Обсуждение оптимальных обводов судна для разных условий эксплуатации

[КиЖиМ]

Так "модернизировать" судно или нет? Самый простой ответ на это - не нужно. Лучше сделать новое. Но, с другой стороны, самый простой ответ не может быть правильным именно потому что слишком простой. Случаи бывают разные, как говориться. Поэтому единственный правильный совет - считайте. Очень внимательно и очень тщательно. Что выгоднее? Чем можете пожертвовать и что выиграете? И ещё одна серьёзная вещь... Цифру затрат, которую вычислите смело умножайте на 1,5. Вот это и будут истинные затраты.
А переделки могут быть очень разными и очень обширными. Вот, например, картинка того, что можно сделать, укоротив судно пр.1344 "Колонок" (L=30м) до 21 м (!). Нет картинки трюма... там может быть от 3 до 5 кают.

 

[КиЖиМ]

Разумеется, что при всех радикальных изменениях первоначального варианта судна при переоборудовании (изменении линейных размеров судна) следует особое внимание уделять двигательно-движительному комплексу судна. Речь идёт не о том, что нужно обязательно менять главный двигатель, а о том, что нужно менять винт, в первую очередь. Если же меняется двигатель, то, кроме винта, нужно также пересматривать характеристики валопровода и рулевого устройства. Вариант, при котором такие изменения не нужны - скорее исключение из правила. Мне известен всего один такой случай - замена двигателя 3Д6 на двигатель ЯМЗ. Он был создан именно, как альтернатива 3Д6. Сходны не только его основные характеристики (мощность и обороты), но даже посадочные места. То есть его можно устанавливать (в общем случае) на тот же фундамент.
Однако даже в этом случае есть над чем подумать. Например, если до переоборудования судно было буксиром, то его винт был вабран изначально для того, чтобы создавать большой упор, а не для достижения максимальной скорости, что характерно для прогулочника.

 

[КиЖиМ]

"Ярославец", как известно немного не вписывается в длину, ограниченную требованиями ГИМС. Можно, разумеется, сделать "по человечески", но это - дорого ( http://kizhim.ru/projects/individual/28 ... vetc_short ). Можно и подешевле... вот так, например.

 

[КиЖиМ]

Есть случаи, когда форму корпуса выбирать вообще не приходится - она полностью диктуется материалом. Данное изделие изготовлено в городе Энгельсе. Автор сам затруднился с его точным определением и назвал и плавдачей и плотом одновременно. Однако на этом плавсредстве имеется даже генератор. Главный двигатель -маломощный подвесник. И всё же авторы совершили на нём минимум одно серьёзное плавание до Тальятти... шлюзовались (!)
Я просто в восторге от этих ребят... однако повторять такой экстрим всё же не советую.

 

[Тугарин]

Классный кат!!!

 

[КиЖиМ]

Классный кат!!!

Согласен...
Но, "немного и грустном". Осадка катамарана даже в максимальной нагрузке критически маленькая. Хорошо? Не совсем. На "открытой воде" в свежую погоду такой плот будет очень плохо управляться. Причина простая - по сравнению с осадкой надводная часть судна очень большая, а это - парусность. То есть придётся всерьёз "договариваться с ветром" по вопросу направления движения судна. Вторая особенность катамарана - недостаточная жёсткость моста, который не имеет поперечных связей. Я бы рекомендовал установить пару больших брусков в носовой и кормовой оконечности моста. Впрочем достаточную жёсткость моста может обеспечить и рубка, но при этом нужно, чтобы она была очень жёстко связана с мостом.

