/
Author: Новак Г.М.
Tags: техника средств транспорта водный транспорт судостроение морская техника подводные лодки моторы
Year: 1982
Text
СПРАВОЧНИК ПО КАТЕРАМ, ЛОДКАМ И МОТОРАМ
спр/авомник
ПО КАТЕРАМ ЛОДКАМ И МОТОРАМ
Под общей редакцией Г. М. НОВАКА
ИЗДАНИЕ 2-е, ПЕРЕРАБОТАННОЕ И ДОПОЛНЕННОЕ
ЛЕНИНГРАД «СУДОСТРОЕНИЕ» 1982
ББК 39.428
С74
УДК 629.125 (031)
Рецензент ннж. В. Лк Чашухнн
Научный редактор инж. В. А. Кучер
Справочник по катерам, лодкам и моторам/Под общей С74 редакцией Г. М. Новака. — 2-е изд., перераб. и доп. — JL: Судостроение, 1982. — 352 с., ил.
ИСБН
Справочник содержит основные снедения по прогу.чочио-туристским моторным н гребным лодкам, катерам, парусным яхтам н лодочным подвесным моторам, выпускаемым отечественной промышленностью. Приведены технические характеристики судов, даны рекомендации по повышен ню зкеплуатпцноимых качеств, в частности — экономичности серийных судов и моторов. Рассмотрены общие требования, предъявляемые к конструкции н мореходным качеством малых прогулочно-туристских м спортивных судов.
Справочник рассчитан на широкие круги специалистов и любителей, занимающихся постройкой и эксплуатацией малых судов.
3605030000-074
° 048(01)—82 63 83 ЗМ28
СПРАВОЧНИК ПО КАТЕРАМ. ЛОДКАМ И МОТОРАМ
Под общей редакцией Г. М. Новака
Издание 2-е, переработанное и дополненное
Редактор Л. Н. Снсткоиа
Технический редактор Ю. И. Короленко
Корректоры: Т. Г. Малышева, И. П. Острогорова, В. Ю. Самохина Художественный редактор О. П. Андреев Художник В. В. Беляков
ИБ № 929
Сд.»но в В «бор 23.06.89. Подписано в печать 22.11.82. М-25880.
Формат 60Х90|Л«. Бумага типографская № 2. Печать высокая.
Гарнитура литературная. Уел. печ. л. 22.0. Уч.-изд л. 31.8.
Усл. кр.-отт. 22.0. Изд. .V» 3731-81. Дол. тираж 50 000. Заказ М 319.
Нека I р S0 к.
Издательство «Судостроение». 191065. Ленинград, ул. Гоголя. 8.
Лги мн градская типография № б ордена Трудового Красного Знамени
Ленинградского объединения «Техническая книга» им. Евгении Соколовой
Союлпати! рафпрома при Государе таен иом комитете СССР
1Ю делам издатсльста. полиграфии и кнкжиоП торговли IV3144, г. Ленинград, ул. Моисеенко. 10.
© Издательство «Суд<м1 jn'i’iniri, П>79 г.
© Издательство <Судостроение», l‘Uu г.. >* и ншинчншми
ПРЕДИСЛОВИЕ
Основой содержания справочника являются технико-эксплуатационные характеристики выпускаемых промышленностью малых прогулочнотуристских и спортивных судов, как находящихся в личном пользовании граждан, так и принадлежащих различным клубам и секциям водно-моторного, воднолыжного и парусного спорта, туристским и охотничьим базам. В круг рассматриваемых вопросов входят также средства повышения эксплуатационных качеств серийных малых судов, методы ремонта и особенности ухода за корпусами лодок, построенных из различных материалов.
При подготовке второго издания справочника (первое вышло в свет в конце 1979 г.) учтены отзывы и пожелания читателей, поступившие в издательство. Отражены основные тенденции развития отечественного прогул очно-туристского флота, наметившиеся в начале 80-х годов. Большое внимание уделено вопросам всемерной экономии энергетических, сырьевых и прочих ресурсов, а также заботе о сохранении чистоты внешней среды. Эти важнейшие факторы обусловили обращение промышленности к разработке ряда новых, более экономичных в эксплуатации типов судов, и в частности — прогулочно-туристских лодок, способных наряду с подвесными моторами нести паруса или использоваться под веслами.
В текущей пятилетке не ожидается серийного производства новых моделей подвесных моторов, однако наши моторостроительные предприятия проводят большую работу по совершенствованию конструкции уже существующих моделей с целью повышения их экономичности, снижения уровня шумности и количества вредных выбросов, поступающих в воду вместе с выхлопными газами. Поэтому в раздел Справочника, посвященный моторам, внесены соответствующие изменения.
Как показывает опыт, экономичность эксплуатации малого моторного судна определяется в первую очередь правильным выбором двигателя, м.едцдсэд которого должна соответствовать обводам и размерениям корпуса и нагрузке лодки, подбором элементов гребного винта и обеспечением оптимального ходового дифферента. В случае неправильного подхода при решении этих вопросов .иногда до 30% используемого горючего затрачивается не на движение судна вперед, а вхолостую — на перемешивание больших масс воды за кормой. Поэтому в настоящем издании значительно расширены разделы, посвященные сопротивлению воды движению малого судна, выбору обводов корпуса, мощности двигателя и элементов движителей, возможности эффективного использования парусов для повышения экономических показателей эксплуатации мотолодок и катеров.
В последние годы вновь повысился интерес к самостоятельной постройке прогулочно-туристских судов. Это неудивительно, так как промышленность до
1*
3
настоящего времени выпускала массовыми сериями моторные лодки по существу лишь одного типа — открытые (без каюты), рассчитанные на глиссирование с четырьмя пассажирами на борту под одним или двумя подвесными моторами мощностью по 18 кВ1. Судостроители-любители разнообразят ассортимент эксплуатируемых судов, строя самостоятельно более комфортабельные каютные лодки и катера полуглиссирующего или водоизмещающего типа, моторно-парусные и парусные яхты, гребно-парусные лодки для дальнего туризма. Материалы второго издания справочника подобраны с таким расчетом, чтобы они оказались полезными для самодеятельных судостроителей.
Ценными дополнениями справочника являются другие книги, выпущенные в разные годы издательством «Судостроение». Это, например, «15 проектов судов для самостоятельной постройки» (1974 и 1976 гг.), X. Баадер «Разъездные и туристские катера» (1976 г.), К. Рейнке и др. «Постройка яхт» (1982 г.) и, конечно, журнал «Катера и яхты»; некоторые из материалов, ранее опубликованных в этом'журнале, использованы при подготовке настоящего издания.
Все замечания и предложения просим направлять в издательство «Судостроение» по адресу: 191065, Ленинград, ул. Гоголя, 8.
Глава I
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ КАЧЕСТВА И КОНСТРУКЦИЯ МАЛЫХ СУДОВ
Классификация малых судов
Отечественная промышленность выпускает несколько десятков типов малых судов, предназначенных как для выполнения народнохозяйственных задач, так и для отдыха и занятий водно-моторным, воднолыжным, парусным и гребным спортом широких кругов населения. Чтобы научиться грамотно оценивать те или иные качества этих судов, необходима четкая их классификация по основным эксплуатационным и конструктивным признакам.
Одним из главных эксплуатационных признаков судов является назначение. В зависимости от этого они подразделяются на суда, предназначенные для народного хозяйства (они, в свою очередь, делятся на разъездные, спасательные, лоцманские, гидрографические, лесосплавные и т. п.), спортивные (гоночные) суда, прогулочные, туристские, для любительской рыбной ловли или охоты, хозяйственные — для нужд сельских жителей.
Коротко рассмотрим специфические требования, предъявляемые к каждой перечисленной группе малых судов.
Отличительным признаком спортивного или гоночного судна является возможность отнести его к тому или иному классу, установленному спортивной классификацией. В нашей стране, например, пользуются популярностью спортивные моторные лодки классов SB-350 и SC-500. (Цифры в обозначениях этих классов соответствуют предельному рабочему объему цилиндров подвесного мотора, измеряемому в кубических сантиметрах, который можно устанавливать на этих лодках.) Кроме того, существуют правила постройки, которые регламентируют ряд конструктивных размеров корпуса мотолодок, запрещают использование несущих аэродинамических поверхностей и т. п. Эти ограничения направлены как на обеспечение безопасности участников соревнований, так и на то, чтобы каждый из них имел по возможности равные шансы на успех, не получал бы преимущества за счет таких технических данных, как значительный избыток мощности и экстремальность конструкции.
Основным качеством спортивного (гоночного) судна является высокая скорость, которую оно развивает при определенных условиях на акватории гонок. Мореходность таких судов обычно ограничена, не говоря ужею комфортабельности. Исключение составляют лишь крейсерско-гоночные яхты, которые используются для длительных соревнований в открытом море; они обладают соответствующими мореходными качествами и обитаемостью.
Прогулочные суда используются для кратковременных плаваний, продолжительность , которых обычно не превышает двух дней. Пассажировместимость таких лодок — от двух до шести человек; для их размещения судно должно иметь достаточно удобный и просторный кокпит. От непогоды экипаж защищает съемный складной или жесткий тент (в зарубежной терминологии — хардтоп) либо небольшая рубка-убежище, оборудованная в носовой части судна. На моторных прогулочных судах предусматривается лишь минимальный запас горючего, рассчитанный на 100—120 км пути.
5
Гребные прогулочные лодки нередко используются и для туризма, причем из-за необходимости размещения палатки, походного снаряжения и запасов число людей на борту ограничивается.
Туристские суда предназначены для совершения более или менее продолжительных плаваний и должны обладать, помимо требуемой обитаемости, мореходными качествами, соответствующими метеорологическим условиям на акватории маршрута плавания. К этой категории судов могут быть отнесены как разборные байдарки и каноэ, служащие лишь средством передвижения по воде, так и мореходные крейсерские яхты, обитаемость которых предусматривает автономное и комфортабельное пребывание на борту экипажа в течение многих' дней, а иногда и месяцев.
К лодкам для любительской рыбной л б в л и может быть отнесен довольно широкий ряд судов, начиная с одноместных надувных и разборных лодок и кончая быстроходными мотолодками, на которых жители больших городов выезжают на рыбалку за 50—100 км от городской черты. В последнем случае важно, чтобы лодка обладала достаточно высокой скоростью и необходимыми мореходными качествами — тогда путь к облюбованному месту рыбалки не занимает много времени и гарантируется возвращение домой при ухудшении погоды.
Важным свойством малых судов, предназначенных для охоты, является высокая проходимость в условиях мелководья и тростниковых зарослей, возможность их легкой маскировки. В ряде случаев предпочтение отдается транспортабельности, позволяющей пользоваться определенными видами транспорта — от рейсового автобуса до легкового автомобиля — для доставки лодки на какое-либо изолированное озеро.
И.для рыболовных, и для охотничьих лодок важна возможность бесшумного передвижения — будь то весла, подвесной электромотор и т. п.
Наконец, немало малых судов используется населением, особенно в сельской местности, для хозяйственных разъездов, перевозки сена, различных сельхозпродуктов, дров, а также мелкого скота. Для таких лодок первостепенное значение имеют достаточная грузоподъемность и вместимость, высокая остойчивость, надежность и экономичность двигателя. На них не требуется комфортабельных сидений, ветрового стекла и даже тента. Одним из оптимальных вариантов являются моторизованные лодки местных типов, хорошо приспособленные к конкретным условиям акватории.
В отдельный тип судов можно выделить плавучие дачи — комфортабельные плавучие сооружения, приспособленные для длительного отдыха на них в режиме стоянки у берега и небольших переходов при благоприятных условиях на акватории. Иногда плавдачи бывают несамоходными и буксируются к месту стоянки другим судном. Как правило, суда этого типа имеют помещения высотой в полный рост человека, оборудуются открытой площадкой — солярием, и обладают малой осадкой.
В зависимости от способа движения и типа двигательной установки малые суда делят на моторные суда — мотолодки, снабженные подвесными моторами, и катера — лодки со стационарными двигателями; гребные ь q у д а; парусные; суда с комбинированными способами движения — парусно-моторные, парусногребные и гребно-моторные. Несамоходные — буксируемые суда используют в основном в качестве плавучих дач, причалов, для перевозки больших партий грузов и т. п.
По типу движителя, т. е. устройства, непосредственно преобразующего вращающий момент двигателя в силу — упор, двигающую судно вперед, различают моторные.суда с гребным винтом (винтовые), с воздушным винтом, с водометным движителем и реже — с гребными колесами.
Заметим, что парус и весла также являются движителями, преобразующими первый — энергию ветра, а вторые — мускульную силу человека в упор.
По характеру движения малые суда бывают водоизмещающими, т. е. плавающими с относительно небольшой скоростью, когда судно удерживается близ поверхности воды благодаря статической силе поддержания; г л и с -
6
Таблица 1
Классы судов в зависимости от условий плавания
Класс судна Минимальный надводный борт, мм Условия плавания на волнении Удаление от берега, м
Состояние моря, балл Высота волны, м
Первый 250 до 1 0,50 1000
Второй 350 ДО 2 0,75 3000
Третий 600 до 3 1,25 5000
сирующими, поддерживаемыми при движении гидродинамическими силами, действующими на днище; судами на подводных крыльях (СПК), гидродинамические силы на которых приподнимают судно над водой; судами на воздушной подушке (СВП) и с аэродинамической разгрузкой (экранопланами). Различают еще суда переходного режима, у которых действуют оба рода сил поддержания — статические и гидродинамические.
По району плавания малые суда, поднадзорные навигационно-техническим инспекциям по маломерному флоту, классифицируют в зависимости от минимальной высоты надводного борта, допустимой высоты волны на акватории и удаления от берега (табл. 1). В исключительных случаях отдельные суда могут выпускаться в плавание на волнении до 5 баллов и в район, отличный от заданного таблицей.
Суда, поднадзорные Речному Регистру, в зависимости от района .плавания подразделяются на четыре класса: М, О, Р и Л. Суда класса М рассчитаны для плавания в условиях, приближенных к морским — при волне высотой до 3 м и длиной 40 м. Это устья больших рек — Северной Двины, Оби, Енисея; морские заливы; озера типа Ладожского и. Онежского. Судам этого класса разрешается выход в плавание при силе ветра не выше 6 баллов по шкале Бофорта.
Суда класса О допускаются к плаванию в озерных условиях при высоте волны до 2 м и длине до 20 м, например, в восточной части Финского залива, Рыбинском и Цимлянском водохранилищах, Днепро-Бугском лимане, Куршском заливе и т. п.
Суда класса Р рассчитаны для плавания при волне высотой 1,2 м и длиной 12,5 м в условиях крупных рек типа Волги, Дона, озер средних размеров (Чудское, Ильмень, Иваньковское водохранилище). Выход в плавание в озера допускается при силе ветра не более 6 баллов по шкале Бофорта.
Суда класса Л допускаются к плаванию на малых реках и озерах только при незначительном волнении. 7 3
Суда, допускаемые к плаванию в море, подразделяются в зависимости 6т района плавания на суда неограниченного (океанского) плавания, морские,' суда прибрежного морского плавания, рейдовые ипортовые.
Район плавания каждого судна в зависимости от организации, осуществляющей контроль за его техническим состоянием и безопасностью эксплуатации, устанавливается Регистром СССР, Речным Регистром, навигационно-техническими инспекциями по маломерному флоту или технической комиссией федераций парусного спорта СССР и союзных республик.
По конструкции малые суда могут быть открытого (беспалубного) типа, частично запалубленными ипалубн ы м и. При наличии каюты различают суда с рубкам и-у бежищами, имеющими минимальные размерения каюты; суда спалубными надстройками, простирающимися от борта до борта (чаще всего — с носовой надстррц-
7
кой — баком) и суда срубками (когда поперечные стенки не доводятся до бортов судна). Крупные яхты, не имеющие рубок и надстроек, называют гладкопалубными.
В зависимости от основного материала корпуса малые суда могут быть м е -таллическими (стальными или из легкого алюминиевого сплава), д е -ревянными (фанерными, шпоновыми), пластмассовыми (включая стеклопластик, полиэтилен и другие термопластичные материалы), армоцементными и изготовленными из прорезиненной ткани. Если корпус построен из различных материалов (например, с деревянной обшивкой по стальному набору), то говорят, что судно имеет композитную конструкцию.
По конструкции корпуса малые суда бывают надувными, жесткими неразборными и разборными. В свою очередь среди судов разборной конструкции различают-суда секционные, складные, с мягкой обшивкой и комбинированного типа (например, с жестким днищем и бортами из ткани; с разборным каркасом и надувными бортами и т. п.).
Малые суда могут иметь самые разнообразные обводы, благодаря которым они наилучшим образом приспосабливаются к условиям эксплуатации. По форме мидель-шпангоута различают круглоскулые и остроскулые суда. В первом случае переход днища в борта выполняется по плавной кривой, во втором — имеется угол, ясно выраженная острая кромка — скула.
В ряде случаев корпуса судов могут иметь комбинированные обводы; например, в носовой оконечности для достижения высоких мореходных качеств применяют круглоскулые обводы, а в кормовой для повышения остойчивости или снижения ходового дифферента — обводы с острой скулой.
По форме носовой оконечности различают суда с острым форштевнем, с носовым транцем, с санными образованиями. По форме кормы различают суда странцем, с вельботной (острой) кормой, с крейсерской кормой, с кормовым подзором и с тоннельными обводами кормы.
Остроскулые глиссирующие корпуса отличаются широким разнообразием различных типов обводов: это плоско- и изогнуто-килеватые обводы, моно-гедрон, с бортовыми спонсонами, тримараны, морские сани и т. п. Отдельную группу составляют двухкорпусные суда-катамараны. Иногда глиссирующие моторные суда этого типа называют тоннельными.
Характеристики формы корпуса малых судов
Основными характеристиками корпуса судна являются его главные размерения и теоретический чертеж, дающий представление об обводах.
Гл авными размерениями судна являются его длина, ширина, высота борта и осадка (рис. 1). Точное знание этих величин необходимо владельцу судна для решения различных эксплуатационных задач — при швартовках в гаванях, плавании по мелководным участкам, перевозке судна и т. п. РазличЙ&Рп несколько значений этих величин:
— длина наибольшая (в проектной документации она обозначается Гнб) — расстояние ,по горизонтали, измеренное между крайними точками по обшивке судна;
— длина по конструктивной ватерлинии (КВЛ) L — расстояние между крайними точками корпуса, замеренное по зеркалу воды при полной нагрузке судна, либо при другой характерной нагрузке;
— ширина наибольшая ВНб» измеряемая в самом широком месте судна по наружной обшивке;
— ширина по КВЛ В — наибольшая ширина ло наружной обшивке, измеренная в плоскости ватерлинии (КВЛ);
— высота борта на миделе Н, измеряемая от нижней точки обшивки при киле до верхней кромки палубы при борте;
— высота надводного борта F, измеряемая от плоскости ватерлинии до верхней кромки палубного настила у борта; различают минималь-
8
ный надводный борт FM (чаще всего—на миделе), надводный борт в носу FH и корме FH, замеряемые соответственно у носового и кормового конца КВ Л по отвесу, спущенному с палубы;
— осадка средняя Т — углубление корпуса, измеряемое в средней части — на миделе — от ватерлинии до нижней кромки киля.
Кроме главных размерений корпуса, существуют габаритные размеры, например, габаритная длина вместе с выступающими штевнями; габаритная осадка — от ватерлинии до самой нижней точки судна, например, до шпоры подвесного мотора; габаритная ширина вместе с выступающими буртиками или привальными брусьями; габаритная высота — от нижней точки киля до верхней точки надстройки и т. п.
Кроме абсолютных цифр, форму корпуса судна характеризуют соотношения главных размерений.
Отношение длины к ширине по ватерлинии L/B характеризует ходкость судна (чем больше L/B, тем быстроходнее судно, если оно водоизмещающего типа) и остойчивость (чем меньше L/B при одинаковой длине, тем остойчивее судно).
Отношение ширины по КВ Л к осадке В/Т характеризует ходкость, остойчивость и мореходность. Чем больше В/Т, тем остойчивее судно, однак^ его способность сохранять скорость на волнении оказывается ниже, чем у о6д&е*узкого и глубокосидящего корпуса.
Отношение наибольшей длины- к высоте борта на миделе Luq/Н характеризует прочность и жесткость корпуса, которые повышаются с уменьшением этого отношения.
Отношение полной высоты борта к осадке HIT характеризует запас плавучести судна. Чем оно больше, чем большим запасом плавучести обладает судно, тем большую нагрузку оно способно принять без опасности заливания волной.
Теоретический чертеж представляет изображение на плоском листе бумаги сложной криволинейной наружной поверхности корпуса в виде трех проекций на три взаимно перпендикулярные плоскости. На этих проекциях изображаются следы пересечения наружной обшивки секущими плоскостями, положение которых определяется в соответствии с установившимися в судостроении правилами. Три из этих плоскостей — диаметральная, основная и плоскость мидель-шпангоута — являются главными, базовыми, для ло-
9
Рис. 2. Основные плоскости теоретического чертежа.
строения теоретического чертежа и для постройки либо последующей модернизации судна. От этих плоскостей отсчитывают все размеры и координаты любой точки корпуса (рис. 2).
Диаметральная плоскость (ДП) — вертикальная продольная плоскость симметрии, разделяющая корпус на правую и левую половины.
Основная плоскость (ОП) — горизонтальная плоскость, проходящая через самую нижнюю точку наружной обшивки при киле. Линия пересечения основной плоскости с ДП называется основной линией (ОЛ).
Плоскость мидель-шпангоута (миделя) — вертикальная поперечная плоскость, проходящая посередине длины судна по КВ Л. Эту плоскость обозначают значком миделя К.
Три проекции теоретического чертежа получаются сечением корпуса плоскостями, параллельными перечисленным выше трем базовым плоскостям. На боковой проекции, или проекции «б о к», изображают следы сечения корпуса равноотстоящими друг от друга продольными плоскостями, параллельными ДП. Эти следы называются батоксами. Следы сечения корпуса равноотстоящими горизонтальными плоскостями, параллельными ОП, — ватерлинии — образуют проекцию «п о л у ш и р о т а». Следы сечения корпуса
(б
Рис. 3. Теоретически и, чертеж моторной лодки длиной 4,8 м: а — бок; б — полуширота; в — корпус.
Шп — шпангоут; ВЛ — ватерлн-. ния; КВЛ — конструктивная ватер, линия; Б — батокс; Л Б линия
борта; Тр— транец; ОЛ — основная линия; ДП — диаметральная пло. скость.
Рис. 4. Определение коэффициентов полноты. И — площадь миделя; S — площадь КВЛ.
равноотстоящими поперечными плоскостями, параллельными плоскости миделя — плоскостями шпангоутов, дают проекцию «к о р п у с» (рис. 3).
Каждая линия теоретического чертежа на одной из проекций является кривой, а на двух других — прямой. Шпангоуты на боку и полушироте изображаются в виде прямых линий, а на корпусе они криволинейны, т. е. имеют свой истинный вид. Ватерлинии — прямые на боку и корпусе, батоксы — на полушироте и корпусе. Прямые линии образуют так называемую сетку теоретического чертежа.
Так как корпус судна симметричен относительно ДП, на полушироте изображают ватерлинии только одного (левого) борта; на проекции корпус по правую сторону от ДП вычерчивают обводы носовых шпангоутов, а по левую — кормовых.
Важнейшей характеристикой судна является его водоизмещение, т. е. объем воды, вытесняемый корпусом при его погружении по КВЛ. Объемное водоизмещение вместе с главными размерениями судна позволяет судить о его величине, вместимости и потенциальных мореходных качествах.
Водоизмещение — величина переменная, зависящая от нагрузки судна, поэтому различают несколько его значений:
— водоизмещение полное — с полными запасами горючего, пресной воды, экипажем и снабжением на борту;
— водоизмещение порожнем — со снабжением, парусами и подвесным мотором на борту, но без экипажа с личными вещами, запасов горючего и провизии; л •
— водоизмещение в состоянии обмера (Для парусных яхт) — со снабжением и парусами на борту, но без экипажа с багажом, запасов пресной воды, топлива и провизии.
Объемное водоизмещение V, измеряемое в кубических метрах, используется в качестве характеристики для вычисления коэффициентов полноты. Оно отличается от величины весового водоизмещения D, характеризующего нагрузку судна и измеряемого в тоннах, на величину плотности воды D = у- V, где у—плотность воды (для пресной воды у = 1,00 т/м3; для морской у = = 1,0154- 1,025 т/м3).
При сравнении различных судов часто пользуются безразмерными коэффициентами полноты, к числу которых относятся:
— коэффициент полноты водоизмещения или общей полноты 6, связывающий линейные размеры корпуса с его погруженным объемом. Этот коэффициент определяется как отношение объемного ео-
11
Основные элементы, соотношения главных размерений
А Главные размерения, м <и 2Q
Тип судна внб L вн б в в т Водой: щеп ие т (м3)
Гребные
Гребные Академическая восьмерка Одиночка-скиф Гоночная байдарка-одиночка Гребно-паруспый тузик Охотничья и прогулочная лодка «ОЛ-1» Шестивесельный ЯЛ-6 5,2 2,4 5,0 6,1 18,7 7,9 5,2 2,2 4,6 5,9 0,51 1,22 1,3 1,85 0,54 0,25 0,44 1,12 1,17 1,75 0,3 0,15 0,18 0,5 0,45 0,90 0,14 0,09 0,1 0,16 0,17 0,48 0,79 0,1 0,09 0,25 0,52 1,76
Парусные
Парусные Гоночный швертбот-двойка Крейсерский швертбот с каютой Килевая гоночная яхта класса R5,5 Килевая морская крейсерская яхта Морская моторно-парусная яхта 4,57 6,50 9,9 14,4 16,6 4,30 6,18 7,0 9,75 12 1,75 2,18 1,92 3,7 4,2 1,30 1,80 1,64 3,4 3,9 0,52 0,60 1,86 3,1 3,3 0,17 0,18 1,32 2,1 2,0 0,24 0,79 1,92 13,5 22,9
Моторные
Моторные Судовая спасательная шлюпка «СШПМ40» Туристская глиссирующая мотолодка Быстроходный прогулочный катер Разъездной катер Рабочий катер Моторная мореходная яхта 8,8 4,0 8,0 8,5 8,5 п,о 8,5 3,75 7,35 8,1 7,8 10,25 2,7 1,45 2,7 2,4 2,4 3,15 2,7 1,35 2,6 2,35 2,4 2,57 1,2 0,6 1,2 1,38 1,3 1,90 0,60 0,16 0,31 0,60 0,53 0,60 6,1 0,30 2,7 3,7 4,2 5,8
12
Таблица 2 и коэффициенты полноты ряда типичных мелких судов
Мощность двигателя N, л. с. Л g-я йг и X * Площадь парусности S, м2 Соотношения главных размерений Коэффициенты полноты Вместимость, чел.
