Warning: Undefined array key "HTTP_REFERER" in /var/www/u1787038/data/www/boatportal.ru/index.php on line 2
Гоночные суда глазами японских конструк¬торов

Вы здесь

Гоночные суда глазами японских конструк¬торов

Гоночные суда глазами японских конструк¬торов

18.03.2013 Автор: 0 11292
Facebook Twitter Google+ Pinterest

Д. С. Кузьмина «Катера и яхты» №3 (67) май-июнь 1977г.

 

Гоночные суда глазами японских конструк­торов

 suda1

Океанские гонки послед­них лет привлекают к себе внимание всех, интересующихся морем и боль­шими скоростями. Однако, в 70-е годы ни в обводах катеров, ни в дви­гателях, устанавливаемых на них, не появилось каких-либо новых идей, хотя на очереди уже стоит вопрос о скоростях порядка 200 км/ч.

Скорость современных гоночных катеров в 70 уз (112 км/ч) и 80 уз (127 км/ч) — это очень высокая ско­рость, а с точки зрения движения по суше — просто ошеломляющая (море — не автомагистраль). Авторы пуб­ликуемых ниже дизайнерских прора­боток— Какэхи Осаму и сотрудники фирмы «Дзибакку Дизайн Оффис» — принимали участие в гонках на серий­ных катерах, развивающих скорость 120 км/ч, и нашли, что ощущение этой скорости при движении на морских волнах существенно отличается даже от скоростей порядка 90—100 км/ч. Представить же движение со скоростью 150 или 200 км/ч они сочли просто невозможным!

Перед конструктором таких быстроходных катеров встает целый ряд сложных проблем, требующих своего разрешения.

1.       Проблема    устойчивости на курсе. При большой скорости даже на спокойной воде возникает неустойчивость на курсе. Катер взлетает в воздух, испытывает вертикальные колебания и поперечную качку.

2.       Форма корпуса. Известно, что у  гоночных судов с обводами глубокое V устойчивость движения  на взволнованном море тем больше, чем больше длина, а скорость поддерживается тем стабильнее, чем уже глиссирующие участки днища. Японские конструкторы считают, что наилучший вариант — это сочетание обводов глубокое V с поперечным реданом, как показано на эскизе.

3.       Прочность       корпуса. Скорость гоночного судна находится в прямой зависимости от веса корпуса, поэтому естественно желание конструктивно его уменьшить. Однако прочность легкого   корпуса может оказаться недостаточной, поэтому важное значение имеет выбор материала с большой удельной прочностью — отношением   предела текучести к удельному весу материала.

В настоящее время корпуса гоночных катеров изготавливают, главным образом, из легких сплавов (в Англии) и из стеклопластика (в США). При использовании алюминия, однако, требуется высокое качество изготовления конструкций и, кроме того, материал должен быть устойчив к воздействию морской воды. Стеклопластик, таким образом, представляется особенно пригодным для постройки корпусов глиссирующих судов.

4.       Положение корпуса в воздухе. При движении по взволнованному морю с большой скоростью судно иногда взлетает в воздух полностью отрываясь от поверхности. Желательно, чтобы полет катера в воздухе был устойчивым. В этом случае, кроме обводов корпуса, на движение судна оказывают влияние форма палубы, поверхностей бортов и рубки, а также положение гребных винтов.

5.       Существует предел скорости, которую практически можно развить на катере в зависимости от высоты волны. Например, при высоте волны в 1м таким пределом является скорость около 200 км/ч —

при большей скорости затрудняется управление судном и возрастает опасность разрушения конструкций или даже опрокидывания катера.

6.       Величина динамических перегрузок при ударах о волны и при прыжках катера.  При опускании  судна на поверхность воды после взлета оно испытывает удары, сила которых обычно выражается  величиной g —ускорения силы свободного падения тела. Для малых катеров сила удара может достигать 15g. С увеличением скорости величина перегрузок также растет, промежутки между ударами

о воду сокращаются. При чрезмерных перегрузках здоровье экипажа и прочность корпуса катера находятся под угрозой, поэтому в этих случаях необходимо предусматривать устройства, смягчающие передачу ударов и толчков на экипаж, основные конструкции и оборудование судна.

7.       Нервная реакция человека. При значительном увеличении скорости время прохождения катером

двух соседних гребней волн достигает долей секунды. Водитель вынужден постоянно манипулировать с оборотами  двигателя, то повышая, то снижая скорость. Нервной реакции водителя часто не хватает,   чтобы реализовать эксплуатационные возможности катера.

8.       Двигатель. Необходимо выбрать наиболее легкий (относительно мощности) и достаточно надежный двигатель — это задача не простая.

9. Стоимость постройки. Это очень важный вопрос, исходя из которого выбирается тот или иной проект. В затраты на постройку вхо­дят стоимость изготовления катера, его испытаний, корректировка конструкции различных узлов, подбор гребного винта соответственно дан­ным  двигателя.

 suda2

suda3

suda4

Принципиальные схемы устройства трех типов гоночных мотолодок.

Японские дизайнеры изготовили мо­дель оптимального катера длиной 1,9 м, управляемую по радио, и прове­ли на ней обширные испытания. На ос­новании этих испытаний и была выпол­нена предлагаемая проработка оке­анского гоночного катера класса OPI.

Основные данные катера в натуре следующие: длина наибольшая — 11,4 м; ширина наибольшая—3,1 м; высота борта — 1,35 м.