 

[КиЖиМ]

Парусность - серьёзный повод изменить конструкцию судна. Например для данного катамарана-плота лучше было бы выбрать баллоны меньшего диаметра. Осадка при этом несколько возрастёт, но и парусность уменьшится, что положительно скажется на мореходных качествах.
Парусность - это всего лишь одна характеристика к которой самодеятельные судостроители часто относятся легкомысленно. Вторая важная вещь, которую также традиционно недооценивают - компоновка.
Компоновка судна коренным образом отличается от тех же задачь на суше. Здесь нужно учитывать очень большое количество факторов. Главные - посадка (крен, дифферент), возвышение центра тяжести, непотопляемость, аварийная остойчивость и... парусность. Часто решение именно задачь из этого списка толкают на то, чтобы полностью изменить первоначальный вариант компоновки.
Вот реальный пример... на картинке один из первоначальных вариантов компоновки судна сделаный в соответствии с пожеланиями Заказчика. Нужно отметить, что ничего плохого в этом варианте вобщем-то нет. И судов, сделанных именно так в мире достаточно, однако... что получилось в конце, можно посмотреть здесь http://kizhim.ru/projects/individual/65-46

 

[КиЖиМ]

Причин изменения компоновки было достаточно разных. Однако главными были две. Первая причина - использование объёмов корпусных конструкций было не очень эффективным. То есть использовать место в корпусе "с толком", а не просто возить с собой "воздух" оказалось непросто. Вторая причина - необходимость размещения цистерн далеко от Центра Величины. Это означает на практике, что судно, расходуя жидкие грузы, получает дифферент, то есть не стоит на ровном киле, а "клюёт" либо носом, либо кормой. И то и другое положительно на мореходных качествах не сказывается.
Однако данный конкретный случай совсем не означает, что мы нашли какое-то универсальное, абсолютно "правильное" решение, а другие сделали "неправильно" тоже нельзя. Например, при выбранной нами компоновке значительная часть веса оказалась в корме, а центр сил поддержания при данной форме корпуса расположен в носу от миделя. Пришлось приложить серьёзные усилия, чтобы поставить судно на ровный киль без использования твёрдого балласта.
Другими словами в каждом конкретном случае нужно тщательно взвешивать все "за" и "против"... считать.

 

[КиЖиМ]

Итак (ещё раз), судно - это цельная конструкция, в которой всё взаимосвязано. Это относится как к малым судам, так и к относительно крупным. Компоновка судна и его форма корпуса также взаимосвязаны. Это объясняет тот факт, что среди судов с одинаковыми характеристиками вариантов компоновок не очень много. То есть это не свидетельствует о какой-то ограниченности проектировщиков и строителей. Просто логика заставляет так делать, и если начать заниматься "творчеством", то ничего путного не получится. Но зато и среди "стандартных" вариантов простора для вдумчивого поиска больше чем достаточно.
Компоновка - это прежде всего распределение масс по судну. Все суда по принципу разделения можно условно разделить на две большие группы. Это глиссирующие суда и водоизмещающие. Их корпуса принципиально отличаются по способу поддержания во время движения. Соответственно и форма корпуса разная и всё остальное.
Водоизмещающие суда плавают за счёт Архимеда, точнее его закона. Сила поддержания условно приложена к центру величины. Центр величины это центр объёма погруженной части корпуса. Значит центр масс судна должен максимально попадать по длине на ту же вертикаль, что и центр величины. Иначе - дифферент. Если судно немного "присядет" на корму, то это полбеды, если же на нос - это очень плохо. Для судов с острой кормой (например, типа бударки) это хуже, чем для судов с широкой кормой. Это от того, что центр величины на судне с широкой кормой при увеличении осадки смещается в корму. Поэтому для таких судов смещение центра тяжести в корму в целом не так критично.

 

[КиЖиМ]