L/B в/т L/H L/V D а 3 6 Ф
— — — 34,9 3,75 61,5 20,2 0,71 0,81 0,55 0,70 9
— — — 31,5 2,86 53 17,2 0,72 0,82 0,54 0,66 1
— — — 11,8 4,4 29 11,6 0,63 0,60 0,39 0,65 1
1,5— 3 9—12 5 2,0 7,0 4,4 3,5 0,72 0,85 0,63 0,74 3
10,5 22 7 3,9 6,9 10 5,7 0,78 0,93 0,57 0,61 4
6 10 20,8 3,4 3,6 6,6 4,9 0,75 0,83 0,53 0,65 13
— — 12 3,3 7,7 8,3 6,9 0,61 0,52 0,25 0,48 2
— — 15 2,8 10 10,3 7,0 0,68 0,80 0,40 0,50 4
— — 27,1 3,64 1,24 3,8 5,6 0,70 0,25 0,11 0,44 3
35 9,5 95 2,86 1,63 3,1 4,1 0,67 0,37 0,19 0,55 9
60 10,6 106 3,1 1,95 3,6 4,3 0,66 0,41 0,24 0,60 12
23 10,7 — 3,15 4,5 7,1 4,6 0,73 0,76 0,50 i 0,66 40
15 34 — 2,7 8,5 6,7 5,6 0,72 0,60 0,37 0,62 4
300- 90 — 2,8 8,4 6,1 5,3 0,65 — 0,45 — 6
55 26 — 3,4 3,9 5,9 5,2 0,71 0,42 0,30 0,72 8
23 14 — 3,3 4,5 6,0 4,8 0,67 0,78 0,43 0,56
140 30 — 4,1 4,3 5,5 5,7 0,74 0,54 0,37 0,69 6
13
доизмещения по КВЛ к объему параллелепипеда, имеющего стороны, равные L, В и Т (рис. 4):
о у ° •
Чем меньше коэффициент 6, тем более острые обводы имеет судно и, с другой стороны, тем меньше полезный объем корпуса ниже ватерлинии;
— коэффициенты полноты площади ватерлинии а и мидель-шпангоута 0; первый представляет собой отноше-: ние площади ватерлинии S к прямоугольнику со сторонами L и В:
S а~ L-B ’
второй — отношение площади погруженной части миделя И к прямоугольнику, стороны которого равны В и Т:
_ н
“ В-Т ’
Коэффициент а показывает, насколько заострена ватерлиния в оконечностях и какую роль в начальной остойчивости судна играет форма корпуса. С увеличением а повышается остойчивость, но, если речь идет о водоизмещающем судне, несколько ухудшаются обтекаемость корпуса и его ходкость, особенно на волнении и при большой осадке.
Коэффициент Р косвенным образом характеризует продольное распределение объема и влияние обводов корпуса на ходкость судна. Однако более характерным является призматическийкоэффициентср (коэффициент продольной полноты), который представляет собой отношение объемного водоизмещения V к объему призмы, имеющей основанием погруженную часть миделя, а высотой — длину судна по КВЛ:
V
Нетрудно заметить, что коэффициент ср связан с коэффициентами 6 и 0 зависимостью
Характерные значения соотношений главных размерений и коэффициентов полноты для различных типов судов приведены в табл. 2.
Плавучесть, пассажировместимость и грузоподъемность
Плавучесть — это способность судна держаться на плаву, йМёя заданною осадку при определенной нагрузке. Однако элементом, ограничивающим грузоподъемность и пассажировместимость малых судов, чаще является не осадка, а высота надводного борта (и остойчивость). При посадке большого числа людей в открытую шлюпку можно заметить, как с очередным пассажиром уменьшается высота надводного борта. Следовательно, высота надводного борта является первым ограничителем грузоподъемности.
Минимальной высотой надводного борта для открытых (беспалубных) судов можно считать норму Регистра СССР, предъявляемую к спасательным шлюпкам: надводный борт в полном грузу должен составлять не менее 6 % длины судна. Однако чтобы шлюпка могла плавать по взволнованной поверхности моря, борт в носу должен составлять более 10 % длины. Примерно такие же пределы указаны в ГОСТ 19105—79 х, где в зависимости от вы-
1 ГОСТ 19105—79 «Суда прогулочные гребные и моторные. Типы, основные параметры и общие технические требования».
14
Рис. 5. Схема определения высоты борта: а — в корме мотолодки при наличии подмоторной ниши; б — в корме катера (FK — до нижней кромки воздухозаборного отверстия); в — на миделе; г — у форштевня.
В и L — точки замера наибольшей ширины и длины судна.
соты надводного борта оговаривается расчетная высота волны, при которой допускается эксплуатация судна (см. табл. 1; при высоте надводного борта 0,20 м лодка может быть допущена к плаванию при волне, не превышающей 0,25 м).
Минимальная высота надводного борта принята в качестве критерия и в других правилах постройки малых прогулочных и туристских судов. В частности, в правилах «Дет Норске Веритас», принятых в странах Скандинавии, минимальный надводный борт при полной нагрузке должен быть не менее 0,20 В, где В — ширина судна, а на самых маленьких лодках — не менее 0,2 м.
Несколько слов о замерах высоты надводного борта. Для открытой гребной шлюпки ее определить несложно, однако все чаще в проектах моторных лодок и катеров, особенно строящихся из стеклопластика, конструкторы стараются разбить высокий надводный борт на две узкие части, помещая привальный брус где-то посередине его высоты. В этих случаях принято измерять высоту надводного борта на миделе от ватерлинии до верхней кромки водонепроницаемой конструкции, например, комингса кокпита (рис. 5). В корме высота борта замеряется до верхней кромки переборки подмоторной ниши или до выреза в транце под мотор, если ниши нет. В носу высота борта замеряется до привального бруса или до точки касания линейки, приложенной к брусу и к палубе, как показано на рис. 5, г.
Вполне понятно, что грузоподъемность и пассажировместимость малого судна зависят от его размерений и объема корпуса. Несложно определить массу груза, при котором осадка лодки увеличится на 1 см. Она будет равна произведению площади ватерлинии, умноженной на 1 см (0,01 м) и плотность воды у:
Д = y-a-L* В т.
Здесь а — коэффициент полноты площади ватерлинии, L и В — длина и ширина судна по ватерлинии, м. Для прикидочных расчетов коэффициент а можно принимать равным 0,75—0,80 для мотолодок и катеров и 0,62—0,70 для гребных круглоскулых лодок с традиционными обводами.
Зная минимально допустимую высоту надводного борта /‘мин, можно вычислить предельную грузоподъемность данного судна, умножив полученное значение Д на разность между фактическим надводным бортом при^шадке судна порожнем, но со снабжением и запасом горючего на борту, и /‘мин- Разделив же грузоподъемность на 75 кг (масса одного человека; с багажом — 100 кг), получим предельную пассажировместимость.
Подобные расчеты будут иметь силу лишь в том случае, если не нарушаются два основных эксплуатационных качества судна — его остойчивость и непотопляемость. Поэтому в практике работы органов надзора за безопасностью плавания на малых судах используются другие методы, включая полные испытания построенных головных образцов в различных условиях.
Инспекторы Береговой охраны США для быстрой прикидки максимального числа людей, допустимого к посадке в лодку, пользуются простой приближенной формулой:
л —----j-j--— v,7LH6 #нб чел*
15
Рис. 6. Положение «плоскости статического плавания» при наличии самоотливной ниши (SFPi) и без нее (SFP2).
Если получится дробное число, оно округляется до целого меньшего числа.
Максимальная вместимость спасательных шлюпок определяется в зависимости от валового — полного — внутреннего объема шлюпки посредством деления величины этого объема на 0,283 м3 — условный объем, который занимает в шлюпке сидящий чело
век. Эта норма, однако, для оценки вместимости прогулочных лодок не пригодна, ибо она должна применяться в сочетании с целым рядом других ограничений, касающихся остойчивости и непотопляемости судна, оговоренных специально для спасательных шлюпок и проверяющихся Регистром СССР
при их испытаниях.
В практике ассоциации лодочной промышленности США BIA принят стандарт BIA-303-77 «Грузоподъемность лодки». Расчет основан на определении объема корпуса лодки от киля до условной плоскости «статического плавания» SFP (рис. 6). Эта условная ватерлиния проходит через самую носовую точку форштевня и ниже каких-либо отверстий в корпусе, через которые в него может попадать вода. В случае, если транец имеет вырез под мотор, плоскость «статического плавания» SFP2 проходит через верхнюю кромку транца. Если подмоторная ниша отделена от кокпита водонепроницаемой переборкой, то плоскость SFPi касается верхнего края этой переборки.
Таким образом, в расчет принимается полный водонепроницаемый объем корпуса лодки. Если умножить его величину на плотность вытесняемой воды, то получится максимальное водоизмещение судна, которое плавает при погружении корпуса по плоскость SFP. Из этой величины водоизмещения вычитают массу корпуса с закрепленным на нем оборудованием и массу топлива в стационарных баках. Одна пятая (20%) оставшегося водоизмещения и является допустимой нагрузкой для данного судна (если оно рассчитано на подвесной мотор) по стандарту BIA:
Qi=4-(Y-V-G1)T, о
где у — плотность воды, т/м3; V — объем корпуса до плоскости SFP, м3; Gf — масса лодки, включая корпус и оборудование, постоянно в ней закрепленное, т.
Если на лодке используется подвесной мотор мощностью менее 2 л. с. или лодка гребная, то рассчитанная таким образом грузоподъемность может быть увеличена на . 50 %.
При стационарной механической установке из максимального водоизмещения кроме массы корпуса и закрепленного оборудования вычитается масса двигателя, аккумуляторных батарей, цистерн с топливом (все вместе — G2), и грузоподъемность Q2 определяется по формуле:
Q2 = 4-(y-v-g2) т.
Q2 в данном случае является допустимой полезной нагрузкой, которую составляют на прогулочном судне пассажиры и багаж. В отечественной практике для определения пассажировместимости масса одного человека с багажом принимается за 100 кг; за рубежом в расчетах используется средняя масса человека, равная 75 кг (без багажа).
Для определения полезной нагрузки лодки с подвесным мотором необходимо из допустимой нагрузки Qi вычесть массу подвесного мотора, стартерной батареи и дистанционного управления.
16
Например, объем корпуса мотолодки «Прогресс-2» по ватерлинию «статического плавания» равен 3,27 м3; масса корпуса — 170 кг; масса подвесного мотора «Вихрь-30» — 48 кг; масса бензобака — 22 кг; стартерной батареи — 10 кг.
Таким образом, по правилам BIA максимально допустимая нагрузка должна была бы составить
Qi =4-- (3270 - 170) = 620 кг, □
а масса пассажиров, допускаемых к посадке в лодку:
Qn = 620 — (48 4- 22 + 10) = 540 кг или
540 : 100 = 5 чел.
При оценке грузоподъемности по описанному выше методу важно, чтобы водонепроницаемый объем корпуса соответствовал в действительности принятому положению плоскости «статического плавания». Ниже этой плоскости недопустимы какие-либо отверстия в бортах или в переборках подмоторной ниши. Отверстия для прохода тросов дистанционного управления, если они делаются ниже SFP, должны быть снабжены уплотнениями (сальниками).
Для того чтобы судно плавало по конструктивную ватерлинию, имея заданную осадку и высоту надводного борта, кроме соблюдения равенства весовой нагрузки судна его объемному водоизмещению, умноженному на плотность воды, необходимо выполнение второго условия: центр тяжести судна (ЦТ), определенный с учетом положения массы пассажиров, подвесного мотора, запаса топлива и прочих грузов, должен располагаться на одной вертикали с точкой приложения равнодействующих сил плавучести. Такой точкой является центр тяжести воды в объеме подводной части корпуса, называемый центром величины (ЦВ). Поскольку подводная часть корпуса симметрична относительно ДП, то ЦТ должен располагаться, как и ЦВ, точно в ДП судна. В случае смещения ЦТ в сторону какого-либо борта судно получает начальный угол крена на тот же борт. Следовательно, высота надводного борта с этой стороны уменьшится и потребуется меньшее кренящее усилие, чтобы наклонить судно до его заливания или опрокидывания, чем это требовалось бы при симметричном расположении нагрузки.
Если из-за неточностей, допущенных при проектировании или постройке судна, ЦТ окажется смещенным в нос или корму от ЦВ, то оно получит наклон — начальный дифферент соответственно на нос или на корму. Дифферент существенно влияет на ходовые качества малого судна и поведение его на волне. Дифферент на нос всегда нежелателен, так как лодка становится неустойчивой на курсе, сильно зарыскивает и плохо всходит на встречную волну. Кроме того, на судах некоторых типов при сильном носовом дифференте из воды выходит более широкая кормовая часть корпуса, площадь ватерлинии и ее ширина уменьшаются, вследствие чего судно становится валким (легко получает крен при незначительных кренящих сила^Хуляв '
Чрезмерный дифферент на корму на тихоходной лодке может стать причиной погружения в воду широкого транца и вследствие этого — повышенного сопротивления воды. Кроме того, создается опасность заливания лодки через транец попутной волной или при случайном перемещении в корму пассажира. Об этом нужно помнить и на глиссирующей мотолодке: чтобы избежать заливания мотора при его ремонте на плаву, лучше всего попросить пассажиров переместиться ближе к носу лодки.
В подавляющем большинстве случаев ЦТ и соответственно ЦВ судна располагаются немного в корму от мидель-шпангоута, поскольку носовая часть корпуса более острая, чем кормовая. На водоизмещающих лодках и катерах это смещение невелико — не превышает 10 % L. Однако для более быстроходных судов, особенно для глиссирующих, желательна более кормовая центровка, при которой ЦТ располагается от транца на расстоянии 36—41 % L. На расчетном режиме движения эти катера поддерживаются гидродинамическими
17
подъемными силами, результирующая которых приложена в кормовой трети днища. Смещение ЦТ к транцу позволяет получить оптимальный угол атаки . днища и смоченную длину. Начальный дифферент на нос на глиссирующем судне хотя и облегчает в ряде случаев выход на глиссирование, становится причиной продольной неустойчивости движения на полном ходу — дельфиниро-вания.
Чтобы судно после постройки и спуска на воду село точно по заданную ватерлинию, конструктор еще при разработке чертежей должен выполнить пред-;, варительный расчет весовой нагрузки и координат центра тяжести судна основным разделам: корпус; фундамент под двигатель; дельные вещи и палуба ное оборудование; рубка или надстройка; оборудование внутренних помещений; двигатель с трубопроводами и гребным валом; рангоут, такелаж и паруса; электрооборудование; системы с трубопроводами и цистернами; полезная нагрузка:-экипаж, запасы пресной воды и провизии, горючее для двигателя; снабжение; балластный фальшкиль (на парусных яхтах). Некоторые из элементов весовой нагрузки известны заранее, например, масса двигателя, экипажа, запасов горючего, воды и провизии, якорей и других предметов снабжения. Другие разделы — масса корпуса, оборудование помещений и т. п., сначала рассчитываются приближенно, по данным уже построенных судов аналогичного типа и близких размерений.
Для пересчета массы корпуса Рк, например, используют такую характеристику, как кубический модуль — условный объем корпуса, равный произведению Анб-Днб* Н. Для корпусов, имеющих идентичную конструкцию и изготовленных из одного и того же материала, величина —ту кг/м3 — масса
ьнб ^нб п корпуса, отнесенная к единице кубического модуля, — сравнительно стабильна. Например, масса корпуса каютного катера длиной 7—10 м с остроскулыми обводами, построенного из легкого сплава (сварной конструкции), может быть определена как (50-т-бО) L^B^H кг. Корпус такого же катера из стеклопластика весит (55-7-70) Н кг. Воспользовавшись данными различных
мотолодок и катеров, приведенных в последующих главах, нетрудно получить удельные массы корпусов и для судов других типов.
В дальнейшем, разрабатывая рабочие чертежи для постройки судна, конструктор рассчитывает массу каждой детали корпуса, устройств и оборудования, определяет координаты их центров тяжести по длине (от миделя), высоте (от ОП) и ширине (от ДП) и вносит эти данные в сводную таблицу весовой нагрузки. Сумма моментов масс всех деталей относительно базовых плоскостей (они равны произведению массы детали на соответствующую координату ее центра тяжести), поделенная на весовое водоизмещение, дает соответствующую координату общего ЦТ судна.
Существенное влияние на дифферент судна оказывают переменные грузы— топливо и вода в цистернах, которые расходуются в течение плавания, а также перемещения экипажа вдоль судна. Поэтому цистерны для расходуемых жидкостей стараются разместить вблизи общего ЦТ, а для экипажа предусма-триваюТ^йггатные места на время хода.
Остойчивость
Способность судна противостоять действию внешних сил, стремящихся наклонить его в поперечном и продольном направлениях, и возвращаться в прямое положение после прекращения их действия называется остойчивостью. Наиболее важной для любого судна является его поперечная остойчивость, поскольку точка приложения сил, противодействующих крену, располагается в пределах ширины корпуса, которая в 2,5—5 раз меньше его длины.
Начальная остойчивость (на малых углах крена). Когда судно плавает без крена, то силы тяжести D и плавучести у* V, приложенные соответственно в ЦТ и ЦВ* действуют по одной вертикали. Если при крене на угол 0 экипаж либо
18
другие составляющие весовой нагрузки не перемещаются, то при любом наклоне ЦТ сохраняет свое первоначальное положение в ДП (точка G на рис. 7), вращаясь вместе с судном. В то же время вследствие изменившейся формы подводной части корпуса ЦВ перемещается из точки Со в сторону накрененного борта до положения Cv Благодаря этому возникает момент пары сил D и у-V с плечом Z, равным горизонтальному расстоянию между ЦТ и новым ЦВ судна. Этот момент стремится возвратить судно в прямое положение и потому называется восстанавливающим.
При крене ЦВ перемещается по кривой траектории C0Clt радиус кривизны которой называется
Рис. 7. Схема для определения плеч поперечной остойчивости при наклонении на угол 0.
поперечным метацентрическим радиусом, а соответствующий ему центр кривизны М — поперечным метацентром.
Очевидно, что плечо восстанавливающего момента зависит от расстояния GM — возвышения метацентра над центром тяжести: чем оно меньше, тем меньше получается при крене и плечо I. На самой начальной стадии наклонения судна (в пределах до 10—15°) величина GM или h рассматривается судостроителями как мера остойчивости судна и называется поперечной метацентрической высотой. Чем больше h, тем большая необходима кренящая сила, чтобы накренить судно на какой-либо определенный угол крена, тем остойчивее судно.
Из треугольника GMN легко установить, что восстанавливающее плечо
Z = GN = /г-sin 0 м.
Восстанавливающий момент, учитывая равенство у-У и D, равен Мв = D-/г-sin 0 кгм.
Следовательно, остойчивость судна — величина его восстанавливающего момента — пропорциональна водоизмещению: более тяжелое судно в состоянии выдержать кренящий момент большей величины, чем легкое, даже при равных метацентрических высотах.
Восстанавливающее плечо можно представить как разность двух расстояний (см. рис. 7): /ф — плеча остойчивости формы и плеча остойчивости веса. Нетрудно установить физиче^и^мысл этих величин, так как первая из них определяется смещением в сторону крена центра величины, а вторая — отклонением при крене линии действия силы веса D от первоначального положения ,точно над ЦВ. Рассматривая действие сил D и у-У относительно Со, можно заметить, что сила D стремится накренить судно еще больше, а сила у- V, наоборот, выпрямить его.
Из треугольника C$GK можно найти, что
ZB = GK = CqG sin 0 м,
где C0G = а — возвышение ЦТ над ЦВ в прямом положении судна.
Отсюда ясно, что для уменьшения отрицательного действия силы веса надо по возможности понизить ЦТ судна. В идеальном случае — иногда на гоночных яхтах с балластным фальшкилем, масса которого достигает 45—60 % водоизмещения судна, ЦТ располагается ниже ЦВ. У таких яхт остойчивость веса становится положительной и способствует спрямлению судна.
19
Эффект, аналогичный снижению ЦТ, дает откренивание — перемещение экипажа на борт, противоположный наклонению. Этот способ широко применяется на легких парусных швертботах, где экипажу, вывесившемуся за борт на специальном приспособлении — трапеции, удается настолько переместить общий ЦТ лодки, что линия действия силы D пересекается с ДП значительно ниже ЦВ и плечо остойчивости веса получается положительным (см. рис. 197).
Так как масса экипажа на малых судах составляет большую часть водоизмещения, перемещение людей в лодке существенно сказывается как на изменении положения центра тяжести, так и на величине кренящего момента. Достаточно, например, всем четырем пассажирам мотолодки встать, чтобы центр тяжести стал выше на 250—300 мм, а один человек, севший на борт, вызывает крен более 10°. Еще более существенную роль играет масса экипажа на легких гребных лодках и байдарках, где ширина корпуса невелика, а его масса оказывается значительно меньше массы человека. Поэтому конструкторы, да и лица, ответственные за эксплуатацию судна, стремятся как можно ниже расположить центр тяжести экипажа.
Прежде всего, следует избегать высоких сидений — вполне достаточна высота гребных банок от пайола 150 мм, а сидений на глиссирующих мотолодках — 250 мм. На одно-, двухместных гребных и разборных лодках, например, байдарках, гребцы могут располагаться на совсем невысоком сйденье (не более 70 мм) или непосредственно на днище лодки. На лодках облегченной конструкции пайолы часто заменяют деревянными планками, наклеенными изнутри на днище.
При модернизации серийных лодок или постройке самодельных большие запасы горючего (40—150 л) желательно сконцентрировать под пайолами в виде цистерны с поперечным сечением, соответствующим килеватости днища. Если судно снабжается каютой, то необходимо по возможности облегчить конструкцию надстройки и уменьшить ее высоту, снизить уровень платформы кокпита и поста рулевого. Стационарный двигатель на катере также должен устанавливаться как можно ниже.
Об остойчивости лодки необходимо помнить и укладывая в ней снаряжение для дальнего похода; наиболее тяжелые вещи следует располагать возможно ниже и компактнее. В случаях, когда требуется обеспечить особенно высокую остойчивость, необходимую для плавания под парусами либо для компенсации влияния громоздких надстроек, приходится загружать, судно балластом. Оптимальное его расположение — снаружи корпуса в виде фальшкиля — свинцовой или чугунной отливки, прикрепленной к килю и усиленным флорам на болтах. Чем глубже под ватерлинией закреплен фальшкиль, тем в большей степени понижается общий центр тяжести судна.
Менее эффективен внутренний балласт из металлических отливок, укладываемый в трюме судна. Он должен быть надежно закреплен, чтобы исключить перемещение в сторону накрененного борта, ибо в этом случае балласт будет способствовать опрокидыванию судна. Кроме того, нужно позаботиться о тоМдЛрбы чушки не пробили тонкую обшивку днища при плавании на волнении. ч ’v
При разработке проекта нового судна конструктор имеет возможность изменять величину остойчивости, задавая ту или иную форму корпусу. Например,, большое значение имеет ширина лодки по ватерлинии и коэффициент ее полноты а. Приближенно величину метацентрического радиуса г можно определить по формуле
_ L-B3a2 Г~ 12V
Следовательно, наиболее существенно на величину г и поперечной метацентрической высоты h = г — а влияет ширина корпуса по ватерлинии В, которую следует выбирать настолько большой, насколько это можно допустить по соображениям ходкости.
В качестве ориентировочных цифр для выбора ширины лодки могут быть названы следующие средние отношения L/B: туристские байдарки и каноэ — 20
м.
Рис. 8. Поперечные сечения малых судов, расположенные в порядке уменьшения начальной остойчивости (сверху— вниз).
5,54-8,5, гребные и моторные тузики длиной до 2,5 м— 1,84-2; гребные трех-, четырехместные лодки (фофаны, плоскодонные челноки и т. п.)_
около 3,5, малые мотолодки длиной до 3 м — 2,4; большие глиссирующие мотолодки длиной 4— 5,5 м — Зч-3,4; глиссирующие катера открытого типа — 3,24-3,5; водоизмещающие катера длиной 6—8 м — 3,54-4,5.
Коэффициент а также имеет большое значение, особенно для тихоходных гребных судов и водоизмещающих катеров, ватерлинии которых часто выполняют слишком узкими для снижения сопротивления воды. На малых лодках — тузиках целесообразно обводы ватерлинии выполнять с максимальной полнотой — а = 0,754-0,85. На туристских байдарках коэффициент а желательно иметь более 0,70; на больших гребных лодках и водоизмещающих катерах а = 0,654-0,72.
