Скеговая «трехточка» с уменьшенной подъемной силой

После того, как федерация водно-моторного спорта СССР сняла ограничения веса корпуса и формы обводов днища спортивных мотолодок классов SB и SC, появилась возможность, изменяя их конструкцию, использовать аэродинамические силы. В известных пределах это допускается и международными правилами УИМ.

И не случайно многие наши гонщики начали освоение трехточечных и катамаранных схем. На новых судах в ряде крупнейших водно-моторных состязаний страны уже показаны высокие скорости, заметно превышающие достигнутые ранее на лодках с плоскодонными и V-образными обводами.

Однако повсеместному внедрению нового типа лодок препятствовало одно серьезное осложнение. Некоторые «трехточки» и катамараны при скоростях около 70 км/час и встречном порывистом ветре неожиданно взлетали в воздух и опрокидывались через корму.

При внимательном знакомстве с формами этих судов оказывается, что их продольное сечение представляет собой ярко выраженный профиль авиационного крыла, обладающего большой подъемной силой даже на малых скоростях.

Другой тип судов характеризуется клинообразным продольным сечением, и аэродинамическая сила скорее прижимает их к воде, но прорывы воздуха из-под кормовой части днища то справа, то слева заставляют судно рыскать на курсе и совершать беспорядочные колебания вокруг продольной оси. А такая форма движения отнюдь не безопасна, особенно, если это глиссер, развивающий скорость до 200 км/час.

Анализ формы и характера движения судов подобного типа, сделанный на основании теоретических предпосылок, содержащихся в литературе, показал, что на них кроме гидродинамических действуют две основные аэродинамические силы.

Первая приложена к передней части корпуса и в зависимости от скорости, профиля и встречного ветра может или поднимать судно, или прижимать его к воде. Если эта сила направлена вверх, то при большой скорости она способна создать момент, опрокидывающий лодку через корму.


Вторая подъемная сила возникает за счет плотной встречной воздушной струи, упорядоченной в туннеле «трехточки» или катамарана. В зависимости от формы туннеля действие этой силы может быть распределено более или менее равномерно по всей длине днища или, наоборот, сконцентрировано в его кормовой части. Естественно, для спортивной мотолодки предпочтительнее второй вариант.

С учетом этих теоретических положений мы и разработали конструкцию «трехточки», два варианта которой (под моторы «Нептун» и «Вихрь») силами спортсменов были построены в ленинградском спортивно-техническом клубе «Северянин».

На приводимом теоретическом чертеже мотолодки (класс SC) виден профиль продольного сечения корпуса. В носовой части он напоминает клин. У крыла с клинообразным сечением значительно ослаблена аэродинамическая подъемная сила. Единственным недостатком такого профиля являются завихрения позади крыла, увеличивающие сопротивление движению, но они не нарушают устойчивости полета вблизи поверхности воды.

Главный туннель предлагаемой «трехточки» напоминает «трубку Вентури», у которой давление потока на выходе больше давления на входе. Конструктивно это достигается постепенным сужением туннеля примерно в средней части и дальнейшим расширением его к транцу. Туннель образован довольно глубокими снегами по всей длине корпуса, выступающими за нижнюю линию спонсонов. Во время движения под днищем возникает плотная воздушная струя, по которой и скользит лодка. Углубление скегов на входе туннеля увеличивает захват встречного воздушного потока и уменьшает снос на поворотах.

Помимо основного на днище в области транца имеется малый дополнительный туннель длиною 550 мм. Он ограничен небольшими снегами для предотвращения боковых срывов струи. Высота их у транца 20 мм.

Дополнительный туннель выполняет следующие функции. На максимальных скоростях он обеспечивает резкое расширение воздушного потока под днищем в области кормы. Это приводит к образованию в этой части днища дополнительной подъемной силы, стабилизирующей положение лодки при горизонтальном движении. На малых скоростях — на поворотах или при значительном волнении, дополнительный туннель уменьшает замываемую площадь днища примерно на 1/3, благодаря чему силе сопротивления скольжению по поверхности воды заметно снижается.


Для стабилизации движения лодки в горизонтальном положении сделаны бортовые отгибы днища, постепенно нарастающие к транцу. Длина отгиба — 600 мм, ширина у транца — 80 мм, высота на транце у конца скега — 5 мм. Поверхность отогнутой части днища имеет форму сильно вытянутого прямоугольного треугольника, у которого длинный катет касается скега.

Глубина главного туннеля у транца 45 мм. Глубина туннеля у конца спонсонов — 115 мм. Эксперименты показали, что уменьшение высоты скегов у транца до 20 мм приводит к нестабильному движению лодки по прямой, обусловленному появлением боковых прорывов воздуха, что делает лодку плохо управляемой на крутой короткой волне и на поворотах. Под действием такой прорвавшейся струи воздуха возможен поворот на больший угол, чем ожидается гонщиком. При глубоких скегах на скорости 70 км/час лодка буквально летит над поверхностью, оставляя в воде только нижнюю их часть. Движение сопровождается незначительным брызгообразованием, вызываемым преимущественно подводкой частью мотора, что хорошо видно на цветной вкладке этого номера.

Итак, нами предлагается «трех-точка», имеющая две характерные особенности: во-первых, она оснащена значительно развитыми по длине и глубине скегами, во-вторых, туннель для создания воздушной подушки имеет переменное сечение.

На фотографии показан общий вид набора корпуса мотолодки. Для набора применена тонкослойная ель, а для обшивки — березовая фанера БС-1 толщиной 3 мм на днище и 2 мм на палубе. Шпангоуты выклеиваются из реек, на которые идут ель и твердые породы дерева. Заготовки для них оклеены с обеих сторон авиационной фанерой толщиной 1 мм. Готовые рейки для шпангоутов имеют сечение 36X10 мм. днищевые стрингеры — 12X10 мм. Стороны стрингеров, ложащиеся на шпангоуты, закруглены.

Днище, спонсоны и скеги покрыты раствором эпоксидной смолы ЭД-6 с последующей полировкой поверхностей, скользящих по воде. Фанерная палубная обшивка сначала протравлена красителем под красное дерева, а затем покрыта полиэфирным лаком. Такое покрытие придает корпусу весьма эстетичный вид и повышает водостойкость. Общий вес мотолодки без мотора 45 кг.

На испытаниях наша «трехточка» под «Вихрем-М» развила по прямой скорость 71 км/час. В соревнованиях на приз сборника «Катера и яхты» в 1973 году к. м. с. К. Климовских показал на этой лодке скорость 64 км/час на круг, превысив норматив скорости для мастера спорта СССР на 2 км/час.