Предполагаемый вес: корпус (включая цистерны)—1250 кг; 3 дви­гателя по 320 кг — 960 кг; кронштейны винта и руль — 170 кг; аккумуля­торные батареи — 90 кг; выхлопная труба (легкий сплав) — 45 кг; запас топлива для гонок на «Океанский Кубок» протяженностью 900 миль — 630 кг; для гонок «Майами — Нассау» на дистанцию 1900 миль —1330 кг; экипаж — 2 чел.— 140 кг; оборудова­ние для обеспечения безопасности — 25 кг. Общий вес заправленного кате­ра для гонок на «Океанский Кубок» — 3310 кг; «Майами — Нассау» — 4010 кг.

Гидро- и аэродинамические проб­лемы, как предполагают авторы, бу­дут успешно решены. Катер должен обладать устойчивым ходом на волне; благодаря обводам корпуса типа глу­бокое V, сила удара о воду не долж­на достигать критического значения. Сопротивление корпуса невелико — контакт с водой имеет узкая часть днища корпуса до скулы. Крыловид­ный корпус обладает аэродинамичес­кой устойчивостью за счет коничес­кого раструба, закрепленного на корме, и за счет малого сопротивле­ния при высокой скорости (влияние поперечного редана). Руль требует минимального вращающего момента на баллере, так как центр его пло­щади лежит на оси баллера.

На катере предполагается устано­вить три двигателя объемом по 5400 см3 каждый (для катеров I клас­са общий объем не должен превы­шать 16,4 л). Полная мощность — 1500 л. с, расход топлива составляет 450—500 л/ч.

Японские дизайнеры выполнили также проработки проектов малых гоночных судов с подвесными мото­рами. Основой для проектирования послужили испытания небольших мо­делей катеров, управляемых по ра­дио. Перспективными, с точки зрения дальнейшего повышения скорости конструкторы считают три типа судов, показанных на приводимых эскизах: лодка на гидролыжах, экраноплан и лодка на монолыже.

 suda5

suda6

Подвеска гидролыжи к корпусу.

1 — гидролыжа; 2 — талрепы для регулировки угла атаки лыжи; 3 — гидравлический амортизатор от тяжелого мотоцикла; 4 — кожух; 5 — плита для крепления к корпусу.

 suda7

Предлагаемая конструкция амортизированного кресла.

1 — кресло; 2 —амортизатор от легкого мотоцикла; 3—эластичный кожух; 4—опорная плита.

При скорости около 90 км/ч катер традиционных обводов становится плохо управляемым, а движение его неустойчивым, поэтому водителю час­то приходится ограничивать обороты двигателя. Устойчивость движения можно обеспечить за счет установки вблизи от центра тяжести судна свое­образных опорных площадок с обоих бортов корпуса—в виде гидролыж. Правда, поворотливость при этом заметно ухудшается. Крутой поворот на таком катере сделать не­возможно. Лыжи обладают подъем­ной силой, поэтому при повороте обычного креча не появляется, и возможна только циркуляция боль­шого диаметра. При снижении скоро­сти и при движении в водоизмещающем режиме корпус вместе с лыжами погружается в воду, следствием чего может явиться потеря времени при огибании поворотных знаков на ди­станции  гонок.

Другой вариант — лодка-экрано-план. Целесообразно сделать его двухкорпусным в виде катамарана с аэродинамической несущей частью-мостиком. Так как нижняя поверх­ность мостика расположена близко от воды, мотолодки такого типа, как правило, немореходны и не могут противостоять сколько-нибудь высо­кой волне. С другой стороны, ско­рость катамарана всецело зависит от веса судна, поэтому важно всемерно облегчить его конструкцию. Предла­гается корпус обшить водостойкой фанерой толщиной 2,5 мм, а палубу покрыть прочной и легкой тканью.

 suda8

 Схема общего расположения гоночного катера для открытого моря.

1 — носовой отсек плавучести; 2— спасательный плотик; 3 —забор воздуха для двигателей; 4— панель контрольных приборов; 5 —мягкая обивка комингса кокпита; 6 — кормовой обтекатель; 7 — воздушный руль; а — выхлопная труба; 9 — водяной руль; 10— три двигателя мощностью по 500 л. с; 11 — топливная цистерна емкостью 900 л; 12— топливная цистерна емк. 600 л; 13—топливная цистерна емк. 400 л; 14—носовая дифферентная цистерна; 15—место водителя; 16—место штурмана; 17—стартерная аккумуляторная батарея

И, наконец, эскиз третьего катера представляет собой новейшую радио­управляемую модель. Такие катера на монолыже являются непременны­ми участниками соревнований радио­управляемых моделей. Плоская цент­ральная глиссирующая поверх­ность на днище — монолыжа — тянется вплоть до форштевня. Посередине этой поверхности для обеспечения устойчивости движения и требуемого угла атаки имеется поперечный редан.

Такие катера могут развить скорость значительно большую, чем обычные с обводами глубокое V. Они очень мореходны и получают призы при участии в марафонских гонках в океане.

При движении по ровной водной поверхности эта модель касается воды только нижней скользящей частью лыжи, а при движении по небольшой волне в контакт с водой входят и наклонные поверхности бортов в средней части днища. В промежутке между гребнями волн катер в воз­духе летит подобно самолетику, сде­ланному из сложенного вдвое бумаж­ного листа. Интересно, что модель катера длиной 1,3 м, испытанная ди­зайнерами, развила скорость свыше 100 км/ч.

Facebook Twitter Google+ Pinterest

Boatportal.ru

logo