Якорное устройство

  • Главный становой якорь типа «Данфорт» высокой держащей силы, массой 30 кг.
  • Кормовой якорь типа «ПЛуг» высокой держащей силы, массой 16 кг.
  • Разъемные карабины якорной цепи;
  • Клюз якорный;
  • Роульс якорный кормовой
  • Лебёдка якорная электрическая (шпиль);
  • Лебедка якорная кормовая;
  • Якорный канат длиной 50 м и диаметром 22мм, из полиамидного синтетического троса;
  • Якорная цепь калибром 8мм, длина 10м.
  • Якорный канат кормового якоря диаметром 20мм и длиной 40м.

Швартовное и буксирное устройства

  • Буксирный канат — плетёный, полиамидный 30мм, длиной 50 м;
  • 6 швартовных уток длиной около 350мм, расположенные в носу, на миделе и в корме побортно;
  • 2 швартовных троса 20мм, длиной 20м каждый;
  • Кранцы швартовные, 6 шт. в комплекте с приспособлением для их крепления;
  • Привальный брус (кранец) по периметру корпуса.
  • Отпорный крюк (багор).

Спасательное устройство

  • 1 надувной спасательный плот одобренного типа вместимостью 12 человек, размещаемый на кормовой платформе, сбрасываемый вручную;
  • 1 спасательных круг с линем длиной 30 м и светящимся буйком и дымовой шашкой, размещенный на кормовой палубе, имеющий сертификат об одобрении;
  • 1 спасательных круг с линем длиной 30 м, имеющий сертификат об одобрении;
  • 12 спасательных жилетов со светящимися огнями, c сертификатами одобрения, размещенные в каюте и салоне/рубке;
  • 2 спасательных жилета для вахты, распложенные в рулевой рубке;
  • 1 линемет.

Осушительная система

  • 8 помп электрических, 24В, производительностью 61 л/мин каждая с автоматическими выключателями; помпы устанавливаются по одной в каждом водонепроницаемом отсеке.
  • 8 вентилируемых сифонов, служащих для предотвращения засасывания забортной воды в выпускные трубопроводы;
  • Комплект шлангов, соединительной и забортной арматуры;
  • 1 переносная помпа погружного типа (опционно), с независимым источником питания;
  • Трехпозиционные переключатели со световыми индикаторами срабатывания, позволяющие включать помпы в ручном и автоматическом режиме.
  • Для осушения верхней палубы и кокпита в фальшборте предусмотрены шпигаты и водоотливные портики.

Системы пресной и горячей воды

  • Вкладная цистерна объемом 200 л, из алюминия или нержавеющей стали, установлена в корпусе.
  • Отсечной кран;
  • В помещениях санузла и камбуза располагаются 2 смесителя с кранами;
  • Напорный агрегат, 24В, 18 л/мин;
  • Водонагреватель объемом 30 л.;
  • Комплект сантехнических шлангов и арматуры.

Противопожарная система

  • Стационарная система пожаротушения в каждом машинном отделении, поставляемая с сертификатом, приводимся в действие вручную, дистанционно с поста управления.
  • 5 переносных огнетушителей, одобренного типа, расположенных: в салоне/рубке, на камбузе, у входа в машинное отделение на кормовой палубе (1 шт.).

Система вентиляции

  • Открывающиеся иллюминаторы, люки и двери Вентиляционные дефлекторы, установленные в рубке. Вентилятор машинного отделения, 45 м3/мин, 24В.
  • Система кондиционирования и обдува стекол
  • 2 комплекта кондиционеровMarineAir необходимой производительности;
  • Воздуховодов различных диаметров;
  • Заборных и выпускных решеток;
  • Фекальная цистерна вкладная 200л.
  • Палубная горловина с надписью WASTE;
  • Электрический фекальный насос 24В
  • Унитаз с электропрокачкой 24В
  • Комплект сантехнических шлангов и арматуры
  • Клапан-переключатель (Y-клапан)
  • Главная энергетическая установка

На судне предусмотрена главная энергетическая установка, состоящая из 2 дизелей SEATEC 850 PLUS, с передачей мощности посредством промежуточного вала на водометы CastoldiTD400HC. Как опция, судно может поставляться с дизелями большей или меньшей мощности.

Основные характеристики двигателей

Модель двигателя

SEATEC 850 PLUS

Мощность, кВт (л.с.)

625(850)

Номинальная частота вращения, об/мин

3100

Рабочий объем, л

10.3

Число цилиндров

6

Диаметр цилиндра, мм

127

Ход поршня, мм

135

Сухой вес (без редуктора), кг

940

Топливная система

  • Топливные танки емкостью 2х1750 л;
  • Палубные горловины с надписью DIESEL
  • Приемные трубопроводы;
  • Вентиляционные фитинги и вентиляционные трубопроводы;
  • Отсечные клапана;
  • Топливо распределительные трубопроводы;
  • Топливная арматура;
  • Топливные фильтры-сепараторы;
  • Датчики уровня топлива.

Система постоянного тока

  • Сервисная батарея, 24В;

  • Стартерные батареи двигателей и генератора, 24В
  • Зарядное устройство, 24В, 220В, 50Гц, от береговых источников или от генератора.
  • Светильники
  • сигнально-отличительные огни
  • прожектор с дистанционным управлением из поста управления
  • палубные светильники направленного света.
  • датчики топлива, воды, фановой цистерны
  • звуковая сигнализация
  • радионавигационное оборудование
  • системы дистанционного управления главными двигателями
  • трюмные помпы
  • помпа серой воды
  • помпа пресной воды
  • фановая система: помпа забортной воды унитаза, помпа-мажератор и фекальный насос
  • помпа обмыва палубы
  • вентиляторы машинного отделения
  • стеклоочистители
  • якорный шпиль
  • подруливающее устройство (опционное)
  • системы управления движителями
  • 2 разъема типа «прикуриватель» (ручная фара, дополнительные приемники GPS и др.).

Система переменного тока

  • дизель-генератор 9кВт, однофазный, 220В.
  • Береговое питание, 220В, 50Гц;
  • Система кондиционирования
  • Водонагреватель
  • Бытовые потребители, подключаемые в розетки 220В
  • Зарядное устройство аккумуляторных батарей
  • Медицинское оборудование
  • Розетка берегового питания IР67, 30А. Питание и заземление судна производится гибким кабелем сечением длиной 15м, 32А через переключатель «судно — берег».

Распределение электроэнергии

Распределение электроэнергии в системах постоянного и переменного тока производится с помощью расположенных в салоне распределительных щитов постоянного и переменного тока.

Средства радиосвязи

Для обеспечения радиосвязи с морскими судами и береговыми радиостанциями на судне установлено оборудование радиосвязи, комплектуемое в соответствии с требованиями национальных органов по месту регистрации судна.

Антенные устройства размещаются на мачте и на крыше рубки. Регистрация радиостанций осуществляется заказчиком по месту эксплуатации судна.

Навигационное оборудование

Для обеспечения навигационной безопасности мореплавания на судне установлено навигационное оборудование, размещенное на крыше надстройки, мачте, посту управления и комплектуемое в соответствии с требованиями национальных органов по месту регистрации судна.

Предусматривается комплект навигационных пособий и карт, иное оборудование и инвентарь.

Навигационные светосигнальные огни

  • Якорный – белый, с сектором 360°;
  • Топовый – белый, с сектором 225°;
  • Бортовые — левый (красный) и правый (зеленый) секторами 112.5°
  • Кормовой – белый, с сектором 135°
  • Бортовые лампы-отмашки (для внутренних водных путей)
  • Проблесковый маячок с сиреной – 1 шт;

Средства звуковой и зрительной сигнализации

  • Громкоговоритель.
  • В качестве свистка на судне установлен электротифон;
  • Комплект сигнальных флагов и фигур, которые могут подниматься на фалах мачты;
  • Съемный колокол.

