Обсуждение оптимальных обводов судна для разных условий эксплуатации

[КиЖиМ]

Вот корма легендарной ПС-ки (судно пр.792.. пр.792А). Она тоже с полутонелем... (винт и рулевое сняли на зиму).

 

[КиЖиМ]

Когда речь идёт о быстроходных катерах, то картина заметно меняется. Катер, идущий в режиме глиссирования мелководья не сильно боится, так как в этом режиме у него сила поддержания чисто динамическая, а поэтому глубина воды у него под днищем может быть очень небольшой. Для винтовых катеров она может лишь немного превышать диаметр самого винта и этого будет вполне достаточно. Часто в этом случае начинают говорить о водомёте, как о "единственном" и "непревзойдённом" варианте. Что сказать... водомёт действительно хорош, но вот с "единственным" и "непревзойдённом" не всё так просто... винт плавающий предмет скорее откинет в сторону, а вот если этот предмет попадёт в водовод ... Да и КПД водомёта на ниже, чем у обычного винта на "нормальных" скоростях. В общем есть достоинства и недостатки.
Но когда речь идёт о гонках по мелкому извилистому каналу (есть такие гонки в США), то тут, конечно, с водомётом трудно тягаться.

 

[golovantsev]

а если сравнить гражданский мотор с винтом и с водометной насадкой, водомет на сколько уступает?

 

[КиЖиМ]

а если сравнить гражданский мотор с винтом и с водометной насадкой, водомет на сколько уступает?

Не уверен, что понял Вас правильно... Водомёт, это ведь только общее название целой группы движителей, объединённых по одному общему признаку - движение за счёт отбрасываемой струи воды. Одну разновидность я уже назвал - винт в тонеле. Далее можно назвать "классический" водомёт... входной канал, импеллер, выходное сопло. Разумеется, могут быть добавлены профилирующие устройства на входе и выходе, спрямляющие устройства, контрпропеллер и тд и тп. Есть ещё водомёты на основе центробежного насоса, есть шнековые водомёты, есть, так называемые, полнонапорные водомёты. Есть подвесные двигатели с разными типами водомётных движителей. Все они имеют свои преимущества и недостатки... вопрос выбора.
Например, я несколько раз уже упоминал, что КПД водомёта ("классического") меньше, чем обычного винта. Это - верно... но только по абсолютной величине (без учёта скорости движения судна). Но дело в том, что с ростом скорости КПД "обычного" винта падает, а вот КПД водомёта падает медленнее... и хотя абсолютный КПД водомёта ниже, но на высоких скоростях он начинает превосходить КПД обычного винта... потом и он снижается и наступает очередь снова винта, но уже - суперкавитирующего...
То есть однозначного ответа на Ваш вопрос просто нет... могу сказать, что Вам понадобится добавить от 15 до 20 процентов мощности двигателя... но это - не совсем правильно. Дъявол кроется в деталях...

 

[golovantsev]

а если сравнить гражданский мотор с винтом и с водометной насадкой, водомет на сколько уступает?

Например, я несколько раз уже упоминал, что КПД водомёта ("классического") меньше, чем обычного винта. Это - верно... но только по абсолютной величине (без учёта скорости движения судна). Но дело в том, что с ростом скорости КПД "обычного" винта падает, а вот КПД водомёта падает медленнее... и хотя абсолютный КПД водомёта ниже, но на высоких скоростях он начинает превосходить КПД обычного винта... потом и он снижается и наступает очередь снова винта, но уже - суперкавитирующего...

Вот тут все понятно.
Я просто не мог понять почему на таких лодках используют водомет

 

[КиЖиМ]

Продолжу...
Призываю ваше внимание к двум первым фоткам с американских гонок. Форма корпуса у лодок ожидаемо традиционная - обычный моногедрон с умеренной килеватостью. Это ещё раз даёт право обратить внимание на то, что там, где нужны РЕАЛЬНЫЕ результаты никто "революционных" и "продвинутых" форм не использует. А вот с "улучшающими" деталями всё сложнее и интереснее. Во-первых, количество продольных реданов увеличено аж до пяти штук на борт! Причина простая - в данном случае эти элементы не только повышают "качество", но и обеспечивают необходимую жёсткость и прочность днищевой обшивке. Во-вторых, днище обоих лодок разное и выражает два направления поиска. На синей лодке выполнена гидролыжа - плоский участок треугольной формы. Причём начинается он уже в нижней части форштевня. На лодке с красным носом гидролыжи нет, зато имеется два достаточно развитых гребня, идущих параллельно ДП на расстоянии чуть больше ширины приёмной решётки водовода. Видимо разработчики сталкиваются с тем, что водомёты на некоторых режимах испытывают дефицит воды для эффективной работы и они вынуждены искать способ эту воду к водомёту доставить, даже ценой роста сопротивления трения... Впрочем, если посмотреть больше фоток, то заметно, что концепция с гидролыжей пока в фаворе...

