ЧЕРТЕЖИ КАТЕРОВ

б. По большому развалу носовых шпангоутов видно, что это современный проект, хотя сходство с обводами катера а несомненно. Кормовая часть судна имеет более острые образования, мидель-шпангоут образован с расчетом обеспечения остойчивости. Эти обводы предназначены для относительной скорости не более R = 4,5.

в. Носовые обводы весьма сходны с обводами б, но корма имеет совершенно другую форму, похожую на изображенную на рис. 31, г. Ясно видна кромка острой скулы и плоская часть днища в корме, вследствие чего эти обводы применимы при более высоких скоростях, чем предыдущие обводы (а я б). Благодаря кормовой эпорной поверхности можно, несмотря на острую корму, значительно превысить коэффициент скорости R — 4,5.

г. Обводы мореходного спасательного катера с ненесущеб эстрой кормой. Здесь сильный развал шпангоутов в носовой части неприменим. В корме видны туннели, позволяющие полностью защитить гребные винты.

Развитие форм округлых обводов с транцевой кормой (рис. 45,а — г).

а. Теоретический корпус моторной яхты 1910 г. Форму под-зодной части можно считать очень удачной. Небольшой транец, не касающийся воды, показывает, что при небольшой мощности цзигателя достигалась хорошая скорость. Развал шпангоутов в но-:овой части в то время еще не применялся.

б. Эти обводы 1920 г. являются классическими (надо учесть, гго имевшаяся в ^распоряжении судостроителей мощность двигателей и скорость были ненамного больше, чем в 1910 г.). Уже зведен развал шпангоутов к палубе в носовой части. По погру-кенному в воду транйу видно, что корма меньше приподнята, чем зри обводах а.

в. К 1930 г. в общем достигли высоких скоростей; транцы стали зыполнять более широкими и плоскими. Большое количество ту-)истских катеров строилось с полубаком, поэтому надводный юрт у форштевня стал выше. Погружение транца сохранилось еще ^значительным.

г. Эта округлая форма корпуса, появившаяся в 1950 г., ис-юльзуется и в настоящее время для туристских катеров со средой скоростью. рекомендуется отметить большой развал шпангоутов в но-:овой части, особенно в сравнении с шириной по палубе носовых ипангоутов у яхты 1910 г. В кормовой части днище малокилева-ое и, судя по расстоянию между шпангоутами, киль имеет очень 1лавный и длинный подъем к транцу. Широкий транец и большая >стойчивость формы являются отличительными чертами этих об-юдов.

Современные обводы круглоскулых катеров с транцевой кор-юй (рис. 46, а — г).

а. Элегантные обводы быстроходного катера с исключительно >строй носовой частью. Она напоминает старинную форму двой-юго клина или четырехгранника, которая начиналась почти вер—

тикальными шпангоутами в носовой части и заканчивалась очень широким и плоским транцем. Такие обводы конструкторы охотно применяют и в наши дни, к примеру, на быстроходных катерах для спортивной ловли рыбы в море.

б. Современные обводы быстроходного морского туристского катера. Шпангоуты в носовой части широко развалены, что позволяет судить о наличии наклонного форштевня. Кормовая часть днища от мидель-шпангоута выполнена почти без подъема, в отличие от обводов а, и заканчивается глубоко погруженным широким транцем, надводная часть того расширяется кверху. Эта форма корпуса характеризуется большой остойчивостью.

в. Легкий быстроходный катер с очень острой носовой оконечностью, аналогичной обводам а. Днище становится в корме все более плоским и заканчивается широким транцем, у того образована острая скула.

г. Необычные, но весьма подходящие для быстрого хода на волнении обводы. Отчетливо прослеживается влияние опыта, полученного на гонках катеров в открытом море. Носовые обвсды под водой ложкообразные, все шпангоуты — выпуклой формы. Днище от мидель-шпангоута до кормы не имеет подъема и заканчивается широким, глубоко погруженным транцем. И здесь придано большое значение увеличению остойчивости формы.

Развитие форм V-образных обводов (рис. 47, а — г).

а. Остроскулые обводы появились приблизительно в 1910 г., а уже в 1920 г. определилось многобразие их форм. отображен малый быстроходный спортивный катер, предназначенный для тихих озер. Днище по всей длине выполнено почти плоским и заканчивается широким транцем. Достаточно легкого волнения, чтобы плавание с таким днищем превратилось в неприятное приключение.

б. Такую своеобразную форму шпангоутов назвали «волно-уловителем». Должно быть, имелось в виду, что носовая волна подхватывается изогнутой вниз скулой носовой части и благодаря этому поднимает катер. Широкий и совершенно плоский у днища транец почти не проходит, однако, ниже ватерлинии. Частичного глиссирования не ожидалось.