Средства визуального контроля

Судно опционно может быть оборудовано видеокамерой ночного видения/наблюдения, установленной на крыше рубки, с функций записи изображения. Визуальный контроль изображения с видеокамер производится с использованием дисплея, установленного в рулевой рубке.

Снабжение

Готовое к эксплуатации судно снабжается необходимым шкиперским имуществом, противопожарным инвентарем, комплектами ЗИП и другим оборудованием в соответствии с перечнем снабжения. Объем снабжения и ЗИП является предметом отдельного согласования между Покупателем и Поставщиком.

www.aurora-boat.ru

Катамаран — комфортабельная плавдача

Закономерен вопрос — каковы же эти условия?

Выгоднее однокорпусного оказываются катамараны с узкими симметричными корпусами, расстояние между которыми — горизонтальный клиренс — выбрано правильно, с учетом их взаимовлияния.

Как показывают исследования, вредное взаимовлияние корпусов при рассматриваемых малых скоростях практически исключается, когда относительный клиренс с — отношение расстояния между внутренними бортами катамарана к удвоенной ширине каждого корпуса — превышает 1,5.
полнение этого условия — увеличение общей ширины катамарана, как раз на руку тем, кто решил воспользоваться преимуществами двухкорпусной схемы для постройки моторной плавучей дачи — надежного вместительного судна для плавания со скоростью вплоть до 25-30 км/ч с одним мотором умеренной мощности. Разнесенные для уменьшения взаимовлияния корпуса дают возможность получить не только просторную палубу (кокпит, каюту), но и прекрасную остойчивость: даже при уменьшении упомянутого оптимального с = 1,5, вдвое катамаран при одинаковой кренящей силе будет получать угол крена в 7-8 раз меньше, чем близкое ему по остальным характеристикам однокорпусное судно.

Катамаран Ю. А. Лыченского, письмо которого мы процитировали в начале обзора, как раз и представляет удачный пример двухкорпусной яхты для путешествий всей семьей — плавдачи, достаточно быстроходной (скорость ее около под 25-сильной «Москвой») и в то же время гораздо более вместительной, надежной и комфортабельной, чем традиционная мотолодка 5-метровой длины. Разберем подробнее отличительные черты этого судна.

Корпуса спроектированы удачно: они сделаны симметричными, с большим относительным удлинением (L/В = 8), с плоско-килеватыми обводами. При общей ширине катамарана по палубе 2,2 м и ширине корпусов около 0,6 м величина горизонтального клиренса получилась достаточной для уменьшения взаимовлияния корпусов без излишнего увеличения габаритов судна. «Плавдача, — как отмечает автор проекта,— удивительно остойчива и просторна».


Полезная площадь каюты и закрывающегося тентом кормового кокпита в общей сложности 2.74 х 1,9 = 5,2 м². Багаж и горючее убираются в носовые и кормовые отсеки в корпусах. И при всем том имеющиеся возможности использованы не до конца. Так, стоило бы переместить носовую балку моста (и соответственно носовую стенку рубки) на шпацию в нос. Это не только добавило бы около 1 м2 полезной площади, но и избавило бы от забрызгивания стекол рубки на ходу (с этим явлением автор борется подбором профиля — брызгоотбойников по скулам). Более оправданным, на наш взгляд, было бы и размещение мотора на уровне транцев корпусов с соответствующим увеличением длины кокпита.

Корпуса «Янги» обшиты 2-миллиметровым стеклотекстолитом и оклеены стеклотканью в несколько, слоев, однако набор представляется излишне мощным: шпангоуты имеют сечение 60 х 18 при шпации 450-500 мм; с не меньшим запасом прочности сделаны конструкции моста коробчатого сечения и щитовой рубки. 300 кг — с таким довольно большим весом корпуса «Янга» была спущена на воду.

«При ночной стоянке на Дону в «Янгу» на полной скорости врезался потерявший управление «Прогресс». Треск был такой, что я думал — мой катамаран разлетается в щепки! Однако утром, после того, как с трудом вытащили из своего борта застрявший нос «дюральки», кроме пробитой стеклотекстолитовой обшивки никаких повреждений не обнаружил.
прочности теперь сомнений нет».— Этот рассказ о случившемся косвенно подтверждает нашу догадку о чрезмерном запасе прочности, а, следовательно, и весе конструкции. Лишь благодаря малой на таких скоростях чувствительности катамарана к нагрузке подобные «излишества» не сказались на скорости! Ну что ж, это еще одно достоинство двухкорпусной схемы!

Нельзя назвать удачным общее архитектурное решение катамарана, однако в целом автору «Янги» удалось воспользоваться почти всеми положительными качествами катамаранной схемы при умеренных скоростях глиссирования.

Вообще говоря, возможности катамаранов как судов для «неспешного» семейного плавания и отдыха на воде уже неплохо изучены нашими судостроителями-любителями, поэтому стоит поподробнее остановиться на других, менее освоенных ими диапазонах скоростей.

Как использовать опыт гонщиков?

Победы «тоннельных» мотолодок на всемирно известных гоночных трассах, а с недавних пор и победы крупных катамаранов в океанских гонках — в условиях открытого моря наталкивают некоторых из любителей скоростей на мысль об использовании опыта постройки этих экстремальных судов.

Океанский гоночный катамаран ПентхаузДействительно, как доказывают ученые и как показывает опыт, за 50-километровый рубежом, столь притягательным для наших водномоторников, катамараны получают преимущества перед сравнимыми однокорпусными судами, возрастающие е дальнейшим ростом скоростей.
страницах сборника неоднократно печатались материалы, знакомящие читателей с этими особенностями быстроходных двухкорпусных судов. Напомним лишь, что благодаря большему, чем у обычных катеров, удлинению несущих корпусов, катамаран устойчиво глиссирует под оптимальными с точки зрения достижения высокого гидродинамического качества углами атаки. Однокорпусные же суда на высокой скорости при попытке увеличить угол дифферента до 4-5° для получения выгодных углов атаки устойчивость движения теряют; они начинают отрываться от воды, падать, теряя скорость, и вновь взлетать в воздух. Чрезмерная подъемная сила, появляющаяся на широком днище, постоянно стремится вытолкнуть катер в воздух.

Однако и на скоростях выше 50 км/ч несомненные теоретически преимущества катамаранов могут быть использованы практически только при условии тщательной «настройки»: точного выбора сочетания удлинений глиссирующих корпусов (уже асимметричных! ), величины горизонтального клиренса, центровки, профилировки моста и т. д. и т. п.

Как показывают эксперименты, катамаран с шириной корпусов по 0,6 м на скорости 68 км/ч будет иметь сопротивление на 10 меньше, чем 1,5-метровой ширины однокорпусный катер. Прибавьте к этому еще и возможность превратить встречный поток воздуха из источника дополнительного сопротивления в союзника: ведь на удачно спрофилированном мосте создается аэродинамическая подъемная сила, способная принять на «свои плечи» большую часть веса катамарана (при 100 км/ч каждый 1 м² несущей площади моста дает до 30 кг подъемной силы). Этим и объясняется рост интереса спортсменов к катамаранной схеме обводов.

Уточним, спортсменов, выступающих или в основном на гладкой воде — на закрытых акваториях и в старших классах гоночных судов, или на океанских катерах больших размерений. Вертикальный клиренс — высота подъема моста над зеркалом воды — накладывает строгие ограничения по мореходности, поэтому в принципе конструкторы всегда стараются делать вертикальный клиренс максимально возможным. Только в 700-кубовом классе упора мотора становится достаточно, чтобы иметь размерения, при которых высота подъема моста уже сравнима с высотой волн при толчее на трассе.

Если же говорить о катерах для океанских гонок, то здесь получить достаточный вертикальный клиренс и сделать двухкорпусное судно мореходным удается при длине не менее 11-12 м. Ясно, что для движения более тяжелого, чем однокорпусное судно, катамарана, подобного 4,5 тоннам «Куду» или ветерану гонок Каус — Торки — Каус «Пентахаузу» нужны еще более мощные двигатели! Добавим еще, что на таких мощностях и скоростях (вроде средней скорости 121 км/ч, показанной катамараном «Еллоудрама-III») появляются новые проблемы; так, конструкторам приходится думать уже не о том, чтобы, поднимать катер из воды, а о том, как прижимать его к воде, чтобы удержать от взлета…

В какой же мере наш любитель может воспользоваться скоростными преимуществами катамаранов, выявленными на гоночных дистанциях, строя судно под имеющиеся у нас моторы и не для спортивных целей, а для прогулочных выходов?

