В принципе, любая ступенька, уступ на гладком днище и есть редан. В современной русской технической литературе под термином «редан» по традиции понимают прежде всего поперечные реданы (далее — ПР); о них в основном и пойдет речь. Продольные реданы сегодня — непременный атрибут любого катерного корпуса; функции их общеизвестны, о них не раз говорилось в «КиЯ», начиная с №11 (1967 г.), и мы не будем их здесь рассматривать отдельно. Не будем касаться также вопросов применения устройств подачи сжатого воздуха под днище — хотя и перспективного, но заведомо более сложного пути повышения эффективности пропульсивного комплекса катера (см. «КиЯ» №179).
Истории развития ПР почти столько же лет, сколько двигателю внутреннего сгорания. Как только этот двигатель появился, его сначала установили не на автомобиль, как многие думают, а на лодку, так как это было проще конструктивно. С появлением же достаточно мощных двигателей, способных вывести катер на режим глиссирования, захотелось на том же моторе все делать еще быстрее (разгон, скорость). Скорость-то — штука захватывающая!
Одним из путей реализации желаемого является снижение сопротивления воды движению — уменьшение трения корпуса о воду, что и было достигнуто частичным отделением поверхности днища от воды при помощи ПР. Чем быстрее корпус движется по поверхности воды, тем больше падает давление на резких изломах формы днища, и воздух с поверхности может начать проникать к ним, образуя каверны. Так вот, ПР можно рассматривать как организованные каналы для прохода атмосферного воздуха под днище. Воздух, подаваемый в нужные места правильным образом спроектированного корпуса, приводит к целому ряду положительных эффектов: снижению сопротивления корпуса, продлению несущей поверхности дальше в нос, а значит, улучшению управляемости и устойчивости движения.
Конечно, не все так просто. Эффективность ПР зависит от сочетания многих факторов, таких как центровка судна, форма днища перед реданом (килеватость, угол атаки, кривизна); форма самого редана в плане (сейчас все чаще ПР делается стреловидным); высота редана; форма бортовых обводов у концов редана, способствующая или препятствующая вентиляции его воздухом.
Если вспомнить историю, ПР на днище лодки появился практически сразу с выходом моторных судов на режим глиссирования. Патентованный корпус американца У. Г. Фобера, давший в начале прошлого века жизнь известному глиссеру «Maple Leaf IV» с его пятью поперечными реданами, выглядит вполне совершенным даже по нынешним меркам. В дальнейшем реданированные глиссеры широко использовались в военных и гражданских целях, и после Второй мировой войны оказались вытесненными более привычными нам безреданными катерами.
Охлаждение интереса к традиционным ПР легко объяснить. Они были эффективны на относительно плоскодонных, т. е. заведомо маломореходных катерах с носовой центровкой (вспомним хотя бы историю малокилеватых реданных торпедных катеров «Г-5», после войны сошедших со сцены). Корпус с ПР конструктивно и технологически становился существенно более сложным, а самое главное — со временем появился более широкий выбор моторов. Поставил мотор помощнее — и получил такую скорость, какую хотел. Справедливости ради надо отметить, что спортсмены о ПР не забывали никогда. В силу классификационных ограничений они были вынуждены выжимать и из моторов, и из корпусов все возможное, а вопросы мореходности стояли только перед создателями катеров «оффшор» (тоже, кстати, не пренебрегавшими поперечным реданированием удлиненных корпусов катамаранов).
Впервые принципиально переосмыслена роль ПР была, пожалуй, на корпусах «Эйрслот» («Airslot»), известных знатокам (см. «КиЯ» №52). Здесь он не столько служил «выжиманию» из корпуса гидродинамического качества в условиях спокойной воды, сколько способствовал не слишком большому его ухудшению при ходе на волне, когда замыванию подвергается существенно большая площадь днища. В таком варианте ПР невысок и имеет направленную в корму стреловидность в плане для перпендикулярности «ступеньки» основному потоку воды при растекании. При этом центровка лодки оставалась традиционной для безреданных судов — кормовой.