 

[КиЖиМ]

И всё-таки американские катера для гонок в канале, хоть и интересны сами по себе, но показательными не являются и примером для подражания тоже особо служить не могут, хотя бы потому, что глубина канала на этих гонках до трёх метров. Именно из-за этого гоночные лодки имеют достаточно большую килеватость. "Настоящие" катера для экстремального мелководья угол килеватости имеют значительно меньший. Да и острй нос им не к чему - волны для них это редкость. Поэтому форма корпуса таких катеров - это, по-сути, немного модернизированный джон-бот с небольшой килеватостью. Есть катера такого типа, имеющие небольшой тонель по ДП. Это помогает несколько защитить водомётный движитель от засасывания мусора в водомёт, но очень плохо сказавается на ходкости... в общем мне такая идея не нравится. То есть здесь чем проще, тем лучше... тонель не нужен

 

[КиЖиМ]

Понятно, что установка стационарного двигателя - это уже не просто. На этот случай выпускают специальные подвесные водомёты. Именно они и есть оптимальный вариант этих самых лодок с очень простой формой корпуса. Простая форма корпуса совсем не означает, что такая лодка должна быть совсем простой. Она может быть и достаточно комфортабельной... например, такой как наш девятиметровый "Хаммер" см. http://kizhim.ru/projects/individual/48-29 хотя, разумеется, днище придётся дополнительно подкрепить...

 

[golovantsev]

quote="КиЖиМ"]Достаточно редко встречаются "двухкилевые" варианты. Честно говоря, в чём преимущества такого выбора - не понимаю. Но их делают, значит - нужны...[/quote]
видимо для такой эксплуатации

https://www.youtube.com/embed/uLo5uDtDgYc

 

[КиЖиМ]

видимо для такой эксплуатации

https://www.youtube.com/embed/uLo5uDtDgYc

Скорее - наоборот. На большом волнении катамараны действительно имеют некоторое преимущество по плавности хода, но это ведь - "нормальные" катамараны, у них клиренс достаточный, а грузовые двухкилевые катера клиренса, как такового, вообще не имеют. То есть у них на волне проблем будет больше... я думал, может это для дополнительной остойчивости? То есть там же груз на палубе, а, значит, центр тяжести высоко. Для того, чтобы это компенсировать, жертвуют мореходностью, зато улучшают остойчивость...

 

[КиЖиМ]

Нужно отметить, что форма корпуса лодок для плавания по мелководью может быть очень разной. И даже плоское дно совсем не обязательная конструктивная особенность. В старину лодки для мелкой воды часто были долблёными из бревна, то есть - длинными, узкими и с округлой формой корпуса. Основное преимущество такой лодки на мелкой воде - это очень высокая прочность корпуса, как общая прочность, так и местная. Особенно важно это было для лодок, которые эксплуатировались в акваториях с каменистым дном...
В настоящее время эта традиция совсем не обязательно подлежит забвению, как устаревшая... старая, но не бесполезная. Долблёнки делать, разумеется, совсем не обязательно (это достаточно дорогая и сложная технология, требующая высоких профессиональных навыков). Вполне можно обойтись фанерой. Здесь сложность только в проектировании. Конструктору нужно сделать корпус с упрощёнными обводами с листами, разворачиваемыми на плоскость и можно использовать отличную отечественную фанеру марки ФСФ... фотку такой лодки я уже показывал. Она получится длинной, узкой и довольно лёгкой. Останется только закрепить на ней двигатель... стоп. А вот здесь - проблема.
Сейчас двигателей предлагается очень много. В том числе и для плавания на мелководье. Кроме уже упомянутых мной водомётов ещё нужно упомянуть "болотоходы". Они предназначены для относительно неспешного движения.
В общем, варианты есть... только нужно заранее продумать, что выбрать? Форма корпуса и тип двигательно-движительного комплекса зависят друг от друга.

 

[КиЖиМ]

Примеры лодок-болотоходов из различных материалов разной формы...

 

[КиЖиМ]

Один сайт, который опубликовал наши чертежи без разрешения и ссылки на первоисточник ( http://dizkod.ru/recache/http://dizkod. ... tezhi.html ) отнёс один наш проект к лодкам-болотоходам... мы такого не говорили. Цель создания проекта была иной, но они в общем-то правы в том, что лодку можно использовать в таком качестве... хотя лучше для постройке воспользоваться первоисточником - http://kizhim.ru/projects/shop/29-unive ... uperkartop хотя бы потому, что чертежи уже уточнены и переделаны.