Понятно, что наиболее благоприятной для остойчивости формой ватерлинии является прямоугольник, поэтому, если нужна особенно высокая остойчивость, целесообразны корпуса с обводами типа «морские сани», катамаран или тримаран, у которых борта практически параллельны по всей длине. Чем большая доля объема подводной части корпуса сосредоточена вблизи бортов, тем больше при крене смещается к борту центр величины и больше плечо восстанавливающего момента. Крайними полюсами являются двухкорпусные суда — катамараны и лодка с обводом миделя, близким к окружности (рис. 8), у которой плечо остойчивости при крене изменяется весьма незначительно. Чем более ясно выражена скула в поперечных сечениях корпуса, тем остойчивее лодка. Для небольших лодок оптимален корпус с выпуклостями близ скул и очертанием корпуса в плане, близким к прямоугольнику.
Остойчивость на больших углах крена. Как было показано выше, восстанавливающее плечо с увеличением крена изменяется пропорционально синусу угла крена. Кроме того, не остается постоянной и поперечная метацентрическая высота h, величина которой зависит от изменения метацентрического радиуса г. Очевидно, что полной характеристикой остойчивости судна может быть график изменения восстанавливающего плеча или момента в зависимости от угла крена, который называется диаграммой статической остойчивости (рис. 9). Характерными точками диаграммы являются момент максимума остойчивости судна и предельного угла крена, при котором судно опрокидывается (03 — угол заката диаграммы статической остойчивости). При таком крене центр тяжести вновь оказывается расположенным на одной вертикали с ЦВ; следовательно, плечо остойчивости равно нулю.
Однако опасный момент может наступить еще раньше, если судно имеет открытый кокпит, бортовые иллюминаторы или палубные люки, , через которые вода может проникнуть внутрь судна при меньшем угле крена. Этот угол называется углом заливания.
Форма диаграммы статической остойчивости и положение ее характерных точек зависят от обводов корпуса и положения ЦТ судна. Обычно максимальное восстанавливающее плечо бывает при угле крена, соответствующем началу погружения в воду кромки палубы, когда ширина креповой ватерлинии оказывается наибольшей. Поэтому чем выше надводный борт, тем до большего угла крена судно сохраняет свою остойчивость. В момент, когда из воды выходит киль, ширина креновой ватерлинии начинает уменьшаться; соответственно уменьшается и величина метацентрического радиуса л В то же время плечо
21
Рис. 9. Диаграмма статической остойчивости
1 — высокобортный катер с каютой; 2 — шлюпка открытого типа; 3 —мореходная моторная яхта с балластом; 4—‘ плечо крепящего, момента Л4кр. (Угол крена 0=16°)— устойчивое положение судна при действии момента Мкр*»! В (0 = 60°) — неустойчивое' положение; С (0 = 33°) —' угол заливания шлюпки; D (0 = 38°) — максимум восстанавливающего момента; Е (0 = 82°) — угол заката диаграммы остойчивости 1.
остойчивости веса увеличивается и при крене 50—60° на большинстве малых судов восстанавливающее плечо I становится равным нулю.
Исключение составляют парусные яхты с тяжелым фальшкилем, у которых максимум остойчивости наступает при крене 90°, т. е. когда мачта уже лежит на воде. Если при этом все отверстия в палубе герметичны, то момент потери остойчивости (/ = 0) наступает примерно при крене 130°, когда мачта направлена вниз под углом 40° к поверхности воды. Известно немало случаев, когда опрокинувшиеся вверх килем яхты (угол крена 180°) вновь возвращались в прямое положение.
Такое же свойство самоспрямления из опрокинутого положения может быть достигнуто на катерах с надстройками большого объема, снабженными герметичными закрытиями. При положении вверх килем ЦТ такого судна оказывается расположенным много выше ЦВ — достигается положение неустойчивого равновесия, из которого катер может быть выведен действием небольшой волны или заполнением забортной водой специальной цистерны у одного из бортов.
У катамаранов плечо остойчивости достигает максимальной величины, когда один из корпусов полностью выходит из воды — оно немного меньше половины расстояния между ДП корпусов. Такое положение достигается у большинства катамаранов при крене 8—15°. При дальнейшем увеличении крена плечо остойчивости быстро уменьшается и при крене 50—60° наступает момент неустойчивого равновесия, после чего остойчивость катамарана становится отрицательной.
С помощью диаграммы статической остойчивости конструктор и капитан могут оценивать способность судна противостоять тем или иным кренящим силам, возникающим, например, при перемещении части груза к одному из бортов, действии ветра на паруса и т. п. Кренящий момент Л4кр (или его плечо, равное A4Kp/D) откладывается на диаграмме в виде кривой (или прямой) в зависимости от угла крена. Точка пересечения этой кривой с диаграммой восста-навливаюй££о момента соответствует углу крена, который получит судно. Если кривая Л4Кр проходит выше максимума диаграммы статической остойчивости, судно опрокинется. Если кривая Мкр пересекает кривую восстанавливающего момента, то на восходящей ветви диаграммы (точка А) его положение будет устойчивым — если при действии небольшого дополнительного кренящего момента крен судна и увеличивается, то с прекращением действия этого дополнительного момента оно возвращается в прежнее положение А. На нисходящей ветви диаграммы в точке В небольшое приращение кренящего момента вызовет значительное увеличение крена, так как восстанавливающий момент окажется меньше кренящего; судно может опрокинуться. При уменьшении же кренящего момента судно из положения В перейдет в положение А, Следовательно, положение судна, соответствующее точке В, является неустойчивым.
Динамическая остойчивость. Выше рассматривалось статическое действие кренящего момента на судно, когда силы постепенно возрастают по величине. На практике, однако, часто приходится иметь дело с динамическим дейст-22
Рис. 10. Балластная цистерна на глиссирующем катере.
1 _ полость цистерны; 2 — труба вентиляции;
3 — вход воды в цистерну; 4 — второе дно.
ударе скулу, лодки т. п. только
вием внешних сил, при котором кренящий момент достигает своей конечной величины в короткий промежуток времени — мгновенно. Такое случается, например, при налетевшем шквале или волны в наветренную прыжке человека на борт с высокой набережной и В этих случаях важна не
величина кренящего момента, но и кинетическая энергия, сообщаемая судну и поглощаемая работой восстанавливающего момента. Важную роль играют высота надводного борта и угол крена, при котором возможно заливание лодки водой. Эти параметры, как и ширина, определяют остойчивость при динамическом действии внешних
сил: чем выше надводный борт и чем позже вода начинает поступать в корпус, тем большая энергия кренящих сил поглощается работой восстанавливающего момента при наклонении судна.
При эксплуатации малых судов, в частности, при плавании под парусами, выполнении спасательных операций и т. п., рекомендуется предусмотреть хотя бы неширокую бортовую опалубку (120—250 мм). При внезапном крене палуба входит в воду, на что следует быстрая реакция экипажа, который своей массой откренивает лодку еще до попадания в нее воды.
Повысить остойчивость судна можно с помощью бортовых наделок — булей (см. рис. 172), надувной камеры или пенопластового привального бруса, опоясывающего борта лодки близ их верхней кромки, поплавков достаточно большого объема, закрепленных на кронштейнах к бортам, или посредством сое-
дпнения двух лодок в катамаран.
Повышение остойчивости с помощью твердого балласта оказывается не всегда оправданным, особенно на моторных судах, где увеличение водоизмещения связано с дополнительными затратами мощности и горючего. На глиссирующих катерах и швертботах в качестве временного балласта может быть использована забортная вода, заполняющая самотеком специальные донные цистерны (рис. 10). На катере он нужен только на стоянке и на малом ходу, когда динамические силы поддержания имеют незначительную величину. Вода из цистерны будет удаляться через кормовой срез транца, как только он оторвется от воды. На швертботе, наоборот, балласт необходим для повышения остойчивости под парусами; при плавании под мотором или при подъеме на берег воду можно удалить из цистерны с помощью помпы. Объем подобных балластных цистерн обычно принимается равным 20—25 % водоизмещения
Попутно следует упомянуть о влиянии воды в трюме судна (или других жидкостей в цистернах) на остойчивость. Эффект заключается не столько в перемещении масс жидкостей в сторону накрененного борта, сколько в наличии свободной поверхности переливающейся жидкости — ее момента инерции относительно продольной оси. Если, например, поверхность воды в трюме имеет длину /, а ширину bt то метацентрическая высота уменьшается на величину
ДЙ~ 12D
м.
Особенно опасна вода в трюмах плоскодонных швертботов и мотолодок, где свободная поверхность имеет большую ширину. Поэтому при плавании в штормовых условиях воду из корпуса необходимо удалять.
23
Свободную поверхность жидкостей в топливных цистернах разделяют продольными отбойными переборками на несколько узких частей. В переборках делают отверстия для перетекания жидкости.
Нормирование и проверка остойчивости прогулочно-туристских судов. Опасный крен малого судна может быть вызван перемещением экипажа к одному борту, а также воздействием различных внешних сил. Как правило, прогулочнотуристские суда эксплуатируются на мелководных прибрежных участках мо? рей и на водохранилищах с ограниченной глубиной. В этих районах волна отличается опасной крутизной и ломающимся гребнем. В положении бортом к волне размахи качки лодки могут попасть в нежелательный резонанс с периодом волны, при недостаточной остойчивости судно может опрокинуться.
Малым судам приходится противостоять и таким опасным для поперечной остойчивости нагрузкам, как рывки буксирного троса при буксировке лодки другим судном; динамическое действие упора гребного винта подвесного мотора при1резкой перекладке руля; подъем в лодку через борт человека; шквал при плавании под парусом и т. п. Все это заставляет предъявлять весьма жесткие требования к остойчивости малых судов.
Минимальным значением поперечной метацентрической высоты, обеспечивающим безопасное плавание лодки или катера в самых легких условиях — на внутренней закрытой акватории, считается 0,25 м. Однако и эта цифра становится критической, когда речь идет о совсем легких гребных лодках. Ведь всегда возможен случай, когда один или два пассажира встанут во весь рост и центр тяжести лодки повысится на 0,2—0,3 м. Для судов же, выходящих на открытую воду, рекомендуется обеспечить метацентрическую высоту не ниже 0,5 м; если катер рассчитывается на плавание при волне до 3 баллов, метацентрическая высота должна быть не менее 0,7 м.
Точные замеры метацентрической высоты связаны с достаточно трудоемким опытом кренования судна, который для лодок длиной 4—5 м не всегда дает точные результаты и не может достаточно полно характеризовать остойчивость. В практике контроля и испытаний малых судов проводят более наглядный и простой эксперимент, предусмотренный ГОСТ 19356—74х. Для испытаний на лодку устанавливают подвесной мотор и заполненный горючим бензобак, на сиденья грузят балласт, равный по массе паспортной грузоподъемности, причем таким образом, чтобы 60 % ее располагались у борта с центром тяжести на расстоянии 0,2 м от планширя по ширине и 0,3 м над сиденьем по высоте. Остальные 40 % полезной грузоподъемности должны быть размещены в диаметральной плоскости судна. При такой загрузке планширь со стороны накрененного борта не должен входить в воду.
По правилам «Дет Норске Веритас» проводят аналогичные испытания# но при этом дополнительно проверяют остойчивость лодки порожнем, т. е. без подвесного мотора и съемного оборудования, обычно не закрепляемого в лодке. На высоте планширя и на расстоянии 0,5 ВНб от ДП закрепляют кренящий груз массой п-20 кг, где п — полная пассажировместимость судна. При этом лодка не должна заливаться водой через борт и крен не должен превышать 30% «ь •
Непотопляемость
Способность судна оставаться на плаву и сохранять свои мореходные качества в случае пробоины в обшивке или затопления через палубные отверстия называется непотопляемостью. Это свойство в первую очередь определяется запасом плавучести судна — его водонепроницаемым надводным объемом от КВЛ до верхней палубы. Чем выше надводный борт, тем большее количество воды может влиться внутрь корпуса, прежде чем судно затонет.
Непотопляемость небольших легких прогулочно-туристских судов обеспечить сравнительно несложно. Необходимо ограничить количество воды, запол-
> ГОСТ 19356—74 «Суда прогулочные гребные моторные. Методы испытаний»
24
няющей трюм, благодаря- устройству бортовых отсеков плавучести, второго дна, герметичных отсеков в носу и корме — в местах, которые не могут быть эффективно использованы для других целей. Роль подобных отсеков могут вы-полнять блоки пенопласта с закрытыми порами, не впитывающего воду, воздушные ящики из металла. Отсеки и пенопласт, как и детали конструкции корпуса и его оборудования, образуют незатапливаемый объем судна или аварийный запас плавучести. Его величина обычно рассчитывается так, чтобы при заполнении корпуса водой судно сохраняло надводный борт около 10 см и положительную поперечную и продольную остойчивость.
В частности, по ГОСТ 19105—79 все прогулочно-туристские суда, выпускаемые промышленностью для продажи населению, должны иметь аварийный запас плавучести, позволяющий при их заливании водой оставаться на плаву со всем штатным снабжением, но без людей, а также иметь избыточный запас плавучести, равный 10 % полезной грузоподъемности. При этом подразумевается,; что в аварийном случае пассажиры смогут придерживаться за корпус лодки, плавая около нее в воде. Кроме того, заполненное водой судно не должно переворачиваться при приложении к одному борту в районе миделя силы, равной 5 % полезной грузоподъемности.
Аналогичные требования содержатся и в правилах «Дет Норске Веритас», согласно которым все прогулочные суда длиной до 5,5 м, не имеющие сплошной палубы, должны быть снабжены запасом плавучести, и в американских стандартах BIA, по которым непотопляемыми должны быть лодки и катера длиной до 6 м.
В последние годы стало правилом, чтобы аварийный запас плавучести создавался путем установки в корпусе блоков из пенопласта, стойкого к воздействию масла и бензина, не впитывающего воду и не разрушающегося от вибрации, тряски или колебаний температуры. В зарубежной практике герметичные отсеки, встроенные в корпус, не рассматриваются в качестве средства обеспечения непотопляемости по причине низкой надежности; если воздушные ящики применяются, то расчет непотопляемости ведется при условии исключения объема двух самых больших ящиков.
Другой тенденцией является обеспечение плавучести и аварийной остойчивости заполненной водой лодки с людьми, находящимися внутри, а не плавающими около нее. Дело в том, что для поддержания на плаву человека, находящегося в воде, необходимо всего около 8 кг дополнительной плавучести, а для его поддержания полностью над водой — 75—100 кг (в зависимости от массы). Если человек сидит, в лодке в воде по грудь, то необходимо около 30 кг плавучести для того, чтобы уравновесить массу части тела, находящуюся над водой. Таким образом, чтобы в случае заполнения лодки водой люди смогли оставаться в ее кокпите, следует предусмотреть дополнительный аварийный запас плавучести.
В качестве примера рассмотрим приближенный расчет количества пенопласта, необходимого для обеспечения непотопляемости дюралюминиевой мотолодки «Днепр» с четырьмя пассажирами, находящимися в кокпите. При этом учитывается незатапливаемый объем конструкции корпуса, двигателя и $акрепленного в лодке оборудования.
1. Объем пенопласта, необходимый для поддержания на плаву корпуса с учетом того, что палуба и ветровое стекло располагаются выше ватерлинии:
Gr * £ Gn 3
КУ1 = ———— м^,
где GK— масса корпуса лодки в воздухе, т (для «Днепра» — 0,14 т); Gn — масса конструкции палубы и стекла, т (0,02 т); k — коэффициент плотности материала корпуса, т/м3 — см. табл. 3; р — удельная плавучесть пенопласта, т/м3. При плотности пенопласта у
Р = 1 — Y.
25
Таблица 3
Коэффициенты плотности различных материалов
Материал Плотность, т/м" Коэффициент плотности 1г
Сталь 7,85 0,88
Алюминий 2,73 0,63
Стеклопластик 1,70 0,41
Бакелизированная фанера 1,10 0,10
Дуб 0,63 —0,56
Сосна, ель 0,56 —0,78
Авиационная фанера 0,55 —0,81
Кедр 0,33 — 1,95
Если в данном случае использовать пенопласт с плотностью 0,1 т/м3, то для обеспечения плавучести корпуса необходимо
0,14 0,63 + 0,02 п з
—— = 0.12 м3.
Этот пенопласт должен быть расположен симметрично по бортам в районе мидель-шпангоута лодки.
2. Объем пенопласта, необходимого для поддержания подвесного мотора:
где GM — масса погруженного в воду мотора и бензобака, т. Для расчетов можно принять GM равным 0,55 сухой массы мотора с баком.
Этот объем пенопласта необходимо разместить в пределах расстояния 0,75— 0,9 м от транца симметрично по обоим бортам для того, чтобы не было чрезмерного дифферента на корму при заполнении лодки водой.
3. Объем пенопласта, необходимый для поддержания людей в лодке, их багажа и снаряжения:
0,5 75-п + Сс. 0,125 _
Wq = --L------, ' ---’---, М3,
3 1000 ’ ’
где 75-п — масса собственно пассажиров (кг) при их числе п; Сс — масса багажа и ’ Ьнарюкейия. равная паспортной грузоподъемности минус масса пассажиров (для «Днепра» Gc = 400 — 75-4 = 100 кг).
0,5.75-4 + 100-0,125
“ 1000
= 0,19 м3.
Этот пенопласт располагается по бортам симметрично в нос и корму от середины кокпита в пределах обычного размещения пассажиров, причем запас плавучести стараются поместить возможно выше, под бортовой опалубкой.
Таким образом, общий объем пенопласта, необходимый для выполнения поставленного выше условия должен быть равен
w = Wj + = 0,12 + 0,03 + 0,19 = 0,34 м3.
Если расчет выполняется для катера со стационарным двигателем, то GM принимается равным массе 75 % массы двигателя с редуктором плюс масса стартерной батареи.
26
Рис. 11. Расположение пенопласта, рекомендуемое стандартом BIA-305-77.
Wi — объем пенопласта, необходимый для поддержания на плаву корпуса лодки; распо-латается по всей длине корпуса симметрично относительно миделя; ш2 — объем пенопласта для поддержания мотора; располагается в пределах длины корпуса 900 мм от транца; w3 — объем пенопласта для поддержания людей; располагается в пределах длины кокпита.
Аналогичным образом можно определить минимальный запас плавучести для удовлетворения требованиям ГОСТ 19105—79; только составляющая w3 принимается равной 10 % грузоподъемности лодки. Для лодки «Днепр» получим соответствующую цифру
ау = 0,12 + 0,03 + 0,04 = 0,19 м3.
Недостаточно лишь рассчитать по приведенным выше формулам объем блоков пенопласта или воздушных ящиков. Важно еще распределить запас плавучести таким образом, чтобы в аварийном состоянии судно держалось на воде в положении на ровный киль и сохраняло положительную остойчивость. Иногда весь запас плавучести располагают в носовой части. При этом лодка, залитая водой, принимает почти вертикальное положение — тяжелый мотор разворачивает ее транцем вниз. Лодку в таком положении почти невозмо^н8л$Т'букси-ровать на мелкое место: мотор может зацепиться за дно и оторваться о*г транца; пассажирам трудно удерживаться около лодки.
Другая ошибка — весь пенопласт размещается под пайолами лодки. В случае заливания водой центр тяжести лодки оказывается расположенным слишком высоко и она переворачивается вверх килем. Теперь судно будет иметь устойчивое положение, вывести из которого его довольно трудно.
В качестве отправных пунктов при распределении запаса плавучести можно воспользоваться приведенными выше рекомендациями и рис. 11. Пенопласт необходимо располагать возможно выше (под палубой или планширем) и достаточно широко разнести его по бортам и в оконечности судна: Хорошей практикой является создание вдоль киля под пайолами свободного от пенопласта пространства по всей длине лодки. В случае заливания водой это пространство заполняется первым и служит своеобразной балластной цистерной, препятствующей опрокидыванию лодки при ее дальнейшем заполнении. •
27
В ряде случаев для обеспечения непотопляемости применяется пенополиуретан, который равномерно распределяется методом напыления по всей внутренней поверхности обшивки и палубы слоем толщиной 20—80 мм и защищается оклейкой стеклопластиком.
Следует заметить, что требования «Дет Норске Веритас» к объему аварийного запаса плавучести оказываются значительно более жесткими, чем ГОСТ 19105—79. При испытаниях заполненная водой лодка должна оставаться на плаву с двигателем и прочим постоянным оборудованием и не тонуть при загрузке ее дополнительным грузом из расчета 25 кг на каждого члена экипажа или определяемым по формуле
Т = 50-(L — 1,5-п) кг,
где L — наибольшая длина лодки. Для того же «Днепра» соответствующий дополнительный груз составляет 145 кг против 40 кг, требуемых при испытаниях по ГОСТ 19356—74. При этом проверяется остойчивость лодки путем установки на ее планшире кренящего груза массой (10+ 5-п) кг. Лодка не должна опрокидываться при крене вплоть до 60°.
Какая мощность допустима?
С развитием производства мощных подвесных моторов появилась проблема перегрузки сравнительно небольших и легких корпусов мотолодок при установке на них моторов чрезмерной мощности. В чем состоят основные аспекты этой проблемы?
С увеличением мощности мотора повышаются и скорость движения глиссирующей лодки и, следовательно, все динамические силы, действующие на нее. Существенную опасность представляют силы, действующие на циркуляции и могущие опрокинуть лодку на повороте. Становится трудно управлять лодкой при наличии волнения — любое несимметричное воздействие волны усиливается в десятки раз вследствие изменения мгновенного угла атаки днища. Корпус начинает выскакивать из воды, сильно раскачиваться и зарыскивать. Возрастает сила динамических ударов корпуса о волну, может произойти разрушение конструкций. Наконец, может наступить явление продольной неустойчивости движения — дельфинирование и даже переход в рикошетирование, управление судном при котором чрезвычайно затруднено. Следует также учитывать, что продаваемые в магазинах лодки подчас попадают в руки малоопытных водителей.
Все это заставляет конструкторов мотолодок и органы надзора за безопасностью на воде ограничивать мощность подвесного мотора, допускаемую к установке на тот или иной тип мотолодки. В отечественной практике (аналогичные нормы приняты в США) допускаемая мощность определяется в зависимости от произведения наибольшей длины лодки L на максимальную ширину Втр по транцу. -Если на днище имеются брызгоотбойники, действующие как скула, или часть глиссирующей поверхности, то ширина транца' замеряется по их рабочим кромкам. Мощность мотора определяется по полученной характеристике К = 10,76L-BTp в соответствии с табл. 4.
Но ограничение мощности еще не гарантирует безопасности эксплуатации мотолодки. Известны случаи, когда лодки теряли остойчивость или получали повреждения корпуса при соблюдении этих норм. С другой стороны, применяя специальные обводы корпуса, например — були, тримаранные обводы и т. п., конструктор имеет возможность существенно повысить динамическую остойчивость мотолодки и безопасность эксплуатации с мотором большей мощности, чем это допускается нормами. Поэтому окончательное решение о предельно допустимой мощности мотора принимается только после всесторонних испытаний опытного образца лодки. Важную роль в оценке способности лодки эксплуатироваться с мотором данной мощности играют регулярные испытания, проводимые в соответствии с ГОСТ 19356—74 с целью получить данные о надежности конструкции корпуса и судна в целом. Во время этих испытаний, которые проводятся обычно в виде похода пр акватории, оговоренной техническими условиями на поставку лодки, судно должно пройти не менее 200 ч в режиме пол-
28
Таблица 4
Максимальная мощность подвесного мотора, допускаемая для установки на мотолодках (стандарт BIA-307-72)
Лодки с дистанционным управлением и высотой транца 508 мм (или эквивалентной высотой борта в корме) Лодки без дистанционного управления и высотой транца менее 508 мм (или с меньшей эквивалентной высотой борта в корме)
Плоскодонные лодки с остроскулыми обводами Прочие лодки
Характеристика /< = = 10,76L X X Втр, м2 Мощность мотора, не более, л. с. До 38 3 39 — 42 5 43 — 45 7,5 46 — 48 10 49,5 — 56 15 Свыше 56 2К-90 Свыше 56 0,5^—15 Свыше 56 0,8/<—25
Примечания. 1. При характеристике К > 56 значение мощности, определен-* ное по таблице, округляется до ближайшей цифры, оканчивающейся на 5.
2. Для плоскодонных остроскулых лодок с характеристикой К. < 56 мощность подвесного мотора уменьшается до значения, указанного в предыдущей колонке таблицы.
ного хода на каждый год гарантии, испытывается на волне максимально допустимой высоты с полной нагрузкой и с одним человеком.
В США существуют специальные нормы и для определения допустимой мощности подвесных моторов для катамаранов, сделанных на основе двух цилиндрических понтонов:
N = 2,94-^- л. с., а
где V — объем плавучести понтонов, м3; L — длина понтона, м;- d — диаметр понтона, м (или диаметр окружности, вписанной в поперечное сечение, если оно не круглое).
Для узких каноэ, байдарок и челноков установлены следующие пределы: при длине до 4,5 м допускается ставить мотор не более 3 л. с.; от 4,5 до 5,5.м — 5 л. с. и при длине свыше 5,5 м — 7,5 л. с.
Для надувных мотолодок, снабженных жестким транцем, допустимая мощность мотора определяется -в зависимости от произведения наибольшей длины L на ширину В:
Произведение L*Bt м2 Мощность мотора, л. с.
0—3,9 7,5
4,0—7,4 12L-B —40
Свыше 7,4 0,5L*B +10
Ходкость
Ходкостью называется способность судна развивать определенную скорость при заданной мощности двигателя. Ходовые качества любого судна определяются двумя основными характеристиками — сопротивле-
29
нием воды движению судна и эффективностью движителя— устройства, преобразующего энергию двигателя (или ветра в случае парусного судна) в силу — упор, движущую судно вперед. При установившемся движении судна — с постоянной скоростью — сила сопротивления равна упору; если же упор движителя становится меньше, соответственно снижается и скорость движения судна.
