Главная страница Контакты Карта сайта Поиск по сайту:
Barque.ru
  • Судостроение
  • Моторы
  • Проекты
  • Спорт
  • Консультации
  • Кругозор
  • Истории
  • Главная
  • Судостроение
  • Моторные суда
  • 1978 год
  • Подводные крылья на катерах-катамаранах
Подкатегории раздела
Парусные суда Моторные суда Технологии Экранопланы


Поделитесь информацией


Похожие статьи
Подводные крылья для мореходных катеров
Подводные крылья для катера «Амур-М»
Подводные крылья мотолодки для «Казанка» и «Прогресс»
Гидростабилизатор — подводные крылья для подвесного мотора
Подводные крылья для лодки «Утка-2»
Разрезные подводные крылья для мотолодки
Крылья «боинга» на парусном катамаране
Парусный катамаран на подводных крыльях «Андромеда»
Одноместный катер на подводных крыльях
Откидные крылья для Казанки
Быстро убирающиеся крылья для Казанки
Подъемно-откидные крылья для «Казанки»
Крылья для «Казанки» с подвесным мотором «Вихрь»
Крылья с регулируемым углом атаки для «Прогресса»


Подводные крылья на катерах-катамаранах

Год: 1978. Номер журнала «Катера и Яхты»: 74
          0


Информация об изображенииПрофиль поверхности воды между лодками катамарана
Профиль поверхности воды между лодками катамарана
 
Все чаще судостроители-любители отдают предпочтение катамаранам. Обычно их привлекает возможность получить просторный кокпит и высокую остойчивость, однако скоростные качества, присущие однокорпусным катерам, как правило, не удается не только улучшить, но хотя бы сохранить. Объясняется это тем, что переход от однокорпусной формы к двухкорпусной без тщательной отработки обводов корпуса и взаимодействия корпусов катамарана приводит к увеличению сопротивления движения1.

Как можно улучшить скоростные качества катамарана? Один из действенных способов — установка подводных крыльев особого типа, использование которых на однокорпусных катерах нецелесообразно (из-за потери остойчивости, трудностей крепления, увеличения габаритов, ухудшения условий швартовки и т. д.).

Крылья проектируются с таким расчетом, чтобы на всех скоростях корпус катамарана не отрывался от поверхности воды. Крылья, имеющие вид плоских или килеватых пластин, устанавливаются между корпусами и благодаря этому удачно вписываются в общую конструкцию катера, не ухудшая его эксплуатационных качеств, и, кстати, воспринимают часть усилий, приходящихся на конструкцию соединительного моста катамарана.

Информация об изображенииИспытание модели с одним крылом
Испытание модели с одним крылом
 
Для правильного использования таких крыльев необходимо ясно представлять себе особенности течения потока между корпусами быстроходного глиссирующего катамарана. Уточним, что речь идет о катамаранах с плоскими (без скулы) и вертикальными (или с развалом не более 10—15°) внутренними бортами корпусов, поскольку именно этот вариант наиболее целесообразен при применении крыльев между корпусами. (При иных обводах поток между корпусами носит сложный нестационарный характер, высота волн возрастает и условия работы крыльев существенно ухудшаются).

При движении катамарана под его мостом — между корпусами — возникает зона повышенных давлений; вода, растекаясь к вертикальным внутренним бортам корпусов, создает между ними характерную систему цилиндрических волн. При малых скоростях подъем воды, дающий начало ряду небольших волн, образуется в носовой части. При увеличении скорости этот начальный подъем воды увеличивается и преобразуется в длинную волну с подошвой около миделя катера. С дальнейшим ростом скоростей начальный подъем воды, увеличиваясь по высоте, все больше смещается в корму катера и, наконец, в пределах его длины остается только область вершины волны.


Информация об изображенииИспытание модели с двумя крыльями
Испытание модели с двумя крыльями
 
Вода в области вершины этой мощной волны между корпусами поднимается выше уровня невозмущенной поверхности настолько, что может замывать мост катамарана. Вызванное этим увеличение смоченной поверхности бортов в значительной мере и обуславливает повышение сопротивления катамаранов по сравнению с однокорпусными катерами (помимо того, что смоченная поверхность увеличивается из-за наличия внутренних бортов самих по себе).

