К. Чайников - Общее устройство судов

Рис. 31. Сечение крыла судна на подводных крыльях. а – угол атаки; Р – равнодействующая давления водяного потока над крылом и под крылом; Р у– подъемная сила; Р x- лобовое сопротивление.

Недостатки судов на воздушной подушке, из-за того, что опыт их эксплуатации еще невелик и малоизучен, трудно пока еще установить, но очевидно, что к ним следует отнести: затруднения плавания на взволнованной поверхности, забрызгивание, обледенение при низких температурах, потерю видимости при брызгообразовании и т. п.

Суда на подводных крыльях имеют корпус водоизмещающего судна в подводной части с конструкциями в виде крыльев. При стоянке или движении на малой скорости такие суда водоизмещающие, как и всякое надводное судно. На ходу, при увеличении скорости, находящиеся в воде крылья судна приобретают подъемную силу. Когда подъемная сила достигает величины водоизмещения, корпус судна полностью выходит из воды (судно выходит в крыльевой режим), в воде остаются только крылья, движители и рули.

Подводное крыло (рис. 31) в поперечном сечении имеет вытянутую обтекаемую форму. Если крыло поставить под некоторым углом а, называемым углом атаки, к набегающей воде, то оно рассечет воду на два потока: один, обтекающий крыло сверху, а другой- снизу. После прохода крыла оба потока соединяются вновь. Скорость воды над крылом больше, отчего давление ее над крылом становится меньше, чем под крылом. Равнодействующая этих давлений Р направлена под углом вверх и приложена в центре давления в точке С. Если силу разложить на составляющие: одну по направлению потока, а другую – перпендикулярно ему, то получим силы: Р x– силу лобового сопротивления и Р y– подъемную силу, которая на ходу выводит судно на крыльевой режим.

При выходе корпуса из воды сопротивление воды движению судна резко уменьшается, отчего скорость судна намного увеличивается.

Основными преимуществами судов на подводных крыльях являются: достижение значительной скорости без увеличения мощности силовой установки и, как результат этого, экономия топлива или увеличение района плавания, хорошая мореходность на тихой воде, отсутствие волнообразований, дающее преимущества, аналогичные преимуществам катамаранов, и т. п.

К недостаткам таких судов следует отнести: отсутствие заднего хода на крыльевом режиме и ухудшение мореходных качеств при плавании на взволнованной поверхности, когда судно может потерять устойчивость, а это приведет к срыву крыльевого режима и сведет на нет все преимущества судов на подводных крыльях.

Катамаранами называются двухкорпусные суда, коопуса которых смонтированы на некотором расстоянии друг от друга, имеют параллельные диаметральные плоскости и перекрыты общей верхней палубой. По сравнению с однокорпусными судами равного водоизмещения и длины, они имеют относительно большую ширину, увеличивающую их остойчивость.

Благодаря большей смоченной поверхности корпусов, у катамаранов больше и сопротивление трения движению судна. При расстоянии между корпусами не менее двух ширин одного корпуса волновое сопротивление их резко уменьшается, а так как при большом отношении длины к ширине каждого корпуса сопротивление формы значительно снижается, то буксировочное сопротивление у катамарана оказывается значительно меньше, причем при повышении скорости эти преимущества возрастают. Снижение волнового сопротивления дает возможность увеличить скорость движения катамаранов по внутренним водным путям, так как малая высота создаваемой волны не мешает судоходству, не расстраивает счалы встречных составов и судов, стоящих у пристаней, а также не размывает берега рек и особенно неукрепленные берега каналов.

Катамараны обладают хорошими маневренными качествами, устойчиво держатся на курсе как на переднем, так и на заднем ходу, хорошо управляемы и хорошо противостоят качке на спокойной -или взволнованной поверхности воды.

Кроме того, на катамаранах облегчаются и ускоряются грузовые операции благодаря возможности перевозки грузов на палубе.

Судовой архитектурой называется общее расположейие элементов корпуса, оборудования, устройств, планировка судовых помещений, которые должны быть выполнены наиболее рационально, с соблюдением требований безопасности, экономичности и современной эстетики, обусловливающее внешний вид судна.