 

[КиЖиМ]

Появилась новая тема. Посвящена запуску в серию новой лодке-катамарану "Скат-430". Не хотелось бы портить ребятам рекламную кампанию, тем более, что лодочка сделана неплохо. Поэтому рассмотреть некоторые особенности этого изделия здесь... и поближе к теме.
Сначала о назначении... Вот как описывает изделие один из участников событий:
"...
Катамаран имеет длину 4,30 метра, ширина корпуса 1,82, осадка с 50-ком на транце - 20см. Вес голого корпуса примерно 230кг. А заправленный (30л) комплект с 50-хой уже 380. На качестве не экономим, делаем все крепко, с применением кстати винилэфирных смол. Это уберегает от такого явления как осмос и от паутин (растрескивания геля от ударов). Носовая палуба представляет собой огромную поляну, на которой одинаково здорово будет и загарать и рыбу ловить, с двумя длинными рундуками и якорным ящиком, который при закрытии пробки может превратиться в резервуар с водой. На нос можно ставить любое доп-оборудование, мотор для тролинга и прочее, а в центр палубы можно установить поворотное кресло. Кокпит то же достаточно большой и удобный, само-отливной. Вдоль кокпит разделен тоннелем, который является удобным длинным рундуком для хранения удочек и длиномеров, а его крышка это банка, на которой будет очень удобно сидеть и ловить рыбу, не перекашивая тело как на банке обычной лодки. В кормовой части рецесс и два больших рундука по бортам. Всего на катамаране 5 рундуков и 1 якорный. На катамаран можно устанавливать моторы разной мощности в зависимости от требований ну и как с румпелем так и с дистанцией. На моторе 15 сил (9-ка перед в 15) с одним человеком скорость 35 км/час, на 50-ке со спортивными примочками - 80км/час"
Текст, как водится, типично рекламный. "делаем крепко... винилэфирные смолы... уберегает от осмоса..." ну и тд. Для неспециалиста совершенно неясно, как эта ядовитая смола оберегает от осмоса (далеко не все вообще знают, что это такое, но главное - "оберегает"). Ничего в таком подходе "криминального" нет. Ну, делали ребята бассейны из стеклопластика, теперь вот решили расширить сферу деятельности. Сделали лодку с модными "рюшечками". Тяжёлая, но что вы хотите от катамарана? С поперечным реданом... зачем? - ответ уже слышу - "Да вы просто ничего не понимаете в годродинамике". "Два больших (о как!) рундука по бортам"... Э-э-э... где? Я спрашиваю, горючка-то тогда - где? "Удобным длинным рундуком для хранения удочек и длинномеров..." Что за "длинномеры" - неясно... но вот это то самое место, где сиденье и пост управления? Это - удобно? Или это в другом варианте исполнения?
Но это всё - детали. Главное - форма корпуса. Носовой объём - достаточно большой, то есть при проходе волны на скорости - подпрыгнем. Клиренс - умеренный... (только не нужно фото испытаний показывать - там лодка просто пустая). Это значит - замывание и тормоза. Поперечный редан при переменной нагрузке, переменном угле атаки, при разных скоростях и двигателях... а он, вообще-то, зачем? При обилии уступов на корпусе на внутренней поверхности стенок тонеля уступов нет совсем, а это означает - замывание и торможение. А мест для хранения снастей, наживки, улова и прочего катастрофически мало. Еле-еле - на одного человека.
Так что? Лодка для рыбаков? Думаю - нет. Скорее, это лодочка для молодёжных покатушек с деффчонками. Модная, эффектная, симпатичная... непрактичная(?)... ну и ладно. Это лодка для праздника! Полагаю, именно так и нужно её представлять.

 

[КиЖиМ]

У нас прошёл традиционный фестиваль нетрадиционных плавсредств "Каналья - 2016".

 

[КиЖиМ]

Я уже второй раз упоминаю этот фестиваль не просто так... Дело в том, что существует достаточное количество ситуаций, при которых форма корпуса вообще уходит на второй план и обводы судна диктуются назначением, технологией или даже просто зрелищностью самого судна.

 

[КиЖиМ]

Ещё одна интересная идея. Такие лодки начали делать давно и не успокоились до сих пор. Хотя делают их довольно редко. Форма корпуса здесь вообще не при чём - подойдёт любая "водоизмещайка". Имеет значение только материал. Это прозрачный пластик. Лодка в результате выглядит очень необычно... требует бережного отношения. Но при этом можно постоянно наблюдать, что происходит под водой... наверное это увлекательно для туристических поездок? Эфект, как на подводной лодке, но при этом значительно дешевле и никакого риска.