В современной гидромеханике силу сопротивления считают состоящей из трех условно независимых составляющих: сопротивления трения, сопротивления формы и волнового сопротивления.
Сопротивление трения обусловлено действием сил вязкости воды, обтекающей корпус судна. При рассмотрении явлений, происходящих близ корпуса, используется принцип обратимости, т. е. корпус считается неподвижным и обтекаемым потоком воды со скоростью, равной скорости судна. Очевидно, что частицы воды, непосредственно примыкающие к обшивке судна, должны быть относительно нее неподвижными — они как бы прилипают к обшивке. На некотором расстоянии от корпуса скорость движения частиц воды должна стать равной скорости потока (рис. 12). Этот сравнительно тонкий слой воды, в котором происходит изменение скорости потока от нуля до скорости судна v, называется пограничным слоем. Его толщина составляет 1—2 % длины судна по ватерлинии и постепенно увеличивается в кормовой части корпуса. В пределах пограничного слоя и происходят явления, обусловленные вязкостью воды и появлением сопротивления трения.
Исследованиями установлено, что величина сопротивления трения зависит ©^характера движения частиц воды в пограничном слое, который изменяется в зависимости от длины смоченной поверхности и скорости судна. Характеристикой режима движения частиц является число Рейнольдса:
Re
v-L v
где v — коэффициент кинематической вязкости воды (для пресной воды v = = 1,15-10“в м2/с); L — длина смоченной поверхности, м; v — скорость судна, м/с.
При относительно невысоком числе Re = 106 частицы воды в пограничном слое движутся слоями, или, говоря языком гидромеханики, поток здесь л а -м и н а р н ы й. Силы трения обусловлены касательными напряжениями между отдельными слоями и зависят от перепада скоростей в направлении поперек потока. Наибольший перепад скоростей оказывается непосредственно около
30
Рис. 13. Коэффициент сопротивления трения технически гладкой и шеро-. ховатой пластин: А — при ламинарном обтекании пластины; Б — при турбулентном обтекании; В— при переходном режиме обтекания; Г — при шероховатости L/K = 5-104; Д — при шероховатости
L/K = 2-10!.
поверхности корпуса; соответственно и силы трения здесь имеют наибольшую величину. По мере удаления от обшивки силы трения убывают.
Ламинарный характер обтекания возможен только при сравнительно невысокой скорости и'только на небольшом участке корпуса близ форштевня. При скорости, например, 2 м/с уже на расстоянии 2 м от штевня число Рейнольдса достигает критической величины, при которой режим потока в пограничном слое становится турбулентным — вода начинает двигаться не слоями, а совершать вихревые движения, направленные поперек пограничного слоя. Возникает обмен кинетической энергией между слоями, вследствие чего скорость частиц воды вблизи поверхности корпуса возрастает в большей степени, чем при ламинарном потоке, возрастают перепад скоростей между слоями и соответственно — силы сопротивления трения. Из-за поперечных перемещений частиц воды увеличивается толщина пограничного слоя. Все это обуславливает повышение расхода энергии, требующейся на преодоление сил трения.
Критическая величина Re, при которой происходит турбулентное обтекание корпуса, находится в пределах 5-10!—6-1Q6 и в значительной степени зависит от формы и гладкости поверхности корпуса. При повышении скорости точка перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный перемещается в сторону носа и при достаточно высокой скорости вся смоченная поверхность корпуса может быть охвачена турбулентным потоком.
Силу сопротивления рассчитывают по формуле:
^тр = ?тр -^"2—кг>
где /?Тр — сопротивление трения, кг; £тр — коэффициент сопротивления трения; р — массовая плотность воды, равная плотности воды, делендой на^уско-КГ’С2 '
рение силы тяжести. Для пресной воды р = 102——; Q — смоченная поверхность корпуса, м2.
Коэффициент сопротивления трения — величина переменная, зависящая от характера потока в пограничном слое, смоченной длины корпуса, скорости v и шероховатости поверхности наружной обшивки. На рис. 13, построенном в логарифмических шкалах, показана экспериментальная зависимость коэффициента сопротивления трения от числа Re и шероховатости поверхности корпуса. С увеличением скорости коэффициент £тр уменьшается. Две наклонные линии на рис. 13 представляют собой изменение коэффициента £Тр для технически гладких пластин при ламинарном (линия Д) и турбулентном (Б) режимах обтекания, а горизонтальные прямые соответствуют значениям коэффициента £тр для пластин с различной относительной шероховатостью kiL (за k принимается средняя высота неровностей поверхности длиной L).
31
Увеличение сопротивления трения шероховатой поверхности по сравнению с гладкой объясняется наличием в турбулентном пограничном слое ламинарной пленки — подслоя в непосредственной близости от обшивки. Если бугорки на поверхности обшивки оказываются полностью погруженными в ламинарный подслой, то они не вносят существенных изменений в характер движения частиц воды в подслое. Если же неровности превышают толщину подслоя и выступают над ним, то происходит турбулизация потока по всей толщине пограничного слоя и коэффициент трения соответственно возрастает.
' Линия Б позволяет оценить допустимую шероховатость днища для малых судов различных размеров и для различной скорости. Можно заметить, что с увеличением длины по ватерлинии и скорости лодки требования к качеству поверхности днища возрастают.
Для ориентирования приведем значения фактической шероховатости (/е, мм) для некоторых поверхностей:
— тщательно лакированная и шлифованная деревянная поверхность — 0,003;
— деревянная окрашенная и шлифованная — 0,024-0,03;
— окрашенная патентованным покрытием — 0,044-0,06;
— деревянная окрашенная свинцовым суриком — 0,15;
— обычная доска — 0,5;
— обросшее ракушками днище — до 4,0.
В особенно тщательной обработке нуждаются носовая оконечность судна, все входящие кромки киля, плавника (на яхтах) и руля, так как здесь, как было показано выше, может сохраняться ламинарный пограничный подслой и можно рассчитывать на снижение сопротивления трения. В кормовой части корпуса, где толщина пограничного слоя увеличивается, а его режим становится полностью турбулентным, требования к отделке поверхности могут быть снижены.
Особенно сильно сказывается на повышении сопротивления трения обрастание днища водорослями и ракушками. Если периодически не очищать днища малых судов, постоянно находящихся в воде, то через два—три месяца сопротивление трения может повыситься на 50—80 %, что равносильно потере скорости судна на 25—40 %.
Сопротивление формы. Даже за хорошо обтекаемым корпусом на ходу можно обнаружить кильватерный след — спутную струю, в которой вода совершает вихревые движения. Это следствие отрыва от корпуса пограничного слоя в определенной точке (Б на рис. 12), положение которой зависит от характера изменения кривизны поверхности по длине корпуса. Чем плавнее обводы кормовой оконечности, тем дальше в корму происходит отрыв пограничного слоя и меньше вихреобразование — сопротивление формы.
При нормальных соотношениях длины корпуса к ширине сопротивление формы невелико. Его повышение может быть обусловлено наличием острых скул, сломов обводов в подводной части корпуса, неправильно спрофилированными килями, рулями и другими выступающими частями. Сопротивление формы зависит и от режима обтекания в пограничном слое — чем на большей длине он ламинарной, тем меньше сопротивление формы. Поэтому важно устранить на обшивке'возможные причины турбулизации потока: наплывы краски, выступающие головки крепежа, уменьшить общую шероховатость и т. п.
Волновое сопротивление. Возникновение волн у корпуса судна при его движении вызвано действием сил тяжести жидкости на границе раздела воды и воздуха. В носовой оконечности — в месте встречи корпуса с водой, давление резко повышается и вода поднимается на некоторую высоту в виде носового буруна. Ближе к миделю, где вследствие расширения корпуса скорость обтекающего его потока повышается, давление в нем согласно закону Бернулли падает, уровень воды понижается — образуется впадина волны. В кормовой части, где линии тока воды, огибающие корпус, соединяются, давление вновь повышается и образуется вершина кормовой волны.
При перемещении судна около него образуется сложная система носовых и кормовых волн, которая по своему характеру одинакова для судов любых размеров (рис. 14).
32
Рис. 14. Система волн, образующаяся около движущегося судна.
1 носовые расходящиеся волны; 2 —» поперечные волны; 3 — кормовые расходящиеся волны.
На малой скорости хорошо заметны расходящиеся волны, зарождающиеся в носу и корме судна. Их гребни расположены под углом 36—40° к диаметральной плоскости. На более высокой скорости выделяются поперечные волны» гребни которых не выходят за пределы сектора, ограниченного углом 18—20° с ДП судна. Носовая и кормовая системы волн взаимодействуют друг с другом, следствием чего может быть как увеличение высоты суммарной волны за кормой, так и ее снижение. По мере удаления от корпуса энергия волн поглощается средой и они постепенно затухают. Однако вызванное волнообразованием изменение поля скоростей потока у корпуса создает силу сопротивления, на преодоление которой расходуется довольно значительная часть мощности двигателя йли тяги парусов.
Величина волнового сопротивления изменяется в зависимости от скорости судна. Из теории колебаний известно, что скорость распространения волн связана с их длиной соотношением
. 2л.и2
Л =-------
ё
где л = 3,14; v — скорость волны, м/с; g = 9,81 м/с2 — ускорение силы тяжести.
Поскольку волновая система движется вместе с судном, то и скорость распространения волны равна скорости судна. Можно подсчитать длину поперечной волны для каждой скорости:
Скорость судна, м/с
» » км/ч
Длина волны, м
2 4 6 8 10
7,2 14,4 21,6 28,8 36
2,6 10,2 23 41 64
Таким образом, если речь идет о малом судне длиной около 10 м, то уже при скорости 16—18 км/ч длина образующейся у его корпуса волны будет превышать длину по ватерлинии. На ходу распределение сил плавучести по длине корпуса существенно изменяется — на определенной скорости судно оказывается идущим на гребне созданной им носовой поперечной волны, расположенном в носовой части корпуса, а корма оказывается в районе подошвы (или впадины) этой волны. Если плавучесть кормы окажется недостаточной, то судно получает ходовой дифферент на корму.
2 JI/р Г. М. Новака 33
Рис. 15. Схема образования поперечных волн в зависимости от относительной скорости лодки. Справа показаны оптимальные обводы корпусов малых судов для данной скорости.
Для характеристики режима движения судна и волнообразования используется безразмерный параметр — число Фруда
Fr
у
НТГ *
Заметим, что в формулу числа Фруда или относительной скорости входят длина судна по КВЛ и те же элементы, что составляют формулу для определения длины волны. Этим подчеркивается зависимость волнообразования от сил тяжести, скорости и длины судна по ватерлинии.
Учитывая, что величина g = 9,81 м/с2 постоянная, относительную скорость можно характеризовать числом V/V~L, где V — скорость судна в км/ч.
Рассмотрим связь относительной скорости и волнового сопротивления. На малых скоростях движения при Fr = 0,14-0,2 (V = (14-2,5) ZL км/ч) на поверхности воды около судна образуется мелкая и короткая волна. Затраты мощности на создание этой волны меньше, чем необходимо для преодоления сопротивления трения. Обводы корпуса на сопротивление воды оказывают лишь незначительное влияние, обусловленное величиной смоченной поверхности.
При повышении скорости до Fr = 0,25 (V = 2,8 км/ч) у корпуса создается невысокая поперечная волна длиной примерно 0,65L. Второй гребень носовой волны располагается слегка в корму за миделем. Если корпус имеет плавные ватерлинии, заостренные в носу и в корме, а подводный объем распределен равномерно по длине, волновое сопротивление невелико. Если же носовая часть слишком полная, перед форштевнем появляется крутая подпорная волна; если большой объем имеет корма, то вследствие сильного разрежения давления за кормой увеличивается глубина впадины. Оба явления обуславливают заметный рост сопротивления воды.
При Fr = 0,35 (V = 4 V L км/ч) вторая вершина волны перемещается ближе к корме и приподнимает ее (рис. 15). Вследствие этого судно получает небольшой дифферент на нос. Для того чтобы снизить этот эффект, целесообразны обводы кормы вельботного или крейсерского типа, а в случае транцевой кормы ватерлинии у транца должны быть достаточно острыми.
Чем большую скорость развивает судно, тем выше и длиннее становятся поперечные волны. При Fr = 0,40 (V = 4,5КL км/ч) длина носовой поперечной волны становится равной длине корпуса. Судно идет на двух соседних гребнях одной поперечной волны, но в корме гребень носовой волны в известной степени гасится пониженным давлением в области подошвы кормовой волны, катер при этом получает легкий дифферент на корму.
34
При Fr = 0,5 (iZ = 5,бК1 км/ч) наступает момент неблагопрятной интерференции носовой и кормовой систем волн. В этом случае у корпуса судна образуется одна мощная полуволна, гребень носовой волны складывается с гребнем кормовой и за транцем судна вырастает большая поперечная попутная волна. Корма погружается в подошву первой волны, катер приобретает большой ходовой дифферент на корму. Дальнейшее повышение скорости связано с резким увеличением волнового сопротивления и соответствующими затратами мощности двигателя. При этом наступает пик волнового сопротивления, - преодолеть который тяжелое судно с круглоскулыми водоиз-мещающими обводами обычно оказывается не в состоянии.
Сказанное иллюстрируется зависимостью сопротивления воды от скорости судна. На малых скоростях движения волновое сопротивление составляет обычно не более 30 % общей силы сопротивления воды, в то время как на предельной скорости оно возрастает до 60—65 % и более
Рис. 16. Типичные кривые сопротивления воды движению водоизмещяющего судна в зависимости от скорости.
1 — полное сопротивление; 2 сопротивление трения.
(рис. 16).
Если на судне установлен достаточно мощный двигатель, а обводы днища
в корме создают опорную поверхность, способствующую уменьшению ходового дифферента на корму — выравниванию корпуса — при V > 8 V L км/ч на судно начинают действовать динамические силы поддержания и оно постепенно переходит в качественно новый режим движения — глиссирование.
С помощью номограммы, приведенной на рис. 17, можно определить в первом приближении скорость V, которую может достичь катер, имеющий водоизмещение D и оснащенный двигателем мощностью JV. Соединив прямой линией точку на левой шкале номограммы, соответствующую длине катера по ватерлинии L, с точкой, соответствующей мощности на правой шкале, можно-найти ожидаемую скорость катера на пересечении этой прямой с вертикальной линией, соответствующей известному водоизмещению D. Наклонные линии номограммы представляют собой шкалу скорости V, значение которой считывают у левого конца данной линии.
Пользуясь номограммой, можно приближенно решить и обратную задачу: найти мощность двигателя N, необходимую для того, чтобы судно данного водоизмещения D и длины по ватерлинии L достигло какой-либо определенной
скорости.
Глиссирование. При глиссировании, которое характеризуется относительной скоростью V = (124-20) VL км/ч, судно располагается над поверхностью воды, касаясь ее только небольшим участком днища. Оно поддерживается в этом положении благодаря гидродинамическому давлению, возникающему как реакция отбрасываемых вниз масс воды и действующему на смоченный участок днища. Схема действия основных сил на днище глиссирующего катера показана на рис. 18.
Вода, ударяясь о днище (для наглядности оно заменено плоской пластиной), разделяется на два потока. Основной поток перемещается к кормовому срезу днища, другой — в виде тонкой брызговой пелены выбрасывается вперед. В точке С, где струи воды ударяют о поверхность днища и поток раздваивается, вся энергия набегающего потока превращается в гидродинамическое давление р, цро-
2*
35
порциональное квадрату скорости катера и массовой плотности воды р, т. е.
р = 1/2р.у2 кг/м2.
В точке С давление максимальное, затем оно постепенно уменьшается и на кормовом крае пластины становится равным атмосферному. Соответственно изменяется и скорость потока, обтекающего днище: в точке С она равна 0, а у кормового края — максимальная. Распределение давления вдоль днища зависит от угла атаки днища а к набегающему потоку и от продольного профиля днища. При увеличении угла атаки точка приложения равнодействующей сил давления смещается ближе к транцу, так же как и при во-нутом продольном профиле днища. И наоборот: даже небольшая выпуклость днища в корме вызывает существенное падение давления.
В поперечном направлении гидродинамическое давление
изменяется мало, резко падая Рис. 17. Номограмма для определения скоро- на боковых кромках — скулах сти водоизмещающего катера. днища — до атмосферного. Это
вызывает образование поперечного потока воды, который вырывается из-под скул в виде характерных «усов». Наибольшей интенсивности «усы» достигают в месте действия повышенных давлений — на границе поверхности воды и днища катера.
За кормой глиссирующего катера появляется волновая впадина, имеющая по бокам хорошо заметные стенки-валики, которые смыкаются далеко за транцем. В этом месте образуется характерный подъем воды в виде «петуха», за которым идет группа расходящихся и поперечных волн. При достаточно высокой скорости волновая система, создаваемая катером, становится незаметной и волновое сопротивление близко к нулю. Сопротивление воды складывается в основном из сопротивления трения и сопротивления брызгообразования — давления.
Результирующую действующего на днище гидродинамического давления А принято рассматривать как векторную сумму двух слагаемых — подъемной силы У, воспринимающей массу катера, и силы сопротивления R (см. рис. 18).
Эффект глиссирования оценивается величиной гидродинамического качества k = D/R или же обратной величиной — коэффициентом глиссирования 8 = R/D (здесь D — водоизмещение судна, R — сила сопротивления движению). Чем ниже коэффициент глиссирования, тем меньшая мощность требуется для того, чтобы вывести на глиссирование судно данной массы. Для большинства малых катеров и мотолодок 8 = 0,184-0,25.
Таким образом, нижний предел скорости для выхода судна на режим глиссирования зависит от полной массы судна, включая пассажиров, оборудование, запас горючего и мотор. Ориентировочно его можно определить по формуле
V = 34 км/ч.
Например, при D = 0,5 т V = 34 ^0,5 = 34-0,9 = 30,6 км/ч.
36
Рис. 18. Схема действия гидродинамического давления на глиссирующую пластину (а) и силы на днище глиссирующего катера (б).
1 —• поверхность воды; 2 — пластина; 3 — брыэговая струя, отбрасываемая по ходу; 4 —* эпюра гидродинамического давления; 5 — точка С; в которой скорость потока равна 0, а давление имеет максимальную величину р = VsP^2; 6 волновая впадина;-7 — волновые стснки-валики впадины.
Естественно, чтобы развить такую скорость, на лодке нужно установить двигатель соответствующей мощности. Для приблизительной оценки можно условиться, что лодка выйдет на глиссирование только в случае, если на каждый кВт располагаемой мощности двигателя будет приходиться не более 34 кг полной массы судна.
Помимо массы, на величину сопротивления движению глиссирующего судна существенное влияние оказывают угол атаки и зависящая от него длина, а также ширина смоченного участка днища и отстояние центра тяжести от транца катера.
На рис. 18, б представлена упрощенная схема сил и моментов, действующих на глиссирующее судно на ходу. Равновесие определяется величиной и взаимным расположением четырех основных сил: массы судна D, силы поддержания Y, тяги гребного винта Т, сопротивления воды движению судна R. Силы/) и Y создают момент Муо, дифферентующий судно на ндс. Этот момент при установившемся движении уравновешивается равным по величине и противоположным по направлению моментом AItr сил Т и R.
При глиссировании Y состоит практичёски полностью из гидродинамической' подъемной силы, которая зависит от площади и формы глиссирующей поверхности днища, угла атаки (дифферента) и скорости судна. По условию равновесия Y должна быть равна Z), поэтому с повышением скорости должны соответственно уменьшаться либо площадь глиссирующего участка днища, либо угол атаки, либо и то и другое одновременно.
Для достижения наибольших скоростей целесообразно уменьшить смоченную поверхность, так как это позволяет снизить сопротивление трения. Однако поскольку ширина днища остается постоянной, то вследствие укорочения длины глиссирующего участка точка приложения Y смещается в корму; тем самым нарушается равновесие системы сил и моментов. Под действием D нос судна опускается и длина смоченной поверхности вновь увеличивается, сопротивление воды также повышается. В результате судно не достигает скорости, которую оно могло бы развить.
Еще более отрицательное влияние на сопротивление воды движению глиссирующего катера оказывает излишний дифферент — чрезмерно большой угол атаки, с увеличением которого повышается сопротивление давления. Опыт показывает, что за счет снижения угла дифферента скорость катера можно повысить на 15 и даже 20 %!
Очевидно, существует оптимальный угол атаки, при котором сумма сопротивления трения и давления оказывается минимальной (рис. 19). Обычнр ходовой дифферент изменяется в довольно широких пределах в зависимости от скорости судна, т. е. частоты вращения гребного вала. Удачные глиссирующие катера получают максимальный дифферент (не более 8°) при частоте вращения около 40 % номинальной; затем дифферент уменьшается до оптимального значения (3—4°) при
37
Рис. 19. Угол атаки и сопротивление воды движению глиссирующего катера.
номинальных оборотах. Относительно широкие катера могут иметь чрезмерный дифферент на всем диапазоне частоты вращения двигателя, максимум которого (до 14*5) достигается в области более высоких оборотов. Катера с избыточной мощностью двигателя при частоте вращения двигателя от 80 % номинальной и выше идут с малым углом дифферента — до 2°, что обуславливает некоторое снижение скорости при увеличении числа оборотов.
На практике глиссирующие катера идут с оптимальным дифферентом далеко не на всем диапазоне скоростей. Излишний дифферент наблюдается обычно в районе «горба» на кривой сопротивления, что соответствует выходу катера на глиссирование. На полном ходу, наоборот, дифферент часто оказывается меньше оптимального.
В зависимости от соотношения смоченной длины, ширины и килеватости днища оптимальный угол атаки колеблется в пределах от 2 до 7°. Чем шире и короче глиссирующий участок днища и меньше его килеватость, тем меньше оптимальный угол атаки. В среднем величина угла атаки составляет:
— для реданных и трехточечных высокоскоростных глиссеров и катамаранов — 2,5-т-3°;
— для катеров с умеренной килеватостью днища (до 15°) — 3-т-4°;
— для катамаранов без поперечных реданов и катеров с обводами «глубокое V» —5-^7°.
При проектировании катера в расчет берется одна определенная скорость, поэтому судно целесообразно снабжать различного рода устройствами для регулирования ходового дифферента: транцевыми плитами, дифферентовочными цистернами, устройствами для регулирования угла наклона гребного вала. Последние являются составной частью конструкции подвесных моторов и угловых поворотно-откидных колонок.
На рис. 20 приведена характерная кривая сопротивления глиссирующего катера в зависимости от относительной скорости — числа Фруда по водоизмещению
где D — водоизмещение, м3. В этом выражении переход от линейного размера К объемному (весовому) отражает физическую сущность явлений, происходящих
38
Рис. 20. Характерная кривая сопротивления глиссирующего катера, режимы движения и рекомендуемые обводы корпуса.
I — режим водоизмещающего плавания (круглоскулые обводы); II — переходный режим (круглоскулые обводы с плоским участком днища в корме, или остроскулый кор-» пус); III — режим глиссирования (остроскулые обводы с умеренной килеватостью днища в корме;; IV — режим глиссирования (остроскулые килеватые обводы; при Fr^ > 5 — «глубокое V» в сочетании с продольными реданами); А — «горб» сопротивления.
при глиссировании: длина по ватерлинии становится переменной величиной, зависящей от угла дифферента и скорости.
На кривой (см. рис. 20) выделяется область скоростей, в которой происходит переход водоизмещающего плавания в режим глиссирования. Эта область отличается резким увеличением гидродинамической подъемной силы и снижением роли статической силы поддержании судна на воде. В^пределах переходного режима движения отмечается и максимум сопротивления воды — так называемый «горб», с повышением скорости сопротивление начинает снижаться. Следовательно, глиссирующий катер для достижения скорости за «горбом» сопротивления должен об-ладать достаточным запасом мощности двигателя, чтобы преодолеть «горб» на меньшей скорости. После выхода на глиссирование дроссельная заслонка карбюратора может быть слегка прикрыта — для движения с более высокой скоростью; в области минимального сопротивления требуется уже меньшая мощность двигателя.
На рис. 21 приведены кривые для определения достижимой скорости чисто глиссирующих мотолодок и катеров с остроскулыми обводами и транцевой кормой длиной от 3,5 до 6 м. Кривые построены на основе испытаний большого числа мотолодок с подвесными моторами, но метод пригоден и для катеров, снабженных стационарной установкой с гребным винтом и рулем.
График позволяет учесть удельную нагрузку судна как относительно мощности двигателя W (D/N), так и ширины глиссирующего участка днища В (D/B). Под нагрузкой имеется в виду полная масса судна с мотором, пассажирами и запасом горючего, а под шириной В — ширина корпуса по скуле либо расстояние между кромками продольных реданов, на которых предполагается глиссирование судна при данной нагрузке. В предварительных расчетах полезно уменьшить паспортную мощность подвесного мотора на 10-—15 % — именно такова средняя эксплуатационная мощность большинства моторов. При использовании этого метода следует учитывать, что полную отдачу мощности двигателя можно получить лишь в том случае, если применить оптимальный гребной винт для данной нагрузки и скорости лодки.
Другой важный фактор, влияющий на точность расчета, — это оптимальная центровка судна для данной скорости, так как от центровки зависят ходовой дифферент и смоченная поверхность днища. Даже если с мотором и гребным винтом
39
Рис. 21. График для предварительной оценки скорости глиссирующих мотолодок при заданной мощности подвесного мотора АГ, л. с., полной массе судна D, кг и ширине глиссирующего участка днища В, см.
