Если при проектировании обводов катера придерживаться действительных физических условий волнообразования, то никогда не возникнет неблагоприятного изменения дифферента на ходу. Однако существуют быстроходные малые туристские катера, а также открытые спортивные катера, которые опровергают все теоретические обоснования. Вместо того чтобы при начинающемся глиссировании (самое позднее с = 10) принять хороший нормальный дифферент, эти катера дифферентуются самым ужасным образом.
Изображенный на рис. 1 малый туристский катер применяется в разнообразных вариантах на многих водных путях. Имея длину от 6 до 8 м, различное водоизмещение при общей архитектуре и мощности двигателя, эти катера развивают высокую скорость и не нуждаются в особенно мощном двигателе. Большей частью двигатель устанавливается в корме и работает через Z-образную передачу на винт. Поэтому средняя часть катера свободна от двигателя и избавлена от его шума; удается также удобно расположить пост управления и оборудование. Разумеется, высокая скорость потребовала V-образных обводов. Катер уже в носовой части выполнен широким, благодаря чему «выиграно» полезное помещение для коек. К тому же большая ширина не только не вредит глиссированию, но и способствует ему.
При такой общей конструкции катера и коэффициенте скорости R = 6ч-12 распределение сил оказывается неблагоприятным, что влечет за собой резкое изменение дифферента. Другие же катера имеют благоприятный, способствующий ходу дифферент. Какие силы вызывают это?
Широкая малокилеватая носовая часть катера обеспечивает более чем достаточный динамический импульс. Уже начиная с а = 6 становится заметной тенденция подъема носа. Ничто не противодействует ей, поскольку основной вес расположен в кормовой части катера; люди также обычно находятся в последней трети длины катера. В то время как носовая часть катера вследствие давления воды на днище динамически поднимается, кормовая часть под действием веса мотора и людей статически опускается. Оба фактора создают момент, изменяющий дифферент. Но мешает не только дифферент. Обратите внимание на мощную впадину воды за кормой на рис. 25, где R = 9. Она создает невероятно большое сопротивление движению катера при еще невысокой скорости; сильное волнообразование неприятно воздействует на другие катера и береговые защитные сооружения.
Рис. 1. У малых широких катеров часто наблюдается изменяющийся дифферент на корму, достигающий иногда 15°. Он возникает из-за неблагоприятного совпадения двух сил — динамического подъема легкой носовой части судна и статического понижения сильно нагруженной кормовой части. Дифферент увеличивается и тогда, когда другие катера идут с нормальным дифферентом.
Рис. 2. Быстроходные надувные мотолодки «Метцелер Люфт» для подвесных моторов мощностью до 125 л. с. Скорость их — около 75 км/ч. При размерениях 4,3×1,9 м они вмещают до пяти человек.
ком сильным волнообразованием. Следует подчеркнуть, что обводы катеров для чистого глиссирования можно выгодно использовать лишь в том случае, если катер действительно будет ходить преимущественно со скоростью глиссирования. Наиболее неблагоприятно поведение катера с обводами для глиссирования при
Правда, для ограничения дифферента можно установить регулируемые транцевые плиты, но чтобы особенно неблагоприятный режим хода при R = 9 превратить в удовлетворительный, и этого недостаточно.
Часто утверждали: транцевые плиты служат лишь для того, чтобы исправить неудачные обводы катера. В данном случае это оказывается правильным!
Благодаря регулируемым транцевым плитам можно в известной степени приспособить обводы к меняющемуся режиму хода, волнообразованию и появляющейся динамической силе поддержания, а кроме того, устранить излишний дифферент.
О транцевых плитах и подпорных клиньях далее сказано более подробно. Несомненная выгода от регулируемых транцевых лит заключается в возможности приспособить катер к различным, в зависимости от обстоятельств, условиями — скорости, дифференту, волнению и нагрузке.
Изложенное о дифференте и приспособлении формы катера к волнообразованию приводит к важному выводу: для быстроходных катеров продольные очертания обводов важнее, чем форма шпангоутов! Разница между округлыми и V-образными шпангоутами по отношению к скорости не имеет большого значения. Если же у киля в кормовой части слишком сильный продольный изгиб, то он будет все время действовать как пожирающий топливо тормоз. Это же относится к поднимающейся закругленной или острой корме.
Рис. 3. Шведский дизельный рекордный катер «Лете Дане» из легкого сплава. При помощи дизелей 2×325 л. с. скорость его равна 98,36 км/ч. Длина 8,1м, ширина 2,35 м.
Рис. 4. Самоходная плавучая дача «Ривер Куин» длиной 11,6 м на якорной стоянке. Но едва ли можно предположить, что этот катер шириной 3,65 м, с бензиновым двигателем мощностью 210 л. с. достигает скорости 30 км/ч, а с двумя такими двигателями —даже около 50 км/ч. Он выпускается серийно.
Рис. 5. Катер-катамаран длиной 13,7 м. Построен в Англии для топографической службы в неспокойных и мелких водах дельты р. Нигера. Двухкорпусное судно сочетает большую площадь палубы с высокой остойчивостью и небольшой осадкой.
Рис. 6. У небольшого туристского катера «Бойеро» нет излишнего дифферента,так как основные составляющие веса, включая двигатель, расположены достаточно далеко в нос.
Как было указано ранее, при R — 5,25 существует естественный пик сопротивления. Эта относительная скорость, к несчастью оказывается в часто используемых пределах нормальных крейсерских скоростей. Многие современные моторные катера имеют крейсерскую скорость, близкую к критической, при которой сопротивление растет особенно быстро, что и объясняет неизбежно большое волнообразование. Какие критические скорости соответствуют длине ватерлинии, можно видеть из таблицы:
Скорости, близкие к указанным, могут быть допущены только при тщательной отработке обводов катера, причем обводы носовой части в этом случае едва ли имеют какое-либо значение.
На рис. 2—6 показаны образцы правильно спроектированных мотолодок и катеров различных типов.