Все это и побудило нас заняться разработкой проекта катера, сохраняющего основные черты «Косатки», но имеющего большие размеры, которые позволяли бы. установить стационарный двигатель и оборудовать небольшую каюту. В то же время было решено ограничиться длиной в 5,2 м, чтобы не повышать чрезмерно вес корпуса и получить достаточно высокую скорость при установке двух подвесных моторов мощностью по 20—30 л. с.
Основные данные катера
| Длина, м | 5,2 |
| Ширина наибольшая, м | 2,00 |
| Ширина наибольшая по скуле, м | 1,80 |
| Высота борта на миделе, м | 0,90 |
| Угол внешней килеватости днища на транце | 17° |
| Водоизмещение при осадке по скулу (Т = 0,24 м), м3 | 0,75 |
| Пассажировместимость, чел | 6 |
| Вес катера порожнем, кг: | |
| вариант 2 с двумя «Вихрями» | 390 |
| вариант 1 с двигателем «М21» | 480 |
| Скорость при полезной нагрузке 200 кг, км/час: | |
| вариант 2 с двумя «Вихрями» | 38 |
| вариант 1 с двигателем 60 л. с. | 43 |
Мы учитывали, что именно пятиметровые катера, такие, как «Ленинградец», «Персей», «Тайфун» (Червинского), «СК-10», наиболее популярны среди любителей. Однако проекты упомянутых катеров, созданные много лет назад, сейчас в известной степени устарели. Это относится и я их обводам, рассчитанным на плавание по сравнительно спокойной воде и с небольшой скоростью, какую могли обеспечить два самых мощных тогда подвесных мотора «Москва», и к архитектуре судна.
Двухлетний опыт эксплуатации «Косатки» подтвердил правильность выбора ее обводов, поэтому и для нового катера мы уверенно применили те же обводы типа моногедрон с повышенной килеватостью днища (17° на транце), обеспечивающие глиссирование с умеренными динамическими перегрузками на волне высотой до 1,5 м.
Другим важным решением было стремление придать проекту «Суперкосатки» универсальность путем разработки нескольких вариантов общей компоновки катера при сохранении формы и конструкции корпуса.
На базе этого проекта можно построить три варианта катера:
- 1 — открытый прогулочный, оборудованным легким (матерчатым) откидным тентом;
- 2 — «дневной крейсер» с маленькой носовой каютой на две койки (по типу известного катера «Коронет-21»);
- 3 — катер с увеличенной рубкой.
Конечно, в случае установки стационарного двигателя и оборудования каюты открытый кокпит получится тесноватым, однако, если удастся использовать угловой редуктор или, еще лучше, откидную поворотную колонку, то и при этом в кокпите можно будет разместить четыре сиденья. Экономию места в кокпите дает и закрытие двигателя звукоизолированным капотом вместо отделения его поперечной переборкой по всей ширине катера — выгораживания моторного отсека. Вполне приемлемо для 3-го варианта (с увеличенной рубкой при стационарном двигателе) решение с устройством сдвижной рубки, примененное на «Тайфуне» конструкции Червинского (см. №4, 1965 г.).
В проекте «Суперкосатки» развиты основные идеи, проверенные на «Косатке», Любителям выжать побольше километров в час мы сразу же должны сказать, что и в этом проекте не преследовали такой цели. «Суперкосатка» не предназначена для кратковременного «рывка» в благоприятных штилевых условиях, но зато качества лодки обеспечивают возможность ее надежного использования в водохранилищах и в прибрежной зоне моря при ветре 5—6 баллов и волне высотой 1—2 м, т. е. в таких условиях, когда быстроходные на тихой воде катера с плоским днищем «сдают позиции». В то же время следует отметить, что при хорошем качестве постройки и правильном подборе гребного винта «Суперкосатка» не уступит некоторым плоскодонным катерам и на гладкой воде.