все в порядке, неправильное положение центра тяжести по длине может оказаться причиной снижения скорости на 50— 70 % получаемой по данному методу.
Устойчивость глиссирования. Движение глиссирующего катера будет устойчивым лишь в том случае, если соблюдается равновесие системы сил и моментов, рассмотренных на рис. 18. В случае нарушения равновесия катер при движении раскачивается в вертикальной продольной плоскости, периодически изменяя дифферент и смоченную длину днища. Это явление, называемое иногда дельфи-нированием, сопровождается ударами корпуса о воду, а при значительной килеватости днища — еще и поперечным раскачиванием. Дельфинирование не позволяет использовать полную мощ-
ность двигателя для развития максимальной скорости, так как сопротивление воды периодически увеличивается, эффективность работы гребного винта снижается. Кроме того, затрудняется управление катером, ухудшаются условия пребывания на нем экипажа.
Чаще всего причиной продольной неустойчивости движения судна является
несоответствие положения центра тяжести катера точке приложения гидродинамической подъемной силы по длине. Последняя располагается примерно на расстоянии 0,7АСм от транца — средней смоченной длины днища. Тяжелые прогулочные суда продольной устойчивости обычно не теряют, поскольку смоченная длина достаточно велика и ЦТ судна находится в пределах этой длины либо может сместиться в результате перераспределения пассажиров и наиболее тяжелых грузов.
Иное дело — легкие гоночные суда, особенно с широким плоским днищем в корме, которые глиссируют на коротком участке днища у самого транца. Центр тяжести оказывается расположенным в нос от передней границы смоченной поверхности, поэтому корпус под действием силы тяжести опускается на воду. При
этом мгновенно увеличивается смоченная поверхность, подъемная сила возрастает и оказывается действующей уже в нос от ЦТ судна; носовая часть вновь подбрасывается вверх, и т. д.
Дельфинирование обычно возникает и у коротких широких прогулочных лодок с мощными подвесными моторами. Его причиной может быть подъем днища (даже на небольшую величину, что нередко случается при самостоятельной постройке лодок) вверх у транца или значительное сужение днища по скуле в кормовой части корпуса (при отношении ширины у транца к максимальной ширине по скуле менее 0,9). Вызвать дельфинирование может большой развал надводного борта в носу и сильный встречный ветер, отрывающий носовую часть от воды. На устойчивость движения влияет также угол наклона гребного вала или откидки подвесного мотора от транца.
При разработке проекта нового катера в первом приближении его склонность к потере устойчивости можно оценить с помощью графика (рис. 22), где приведена зависимость скорости, при которой возможна потеря устойчивости, от относительной центровки хё!В и коэффициента динамической нагрузки
7)2
Избавиться от дельфицирования на уже построенном катере можно, во-пер-вых, если переместить вперед общий ЦТ катера, изменив при этом положения тя-
40
целого оборудования и снаряжения, места водителя и пассажиров; во-вторых, если сместить назад точку приложения гидродинамической подъемной силы, установив регулируемые транцевые плиты и отогнув днище вниз у транца; в-третьих, благодаря устройству «полочки» — продолжения днища за транец. Во всех случаях происходит удлинение смоченной поверхности, соответствующее повышение сопротивления трения и некоторое снижение максимальной скорости.
Воздушное сопротивление, как и сопротивление воды, пропорционально квадрату скорости катера. При средних скоростях движения — до 40—50 км/ч и нормальных размерах надстроек воздушное сопротивление невелико и составляет от 2 до 4 % полного сопротивления. Однако доля воздушного сопротивления быстро возрастает при сильном .встречном ветре, когда результирующая скорость обтекающего катер потока является суммой скоростей судна и ветра. Поэтому объем и форма надстроек катеров имеют немаловажное скорости и управляемости в штормовых условиях,
Рис. 22. График для'оцен-ки продольной устойчивости глиссирования.
значение для сохранения особенно на открытой воде.
Управляемость
Управляемостью называется качество судна, позволяющее ему следовать по заданному курсу или изменять направление движения по желанию экипажа. Для обеспечения этого качества каждое судно снабжается рулем; управляемым может считаться только такое судно, которое на перекладку руля реагирует определенным образом.
Управляемость объединяет два свойства су^на — устойчивость на курсе и поворотливость. Устойчивость на курсе — это способность судна удерживать прямолинейное направление движения при действии на него различных внешних сил: ветра, волнения и т. п. Устойчивость на курсе зависит не только от конструктивных особенностей катера или яхты, но и от реакции рулевого на отклонение судна от курса — его «чутья» руля.
Поворотливостью называют способность судна изменятьнаправле-ние движения и описывать определенную траекторию под действием руля и движителей — гребного винта, если это моторный катер, и парусов, если судно движется под парусами.
Всегда желательно, чтобы судно было достаточно устойчиво на курсе, так как любое отклонение руля вызывает увеличение сопротивления воды движению. В то же время оно должно обладать хорошей поворотливостью для возможности маневрирования в тесных гаванях, при подходе к оказавшемуся за бортом человеку и т. п. В известной степени эти требования противоречивы: чем поворотливее судно, тем труднее удерживать его на курсе, и наоборот, чем легче судно удерживается на прямом курсе, тем труднее управлять им при маневрировании.
Управление малыми судами осуществляется с помощью руля, изменением направления действия упора гребного винта — на мотолодках с подвесными моторами и катерах с угловыми поворотно-откидными колонками, и изменением направления реакции водометных движителей. Руль является вертикально или наклонно расположенным гидродинамическим крылом, которое может быть установлено как под днищем, так и за транцем катера. При его перекладке на некоторый угол атаки на руле возникает гидродинамическая сила Q, одна из составляющих которой N толкает корму судна в сторону, противоположную перекладке руля (рис. 23). Другая составляющая 7? является дополнительным сопротивлением, замедляющим ход судна.
В начальный момент поворота центр тяжести судна (ЦТ) по инерции продолжает свое движение в прежнем направлении, хотя корпус оказывается уже развернутым на некоторый угол под действием руля. На боковую поверхность под-
41
Рис. 23. Гидродинамические силы, действующие на руль и корпус катера при перекладке руля.
водной части корпуса в носу начинает действовать повышенное давление воды. Под действием этого давления происходит дальнейший разворот корпуса вокруг вертикальной оси, проходящей через ЦТ судна.
Если закрепить руль в одном положении, то судно пойдет примерно по окружности, которая называется циркуляцией. Диаметр или радиус циркуляции является мерой поворотливости судна: чем больше радиус циркуляции, тем хуже поворотливость. По цир
куляции движется только центр тяжести судна, корму выносит наружу. Одновременно судно получает дрейф, отчасти вызванный центробежной силой, отчасти — силой Af, возникающей на руле. Поворотливость судна определяется в основном взаимным расположением трех точек: центра тяжести, центра приложения сил бокового сопротивления (ЦБС) и точки приложения движущей силы — упора винта. Большую роль играет /V и ее удаление от ЦБС, так как эта сила и гидродинамические силы давления на наружную (по отношению к центру вращения судна) скулу в носовой части образуют поворачивающий момент. Во время поворота ЦБС не остается неподвижным, а перемещается вдоль корпуса в зависимости от обводов корпуса и даже конфигурации надводной части судна, от которой в значительной мере зависит управляемость в свежий ветер.
Отсюда нетрудно сформулировать условия, которым должно удовлетворять судно, обладающее хорошей поворотливостью. Важно, чтобы ЦБС располагался несколько в нос от ЦТ судна, то есть основная площадь погруженной части ДП располагалась в носовой части. Иногда приходится вырезать часть дейдвуда или киля вблизи кормы, чтобы улучшить поворотливость катера. На плоскодонных
глиссирующих катерах и мотолодках, имеющих на ходу малую осадку носом, с этой же целью располагают в нос от ЦТ небольшой плавник; иначе судно при повороте сильно дрейфует наружу циркуляции и циркуляция малого радиуса оказывается невозможной. Этот недостаток в меньшей степени присущ катерам с обводами «глубокое V», снабженным продольными реданами.
Радиус циркуляции зависит от скорости и водоизмещения судна, а также момента инерции относительно вертикальной оси, проходящей через ЦТ. Чем больше скорость, водоизмещение и длина судна, чем больше тяжелых предметов (двигатель, якоря и прочее оборудование) размещено в оконечностях судна, тем больше радиус циркуляции.Обычно его выражают в длинах корпуса судна. Судно обладает хорошей поворотливостью, если диаметр циркуляции его менее 3 длин корпуса; удовлетворительной — не более 5 длин.
При проектировании руля стремятся, чтобы при его отклонении от ДП создавалась достаточная поворачивающая сила при минимальном сопротивлении воды. Наибольшее распространение получили рули, спроектированные в виде крыла с аэродинамическим профилем поперечного сечения. Максимальная толщина профиля принимается обычно в пределах 8—12 % хорды и располагается на расстоянии 1/3 хорды от передней кромки руля. Площадь руля зависит от скорости судна, так как подъемная сила на нем прямо пропорциональна квадрату скорости. На парусных яхтах площадь руля составляет 84-10 % погруженной площади ДП; на тихоходных водоизмещающих катерах — 2-^5%; на глиссирующих — 14-2%. Для использования повышенной скорости потока воды, отбрасываемого назад гребным винтом, перо руля на катерах размещают за винтом на расстоянии 0,75 диа-
метра винта.
Эффективность руля будет выше, если его поместить под днищем судна. Это объясняется тем, что вода не перетекает через верхнюю кромку (эффект гидродинамической шайбы) и исключается возможность засасывания воздуха с поверхности воды на сторону разрежения при крутых поворотах на большой скорости
42
Рис. 24. Средства борьбы с вентиляцией рулей: а — на катере с навесным на транце рулем; б — на яхте с рулем, отделенным от киля.
1 перо руля; 2 —антикавитационная пластина; 3 — плавник-скег руля.
(вследствие этого подъемная сила на руле падает, катер теряет управляемость). Это явление, иногда называемое вентиляцией, бывает на катерах с рулем, навешенным на транце, или на яхтах при сильном крене. Для устранения его полезно установить над верхней кромкой руля пластину, а на яхте — небольшой плавник, стабилизирующий поток перед пером руля (рис. 24).
На очень быстроходных катерах, у которых руль установлен под днищем, но слишком близко от транца, желательно срезать верхний угол пера под углом 15— 20° (см. рис. 25, а). Благодаря этому срезу поток под днищем будет проходить до транца и препятствовать прорыву воздуха с поверхности к рулю. Кроме того, при резком повороте избыток давления на поверхности руля, обращенной вперед, может вызвать дифферент катера на нос с креном наружу циркуляции. При наличии среза этого можно не опасаться.
Важной характеристикой руля является его гидродинамическое удлинение (отношение квадрата высоты к площади пера). Руль с большим удлинением развивает большую поперечную силу при малом отклонении (угле атаки); при сравнительно же небольших углах атаки происходит отрыв потока от поверхности разрежения, в результате чего подъемная сила на руле резко падает. Например, при Л = 5 критический угол перекладки руля составляет 12°, а при % = 1 — уже 30°. В качестве компромиссного решения используют такое: применяют рули с Л = = 1,24-2,0 для катеров и % = 24-2,5 — для парусных яхт.
Для повышения критического угла перекладки рекомендуется установить плавник — скег (см. рис. 24, б). Обычно угол поворота руля ограничивается 35°, причем перекладка его на такую величину целесообразна только на завершающей стадии поворота, когда корму начинает интенсивно выносить наружу циркуляции и фактический угол атаки руля по отношению к натекающему на него потоку воды становится меньше угла перекладки. В начальный момент поворота руль следует перекладывать на гораздо меньший угол — 154-20°.. Это способствует и меньшей потере скорости при изменении курса.
Оптимальной формой пера руля является трапециевидная с прямой или слегка скругленной нижней кромкой. Для уменьшения усилий на румпеле иногда применяют балансирные рули (рис. 25) с осью вращения, расположенной слегка в нос от точки приложения результирующей гидродинамического давления к профилю, то есть на расстоянии не более 25 % хорды профиля руля. В противном случае для возвращения руля в нормальное положение после перекладки потребуются слишком большие усилия, устройство балансирного руля оказывается нецелесообразным. Для быстроходных катеров коэффициент компенсации — отношение площади руля, расположенной впереди баллера к остальной его части — состав-
43.
Рис. 25. Балансирные рули: а — подвесной обтекаемый руль на быстроходном катере; б — пластинчатый руль на катере водоизмещающего типа.
ляет 12—16%; для тихоходных катеров и яхт — 17—20%.
Сказанное выше о форме подводной части ДП, которая обеспечивает хорошую поворотливость, в обратном смысле можно применить при рассмотрении устойчивости судна на курсе. Если ЦБС расположен в корму от ЦТ, конфигурация подводной части ДП близка к прямоугольнику, имеется развитый киль-стабилизатор в кормовой части, то судно обладает хорошей устойчивостью на курсе, иногда—в ущерб его поворотливости. Определенное значение имеет дифферент на корму, а на глис
сирующих катерах — наличие продольных реданов на днище. Если судно имеет крен, то, поскольку точка приложения результирующей силы сопротивления воды оказывается смещенной в сторону накрененного борта, эта сила вместе с упором гребного винта создает момент, поворачивающий судно в сторону крена. Таким образом, требуется постоянная перекладка руля, однако это приводит к некоторому снижению скорости. На глиссирующем катере, особенно с большой килеватостью днища, появлению крена способствует работа греб-
ного винта: катер получает крен в сторону, противоположную направлению вращения винта. Это явление заметно, например, у лодок с подвесным мотором «Вихрь», имеющим винт правого вращения. При выходе в плавание «налегке» — с одним водителем, чаще всего располагающимся по левому борту, лодка получает Довольно значительный крен на левый борт. Разумеется*, крен, уводящий судно в сторону от курса, необходимо ликвидировать.
Для повышения устойчивости на курсе глиссирующие катера, имеющие высокий надводный борт и развитые надстройки, снабжают килями-стабилизаторами, простирающимися обычно до выхода из корпуса гребного вала и препятствующими сносу с курса при сильных боковых ветрах. Крен, возникающий под действием бокового ветра, целесообразно ликвидировать с помощью управляемых транцевых плит, отклоняя на необходимый угол атаки плиту у накрененного борта.
В некоторых случаях управляемость малых судов, оснащенных подвесными моторами или угловыми поворотно-откидными колонками, недостаточно удовлетворительна. Это происходит н'а малой скорости — при маневрировании в гаванях, проходе каналов и шлюзов, при ловле рыбы на дорожку. Чтобы улучшить управляемость таких судов, за рубежом применяют съемные рули, прикрепляемые к антикавитационной плите мотора или колонки сразу за гребным винтом.
Рис. 26. Средства улучшения поворотливости малых судов, оснащенных подвесными моторами или угловыми колонками: а — съемный руль; б — «Раддерсэйф»; в — «Раддерсэйф» на полном ходу лодки.
44
Простейшая конструкция такого руля состоит из литого алюминиевого пера /, снабженного прорезью для надевания на антикавитационную плиту и утолщением 2 с отверстиями для двух стяжных болтов 3 (рис. 26, а). Спереди на корпус редуктора надевается скоба 4, в которой через отверстия проходят стяжные болты. Таким образом руль надежно крепится к мотору без каких-либо сверлений в корпусе редуктора; при необходимости его можно быстро снять.
Другая конструкция руля — «Раддерсэйф», представляет собой две параллельные пластины 5, соединенные вместе болтами 8 и прикрепленные к горизонтальным осям 6, расположенным на основании, которое при помощи винтов закреплено к антикавитационной плите мотора. Благодаря тому, что пластины оказываются расположенными в реактивной струе воды, отбрасываемой лопастями гребного винта,.они служат весьма эффективным рулем при любой скорости лодки.
Особенностью конструкции являются небольшие участки 7, расположенные в нижней пластине поперек набегающего потока воды. С увеличением скорости лодки под действием гидродинамического давления на эти участки пластины поднимаются вверх, а после того как будет достигнута определенная скорость, почти полностью выходят из воды. — по ее поверхности скользят только участки пластин у их нижних кромок (рис. 26, в).
Благодаря применению съемных рулей удается существенно уменьшить радиус циркуляции лодок с подвесными моторами и предохранить винт от повреждений, особенно на заднем ходу.
Обводы глиссирующих судов
Развитие современного катеростроения неразрывно связано с совершенствованием катерных механических установок и широким применением стеклопластика для изготовления корпусов. За последние 20 лет были созданы легкие и мощные быстроходные двигатели внутреннего сгорания, позволившие вывести на режим глиссирования достаточно мореходные и комфортабельные катера. Удельная масса стационарных бензиновых двигателей средней мощности от75до180кВт (100—250 л. с.) составляет 2,3—2,8 кг/кВт, а мощных подвесных моторов — 1,2т—2,2 кг/кВт. Благодаря применению угловых поворотно-откидных колонок двигатели занимают в корпусе гораздо меньше места, чем установки с угловыми реверс-редукторами или с прямой передачей на гребной винт.
Использование синтетических смол холодного отверждения для формования корпусов лодок и катеров позволило строить корпуса практически любых обводов, в наибольшей степени удовлетворяющих требованиям гидродинамики, мореходности и комфортабельности.
В 60-е—70-е годы конструкторы малых катеров стремились создать такие корпуса, которые позволили бы полностью реализовать имеющийся в большинстве случаев запас мощности для поддержания высокой скорости в условиях волнения. Отмеченные выше факторы, а также поиски оптимальных форм обусловили появление большого разнообразия типов обводов глиссирующих катеров. Коротко рассмотрим особенности наиболее распространенных из них.
Корпуса малой килеватости. При постоянной нагрузке и в условиях гладкой воды максимальным гидродинамическим качеством при глиссировании обладает корпус с абсолютно плоским днищем, если, конечно, ширина по скуле и положение центра тяжести обеспечивают устойчивое движение без дельфиниро-вания и с оптимальным дифферентом. Величина гидродинамического качества может достигать Д’ = 10.
Именно это и обусловило широкое применение плоскодонных корпусов в начальный момент развития глиссирующих судов. Высокое гидродинамическое качество обеспечивало выход на глиссирование при сравнительно малой мощности двигателя относительно водоизмещения. Однако с увеличением мощности двигателей и скоростей катеров выявились существенные недостатки плоскодонных обводов.
Основной из них — это сильные удары корпуса о волну. При встрече с волной подъемная сила на днище катера вследствие увеличения угла атаки мгновенно возрастает в несколько раз, корпус может взлетать над поверхностью воды. В следующий момент, при падении на воду, катер получает сильный удар в днище. Сила
45
Рис. 27. Обводы катера с «закрученным» днищем.
удара пропорциональна квадрату вертикальной скорости в момент встречи днища с поверхностью воды, которая в свою очередь зависит от скорости хода, водоизмещения катера и длины волны. Величина ударных перегрузок может достигать 10g и даже более (под перегрузками понимается отношение ускорения, получаемого центром тяжести судна, к ускорению свободного падения тела g = 9,81 м/с2, другими словами, отношение силы удара к массе катера).
Ударные нагрузки и ускорения не только отрицательно влияют на экипаж, но и могут стать причиной разрушения конструкций корпуса или срыва двигателей с фундаментов.
Наиболее эффективный путь снижения ударных перегрузок — это увеличение угла килеватости днища. При его увеличении, например, с Одо 10° сила удара снижается более чем в 1,5 раза.
Другим недостатком плоскодонного корпуса является чувствительность к расположению центра тяжести и соотношению нагрузки и ширины днища, которое оценивается коэффициентом динамической нагрузки
СВ =... D .
в 1/2р-ЛВ
При неудачном выборе этих элементов судно легко переходит в режим дель-финирования (см. стр. -40).
Наконец, плоскодонные глиссирующие суда сильно сносит вбок при поворотах на полной скорости. Легкие гоночные мотолодки при этом нередко опрокидываются. Этот недостаток можно устранить, если установить плавники-стабилизаторы или снабдить корпус наклонными участками днища близ скул («скошенными» скулами).
Отмеченные недостатки ограничивают применение плоскодонных (и с малой килеватостью днища) глиссирующих корпусов в основном на гоночных мотолодках, рассчитанных на скорости до 50 км/ч и используемых на акваториях, закрытых от волн. Применяются они и на речных мотолодках и катерах при большой удельной нагрузке на единицу мощности двигателя.
Корпуса с «закрученным» днищем (рис. 27). Для снижения ударных перегрузок при глиссировании на волне днищу придают ту или иную килеватость. Наиболее сильные удары приходятся на носовую часть корпуса, поэтому заостряют в основном носовую треть днища, оставляя в корме глиссирующий участок доалой килеватости. Примером таких обводов «закрученного» типа являются корпуса катеров «Амур» и новых модификаций «Казанки» (см. рис. 109 и 149). Такие корпуса отличаются более комфортабельным ходом на волнении, чем корпуса с малой килеватостью, но не позволяют развить высокие скорости. Так как плоское днище работает под малыми углами атаки (до 4°), длина смоченной поверхности корпуса оказывается слишком большой и с повышением скорости площадь этой поверхности не уменьшается. Благодаря быстрому росту гидродинамической подъемной силы в начальный период движения кривая сопротивления катера с «закрученным» днищем имеет плавный подъем с невысоким «горбом», для преодо-46
Рис. 28. Обводы корпуса глиссирующего катера типа «моногедрон»: а — оригинальные обводы; б — современный вариант.
ления которого требуется сравнительно небольшая удельная мощность. Поэтому подобные обводы предназначены для катеров, рассчитываемых на переходный режим движения или глиссирование при V > 8 VL км/ч.
Суда с «закрученным» днищем при плавании на попутном волнении обладают рыскливостью. Причиной этого является дисбаланс в гидродинамических силах поддержания, действующих на заостренную килеватую носовую часть и плоский широкий участок днища в корме. При небольшом зарыскйвании катера с курса на участки днища у форштевня начинает действовать сила, близкая по направлению к горизонтали и способствующая дальнейшему отклонению судна с курса. Подобный же эффект дает и крен, при котором сила, изменяющая курс судна^ появляется со стороны накрененного борта.
На волнении проявляется и другой недостаток судов с «закрученным» днищем: при входе в волну вдоль заостренных обводов корпуса в носу вода поднимается вверх в виде брызговой пелены, срываемой ветром и отбрасываемой на палубу.
Построить корпус с подобными обводами технологически сложно, а его объем в носу получается весьма неудобным для использования в качестве складского помещения и особенно — для оборудования каюты.
Моногедрон. Корпус с постоянным углом килеватости днища от транца до миделя, равным 10—17° (рис. 28).. Это наиболее распространенный в настоящее время тип обводов глиссирующих корпусов. Обводы технологичны при постройке корпусов из листовых материалов — металла или фанеры. Умеренная килева-тость днища позволяет получить достаточно высокое гидродинамическое качество при приемлемых перегрузках на волнении. Иногда днище снабжается скуловыми брызгоотбойниками или короткими продольными реданами, которые способствуют уменьшению смоченной поверхности. _
Обводы типа моногедрон применяют при V < 15 L км/ч и удельной нагрузке до 30 кг/л. с., т. е. в тех случаях, когда мощности двигателя может оказаться недостаточно для корпуса с обводами «глубокое V». По сравнению с корпусами с повышенной килеватостью днища, моногедрон имеет более высокую статическую остойчивость, поэтому такие обводы предпочитают для морских катеров в тех случаях, когда это качество играет важную роль (например, для комфортабельных моторных яхт, рыболовных катеров и т. п.).
«Глубокое V» . Тип обводов глиссирующего корпуса с повышенной килеватостью днища (более 20°) от миделя от транца и продольными реданами, который применяется для быстроходных катеров, рассчитанных на V > 15 КL км/ч (рис. 29). Такие обводы обеспечивают комфортабельный ход на волнении с минимальной потерей скорости. Кроме того, данный тип обводов позволяет использовать всю мощность двигателей, устанавливаемых на легких мотолодках и катерах,, без потери устойчивости движения или опасности разрушения корпусных конструкций. При повышении скорости в результате подъема корпуса из воды ширина смоченной поверхности днища с большой килеватостью постепенно уменьшается. Соответственно возрастает оптимальный угол атаки, при котором сопро-
47
Рис. 29. Обводы типа «глубокое V»: а — вид на днище; б — корпус теоретического чертежа.
тивление воды является минимальным, — у килеватого корпуса он в 1,5—2 раза больше, чем у плоскодонного. Благодаря этому и смоченная длина килеватого катера оказывается меньше, чем у катера с плоским днищем. В итоге, несмотря на существенное снижение гидродинамического качества при увеличении угла килеватости днища до 20—23°, на корпусе с обводами «глубокое V» удается получить более высокую скорость, чем на корпусах с умеренной килеватостью. Благодаря почти одинаковыми оперечным профилям днища в носу и корме катера с об
водами «глубокое V» отличаются хорошей устойчивостью при плавании с попутной волной, малым дрейфом на циркуляции и плавностью качки.
К недостаткам «глубокого V» следует отнести большое сопротивление в начальный момент движения и большие затраты времени на разгон до выхода на режим чистого глиссирования. Для улучшения стартовых характеристик и снижения «горба» сопротивления можно использовать транцевые плиты и продольные реданы на днище.
Другим недостатком является пониженная начальная остойчивость как на стоянке, так и на ходу. Для повышения остойчивости на стоянке иногда устраивают днищевые балластные цистерны, автоматически опорожняемые при выходе катера на расчетный режим (см. стр. 23). Для повышения ходовой остойчивости приходится увеличивать смоченную поверхность днища в корме, обрывая продольные реданы, на которых корпус глиссирует на расчетной скорости, на некотором расстоянии от транца. В результате этого смачиваются дополнительные участки днища и увеличивается ширина ватерлинии. Другой вариант — использование наделок-спонсонов, расположенных на ходу над водой и действующих при крене катера.