в. Эта V-образная форма шпангоутов, появившаяся незадолго до 1930 г., может считаться классической, поскольку удержалась в почти неизменном виде до настоящего времени. Можно лишь удивляться предпочтению, то долго отдается ей. Обводы, пригодные для плавания на тихой воде, на волнении приводят к неприятным резким ударам. Вогнутая форма шпангоутов в настоящее время больше не применяется даже для плавания на тихой воде.

г. V-образные шпангоуты выпуклой формы появились на быстроходных катерах в 1950 г. Такая полная форма шпангоутов на днище пригодна даже на волнении, поскольку при этом почти не возникают резкие удары. Выпуклое закругление днищевых шпангоутов простирается до кормы и придает катеру отличные ходовые качества. Такие обводы и в настоящее время считаются удовлетворительными.

Современные V-образные обводы (рис. 48, а — г), а. Изображенные здесь обводы разработаны в опытовом бассейне американского морского ведомства в Вашингтоне. Они подкупают своей простотой и возможностью изготовлять обшивку из листов фанеры. Несмотря на сравнительно узкий транец при модельных испытаниях многочисленных вариантов получены лучшие результаты. Кормовая часть днища имеет угол килеватости 12,5°.

б. У этих часто используемыхбводов выпуклость днищевых пангоутов усилена. Угол килеватости приближается к 20°, благодаря чему такая форма близка к глубокому V. Кромка скулы выолнена в форме горизонтального уступа по всей длине катера для уменьшения брызгообразования. Такие обводы хорошо подходят для плавания на волнении.

в. Обводы типа настоящего глубокого V, какими они были разаботаны Раймондом Хантом. Отмечается большая килеватость (25°), однако она несколько «смягчена» закруглением у киля. Катера с обводами такого типа имеют в состоянии покоя небольшую начальную остойчивость, которая часто ощущается экипажем и пассажирами как недостаток. Правда, он устраняется на ходу, так как при этом кромка скулы, находящаяся в состоянии покоя над во-цой, начинает замываться. Обводы целесообразны для мореходных катеров.

г. Упомянутая выше форма двойного клина или четырехгранника может выполняться и при обводах типа «глубокое V». Характерен прогрессирующий разворот днищевых шпангоутов, которые в носовой части почти вертикальны, а у кормы горизонтальны. Эта форма обладает многими преимуществами и не вызывает жестких ударов на волнении. Она появилась еще в начальный «период развития «быстроходных катеров; ее можно считать неподвластной времени 23.

Современные обводы. V-образные

Динамические перегрузки катеров при ходе на волнении

Еще недавно на основе опыта эксплуатации катеров считалось правилом, что большую скорость можно развить только на тихой или едва взволнованной воде. Даже при умеренном волнении быстроходные катера должны были уменьшать свой ход, так как из-за перегрузок, возникающих при соударениях с волнами, могли подвергнуться поломке внутренние связи корпусов. Часто ломались шпангоуты в носовой части катера, появлялись расколы в днище. С начала организации гонок катеров в открытом море это правило стали нарушать. Постановка вопроса была изменена: какую форму днища рекомендуется выбрать, чтобы катера могли развивать большую скорость на волнении, не рискуя из-за резких ударов прочностью связей корпусов?

Раньше полагали, что для достижения больших скоростей глиссирования должно использоваться плоское днище. Но именно днище плоской формы сильнее всего страдает от перегрузок и сильных ударов при резком торможении катера. Такое днище чисто структурно не приспособлено к тому, чтобы выдерживать сильные удары.

Используемые на судах формы днища представляют собой две крайности: сильно килеватое днище плохо глиссирует, хорошо скользящее плоское днище не может использоваться на волнении. Поиск промежуточных форм уже достиг больших успехов. Насколько силы удара можно уменьшить выбором соответствующей формы днища, видно из рассмотрения рис. 49. В качестве исходных выбраны классические V-образные обводы (см. рис. 47). В 1933 г. в докладе на собрании судостроительного технического общества в Берлине Г. Вагнер сообщил интересные данные относительно этих обводов. Действительная сила удара зависит от веса катера и от скорости падения в момент удара.

Для общего сравнения предположили, что после первого соприкосновения с волной возникает сила удара размером 100 (см. рис. 49). Удар начинается с умеренного, поскольку форма шпангоутов у киля выполнена очень острой. Как только погружается более плоская часть днища, сила удара значительно возрастает и достигает 150. Теперь в соприкосновение с водой вступает вогнутая форма днища вблизи скулы. Здесь вода больше не отходит в стороны, а внезапно и неожиданно устремляется вниз. В результате ускорения возникает особенно высокое давление на внешнюю зону днища; сила удара равна 260. Это значение было бы значительно выше, если бы не наступило существенное замедление скорости падения с начала соприкосновения с водой. Чем резче замедляется падение, тем выше ударное давление, действующее на днище. Глубокая V-образная форма шпангоутов значительно смягчает удары. Ее действие при ударе отображено на рис. 50. В случае использования прямолинейной V-образной формы шпангоутов с углом килеватости, равным 24°, начальная сила удара по сравнению с таковой при обводах типа «глубокое V» получается несколько большей (ПО вместо 100), поскольку классические V-образные обводы выполнены вблизи киля особенно острыми (угол килеватости, составляющий около 30°, резко уменьшается к скуле).