Мы не хотим давать гарантий по скорости для всех случаев, поскольку известно, что глиссирующий корпус типа моногедрон с повышенной килеватостью днища (10—25°) заведомо имеет более низкое гидродинамическое качество, т. е. образующаяся на килеватом корпусе гидродинамическая подъемная сила меньше, чем на плоскодонном. Плоское днище идущего глиссера встречается с водой по прямой пинии, перпендикулярной направлению движения; именно на этой линии, пересекающей днище, и действует максимальное гидродинамическое давление, пропорциональное квадрату скорости катера (полный скоростной напор равен pυ2:2). Ходовая ватерлиния килеватого днища имеет вид треугольника с вершиной на передней точке киля. Чем больше угол внешней килеватости (между гранями днища и основной плоскостью), тем под более острым углом сходятся боковые стороны этого треугольника, тем большая часть набегающего потока отбрасывается наискось к бортам и не участвует в создании давления. Для наглядности можно сравнить этот рабочий участок килеватого днища с откинутыми назад стреловидными крыльями сверхзвукового истребителя, которые никогда не применяются на тихоходных самолетах как раз по причине недостаточной подъемной силы.
Эксперименты с моделями позволяют сделать вывод, что, при равных условиях, «Суперкосатка» с ее килеватым днищем будет развивать примерно на 24% меньшую подъемную силу, чем идеал — плоская глиссирующая пластина.
Но нужно учесть и другой нежелательный эффект увеличенной килеватости днища — повышение силы сопротивления трения обшивки о воду из-за роста ,смоченной поверхности (пропорционально косинусу угла внешней килеватости). При 17° это дает прирост сопротивления воды примерно на 10%.
Напомним, что скорость глиссирующего катера прямо пропорциональна гидродинамическому качеству корпуса, т. е. отношению подъемной силы к силе сопротивления воды. Поэтому, если мы теперь примем качество абсолютно плоскодонного катера за 100%, то качество корпуса «Суперкосатки» можно будет оценить по отношению уменьшенной на 24% подъемной силы к увеличенному на 10% сопротивлению. Качество «Суперкосатки» К = 0,76 : 1,10 = 0,69 = 69%, т. е. на 31% ниже, чем плоскодонного катера. Естественно, таким же будет и проигрыш в скорости: 31% при скоростях 50 км/час — это примерно 15 км/час.
Но таким был бы проигрыш, если бы на «Суперкосатке» не были предусмотрены продольные реданы и скуловые брызгоотбойники. Ведь на их горизонтальных гранях создается дополнительная подъемная сила, которая почти полностью, компенсирует ее потерю из-за килеватости днища. По результатам испытаний известно, что реданы увеличивают подъемную силу примерно на 20%. Правда, реданы на 9% увеличат сопротивление корпуса, но все равно окончательный баланс станет лучше:
против 69% в безреданном варианте.
Таким образом, «Суперкосатка», снабженная продольными реданами, будет отставать от плоскодонного катера всего на 12% — или 6 км/час (при скоростях около 50 км/час). Но скорость на тихой воде — это еще не все. Это только одна сторона обсуждаемого вопроса, какой катер строить — килеватый или с плоским дном. Существенно еще и сравнение силы удара корпуса о волну, которая оценивается обычно по величине ускорения центра тяжести катера, когда он встречается с волной.
Не нужно доказывать, что удар плоскостью значительно жестче, чем клином. На языке инженерном это утверждение выглядит так: ускорение, приобретаемое катером, обратно пропорционально квадрату угла килеватости днища. Например, идущий со скоростью 40 км/час против волны высотой в 1 м катер приобретает при ударе ускорение около 6 g при угле килеватости 7° и только около 1 g при килеватости 17°. Легко себе представить, какую опасность для прочности корпуса имеют ускорения, равные 6 g, и насколько некомфортабельным становится при этом плавание! Чтобы уменьшить силу ударов, водителю плоскодонного катера приходится существенно снижать скорость хода. А вот экипаж «Суперкосатки» и в этих условиях сможет поддерживать высокую скорость, не испытывая неприятного действия динамических перегрузок (ведь ускорения в шесть раз меньше!). Вообще преимущество увеличенной килеватости начинает сказываться и на гораздо меньшей зыби — высотой не 1 м, а уже 0,3—0,4 м.
Пора отметить, что «Суперкосатка» не является абсолютно точным повторением предыдущей лодки в увеличенных размерах: некоторые изменения внесены и в обводы корпуса. Прежде всего — уширена палуба в носовой оконечности, что позволило увеличить развал борта в носу для лучшего отражения брызг и встречной волны. Бортовым ветвям носовых шпангоутов придана небольшая вогнутость (конечно, для упрощения обшивки корпуса фанерой топтимберсы могут быть выполнены и прямолинейными). Чтобы удалось разместить койки в носовой каюте, форштевень сделан более крутым. Поскольку увеличенная ширина корпуса в достаточной мере обеспечивает остойчивость, можно было отказаться от наклонных участков у скулы на бортах. Применены три продольных редана, дотянутых до транца (при установке двух подвесных моторов первый от киля редан надо не доводить до транца на 0,5 м).
