Гоночні суду очима японських конструк-торів
Океанські гонки послід-них років привертають до себе увагу всіх, хто цікавиться морем і біль-шими швидкостями. Однак, в 70-і роки ні в обведеннях катерів, ні в дві-гатель, що встановлюються на них, не з'явилося жодних нових ідей, хоча на черзі вже стоїть питання про швидкостях порядку 200 км / ч.
Перед конструктором таких швидкохідних катерів встає цілий ряд складних проблем, які вимагають свого вирішення.
1. Проблема стійкості на курсі. При великій швидкості навіть на спокійній воді виникає нестійкість на курсі. Катер злітає в повітря, відчуває вертикальні коливання і поперечну качку.
2. Форма корпусу. Відомо, що у гоночних судів з обводами глибоке V стійкість руху на схвильованому морі тим більше, чим більше довжина, а швидкість підтримується тим стабільніше, ніж вже глиссирующие ділянки днища. Японські конструктори вважають, що найкращий варіант - це поєднання обводів глибоке V з поперечним реданом, як показано на ескізі.
3. Міцність корпусу. Швидкість гоночного судна знаходиться в прямій залежності від ваги корпусу, тому природно бажання конструктивно його зменшити. Однак міцність легкого корпусу може виявитися недостатньою, тому важливе значення має вибір матеріалу з великою питомою міцністю - відношенням межі текучості до питомої ваги матеріалу.
В даний час корпусу гоночних катерів виготовляють, головним чином, з легких сплавів (в Англії) і зі склопластику (в США). При використанні алюмінію, проте, потрібна висока якість виготовлення конструкцій і, крім того, матеріал повинен бути стійкий до впливу морської води. Склопластик, таким чином, представляється особливо придатним для побудови корпусів глиссирующих судів.
4. Положення корпусу у повітрі. При русі по схвильованому морю з великою швидкістю судно іноді злітає в повітря повністю відриваючись від поверхні. Бажано, щоб політ катера в повітрі був стійким. У цьому випадку, крім обводів корпусу, на рух судна впливають форма палуби, поверхонь бортів і рубки, а також положення гребних гвинтів.
5. Існує межа швидкості, яку практично можна розвинути на катері в залежності від висоти хвилі. Наприклад, при висоті хвилі в 1м такою межею є швидкість близько 200 км / ч -
при більшій швидкості може управління судном і зростає небезпека руйнування конструкцій або навіть перекидання катера.
6. Величина динамічних перевантажень при ударах про хвилі і при стрибках катера. При опусканні судна на поверхню води після зльоту воно відчуває удари, сила яких зазвичай виражається величиною g -Прискорена сили вільного падіння тіла. Для малих катерів сила удару може досягати 15g. Зі збільшенням швидкості величина перевантажень також зростає, проміжки між ударами
про воду скорочуються. При надмірних перевантаженнях здоров'я екіпажу і міцність корпусу катера знаходяться під загрозою, тому в цих випадках необхідно передбачати пристрої, що пом'якшують передачу ударів і поштовхів на екіпаж, основні конструкції та обладнання судна.
7. Нервова реакція людини. При значному збільшенні швидкості час проходження катером
двох сусідніх гребенів хвиль досягає часток секунди. Водій змушений постійно маніпулювати з оборотами двигуна, то підвищуючи, то знижуючи швидкість. Нервової реакції водія часто не вистачає, щоб реалізувати експлуатаційні можливості катера.
8. Двигун. Необхідно вибрати найбільш легкий (щодо потужності) і досить надійний двигун - це завдання не просте.
9. Вартість споруди. Це дуже важливе питання, виходячи з якого вибирається той чи інший проект. У витрати на будівництво вхо-дять вартість виготовлення катери, його випробувань, коригування конструкції різних вузлів, підбір гребного гвинта відповідно дан-ним двигуна.
Принципові схеми пристрою трьох типів гоночних мотолодок.
Японські дизайнери виготовили мо-дель оптимального катери довжиною 1,9 м, керовану по радіо, і прове-ли на ній великі випробування. На ос-нованіі цих випробувань і була виконан-нена пропонована опрацювання оці-Андської гоночного катера класу OPI.
