0
2 голосов
Интермеццо
Автор:
Danev
,
24 марта 2011
·
1 236 просмотров
Кран взял судно за стропы и опустил на воду. Оно село ровненько, чуть оголив носовую часть днища. И самый первый из моих друзей-помощников, поспешивший освободить лодку от строп, стал жертвой той самой дурной черты, проявившейся еще на уменьшенной модели. Стоило человеку неосмотрительно встать на борт, и незагруженное судно моментально давало глубокий крен. Объемный киль требовал балластировки. Около сотни килограммов стальных обрезков, уложенных на днище киля, довели поведение лодки до разумных пределов, когда перемещение по борту не грозило стопроцентным риском сорваться в воду, но стало ясно: остойчивость будет главным компромиссом, которого придется добиваться в ближайшее время. Долго ждавший своего часа «Tohatsu» завелся с пол-оборота. Начальная обкатка на швартовах прошла мучительно медленно, но вот концы отданы, и «Мальстрем» сделал первые осторожные «шаги» по ковшу яхт-клуба. Эксперименты с дачей хода немного разочаровали: пологую поперечную волну корпус все-таки давал, да и глупо было бы надеяться на возможность ее полного подавления. Но короткие «прохваты» в полный газ стали триумфом долгих трудов. Полученная налегке скорость в 20.5 км/ч в точности совпала с расчетной, а значит, ничтожность волнового сопротивления налицо. Привязав на буксир свой деревянный кильблок, я отбыл малым ходом через слегка взволнованный Финский залив к месту постоянного базирования, где эксперименты продолжились.
Согласно расчетной модели, сопротивление имело квадратичную зависимость от скорости: при Fr = 0.5 гидродинамическое качество должно составлять около 18, на максимальной скорости при Fr = 0.84 – снижаться до 6.7 (относительное сопротивление R/D = 0.15). Замеры подтвердили: с ростом оборотов двигателя скорость росла почти линейно, без выраженного «горба» сопротивления, чего не получилось бы у глиссера с подобным соотношением длины и ширины. Точнее, незначительный рост дифферента все-таки отмечался в диапазоне 12-15 км/ч (Fr = 0.45…0.6), и волнообразование при этом было заметным, хотя и существенно более низким, чем у аналогичного глиссера, но – замеры расхода топлива показали, что это и есть диапазон экономичного крейсерского хода. При увеличении скорости с 12 до 15 км/ч путевой расход монотонно возрастал с 0.25 до 0.4 л/км, что можно считать многообещающим результатом для катера с двумя пассажирами при 780 кг водоизмещения, учитывая присущую прожорливость двухтактника и неоптимальность его маленького винта. В состоянии налегке (но с упомянутым балластом) на крейсерском ходу в 16-18 км/ч расход не превышал 0.35 л/км.
С ростом скорости выше критической лодка принимала классический глиссерный дифферент в 3-4°, волнообразование почти пропадало, и след за кормой становился таким же плоским, как у глиссера, хотя замыв носовой волной скулы все-таки свидетельствовал о переходном режиме движения. Расход возрастал до полулитра на километр. Попытки «поиграть» центровкой ради добавочной скорости эффекта не дали. При самых малых оборотах загрузка носа несколько облегчала ход, но на среднем и полном ходу правильнее всего было оставаться на штатном водительском месте. Зато установка гидрокрыла на плиту мотора дала интересный результат: лодка его практически «не заметила». То есть, как правило, на обычной лодке крыло при скоростях начала глиссирования «съедает» 2-3 км/ч. У «Мальстрема» с полностью поджатым к транцу крылом самый малый ход чуть потерялся, на долю единицы, полный же ход остался каким и был, один-в-один. Зато появились положительные побочные эффекты: уменьшился подхвата воздуха на волне, винт слегка «затяжелился» как если бы работал в насадке, а также получилась удобная ступенька для подъема в лодку из воды. Следовательно, дополнительное сопротивление, вносимое крылом, полностью компенсировалось действием возникающей на нем подъемной силы, которая улучшала посадку корпуса. Каким образом? Судя по бесполезности попыток дифферентования лодки на ходу, на скорость плохо действует как увеличение смоченной поверхности, так и рост угла атаки днища, но прижатое к транцу крыло, видимо, приподняло корпус из воды, уменьшив и то, и другое. Здесь есть над чем поработать далее.