 

[КиЖиМ]

В своей работе мы (КиЖиМ) чаще всего для судов для переходного режима движения используем упрощённую (гранёную) форму обводов, основанную на листовых детелях наружной обшивки, разворачивающихся на плоскость. Это вполне оправдано - такая форма корпуса резко снижает трудоёмкость изготовления корпуса и за счёт этого и стоимость конечного изделия. Если эту форму сделать грамотно, то потери не велики... так мы обычно объясняем наш выбор. И это верно... потери невелики, но они-таки есть. Для лодки, предназначенной для дальних путешествий, это может быть поводом задуматься и... сделать форму корпуса немного посложнее. На фото показана именно такая лодка. Округлые формы поперечного сечения в носовой части позволяют уменьшить сопротивление движению, а "прямоугольная" корма обеспечивает надёжный срыв потока. Получаем корпус для умеренно высоких скоростей, обладающий мягким ходом на волне, предназначенный для продолжительного экономичного плавания... хотя и достаточно сложный в изготовлении. Лучший материал для такой лодки - алюминиевый сплав типа АМг5.

 

[КиЖиМ]

Лодка поменьше, сделанная по тем же принципам...

 

[КиЖиМ]

Примерно так же сделан катер фирмы "Гринлайн"... то есть данная форма вполне применима в достаточно широком диапазоне размеров.

 

[КиЖиМ]

Говоря о выборе формы корпуса самое главное - иметь предельно чёткое представление о том, что Вы хотите получить в конце. Это означает, что нужно точно определиться с тем, где (в какой акватории) Вы собираетесь плавать. Второе - какая скорость плавания Вам подойдёт (желательно не ХОЧУ!, а именно - подойдёт...). С какой целью будет совершено плавание. Кто и в каком количестве будет на судне. Все эти вопросы только кажутся отвлечёнными. На самом деле они напрямую должны влиять на Ваш выбор. Они ничуть не менее важны, чем, скажем, технология строительтсва.
Вот пример... рассмотрим два судна. Хотя они и сделаны в разных частях нашей планеты и их создатели никогда не слышали о существовании друг друга, вероятнее всего, но их изделия очень похожи друг на друга. Фотки одного катера я уже показывал... это - "Стреж". А вот фото второго:
Кто не заметил - они оба плоскодонные. Разница в размерах и движительном комплексе...

 

[КиЖиМ]

Итак, катера, если не одинаковые, то очень похожие. Так почему же строитель катера "Стреж" доволен своим изделием, а иностранец после испытаний с кислым лицом заявил, что будет строить другую лодку, а эта ему не подходит? А причина проста - он не учёл района эксплуатации... а он оказался с довольно заметным волнением и его плоскодонка, несмотря на вытянутый узкий нос начала активно трясти своего создателя на этой самой волне. А это значит - нужна килеватость, как минимум... Даже небольшая килеватость в носовой части может серьёзно изменить поведение судна... Вот такая, например...

 

[КиЖиМ]

Итак, показанный мной американский катерок типа "лобстер" имеет глиссирующий корпус с закрученным днищем примерно до миделя и плоский участок на остальной длине. При этом он достаточно узкий, то есть у него большое отношение длины к ширине. Это означает, что его нельзя назвать глиссирующим полноценным судном (хотя я это сделал). Он может легко выйти на глиссирование за счёт плоского днища в корме и своего малого веса (катер сделан из фанеры), "рвануть", но всё же его качества, как "бегуна" остануться достаточно скромными. Причина - большая омываемая площадь и, соответственно - большое сопротивление. Но всё же он неплохо пойдёт по волне... в смысле достаточно мягко. На большой волне до метра есть риск "зарыться". Для более высоких скоростей больше подойдёт нормальный моногедрон. Например, вот такой алюминиевый катер длиной 9,1 метра...
Попробуйте сравнить его с нашим катером "Мул-900" таких же размеров по корпусу. Мул тяжелее, рассчитан на меньшую скорость (26 км/час с двигателем 50 лс на испытаниях), значительно комфортабельнее.

 

[КиЖиМ]

Люди много на чём плавают. От самого сложного до самого простого. Самое простое - доска. Есть серфер... виндсерфер... всё равно это - доска, с парусом или без... В любом случае - простейшее средство передвижения по воде. На фото ещё одна такая доска. На этот раз без могучих волн, без паруса, без мотора. Только одно весло, или собственные руки. Фото сделаны в США. Там это модно... может быть и у нас это понравится отдыхающим у воды? И расходы минимальные - никаких обводов - просто доска из пластика.

 

[КиЖиМ]

Часто применяю термин "судно с упрощёнными обводами". Пора как-то пояснить, что это есть такое... хотя бы в самых общих чертах. Вообще-то это примерно как с помощью горки из песка объяснить, что такое Эверест.
Для примера возьму конкретный проект, сделанный нами для... впрочем, это не важно. Задача была спроектировать несамоходное судно для транспортировки улова. За основу была взята форма корпуса "Каспийской реюшки". Вот фотографии моделей этих старинных деревянных судов с классическими водоизмещающими обводами.