У всего есть разумные пределы, вот и с мощными моторами тоже. В Нью-Йорке на водномоторной выставке 2003 г. я поинтересовался у представителя фирмы «Меркури»: «Сколько стоит их спортивный мотор типа «Скорпион» сил на 500-800 и каков его ресурс?» Ответ сразил меня наповал: «Моторы такого типа стоят 100-110 тыс. долл., а их ресурс... примерно 10 часов, в цену входит один капитальный ремонт». Так что есть резон и в сегодняшних условиях использовать все преимущества поперечно-реданированных корпусов, тем более что технология производства стеклопластиковых катеров позволяет реализовывать любые фантазии конструкторов без особого удорожания конечного продукта (рис. 1), а необычной формы днище хорошо поддается патентованию и в дальнейшем становится как бы «визитной карточкой» фирмы-новатора. Первой поняла это здесь, в Америке, основанная 34 года назад компания «Regal», девиз которой: «Лучший выбор». Семь лет назад это семейное предприятие представило публике первый глубоко-килеватый корпус с одиночным ПР. Сегодня из 16 моделей ее катеров (есть еще четыре модели моторных яхт), от самого маленького 5.5-метрового до 10.5-метрового флагмана, уже 12 имеют ПР несколько видоизменяемой от модели к модели конфигурации (рис. 2 и 3). Компания называет свою систему «FasTrac» (о ней уже рассказывалось — см. «КиЯ» №181).
Информация об изображении
Рис. 2. Такие наклонные уступчики между ПР первого типа вторят линии форштевня
Вот так «Regal» сам описывает достоинства своего нововведения: «По сравнению с традиционными корпусами, корпуса с «FasTrac» позволяют достичь значительно большей скорости при меньшей мощности, более быстрый выход на глиссирование, существенную экономию топлива, более плавные повороты и неизмеримо мягкий ход». Я спросил у представителя компании, что они имеют в виду под словами «значительно большую скорость». Ответ был весомым: «До 20%».
Рис. 2. Такие наклонные уступчики между ПР первого типа вторят линии форштевня
Трудно подтвердить все слова, сказанные о «Regal» в статье в «КиЯ» №181 как о компании, проведшей большие исследовательские работы в области гидродинамики корпусов на моделях. Скорее благодаря волевому решению руководства, вдохновению чувствующего материал талантливого морского архитектора (так называют здесь строителей корпусов) и знаментому американскому принципу «ищу-строю-ломаю-нахожу» ПР вернулись в повседневное использование. И вот почему.
Компания пошла по выигрышному пути сочетания на достаточно килеватом (т. е. сравнительно мореходном) корпусе поперечного (поперечных) и продольных реданов 1, причем под одной торговой маркой существует две схемы поперечного реданирования корпусов.
На корпусе «Regal» с ПР первого типа есть еще два плавных скошенных, высотой 1530 мм поперечных уступчика в носовой части между первым и вторым, вторым и третьим продольными реданами, а на некоторых типах — между вторым и третьим, и третьим и скулой. Эти ПР помогают корпусу подвсплывать во время разгона и отсекают случайные замывы на волне и при маневрировании (см. рис. 14). У корпусов с ПР второго типа число продольных реданов уменьшено до двух, но они крупнее, а уступчики-ПР исчезли.
На рис. 5 показан катер длиной 6.1 м с ПР второго типа. Видны два источника «усов» — до и после редана; катер сидит мельче, брызгообразование невелико — все как надо!
Сегодня компания отдает предпочтение второму варианту ПР (особенно на катерах средних и старших классов) как чуть более простому в производстве и в целом более эффективному.
Я не удивлюсь, если в самое ближайшее время мы увидим на прогулочных катерах, как на рис. 6 и 7, два, а то и три ПР, а вот какая компания окажется новатором, трудно предсказать. Сейчас уже есть с десяток фирм, выпускающих прогулочные моторки с различными схемами вентиляции днища. Одни ограничиваются пока полумерами (на рис. 8 и 9 так называемая AAC — Air Assist Chine — вентилируемая скула, позволяющая дольше удерживаться на глиссировании при пониженных скоростях, что полезно, например, для вейкбординга. — Прим. ред.), другие строят полноразмерные ПР (рис. 10 и 11), а третьи, хотя и чуть боязливо, предлагают ПР второго типа (рис. 12).
Принцип проектирования ПР, на первый взгляд, несложен; они могут быть в плане прямыми, скошенными вперед, а чаще назад, или сложной комбинации; важно правильно нащупать их положение на днище и количество, а также удачно вписать в обводы корпуса и в комплекс с продольными реданами. Чем нестабильнее нагрузка, тем при меньшей их высоте число ПР должно быть больше, и, я бы сказал, они должны выразительнее выглядеть. Но все эти общие рассуждения должны быть подтверждены опытом.
Информация об изображении  Рис. 8. На катере компании «Starcraft» использован дополнительный подвод воздуха под скулу |
Примечания
1. В этой связи представляет большой интерес и статья О. Лосева «Катер со стреловидным реданом» в «КиЯ» №183.