Непременной деталью корпуса «глубокое V» являются продольные реданы — призмы треугольного сечения с горизонтальной нижней гранью и острой свободной кромкой (рис. 30). Главный эффект реданов заключается в отсечении от днища потоков воды, растекающихся от киля к бортам. В результате их действия уменьшается смоченная поверхность корпуса, на реданах создается дополнительная подъемная сила; в совокупности это повышает гидродинамическое качество корпуса.
Благодаря продольным реданам осуществляется автоматическое регулирование ширины днища в зависимости от скорости судна. На малых скбростях катер глиссирует на полной ширине днища с уменьшенной удельной нагрузкой, которая оптимальна для данной скорости. По мере разгона гидродинамическая подъемная
48
Рис. 30. Продольные реданы: а — схема расположения реданов по ширине корпуса; б — вид на днище катера без реданов; в — действие реданов на том же днище.
1 — поверхность днища, не смачиваемая водой; 2 — скуловой брызгоотбойник; 3 — продольные реданы; 4 — поперечный поток воды; 5 — смоченный участок днища.
сила растет, катер уменьшает осадку» При этом крайние участки днища, прилегающие к скулам, выходят из воды, глиссирующая поверхность ограничивается крайней к скуле парой реданов. Благодаря этому сохраняется оптимальная величина коэффициента Св, несколько снижается «горб» кривой сопротивления.
Продольные реданы повышают остойчивость катера, демпфируют бортовую и продольную качки. На ходу при резком крене на реданах накрененного борта возникает дополнительная подъемная сила, которая препятствует дальнейшему увеличению крена. Продольные реданы существенно повышают устойчивость судна на курсе и в то же время сокращают радиус циркуляции. Это происходит благодаря работе боковых вертикальных граней реданов, которые при боковом смещении — дрейфе от ветра, волны или на повороте, действуют подобно килю.
Положительные качества реданов начинают проявляться лишь при до-статочно_ высоких скоростях — V > > 12 KjL км/ч. На малой скорости и при разгоне катера сопротивление воды вследствие увеличенной смочен
ной поверхности днища с реданами оказывается выше, чем у катера с гладким днищем. Кроме того, их эффективность зависит от угла килеватости днища. Если он менее 10°, устройство продольных реданов нецелесообразно.
Скорость поперечного потока у плоского днища относительно невелика, поэтому миновав скулу, вода резко поднимается почти вертикально вверх. Если на ее пути параллельно скуле под днищем установить продольный редан, то вырывающиеся из-под него струи вновь коснутся днища в непосредственной близости от вертикальной грани редана. У килеватого днища скорость поперечного потока достаточно высокая, поэтому струи вырываются из-под скулы или продольного редана под углом к вертикали; чем больше угол килеватости, тем больше и отклонение потока от вертикали. При угле килеватости днища около 20° струи воды покидают кромку редана практически под таким же углом.
На каждой половине днища обычно устанавливают по два (при ширине днища 1,4—1,6 м) или по три (при ширине 2—2,5 м) редана. Расстояние ближайших к скуле реданов от ДП судна рассчитывается в зависимости от нагрузки и скорости катера. Реданы по всей длине корпуса — от форштевня до транца — целесообразны в том случае, если можно обеспечить глиссирование катера на ширине, ограничиваемой данными реданами. В противном случае реданы в кормовой части днища только повышают сопротивление воды. Обычно до транца доводят только крайние к скуле реданы, а остальные, которые эффективно работают только на границе днища и воды на полном ходу, обрывают на том или ином расстоянии от транца. На мотолодках с умеренной килеватостью днища, развивающих скорость около 40 км/ч, можно устанавливать короткие (по 0,5—0,8 м) реданы-брызгоот-бойники в носовой части корпуса.
Естественно, правильная работа реданов возможна только при их острой наружной кромке, поэтому на деревянных катерах реданы изготовляют из твердых пород древесины или прикрепляют к их рабочим граням металлические полосы. В средней части корпуса и корме реданы располагают параллельно килю. В носовой части их лучше свести к форштевню, чтобы избежать слишком крутого
49
подъема вверх (по батоксам): в противном случае при всходе катера на волну реданы будут оказывать тормозящее действие. К слову сказать, существует и негативный эффект продольных реданов на высокоскоростных судах: при встречной волне корпус получает довольно жесткие удары вследствие концентрации давления на плоских поверхностях реданов.
Комбинированные обводы с гидролыжей. Вариант глиссирующего корпуса с узкой центральной частью днища малой килеватости (или плоской) и наклонными боковыми участками (рис. 31). Ширина централь-
Рис. 31. Глиссирующие обводы днища с гидролыжей.
ного участка, или гидролыжи, выбирается таким образом, чтобы на полной скорости судно глиссировало на нем, как на пластине, а наклонные участки днища смачивались водой только при крене или же встрече с волной. Кромки гидролыжи являются продольными реданами, поэтому вышесказанное о влиянии угла килеватости справедливо для данного типа обводов: желательно, чтобы угол наклона бортовых участков днища к основной плоскости составлял около 20°. Дополнительными продольными реданами снабжаются и наклонные участки днища для отсечения от них брызговой пелены при вхождении корпуса в волну.
Смоченная поверхность гидролыжи имеет вид вытянутого вдоль корпуса прямоугольника. Благодаря этому корпус обладает большей устойчивостью глиссирования и меньшей чувствительностью к изменению дифферента и положения центра тяжести, по сравнению с плоскодонным судном, имеющим малое соотношение L/В. В результате катера и мотолодки с гидролыжей, снабженные достаточно мощным двигателем, способны развить более высокую скорость, чем при обычных обводах с малой килеватостью днища, обладают большей комфортабельностью при ходе против волны, имеют малый радиус циркуляции. Эти преимущества, однако, утрачиваются, если нагрузка оказывается слишком большой для данной мощности двигателя и судно глиссирует при увеличенной осадке. Естественно, что вследствие малой ширины катера с гидролыжей являются валкими на стоянке и могут раскачиваться на ходу.
Одним из вариантов обводов с гидролыжей является «Морской нож», предложенный американским конструктором. П. Пейном (рис. 32). Глиссирующая пластина на днище имеет вид треугольника с углом при форштевне 15°, а борта плавно расширяются к палубе, образуя в корме своеобразное аэродинамическое крыло. В целом корпус катера с его заостренным и подрезанным форштевнем напоминает лемех плуга. Вогнутые поверхности бортов снабжены брызгоотбойни-ками-реверсорами, которые отсекают воду, уменьшая смоченную поверхность корпуса. Одновременно на реверсорах создается дополнительная подъемная сила, благодаря чему гидродинамическое качество достигает достаточно большой вели-
Рис. 32. «Морской нож».
50
Рис. 33. Обводы мореходного глиссирующего катера, запатентованные Рексом и Вуди Блеггами.
чины (до 10,5). Реверсоры улучшают также приемистость катера и динамическую остойчивость на ходу.
Оптимальным ходовым дифферентом для
С Л
«Ножа» является такой, при котором основание
форштевня лишь слегка касается поверхности воды. В этом случае глиссиру-
ющая площадка погружена в воду на всю длину: при прохождении сквозь волну и изменении дифферента длина смоченной поверхности изменяется мало, соответственно здесь не возникает пиковых значений подъемной силы, как на корпусе традиционного типа. Поддерживать правильный дифферент помогают транцевые плиты, управляемые с поста водителя.
«Морской нож» позволяет развивать довольно высокую скорость на волнении без чрезмерных ударных перегрузок. Например, 6-метровый катер такого типа, оснащенный 188-сильным двигателем с угловой колонкой, на волне высотой 1 м развивал скорость около 80 км/ч. При этом величина перегрузок, замеренных в носовой части, оказалась в среднем в 10 раз ниже, чем на катере с обводами «глубокое V» таких же размерений.
Важным элементом «Ножа» является наклонный носовой транец, благодаря которому исключается зарывание носовой части катера в волну.
Несмотря на высокие мореходные качества, обводы типа «Морской нож» имеют ряд недостатков: низкую статическую остойчивость на стоянке, недостаточный объем корпуса для размещения пассажиров и т. п. Кроме того, реализовать положительные качества обводов можно только при достаточно высокой удельной мощности двигателя — нагрузка не должна превышать 5 кг/л. с. (6,75 кг/кВт).
Разновидностью судна на гидролыже является корпус с обводами, запатентованными англичанами Рексом и Вуди Блеггами (рис. 33). Основная часть корпуса имеет узкую гидролыжу и необычно большую килеватость днища — 45°. Для повышения остойчивости корпус снабжен боковыми поплавками — с п оксонами, расположенными в кормовой трети длины и имеющими при килях несущие глиссирующие поверхности в виде гидролыж. Все три гидролыжи расположены на одной высоте, так что при движении судно глиссирует на центральной лыже и двух широко разнесенных по бортам спонсонах, которые имеют несколько больший угол атаки. В случае крена, возникающего, например, на циркуляции, В воду входит спонсон со стороны крена и мгновенно возросшая на нем подъемная сила выпрямляет судно. Судно обладает достаточной остойчивостью и на стоянке, когда необходимый восстанавливающий момент образуется при погружении спон-сона в воду.
51
Для уменьшения смоченной поверхности яри плавании на \ 1 I волнении на днище корпуса и
\ \ \ спонсонов предусмотрены широ-
\ \ кие продольные брызгоотбойни-ки> на которых создается до-полнительная подъемная сила. Они демпфируют продольную качку, служат дополнительны-1 ми глиссирующими поверхно-
Рис. 34. Морские сани Уффа Фокса. стями в момент выхода на расчетный режим движения, снижая «горб» сопротивления.
Катера с обводами братьев Блегг весьма мореходны. Они способны поддерживать высокую скорость на взволнованном море при различных курсах относительно волны. Узкие поверхности центральной гидролыжи и спонсонов пронзают волну, не получая при этом сильных ударов. Определенный эффект аэродинамической разгрузки создается благодаря сводчатым тоннелям между основным корпусом и спонсонами. Встречный поток воздуха, смешиваясь с водяной пылью, подтормаживается в тоннелях; благодаря повышению здесь давления часть массы корпуса поддерживается аэродинамически, что способствует демпфированию ударов корпуса о волну.
Морские сани Уффа Фокса. Запатентованные английским конструктором Уффа Фоксом трехкилевые обводы глиссирующего катера также являются вариантом судна на гидролыжах, обладающего повышенной остойчивостью (рис. 34). Три лыжи, ширина которых не превышает 1/10 общей ширины днища, простираются по всей длине корпуса и переходят в форштевни. Благодаря тому, что при сходе с попутной волны в гребень следующей погружаются сразу все три лыжи, исключается зарыскивание, которое имеет место у катеров с обводами «глубокое V».
Бортовые лыжи, помимо того, что способствуют созданию подъемной силы, являются скегами, отражающими брызги, вырывающиеся из-под средней лыжи, а также придают судну высокую остойчивость. Близ миделя на этих гидролыжах имеются поперечные реданы, благодаря которым уменьшается смоченная поверхность самих гидролыж и повышается устойчивость движения.
Своды боковых тоннелей выполняются с постоянным радиусом скругления; центральная часть корпуса имеет угол килеватости днища до 30°.
Испытания моделей с обводами Фокса показали, что при глиссировании вырывающиеся из-под лыжи потоки воды оказывают сильное влияние на гидродинамические характеристики корпуса; они могут как повышать, так и снижать гидродинамическое качество. Наименее благоприятным оказывается такое расположение несущих поверхностей, при котором расстояние между ними, измеренное поперек судна, составляет 2,5—3 ширины одной из них. Вследствие эффекта взаимовлияния гидролыж качество саней Фокса оказывается примерно на 10 % ниже, чем изолированных глиссирующих поверхностей того же удлинения.
Как и для других типов обводов с гидролыжами, для саней Фокса важное значение имеет достаточно высокая удельная мощность двигателя. В переходном к глиссированию режиме сопротивление саней Фокса оказывается ниже, чем у корпуса с обводами «глубокое V», поэтому сани быстрее выходят на глиссирование и развивают высокую скорость при полной нагрузке. Небольшие ударные перегрузки при плавании саней на волнении и высокая остойчивость обусловили применение этого типа обводов для различного рода транспортных катеров.
Изогнуто-килеватые обводы («крыло чайки»). В настоящее время могут рассматриваться как переходный тип глиссирующего корпуса от килеватых обводов к тримарану. Их особенностью являются выпуклость при киле и скругленные отгибы днища вниз у скулы (рис. 35). При встрече с волной в воду входит сначала выпуклая часть днища, затем площадь удара постепенно увеличивается, поэтому корпуса с обводами «крыло чайки» отличаются от малокилеватых судов более мягким ходом на волне. Отгибы днища вниз у скулы дают такой же эффект, как и скуловые брызгоотбойники: благодаря им и за счет поперечного потока по-52
вышается гидродинамическое давление вблизи скул, что в известной степени компенсирует потерю гидродинамического качества вследствие увеличения килеватости днища. Отгибы скулы способствуют также повышению ходовой остойчивости судна.
Тримараны. Корпуса этого типа появились в конце 50-х годов. Иногда этот тип обводов называют «кафе-дралами», трехкилевыми «морскими санями» или двухтоннельными судами. Отличительной особенностью всех су-
Рис. 35. Корпус глиссирующей мотолодки «Гамма» с изогнуто-килеватыми обводами («крыло чайки»).
ществующих видов тримаранов являются основной корпус, имеющий обводы «глубокое V» (или изогнуто-килеватые), и два боковых спонсона меньшего объема; очертания палубы в плане близки к прямоугольнику (рис. 36). Назначение спонсонов — повысить остойчивость катера на ходу и на стоянке, избавить судно от рыскливости при ходе на попутном волнении. Спонсоны выполняют таким образом, чтобы на стоянке они были погружены примерно на половину осадки основного корпуса, а на ходу большая часть их поднималась над поверхностью воды. В случае крена в воду входит значительный объем спонсона, возникающая на нем дополнительная сила поддержания создает восстанавливающий момент. Благодаря тому, что спонсоны параллельны по всей длине катера, а не сужаются подобно скулам корпуса традиционного типа, остойчивость тримарана намного выше. Кроме того, при крене на ходу к статической восстанавливающей силе прибавляются еще гидродинамические силы, возникающие на наружной наклонной поверхности входящего в воду спонсона, как на обычной глиссирующей пластине, расположенной под некоторым углом атаки.
Поскольку на ходу без крена спонсоны оказываются над водой, они практически не вносят существенных изменений в гидродинамику основного корпуса. Как и в случае обводов «глубокое V», глиссирование осуществляется на кормовой части днища, так что в ходовых качествах тримаран преимуществ не имеет. Однако помимо лучшей остойчивости и мореходных качеств на волне, тримаран предоставляет конструктору гораздо больше возможностей в планировке внутреннего расположения. Необходимое оборудование здесь удается разместить в корпусе меньших размерений, чем например, на,катере с обводами «глубокое V», и при равной
мощности двигателя получить известный выигрыш в скорости.
Основные разновидности современных тримаранов представлены на рис. 36. Тип а предпочтителен при постройке корпуса из листовых материалов — металла или фанеры. Явно выраженные тоннели в носовой части переходят в корме в пло-ско-килеватое днище с горизонтальными участками у скул. Тип б — комбинация «глубокого V» с бортовыми спонсонами, имеющими клиновидные поперечные сечения. В месте перехода наклонной наружной грани спонсона в почти вертикальный борт сделан уступ-брызгоотбойник. Спонсоны иногда обрываются, не доходя примерно 1/3 длины корпуса до транца, так как.в корме они неоправданно увели-
чивают смоченную поверхность, мешают использовать энергию потоков воды, растекающихся от киля к бортам. Продолжением спонсонов близ транца являются горизонтальные брызгоотбойники или продольные реданы. Тип в — обводы «Бостонского китобоя», послужившие прототипом для создания большого числа модификаций. Применены выпукло-килеватые шпангоуты. Борта в носовой части имеют наклонные участки — скосы для улучшения поворотливости. Чтобы ограничить подъем воды и брызг, вырывающихся из-под скоса, на борту сделан уступ-брызгоотбойник, идущий по всей длине корпуса. Вблизи шп. 7 наклонный участок борта заканчивается поперечным реданом; дальше в корме скула скруглена по радиусу. Можно предположить, что это придает катеру оптимальный дифферент на корму при довольно высокой скорости и обеспечивает выход воздуха из тоннелей к бортам. Выпуклость днища у транца предотвращает подток воздушных пузырей к лопастям гребного винта, особенно вероятный при поворотах катера.
53
Рис. 36. Обводы типа «тримаран»: а — корпус с обшивкой из фанеры; б — корпус из стеклопластика; в — «Бостонский китобой»
На основном корпусе «Бостонского китобоя», как и на других типах тримаранов, предусмотрен продольный редан, отсекающий воду от днища и направляющий ее под кили спонсонов, которые расположены выше основной линии.
Тримараны, обладая высокими мореходными качествами, все же подвергаются значительным ударным перегрузкам при ходе на волне, особенно если о гребень волны ударяется широкая носовая часть, на которой имеются плоские поверхности.
«Морские сани» . Вариант глиссирующего корпуса со сводчатым днищем (с «обратной» килеватостью) и параллельными, не сходящимися в носу бортами, изобретен в начале ХХвека американским конструктором А. Хикманом (рис. 37). Благодаря двум килям, имеющим сходство с полозьями саней, обводы и получили свое название.
Параллельные борта придают «морским саням» повышенную поперечную остойчивость. Два длинных киля и погруженные в воду вертикальные борта способствуют хорошей устойчивости судна на курсе. При плавании на волнении проявляется и такое важное качество саней, как хороший «продольный баланс» корпуса, под которым понимается распределение ширины и площади ватерлинии, 54
а также килеватости днища по длине корпуса. При плавании косым курсом к попутной волне«морские сани», обладая большими объемами и шириной корпуса в носу, хорошо противостоят крену и дифференту, не зарыски-вают с риском опрокидывания на полной скорости.
Брызги, поднимаемые носовой частью, отражаются вниз от поверхности вогну-
Рис. 37. Корпус типа «морские сани».
того тоннеля, а широкая палуба предотвращает зарывание носом в волну. При некоторых определенных соотношениях размеров волны и корпуса воздух в тоннеле «саней» начинает оказывать демпфирующий эффект, смягчая удары волны о днище. У «саней» больших размеров более плавная бортовая качка, чем у обычных катеров. Определенные сложности представляет размещение на «морских санях» движителя. Встречный поток воздуха, попадающий в тоннель; проходит под днищем до самой кормы и воздействует на лопасти гребного винта, начинающего работать в условиях поверхностной аэрации. Поэтому на больших «санях» применялись частично погруженные гребные винты, имеющие специальную форму. При установке подвесного мотора на «санях» требуется большее погружение оси гребного винта, чем на обычных лодках; рекомендуется и кормовая центровка судна. Используется также смещение оси подвесного мотора в сторону от ДП. При одновинтовой установке на своде тоннеля в ДП рекомендуется устанавливать клин толщиной 12—20 мм и шириной 1,2 диаметра винта, отводящий аэрированную воду от винта. На волне, длина которой превышает длину катера, «морские сани» получают
сильные удары в носовую часть свода тоннеля, что заставляет снижать скорость. Другими недостатками обводов этого типа является большой радиус циркуляции и малый объем корпуса в носовой части, затрудняющий его использование для размещения пассажиров и других целей.
Глиссирующие катамараны. Как мы уже говорили, не всегда удается реали-
зовать высокое гидродинамическое качество катеров с плоским и широким днищем. Одна из причин — потеря устойчивости движения катера при достижении им наивыгоднейшего ходового дифферента. Часто приходится мириться с тем, что фактические углы атаки на расчетной скорости значительно ниже оптимальных и составляют 1—2°. Следовательно, и гидродинамическое качество не достигает своего максимума и в редких случаях превышает К — 4,5.
Одна из возможностей повышения качества — это существенное уменьшение ширины глиссирующего участка днища, при котором судно может глиссировать устойчиво и с большим углом атаки. Чем больше по сравнению с шириной днища длина смоченной поверхности и, следовательно, расстояние от транца до точки приложения равнодействующей гидродинамических сил давления, тем выше скорость, при которой возможна потеря устойчивости. Именно это свойство и используется в конструкции современных глиссирующих катамаранов, которые обладают рядом преимуществ перед однокорпусными судами.
Во-первых, для смягчения ударов при ходе на волнении днищу катамарана можно придать большую килеватость, чем однокорпусному катеру, остойчивость которого резко падает при увеличении килеватости. Во-вторых, благодаря тому, что воздух проходит с большой скоростью по тоннелю между корпусами катамарана, на платформе (особенно если ей придать продольный профиль крыла) создается аэродинамическая подъемная сила, которая воспринимает часть нагрузки судна. В результате аэродинамической разгрузки уменьшается осадка и смоченная поверхность корпуса, повышается скорость.
Гидродинамическое качество оказывается выше качества однокорпусного глиссера лишь при сравнительно мадых расстояниях Вк между корпусами, определяемых соотношением 2BQlBn > 0,75 (значению 2В0/Вк = 1 соответствуют сдви-
55
Рис. 38. Обводы корпуса гоночного катамарана.
нутые вплотную корпуса, а значению 2В0/Вк =0 — корпуса, разнесенные на бесконечно большое расстояние, при котором один корпус не влияет гидродинамически на другой; Во — ширина одного
корпуса). При 2Во/Вк=О,4 качество катамарана оказывается минимальным, т. е. это самая невыгодная компоновка катамарана. С уменьшением расстояния между корпусами судно позже выходит на режим глиссирования. Кривые сопротивления катамарана имеют два «горба». Катамараны выходят на глиссирование при значительно более высокой (примерно в 1,5 раза) скорости, чем однокорпусные катера. Ширина корпусов катамарана оказывает существенное влияние на сопротивление воды. При относительном удлинении корпуса L/Bo = 16 и менее катамаран становится очень чувствителен к изменению нагрузки: при ее увеличении гидродинамическое качество падает. Узкие корпуса с отношением L/Bo = 17-Т-25 к нагрузке менее чувствительны.
Подобные двухкорпусные обводы используются в основном для высокоскоростных гоночных судов, развивающих скорости 100—150 км/ч. При такой скорости существенное значение имеют аэродинамические силы, которые возникают на нижней поверхности соединительного моста, имеющего большую площадь. С одной стороны, следует использовать аэродинамическую силу, возникающую на ней, чтобы разгрузить корпуса и уменьшить сопротивление трения обшивки о воду. С другой, необходимо учитывать, что на волне угол атаки этой поверхности к набегающему потоку воздуха окажется чрезмерным и судно будет опрокинуто аэродинамической силой через транец (это нередко происходит в гонках скутеров и мотолодок с катамаранными обводами). На скоростях порядка 100 км/ч и выше аэродинамическая сила может достигать 30 кгс и более на 1 м2 несущей поверхности моста.
Чтобы обеспечить продольную устойчивость движения легкого катамарана под действием дополнительных аэродинамических сил и моментов, мостик приходится смещать ближе к транцу корпуса. Его продольное сечение выбирают из числа таких аэродинамических профилей, у которых центр давления 56
и аэродинамический фокус (точка приложения дополнительной силы при изменении угла атаки) имеют кормовое расположение. Чаще всего используют обтекаемый клиновидный профиль с относительной толщиной 5—8 % и высотой среза кормовой части 100—300 мм. Однако опыт дает основание считать, что для скоростей движения 60—80 км/ч целесообразно применять более толстый профиль (10—12 %) и во многих случаях кормовую кромку делать обтекаемой.
Для гоночных катамаранов характерно отношение длины к общей ширине в пределах 2,3—2,9. Вертикальный клиренс (расстояние нижней поверхности моста от воды) принимается равным 4—5 % длины моста (рис. 38). Угол внешней килеватости глиссирующей пластины днища как правило составляет около 10°, а ее ширину можно приблизительно вычислить по формуле
b-V^ »
где В — ширина пластины, м; D — полная масса катамарана с запасом горючего и экипажем, кг; v — расчетная скорость движения, м/с.
В качестве прогулочных судов и катеров народнохозяйственного назначения глиссирующие катамараны широкого распространения не получили. Это объясняется тем, что сложно обеспечить прочность соединительного моста при больших размерах судна; днище моста приходится высоко поднимать над поверхностью воды, чтобы избежать ударов волн в его нижнюю поверхность. В результате этого надстройки получаются увеличенной высоты, что приводит к повышенному воздушному сопротивлению. Недостатком катамаранов является резкая килевая качка при движении с малой скоростью, а также большая площадь гавани, которую занимает на стоянке двухкорпусное судно.
Реданные обводы. Отличаются наличием поперечного (или стреловидного) уступа — редана, делящего днище на два глиссирующих участка! основной, расположенный непосредственно перед реданом, и участок у транца. Положение поперечного редана обычно выбирается таким образом, чтобы на основной участок приходилось от 60 до 90 % массы катера. Благодаря тому, что глиссирую-
Рис. 39. Обводы реданнцх катеров: а — традиционного типа; б — со стреловидным реданом (типа «Эйрслот»)
57
щие участки имеют большее гидродинамическое удлинение и почти в 2 раза меньшую смоченную поверхность, чем у обычных катеров, на скоростях движения более 15 ]/"L км/ч реданные катера обладают более высоким гидродинамическим качеством, а устойчивость движения меньше зависит от положения центра тяжести.
Ранее реданные катера считались немореходными, так как днище близ редана, расположен
ного посредине корпуса, выпол-Рпс. 40. Катер с обводами типа «тридин». нялось совершенно плоским, редан имел большую высоту (равную обычно 1/20 ширины днища), отсутствовали устройства для регулирования дифферента в зависимости от погодных условий. Такие катера сильно ударялись о встречную волну даже при ее малой высоте, так как редан получал удар сразу по всей ширине днища.
