0
3 голосов
"Скрытая" длина
Автор:
Danev
,
13 января 2024
·
371 просмотров
(есть картинки в тексте, отображаются по нажатию)Длина лишней не бывает. Длина лодки — это обитаемое пространство на борту, её грузоподъемность и поведение на волне. Еще говорят: «длина бежит»...
Но длина — это еще и вес и стоимость корпуса, расходы на стоянку, требования к зимнему укрытию и к транспортировочному трейлеру. Всякий судовладелец-покупатель, прицениваясь к предложению, решает задачу оптимальной длины сам для себя по собственным исходным данным.
Но вот какой парадокс может обнаружить владелец типичной моторной лодки с подвесным мотором. Полезную, обитаемую длину у нее определяет расстояние от транца до форштевня — в этих пределах мы вольны размещаться в лодке со своим имуществом. При этом габарит длины, учитываемый при постановке у бона или для хранения на берегу потребуется примерно на полметра больший — своё берет вывешенный за транец подвесник. Что интересно, ГОСТ8666-2012, определяющий понятие судовых размерений, исключает подвесные моторы из габаритной длины. Как говорится, занятое место есть — а слова нет. Добавочная длина приносит лишние заботы, а воспользоваться этой невольно оплачиваемой добавкой в плюс к обитаемости мы в общем случае не можем.
Впрочем, использовать пустоту за кормой по обе стороны подвесника судовладелец так или иначе стремится. Пространство за транцем заполняют разнообразные устройства: дифферентовочные плиты, датчики скорости и глубины, забортные трапы, наконец, площадки-кринолины, исключительно удобные для прямого доступа к воде, двигателю и винту. Эти площадки, изготавливаемые обычно из гнутой нержавеющей трубы и деревянных планок, продаются во всяком приличном магазине морских товаров, они легко монтируются на корпус и наиболее очевидным образом позволяют пустить в полезный оборот «скрытую длину» лодки — те самые полметра, которые включаются в габарит корпуса, добавляя к его массе совсем немного. Именно «весовая цена» добавочной длины имеет значение.
Пойдем дальше. Если под кринолинами логично размещаются транцевые плиты — устройства, создающие динамическую подъемную силу — что мешает разместить за транцем по обе стороны от подвесника пару наделок-поплавков, создающих также и статическую, архимедову подъемную силу? Заменив собой кринолины, они включат фактический габарит корпуса не только «обитаемую» добавку к длине, но и дополнительную длину по ватерлинии. А это уже, как говорят повара, «другой компот». И не столько оттого что «длина бежит». Дополнительные полметра плавучести для типичной моторки-пятиметровки — это менее 10% длины по ВЛ, и еще меньше, если учитывать влияние фрудовской добавки на волнообразование. Идея «частичного» удлинения корпуса с помощью транцевых наделок красива тем, что она совмещает в одном изделии сразу нескольких мыслимых выгод — и компоновочных, и эргономических, и гидродинамических.
Идея применения кормовых наделок для «частичного» удлинения корпуса ненова, можно вспомнить например катамаран «Круиз» Б.Е.Синильщикова («КиЯ» №147, 1990 г.), на котором строитель применил откидные кормовые секции для удлинения ватерлинии, причем довольно длинные, в четверть исходной длины корпуса. Если не быть столь радикальными и довольствоваться малым, можно обнаружить следующие выгоды использования «скрытой длины».
- Транцевая наделка не только продлевает используемую часть палубы за транец, облегчая выход с кормы лодки и упрощая обслуживание мотора. Она компенсирует своей плавучестью сопутствующую допнагрузку на кормовую часть, чего не может нависающий над водой кринолин.
- Транцевая наделка лучше защищает подвесник от случайных повреждений при навалах на боны, стенки, чужие борта, а также от плавающих предметов типа бревен.
- Наделка хорошо подходит для размещения на ней забортных устройств, таких как трап, вспомогательный двигатель, кормовой якорь, при достаточной прочности — и швартовных уток. В наделке можно смонтировать водозаборный кингстон и подающий насос, не рискуя получить водотечность корпуса лодки.
- Наделка сама по себе — это изолированный объем плавучести, идущий в зачет требованиям непотопляемости Технического регламента «О безопасности маломерных судов». Наделка повышает остойчивость лодки в той мере, насколько она добавляет длины ватерлинии, а также улучшает устойчивость на курсе.
- Наделка успешно выполнит функцию постоянной транцевой плиты, когда скорость хода лодки ограничена приблизительно началом глиссирования. Для этого ее нижнюю поверхность необходимо выставить под небольшим углом к днищу.
Нет, не проще, и вот почему. Перечисленные выше полезные свойства наделки достигаются совсем скромным утяжелением корпуса, порядка нескольких процентов крейсерского водоизмещения. Ватерлиния же при этом удлиняется процентов на 10, значит на столько же возрастает полезное относительное удлинение L/B, а осадка несколько уменьшается.
Лодка с изначально большей длиной корпуса окажется наверняка пошире, с компоновочными «допами», и 10% ее дополнительной длины корпуса повлечет прирост водоизмещения на все 30%, с вытекающими запросами по требуемой мощности и эксплуатационным расходам.
В случае удлинения кормовыми наделками более короткой лодки на те же 10% снижается нагрузка на длину, которая критическим образом влияет на величину волнового сопротивления в переходном режиме движения — при скоростях между быстрым водоизмещающим плаванием и началом глиссирования. Анализ результатов модельных испытаний корпусов переходного типа показывает, что наше 10-процентное снижение нагрузки на длину может на столько же снизить сопротивление движению в переходном режиме, а это ощутимый выигрыш в расходе бензина. Даже если принять во внимание некоторый рост смоченной поверхности и сопротивления трения обшивки, снижение волновой составляющей окажется значительнее.
Если же лодка глиссирующая, и переходный режим для нее не основной — с наделками она выйдет на режим намного быстрее и легче, особенно если мощность двигателя не запредельная. Добавьте к этому прочие описанные преимущества «скрытой длины» — сомнений в ее пользе скорее всего не останется.
Рекламируя преимущества применения транцевых наделок, нельзя не учитывать и сопутствующие сложности, конструктивные, эксплуатационные, и даже юридические.
Практикующие маломерщики недаром чураются связываться с переходным режимом. Откатав на полуглиссере «Мальстрём» десяток навигаций под разными моторами во многих наших водах, я понял простую вещь: малый катер-переходник очень чувствителен к превышению проектной нагрузки. Причины две, и они неприятно суммируются, вместе снижая и скорость, и экономичность хода. Перегруз ведет к уменьшению доли располагаемой мощности на единицу массы и одновременно к росту потерь на волнообразование, причем вес каждого взятого сверх нормы пассажира сильно сказывается на небольшом по водоизмещению катере-переходнике. Для снижения этой чувствительности теория дает понятный совет: максимально удлинять корпус, минимально добавляя ему собственной массы. Использовать преимущества «скрытой длины» необходимо — надо браться и пробовать.
Аспект-1, юридический
Как отнесется к постфактум-удлинению судна наш классификационный орган, т.е. ГИМС? С одной стороны, установка непроницаемого забортного объема на корпус не является вмешательством в существующий конструктив — мало ли что мы довешиваем на корпуса лодок? Если нет вмешательства, значит нет факта переоборудования, не изменяется район плавания, нет нужды и переквалифицировать лодку с выдачей нового судового билета.
С другой стороны, ГОСТ8666 сообщает, что части корпуса, создающие любую подъемную силу, включаются в наибольшую длину, и если строго следовать норме, увеличенное значение длины придется вписывать в новый судовой билет.
С третьей стороны, преимущество «скрытой добавки» в том и состоит — она малозаметна на глаз. Корпус тот же, мотор на месте, жизнь прекрасна. Есть смысл спокойно плавать до очередного освидетельствования, тогда и решим.
Аспект-2, конструкционный
Очевидно, площадь наделок в плане полагается максимально возможной, но промежуток между ними должен также давать полную свободу для поворота мотора — по 40° на каждый борт. Высота наделки должна быть достаточной чтобы выдержать без полного погружения вес например двух человек на корме. У меня надводный борт там около 12 см, хотя опыт потребовал повыше — 15-20 см. Консольный принцип крепления наделки к транцу требует внимания к количеству болтов, жесткости крепежного фланца, да и к общей жесткости всей «коробочки».
Не всё просто с материалом. Казалось бы, фанерной лодке — деревянные же наделки с малобюджетной оклейкой эпоксидным пластиком. Но поскольку внутренний объем получается замкнутым, невентилируемым, это категорически деревяшке противопоказано. Стеклопластик, формованный в матрице хорош, но трудоемок, требует оснастки и достаточной толщины. Лучшая альтернатива — алюминий. По цене близок к пластику, требует квалификации и спецоборудования при сборке, зато прост в нарезке и практичен в изделии. Доступ в наделку через инспекционный лючок потребуется только для аварийной просушки. При толщине алюминиевого листа 3-4 мм вес получится около 20 кг на обе штуки. Для максимально удобного доступа при установке всю верхнюю плоскость стоит изготовить из толстой ламинированной фанеры, которую потом привинтить по фланцу с клеем-герметиком.
Вообще говоря, для наделок годится и сталь. Вот такую доработку американского катера мы проделывали:
Стальное изделие получается незначительно тяжелее аналогичного стеклопластикового. Но здесь задача стояла совсем другая: полное и явное переоборудование судна со стационарного мотора на подвесной. Это не ловля блох на фанерном переходнике, можно работать с размахом.
Некоторые сложности вызвало размещение на транце шпигатов самослива из кокпита. Их пришлось передвигать ближе к ДП почти к самой струбцине мотора, на не закрытую наделками поверхность транца. Затруднения вызовет наверняка и размещение датчика эхолота, особенно если он системы CHIRP. Переходите с транцевого на днищевой датчик.
Аспект-3, эксплуатационный
Изменение в поведении лодки почувствовалось в первом же выходе. Заметно снизилась валкость, ход стал более ровным, устойчивым. Поток чисто сходит по всем кромкам наделок уже начиная с 6 узлов при начальном погружении кромки под ВЛ на 7-8 см.
Начисто пропало влияние крена на курс. Если прежде на спокойной воде можно было бросить руль и прохлаждаться в кокпите, подруливая лодкой переносом тела с борта на борт на манер скейтборда, то теперь можно просто бросить руль и прохлаждаться.
Обнаружились и неучтенные «побочки». Например на стоянке корма подвсплыла, и дождевая вода стала хуже уходить в шпигаты. Ну и краски-необрастайки теперь потребуется больше. Даже скрытая длина требует ухода.
Удалось ли получить искомый рост грузоподъемности/экономичности, который должно было вызвать снижение волнового сопротивления? По ощущениям со скоростью/оборотами ничего не произошло. Теоретическую экономию в десяток процентов требуемой для движения мощности едва ли удастся обнаружить по текущим показаниям тахометра и GPS-навигатора. Более того, максимальный эффект удлинения должен проявляться при скоростях пика «горба» сопротивления — при Fr в районе 0.5, когда небольшая моторка «тошнит» под 7-8 уз. Такие данные лучше получать обобщением всех режимов хода через учет бензина, израсходованного за целую навигацию. Они у меня есть, эти данные, в том числе и за некоторые прошлые годы, пройденные еще без транцевых наделок.
Данные по экономичности отражены на графике в виде зависимости расхода бензина за полную навигацию (учтен при каждой заливке бака) от средней скорости по тому же периоду (учитывает стационарный GPS-одометр). Нахаживаю обычно по 500-700 миль, расходуя по 300-500 л бензина.
Понятно, что средняя скорость зависит только от преобладающего режима движения. По Финляндии ходили медленно, стараясь обходиться взятыми на борт запасами, в отечественных походах можно давать газу, более ценя время чем деньги. Данные лежат довольно плотно, отражая зависимость путевого расхода в л/милю от скорости в узлах.
Вспомним, что физический смысл путевого расхода — это сила абсолютного сопротивления движению. (Объем употребленного топлива с точностью до коэффициента соответствует затраченной на движение работе, отношение работы к скорости измеряет совершающую эту работу силу). Для «Мальстрёма» зависимость сопротивления от скорости практически линейна, это подтверждают многие проведенные испытания.
То есть видно, что в навигацию-2023, пройденную с транцевыми наделками, путевой расход оказался ниже прогнозируемого для данной средней скорости приблизительно на 0,12 л/милю, или на 17%. Три бесплатные канистры бензина при среднем расходе 400 л в навигацию. Результат оказался значительно лучше ожидавшегося. Возможно от того, что винт стал работать чуть эффективнее, с меньшим скольжением. Возможны и погрешности замеров, одна навигация все-таки не показатель.
Как бы то ни было, положительный эффект «скрытой длины» наличествует, и он особенно заметно проявляется у лодок переходного режима движения.
Алексей, приветствую!
На мой взгляд, этот материал - очень полезный обзор конструктивных "доработок" кормы самодельного (и не только!) корпуса маломерки и анализ опыта навигации (-ций?) Мальстрёма с объёмными транцевыми наделками. Мне понравилось!
Уже много лет назад приходили мысли, да и эскизы были, по оснащению своих микро-мотолодок Бесёнок и Соло-Б2.0, (условно проекты Б-1 и Б-2) подобными объёмными наделками, высотой до линии Палуба по ТЧ. До реализации не дошло по причинам, в основном связанным со способами транспортировки и хранения "микриков".
НО! Для Б-1 совершенно неожиданно выяснилось, что после реставрации он прекрасно бегает без кринолинов/плит/наделок/ДУ, в румпельном варианте под ПЛМ в 9,8 л.с. с пилотом 85...95 кгс (https://youtu.be/AEBts3sREBA?t=1), оставаясь подлинной картоп-мотолодкой; а вот Б-2 под японовихрём в 20 л.с., скоростной винт шагом 11", с трудом выходит на редан с пилотом и одним пассажиром, но затем вполне шустро идёт, лишь немного медленнее, чем с одним пилотом.
Прочитав блог, озадачился конструкцией наделок на транец, помогающих выходу Б-2 на глиссирование именно вдвоём, но не увеличивающих смоченную поверхность на расчётных режимах как с одним пилотом, так и вдвоём со взрослым пассажиром. И с тремя-четырьмя точками крепления к транцу каждой наделки для быстрого монтажа/демонтажа. Ну, и дополнительные объёмы плавучести на транце микро-лодки лишними не бывают, особенно при манипуляциях с мотором.
PS: Ссылки на материалы по Б-1 и Б-2 можно посмотреть в моём профиле (но не настаиваю ни на чём).
С уважением - Е.Д.