Остойчивость на крейсерском ходу не тревожила совершенно – лодка отзывалась на перемещения по кокпиту небольшим креном в пределах нормы. Но к увеличению нагрузки до трех пассажиров и более (не забудем и о 100 кг балласта) отнеслась болезненно: скорость падала до 13-16 км/ч, волнообразование усиливалось. Сработал принцип, высказанный еще классиками судостроения: судно переходного режима должно быть как можно более легким, при этом узкая длинная лодка легче выносит перегруз, чем короткая и широкая. Впрочем, малое L/B «Мальстрема» не сильно сказалось на его мореходности. Выходы в волну до метра высотой не сопровождались ни опасным креном, ни значительными ударами о плоские поверхности днища, хотя максимальная скорость и несколько падала при этом. Удавалось даже пробраться по борту на бак, чтобы поработать с якорем; правда, в одиночку, без откренивающего компаньона, на сильной волне я на такую операцию не решился бы – только через форлюк.
Итак, какие уже можно сделать выводы по результатам первых выходов на воду?
1. Самостоятельная постройка 5-6 метрового «микрокрейсера» из фанеры – дело реальное даже для того, кто ни разу в жизни лодок не строил, но владеет азами технологии. Главное – просчитанная уверенность в успехе каждого этапа, от постановки задания до выхода на воду. При этом экономятся значительные средства, если, конечно, вы располагаете свободным временем, которое обходится для вас дешевле рабочего времени строителя-профессионала. На чем бы я не стал экономить по своему опыту – это на хорошем наполнителе для эпоксидной шпатлевки. Не пожалейте денег на мешок аэросила и стеклянной микросферы. Замешайте ее сразу ведро-другое и подберите оптимальное соотношение с отвердителем.
2. Концепция «водоизмещающе-глиссирующего» судна Ю.И.Лобынцева имеет основания быть. Чудес она не несет, ходовые качества обеспечивает на уровне среднестатистических проектов катеров переходного режима, но имеет некоторые положительные особенности. К ее проверенным достоинствам я отнес бы возможность получить «безгорбовые» ходовые качества у катеров микро- и миникрейсерского класса под маломощными двигателями, значительную полезную площадь корпуса при малом отношении L/B, комфортную высоту рулевой рубки и каюты при относительно малой высоте борта за счет использования объемов в киле, простоту форм днища, позволяющую легко применять листовые материалы при постройке.
3. Главный недостаток лодки – ее пониженная динамическая остойчивость. Несмотря на неубывающую положительность спрямляющего момента во всем диапазоне накренений вплоть до заливания через планширь и соответствие лодки требованиям ГОСТ19105-79 в части остойчивости (проверено испытанием), «провал» по крену при выходе скулы из воды довольно дискомфортен. Другое опасение – повышенная осадка – не слишком беспокоило меня даже в мелких водах Невской губы, но подбираться к берегу все же стоит очень аккуратно. Еще одна особенность – желательно не перегружать лодку. Если принять, что в продолжительном путешествии роль балласта в киле возьмут на себя запасы провизии и топлива, получается лодка максимум на двоих; возить в дальний поход троих-четверых пассажиров получается уже накладно, во всяком случае под подвесным двухтактником.
4. Что я изменил бы в проекте, если бы начал его заново? Про верность постановки проектной задачи говорить рано – главные плавания еще впереди. По формообразованию, возможно, пошел бы на больший компромисс в пользу остойчивости и осадки, увеличив развал стенок киля. Другой выявленный нюанс – необходимость приближения центра объема киля к общему ЦТ сдвигом максимальной ширины в сторону кормы. Совмещение центров облегчит контроль дифферента лодки при смене режимов хода, и интуитивно я уже учел эту особенность общим сдвигом киля назад от форштевня. Чуть заузил бы корму, чтобы борт просто выглядел симпатичнее.