За движущимся мало погруженным подводным крылом всегда наблюдается впадина. Эта особенность и позволяет добиваться такого наложения впадин от крыльев на вершины образующихся между корпусами волн, при котором сопротивление катамарана существенно снижается за счет уменьшения волнообразования и площади смоченной поверхности. При соответствующем выборе числа и расположения крыльев можно добиться даже общего опускания уровня воды между корпусами.

Крылья, обладающие более высоким гидродинамическим качеством, чем глиссирующее днище корпуса катамарана, воспринимают часть нагрузки катера; этим достигается дополнительное уменьшение смоченной поверхности и, следовательно, снижение сопротивления трения.

Информация об изображенииИспытание модели с тремя крыльями
Испытание модели с тремя крыльями
 
Для определения возможных путей улучшения скоростных качеств быстроходных катамаранов были проведены испытания серии моделей. Корпуса моделей различались формой обводов и удлинением, а между корпусами варьировалось количество и расположение крыльев.

Одна из моделей с остроскулыми обводами внешних бортов и плоскими вертикальными внутренними бортами имела длину между перпендикулярами — 2,7 м, ширину корпуса по скуле на миделе — 0,3 м; расстояние между внутренними бортами 0,45 м (относительный клиренс c=0,45:2·0,3=0,75). Нагрузка модели составляла 87; 130,5; 174; 218 кг, что соответствовало значениям коэффициента статической нагрузки СΔ=0,4; 0,6; 0,8; 1,0. Относительная центровка



где xg — отстояние ЦТ модели от транца, м.

Устанавливаемые на этой модели крылья с хордой 150 мм имели острокромочный сегментный профиль относительной толщиной 0,06. Во всех случаях крылья ставились горизонтально на уровне киля с нулевым углом атаки к основной линии.

Испытания показали, что переход от однокорпусной модели (образованной путем соединения корпусов катамарана) к катамарану без крыльев приводит к увеличению сопротивления при FrΔ>2,0. Установка крыльев позволяет практически во всех случаях уменьшить сопротивление катамарана, а при соответствующем подборе количества и расположения крыльев — добиться снижения сопротивления и по сравнению с однокорпусной моделью. Использование крыльев позволяет существенно влиять на ходовой дифферент моделей, в частности, уменьшая его изменение с изменением скорости хода.

Информация об изображенииТеоретический корпус лодки катамарана
Теоретический корпус лодки катамарана
 
В диапазоне наиболее полно исследованных скоростей до FrΔ=3,0 наилучшие результаты показала модель с тремя крыльями, установленными на расстояниях 2,43; 1,42 и 0,15 м от транца. Влияние крыльев на свободную поверхность воды приводило к почти полному исключению волнообразования; внутренние борта оголялись вплоть до килевой линии. Эффективным оказался и вариант с двумя крыльями на расстояниях 2,43 и 0,15 м от транца. Снижение сопротивления по сравнению не только с катамараном без крыльев, но и с однокорпусной моделью, начиналось с FrΔ≈1,0, причем в первом случае (три крыла) оно достигало ~35—40%, а во втором (два крыла) ~25—30%.

При более высоких скоростях из-за всплывания катера условия работы подводных крыльев ухудшаются, так как они приближаются к свободной поверхности воды; появляется опасность их оголения, особенно при волнении. Для таких скоростей может оказаться оптимальным иное расположение двух крыльев или даже использование одного крыла, хотя на низких скоростях оба эти варианта дают меньший выигрыш в сопротивлении.


Для каждого конкретного катера количество и расположение крыльев следует подбирать индивидуально, учитывая следующие соображения.

Информация об изображенииЭпюрный профиль крыльев
Эпюрный профиль крыльев
 
Профиль крыла должен быть обязательно острокромочным. Можно применить профиль, аналогичный упомянутому выше или рекомендованный в статье Э. А. Афрамеева, В. В. Вейнберга «Проектирование и расчет подводных крыльев» в сборнике №3, 1964 г.