В этом номере в разделе для самостоятельной постройки публикуются чертежи скоростного прогулочного мини-катамарана, спроектированного ленинградским конструктором Ю. А. Зиминым, имеющим большой опыт создания гоночных судов. Прототипом для «Радуги-39К» послужил гоночный катамаран, на котором он успешно выступал в классе SC 506. При тщательной настройке катамаран на прямой достигал скорости 70 км/ч. На более тяжелой и комфортабельной «Радуге-39К» таких скоростей, конечно, получить не удастся, но во время прогулок с 30-сильным мотором и налегке на 55 км/ч рассчитывать можно, что и делает оправданным применение двухкорпусной схемы.

Каковы же особенности рассматриваемого прогулочного катамарана?

Учитывая большие нагрузки и меньшие скорости, при которых будет эксплуатироваться «Радуга-39К», автор проекта сделал внутренне борта асимметричных корпусов не вертикальными, как у гоночного варианта, а с небольшим развалом. Это позволило сохранить достаточно высокое качество за счет увеличения рабочего участка от редана «Р-2» до редана «Р-32». Для исключения взаимовлияния корпусов (на меньшей, чем у мотолодки SC скорости) и увеличения активной площади моста горизонтальный клиренс увеличен на 80 мм.

Для упрощения постройки конструктор отказался от второй скулы. Теперь при выходе на глиссирование, резких поворотах, ходе на волне и с полной нагрузкой ее роль частично выполняет редан «Р-3».

Для активного отсечения брызговой пелены от внутренних стенок и моста установлен дополнительный редан «Р-2». Появившийся небольшой слом носовой части моста предохраняет палубу от забрызгивания и от зарывания при встрече с крутой волной. Уже за 40-километровым рубежом скорости такой мост надежно «зависает» над водой и на нем начинает появляться все более ощутимая аэродинамическая сила, разгружающая корпуса. С ростом достижимой скорости преимущества катамарана по гидро- и аэродинамическим характеристикам перед обычной мотолодкой будут расти.

С характером быстроходного катамарана любителю, решившему построить «Радугу-39К», еще предстоит познакомиться.. Особенностями его поведения будут: некоторое переваливание с борта на борт при выходе на глиссирование, да и большая длительность времени выхода на режим; внешний крен при циркуляции; более плавная, чем у обычной лодки, вертикальная и килевая качка; чувствительность к резким порывам ветра и носовой центровке.

При тщательном изготовлении катамарана, удачном подборе винта и правильном заглублении мотора граница достижимых для прогулочных лодок скоростей может быть значительно продвинута вперед. Однако повторяем, речь идет о скоростях порядка 60 км/ч и выше.

Выход – установка крыльев

Мы рассмотрели два скоростных диапазона, между которыми осталась область в принципе наиболее реальных, доступных для прогулочного флота скоростей. Как мы уже знаем, на этих скоростях 30-48 км/ч катамараны обладают большим сопротивлением, чем однокорпусные лодки, однако ученые подсказывают путь, дающий возможность избавиться от этого недостатка двухкорпусных судов.

Быстроходный катамаран на крыльях конструкции БелоусовыхНедавние гидродинамические исследования — о них рассказывают Э. А. Афрамеев и Я. С. Рабинович — показали, что и этот средний диапазон скоростей будет совсем не так уж безнадежен, если поставить катамаран на подводные крылья. Одно, два или даже три плоских крыла с сегментным профилем, установленных между корпусами катамарана, способны почти полностью исключить волнообразование между корпусами, уменьшить сопротивление трения за счет опускания уровня воды между ними и повысить общее гидродинамическое качество судна (так как крылья, принимающие на себя большую часть его веса, обладают более высоким качеством, чем глоссирующие поверхности днища).

Самое любопытное, что идея установи крыльев на катамаран для некоторых наших читателей — далеко не новинка. Например, горьковчане отец и сын Белоусовы впервые поставили катамаран на крылья в 1958 г.: тогда они ходили на нем еще под 10-сильной «Москвой»! Второй крылатый катамаран они построили уже на базе полученного опыта десять лет спустя. Служит это судно и по сегодняшний день.

Основные данные катамарана на крыльях Белоусовых

Длина наибольшая, м

4,4

Ширина наибольшая, м

1,6

Высота борта наибольшая, м

0,6

Полное водоизмещение, кг

600

Осадка корпуса на ходу, м

0,1

Вес корпуса, кг

170

Корпуса катамарана Белоусовых имеют симметричные обводы и сильное сужение к корме (по форме днища они напоминают водную лыжу); относительное удлинение корпусов около 11,5; легкий подъем килевой линии начинается сразу за миделем. Горизонтальный клиренс на миделе около 0,3 м. Между корпусами поставлены два плоских крыла из сплава АМг, причем каждый край крыла крепится всего двумя винтами. Оба крыла имеют плоско-выпуклый сегментный профиль. (Кстати, наиболее проста технология изготовления крыльев именно с таким профилем: внутреннюю поверхность трубы фрезеруют на плоскость, наружную опиливают до нужного профиля.).

Катамаран Г. О. Илвеса на ходуКак бы то ни было, скорость 4,4-метрового катамарана с одним водителем под мотором «Вихрь» составляет 47 км/ч. Конструкторы своего добились — при помощи крыльев использовали на традиционно невыгодных для катамарана скоростях такие достоинства двухкорпусной схемы, как высокая остойчивость, устойчивость движения, малая чувствительность к нагрузкам.

«Даже при водоизмещении 450-460 кг нашу лодку с одной «Москвой-25″ не могут обойти другие моторки меньшего водоизмещения и с двумя моторами», — пишут авторы. Ход на волне мягкий. Даже через плавающие бревна катамаран «перелетает» свободно (крылья установлены чуть выше глиссирующих поверхностей корпусов): лишь откидывается при этом мотор, антикавитационная плита которого поднята выше кормового крыла на 80 мм. Во время прошлогоднего путешествия из Горького на КАМАЗ и обратно катамарану не раз приходилось выбрасываться на берег, никаких повреждений не было. Как убедились авторы, крылья придают немалую дополнительную жесткость всей конструкции.

Обшивка корпусов выполнена из 5-мм бакелизированной фанеры по дюралевому набору.

К сожалению, авторы не сообщили, имеется ли возможность регулировки крыльев по углам атаки и перестановки по длине. Однако и при фиксированном положении крыльев эксплуатационные достоинства такого крылатого катамарана налицо. Крыльевая система предельно проста, не мешает швартовке и хранению, существенно повышает общее гидродинамическое качество; наконец, она значительно более безопасна, по сравнению с традиционными крыльями.

Разборная конструкция катамарана ИлвесаК недостаткам, на наш взгляд, следует отнести сужение корпусов к корме (в связи с чем потребовались стартовые наделки); симметричность обводов корпусов, которая на максимальных скоростях не оптимальна из-за большого брызгообразования; крепление крыльев выше килевой линии, повышающее опасность срывов малопогруженных крыльев с режима и увеличивающее вредное брызгообразование.

В целом же рассмотренную и практически проверенную многими годами эксплуатации конструкцию несомненно следует признать удачной и представляющей возможности для дальнейшего усовершенствования.

Любопытна конструкция 7-местного катамарана другого нашего читателя — Г. О. Илвеса из Риги. Фактически — это кузов на понтонах, которые соединены тремя стальными трубами (?50) над водой и двумя подводными крыльями. Вся конструкция разборная. Пол просторной каюты-кузова высоко поднят над водой, что позволяет избежать ударов при ходе на волнении. Здесь свободно устраиваются на ночлег четыре пассажира. Имеются разборный стол, газовая плита, складные мягкие стулья и даже гальюн. В непогоду даже с поставленным тентом можно спокойно ловить рыбу — в полу открывается лючок 40 х 60 см.