5. Что дальше? Уверен, что большинство выявленных проблем можно так или иначе вылечить либо ослабить. Есть резервы увеличения скорости, например, за счет отсечения роскошной брызговой струи из-под скулы с помощью скуловых накладок. Очень интересно было бы поэкспериментировать с частичным отрывом днища от воды на полном ходу и уменьшением смоченной путем установки разгружающих подводных крыльев. Проблему валкости на стоянке решит устройство балластной цистерны. Но самых существенных улучшений можно добиться, заменив подвесной бензиновый двухтактник на стационарный дизель в 18-20 л.с. с оптимальным винтом – экономичность хода гарантированно улучшится более чем вдвое, при более благоприятном положении ЦТ по высоте. Главное – реально доказать себе, что улучшения стоят прилагаемых усилий. А это тоже один из основных принципов философии дзен.
Согласно расчетной модели, сопротивление имело квадратичную зависимость от скорости: при Fr = 0.5 гидродинамическое качество должно составлять около 18, на максимальной скорости при Fr = 0.84 – снижаться до 6.7 (относительное сопротивление R/D = 0.15). Замеры подтвердили: с ростом оборотов двигателя скорость росла почти линейно, без выраженного «горба» сопротивления, чего не получилось бы у глиссера с подобным соотношением длины и ширины. Точнее, незначительный рост дифферента все-таки отмечался в диапазоне 12-15 км/ч (Fr = 0.45…0.6), и волнообразование при этом было заметным, хотя и существенно более низким, чем у аналогичного глиссера, но – замеры расхода топлива показали, что это и есть диапазон экономичного крейсерского хода. При увеличении скорости с 12 до 15 км/ч путевой расход монотонно возрастал с 0.25 до 0.4 л/км, что можно считать многообещающим результатом для катера с двумя пассажирами при 780 кг водоизмещения, учитывая присущую прожорливость двухтактника и неоптимальность его маленького винта. В состоянии налегке (но с упомянутым балластом) на крейсерском ходу в 16-18 км/ч расход не превышал 0.35 л/км.
С ростом скорости выше критической лодка принимала классический глиссерный дифферент в 3-4°, волнообразование почти пропадало, и след за кормой становился таким же плоским, как у глиссера, хотя замыв носовой волной скулы все-таки свидетельствовал о переходном режиме движения. Расход возрастал до полулитра на километр. Попытки «поиграть» центровкой ради добавочной скорости эффекта не дали. При самых малых оборотах загрузка носа несколько облегчала ход, но на среднем и полном ходу правильнее всего было оставаться на штатном водительском месте. Зато установка гидрокрыла на плиту мотора дала интересный результат: лодка его практически «не заметила». То есть, как правило, на обычной лодке крыло при скоростях начала глиссирования «съедает» 2-3 км/ч. У «Мальстрема» с полностью поджатым к транцу крылом самый малый ход чуть потерялся, на долю единицы, полный же ход остался каким и был, один-в-один. Зато появились положительные побочные эффекты: уменьшился подхвата воздуха на волне, винт слегка «затяжелился» как если бы работал в насадке, а также получилась удобная ступенька для подъема в лодку из воды. Следовательно, дополнительное сопротивление, вносимое крылом, полностью компенсировалось действием возникающей на нем подъемной силы, которая улучшала посадку корпуса. Каким образом? Судя по бесполезности попыток дифферентования лодки на ходу, на скорость плохо действует как увеличение смоченной поверхности, так и рост угла атаки днища, но прижатое к транцу крыло, видимо, приподняло корпус из воды, уменьшив и то, и другое. Здесь есть над чем поработать далее.
Остойчивость на крейсерском ходу не тревожила совершенно – лодка отзывалась на перемещения по кокпиту небольшим креном в пределах нормы. Но к увеличению нагрузки до трех пассажиров и более (не забудем и о 100 кг балласта) отнеслась болезненно: скорость падала до 13-16 км/ч, волнообразование усиливалось. Сработал принцип, высказанный еще классиками судостроения: судно переходного режима должно быть как можно более легким, при этом узкая длинная лодка легче выносит перегруз, чем короткая и широкая. Впрочем, малое L/B «Мальстрема» не сильно сказалось на его мореходности. Выходы в волну до метра высотой не сопровождались ни опасным креном, ни значительными ударами о плоские поверхности днища, хотя максимальная скорость и несколько падала при этом. Удавалось даже пробраться по борту на бак, чтобы поработать с якорем; правда, в одиночку, без откренивающего компаньона, на сильной волне я на такую операцию не решился бы – только через форлюк.