Устанавливать крылья необходимо как можно ниже, — чтобы не возникала опасность их оголения; на расчетной скорости погружение не должно превышать 0,5—1,0 хорды — в противном случае эффект влияния крыльев на возникающие между корпусами волны резко уменьшается.

Подбор числа крыльев надо производить на построенном катамаране. После изучения картины волнообразования между корпусами при одном носовом крыле устанавливается второе крыло, а затем, если нужно, третье. Каждое новое крыло устанавливается сразу же за подошвой волны от предыдущего крыла; этим достигается эффект опускания уровня свободной поверхности между корпусами. Чрезмерное количество крыльев может привести к увеличению сопротивления. Как правило, установка более трех крыльев оказывается нецелесообразной.

Информация об изображенииОбратное гидродинамическое качество и угол дифферента однокорпусной модели
Обратное гидродинамическое качество и угол дифферента однокорпусной модели
 
Длина впадины за подводным крылом, расположенным между корпусами катамарана, прямо пропорциональна скорости, а величина опускания уровня воды зависит не только от скорости, но и от подъемной силы, развиваемой крылом, и погружения крыла (увеличение погружения, естественно, ведет к уменьшению величины опускания). В соответствии с этим установочные углы атаки крыльев должны быть возможно большими, но при условии обеспечения их плавного, без срывов, обтекания. Оптимальные по гидродинамическому качеству углы атаки на ходу составляют 3—7°, После подбора крыльев на расчетной скорости должна быть проведена проверка их работы на промежуточных скоростях.

При подборе числа и расположения крыльев желательно контролировать изменение сопротивления движению катера или скорости хода при одинаковом числе оборотов винта, нагрузке и положении ЦТ.

Необходимо проверить поведение катера и на волнении, обратив внимание на обтекание крыльев, срывы потока с них и брызгообразование.

Примечания


1. Подробнее о гидродинамических характеристиках катамаранов по сравнению с однокорпусными катерами можно прочитать в сборнике №70.


Понравилась ли вам эта статья?
+6

ПРЕДЫДУЩИЕ СТАТЬИ
Электрооборудование малого судна
Выбор обводов остроскулого глиссирующего катера
Гоночные суда глазами японских конструкторов
Сопротивление мотолодки при ходе на волнении
Парусная яхта с топовым стакселем
Постройка малых судов из армоцемента
Как определить сечение мачты?
Некоторые гидродинамические особенности катеров-катамаранов
Тензометрическое исследование характеристик рангоута
Сопротивление выступающих частей быстроходного судна
Что такое остойчивость судна?
Эффективность новых зарубежных экранопланов
Экранолетный спасательный катер-амфибия «ЭСКА-1»
Последние работы по проектированию парусников завтрашнего дня
Обводы «Морского ножа» для катеров общего назначения

ТЕКУЩАЯ СТАТЬЯ
Подводные крылья на катерах-катамаранах

СЛЕДУЮЩИЕ СТАТЬИ
Парусное вооружение крейсерско-гоночных яхт
Новые паруса фирмы «Миллер и Уитворт»
Гидробионика — изучение гидродинамики морских животных и рыб
Защитный слой краски на металле под микроскопом
Соосные гребные винты
Еще раз об обводах типа «Морской нож»
Парусная ткань для яхт
Проектирование воздушного винта
Моторные лодки с воздушным крылом
Получение нужного профиля паруса
Центровка яхт и парусных судов
Рекомендации по окраске моторной лодки
Технология изготовления ламинированных шпангоутов
Крейсерские катамараны Алдиса Эглайса
Раскрой и шитье парусов


Ссылка на эту статью в различных форматах
HTMLTextBB Code

Комментарии к этой статье


Еще нет комментариев



Сколько будет 48 + 14 =

       



Barque.ru © 2013 | Контакты | Карта сайта | Мобильная версия
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