Основные данные катамарана на крыльях Г. Илвеса

Длина наибольшая, м

6,2

Ширина наибольшая, м

2,35

Высота до крыши рубки, м

2,0

Осадка, м

0,15

Вес без оборудования, кг

350

Макс. пассажировместимость, чел

7

Максимальная скорость под двумя моторами «Москва-25» — 45 км/ч стала возможной благодаря установке крыльев размером 1200 х 600 каждое. Крылья склепаны из 2-мм дюралевых листов, пространство между которыми заполнено эпоксидной смолой. Максимальная толщина крыльев в передней трети профиля — 10 мм. Переднее крыло имеет угол атаки — 5°, заднее — 3°. Разумеется, на высоких скоростях такие необычно широкие крылья не оптимальны (очевидно, можно добиться и повышения максимальных скоростей!), зато на глиссирование катамаран выходит уже по достижении 20 км/ч. При любой волне и направлении ветра судно идет уверенно, без ударов. Как полагает конструктор, в немалой степени способствуют этому тримаранные обводы узких корпусов.

Катамаран ЧайкаКонечно, созданная конструкция (катамаран построен еще в 1959 г. и с тех пор усовершенствуется) — это вариация на вольную тему, которая далека от оптимальных характеристик. Вряд ли есть смысл рекомендовать этот самобытный проект для повторения. Важно, однако, что автор пришел к той же идее: с помощью крыльев попытался совместить несовместимое, получить комфортабельную плавдачу и одновременно — скоростное мореходное судно.

Идея создания катамарана с гидродинамической разгрузкой при помощи крыльев заинтересовала и нашу промышленность. Ленинградцами В. Н. Варламовым и Л. А. Тедером в содружестве со специалистами Ярославского судостроительного завода создан проект катамарана на крыльях для серийного выпуска. «Чайка», так условно названа новая 4,3-метровая мотолодка, имеет два асимметричных корпуса, между которыми установлены три прямоугольных в плане подводных крыла.

Основные данные катамарана на крыльях «Чайка»

Длина наибольшая, м

4,30

Ширина наибольшая, м

1,80

Высота борта на миделе, м

0,85

Кокпит, м

2,10х1,30

Вес корпуса, кг

170

Водоизмещение с 4 пассажирами, кг

700

Проведены первые испытания опытного образца этой мотолодки, которые подтвердили ее высокие скоростные и мореходные качества. Под двумя изношенными «Вихрями-М» с далеко не оптимальными для данного случая штатными винтами, с четырьмя пассажирами на борту скорость «Чайки» составила 45 км/ч; под одним мотором той же мощности 25 л. с. и при той же загрузке — до 35 км/ч. При этом скорость хода очень мало зависела от числа пассажиров.

Три крыла катамаран ЧайкаМотолодка остойчива, хорошо всходит на волну, не испытывает при этом ударов; брызгообразовние незначительно. Мореходные испытания катамарана при волне высотой 0,45 м показали вполне удовлетворительную устойчивость и полное отсутствие забрызгивания на всех курсовых углах к бегу волн, за исключением угла 90°, при котором брызги попадали в кокпит. Наибольшие вертикальные перегрузки при ходе со скоростью около 36 км/ч возникали при курсовых углах 0° и 45° и составляли 1,7 g. (Обычная мотолодка в таких же условиях испытывала заметно более жесткие удары.)

Говорить о серийном производстве этой мотолодки, конечно, рано. Не до конца доведены испытания, далеко не исчерпаны ее скоростные возможности, не найдено еще и решение внешнего облика необычного судна. Однако при всем том создание «Чайки» представляется очень интересным и перспективным шагом.

Приведенные примеры показывают, что моторные катамараны, обеспечивая целый ряд эксплуатационных преимуществ, могут быть равноценны по скоростным качествам обычным мотолодкам на всех доступных нашему сегодняшнему любителю скоростях. Можно утверждать, что при тщательной настройке двухкорпусные суда могут даже превосходить однокорпусные суда по своим гидроаэродинамическим характеристикам. Конечно, решение этой задачи — сложнее, чем создание скоростной традиционной мотолодки, но — тем дороже успех!

М. С. Штехер//Катера и Яхты, вып. 4 (74), 1978 г.

Общий вид и сечение по каюте катамарана «Янга»

Общий вид и сечение по каюте катамарана Янга

Общий вид катамарана «Чайка» на подводных крыльях

Общий вид катамарана Чайка на подводных крыльях

 

www.chernomor.su

Транскрипт

1 СКОРОСТНЫЕ КАТАМАРАНЫ Катамаран как архитектурно конструктивный тип достаточно широко используется в современном судостроении. Причины, побуждающие проектантов использовать эту схему различны. В одних случаях это необходимость увеличения полезной площади палубы, в других (прежде всего на парусных судах небольших размеров) обеспечение повышенной начальной остойчивости, однако всё чаще это увеличение скорости хода. Да. Действительно в целом ряде случаев применение катамаранной (двухкорпусной) схемы позволяет существенно повысить скорость, обеспечивая высокие мореходные качества.

2 Рабочий катер катамаран. Лондон. Пассажирский катамаран. Лондон.

3 Пассажирский катамаран. Лондон. Пассажирский катамаран. Лондон.

4 Пассажирский катамаран. Лондон. Пассажирский катамаран. Лондон.

5 Пассажирский катамаран. Барселона.

6 По катамаранной схеме строят прогулочные, разъездные и обстановочные суда, лоцманские катера, суда для обеспечения дайвинга, яхты. Прогулочный катамаран «понтон». Катамаран для обслуживания дайвинга. Сейшельские острова.

7 Моторная яхта катамаран. В некоторых случаях катера катамаранной схемы развивают скорость 90 узлов и более. Скоростной катер катамаран. Начиная с 80-х 90 годов наблюдается устойчивая тенденция строительства и эксплуатации скоростных судов различных типов. Как однокорпусных (глиссирующего типа или движущиеся в режиме переходном

8 к глиссированию) так и катамаранов. Причём, всё чаще приоритет отдаётся, как правило, катамаранам. Они, обладая теми же скоростными характеристиками, что и суда на подводных крыльях, отличаются более высокой мореходностью, сравнительной простотой конструкции и обслуживания, большей грузоподъёмностью и (или) пассажировместимостью. Их скорость составляет от 30 до 55 узлов (от 55 до 100 км/час). Основным материалом корпуса являются лёгкие алюминиевомагниевые сплавы. Конструкция корпуса — сварная. Силовая установка высокооборотные дизеля либо газовая турбина. Движетели водомёты, реже угловые колонки. Пассажиры размещаются в салоне на креслах самолётного типа, но с более просторной их расстановкой. Скоростной катамаран на ремонте. Неаполь.

9 Скоростной катамаран. Неаполь. Водомёты. Наибольших успехов в деле проектирования и строительства скоростных катамаранов добилась австралийская компания INCAT,

10 основанная в 1977 году Бобом Клиффордом в Хобарте на острове Тасмания. Значительное развитие получило это направление также во Франции, Норвегии, США. За последнее время сформировалось несколько типов скоростных катамаранов: с симметричными и несимметричными корпусами, глиссирующие, с «волнопронзающими» корпусами, с погруженными веретонообразными корпусами, с корпусами большого удлинения. Наиболее перспективным с коммерческой точки зрения (по принципу цена эффективность) при постройке судов длиной до метров оказался глиссирующий катамаран. Скоростной пассажирский катамаран.

11 Скоростной пассажирский катамаран. Неаполь. Скоростной катамаран на ходу. При больших размерах, как правило, предпочтение отдаётся катамаранам с «волнопронзающими» обводами.