В последние годы получили применение обводы со стреловидными реданами на корпусах повышенной килеватости (рис. 39). Существуют реданы как с прямой, так и с обратной стреловидностью (в первом случае вершина находится ближе к форштевню относительно точек пересечения редана со скулами). Стреловидная форма редана позволяет значительно снизить перегрузки катера на волнении, поскольку площадь и сила гидродинамического удара, начиная с вершины редана, нарастает более плавно, чем в случае перпендикулярного килю редана и малой
килеватости днища.
Существуют современные модификации корпусов с двумя и большим числом реданов, например типа «тридин», разработанный в США Р. Хантом и Р. Коббсом (рис. 40). Часто реданные катера снабжают средствами для регулирования ходового дифферента — управляемыми транцевыми плитами или стабилизирующим крылом, что позволяет в зависимости от обстановки регулировать ходовой дифферент катера и перераспределять величину нагрузки между несущими участками днища.
Круглоскулые обводы. Для глиссирующих катеров применяются крайне редко. Причину этого нетрудно понять, посмотрев на эпюру распределения давления поперек днища (см. рис. 18, а). На острых кромках скулы при глиссировании возникает перепад гидродинамического давления. Если давление по всей ширине днища постоянно, то обеспечивается наивысшая поддерживающая способность днища на единицу смоченной поверхности. Однако если кромки скруглены, то более плавным становится и перепад давления у скул. Вода не отрывается от кромки скулы, а поднимается вверх по корпусу и замывает борта. Чем больше радиус-скругления скулы, тем больше потери гидродинамической подъемной силы. Поэтому круглоскулые обводы применяют чаще для катеров, рассчитываемых на Умеренные скорости — переходный режим при V 10 У L км/ч. Корпус допол-няют скуловым брызгоотбойником (на пластмассовых корпусах он формуется вместе с обшивкой), уменьшающим замывание скуловых участков днища. Иногда применяют комбинированные обводы — в носовой части корпус выполняют с обводами круглоскулого типа, а в корме делают глиссирующий участок с острой скулой.
Основным достоинством круглоскулых катеров при плавании на волнении являются менее жесткие удары волны в днище и более плавная качка, чем это испытывают остроскулые катера.
Обводы водоизмещающих судов
Среди современных малых судов, отличающихся значительной энерговооруженностью, водоизмещающие лодки и катера составляют сравнительно небольшую группу. Как правило, мощность двигателей, устанавливаемых на мо-
58
торных лодках и катерах, оказывается достаточной, чтобы эксплуатиро-
V
вать их за пределом Fr = 0,6,
l/g.L
т. е. в переходном к глиссированию режиме. Известную роль играет также отсутствие производства судовых двигателей малой мощности, необходимых для экономичной эксплуатации судов в водоизмещающем режиме при Fr = = 0,Зч-0,5.
В этом диапазоне большое значение имеет длина судна по ватерлинии: с ее увеличением снижаются
Рис. 41. Обводы корпуса тихоходного
катера, рассчитанные на плавание со скоростью Fr =0,3.
относительная скорость и удельное сопротивление воды, приходящееся на тонну водоизмещения катера. Поэтому при разработке проекта нового судна конструктор, выбрав длину катера по ватерлинии и определив приближенным способом (см. стр. 35) достижимую скорость, должен оценить св. й проект по двум безразмерным параметрам — относительной скорости и относительной длине LlDx^. При этом нужно учитывать, что плавание при V — =. 6,75 КL км/ч сопровождается резким повышением сопротивления воды и экономически невыгодно. В этом случае рекомендуется увеличить длину судна с тем, чтобы снизить относительную скорость. Параметр L/D^3 для водоизмещающих судов должен находиться в пределах 5—5,6. Если относительная длина получается меньше, это означает, что водоизмещение для данной длины корпуса по ватерлинии слишком велико, при эксплуатации катера потребуются излишние затраты мощности и горючего. В этом случае рекомендуется либо удлинить корпус, либо снизить величину водоизмещения за счет сокращения запасов топлива, отказа от тяжелого оборудования или облегчения конструкции корпуса.
Существенное значение в проектировании корпуса, обладающего минимальным сопротивлением воды движению, имеет призматический коэффициент полноты ф, который характеризует распределение водоизмещения по длине судна. Для плавания при Fr = 0,3 оптимально значение ф = 0,52ч-0,54. Ему соответствуют острые обводы носа и кормы с концентрацией подводного объема близ миделя. Для больших скоростей требуется перераспределение водоизмещения ближе к оконечностям, что соответствует повышению <р до 0,64 при Fr = 0,42 и до 0,70 при Fr = 0,55. При повышении скорости необходимо смещать в корму и центр величины: при Fr = 0,3 центр величины целесообразно расположить на миделе, при Fr = 0,5 — сместить его в корму от миделя примерно на 6 % длины по КВЛ.
Наибольшее распространение для водоизмещающих судов получили круглоскулые обводы с плавными очертаниями ватерлиний и батоксов (рис. 41). Отношение L/В составляет обычно 3,3—4,2. На высоту носовой волны большое влияние оказывает заострение ватерлинии, в носу: чем меньше угол между обводом ватерлинии и ДП у форштевня, тем ниже высота волны и тем меньшая масса воды вовлекается в колебательное движение. Обычно угол входа ватерлинии составляет от 12 до 20° (меньшее значение — для более длинных и узких катеров). При этом острые ватерлинии должны сочетаться с достаточным развалом носовых шпангоутов, чтобы обеспечить хорошую всхожесть катера на встречную волну. Для снижения ударов носовой части о волну обводам шпангоутов придают острый угол при киле, постепенно расширяя их к палубе. .
Слишком острые обводы носовой части, помимо зарывания во встречную волну, могут стать причиной еще одного недостатка: если носовой бурун поднимется довольно высоко вдоль бортов в виде тонкой брызговой пелены, окажутся смоченными большие участки обшивки близ форштевня. Это приведет к повышению сопротивления трения. Для уменьшения смачиваемой поверхности могут быть
59
Рис. 42. Обводы корпуса мореходного катера, рассчитанные на скорость Fr = 0,3-7-0,4.
рекомендованы уступы, выполненные в обшивке, или накладки-брызгоотбойники, расположенные почти горизонтально на некоторой высоте над ходовой ватерлинией и отсекающие пелену от бортов.
Форштевень рекомендуется выполнять с острой передней кромкой. Если кромка скруглена по радиусу или выступает вперед в виде бруса, носовой бурун поднимается дальше в нос и охватывает большую часть длины корпуса по КВ Л, чем в случае острого форштевня.
Однако наибольшее влияние на сопротивление воды оказывают обводы кормовой части корпуса. При Fr = 0,34-0,4, когда у корпуса катера образуется несколько поперечных полуволн и он идет без заметного дифферента на корму, можно применять как острую корму (типа вельботной или крейсерской), так и транцевую. Важно, чтобы было обеспечено плавное безотрывное обтекание корпуса водой. Для этого ватерлинии должны постепенно сужаться по направлению к корме, а батоксы плавно подниматься под небольшим углом к горизонту и, выходить из воды. Транец корпуса, рассчитанного на плавание при Fr = 0,3, должен располагаться практически полностью над водой, а днище в корме иметь значительную килеватость (рис. 42). Чем выше относительная скорость, на которой эксплуатируется катер, тем шире должны быть ватерлиния в корме, больше углубление транца и более плоским днище перед транцем. При Fr = 0,4, например, углубление транца должно составлять 15—18 % максимальной осадки корпуса, а килеватость днища — около 10°.
При Fr > 0,4 применима только транцевая корма, а при Fr = 0,6 близкие к оптимальным результаты могут быть достигнуты на катере с транцем, углубление которого составляет около 35 % максимальной осадки корпуса. Для боле© высоких скоростей линии батоксов в кормовой части судна все более распрямляются и приближаются к горизонтали (рис. 43).
При проектировании катеров, рассчитываемых на движение в переходном к глиссированию режиме (Fr = 0,6-е-1,2) целесообразно увеличивать ширину корпуса до L/B = 2,84-3,2 и по возможности снижать общую массу судна. При Fr = 0,8 углубление транца должно составлять около 50 % максимальной осадки Т, а при Fr = 1,0 оно увеличивается до 70 % Т. Для противодействия ходовому дифференту на корму необходимо сосредоточить близ транца достаточный подводный объем и предусмотреть плоские участки днища, с помощью которых можно реализовать гидродинамические силы для уменьшения осадки катера и снижения сопротивления воды.
Обводы с острой скулой для водоизмещающих катеров применяются сравнительно редко и в основном, чтобы упростить технологию постройки корпусов из листовых материалов. В большинстве случаев сопротивление воды движению остроскулого катера оказывается несколько выше, чем круглоскулого, во всяком случае при Fr < 0,6.
Рассмотренные выше рекомендации и обводы можно применить и на остроскулом корпусе. Дополнительного внимания требует проектирование линии скулы. Она не должна пересекать ватерлинию под слишком большим углом как в носовой части, так и в корме, чтобы не вносить вихревых возмущений в поток, обтекающий корпус. Близ форштевня линию скулы следует поднять на такую высоту, чтобы получить шпангоуты с большой килеватостью днища и нужный угол входа ватерлинии, равный как уже отмечалось выше, 12—20°. На проекции теоретического чертежа «бок» линия скулы должна выходить из воды и подниматься вверх у транца у корпусов, рассчитываемых на плавание при Fr = 0,35, касаться ватер-
60
рис. 43. Корпус быстро-, ходкого катера, рассчитанный на плавание в диапазоне скоростей
Fr =0,44-0,8.
линии при Fr 0,5 и быть горизонтальной от миделя до транца при Fr = 0,8. Глубина погружения скулы ниже ватерлинии на миделе определяется величиной призматического коэффициента ср. Напомним, что этот коэффициент связан с полнотой мидель-шпангоута и общей полнотой водоизмещения соотношением <р = __ 6 - р •
Материал и конструкция корпуса
Подавляющее большинство лодок серийного производства, выпускаемых предприятиями нашей страны для продажи населению, изготовляется с корпусами из легких сплавов — дюралюминия (при клепаной конструкции) и алюминиево-магниевых сплавов (при использовании сварки). Физико-механические свойства этих металлов, так же как и других материалов, применяемых для изготовления лодочных корпусов, приведены в табл. 5.
Дюралюминий — сплав алюминия с медью (около 4 %), магнием (1,5 %) и марганцем (0,5 %) — принадлежит к так называемым недеформируемым и термически упрочняемым сплавам. Для постройки лодок чаще всего применяют листы из дюралюминия Д16АТ, подвергаемые закалке для достижения высокой прочности. Это позволяет применять для наружной обшивки сравнительно тонкие листы: 1,5—2 мм для днища и 1,2—1,8 мм для бортов (при длине лодки 3,5—5 м).
Таблица 5
Сравнительные характеристики прочности и плотности различных материалов, применяемых для постройки малых судов
Материал Плотность у, г/см3 Модуль нормальной упругости Е, кгс/см2 Временное сопротивление разрыву о , кгс/см2 Предел текучести ат, кгс/см2 Допускаемое напряжение на изгиб СГдОП’ кгс/см2 Относитель-1 ное удлине-' ние б, %
Дюралюминий Д16Т (закаленный) 2,80 7,4- 10ь 4600 3000 1800 17
Дюралюминий Д16А (отожженный) 2,80 7,4- 10ь 2100 1100 700 18
Алюмин иево-магниевый сплав АМг5 2,65 7* Ю6 3000 1500 900 18
Сталь 7,85 2- 10е 3800 — 4700 2500 — 3000 2400 1680 21 — 23
Стеклопластик 1,6- 1,75 1,9- 105 — 750 — 950 2,5
Фанера авиационная 0,85 600 — 800 170 — 230 __>
Фанера бакелизированная 1,0 — 1000 — 1100 — 280 — 310 —
Древесина сосны 0,53 1.10s 500 — 100 —
Примечание. Прочность на разрыв для фанеры и дерева указана при действии нагрузки вдоль волокон.
61
Рис. 44. Типичная конструкция клепаной мотолодки из легких сплавов.
1 — киль из двух угольников 30X ХЗОХЗ; 2 — полоса 1X60; <3 — стрингер 20X 20X 2; 4 —флор
6 = 1,5; 5 — шпангоут, 6 = 1,5;
6 — угольник — опора сидений ЗОХ ХЗОХЗ; 7 — углобульб 25X20X 2;
8 — углобульб 35X 20X 2; 9 — настил палубы, б = 1,5; 10 — углобульб 25X30X 2; 11 — обшивка
борта, б = 1,5; 12 — отбойныйуглобульб 25 X 20Х 2; 13 — полоса 1 X 50 снаружи и изнутри;. 14 — обшивка днища, б = 1,5.
Попытки согнуть дюралевый лист в обычном холодном состоянии под малым радиусом приводят к появлению трещин в материале, поэтому необходима предварительная термообработка — отпуск. Заготовка нагревается до 350 °C, затем ей дают остыть на воздухе. Посл^ гибки деталь нужно вновь закалить нагревом до 500 °C и охлаждением в воде.
Хотя в принципе сварка дюралюминия возможна, при постройке корпусов малых судов она не применяется. При нагреве металла в зоне сварного шва происходят явления, подобные отжигу, при которых сплав утрачивает прочность. Обычно прочность сварных соединений дюралюминия составляет 40—60 % прочности основного металла.
Существенным недостатком дюраля является его сравнительно низкая коррозионная стойкость, особенно в морской воде. Причиной тому являются образующиеся в воде электролитические микропары алюминий—медь. Особенно интенсивно коррозия развивается в соленой морской воде, поэтому эксплуатация лодок с корпусами из дюралюминиевых сплавов в морских условиях не рекомендуется. Обычно листы металла, выходящие с прокатного завода, покрывают тонким слоем чистого алюминия — так называемым плакирующим слоем, для защиты дюралюминия от коррозии в процессе производства и хранения металла. Готовые корпуса из дюралюминия нуждаются в тщательном лакокрасочном покрытии по специальной схеме (см. стр. 326).
Типовая конструкция клепаной дюралюминиевой лодки представлена на рис. 44. Основной принцип — в подкреплении тонкой обшивки большим числом продольных ребер жесткости — стрингеров, которые опираются на сравнительно редко расположенные шпангоуты. Элементы клепаных соединений приведены на стр. 330.
Алюминиево-магниевые сплавы АМг составляют группу термически неупрочняемых деформируемых и свариваемых легких сплавов. В мелком судостроении наибольшее распространение получили сплавы марки АМг5 (5 % магния), предназначенные для листовых конструкций и АМг61 для листов и профилей. «Листы и профили из этих сплавов обладают пластичностью, позволяющей подвергать их гибке в холодном состоянии, хорошо свариваются в среде защитных инертных газов (чаще всего применяется аргоно-дуговая электросварка): прочность сварных швов обеспечивается не ниже 90 % основного металла. Сплавы типа АМг обладают более высокой коррозионной стойкостью, чем дюралюминий, и могут использоваться для корпусов судов, эксплуатируемых в морской воде.
Как видно из табл. 5, алюминиево-магниевые сплавы обладают несколько меньшей прочностью, чем дюраль, поэтому обшивку лодок приходится делать более толстой, чтобы обеспечить при эксплуатации ровную, без вмятин, поверхность корпуса. А в случае изготовления сварного корпуса очень трудно избежать коробления тонкой обшивки при ее сварке с набором: по сравнению со сталью алюминий обладает в 2 раза более высоким коэффициентом линейного удлинения при нагреве, поэтому и деформации при сварке соответственно больше. Все это заставляет использовать для наружной обшивки листы толщиной не менее 2 мм, а при сварке корпусов длиной более 5 м — уже толщиной 3—4 мм.
Первой цельносварной лодкой из легких сплавов является мотолодка «Крым»; ее опытные образцы были изготовлены в 1969 г. Тогда ее конструкция в известной мере копировала клепаный корпус — с большим числом продольных ребер жест-62
рис. 45. Типичная конструкция корпуса'мотолодки, изготовленного из алюминиево-магниевого сплава с применением штамповки и сварки. Помимо продольных зигов, днище подкреплено поперечными П-образными штампованными флорами.
кости, привариваемых к наружной обшивке. Длительный опыт эксплуатации позволил выявить слабые места в этой конструкции — соединения продольного и поперечного набора и т. п. и рекомендовать более рациональную схему подкрепления днища — в виде П-образных штампованных поперечных флоров, привариваемых к обшивке по фланцам.' Для уменьшения коробления обшивки в процессе сварки уменьшены протяженность и калибры сварных угловых швов, увеличен объем контактной электросварки.
Другой путь уменьшения объема сварки корпуса — применение штампованных конструкций обшивки с ребрами жесткости в виде гофров или зигов (рис. 45).
Для постройки пластмассовых корпусов в отечественном судостроении используются исключительно стеклопластики. Исходными материалами для них являются ненасыщенные полиэфирные смолы и армирующие стеклона-полнители в виде тканей, холстов и жгутов (ровницы). Постройка или формование корпуса лодки производится в матрице — обычно разъемной по килю наружной форме корпуса. Поверхность матрицы тщательно шпаклюется и полируется, благодаря чему наружные поверхности корпуса лодки получают блестящую глянцевую поверхность. При формовании на матрицу сначала наносят разделительный слой, например, из поливинилового спирта или воска, который обеспечивает свободное отделение готовой обшивки от поверхности матрицы. Затем наносят декоративный слои связующего — смолы с соответствующими добавками — ингибитором и инициатором (см. стр. 346), а также пигментом для окрашивания этого слоя в желаемый цвет. После желатинизации декоративного слоя начинается формование обшивки, которое состоит в последовательной укладке слоев армирующей стеклоткани и тщательной прикатке их валиками к поверхности формы. В зависимости от толщины армирующей ткани таких слоев укладывают 4—8 (для корпусов длиной до 6 м).
Стеклоткань придает пластику необходимую прочность. Наиболее прочный и плотный пластик получается при использовании тонкой ткани сатинового переплетения типа Т-11-ГВС-9 по ГОСТ 19170—73 (прежде эта стеклоткань выпускалась с индексом АСТТ (б)-С2О).-При собственной толщине ткани в 0,38 мм один ее слой в обшивке дает толщину 0,5 мм. Другой тип тканей, используемых для формования корпусов лодок, — стеклорогожа или ткань жгутового переплетения. Эта ткань более толстая — например, марки ТР-07 имеет толщину 0,7 мм, поэтому для получения той же толщины обшивки, что и при использовании сатиновой ткани, достаточно уложить вдвое меньшее количество слоев рогожи. Однако плотные жгуты волокон рогожи хуже пропитываются связующим и при слабой прикатке слоев к матрице такая обшивка нередко фильтрует воду. Поэтому часто обшивку формуют из тканей обоих типов: наружные слои делают из сатиновой стеклоткани (при большой толщине прокладывают также один-два промежуточных слоя между стеклорогожей), внутренние — из стеклорогожи.
Для формования используется еще так называемая стеклосетка СЭ — очень тонкая и редкая ткань, хорошо пропитываемая связующим. Уложенная в самый наружный слой, она выравнивает поверхность, скрадывает грубую текстуру нижележащего слоя стеклоткани и хорошо держит слой окрашенного связующего.
При использовании любого стеклонаполнителя стараются выдержать соотношение массы связующего со стеклотканью примерно 1 : 1. В отечественном су-
63
12
Рис. 46. Типичное поперечное сечение гребной (а) и моторной (б) лодок из стеклопластика.
1 — киль, заполненный пенопластом или стекложгутом со связующим; 2 — стойка-пиллерс; и — поперечная банка; 4 — высадка в бортах для крепления банок и обеспечения жесткости; 5 — приформовка из нескольких полос' стеклоткани («мокрый угольник»); С — фанерный киль; 7 —«мокрые угольники» крепления киля; 8 — фанерный пайол;
9 — флор из фа'неры; 10 — высадка продольного редана; 11 — палубная секция корпуса; 12 — дюралюминиевый угольник — привальный брус; 13 — секция корпуса.
достроении получила применение полиэфирная смола типа НПС-609-21М — менее токсичная и более дешевая, чем эпоксидные смолы ЭД-5 и ЭД-6, используемые чаще всего для ремонта.
Толщина обшивки легких пластмассовых гребных лодок составляет обычно 2,5—3 мм; глиссирующих корпусов длиной до 5 м — 4—6 мм, толщина их бортов — 3,5—5 мм. Как правило корпуса гребных лодок не нуждаются в подкреплении набором, их жесткость и прочность обеспечивается благодаря различного рода высадкам и гофрам в обшивке, а также пенопластовым заполнителям и банкам (рис. 46, а). Днище глиссирующих лодок подкрепляют продольными стрингерами и флорами из фанеры или пенопласта, оклеенного снаружи стеклопластиком (рис. 46, б).
Значительное число гребных лодок строится в СССР из шпона—древесно-слоистого пластика, выкленного- из тонких (0,5—1,5 мм) и узких (50—200 мм) полос> которые получаются лущением с вращающейся круглой заготовки — березового чурбана. Чурбан предварительно пропаривают и лист шпона снимают с него ножом по спирали. Из нескольких слоев, накладываемых друг на друга перпендикулярно, склеивают обычную фанеру. Узкими полосами шпона можно покрыть поверхность любой кривизны, а если их склеить на этой поверхности в несколько слоев, то после высыхания клея получится легкая и прочная скорлупа. Иногда лодки из шпона называют лодками из формованной фанеры.
Шпоновая (скорлупная) обшивка обладает такими ценными свойствами, как монолитность и эластичность при небольшой объемной массе. Как и стеклопластик, она нуждается в минимальном подкреплении набором, в то время как готовая скорлупа практически при такой же толщине весит вдвое легче пластмассовой. Формование корпусов из шпона механизировано — лодки запрессовывают в автоклаве при температуре 60 °C и давлении 3 кгс/см2. Склеивание полос шпона, которые располагают на форме-болване, под углом 45° друг к другу (обычно три-пять слоев), производят на водостойком клею ВИАМ-БЗ. Толщина готовой обшивки составляет 4,5—5 мм. Корпуса шпоновых лодок не имеют шпангоутов, обшивка подкрепляется килем, стрингерами и привальными брусьями; поперечную жесткость корпусу придают банки.
Дерево как судостроительный материал используют и при изготовлении сравнительно крупных яхт и при самостоятельной постройке катеров. Однако и здесь классическая конструкция деревянного корпуса заменяется на обшивку, клеенную из узких реек, отдельные поясья которой надежно соединены между со-64
бой при помощи водостойкого клея и гвоздей. Гнутоклееные или ламинированные конструкции используют и при изготовлении таких деталей набора корпуса, как шпангоуты, киль, бимсы, и т. п. Благодаря этому удается изготовить корпусные детали из небольших по размерам качественных заготовок древесины. В своем классическом ьиде — с наборной клинкерной обшивкой (кромка на кромку) — деревянные корпуса можно видеть только на гребных лодках-фофанах.
Недостатки древесины как судостроительного материала хорошо известны: дерево впитывает влагу и рассыхается, изменяя свои размеры, подвержено загниванию и повреждению древоточцами, имеет неодинаковую прочность при
нагружении вдоль и поперек волокон; постройка легких и прочных корпусов связана с тщательным отбором древесины и высоким качеством работ.
Для наружной обшивки деревянных судов применяют сосну, ель, кедр; для набора корпуса кроме сосны используют дуб и ясень — твердые и очень прочные породы древесины. Некоторые широко распространенные породы, . например, береза, осина, бук, ольха для постройки корпусов лодок непригодны. Они сильно
Рис. 47. Конструкция корпуса лодки с фанерной обшивкой.
1 — киль 25X75; 2 — флор, фанера 6 = 6$ з днищевой стрингер 15 X ХЗО; 4 флортимберс 18X50; 5 — скуловой брус 25X40; 6 —бортовой стрингер; 15X30; 7 — внутренний при-^ вальный брус 22X33; 8 <— обшивка 6 = 4^-5 на бортах и б = 5-^6 на дни» ще.
__________________г _ - _______ _____-> впитывают влагу, легко загнивают, особенно в контакте с металлическим крепежом, и не обладают достаточной
прочностью.
Для обшивки, палуб и надстроек малых судов широко применяется ф а -вера. Наиболее прочной и водостойкой является бакелизированная фанера марок БФС и БФВ по ГОСТ 11539—73, которая выпускается толщиной 5, 7, 10 и 12 мм. Эта фанера имеет большую объемную массу — 1,2 т/м3, при окраске с нее необходимо удалять наружный слой смолы.
Там, где наиболее важны прочность и небольшая масса конструкции, используют 5-слойную авиационную фанеру марок БС-1, БП-1 и БПС-1 по ГОСТ-102—75. Слои этой фанеры склеены бакелитовой пленкой и смолой С-1; она выпускается толщиной от 1 до 12 мм. Для корпусов небольших моторных лодок при условии тщательного наружного покрытия корпуса (лучше всего оклейка стеклопластиком) может быть применена строительная фанера марок ФСФ или ФК по ГОСТ 3916—69.
Фанера, как и любой другой листовой материал, нуждается в хорошем подкреплении набором с тем> чтобы исключить ее «работу» как мембраны — со знакопеременными колебаниями. Современная тенденция — к применению преимущественно продольного набора, опирающегося на редко поставленные жесткие поперечные шпангоутные рамы или переборки. В качестве набора используются фанерные же элементы конструкции, такие как выгородки рундуков, воздушных отсеков и т. п. Ряд небольших гребных лодочек строят без традиционных реек в соединении по скуле и килю — здесь используют проволочные скрепки и склейку по пазам снаружи и изнутри лентами из стеклоткани на эпоксидном связующем.
