°. При бортовой волне «Морской нож» начинает, как и всякая лодка, испытывать боковую качку, однако при этом амплитуда колебаний (размахи качки) меньше, чем на катерах традиционных обводов. Если волна подходит с кормовой четверти, катер сильно зарыскивает, водителю в этом случае нужно быть очень внимательным.
Каждое судно обладает собственным, свойственным ему периодом колебаний в своих шести степенях свободы. Для катеров наиболее существенной является килевая качка. Большинство из них при этом быстро реагирует на волну; отсюда повторяющиеся удары корпуса о воду, — так называемый «слеминг». У «Морского ножа» значительно меньшая собственная частота колебаний корпуса; таким образом, он обладает известной инертностью по отношению к ударам волн.
Режим движения «ножа» Пэйн называет «докритичным» в отличие от «закритичного» режима движения обычных катеров, у которых собственная частота продольных колебаний выше, чем частота волн. В результате резонанса встречные удары, которые испытывает «закритичный» корпус, становятся невыносимыми для экипажа, опасными для прочности конструкций. Приходится снижать скорость. А на «Морском ноже» нужно принимать противоположные меры. Если этот катер начинает подвергаться сильной продольной качке, следует еще больше повысить скорость и тем самым увеличить частоту ударов — встреч с волнами. В результате воздействие волн на корпус катера уменьшится. Понятно, что для такого маневра необходимо иметь запас мощности. На «Морском ноже», например, Пэйн установил 325-сильный двигатель с Z-образной колонкой.
Борта катера плавно расширяются к палубе, образуя в корме своеобразное несущее крыло. Это обеспечивает ему хорошую аэродинамическую балансировку: центр тяжести и точка приложения аэродинамической подъемной силы находятся рядом и в корме, поэтому, катер, даже взлетев с волны, сохраняет правильное положение. Опасности опрокинуться через транец, как это иногда случается с быстроходными катерами обычных типов, для «Морского ножа» не существует.
Узкая лыжа и острый нос, которые дают катеру Пэйна такие явные преимущества, являются, одновременно, и главными причинами существенных недостатков «Морского ножа». Как признает сам конструктор, серьезной проблемой остается недостаточная статическая остойчивость катера. На стоянке «нож» становится очень валким: стоит человеку ступить на борт, как судно кренится до привального бруса. Речь идет именно о начальной остойчивости. Когда край палубы коснулся воды, дальнейшее увеличение крена прекращается, какие бы усилия не прилагались, чтобы опрокинуть катер. Пэйн добавляет, что экипаж скоро привыкает к такой валкости «Морского ножа» и легко карабкается по наклонной палубе, входя в кокпит или выходя из него.
Если, однако, в открытом море откажет мотор, пассажирам придется плохо: плавная бортовая качка с очень большими размахами еще неприятнее, чем порывистая.
Другой недостаток, справедливо отмеченный выступающим в «Rudder» экспертом катеростроения Д. Мартенгофом, это рыскливость «ножа» на волне; чтобы держать катер под контролем, рулевому нужно все время быть начеку.
Само название «Морской нож» дано катеру по форме нижней части форштевня. Великолепно разрезая волны, форштевень-нож, однако, затрудняет маневрирование. Катер, с одной стороны, излишне устойчив на курсе (т. е. его трудно ввести в поворот), а с другой, стоит, круто переложив руль, повернуть «Нож» под углом к волне, и он резко бросается к ней бортом.
При ходе с попутной волной центр давления воды резко перемещается в нос, и судно стремится уйти с курса. На крутых поворотах оно имеет тенденцию зарыться носом в воду.
И, наконец, подчеркнем, что «Морской нож» — типично скоростное судно, имеющее весьма низкие эксплуатационные показатели. При довольно больших размерах экспериментальный катер Пэйна имеет кокпит, в котором помещаются всего два человека; недостаточно места и для размещения запасов топлива, а ведь мощный двигатель сжигает около 90 литров горючего в час! Следовательно, область применения «ножевых корпусов», во всяком случае в ближайшие годы, весьма ограничена. К тому же, надо учитывать и высокую стоимость «ножа» — 12500 долл.