12 В целях повышения мореходности в носовой сати «моста» соединяющего корпуса катамарана может оборудоваться волнорез, напоминающий своей формой традиционный форштевень. Скоростной катамаран «Jaume II» с «волнопронзающими» обводами. Сегодня ситуация такова, что в прибрежном судоходстве, как на коротких линиях, так и на линиях средней протяжённости, и на внутренних водных путях скоростные катамараны вытеснили другие типы судов с динамическими способами поддержания (суда на подводных крыльях, суда на воздушной подушке). В результате скоростные катамараны сегодня эффективно используются для пассажирских и грузопассажирских перевозок по всему миру. Они активно эксплуатируются в Европе, Юго-Восточной Азии, Африке, Австралии и Океании, в США и в странах Латинской Америки. Это могут быть достаточно крупные суда. Так, их длина в некоторых случаях может достигать 100 и более метров, пассажировместимость составлять от 500 до 1500 человек. Кроме пассажиров они могут принимать на борт до 400 автомобилей, могут перевозить пакетизированные грузы, контейнеры.

13 Пассажирский катамаран, Мальта. По сравнению с судами на подводных крыльях немаловажным обстоятельством является и то, что габаритная осадка скоростного катамарана всегда меньше чем у судна на подводных крыльях равного ему водоизмещения. Это, соответственно уменьшает риск посадки на мель и позволяет использовать порты с несколько меньшими глубинами. Существенным недостатком судна на подводных крыльях является значительный наклон выходящего из корпуса гребного вала к основной плоскости. Это приводит во первых, к значительной тангенциальной потере упора гребного винта, а во вторых вдоль тела гребного вала, пересекающего при ходе на крыльях поверхность воды, происходит подсос воздуха к винту, способствующий также потере упора. Другой особенностью является то, что на коммерческих судах на подводных крыльях используются малопогруженные крылья, поскольку глубокопогруженные с их автоматизированной системой управления закрылками оказались для коммерческого применения слишком дорогими и сложными. Кроме того, более благоприятные условия для работы гребного винта при использовании глубокопогруженных крыльев, осложняются необходимостью применения угловой передачи к нему.

14 Также затруднено применение на судах на подводных крыльях водомётов имеющих при высоких скоростях (обычно узлов и выше) более высокий КПД, чем гребной винт. В то же время конструкция корпусов катамарана идеально подходит для размещения водомётов. Известны единичные факты применения водомётных движителей при использовании подводных крыльев за рубежом. Однако во всех случаях это боевые катера, построенные в единичных экземплярах, либо малой серией. В тоже время нужно отметить, что иногда подводное крыло применяется как на скоростных катамаранах, так и на глиссирующих паромах с целью исправления ходового дифферента. В некоторых случаях относительную конкуренцию катамаранам могут составлять однокорпусные суда (глиссирующего типа или движущиеся в режиме переходном к глиссированию). Однако, при малой и средней пассажировместимости (до 400 человек) они существенно проигрывают им по уровню комфорта для пассажиров при ходе на волнении. Уровень вертикальных ускорений (важнейший показатель комфорта для скоростных судов) у катамаранов ниже на 30-50%.Значительная площадь палубы (на %) по сравнению с судами на подводных крыльях и однокорпусных того же водоизмещения делает размещение пассажиров более комфортным. Пассажирский катамаран. Тулон.

15 Кроме того, в отличие от судов на подводных крыльях, архитектурноконструктивный тип катамарана хорошо адаптируется к функции автомобильно пассажирского парома с кормовой (реже с носовой, иногда и с кормовой и с носовой) аппарелью (аппарелями), что существенно расширяет сферу его применения. Скоростной авто пассажирский паром катамаран. Разгрузка через носовую аппарель. Скоростной авто пассажирский паром катамаран. Вид с кормы.

16 В ряде случаев скоростные катамараны успешно конкурируют с авиацией. Этому способствуют: высокие скорости, более свободная расстановка кресел в салоне, возможность пассажирам брать с собой больший вес багажа. Существенным фактором для приморских городов является то, что пассажирский терминал, как правило, находится в центре города, откуда добираться в любой из районов либо в пригород, удобнее, чем из аэропорта расположенного практически всегда за городом. Скоростной катамаран. Мальта. В среднем за счёт этого экономия времени пассажира составляет от 1 до 1,5 час в среднем на всё путешествие (от двери до двери). Дополнительную экономию порядка 2 часов даёт то, что пассажирам скоростного катамарана нет необходимости осуществлять предварительную регистрацию. Всё это даёт скоростным катамаранам существенные преимущества перед авиацией на дистанциях не только в км, но и порядка км. В большинстве случаев стоимость билетов на скоростные катамараны на 10 % ниже, чем на самолёт, следующий по тому же маршруту. Ещё один важный аргумент в пользу скоростного катамарана в сравнении с самолётом безопасность. Повреждение и даже отказ двигателя (двигателей), повреждение корпуса, пожар и даже взрыв на борту, в отличие

17 от самолёта не ведут к немедленной и неизбежной гибели судна, не лишают пассажиров и экипаж возможности спастись. Однако, важнейшим показателем для скоростных пассажирских судов является число квт мощности, приходящееся на одного пассажира при сопоставимой скорости (см. таблицу). Скорость, узлов квт/ пассажир СПК квт/ пассажир катамаран 30 13, ,0-13, ,0-31,0 19,2-25,0 Таблица Для катамаранов со скоростями менее 25 узлов этот показатель может составлять от 5 до 11 квт на одного пассажира. Скоростной пассажирский катамаран. Таким образом, можно констатировать, что сегодня скоростной катамаран является этапным типом быстроходного судна, надолго определившим облик значительной части транспортного флота, занятой перевозками пассажиров и дорогих штучных грузов. Безусловно, в

18 коммерческом судоходстве он (катамаран) существенно потеснил другие типы скоростных судов, оставив им достаточно узкие «экологические» ниши. При этом, скоростной катамаран сам вторгается в новые «ниши». В США, Австралии и Франции экспериментируют с десантными катамаранами. Скоростные катамараны используются в качестве судов-снабженцев на нефтегазовых промыслах, лоцманских судов. К сожалению, у нас в стране судостроители остались в значительной мере в стороне от реализации идеи быстроходного катамарана. А ведь ещё в 1910-х годах русский инженер-кораблестроитель В.П. Костенко высказал идею быстроходного катамарана с несимметричными корпусами. В дальнейшей этой тематикой занимались д.т.н., проф. В. Г. Павленко, к.т.н. А.Я. Король. Были построены два опытных скоростных пассажирских катамарана типа «Капитан Угловский». К сожалению после смерти В.Г.Павленко эти многообещающие работы были свёрнуты. В тоже время хочется отметить, что в настоящее время один из ведущих в этой области учёных (он же одновременно и практик-конструктор) — руководитель конструкторского бюро «Альбатрос» работающего в Таиланде к.т.н. А.Г. Назаров выпускник кораблестроительного факультета Севастопольского приборостроительного института.

19 Поэтому, сегодня нашим предприятием взят курс на активное развитие данного направления используя как зарубежный, так и отечественный опыт.

docplayer.ru

Приключения француза

Шесть лет назад, в октябре 2007 года, «Популярная механика» писала о футуристическом тримаране l’Hydropt?re, построенном французом Аленом Тэбо. В то время «Гидроптер» только-только появился в поле зрения журналистов и вызывал скорее скепсис, нежели восхищение. Но прошли годы, и Тэбо установил на своем «гадком утенке» пять мировых рекордов (четыре на морской миле и один на 500-метровке), которые казались непокоримыми, пока не появился Ларсен со своим Vestas Sailrocket 2.

L’ Hydropt? re — это парусный тримаран на подводных крыльях. Крылья длиной 6,4 м закреплены под углом 45° к корпусу и создают весьма значительную подъемную силу: при достаточно скромном ветре (около 6,5 м/с) тримаран уже отрывается от поверхности воды. Если судно налетает на серьезную волну, срабатывают газовые амортизаторы, «попускающие» крыло, способное сдвигаться на расстояние до 60 см, принимая энергию удара.