Основні дані катера в натурі наступні: довжина найбільша - 11,4 м; ширина найбільша-3,1 м; висота борта - 1,35 м.
На катері передбачається устано-вити три двигуни об'ємом по 5400 см3 кожен (для катерів I клас-са загальний обсяг не повинен переви-щувати 16,4 л). Повна потужність - 1500 л. с, витрата палива становить 450-500 л / год.
Японські дизайнери виконали також опрацювання проектів малих гоночних судів з підвісними мото-рами. Основою для проектування послужили випробування невеликих мо-делей катерів, керованих по ра-діо. Перспективними, з точки зору подальшого підвищення швидкості конструктори вважають три типи судів, показаних на приводяться ескізах: човен на гідролижах, екраноплан і човен на монолижі.
Підвіска гідролижі до корпусу.
1 - гідролижа; 2 - талрепи для регулювання кута атаки лижі; 3 - гідравлічний амортизатор від важкого мотоцикла; 4 - кожух; 5 - плита для кріплення до корпусу.
Пропонована конструкція, що амортизується крісла.
1 - крісло; 2 -амортізатор від легкого мотоцикла; 3-еластичний кожух; 4-опорна плита.
При швидкості близько 90 км / год катер традиційних обводів стає погано керованим, а рух його нестійким, тому водієві годину-то доводиться обмежувати обороти двигуна. Стійкість руху можна забезпечити за рахунок установки поблизу від центра ваги судна своє-образних опорних майданчиків з обох бортів корпусу-у вигляді гідролиж. Правда, повороткість при цьому помітно погіршується. Крутий поворот на такому катері вдіяти не-можливо. Лижі мають підйом-ної силою, тому при повороті звичайного Кречів не виникає, і можлива тільки циркуляція біль-шого діаметра. При зниженні скоро-сті і при русі в водоізмещающем режимі корпус разом з лижами занурюється в воду, наслідком чого може з'явитися втрата часу при обгинанні поворотних знаків на ді-станції гонок.
Інший варіант - човен-екран-план. Доцільно зробити його двокорпусним у вигляді катамарана з аеродинамічній несучої частиною-містком. Так як нижня поверх-ність містка розташована близько від води, моточовни такого типу, як правило, неморехідного і не можуть протистояти скільки-небудь висо-кою хвилі. З іншого боку, ско-кість катамарана цілком залежить від ваги судна, тому важливо всіляко полегшити його конструкцію. Предла-гается корпус обшити водостійкою фанерою товщиною 2,5 мм, а палубу покрити міцною і легкою тканиною.
Схема загального розташування гоночного катера для відкритого моря.
1 - носовий відсік плавучості; 2 рятувальний пліт; 3 -Паркани повітря для двигунів; 4 панель контрольних приладів; 5 -м'яка оббивка комінгса кокпіта; 6 - кормової обтічник; 7 - повітряний кермо; а - вихлопна труба; 9 - водяний кермо; 10 три двигуни потужністю по 500 л. с; 11 - паливна цистерна ємністю 900 л; 12- паливна цистерна ємк. 600 л; 13-паливна цистерна ємк. 400 л; 14-носова діфферентная цистерна; 15-місце водія; 16-місце штурмана; 17-стартерная акумуляторна батарея
І, нарешті, ескіз третього катера являє собою новітню радіо-керовану модель. Такі катери на монолижі є неодмінні-ми учасниками змагань радіо-керованих моделей. Плоска цент-ральних глиссирующих поверх-ність на днище - монолиж - тягнеться аж до форштевня. Посередині цієї поверхні для забезпечення стійкості руху і необхідного кута атаки є поперечний редан.
Такі катери можуть розвинути швидкість значно більшу, ніж звичайні з обводами глибоке V. Вони дуже морехідні і отримують призи за участю в марафонських гонках в океані.
При русі по рівній водній поверхні ця модель стосується води тільки нижній ковзної частиною лижі, а при русі по невеликій хвилі в контакт з водою входять і похилі поверхні бортів в середній частині днища. У проміжку між гребенями хвиль катер в воз-дух летить подібно літачки, зро-ланному з складеного вдвічі бумаж-ного листа. Цікаво, що модель катера довжиною 1,3 м, випробувана ді-зайнерамі, розвинула швидкість понад 100 км / ч.