Благодаря прямолинейной килеватости днища вода легко может отходить в стороны, удар смягчается, давление повышается лишь незначительно — сначала от начального, равного 110–130, а затем до 150. Самый сильный удар составляет лишь немногим больше половины удара, которому подвержена классическая V-образная форма шпангоутов (см. рис. 49). Поэтому люди на борту катера с обводами типа «глубокое V» физически меньше страдают от ударов.

Рис. 49. Силы удара корпуса катера с классической V-образной формой шпангоутов. Зарегистрированные относительные значения их зависят от скорости встречи с волной и формы поперечного сечения днища.

Для создания обводов, у которых сила удара оставалась бы неизменной в течение всего времени соприкосновения катера с волной, необходимо привести присоединенную массу воды в соответствие с возникающим ускорением. Разработанные на этой основе, скорее эмпирически, чем теоретически, обводы катера типа «Каталина» и их поведение на волне отображены на рис. 51. Благодаря большому закруглению шпангоутов у киля несколько увеличился начальный удар. Возрастающий к скуле угол килеватости препятствует дальнейшему увеличению силы удара.

В идеальном случае на всех трех ступенях погружения возникает неизменное давление со средним значением, равным 125. средний отгиб у скулы служит для уменьшения брызго-образования. Скула расположена настолько высоко над водой, что соприкосновение ее с волной не вызывает торможения.

При устаревших классических V-образных обводах катер и команда выдерживали силу удара, равную 260. У обводов типа «глубокое V» наибольший удар уменьшился до 150. Обводы «Каталины» являются еще одним шагом вперед: наибольшая сила удара составляет лишь 125.

Название «Каталина» появилось у серии быстроходных катеров из стеклопластика длиной 6,3 м, постройку которых фирма «Баадер» начала несколько лет назад. При разработке обводов была поставлена задача — обеспечить ход с большой скоростью и на среднем волнении. Правильность конструкции, положенной в основу этой идеи, подтвердилась при проведении сравнительных испытательных походов с катерами, имеющими другие обводы. В большинстве случаев на сильном волнении катера типа «Каталина» оказывались в одиночестве, так как катера с обычными обводами были вынуждены отказаться от хода с большой скоростью.

При многократных морских испытаниях катеров с классической V-образной формой шпангоутов больше всего опасений вызывали жесткие удары, ослабляющие связи корпуса катера. Поэтому первые же морские ходовые испытания катеров типа «Каталина» стали важным событием. Если сравнить силу зарегистрированных ударов на катерах с остроскулыми обводами трех типов, то окажется: обводы «Каталины» воспринимают менее чем половинную салу ударов, возникающих при классических V-образных обводах. На ходовых же испытаниях создавалось ощущение, что сила ударов была не половинной, а едва составляла четверть. Наиболее важным для такого поведения катеров типа «Каталина» рекомендуется считать продольное профилирование обводов, благодаря которому катер почти не менял дифферента, его нос не «выскакивал» из воды и весь катер поднимался на ходу параллельно поверхности воды. Это уменьшало высоту падения, а следовательно, и силу удара.

Рис. 51. В идеальном случае благодаря V-образной форме шпангоутов давление на днище во всех трех положениях должно быть одинаковым. отображенная здесь форма шпангоутов катера типа «Каталина» приближает к этой цели.

При обводах типа «глубокое V» большое значение придается тому, чтобы днище от миделя до кормы не имело каких-либо изгибов. Это условие совершенно справедливо для такого движения, когда после подбрасывания катера волной корма первой касается воды. Подобная форма с пониженной несущей способностью кормы обладает, однако, свойством на полном ходу значительно увеличивать дифферент на корму, из-за чего возрастает высота падения носовой части катера. В противоположность этому днище у катеров типа «Каталина» более плоское у транца. Продольное профилирование выполнено с умеренным, но постоянным изгибом, чтобы ускорение струи и в продольном направлении выдерживалось примерно постоянным. Транец имел не плоскую, неглубокосидящую форму. Преимущество найденных обводов на волнении несомненно, однако наибольшая скорость катеров с такими обводами на тихой воде несколько ниже, чем у катеров с малокилеватыми шпангоутами.

.