Катер с обводами нового типа «триклин»

В основу исходных рассуждений положено допущение о том, что для комплексного улучшения ходовых и мореходных качеств необходимо одновременное применение различных по поперечной профилировке элементов корпуса (одни из них обеспечивают высокую скорость, другие — мореходность). Рассматривая ставшие известными новые типы обводов («Морской нож», трехкилевые сани Фокса, «Аэронавиль» и т. п.), можно заметить, что во всех этих довольно сложных комбинациях элементы корпуса с различной профилировкой днища соединяются, как правило, в плоскостях, параллельных ДП или близких к ней, т. е. вдоль корпуса. У разработанных автором обводов типа «триклин» формообразующие элементы «стыкуются» в плоскости, перпендикулярной ДП. При этом в месте «стыковки» поверхности днища имеют различную по знаку кривизну — с одной стороны представляют свод туннеля, а с другой — килеватое днище; в результате образуется поперечный редан переменной высоты, особенностью которого является постепенное нарастание высоты от нуля в ДП до максимума у борта.

В зависимости от вида поперечной профилировки до- и зареданной глиссирующих поверхностей возможны различные модификации предложенных обводов. Наибольший интерес, пожалуй, представляют схемы «в» и «г»: сочетание профиля «крыло чайки» в зареданной части (кормовая половина корпуса) и «морских саней» в дореданной (носовая) позволяет получить наилучшие и ходовые и мореходные качества.

Предварительные исследования обводов нового типа проводились на модели с шириной редана В_р = 300 мм при удельной нагрузке С_Δ = 0,2; 0,3; 0,4 и относительной центровке X_g = 0,35; 0,40; 0,45. Для возможности сравнения экспериментальная серия была составлена из трех буксируемых моделей: Т-01 (базовая) с обводами «крыло чайки», Т-02 — «морские сани» и Т-03 — «триклин». Гидродинамические характеристики базовой модели были хорошо известны (К = 7). На модели Т-03 в дореданной части применена профилировка, аналогичная Т-02, а в зареданной — аналогичная Т-01.


По данным эксперимента можно сделать вывод, что обводы «триклин» оказываются эффективными при достаточно больших числах Фруда (Fr_Δ > 4,0). На еще больших скоростях гидродинамическое качество такого корпуса уже значительно выше, чем у «морских саней» и «крыла чайки». Это можно объяснить работой двух поперечных реданов переменной высоты, позволяющих сохранить углы атаки α близкими к оптимальному, а следовательно, и получить лучшие удлинения смоченных площадок λ. Заметим, что у «морских саней» некоторая стабилизация углов атаки на больших скоростях происходит за счет динамического подпора воздуха (в носовой части туннеля), создающего дополнительный дифферентующий момент.

Для дальнейших исследований качеств «триклина» на основе модели Т-03 была построена мотолодка «Т4-72», имеющая наибольшую длину 4,05 м и вес корпуса 110 кг при полном водоизмещении 400 кг.

Результаты ходовых испытаний этой первой лодки-«триклина» с мотором «Вихрь» и гребиым винтом, имеющим диаметр 236 мм и шаг 317 мм, таковы: скорость при водоизмещении 0,25 т составила 50,8 км/час; при 0,32 т — 46,4 км/час; при 0,40 т — 42,6 км/час. Лучшая центровка оказалась равной X_g = 0,40; при этом ходовой дифферент был равен нулю. Диаметр циркуляции на полной скорости составил 16 м.

Можно отметить, что мотолодка с обводами «триклин» обладает приемлемой комфортабельностью при ходе на волнении высотой 0,6 м, мягко всходит на волну, устойчива на курсе; брызгообразование незначительно как на тихой воде, так и на волнении. С возрастанием скорости свыше Fr_Δ = 4,0 за поперечными реданами образуется каверна, в результате чего смоченная поверхность зареданной части уменьшается примерно на 15—20%.


Затем испытания обводов типа «триклин» были проведены в более жестких условиях на мотолодке «Т5-73» («Рапан»), имеющей несколько большие размеры. Скорости с мотором «Нептун-23» составили: при водоизмещении 0,34 т — 40,8 км/час; при 0,42 т — 38,2 км/час; при 0,55 т — 36,3 км/час. Диаметр циркуляции этой лодки 19 м.

Испытания, проведенные в море, в целом подтвердили положительные качества обводов типа «триклин»; вместе с тем было отмечено, что для морских модификаций с целью снижения силы гидродинамических ударов следует увеличить относительную стрелку вогнутости тоннеля в носовой части днища до значения h_T/B_T = 0,17.

С учетом всех проведенных экспериментов и испытаний автором были разработаны чертежи более мореходного 6,36-метрового катера «Циклон» («Т6-74»), который в настоящее время находится в постройке. На нем будет установлен стационарный двигатель мощностью 90 л. с.; скорость по расчету 65 км/час.

Корпус этого «триклина» также имеет дельтавидную в плане форму и большой развал бортов на всей длине (25° от вертикали), но его особенностью является применение гидролыж в дореданной части (осуществлена схема «г»). Применение гидролыж в данном случае оправдано достаточно высокой расчетной скоростью. Поскольку при буксировке масштабной модели этого катера было отмечено большое брызгообразование, развивающееся на гидролыжах, были приняты меры для устранения этого явления: на натурном судне поверхности гидролыж наклонены внутрь на 2° к горизонтали.

Результаты проведенных экспериментов позволяют считать «Циклон» достаточно перспективным многоцелевым катером.

Безопасность плавания в сложных погодных условиях, высокая скорость и экономичность, хорошая обитаемость — позволят использовать катера этого типа для разных оперативных служб (рыбнадзора, водной милиции, НТ инспекций, спасательной и др.), а с меньшими главными размерениями — как для водноспортивных целей, так и в качестве прогулочно-туристской мотолодки народного потребления.


Можно предложить типовой ряд катеров этой модификации в больших или меньших размерениях. Пересчет плазовых ординат таблицы, составленной для корпуса «Циклона», осуществляется по формулам у'=my и z'=mz, где y и z — табличные полушироты и высоты соответственно, а m — принятый коэффициент уменьшения или увеличения. Например, применив коэффициент m = 0,7, судостроитель получит подобную лодку с наибольшей длиной 4,1 м; полное водоизмещение ее будет 0,41 т и мощность, необходимая для достижения скорости 45 км/час, составит 20 л. с.

Подытоживая сказанное, можно сделать предварительные выводы.

Сопротивление воды движению «триклина» при скоростях выше Fr_Δ = 4,0 оказывается меньше, чем «морских саней» и «крыла чайки». Гидродинамическое качество близко к качеству плоской пластины (К = 7); лучшие результаты достигаются при X_g = 0,40. «Триклин» устойчиво глиссирует до чисел Фруда Fr_Δ = 9,0; устойчив на курсе; идет по волне без большого брызгообразования; имеет хорошую статическую и динамическую остойчивость. Вариант с гидролыжами будет хорошо демпфировать ударные перегрузки.