При благоприятных обстоятельствах (небольшая нагрузка, хорошая отдача мощности двигателей, высокое качество гребного винта и обшивки днища) катер может перейти целиком на глиссирование на крайних к скуле реданах. При этом за счет уменьшения смоченной поверхности днища скорость катера возрастет. Именно исходя из этого соображения расстояние от этих реданов до скулы сделано меньше, чем расстояние между остальными реданами.
Несколько слов об особенностях разбивки теоретического чертежа при постройке. Наметив по данным таблицы точку линии скулы «Ск», необходимо через нее провести горизонтальную линию и на ней отложить внутрь корпуса ширину брызгоотбойника «В» для данного шпангоута, также указанную в таблице. Полученную точку линии «Бр» соедините с точкой киля на основной (ОЛ); эта точка отстоит от ДП на 12,5 мм. Таким образом получаются обводы днища на шп. 5 — Тр. Днищевые ветви шп. 1—4 имеют выпуклость, заданная таблицей стрелка которой откладывается посередине расстояний между точками «Бр» и на киле.
Корпуса вариантов катера отличаются только набором палубы, конструкцией транца и фундаментами под двигатель. Здесь представлены чертежи корпуса «дневного крейсера» с двумя подвесными моторами. Обшивка предусмотрена из водостойкой фанеры (днище 8 мм; борта 6 мм), но при установке стационарных двигателей мощностью свыше 60 л. с. ее можно выполнить и из досок толщиной 12 мм на пазовых рейках; эта более тяжелая конструкция будет описана в следующем номере. Семь шпангоутов и транец собираются из сосновых брусков на кницах и флорах, вырезанных из фанеры толщиной 6 мм, с применением водостойкого клея. Кницы и флоры ставятся с обеих сторон шпангоута, пространство между ними заполняется вставками-сухарями из брусков.
Коротко о сборке отдельных узлов корпуса. Бортовые ветви шп. 1 вырезаются из широких досок и при сборке «фанеруются» — закрываются с обеих сторон широкими флорами. Бимсовые кницы на шп. 2 (дет. 52) ставятся по одной на борт между шпангоутом и бимсом. Полубимсы (дет. 43) шп. 3—6 крепятся с одной стороны шпангоута заклепками диаметром 4—5 мм, так же как и бруски для опоры пайолов. Шп. 7 собирается с учетом того, что впоследствии в бортовых нишах у транца придется устанавливать бензобаки.
Конструкция транца, прочность и жесткость которого проверена на «Косатке» при работе двух моторов суммарной мощностью 50 л. с., сохранена. Под-моторная доска надежно соединена с обвязкой транца при помощи фанерных книц. Жесткость конструкции обеспечивается продольными стенками рецесса и солидной кницей на киле. Обшивку транца можно вырезать из 8-миллиметровой (или склеить из двух слоев 4-миллиметровой) бакелизированной фанеры.
Форштевень гнутоклееной конструкции набирается из восьми реек. Верхнюю трапециевидную доску тоже лучше склеить из двух-трех досок — это гарантирует ее от растрескивания и деформаций в процессе эксплуатации катера. Внешний слой желательно сделать из дуба или ясеня.
Порядок сборки корпуса — обычный, вверх килем. Скуловой брус склеивается на месте из двух реек по толщине — так его легче изогнуть в носовой части. Положение днищевых стрингеров должно совпадать с положением продольных реданов, поэтому размечать вырезы для прохода стрингеров в шпангоутах нужно строго по данным таблицы плазовых ординат. Кромка стрингера, обращенная к борту, должна совпадать с теоретической линией (вертикальной кромкой) редана.
После установки продольного набора можно приступать к обшивке корпуса, начиная с днища. Такое отступление от общепринятого порядка (обычно сначала обшивают борта, а затем днище) вызвано необходимостью образовать широкий скуловой брызго-отбойник. После окончательной подгонки и крепления днищевых листов обшивки к скуловому стрингеру, сверху на клее и шурупах ставится накладка брызго-отбойника, производится обработка его по обводу борта до плотного прилегания бортовых листов и только после этого можно обшивать корпус дальше. Чтобы упростить работу по подтягиванию обшивки к набору в носовой части корпуса, листы фанеры лучше выкраивать- таким образом, чтобы наружные слои располагались по диагонали, а не вдоль судна.