Конструктор, однако, уверен, в большой будущности своего детища и считает, что «Морской нож» вполне может конкурировать с лучшими скоростными судами верфей Бертрама и Доици, выигрывая у них в скорости тем больше, чем сильнее волнение. Для демонстрации возможностей «ножа» П. Пэйи недавно провел его в том же Чезапикском заливе на полной скорости при 20-узловом ветре и волне, достигающей высоты 2,5 м. «В таких условиях любое другое судно 7-метровой длины непременно перевернулось , бы» — заявил конструктор. В дальнейшем Пэйр предполагает довести скоростной «потолок» «Морского ножа» до 150 км/час.
От редакции
В конструкции и качествах «Морского ножа» нет ничего особо сенсационного. Вряд ли стоит утверждать, что это — «революция в проектировании катеров», или что «за ножевыми корпусами — будущее». Секрет высокой скорости и мягкого хода «ножа» на волне известен: это применение узкой, заостренной в носу глиссирующей площадки — лыжи.
Можно провести аналогию с корпусом обычного катамарана, только, конечно, смоченная поверхность и вес «ножа» значительно меньше. Интересно заметить, что свои эксперименты по созданию «ножа» Пэйн начал с постройки именно катамарана — фанерного 5-метрового «Фи Кет» оснащенного 140-сильным двигателем. Его постигла неудача: «Фи Кет» не развивал скорости выше 65 км/час. Тогда-то Пэйн и стал работать над однокорпусным катером.
Напомним, что длинный и узкий корпус глиссирует с большими углами атаки и обладает более низким гидродинамическим качеством, чем, скажем, корпуса обычных лодок. Гидродинамическая подъемная сила на обычном корпусе достигает максимума уже на сравнительно низких скоростях, и тогда катер взлетает из воды, если даже волны нет. Чтобы вытолкнуть узкий корпус, потребуется много большая скорость (и много большая мощность двигателя). Кроме того, удары узкого корпуса о воду, естественно, получаются менее жесткими (см., например, №29 сборника).
Подчеркнем, что достичь высокой скорости на лодке типа «Морской нож» можно только с очень высокой мощностью двигателя (на самом «ноже» приходится около 200 л. с. на тонну водоизмещения).
Существенным недостатком «ножа» является низкая начальная остойчивость. Именно поэтому обводы с несущей лыжей и не нашли широкого применения при постройке быстроходных катеров. В известной мере их напоминают комбинированные обводы — с сочетанием глубокого V и плоской несущей части днища, которые применены на некоторых отечественных гоночных мотолодках (такие проекты были опубликованы в №18 и №31 сборника). Наклонные участки днища на этих корпусах обеспечивают достаточную остойчивость как на стоянке, так и на поворотах, тогда как «Морской нож» Пэйна буквально валится на бок.
Относительно самого ножа — титанового форштевня — следует заметить, что эффект разрезания им волны достигается лишь при сравнительно небольшой их высоте. Как видно на фотоснимке, «Морской нож» все-таки скачет по высоким волнам так же, как и любой другой катер с корпусом глубокое V. Острый и глубоко погруженный форштевень «ножа» в принципе отличается от испытанного и нашедшего повсеместное применение на океанских гоночных катерах сильно подрезанного обвода штевня (например, на знаменитых «Дельтах» Ренато Леви и «Сигаретах» Дона Аронау).
Трудно сказать, найдут ли широко рекламируемые катера Пэйна свое место в будущем. Ответить на этот вопрос помогло бы их участие в океанских гонках рядом с другими катерами. А пока «Морской нож» — чисто экспериментальное судно, малопригодное для какого-либо использования, но, безусловно, интересное с точки зрения совершенствования обводов быстроходных и мореходных катеров.