Итак, какие уже можно сделать выводы по результатам первых выходов на воду?
1. Самостоятельная постройка 5-6 метрового «микрокрейсера» из фанеры – дело реальное даже для того, кто ни разу в жизни лодок не строил, но владеет азами технологии. Главное – просчитанная уверенность в успехе каждого этапа, от постановки задания до выхода на воду. При этом экономятся значительные средства, если, конечно, вы располагаете свободным временем, которое обходится для вас дешевле рабочего времени строителя-профессионала. На чем бы я не стал экономить по своему опыту – это на хорошем наполнителе для эпоксидной шпатлевки. Не пожалейте денег на мешок аэросила и стеклянной микросферы. Замешайте ее сразу ведро-другое и подберите оптимальное соотношение с отвердителем.
2. Концепция «водоизмещающе-глиссирующего» судна Ю.И.Лобынцева имеет основания быть. Чудес она не несет, ходовые качества обеспечивает на уровне среднестатистических проектов катеров переходного режима, но имеет некоторые положительные особенности. К ее проверенным достоинствам я отнес бы возможность получить «безгорбовые» ходовые качества у катеров микро- и миникрейсерского класса под маломощными двигателями, значительную полезную площадь корпуса при малом отношении L/B, комфортную высоту рулевой рубки и каюты при относительно малой высоте борта за счет использования объемов в киле, простоту форм днища, позволяющую легко применять листовые материалы при постройке.
3. Главный недостаток лодки – ее пониженная динамическая остойчивость. Несмотря на неубывающую положительность спрямляющего момента во всем диапазоне накренений вплоть до заливания через планширь и соответствие лодки требованиям ГОСТ19105-79 в части остойчивости (проверено испытанием), «провал» по крену при выходе скулы из воды довольно дискомфортен. Другое опасение – повышенная осадка – не слишком беспокоило меня даже в мелких водах Невской губы, но подбираться к берегу все же стоит очень аккуратно. Еще одна особенность – желательно не перегружать лодку. Если принять, что в продолжительном путешествии роль балласта в киле возьмут на себя запасы провизии и топлива, получается лодка максимум на двоих; возить в дальний поход троих-четверых пассажиров получается уже накладно, во всяком случае под подвесным двухтактником.
4. Что я изменил бы в проекте, если бы начал его заново? Про верность постановки проектной задачи говорить рано – главные плавания еще впереди. По формообразованию, возможно, пошел бы на больший компромисс в пользу остойчивости и осадки, увеличив развал стенок киля. Другой выявленный нюанс – необходимость приближения центра объема киля к общему ЦТ сдвигом максимальной ширины в сторону кормы. Совмещение центров облегчит контроль дифферента лодки при смене режимов хода, и интуитивно я уже учел эту особенность общим сдвигом киля назад от форштевня. Чуть заузил бы корму, чтобы борт просто выглядел симпатичнее.
5. Что дальше? Уверен, что большинство выявленных проблем можно так или иначе вылечить либо ослабить. Есть резервы увеличения скорости, например, за счет отсечения роскошной брызговой струи из-под скулы с помощью скуловых накладок. Очень интересно было бы поэкспериментировать с частичным отрывом днища от воды на полном ходу и уменьшением смоченной путем установки разгружающих подводных крыльев. Проблему валкости на стоянке решит устройство балластной цистерны. Но самых существенных улучшений можно добиться, заменив подвесной бензиновый двухтактник на стационарный дизель в 18-20 л.с. с оптимальным винтом – экономичность хода гарантированно улучшится более чем вдвое, при более благоприятном положении ЦТ по высоте. Главное – реально доказать себе, что улучшения стоят прилагаемых усилий. А это тоже один из основных принципов философии дзен.