Скоростной катамаран Морская миля — это весьма приличное расстояние, 1852 м, требующее от рекордного транспортного средства достаточной стабильности. Коротенькая же 500-метровка открывает широчайшее поле для… кайтсерфинга. С момента, когда Международная федерация парусного спорта официально включила кайтсерфинг в парусные дисциплины, приручившие воздушных змеев спортсмены поставили шесть (!) рекордов скорости на малой дистанции. Тем не менее и l‘ Hydroptere, и Vestas Sailrocket 2 в разное время становились обладателями рекорда в данной категории.

Первый рекорд Тэбо поставил еще в апреле 2007 года — он прошел морскую милю на средней скорости 41,69 узла (77,21 км/ч). Интересно, что четыре предыдущих рекорда в этом зачете были установлены не на яхтах, а на парусных виндсерфинговых досках (особенно отметился знаменитый датский виндсерфер Бьорн Дункербек, установивший три мировых рекорда на морской миле). Впоследствии Тэбо трижды улучшал свой показатель и довел его к осени 2009 года до 50,17 узла (92,91 км/ч), таким образом первым превысив полусотенный рубеж на данной дистанции.

Все яйца в одной корзине

Основная задача, которую ставил перед собой австралиец Пол Ларсен, заключалась в том, чтобы стать мировым рекордсменом в обеих дисциплинах. Финансирование под подобный проект при должном качестве идеи найти не так и трудно — в случае Ларсена спонсором стала датская компания Vestas, крупнейший в мире производитель ветрогенераторов. Ларсен с командой инженеров принялись за работу — и к 2008 году (обратите внимание, на тот момент Тэбо тоже еще был в стадии «становления», то есть французский и австралийский проекты развивались параллельно) катамаран Vestas Sailrocket был закончен. 3 декабря 2008 года близ намибийского Уолфиш-Бея Ларсен пошел на первый рекордный заплыв и имел шансы на успех. Увы, подъемная сила превысила расчетную, парусник взлетел, перекувыркнулся в воздухе и рухнул. Ларсену повезло — он не получил ни царапины.

www.popmech.ru

teron.ru

1. Катамараны с корпусами большого удлинения и V-образными обводами

Основной составляющей полного сопротивления быстроходного судна является волновое сопротивление, обусловленное возникновением судовых волн под действием сил тяжести частиц жидкости. Вызванное движением судна волнообразование состоит из носовой и кормовой групп расходящихся и поперечных волн, причем основную роль в создании сопротивления играют именно поперечные волны. В процессе движения судна происходит наложение — интерференция этих групп волн. При одних скоростях движения возникает неблагоприятная интерференция, в результате которой амплитуда результирующих волн возрастает и волновое сопротивление увеличивается; при других скоростях, наоборот, наблюдается благоприятная интерференция носовой и кормовой групп волн, т.е. происходит снижение интенсивности волнообразования за кормой и общая величина волнового сопротивления Rв уменьшается.

Картина волнообразования за корпусом движущегося судна, а следовательно и величина Rв, зависят прежде всего от скорости движения, поэтому волновое сопротивление моделируется по числу Фруда

При малых скоростях, определяемых числом Фруда 0.10÷0.15, волновое сопротивление практически отсутствует. С увеличением скорости оно резко возрастает и при Fr ~ 0.5 наблюдается четко выраженный максимум Rв — возникает проблема преодоления так называемого «волнового барьера» (для этого приходится использовать различные гидромеханические и конструктивные средства).

Волновое сопротивление весьма существенно зависит также от формы обводов корпуса и соотношения главных размерений судна. При этом преобладающее влияние на Rв оказывают: коэффициент общей полноты судна 5; относительная длина корпуса L/B или L/V1/3 (где V — объемное водоизмещение судна); относительная ширина В/Т, а также обводы судна в оконечностях. При этом увеличение относительной длины способствует снижению Rв тем большему, чем выше число Фруда.

Волновое сопротивление интенсивно уменьшается с увеличением глубины погружения тела (корпуса судна). Известно, что подводные лодки в подводном положении не испытывают волнового сопротивления. Относительная глубина погружения корпуса, при движении на которой не будет волнообразования, может быть определена из условия H/L ≥ 1.5·Fr-0.15.

И наконец, у движущегося катамарана возникает гидромеханическое взаимодействие волновых систем обоих корпусов. При благоприятном их взаимодействии может быть достигнуто некоторое снижение Rв, величина которого зависит также от обводов корпусов и их горизонтально-поперечного клиренса.

В целях повышения пропульсивных и мореходных качеств корпуса катамаранов обычно выполняются с большим относительным удлинением lк/bк. В этом отношении следует, например, отметить серию из шести судов австралийской фирмы «InCat». На самом крупном катамаране этой серии «InCat 050», построенном в 1998 г., корпуса имеют очень высокое относительное удлинение — 19.1, что и позволило существенно снизить волновое сопротивление на режиме полного хода и обеспечить эксплуатационную скорость 42 узла при относительно умеренной мощности энергетической установки.

В стадии постройки находится еще более крупный катамаран со «сверхузкими» корпусами, имеющими относительное удлинение 21.7. При главных размерениях 120x29x4.7 м длина корпусов по КВЛ равна 102.3 м, а ширина — 4.7 м. При дедвейте 1200 т и газотурбинной ЭУ мощностью 4×13100 кВт судно будет способно развивать скорость 51 узел, имея на борту 1200 пассажиров и 460 автомобилей.

Японская фирма «IHI» разработала типоразмерный ряд катамаранов со «сверхтонкими» корпусами типа «SSTH» (Super Slender twin hull) длиной от 30 до 200 м. Один из наиболее крупных катамаранов этой серии, имеющий главные размерения 153.5×27.5 м, будет способен развивать скорость 37 узлов при двухвальной энергетической установке общей мощностью 41 200 кВт.

Известно, что при движении на волнении судно испытывает вертикальную, бортовую и продольную качку, в результате чего возникают заливание палубы и надстроек, опасность слеминга (т.е. гидродинамических ударов корпуса о встречную волну) и потери остойчивости. Все эти явления значительно ухудшают комфортность пассажиров и обитаемость экипажа. От воздействия волн возникают ускорения (перегрузки), которые принято оценивать в долях от ускорения свободного падения g (если величина этих перегрузок, измеренных в центре тяжести судна, ниже 0.2g, мореходность судна оценивается как достаточная).

Кроме того, в условиях волнения ухудшаются ходовые характеристики судна вследствие возрастания сопротивления движению и снижения эффективности работы движителей. В ряде случаев возникает необходимость намеренного снижения скорости движения судна или даже изменения его курса.

Одним из конструктивных средств повышения мореходности катамаранов является использование обводов типа «глубокое V», которые до недавнего времени широко применялись лишь в катеростроении. По сравнению с обычными малок-леватыми и круглоскулыми, V-образные обводы, смягчающие удары о волну, позволяют значительно снизить вероятность слеминга и повысить устойчивость судна на курсе; кроме того, снижается заливаемость его водой, возрастает остойчивость. Важным эксплуатационным преимуществом V-образных обводов является снижение фактической потери скорости при ходе на волнении.

С целью дальнейшего повышения эффективности эксплуатации большинство построенных за последнее время скоростных катамаранов оборудовано специальной системой стабилизации движения судна в условиях волнения MDS (Motion Damping System). Эта система включает Т-образные подводные крылья с закрылками, устанавливаемые в носовой оконечности каждого корпуса, активные триммеры на транце — управляемые транцевые плиты, а также интерцепторы по периметру корпусов. Как показал опыт, система MDS обеспечивает умерение (на 50%) амплитуд килевой качки и перемещений при вертикальной качке; снижение в 1.5-2 раза перегрузок, а также упрощение дифферентовки в условиях волнения. В результате существенно повышается уровень комфортности на борту.

