.

Вы здесь

Морские сани на подводных крыльях

Морские сани на подводных крыльях

12.02.2011 Автор: 0 10459

Е. М. Фесина, Е. Г. Хваткое, журнал КиЯ №21

Знакомясь со статьей Е. Фесины и Е. Хваткова, невольно отдаешь должное огромной энергии и настойчивости, которую проявили авторы при постройке и, особенно, доводке своего «Лаптя». Ведь известно, что заставить катер выйти на крыло бывает так же трудно, как и построить сам корпус. Тем более, что авторы проекта во многом отошли от общепринятых обводов, конструкции и архитектуры катеров на подводных крыльях.

По нашему мнению, применение корпуса с обводами типа «морские сани» в данном случае неоправданно. В начальный момент движения при выходе на крыло такой корпус обладает большим сопротивлением, чем обычный узкий, снабженный реданами и срывниками. При ходе на волне туннель морских саней уже не служит своеобразным демпфером, смягчающим удары, так как корпус целиком поднят над водой.

Можно возразить и против наклонных участков в средней части носового крыла. Авторы, очевидно, стараясь уменьшить осадку катера, перевернули обычно применяющееся на мореходных катерах крыло с «чайкой», не учитывая, что «чайка» оказывается полезной при ходе на волне только в том случае, когда она погружена глубже основной несущей плоскости.

Несовременен внешний вид катера с излишне сложными скругленными формами и кормовыми «стабилизаторами», хотя и такие архаичные формы находят много приверженцев.

Жаль, что постройке судна не предшествовала разработка хотя бы эскизного проекта с вариантами общего расположения и архитектуры катера. Это намного сократило бы объем переделок и работ по доводке катера.

 

Основные данные катера

Длина наибольшая, м - 6,0

Ширина, м - 0,9

Высота корпуса (без рубки), м - 0,9

Вес корпуса, кг - 300

Полный вес катера, кг - 650

Полное водоизмещение, кг - 1200

Мощность двигателя, л. с. - 60

Запас топлива, л - 120

Скорость хода на крыльях, км/час - 55—60

Теоретический чертеж катера «Лапоть».

Когда мы решили строить катер на подводных крыльях, нас привлекла мысль использовать обводы типа «морские сани». Из литературы мы знали, что «сани» обладают хорошими мореходными качествами, позволяющими сохранять относительно высокую скорость на волнении. Достоинствами таких корпусов являются: хорошая всхожесть на волну, устойчивый ход без рысканья и зарывания, без резких ударов днища на короткой и частой волне. Ко всем этим положительным качествам мы решили добавить еще одно — поставив сани на подводные крылья, сделать их более быстроходными.

Поскольку при выходе на глиссирование на корпусе «морских саней» образуется большая подъемная сила, мы предположили, что установка дополнительного стартового крыла для облегчения выхода на крыльевой режим и устойчивого движения не потребуется. Это предположение полностью подтвердилось во время ходовых испытаний катера на крыльях летом 1968 г.

Несколько слов о самом катере «Лапоть», фото которого еще до установки крыльевого устройства было приведено в N14 сборника.

Продольный набор состоит из большого числа ребер жесткости — стрингеров 30X20 (15 по днищу, 8 по палубе и по 5 на бортах). Усиленные скуловые стрингеры имеют сечение 60x30 и склеены на месте из трех реек. Поперечными связями являются 9 шпангоутных рамок, склеенных из нескольких частей-футоксов сечением 50X20 каждая, и двух водонепроницаемых переборок по краям кокпита — на шп. 3 и 8. Транец набран из сосновых досок толщиной 30 мм. Весь набор изготовлен из ели и сосны. Там, где корпус имеет большую кривизну и особо сложную форму, вставлены бобышки из пенопласта и дерева. Фундамент под двигатель представляет собой два параллельных бруса сечением по 150 X 60, установленных в р-не шп. 8 — транец.

Корпус обшит бакелизнрованной фанерой толщиной 5 мм на днище и 3 мм — на бортах и палубе, а затем оклеен прямо по неокрашенной поверхности стеклопластиком (три слоя на днище, два на бортах). Сразу после прикатки верхнего слоя стеклоткани корпус прошпаклевали. Тонким слоем была нанесена шпаклевка на основе эпоксидной смолы с тальком в качестве наполнителя. Получился монолитный защитный слой, после зачистки которого корпус окрасили нитроэмалью. Эта краска ложится на зашпаклеванную и зачищенную поверхность хорошо и очень долговечна — она служит уже четвертый год и нет никаких признаков отслоения.

Носовой отсек — форпик предназначен для хранения спальных принадлежностей, запасов провизии и снаряжения. Для доступа в него в переборке на шп. 3 имеется герметически закрывающийся люк.

В кокпите с размерами 2,5x1,2 м установлены два мягких кресла для водителя и пассажира и трехместное кормовое сиденье, под которым закреплены два 60-литровых сваренных из алюминия топливных бака. Кокпит закрыт рубкой. Передняя ее часть вместе с изогнутым ветровым стеклом жестко закреплена, а задняя часть — сдвижная. Заборник вентиляции находится под козырьком крыши над ветровым стеклом; вытяжные каналы выполнены на стенках сдвижной части.

В кормовом изолированном отсеке, закрываемом сверху капотом, установлен двигатель «М-21А» от автомобиля «Волга». Двигатель конвертированный с прямой одноконтурной системой охлаждения. Вода поступает из насоса, имеющего привод от маховика коленчатого вала, в рубашку выхлопного коллектора, затем часть ее идет в двигатель, охлаждает его и сбрасывается в выхлопную трубу, а другая — поступает в водо-масляный радиатор и затем также выходит в выхлопную трубу.

