Катера для гонок на море и в прибрежных зонах


Категория Спортивные катера

Большое значение проведения гонок в море на волнении заключается в создании надежного катера, способного выдержать это волнение. Вся привлекательность подобных гонок исчезнет, если их проводить на тихой воде. Поэтому, когда стояла слишком спокойная погода, от гонок отказывались.

Какие размеры катеров себя оправдали? Какие формы оказались спбсобными выдержать большие нагрузки на волнении? Исследования, посвященные этим вопросам, являются одной из самых интересных глав в техническом развитии водно-моторного спорта.

Чтобы исключить сильные подбрасывания, катер должен проходить сквозь волны. Другая возможность заключается в создании при У» коротких крыльев аэродинамической подъемной силы,

Позволяющей катеру легко касаться лишь гребней волны. Любой катер представляет собой компромиссное решение, н0 у катеров других типов это не выражено так ярко, как у рассматриваемых здесь.

Чем больше килеватость, тем меньше подъемная сила и тем реже катер будет подбрасываться в воздух. Однако наряду с этими положительными качествами у него появится и много отрицательных: увеличится сопротивление движению, понизится скорость, при ударах катер будет сильнее забрызгиваться и одновременно сильнее затормаживать ход.

Рис. 1. Две формы шпангоутов, способствующие хорошему ходу катеров на волнении: а — форма с углом килеватости 12,5°, разработанная в опытовом бассейне Дэвида Тейлора для быстроходных катеров; б — современный вариант шпангоутов глубокой V-образной формы, разработанных Раймондом Хантом (угол килеватости 24°).

Две формы шпангоутов а и б выражают противоположные тенденции. Форма а рассчитана не только на скорость, но и на лучшее поведение на волнении. Следует обратить внимание на угол килеватости, равный 12,5°. Рассматриваемая форма была разработана в опытовом бассейне Дэвида Тейлора и отличается малым сопротивлением движению.

На рис. 126, б показаны обводы, представляющие дальнейшую модификацию глубоких V-образных шпангоутов, разработанных Раймондом Хантом. В противоположность первоначальной их форме килевая часть закруглена, кроме того, у скулы имеется отгиб для уменьшения брызгообразования. В отличие от формы а скула в состоянии покоя находится выше ватерлинии. Большой угол килеватости, равный 24°, считается нормальным средним У катеров, предназначенных для гонок в прибрежных зонах.

В 1963 г. на гонках Каус—Торки победу одержал итальянский катер «Сперанцилла». Своеобразные обводы его привлекли всеобщее внимание. Вместо доминирующего до тех пор глубокого V итальянский конструктор Ренато Леви предложил так называемую форму дельта. Если смотреть сбоку, то возникает почти треугольный профиль, заканчивающийся спереди острием; горизонтальная проекция также сохраняет форму, напоминающую треугольник с вершиной спереди.

Форма шпангоутов ясно показывает характер носовых обводов. Кроме того, форма поперечного сечения значительно скруглена. Острота скулы едва заметна. От нее почти полностью отказались. Обшивка проходит от киля до палубы и благодаря отсутствию на скуле ослабленных изломов создает повышенную прочность без увеличения веса конструкции.

Рис. 2. Варианты шпангоутов формы дельта, разработанные Ренато Левш а — закругленная форма, угол килеватости равен 22°; б — округлые сечения с продольными уступами, создающими острые кромки для отрыва воды. Предназначен для гоночных катеров. На обводах такого типа четкое определение ^гла килеватости затруднительно.

Небольшую кромку скулы, выполняющую лишь функции брызгоотражателя и не служащую для ходовой остойчивости катера, впоследствии стали просто прикреплять или приклеивать к почти круглой скуле. Ренато Леви успешно модифицировал эту форму таким образом, что с незначительными отклонениями ее можно применять даже на обычных моторных катерах для улучшениях их поведения на волнении.

На рис. 2, б показана настоящая округлая форма шпангоутов для гоночных катеров. Для чего нужна скула, если катер на ходу настолько поднимается, что лишь килеватая часть у кормы соприкасается с водой? Приклеенные продольные уступы (реданы), подобно миниатюрной острой скуле, служат не только для уменьшения толчков и отражения водяных брызг, но и для отрыва воды, что уменьшает смоченную поверхность днища.

В США обводы типа «глубокое V» для быстрого хода на волнении были настолько переработаны, что появился гоночный катер нового типа. С большими или меньшими отклонениями этот тип выдерживается рядом специализированных верфей и конструкторов, причем форма «глубокое V» во всех случаях сохраняется.

Обычный американский гоночный катер показан на рис. 3. Размерения катера появились в результате осреднения размеров многих удачных гоночных катеров. На рисунке изображен «30-футовый» катер наибольшей длиной 9,15 м и шириной 2,9 м.

Рис. 3. Современный американский гоночный катер — обобщенный тип многих оправдавших себя катеров. Оба двигателя расположены в корме, вблизи сидений для экипажа. Две управляемые транцевые плиты служат для изменения дифферента в зависимости от условий плавания. Катер создан по типу обводов Раймонда Ханта и по разработкам Ричарда Бертрама. Средние размерения катера:

У гоночных катеров такого типа применение одного среднего гребного винта целесообразнее по сравнению с использованием двух гребных винтов, поскольку средний гребной винт расположен глубоко в воде и при прыжках меньше отрывается от нее. Кроме того, увеличенный средний гребной винт имеет лучший коэффициент полезного действия. Иногда применяют специальный редуктор, при помощи которого оба двигателя работают на один общий вал. В этом случае основной недостаток заключается не в потере мощности при передаче, а в сильном наклоне гребного вала. Следовательно, при установке и одного и двух винтов имеются преимущества и недостатки.