В частности, такая система применена на пассажирском катамаране с остроскулыми обводами, построенном на украинской верфи «Море» (Феодосия). Катамаран водоизмещением 77 т имеет плавные размерения 30.4×8.6×0.9 м и вместимость 200 пассажиров. Два носовых Т-образных крыла выполнены из титанового сплава. Интерцепторы установлены в корме. Дизельная ЭУ мощностью 4×788 кВт работает на два винта, обеспечивая скорость 45 узлов.

2. Катамараны с относительно малой площадью ватерлинии

Как отмечалось выше, снижение волнового сопротивления может быть достигнуто и заглублением плавучего объема судна, т.е. создания катамарана с подповерхностными корпусами типа SWATH (СМПВ). Эта модификация в последнее время также получает развитие. Конструктивно СМПВ состоит из двух подводных сигарообразных корпусов с большим относительным удлинением, каждый из которых при помощи одной или двух вертикальных стоек соединен с надводной частью судна, имеющей вид несущей платформы. На этой платформе размещаются перевозимый груз, помещения для пассажиров, оборудование. В подводных корпусах располагаются энергетическая установка, судовые системы и устройства, балластные и топливные цистерны.

Характерной особенностью катамаранов-СМПВ является малая площадь действующей ватерлинии — она определяется лишь площадью сечения уровнем воды поддерживающих стоек. Их основными эксплуатационными преимуществами являются высокие мореходные качества и комфортность, снижение потери скорости хода на волнении. Эти положительные качества обусловлены малым возмущающим воздействием волн на судно (благодаря уменьшенной площади ватерлинии) и большими величинами собственных периодов вертикальной и продольной качки, в результате чего судно менее подвержено слемингу и заливаемости. Однако СМПВ имеют большую удельную смоченную поверхность корпусов, по сравнению с обычными катамаранами, а это приводит к возрастанию сопротивления трения. Такие суда по энергетическим характеристикам могут быть конкурентоспособными с другими многокорпусниками лишь при достаточно высоких скоростях, при которых волновое сопротивление становится основной составляющей полного сопротивления. У катамаранов типа СМПВ снижение волнового сопротивления достигается за счет заглубления корпусов и использования благоприятной интерференции — наложения волновых систем.

В последнее время в качестве гибридных катамаранов проектируют и строят двухкорпусные суда с частичным использованием концепции СМПВ. Такие суда получили название «полу-СМПВ» (semiSWATH). Конструктивно они выполняются с уменьшенной шириной корпусов в районе эксплуатационной ватерлинии. По этому принципу спроектирован и построен ряд довольно крупных катамаранов в Норвегии, Дании и Австралии.

Значительный интерес представляют катамараны гибридного типа «HSS.1500» и подобные им, но меньшие по размерам, типа «HSS.900». Комплекс примененных на этих судах конструктивных и гидромеханических средств обусловил значительное снижение волнового сопротивления на расчетной скорости (40 уз) и повышение эксплуатационных качеств. Отметим необычные по форме обводов корпуса с большим относительным удлинением, уменьшенную (по сравнению с обычными катамаранами) площадь действующей ватерлинии, применение носовых бульбов, а также установку на обоих корпусах активных успокоителей бортовой качки и носовых подруливающих устройств. Улучшены маневренные качества катамаранов, конструктивно обеспечено уменьшение уровня вибраций и перегрузок от воздействия волн, а также шумности в пассажирских салонах.

Как показал анализ испытаний головного катамарана «Stena Explorer» (типа «HSS.1500»), его число Фруда составляет 0.58 (для судов типа «HSS.900» оно еще больше и равно 0.7). Таким образом, можно заключить, что расчетный режим эксплуатации этих судов, благодаря применению ряда новых решений, приходится на закритическую по волновому сопротивлению область (т.е. выше, чем Fr ~ 0.5). Этому способствуют также повышенная энерговооруженность судна (суммарная мощность главной ЭУ составляет 68 000 кВт) и высокая эффективность многоваль-ной водометной пропульсивной установки.

Успешно эксплуатируются датские катамараны «Mai Mols» и «Mie Mols» типа «Seajet-250», на которых применена та же концепция полу-СМПВ. Эти суда паромного типа имеют следующие основные характеристики: главные размерения — 76.12×23.4×3.36 м; дедвейт — 250 т; вместимость — 450 пассажиров и 120 автомобилей. Двухвальная газотурбинная ЭУ суммарной мощностью 24 800 кВт, осуществляющая привод четырех водометов «КаМеВа», обеспечивает эксплуатационную скорость 43.6 уз и максимальную — 46.4 уз.

Корпуса сварной конструкции выполнены из алюминия. В районе эксплуатационной ватерлинии они частично сужены, что обусловило некоторое уменьшение площадей ватерлиний. Корпуса спроектированы с большим удлинением и бульбообразной носовой оконечностью, что также способствует снижению волнового сопротивления на расчетной скорости. Отмечается, что примененные решения обусловили снижение на 50% вертикальных и продольных перемещений и перегрузок при эксплуатации на волнении. Благодаря дополнительной плавучести соединительного моста и разделения корпусов на водонепроницаемые отсеки обеспечены непотопляемость и аварийная остойчивость судна при затоплении обоих корпусов на 1/3 их длины.

Дополнительное сопротивление при ходе на волнении не превышает 4-6%; суда сохраняют проектную скорость при эксплуатации на волне высотой до 2.5 м.

Концепция полу-СМПВ применена также на нескольких катамаранах типа «Auto Express 82», построенных в Австралии. Это паромные суда «Felix» и «Dolphin», имеющие главные размерения — 82.3×23.0x2.7 м; дедвейт — 320 т; вместимость — 676 пассажиров и 156 автомобилей; четырехвальная водометная установка типа «КаМеВа 112» с приводом от четырех дизелей суммарной мощностью 24 000 кВт обеспечивает эксплуатационную скорость 40.5 уз и максимальную 41.5 уз.

3. Катамараны с нетрадиционными принципами поддержания

Большинство построенных и проектируемых в настоящее время катамаранов являются судами водоизмещающего типа, плавучесть которых обеспечивается гидростатической (Архимедовой) силой поддержания. Известно, что по мере увеличения скорости движения величина этой силы уменьшается, так как возникают и начинают играть все более важную роль гидродинамические силы поддержания. Существуют различные средства практического осуществления гидродинамического принципа поддержания. Для этого используют глиссирующие или полуглиссирующие обводы корпуса, а в последнее время применяют несущие подводные крылья, которые позволяют поднять (или приподнять) корпуса из воды и тем самым уменьшить сопротивление движению. Подъем судна из воды может быть осуществлен также при помощи аэростатических сил, создаваемых воздушной подушкой.

Катамараны на подводных крыльях

Крыльевое устройство, необходимое для движения судна в крыльевом режиме, должно обеспечивать быстрый выход судна на крылья, устойчивое и безопасное движение его не только на тихой воде, но и на волнении (при заданной высоте волны), сохранять постоянство подъемной силы крыльев в широком диапазоне скоростей хода. Разумеется, оно должно быть простым и надежным в эксплуатации.

На большинстве построенных морских катамаранов-СПК применены глубокопогруженные, автоматически управляемые подводные крылья (АУПК). Постоянство подъемной силы этих крыльев обеспечивается изменением угла атаки механических закрылков путем поворота их при помощи автоматической системы. Как показал опыт эксплуатации, АУПК не только обеспечивают повышение скорости, но и позволяют существенно уменьшить вредное влияние качки и повысить комфортность.

На некоторых КПК применены стреловидные в плане крылья. Придание крылу стреловидности оттягивает появление кавитации (она возникает на большей скорости движения), повышает устойчивость судна на курсе и его мореходность. Скорость, соответствующая моменту отрыва корпуса от воды, у большинства катамаранов-СПК находится в пределах 0.5÷0.6 от скорости полного хода.