Как работают общие принципы компоновки лучше показывать на примере. Примером может быть наш "Мул-900" см. http://kizhim.ru/projects/individual/50-31 Это судно не большое и не маленькое... среднее. И скорость у него средняя. То есть он предназначен для так называемого переходного режима движения. Соответственно у него и форма корпуса хотя и с транцевой кормой, как у глиссеров, но и с подъёмом днища в корме, как у водоизмещающих судов. В состоянии покоя, без пассажиров транец у него всего на несколько миллиметров погружен в воду. На ходу на транце возникает срыв потока, как на глиссирующих корпусах. За счёт этого сопротивление движению небольшое. На испытаниях это 9-ти метровое судно с двигателем в 50 л.с. легко разогналось до скорости 27 км в час.
Посмотрим на его компоновку, которую можно назвать классической для данного типа судов. Двигатель на корме. Чтобы компенсировать эту массу рубка размещается ближе к носу. На носу ещё одна масса - якорное устройство. Из заметных постоянных масс остаются аккумуляторы, насосы, газовый баллон, генератор, цистерны. Всё это требуется разместить так, чтобы было и удобно и не вызвало ни крена, ни дифферента. Масса цистерн - величина переменная. Поэтому одну (топливо) мы поместили на корму, а вторую - на носу. Таким образом их расходование не отражается на посадке. Всё остальное - вблизи миделя по бортам. Вот и всё, собственно.
Широкий корпус с небольшой килеватостью обеспечивает очень хорошую остойчивость. Низкий силуэт даёт небольшую парусность. Острые ватерлинии в носу с небольшим развалом обеспечивают плавность хода на волне. Для коротких поездок на такое судно можно "насажать" и 10 человек. Это будет вполне безопасно, и даже скорость не сильно уменьшится.
Примерно так же сделаны и более короткие "Родник", "Рубеж" и даже мореходный "Бычок".

 

[КиЖиМ]

С глиссирующими судами всё немного сложнее. В зависимости от назначения и района плавания у них бывает "врождённый" эксплуатационный дифферент. Чаще всего он - кормовой. Это понятно - там больше всего нагрузки. Например в состоянии покоя присядут на корму суда типа нашего "Плеска" - http://kizhim.ru/projects/individual/130-88 В случае нужды на таких малых судах обычно эту особенность можно, при необходимости "подправить" просто переместив часть груза или снабжения (или пассажиров) в нос.
У более крупных собратьев, таких, как семиметровый "Компромисс" http://kizhim.ru/projects/individual/33 ... romiss-700 дифферент может быть выражен слабее, или его может не быть совсем. Это для катеров, предназначенных для возможного плавания в условиях волнения с небольшими (относительно) скоростями.

 

[КиЖиМ]

На этом глиссирующем 9-ти метровом катере нами было принято своеобразное решение. Катер имеет дифферент на нос в состоянии покоя. Это было сделано намерено. Дело в том, что он предназначен для плавания в условиях критического мелководья и таким образом стало возможным его плавание в водоизмещающем режиме без опасности повреждения винтов и с приемлемой обтекаемостью корпуса, так как транец в этом режиме почти не входил в воду и, соответственно, не создавал дополнительного сопротивления.

 

[КиЖиМ]

Катамараны благодаря "сервисному" производству пластиковых модулей для формирования корпусов и агрессивной рекламе со скрежетом, но всё же пробивают себе дорогу на наши водные просторы. Поэтому вернусь к многокорпусным судам. Чтобы не утомлять техническими подробностями попробую просто показать, что хорошо и что плохо.
Вслед за американцами начнём снизу, то есть с того, что на уровне плинтуса (а иногда и ниже). Источник информации - интернет, разумеется.
Итак первый в рейтинге - катамаран "Егерь" (длина - 5,75м, ширина - 2,5 метра, ПМ - 115 л.с.).
Они назвали это "ход"... Ход у него, замечу, - "никакой". Поясню. Смотрим время 1.36, носовую часть. Брызги в стороны и даже вперёд (вперёд, Карл!! ). Вода струёй стекает со специальной юбочки на корпусе. Этот катер толкает реку впереди себя! Время 1.54 и 2.17 ещё интереснее. Между корпусами что-нибудь видите?.. Вот и я ничего за волнами и брызгами не вижу. Но самое интересное дальше! Время 2.47... Из маленьких щёлочек между двигателем и корпусами на волю выбиваются две могучииии струи... пожарники обзавидуются. Это сколько же там воды собирается, чтобы создать такой вот филиал фонтана "Самсон"... И сколько же горючки нужно, чтобы этот фонтан создать?!
Заметим... на видео не пять человек, как в паспорте, а только один...
Причина всех этих вещей простая - судно очень плохо спроектировано... безграмотно.
Что же "хорошо"?.. хм... Хорошо, что ребята что-то делают, а не просто торгуют. Качество стеклопластика вполне удовлетворительное по виду (в других роликах показано производство). Внешний вид неплохой. Компоновка удобная и вполне безопасная. Само судно... вот даже и не знаю, как сказать. Лучше так: Если есть лишние деньги - можете поддержать производителя.