В носовой части судна предусмотрена балластная цистерна. Ьалласт на гоночном катере? Однако для его применения есть °чень серьезное основание. Любой катер во время гонок находится в постоянно изменяющихся условиях встречи с волнением. Следует

учитывать не только различную высоту и длину волн на участках перехода, но и влияние направления движения против волны, по волне или лагом к ней. Иногда выгодно идти с высоко поднятой носовой частью, в других случаях лучше избавиться от дифферента на корму. Воду, служащую балластом для изменения дифферента, можно в зависимости от обстоятельств во время перехода накачать в носовую цистерну или же выпустить из цистерны. При этом нет необходимости использовать для наполнения насос, так как динамического напора на забортный штуцер под днищем достаточно, чтобы вода заполнила носовую цистерну.

В корме имеется и другое устройство для дифферентования, В настоящее время нет ни одного гоночного катера, предназначенного для плавания в открытом море, без регулируемых транцевых плит. Они изменяют дифферент на ходу, в большей или меньшей степени поднимая корму в результате регулирования угла установки плит. С их помощью можно даже предотвратить ритмичные толчки катера. Регулируемые транцевые плиты обычно приводят в действие электромеханическим или гидравлическим приводом.

У катера, рассмотренного выше, угол килеватости днища равен 24°. На поперечной проекции катера видны продольные днищевые уступы. На катере установлены два обычных бензиновых двигателя, каждый мощностью от 500 до 600 л. е., которые переделаны из автомобильных моторов. Благодаря наддуву, усовершенствованию клапанов, распределительного вала, зажигания, выхлопа удалось значительно повысить мощность55.

Катер «Мэрри-Го-Раунд» для морских гонок представляет двойной интерес, поскольку, с одной стороны, он имеет оправдавший надежды новый тип обводов формы дельта, а с другой стороны,оказывается удачным как с относительно тяжелыми дизелями, так и с очень легкими бензиновыми моторами. Корпус катера стремились освободить от всего, что не требуется для восприятия весовых нагрузок. Для этого потребовалось выполнить очень широкой корму, так как весь вес сконцентрирован именно в ней. Благодаря наклонному транцу обрезана даже кормовая часть палубы.

На боковом изображении катера отчетливо видны обводы формы дельта. Горизонтальная проекция обводов имеет поразительное сходство с острым треугольником. При сравнении обводов формы дельта с показанными на плане американского катера различие резко бросается в глаза.

В связи с размещением двух мощных дизелей корпус катера «Мэрри-Го-Раунд» оказался несколько длиннее и шире американской модели. Такие дизели были выбраны для того, чтобы установить абсолютный рекорд скорости. Два V-образных восьмицилиндровых дизеля «Камминс» с турбонаддувом, в особо облегченном исполнении, имели мощность по 550 л. с. Катер, оборудованный этими дизелями, установил в марте 1966 г. абсолютный рекорд скорости 96,88 км/ч.

Впоследствии на этом катере разместили два легких бензиновых двигателя «Дайтона» общей мощностью 1200 л. с. G этими двигателями катер под названием «Сандерфиш III» принял участие в гонках Каус—Торки в 1967 г., которые, к сожалению, окончились для него трагически. Во время гонок он загорелся и был полностью уничтожен.

При постройке катеров, предназначенных для прибрежных морских гонок, определились следующие общие принципы:
1) двигатели расположены в корме и работают на гребные винты через угловую передачу;
2) непосредственно перед двигателями расположены места для водителя и механика;
3) применяют обводы типа «глубокое V» с незначительными отклонениями; угол килеватости составляет обычно 24°;
4) дифферент на ходу изменяется при помощи регулируемых транцевых плит в корме и водяного балласта в носовой части катера;
5) в большинстве случаев катера изготовляют из многослойной клееной древесины; хорошо зарекомендовал себя и стеклопластик.

Рис. 4. Дизельный гоночный катер «Мэрри-Го-Раунд». Обводы его — типичные для формы дельта. Оборудованный двумя дизелями «Камминс» мощностью по 550 л. е., катер развил рекордную скорость 96,88 км/ч. Длина наибольшая 11,2 м, ширина 3,15 м.
1 — транцевые плиты; 2 — дизели; 3 — две балластные цистерны.

Несомненно, постройкой этих «прыгающих» катеров с очень большой мощностью двигателей занимается высокоспециализированная отрасль современного катеростроения. Катера строят, не считаясь с расходами, для одной-единственной цели, а именно выиграть гонки. Вызывает недоумение тот факт, что в этой специальной отрасли утвердились деревянные конструкции, т. е. материал, известный с библейских времен. Действительно, у дерева есть преимущества, которых не имеет никакой другой строительный материал. Деревянный катер по сравнению с катером из армированного стекловолокна обладает меньшим весом; кроме того, деревянному катеру можно придать почти любую форму без предварительной постройки модели и последующего изготовления по ней матрицы. По сравнению с легким металлом дерево оказалось надежнее. Неоднократно отмечалось, что у катеров из легкого металла образуются трещины сварных швов. Кроме того, изготовить из металла любую задуманную форму не так просто, как из тонкой многослойной клееной древесины. И наконец, дерево обладает очень ценным качеством — оно уменьшает шум и вибрацию. Получит ли легкий металл более широкое распространение, будет зависеть от развития морских гонок. Изготовление корпусов гоночных катеров из дерева, стеклопластика или легкого металла удается лишь в том случае, если в полной мере используются опыт и квалификация рабочих, а также техника. Требования к постройке гоночных катеров повышаются во много раз по сравнению с таковыми при обычном катеростроении. Необходимо с педантичной точностью следить за их выполнением (тщательно наносить каждый слой клея, внимательно сваривать любой шов и т. п.).


Читать далее:

Категория Спортивные катера