Когда обшивка полностью закреплена к набору, корпус надо будет оклеить стеклотканью — днище в два-три, борта в один-два слоя. Затем на днище размечаются места установки реданов, которые приклеиваются тем же связующим, которое было применено при оклейке корпуса, и проклепываются с днищевыми стрингерами медными заклепками диаметром 2—3 мм в шахматном порядке. Шурупы, особенно стальные, для этого соединения не рекомендуются, так как при сильных ударах на волне могут вырываться из древесины. Сверху реданы рекомендуется оклеить одним-двумя слоями из узких полос тонкой стеклоткани (стеклосетки СЭ).
Защиту корпуса от ударов и истирания обеспечивают буртики (наружные привальные брусья), отбойные брусья на бортах, фальшкиль или металлическая полоса-оковка на киле и форштевне.
Теперь об оборудовании катера. Носовая каюта на «дневном крейсере» оборудуется легким настилом коек, под которыми между шп. 1 и 3 в трюме образуется удобное хранилище для запасов в прочной водонепроницаемой упаковке (например, консервы в металлических банках, бачок для питьевой воды). Не лишне изготовить щиток, которым можно будет закрывать на ночь вырез между койками, чтобы превратить их в широкую лежанку. На бортах между шп. 1 и 2 закрепляются сетки для хранения береговой одежды, на переборке — крючки.
Крышку люка рекомендуется сделать из плексигласа— тогда она будет одновременно служить и прекрасным иллюминатором. Можно врезать иллюминаторы в бортовые комингсы рубки или в один из трех щитков, которые задвигаются в пазы на переборке. В этих щитках во всех случаях надо сделать жалюзи для вентиляции каюты при длительной стоянке лодки.
В кокпите устанавливаются два складных полумягких сиденья. Сиденье водителя нужно прикрепить к борту на прочных петлях таким образом, чтобы оно падало вниз (к борту), когда в нем нет надобности. В рабочем положении сиденье опирается на откидные ножки из дюралевых трубок, которые при складывании сиденья поднимаются к нижней поверхности сиденья. Спинка также устраивается на шарнирах, чтобы ее можно было откинуть вперед вдоль борта. Делается это для того, чтобы сложенное сиденье не мешало водителю управлять катером стоя.
В кормовой части кокпита оборудуются невысокие рундучки, которые служат продольными банками для пассажиров. В одном из рундучков можно разместить портативный камбуз, посуду и прочую утварь, другой — использовать для хранения спасательных приборов и непромокаемой одежды, спальных мешков. По бортам нетрудно сделать небольшие подпалубные полочки для хранения мелких предметов, которые должны быть всегда под рукой. Хороший инструментальный шкафчик получается под кормовой опалубкой у шп. 7. Кстати, флор на этом шпангоуте рекомендуется сделать водонепроницаемым, чтобы загрязненная бензином или маслом вода из топливного отсека не распространялась по трюму.
Бортовые ниши у моторного ящика (рецесса) используются для размещения бензобаков. Емкость каждого из них получается около 55 л; этого достаточно для непрерывного хода на полных оборотах «Вихрей» примерно в течение пяти часов. Бензобаки следует надежно закрепить к набору корпуса. Наливную горловину с резьбовой пробкой и воздушную трубку необходимо вывести на палубу, чтобы исключить возможность попадания горючего, разлившегося при заправке, в катер. В случае необходимости иметь дополнительный запас топлива, под пайолами кокпита между шп. 5 и 6 могут быть размещены два плоских бака емкостью около 40 л.
Ветровое стекло вырезается из оргстекла толщиной 6—8 мм; жесткое обрамление изготовляется из дюралевого угольника 25X25X2,5 или латунной полосы. К верхней кромке рамки закрепляются штырьки или крючки для крепления носового края откидного съемного тента. Дуги тента, выгнутые из дюралевых труб, откидываются вперед — к ветровому стеклу. Желательно пошить тент из возможно более тонкой ткани, чтобы его легко можно было собрать в компактную скатку. В кормовую часть тента нужно вшить окно из прочной прозрачной пленки для заднего обзора.
В следующем номере будут помещены чертежи «Суперкосатки» со стационарным двигателем, а также эскизы каюты увеличенных размеров.