YpekRDxqxEE[/url]

 

[КиЖиМ]

Далее два изделия одного производителя. Первое в списке - катамаран "Орлёнок". См.

Ci8CHnZzITo[/url]
На видео - пассажиров нет (почти нет), но идёт уже с трудом. Много брыг, волна, большой дифферент на корму. Мост катамарана сильно замывается водой (большое сопротивление). И всё это - на тихой воде.
Вывод - ошибка проектирования. Судно сильно перетяжелено.
Второе судно (Баракуда) они позиционируют, как "волнопронзающее"... Хорошее словечко для рекламного буклета. Прям дух захватывает! На деле см. видео.

FNAGuHsfI3c[/url] Ничего он не "пронзает", а "впендюривается" в волну всей своей тяжестью. Приговор тот же - ошибка проектирования... грубая. Нужно было больше времени уделить скучным расчётам и поменьше рисованию "продвинутых" "футуристических" форм.
Заметим, однако, что задача, которую постарались решить строители очень непростая - ведь оба этих судна сделаны из обычной судостроительной стали! Вот если бы хотя бы из АМг5... Но тут нужно сначала посчитать.

 

[КиЖиМ]

Автор следующего изделия, на которое я обратил внимание - Виктор Мачоган. У него, собственно уже три или четыре изделия, но они очень похожи. Так что... вот видео одного из них.

1AKQgpdaKeQ[/url]
Итак, плавдача Мачоган. Скажем сразу, как "катамаран" это - "неправильное" изделие. Очень маленький клиренс, очень большая парусность. Плохо?... Как посмотреть...
Из отмеченных мной особенностей можно, разумеется, сказать, что это никакой не катамаран, а, скорее, плот. Да! Это - модифицированный, улучшенный плот. И что в этом плохого? Если плавать на этом изделии по мелким речкам (осадка-то - "никакая") в хорошую погоду... а лучше вообще найти хороший уголок и стоять там, то всё нормально, всё именно так, как нужно.
В итоге. Сразу обращает на себя внимание неординарный внешний вид судна, сделанный с большим вкусом. Причём это не какое-то там дешёвое подражательство "как иностранное", а именно собственный авторский стиль! Для судов такого типа и назначения это большое дело. Второе очевидное качество - высокая технологичность. Автор применил очень простые технологические приёмы, что положительно сказалось на скорости изготовления и на снижении стоимости. Третье - большой простор для "индивидуальной подгонки" под требования судовладельца. Можно сделать в одном корпусе и молодёжную лодку и семейную плавдачу, например... только не нужно на нём в свежую погоду...

 

[КиЖиМ]

Про это судно я уже рассказывал (см.стр.4 этой темы). Место действия - Белоруссия. Компания - Руптур. Пожалуй самое совершенное судно из этого списка. Технология, форма корпуса по фото понятны, думаю. Теперь - видео

eyoC9wzYXLM[/url]
Хотелось бы обратить Ваше внимание на... да на ВСЁ на этом судне. Качество изготовления стеклопластикого корпуса, деревянной рубки. Продуманность во всех мелочах. Разумеется можно постараться и найти какие-то мелкие "шероховатости", но, честно говоря, не хочется. Судно спроектировано и изготовлено настоящими профессионалами.
Оно обладает отличными ходовыми качествами при минимальной осадке с двигателем небольшой мощности и в то же время имеет клиренс, достаточный для выхода на куда более серьёзные акватории. Оно отлично скомпоновано. Причём компоновка такова, что пассажиры, даже если очень захотят, не смогут заставить судно ни накрениться, ни создадут они и дифферент.
В то же время это судно - отличная "платформа" для создания на его базе множества вариантов, и не только судов для отдыха на воде, но и рабочих.