Норвежской фирмой «Westmarin West AS» построен скоростной КПК «Foilcat 2900», крыльевое устройство которого состоит из носовых разрезных и кормового сплошного (неразрезного) крыльев, выполненных из нержавеющей стали. Размах каждого носового ПК — 2.5 м, а кормового — 7.79 м. Оба крыла являются плоскими и глубокопогруженными, имеют стреловидность в плане. Кормовое крыло воспринимает 60% массы судна, а остальная часть нагрузки приходится на носовые крылья. В качестве движителей применены два тянущих гребных винта диаметром 1.25 м, передача мощности к которым от дизелей осуществляется через угловую передачу.

Большой интерес представляет построенный в Японии фирмой «МНУ» высокоскоростной СПК «Rainbow». На нем применен ряд новых технических решений, обеспечивающих всемерное снижение водоизмещения, повышение гидродинамической эффективности крыльевого устройства и водометных движителей. Особенностью корпусов является применение V-образных обводов на значительной части их длины, что способствует повышению мореходности судна. Корпуса выполнены из алюминия, причем в конструкцию включены дополнительные элементы для снижения вибрации и уровня шума в пассажирских салонах (до 76 дБ).

Крыльевое устройство состоит из двух идентичных по всем характеристикам АУПК из нержавеющей стали. Размах каждого крыла — 12.8 м. Концевые участки крыльев — цельные, а остальная часть — полая. Для обеспечения стабильности движения установлена специальная система управления крыльями APF (Auto Pilot on Foils).

Пропульсивная установка состоит из четырех высокооборотных облегченных дизелей марки «S16R-MTK-S», обладающих повышенными эксплуатационными характеристиками, и двух водометов «MWJ-5000A», разработанных «Мицубиси». Необычный по типу и конструкции лопастной механизм этого водомета, имеющий рабочее колесо каскадного типа с двумя рядами лопаток, способен развивать дополнительную тягу для преодоления «горба» сопротивления при выходе на крылья. Управляемость и маневренные качества обеспечиваются реверсивно-рулевым устройством водометов, а также системой закрылков, установленных на стойках носового крыла.

Другая японская фирма «Hitachi Zosen», продолжая работы по созданию новых и все более совершенных катамаранов, построила головной СПК типа «Superjet-40» водоизмещением 300 т со скоростью хода 45 узлов. Это — дальнейшее развитие ранее построенной серии паромов типа «Superjet-30»: увеличены размерения и пассажировместимость (до 300 чел.); применение более мощной энергетической установки позволило повысить скорость на 7 узлов. Два АУПК расположены между корпусами, имеющими V-образные обводы. Четыре дизеля (по два в корпусе) работают на два водомета. Отмечаются повышенный уровень комфортности, хорошие мореходные качества и маневренность ОТК.

Проектирование и постройка двухкорпусных СПК осуществляются также и в Южной Корее. Так, фирмой «Huindai Heavy Ind» еще в 1993 г. построен первый КПК, имеющий главные размерения — 45.0×11.4×1.6 м и пассажировместимость 300 чел. Крыльевое устройство состоит из двух АУПК. Двухвальная дизельная энергетическая установка общей мощностью 8210 кВт обеспечивает эксплуатационную скорость 40 узлов. На основе успешного опыта эксплуатации этого катамарана разработан проект более крупного ОТК длиной 80 м (дедвейт 240 т), рассчитанного на перевозку 630 пассажиров и 160 автомобилей. Четыре газовые турбины общей мощностью 28 000 кВт, работающие на два водомета, обеспечивают скорость 45 узлов.

Отметим, что водоизмещение уже находящихся в эксплуатации ОТК, как правило, не превышает 300 т. Создание более крупных катамаранов на крыльях, как отмечают специалисты, проблематично, поскольку существенно возрастают габариты и масса крыльевого устройства; кроме того, возникают конструктивные трудности осуществления автоматизации крыльев столь больших размеров. Именно поэтому, когда речь идет о более крупных катамаранах, подводные крылья на сегодня рассматриваются не как средство повышения скорости, а лишь как основная часть системы стабилизации движения и дифферентовки судна (см. выше о системе MDS).

Катамараны на воздушной подушке

Известны два принципиально отличных типа судов на воздушной подушке: амфибийные, корпус которых при движении может полностью отрываться от воды, так что судно способно выходить на берег, и неамфибийные, или скеговые, с неполным отрывом корпуса от воды, имеющие жесткие бортовые ограждения (скеги) зоны воздушной подушки.

Первые скеговые СВП малых размерений были построены в 60-х годах, в том числе и в нашей стране; скорость их составляла 30-40 узлов. Опыт создания и эксплуатации этих скеговых СВП в последнее время используется для разработки проектов и постройки все более крупных катамаранов на воздушной подушке (СВП).

Каждый корпус такого СВП состоит из основной части и отходящих от нее вниз по бортам скегов — узких корпусов, ширина которых обычно меньше половины ширины основной части. На малотоннажных СВП применяют «узкие скеги», а на среднетоннажных и крупных судах выполняют скеги в виде объемных водоизмещающих конструкций.

Эти скеги-корпуса не только ограждают область ВП, но и обеспечивают плавучесть и остойчивость катамарана, его общую и местную прочность; служат объемом для размещения двигателей и движителей.

На корпусах СВП в статическом положении возникает гидростатическая (Архимедова) сила поддержания

(где Wск — погруженный объем одного скега), а при движении возникает также некоторая гидродинамическая подъемная сила.

Отличительной особенностью СВП является наличие специального подъемного комплекса, предназначенного для создания и поддержания ВП под днищем основной части корпусов. Равнодействующая статических давлений воздуха на днищевую часть корпуса является аэростатической подъемной силой СВП, которая определяется выражением

(где Рвп — давление воздуха в подушке; Sвп — площадь подушки). Таким образом, общая сила поддержания катамарана будет равна

На построенных СВП 80-85% общей силы поддержания Y приходится на Yас и 15-20% — на Yгс. Важным конструктивным элементом двухкорпусных СПК является гибкое ограждение области воздушной подушки в оконечностях. Оно должно быть достаточно гибким и иметь специальную форму, обеспечивающую наименьшее гидродинамическое сопротивление.

Отмеченные выше особенности гидроаэродинамической компоновки СВП обуславливают необходимость отдельной ЭУ для создания и поддержания воздушной подушки; на построенных и проектируемых катамаранах ее мощность составляет 25-30% полной мощности ЭУ судна.

В качестве главных двигателей на СВП используются высокооборотные легкие дизели и газовые турбины в различном сочетании, в качестве движителей — гребные винты различных типов (в т.ч. ВРШ, ЧПВ и суперкавитирующие, предназначенные для работы в условиях сильно развитой кавитации) и водометы. Характерным является широкое применение многовальных водометных установок с повышенными энергетическими характеристиками. Это обусловлено такими преимуществами водометов, по сравнению с гребными винтами, как удобство компоновки в узких скегах (корпусах), конструктивная простота и повышенная надежность эксплуатации, возможность уменьшения осадки судна, пониженная шумность и уровень вибрации корпуса, высокие маневренные качества водометного судна.

Анализ опыта эксплуатации свидетельствует о перспективности дальнейшего развития гибридных катамаранов на воздушной подушке, обеспечивающих повышенный уровень комфортности. Отмечаются малая подверженность судна влиянию ветра и достаточная устойчивость на курсе, относительно малые перегрузки от воздействия на судно морских волн, отсутствие высокочастотных шумов, которые на амфибийных СВП создаются воздушными пропеллерами.

Наиболее крупным катамараном этого типа является техносуперлайнер TSL-A «Hisho», разрабатываемый по японской программе создания скоростных паромов типа «РО-РО». Этот паром имеет главные размерения 125x27x4.7/1.5 м (величина осадки 1.5 м соответствует режиму движения на воздушной подушке); полезная нагрузка 1100 т. Пропульсивная ЭУ, состоящая из двух газовых турбин типа LM 1600 общей мощностью 26 200 кВт, работает на четыре водомета, обеспечивая скорость 42-50 узлов. Дизельная ЭУ из четырех двигателей по 4410 кВт работает на вентиляторы для создания и поддержания ВП.

www.barque.ru


Categories: Другое

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector