Плоске днище. Для створення гідродинамічної підйомної сили дуже вигідно абсолютно плоске днище, проте таке днище навіть при невеликому хвилюванні відчуває дуже сильні удари об поверхню води, що виключають можливість нормальної експлуатації глісера. При більш високих хвилях, коли днище більшою єврей частиною час від часу відривається від води, удари плоского днища про воду стають настільки сильними, що можуть призвести до руйнування конструкції і аварії судна.
Іншим недоліком судна з абсолютно плоским днищем є дуже погана повороткість; після відхилення керма воно дрейфує в сторону, протилежну перекладки керма, описуючи дуже пологу криву. Це відбувається тому, що після відхилення керма судно, рухаючись по кривій, відчуває відцентрову силу, врівноважити яку може тільки бічне опір днища; плоске ж днище достатнього бокового опору чинити не може. Для усунення цього недоліку доводиться ставити на днище спеціальний плавець. Тому плоске днище, в чистому вигляді, майже не знаходить застосування.
Плоскокілеватое днище. Щоб пом'якшити удари об воду, найбільш сильні в носовій частині, днища глиссирующих судів надають килеватость, велику в носі і меншу в кормі. В цьому випадку уповільнення падаючого на воду судна при зустрічі з водою відбувається поступово, у міру занурення кілеватие (клиноподібного) днища в воду. Якщо при зустрічі з хвилею занурення за 1 сек. сповільнюється більше, ніж на 9,81 м / сек, т. е. якщо уповільнення стає більше, ніж величина прискорення сили тяжіння g = 9,81 м / сек 2. то кажуть, що судно відчуває перевантаження, рівну одному g. Перевантаження, рівну 5-6 g, людина переносить дуже важко. Судно з килеватим днищем має гарну повороткістю, так як надає відцентрової силі достатню бічне опір; при певній профілювання обводів таке судно стає вельми остійності на циркуляції, яка відбувається з внутрішнім креном.
Плоскокілеватое днище позбавлене найголовніших недоліків плоского, однак зі збільшенням кілеватості підвищуються опір судна і кут його ходового диференту, падає підйомна сила, зростає бризгообразованіе. Кілеватие днище розрахувати і виготовити важче, ніж плоске.
Зазвичай для зменшення опору і ходового диференту килеватость поступово зменшують від носа до корми і у транця днище в поперечному перерізі роблять плоским. Занадто велика килеватость в середній частині корпусу змушує робити дуже різкі зміни кута кілеватості в кормовій робочої (смачиваемой при глиссирования) частини днища, а це викликає підвищення опору; днища з тим же середнім кутом, але з невеликою різницею в носовому і кормовому кутах кілеватості мають менший опір.
Така різниця в опорі пояснюється тим, що при будь-якому різкій зміні обводів при переході від одного шпангоута до іншого потік повинен витрачати енергію на закручування.
Зігнуто-кілеватие днище. Для зниження висоти струменів і бризок, що зриваються зі скул, іноді піднімаються вище бортів і заливають при бічному вітрі пасажирів, найближчу до вилиць частина днища дуже плавно (наприклад, по дузі кола) відгинають донизу (рис. 8). Такий вигин днища служить і для деякого збільшення гідродинамічної підйомної сили, а отже, зменшення опору. При протіканні по такому заокругленню поперек днища маса води набуває відцентрову силу, спрямовану вгору.
Після відриву від днища вода спрямовується вниз. Іноді відгинати частини шпангоута у вилиці надають горизонтальне положення (рис. 9).
Величина гідродинамічної підйомної сили залежить від радіуса і розташування поперечного заокруглення днища (іноді званого тунелем).
Відгин днища у скул для збільшення гідродинамічної підйомної сили і зменшення опору часто поєднують з невеликою опуклістю днища у кіля (рис. 10). Така форма днища носить назву зігнуто-килеватой. Зігнуто-кілеватие днище може мати дуже міцну конструкцію, якій не страшні сильні удари об воду. Однак зігнуто-кілеватие днище менш вивчено, ніж плоскокілеватое, тому його опір може бути розрахований лише дуже наближено. Споруда катера з зігнуто-килеватим днищем також значно важче.
Обводи, що розгортаються на площину. Для того щоб спростити викрійку і процес кріплення зовнішньої обшивки з фанери або іншого листового матеріалу, вибирають обводи, що розгортаються на площину. При таких обведеннях обшивку днища можна викроїти з одного аркуша, не вдаючись до розрізання листів на вузькі смуги, виколотка або іншим подібним прийомам; шпангоути в своїй днищевой частини злегка випуклі (рис. 11). Якість обводів, розгорнутих на площину, часто буває не гірше, ніж більш складних.
Геометричний спосіб побудови таких обводів описаний в декількох спеціальних роботах.
Обводи моногедрон дещо спрощують будівництво судна, дозволяють з більшою впевненістю проводити розрахунки опору і не виключають можливості надання носовою обводам будь-хто. форми. Однак експериментальні дані, що підтверджують викладені вище міркування, вельми обмежені і число побудованих катерів з обводами типу моногедрон невелика, хоча близькі до циліндричних обводи кормовій частині днища застосовуються вельми часто.
Реда обводи днища. Редан ділить довжину днища на дві частини, перетворюючи щодо довгу змочену площа в дві, більш короткі. Збільшення відносини ширини змоченою площі днища до довжини вигідно з точки зору опору і підйомної сили. Крім того, змочена поверхня днища, а отже і величина опору зменшуються завдяки тому, що вода, «віджимати» реданом донизу, відривається від його кромки if оголює більшу частину днища за реданом. Редан розташовують так, щоб центр ваги глісера знаходився між ним і транцем, причому відстань від центру ваги до Реда становило б 25-40% відстані між реданом і транцем (рис. 13). Відповідно до цього на Реда змочену майданчик доводиться 60-75% повної ваги судна, а на транцевую 25-40%. Висота Реда повинна бути досить великою, щоб забезпечити доступ повітря в зареданную область. Форма Реда в плані особливого значення не має; зазвичай зріз Реда розташовують поперек судна в площині шпангоута.
Реда глісери при однакових умовах навантаження на режимі чистого глиссирования, як правило, мають менший опір, ніж безреданние, проте вони більш чутливі до хвилювання. При ході на режимі глиссирования коротка змочена частина днища попереду Реда дуже легко відривається від хвилі, після чого судно стрімко падає, вдаряючись з великою силою об воду. Такі стрімкі стрибки судна, звані «Барсом», значно знижують якості глісера, так як щоб уникнути неприпустимо великих перевантажень змушують знижувати швидкість ходу. Цей недолік робить Реда глісери маломореходнимі і обмежує їх застосування плаванням внутрішніми водними шляхами і в прибережній морській смузі.
Точний гідродинамічний розрахунок Реда глісер значно важче, ніж безреданних, так як при глиссирования кормова частина днища зустрічає поверхню води, спотворену реданом. Визначення профілю цієї поверхні, фактичних кутів атаки і швидкостей, з якими кормова частина днища зустрічає потік, - завдання дуже складне. Тому опір Реда глісер визначають головним чином випробуванням моделей або за статистичними даними раніше побудованих глісер, а не шляхом теоретичного розрахунку.
Трьохточкові обводи днища. Близько двадцяти п'яти років тому з'явилися гоночні глісери з особливим пристроєм корпусу. Корпуси цих судів при ході на режимі глиссирования стикаються з водою трьома майданчиками днища: двома передніми, розташованими біля бортів судна, і однією задньою (рис. 14).
Такий корпус по суті являє собою звичайний безреданний корпус, в носовій частині якого з обох бортів прикріплено по одному поплавця (спонсонах). Днище цих поплавців пристосоване для глиссирования і розташоване нижче днища основного корпусу, тому при глиссирования велика частина днища корпусу катера виявляється над поверхнею води; кормова ж частина днища, прилегла до Транці і стикається з водою, так само, як і днища поплавців, служить робочою площадкою.
Сенс трехточечной системи обводів полягає в наступному. При певних умовах на великих швидкостях руху зайва ширина днища шкодить, але зменшити її можна з міркувань остійності. У цих випадках необхідну ширину днища отримують введенням двох вузьких поплавців, розставлених досить широко, щоб забезпечити необхідну поперечну остійність.
При дуже великих швидкостях руху потік повітря, що потрапляє під днище основного корпусу, створює додаткову підйомну силу, що сприяє зменшенню його опору.
Обводи корми. Основна величина гідродинамічних сил діє на носову частину робочої площі днища глісера. Кормова частина має другорядне значення з точки зору опору і підйомної сили глісера. Однак невдалі розміри і обводи корми можуть істотно збільшити опір і погіршити ходові якості глісера. Так, занадто широка корму може привести до омивання бортів потоком води, що сходять СО скул НОСОВІЙ частини і особливо великим на перехідному режимі. Якщо глісер не має достатнім запасом потужності, він може виявитися не в силах подолати «горб» опору і не вийде на режим глиссирования. Занадто широка корму має зайвої підйомної силою і має прагнення відірватися від води, що може призвести до «трясці» корми, а потім і до ударів об воду всього корпусу. Це шкідливе явище, зване втратою стійкості ходу, іноді змушує припиняти збільшення швидкості ходу незважаючи на те, що двигун ще має значний запас потужності. До втрати стійкості ходу призводить і занадто великий кут атаки днища поблизу транця, так як підйомна сила може перевищити вага, що доводиться на кормову робочий майданчик.
Обводи кормовій частині днища набувають великого значення, коли потрібно зменшити занадто великий кут диференту на ходу. Особливо велику роль кормові обводи грають в тих випадках, коли через занадто великого кута атаки опір глісера на перехідному режимі (на горбі) може виявитися настільки великим, що для переходу на режим глиссирования потужності не вистачить.
Для зменшення кутів диференту глісера найближчій до Транці частини днища надають плавний (часто по дузі окружності великого радіуса) відгин вниз, що збільшує підйомну силу і, отже, спливання корми (рис. 15), що зменшує кут диференту судна. Однак надмірний відгин призводить до втрати стійкості ходу. Вигин днища в зворотному напрямку, т. Е. Опуклістю вниз, може викликати підсмоктування корми в воду і неприпустиме збільшення диференту.
Для поліпшення повороткості глісера кормовим шпангоутам іноді надають опуклі обриси (рис. 16); така форма допомагає судну крениться всередину циркуляції, т. е. в сторону повороту. Для підвищення стійкості на курсі частина днища поблизу транця іноді роблять увігнутим всередину (рис. 17), але це значно погіршує поведінку глісер на циркуляції.
Форми вилиці. У більшості випадків скула, починаючи з транцевой шпангоута, поступово піднімається (по відношенню до лінії кіля) і закінчується у форштевня або поблизу від нього. Велика частина лінії вилиці є прямою або плавну криву, звернену опуклістю вниз. У тих випадках, коли глісер призначений для «спокійної води» і немає підстав побоюватися зустрічі з великими хвилями, вилицю закінчують на форштевне порівняно близько від лінії кіля (рис. 18). Таку лінію вилиці, звернену опуклістю вниз, отримати порівняно просто, так як виличної стрінгер в цьому випадку не вимагає великого вигину.
Якщо передбачаються зустрічі з великими хвилями, коли доведеться зменшувати швидкість і переходити на режим плавання або перехідний, то вилицю в носовій частині піднімають можливо вище, іноді до самої палуби; іноді вилиці надають злам або, точніше, перегин на одному з носових шпангоутів. Починаючи з місця перегину, частину скули до форштевня роблять опуклістю догори (рис. 19), при цьому носові шпангоути роблять V-подібними з розвалом (рис. 20). У міру опускання такий вилиці при переході до корми великі в носі кути кілеватості зменшуються, а шпангоути можуть отримувати подвійну зігнутість - опуклістю вниз у кіля і опуклістю вгору у скул. Однак скула, що має дуже крутий перегин, при лобових зустрічах з хвилею може зруйнуватися.
Вилицю з перегином часто роблять на Реда морських глісерах.
У Реда глісер з водою стикається лише найближча до Транці кормова частина днища, тому вилицю на решті довжині кормовій частині довільно піднімають лише для того, щоб уникнути замивання водою днища і бортів за реданом.
На малих швидкохідних глісерах, наприклад скутерах, у вилиці роблять так званий поперечний скіс (рис. 21); такий скіс створює уздовж вилиці похилу до води площину, на якій при значному крен судна під час повороту виникає додаткова гідродинамічна сила, що оберігає судно від перекидання. З тією ж метою на малих гоночних судах трехточечной схеми борту носових поплавців (спонсонов) також роблять похилими.
Елементи носової частини, що впливають на забризгіввніе. На заливання і забризкування пасажирського кокпіта впливають форма носової частини днища, що безпосередньо примикає до кіля, і поздовжнє обрис форштевня. Наприклад, чим менше радіус поздовжнього, заокруглення форштевня, тим більша ймовірність потрапляння води в корпус; поперечна опуклість днища у кіля в районі форштевня запобігає забризкування. Носові V-подібні шпангоути із значним відгином скул донизу добре «відвалюють» зустрічну хвилю в сторону і вниз, ніж запобігає підйом води вище палуби і забризкування кокпіта при бічному вітрі.
Для запобігання заливання води в корпус іноді доводиться ставити так звані відбійні бруси на вилицях і щитки на стику палуби з бортом.
Обводи бортів. При проектуванні обводів конструктор завжди прагне зробити площу зіткнення корпусу з водою можливо меншою, так як цим досягається зниження опору тертя. Тому, якщо можна побоюватися замивання бортів водою, то бортах кормової частини надають завал, т. Е. Ширину палуби роблять менше ширини по вилиці. Бортову частину носових шпангоутів, навпаки, завжди роблять з розвалом (рис. 20).
З метою спрощення побудови дуже часто не тільки днище, а й борти роблять прямолінійними; такі обводи звуться обводів щарпі.
В іншому обводи бортів, а також нахил транця вибирають по архітектурним міркувань.
Гліссирующие суду дуже чутливі до змін форми днища; невдалі обводи днища можуть перевести судно з розряду глиссирующих в розряд плаваючих. Тому, створюючи глісер, до його обводам слід підходити дуже обережно, орієнтуючись на досвід гліссеростроёнія, так як в даний час є ще дуже мало відомостей, щоб заздалегідь кількісно оцінити ту чи іншу зміну обводів розрахунковим шляхом.