 

[КиЖиМ]

Катамаранов в мире выпускается немало. Иногда встречаются очень интересные решения, на которые полезно обратить внимание для последующего их "творческого переосмысления". Вот одно такое интересное судно. Назначение самое горячо любимое народом - для неопределённого отдыха на воде. Длина - 9 метров. Мощность ПМ - 2х90. Скажу сразу - форма корпуса у него "не очень". Однако сказать, что конструкторская мысль была неактивной нельзя... Почему? А посмотрите видео.

r24EvM4622E[/url] Кто-нибудь видел столь же продуманый способ швартовки и высадки на необорудованном берегу? Ну, ведь, молодец мужик! А?!

 

[КиЖиМ]

Небольшая относительно мощность, хорошая вместимость, высокий клиренс, правильный срыв потока... всё правильно сделали.

gUsT6zqh2LA[/url]
Это катер для "открытой воды"... озеро, водохранилище.

 

[КиЖиМ]

Не все даже "раскрученные" катамараны хороши. Вот один не очень хороший пример. Мощность очень большая, однако даже её не хватает для полноценного глиссирования. Обратите внимание какой мощи поток вырывается в корме между корпусами. Это означает, что активно замывается водой не только борта, но и кормовая часть моста катамарана, а это - большое сопротивление. Замывается также борта снаружи в средней и кормовой части. При прохождении большой волны катер практически останавливается из-за слишком крутого подъёма моста в носу...

VtBiHnP6oSI[/url]

 

[КиЖиМ]

Казалось бы очень простое изделие с корпусами упрощённых обводов. Технология соответственно тоже очень простая, но предварительная инженерная проработка совсем не примитивная. Результат - маленький шедевр для активного отдыха на воде, вполне пригодный, как прототип для серийного изготовления.

Aa-58B7bJSg[/url]

 

[КиЖиМ]

Ещё одна штучка из разряда "проще, ещё проще". Наглядно демонстрирует, что для получения положительного результата совсем не обязательно лепить какие-то сложно-выгнутые "продвинутые" обводы... всего четыре листа фанеры, лёгкий корпус и вот он - РЕЗУЛЬТАТ!

A6dDARmnctw[/url] Это ли не повод подумать, поместится ли он в гараже?

 

[КиЖиМ]

Ещё одно судно с, практически такой же формой корпусов, как и предыдущее. В поперечном сечении корпус почти прямоугольный с небольшим развалом шпангоутов, значительное удлинение (соотношение длины к ширине Больше 8). Длина - ок.8 метров, два двигателя мощностью 9,8 л.с. Вполне приемлемая управляемость несмотря на габариты... Главное - не перегрузить.

WuB8z22UgAo[/url] Разумеется на волне он будет чувствовать себя не очень уверено, но для спокойных акваторий очень неплохо.

 

[КиЖиМ]

Спасибо иностранцам. Они не пожалели денег и времени и на собственном примере показали, как не нужно эксплуатировать катамаран. Вполне приличный лёгкий катерок. Двигатели 2 по 100 л.с. Казалось бы - должен "летать"!.. Так нет - мы его перегрузим, а потом ещё всей толпой переместимся на корму и получим... глиссирующий с бешеным дифферентом нелепый плот!

pkmj0W0EVHw[/url]
В домашних условиях не повторять.

 

[КиЖиМ]

Немного возвращаясь назад... моторная лодка для критического мелководья должна выглядеть как-то так... думаю.

 

[Каланчин]

Немного возвращаясь назад... моторная лодка для критического мелководья должна выглядеть как-то так... думаю.

И не думай, иначе или редуктор труп или наездник, при таких мощьностях.
Лодка для критического мелководья должна выглядеть как "Казанка 6" с говномётом.

ehj3baJ2Tdg[/url]