Применена реверсивная неоткидная колонка с тянущим гребным винтом и рулем. Редукция этой колонки 1,75. Верхняя пара шестерен изготовлена специально и обеспечивает редукцию 1,15; меньшая шестерня имеет диаметр 80 мм, большая 95 мм. Нижняя пара взята от дифференциала автомобиля «ГАЗ-69»; редукция этой пары 1,6 (10:16), модуль передачи т — 5 мм.

Первоначально была установлена откидная колонка «ПОРР-2С» конструкции Строганова, но на первых же испытаниях катера выявился целый ряд ее недостатков, Основные поломки были вызваны неудачным выбором сочленения двигателя и колонки. Весна и лето 1967 г. были посвящены подбору гребного винта и устранению неполадок в редукторе.

Редукция первой колонки была равна 1,41, т. е. число оборотов винта составляло около 3000 об/мин. Основной причиной, которая не давала катеру выйти на глиссирование и достичь запроектированной скорости 45—60 км/час, была антикавитационная плита: ее основная площадь находилась над винтом и за вертикальную колонку не заходила. При достижении на винте 2000 об/мин двигатель начинал работать вразнос, тяга винта резко падала. Было решено плиту увеличить и часть ее расположить впереди колонки, так как мы предположили, что воздух проходит по ней к винту. И действительно, после увеличения размеров плиты неприятности с воздухом кончились.

Осенью 1967 г. наши «сани» все-таки начали глиссировать и можно было продолжать испытания. В результате мы выбрали оптимальный гребной винт с диаметром и шагом по 300 мм, тремя лопастями :и дисковым отношением, равным единице. Винт этот хорошо работал при 3000 об/мин.

Следующим этапом была установка подводных крыльев и испытания катера на крыльевом режиме. Для этого нам и пришлось изготовить новую колонку с удлиненной «ногой».

При расчете основных данных крыльевого устройства использованы методика, рекомендованная в 3 номере сборника, и данные специальной литературы. Устройство состоит из двух малопогруженных крыльев — носового и кормового. Нагрузка на крылья, отличающаяся только высотой стоек, распределена примерно поровну. Профиль крыла плоско-выпуклый (сегментный) с заостренным носиком, причем максимальная толщина несколько сдвинута вперед.

Корпус «Лаптя» в постройке.

Общий вид катера.

 

Крылья комбинированные, состоящие из плоских крайних и наклонных средних участков. Благодаря такой Л-образной форме повышается поперечная устойчивость катера на полном ходу, а в момент выхода на крылья и при резком торможении работают дополнительные участки крыла. На концах крыльев стоят противоаэрационные шайбы.

На скулах корпуса и по центру днища установлены специальные кронштейны, к которым крепятся на болтах стойки крыльев. Установочный угол в определенных пределах можно регулировать, подкладывая клин под пяту средней стойки с соответствующим поворотом и затягиванием болтов боковых стоек.

Крылья сделаны полыми. Выпуклая верхняя часть отштампована из листа 2 мм и приварена к плоскому основанию толщиной 3 мм. Все соединения выполнены при помощи аргоно-дуговой сварки.

При испытаниях катера на крыльях основное внимание пришлось уделить определению оптимального угла атаки. Предварительно (на берегу) был найден и отмечен нулевой угол, по которому мы и ориентировались в дальнейшем. Для изменения углов

атаки крыльев катер вытягивали из воды лебедкой до оголения мест крепления стоек.

Можно выделить следующие четыре основных этапа доводки крыльевого устройства.

1. Катер не выходил ни на носовое, ни на кормовое крылья. Причинами оказались малый положительный угол атаки носового крыла и чрезмерный положительный угол атаки кормового. Для устранения этого явления угол атаки носового крыла был увеличен на полградуса, а кормовое установлено с нулевым углом атаки.

2. После выхода на кормовое крыло катер проваливался носовым, причем наблюдались срывы с нижней плоскости носового крыла и его частичное оголение. Уменьшили угол атаки носового крыла на 10 мин.

3. При выходе на крылья катер получил крен на правый борт. Была устранена небольшая «закрутка» плоскостей крыла.

4. Катер плохо управлялся при движении на крыльях. Площадь погруженной части руля пришлось увеличить в три раза.

При правильно выбранных углах атаки горизонтальные участки крыльев идут близко к поверхности воды, но срывов не наблюдается. Для достижения максимальной, скорости хода пришлось применить и новый гребной винт с диаметром 315 мм, шагом 538 мм и дисковым отношением 0,7. Рабочее число оборотов винта 2300 об/мин.

Наивысшая скорость хода, достигнутая на испытаниях 60 км/час. В настоящее время проводится работа по доводке, шлифовке и полировке подводной части колонки, руля и винта. Эти мероприятия должны дать некоторый прирост скорости.

В заключение хотелось бы отметить некоторые недостатки нашей «организации труда». Мы начали строить катер, не имея ни конструктивных чертежей, ни схемы общего расположения устройств и механизмов. В результате пришлось импровизировать и многое изменять на ходу. Особенно много неувязок было в решении кормовой части, пришлось несколько раз переделывать этот узел. Перепробовали и несколько вариантов рубки, причем очень сложно было «врезать» ее в готовый корпус. Советуем начинать постройку катера с уточнения всех размеров и необходимых данных силовой установки и выполнения эскизов в масштабе.

Раздел: 

Boatportal.ru

logo