Типичная конструкция 4-метровой гребно-моторной лодки с фанерной обшивкой представлена на рис. 47. Расстояние между жесткими шпангоутными рамами в этом корпусе составляет 750 мм.
Фанерные лодки могут служить в течение 10—12 лет при правильной конструкции и хорошей защите наружной поверхности. Большое значение имеет надежное закрытие всех кромок фанеры по скуле, транцу, по линии борта — именно отсюда начинается расслоение фанеры и ее загнивание.
3 П/р Г. М. Новака
65
Стальные корпуса малых судов довольно редки. Вследствие большой объемной массы стали использование этого материала становится оптимальным при сравнительно больших размерениях судов — длине 6 м и более. Такие корпуса строят из обычной углеродистой стали марки Ст. 3 по ГОСТ 380—71 или из стали повышенного качества марки Ст. 15 по ГОСТ 1050—74. Толщина наружной обшивки на лодке длиной 6 м составляет от 1,2 мм, на катере длиной более 12 м — до 3 мм. Набор делается из полос, полособульбов и угольников соответствующих размеров (обычно высотой профиля от 25 до 60 мм в указанных пределах длины 6—12 м).
Наиболее простой и дешевый способ постройки стальных корпусов — сварка. Однако даже опытным сварщикам сложно обеспечить качественный шов при толщине металла немногим более миллиметра. Так как обшивку при сварке сильно коробит, то обычно берут листы толщиной не менее 2 мм, что существенно утяжеляет корпус. При клепаной конструкции можно выбрать минимальную (0,8— 1,2 мм) толщину листов.
Стальные корпуса не только тяжелее аналогичных по размерам деревянных, пластмассовых и алюминиевых, но и требуют большего внимания при эксплуатации.
Дерево, стеклопластик или дюраль?
Этот вопрос приходится решать покупателю серийной лодки или самодеятельному строителю. Деревянные лодки — наиболее дешевые; материал доступен, легок в обработке, а сборка корпуса с фанерной и даже с дощатой обшивкой достаточно проста. Однако в эксплуатации эти материалы недолговечны, особенно если летом лодка стоит постоянно на воде, а зимой хранится под открытым небом. Фанера начинает расслаиваться через 4—5 лет, легко повреждается при ударах и вытаскивании лодки на берег. Деревянный корпус нуждается в постоянном уходе, частых ремонтах, хорошей защите шпаклевкой и красками от воды.
Лодки из дюралюминия и особенно алюминиево-магниевого сплава выносливее и долговечнее, хотя профилактический малярный ремонт им также необходим ежегодно — каждую весну. В клепаном корпусе с большим числом деталей набора довольно сложно поддерживать чистоту. В море и на речных стоянках в районе агрессивных сточных вод дюралевая обшивка начинает интенсивно разрушаться; в нормальных же условиях срок службы алюминиевых лодок превышает 15 лет.
Пожалуй, большинство выпускаемых в настоящее время алюминиевых лодок имеют недостаточно высокое качество отделки, не позволяющее сравнивать их с лодками из стеклопластика. Владелец дюралевой лодки испытывает ряд неудобств, натыкаясь постоянно на острые кромки листов и штампованных деталей. Алюминиевые лодки при плавании на волнении «гремят» и резонируют при работе подвесного мотора; нередко в них появляется течь от ослабевших заклепок.
Лодки из -стеклопластика — самые дорогие, но, купив такую лодку, можно сэкономить и деньги, и время. Весной, когда владельцы деревянных или дюралевых лодок еще выжидают погожих дней для окраски, пластмассовую лодку уже можно спускать на воду. Отпадают заботы о поддержании лодки в порядке при хранении на берегу, о защите ее от коррозии и загнивания. Корпус не набухает — его масса не увеличивается от намокания; в принципе он может служить очень долго (20—25 лет).
Пластмассовые лодки — самые элегантные по внешнему виду, отличаются высокими эксплуатационными качествами: ведь при их проектировании конструктор имеет возможность применить наиболее оптимальные обводы корпуса. Однако при недостаточно тщательном соблюдении технологии изготовления или неудачной конструкции эти преимущества будут сведены на нет. Прежде всего, стеклопластик не любит абразивного трения. Если корпус не имеет хорошей защиты от истирания, например, защиты киля или обшивки с внутренней стороны корпуса, где часто на нее наступают, то через несколько навигаций лодка будет нуждаться в серьезном ремонте. Другая опасность — открытая поверхность армирующей стеклоткани, которая быстро изнашивается под воздействием внешней среды и истирания. Следовательно, купившему пластмассовую лодку все же не следует уповать на то, что лодка не будет нуждаться в наблюдении за ее состоянием.
66
Глава II
ПОДВОДНЫЕ КРЫЛЬЯ, ДВИЖИТЕЛИ И ЭКОНОМИЧНОСТЬ ЭКСПЛУАТАЦИИ СУДНА
Как работает крыло?
Принцип гидро- или аэродинамического крыла, т. е. относительно тонкого профилированного тела, установленного поперек потока воды или воздуха, широко используется в современном малом судостроении. Лопасть гребного винта, руль, киль и парус на яхте, подводные поверхности, с помощью которых мотолодки и катера поднимаются на ходу над водой, — все это разновидности крыла.
Отличительной особенностью крыла является то, что образующаяся на нем при обтекании потоком воды или воздуха подъемная сила во много раз больше силы лобового сопротивления. Подъемной называется сила, направленная перпендикулярно потоку; сила сопротивления по направлению совпадает с потоком или, если крыло движется вместе с судном, — направлена против его движения.
Наибольший размер — размах, крыло имеет поперек потока (рис. 48). Поперечное сечение крыла называется профилем, а прямая, соединяющая переднюю и заднюю точки профиля — хордой.
Профиль крыла является его важнейшей характеристикой. В зависимости от назначения крыла профиль может быть симметричным, плосковыпуклым, выпукловогнутым, двояковыпуклым и т. п. Характеристиками профиля являются относительная толщина или кривизна. Под относительной толщиной понимается отношение максимальной толщины t профиля к длине его хорды Ь, которое, выражается в процентах длины хорды 6 = t/b %. Положение максимальной толщины профиля задается обычно от передней кромки крыла — носика профиля — также в процентах длины хорды. При выпукло-вогнутых профилях строится средняя линия сечения, соединяющая середины перпендикуляров, проведенных к хорде профиля до пересечения с его контуром. Отношение максимальной стрелки прогиба к хорде является относительной кривизной профиля.
Кроме профиля, крыло характеризуется формой в плане и средней геометрической хордой, которая представляет собой отношение площади проекции крыла в плане к его размаху S/1. Отношение размаха крыла к средней хорде является относительным удлинением крыла X = l2/S. Нетрудно заметить, что средняя хорда крыла прямоугольной формы равна действительной величине хорды профиля, а к = lib.
Рассмотрим явления, происходящие около крыла с тонким симметричным профилем, какой имеет, например, киль парусной яхты (рис. 49). Если ось сим-» метрии профиля совпадает с направлением потока, то в точке а поток, встречаясь с профилем, разделяется на две части. В этой точке, называемой критической, скорость потока равна нулю, а давление, равное скоростному р-v2 ( напору — (см. стр. 36), максимально. Верхняя и нижняя части потока одновременно обтекают поверхности профиля и вновь встречаются в точке b на выходящей кромке. Очевидно, что в данном случае никакой подъемной силы, направленной поперек потока, на профиле возникнуть не может: на него будет действовать только сила сопротивления, обусловленная вязкостью воды.
3*
Рис. 48. Элементы крыла.
— хорда профиля, / — толщина профиля;
b — хорда профиля, / — толщина профиля; / — размах крыла; а — угол атаки; Y —» подъемная сила; X — лобовое сопро-тпвление; А — результирующая сила; v —• скорость потока.
67
Рис. 49. Механика.образования подъемной силы на крыле: а — угол атаки а = = 0; б — обтекание профиля при его отклонении на угол а; в — начало образования стартового вихря; г — срыв стартового вихря; д — циркуляция потока вокруг профиля; е — силы, образующиеся на профиле.
Если же отклонить профиль на некоторый угол атаки а, картина обтекания профиля изменится. Критическая точка а± переместится на нижнюю часть носика профиля. Путь, который должна пройти частица воды вдоль верхней поверхности профиля (спинки), удлинится, а точка dj, в которой по условию неразрывности потока должны встретиться, пройдя равный путь, частицы воды, обтекающие верхнюю и нижнюю поверхности, оказывается на спинке. Однако при огибании острой выходящей кромки профиля нижняя часть потока срывается с кромки в виде вихря. Этот вихрь, называемый стартовым, вращаясь по часовой стрелке, вызывает циркуляцию воды вокруг профиля в обратном направлении, т. е. по часовой стрелке. Данное явление, вызванное силами вязкости, аналогично вращению большого зубчатого колеса, находящегося в зацеплении с малой ведущей шестерней.
После того как возникнет циркуляция, стартовый вихрь срывается с выходящей кромки, точка b перемещается ближе к этой кромке, вследствие чего здесь больше не существует разности скоростей, е которыми крыло покидают верхняя и нижняя части потока. Циркуляция же вокруг крыла продолжает действовать. У верхней поверхности крыла скорость частиц воды за счет циркуляции увеличивается, у нижней, встречаясь с частицами, вовлеченными в циркуляцию, уменьшается. Соответственно у спинки профиля давление понижается по сравнению с давлением в потоке перед крылом, а у нижней поверхности — повышается. Разность давлений и дает подъемную силу Y.
Кроме того, на профиль действует и сила лобового (иногда его называют профильным) с о противления X, возникающая вследствие сил трения частиц воды о поверхности крыла и горизонтальных составляющих давления.
На рис. 50 представлены результаты замера давлений на обеих поверхностях симметричного профиля. Очевидно, подъемная сила пропорциональна площади, заключенной между кривыми распределения давления по хорде профиля.
Результаты, представленные на рис. 50, позволяют сделать ряд важных выводов. Во-первых, главную роль в создании подъемной силы играет разрежение на спинке профиля. Во-вторых, пик разрежения располагается вблизи 68
Рис. 50. Распределение давлений на верхней и нижней поверхностях симметричного профиля;
входящей кромки крыла; соответственно и точка приложения результирующей подъемной силы располагается в передней трети хорды.
Величина подъемной силы зависит в большой степени от угла атаки. При увеличении угла атаки разрежение на верхней поверхности спинки профиля быстро возрастает, вплоть до определенной критической величины угла акр, при котором величина подъемной силы резко падает. При этом угле атаки вследствие образования завихрений на стороне разрежения плавное обтекание крыла нарушается, разрежение падает и происходит срыв потока со спинки. Одновременно с этим возрастает лобовое сопротивление, достигая максимума при а = 90°. Величина же критического угла атаки зависит как от формы профиля и его относительной толщины, так и от аэродинамического удлинения крыла, Для симметричных профилей (подобных представленному на рис. 50) критический угол атаки при Х=4 составляет 15—18°, при уменьшении удлинения
Симметричные профили крыльев применяют в тех случаях, когда требуется получить подъемную силу, направленную попеременно в сторону той или иной поверхности профиля. Примерами могут служить яхтенные кили и шверты, рули, жесткие паруса буеров. Однако значительно более высоким качеством, то есть отношением величины подъемной силы к лобовому сопротивлению, обладают несимметричные профили. Как правило такие профили при геометрическом угле атаки, равном нулю, уже дают подъемную силу. Поэтому в тех случаях, когда требуется подъемная сила, направленная постоянно в одну сторону, например, для лопастей гребных винтов, подводных крыльев, используют несимметричные профили.
Величина подъемной силы и лобового сопротивления вычисляется по простым формулам:
до X = 2 увеличивается до 23—25°.
Y^Cy-^f-S кгс; x = Cx-^-S кгс,
где Су и Сх — коэффициенты подъемной силы и лобового сопротивления, определяемые по графикам в зависимости от угла атаки для различных типов профилей; Р — массовая плотность воды, ; v — скорость потока воды или воздуха, м/с;
м“
S — площадь крыла, м2.
Важное значение в создании подъемной силы, помимо угла атаки, формы профиля, площади и скорости потока, имеет аэродинамическое удлинение крыла. Если крыло имеет ограниченный размах, то у его концов происходит перетекание воды из области повышенного давления на спинку профиля. В результате с концов крыла срываются вихри, образующие вихревые дорожки. На поддержание этих вихрей должна затрачиваться определенная часть энергии, движущей крыло» —создается так называемое индуктивное сопротивление. Кроме того, у концов крыла вследствие выравнивания давлений на сторонах профиля происходит местное падение подъемной силы,
Чем короче размах крыла по отношению к его хорде, т. е. чем меньше удлинение X, тем больше оказываются потери подъемной силы и индуктивное сопро-
69
Рис. 51. Зависимость подъемной силы крыла, имеющего симметричный профиль NACA-009 от угла атаки а и удлинения л.
тивление крыла. Влияние удлинения крыла на подъемную силу можно оценивать по результатам испытаний плавника, имеющего симметричный профиль NACA—009 (6 = 9 %) и площадь 0,37 м3 при скорости 1,5 м/с (рис. 51). Если рассматривать область углов атаки а= 44-6°, то при К = 1 подъемная сила будет равна 6,8 кгс. При Л = 2 величина подъемной силы, возрастет более чем в 1,5 раза (10,4*кгс), а при Л = 3 — ровно в 2 раза (13,6 кгс). Приведенный график можно использовать для оценки эффективности рулей и яхтенных плавников.
Поскольку рули и кили, расположенные под днищем, имеют только одну свободную кромку, перетекания воды у верхнего конца их нет, то при расчетах их гидродинамическое удлинение обычно берут вдвое больше, чем определенное по формуле к = Z2/S. Подобный же эффект снижения индуктивного сопротивления можно получить и на подводном крыле, если установить по его концам гидродинамические шайбы. Кроме того, известное снижение потерь на перетекание
воды у концов крыла можно получить, если крылу придать в плане эллипсовидные очертания. Вследствие плавного уменьшения площади крыла у концов величина подъемной силы здесь также плавно уменьшается. Благодаря этому плавно уменьшается и интенсивность перетекания воды через кромку, здесь не происходит заметного изменения угла атаки и коэффициента подъемной силы.
Малые суда на подводных крыльях (СПК)
Подводные крылья на малых судах являются эффективным средством для повышения их скорости и в ряде случаев — мореходных качеств. При выходе на крылья корпус катера отрывается от воды, благодаря чему существенно уменьшается ее сопротивление движению судна, снижаются ударные перегрузки при ходе на волнении (если высота волны не намного превышает клиренс — расстояние от днища катера до поверхности воды). В крыльевом режиме мощность двигателя затрачивается на преодоление сопротивления подводных крыльев и погруженной части подвесного мотора либо валопровода и руля при стационарной установке и брызгообразования от стоек крыла, пересекающих поверхность воды. При оптимальном проекте крыльев и достаточно мощном двигателе (удельная нагрузка на СПК может составлять D/N= 10—40 кг/л. с.) скорость может увеличиться примерно в 1,5—2 раза по сравнению с глиссирующим катером.
Представленная на рис. 52 диаграмма, показывающая скорость V малых СПК в зависимости от мощности N и наибольшего водоизмещения £\пах, разработана инженером В. В. Вейнбергом по результатам испытаний построенных катеров. Данные диаграммы пригодны для оценки характеристик СПК в режиме движения на подводных крыльях.
Применение подводных крыльев на судах водоизмещением 0,5—2 т целесообразно в том случае, если мощность двигателя позволяет развить скорость в пределах 40—70 км/ч. При меньшей скорости крыльевое устройство получается слишком громоздким и тяжелым; при большей — на крыльях возникает кавитация, движение становится неустойчивым.
В крыльевом режиме масса СПК поддерживается подъемной силой носового и кормового крыла, причем нагрузка чаще всего распределяется между ними поровну. Наиболее распространенные схемы подводных крыльев для малых СПК 70
представлены на рис. 53. Чтобы исключить вредное влияние носового крыла на кормовое, расстояние между ними должно быть не менее 12—15 хорд крыла.
На речных СПК наибольшее распространение получили мал о погруженные подводные крылья. Глубина погружения носового крыла составляет 15—20 % его хорды, кормового — 20—25 %; высота подъема корпуса небольших катеров над водой — 0,1 — 0,5 м при ходовом дифференте 1,5—2,5°.
Малопогруженное крыло имеет высокое гидродинамическое качество, поэтому необходимая подъемная сила обеспечивается при сравнительно малой его площади. Однако при плавании СПК на волнении такие крылья могут оголяться и подвергаться жестким ударам, возможны срывы с крыльевого режима. Для повышения мореходности СПК под основным носовым крылом устанав-
Рис. 52. Диаграмма для определения потребной мощности малых СПК в зависимости от
ливают дополнительные несу- водоизмещения и скорости.
щие элементы, в средней части крыла устраивают килеватый участок — «чайку», или устанавливают дополнительные плоскости на стойках крыла. При правильном расположении дополнительных плоскостей улучшаются стартовые характеристики СПК, но полностью избавиться от недостатков, прису-
щих малопогруженным крыльям, не удается.
Иногда крылу целесообразно придать стреловидность в плане — в этом случае при ходе против волны уменьшается вероятность одновременного оголения сразу всей площади крыла и его «провала» .Для повышения мореходности полезно также применять устройство для регулирования угла атаки носового крыла, при плавании на волнении его следует увеличивать на 1—1,5° по сравнению с углом атаки на тихой воде.
Пересекающие поверхность воды крылья вследствие большого погружения меньше подвержены влиянию волнения на величину подъемной силы и устойчивость движения в крыльевом режиме. При изменении нагрузки катера они обладают свойством саморегулирования благодаря изменению площади погруженной части крыла. При ходе на волнении подъемная сила на крыле изменяется плавно, без потери устойчивости. Благодаря наклонным частям крыла судно обладает повышенной остойчивостью — при крене наклонный участок входит в воду и создаваемая на нем дополнительная подъемная сила восстанавливает прямое положение катера.
СПК с пересекающими поверхность крыльями имеют неплохие стартовые свойства с меньшим «горбом» кривой сопротивления, чем у СПК с малопогружен-ными крыльями. По мере разгона судна смоченная поверхность крыла постепенно уменьшается, соответственно падает и сопротивление. Однако на полной скорости качество такого крыла оказывается немного ниже, чем малопогруженного, вследствие дополнительного брызгового сопротивления, перепада давления по размаху крыла и возможного засасывания воздуха по верхней поверхности в зону разрежения.
71
Рис. 53. Схемы подводных крыльев, применяемые на малых катерах и мотолодках: а — малопогруженное крыло; б — крыло с дополнительным элементом; в — «чайка»; г — крыло, пересекающее поверхность; д — трапециевидное крыло со стабилизаторами; е — разрезное крыло.
1 основное несущее крыло; 2 — стойка; 3 дополнительный несущий элемент; 4 «чайка»; 5 стабилизатор; С разрезное крыло-
Рациональна комбинированная трапециевидная схема подводного крыла, состоящая из основного плоского или малокилеватого крыла и наклонных стабилизаторов. Стабилизаторы располагаются под углом к горизонту 20—25° таким образом, чтобы на максимальной скорости большая часть их находилась над водой. На малых скоростях, при провалах крыла на волнении и в начальный момент выхода СПК на крыло стабилизаторы увеличивают эффективную площадь крыла, а также создают большие восстанавливающие моменты при крене.
Основная несущая часть трапециевидного крыла может быть погружена на расчетной скорости на глубину до хорды крыла, если скорость не превышает 50 км/ч; на большей скорости во избежание кавитации погружение уменьшается до 20—30 % хорды. Профиль стабилизаторов принимается таким же, как и основного крыла, но для повышения эффективности стабилизаторы выполняют расширяющимися к верхним концам и устанавливают под несколько большим углом атаки (на 1—1,5°).
На малых мореходных СПК крыльевое устройство выполняют, применяя оба типа крыльев: носовое делают пересекающим поверхность, а кормовое — в виде малопогруженного плоского крыла. Носовое крыло в этой схеме воспринимает около 60 % водоизмещения судна; его отстояние от корпуса принимается в пределах 1,4 расчетной высоты волны, на которой предполагается эксплуатировать судно.
Иногда на малых СПК устанавливают разрезные носовые крылья, конструкцию которых легко сделать складывающейся.. Гидродинамическое качество таких крыльев вследствие меньшего удлинения получается несколько ниже, чем сплошных.
72
Исходной величиной для выбора размеров крыла является площади вго погруженной части, которая определяется из соотношения
Y
S ------—х- М2.
г P-v
Обозначения здесь те же, что и в формуле для подъемной силы крыла (см. стр. 69). Коэффициент подъемной силы выбирается в зависимости от расчетной скорости: при 40 км/ч Су = 0,20—0,25; при 50—60 км/ч — Су=0,16—0,18. Для кормового крыла значение Су принимается на 20—30 % большее, чем для носового, что способствует обеспечению устойчивости движения.
Размах носового крыла I и его хорду b выбирают такими, чтобы относительное удлинение крыла X = 5 lib 12, причем для обеспечения поперечной остойчивости размах должен быть не меньше, чем ширина корпуса. Размах кормового
Рис. 54. Рекомендуемые профили поперечного сечения подводного крыла и стоек: а — симметричный сегмент; б — сегмент с припол-ненной передней кромкой; в — профиль стойки.
Ординаты профиля крыла с приполненной входящей кромкой
х/Ь у/Ь х/Ь у/Ь х/Ь у/Ь
0 0 0,15 0,605 0,60 0,96
0,025 0,162 0,20 0,721 0,70 0,84
0,050 0,286 0;30 0,881 0,80 0,64
0,075 0,386 0,40 0,972 0,90 0,36
0,100 0,470 0,50 1,0 0.95 1,0 0,19 0
Ординаты профилей стоек
х/Ь 0 0,075 0,15 0,30 0,45 0,60 0,75 1,0
Тип профиля Круговой сегмент 0 0,19 0,36 0,64 0,84 0,96 1,0 0,96
Параболический сегмент 0 0,286 0,470 0,721 0,881 0,972 1,0 0,972
73
крьйта делается на 15—25 % меньше носового с тем, чтобы кормовое крыло располагалось в ложбине, образующейся за носовым крылом.
Профиль поперечного сечения крыла обычно принимается в виде симметричного сегмента или сегмента с приполненной входящей кромкой (рис. 54) с относительной толщиной 6 = t/b = 0,05-7-0,07 = (5-5-7 %). Крыло, изготавливаемое из легкого сплава или нержавеющей стали, для обеспечения жесткости и прочности иногда необходимо подкрепить одной-двумя стойками, рекомендуемые профили которых приведены в табл, к рис. 54. Стойки как правило устанавливают с наклоном вперед для уменьшения брызгообразования, а 6 принимают в пределах 0,05—0,06.
Рассчитать точно углы атаки крыльев, особенно малых СПК, довольно сложно. Обычно требуется довольно большой объем работ по доводке крыльевого устройства на пробных пробегах судна, поэтому крепление несущих плоскостей выполняют таким образом, чтобы во время испытаний угол атаки можно было изменять до 3°, добиваясь наивысшей скорости и устойчивости движения. За начальные углы установки крыльев обычно принимают такие, при которых углы атаки относительно прямой линии, соединяющей выходящие кромки носового и кормового крыльев, были равны: на носовом крыле — 2-5-2,5°, на кормовом — 1,5-5-2°.
При устройстве «чайки» размах ее должен составлять 40—50 % размаха всего крыла, а угол килеватости — 25—35 %. Угол килеватости крыла, пересекающего поверхность, можно принять равным 12—20° (см. рис. 53).
Иногда глиссирующие катера для повышения скорости и увеличения ходового дифферента снабжают одним носовым подводным крылом, которое поддерживает 50—60 % массы катера. Остальная часть воспринимается подъемной силой на небольшом участке днища у транца. За счет уменьшения смоченной поверхности можно достичь увеличения скорости судна от 10 до 20%.
Сказанное выше о выборе крыла для СПК на двух крыльях применимо и в данном случае. Размах несущей плоскости крыла принимается равным ширине корпуса по скуле. Благодаря этому за крылом образуется достаточно широкая впадина, что исключает замывание бортов и повышает устойчивость движения. Ходовой дифферент катера в крыльевом режиме должен быть близок к 4°, поэтому высота стоек (от киля до крыла) не должна превышать h = (0,05-5-0,06) х/г, где Xk — расстояние от транца до точки приложения подъемной силы на крыле.
Катер на одном носовом крыле по гидродинамическому качеству и скорости существенно уступает СПК с двумя подводными крыльями. Достоинством однокрылой схемы является упрощенная конструкция движительно-рулевого комплекса, не требующая столь большого заглубления гребного винта (ниже кормового крыла), как на СПК с двумя крыльями. При преодолении «горба» сопротивления и выходе на крыло двигатель подвергается меньшим перегрузкам; вследствие же меньших размахов колебаний носовой части и отсутствия влияния носового крыла на кормовое повышаются и мореходные качества судна.
Что надо знать о гребном винте?
Как работает гребной винт? Гребной винт (рис. 55) преобразует вращение вала двигателя в у п о р — силу, толкающую судно вперед. При вращении винта на поверхностях его лопастей, обращенных вперед — в сторону движения судна (засасывающих), создается разрежение, а на обращенных назад (нагнетающих) — повышенное давление воды. В результате разности давлений на лопастях возникает сила Y (ее называют подъемной). Разложив силу на составляющие — одну, направленную в сторону движения судна, а вторую перпендикулярно к нему, получим силу Р, создающую упор гребного винта, и силу Г, образующую крутящий момент, который преодолевается двигателем.
Упор в большой степени зависит от угла атаки а профиля лопасти. Оптимальное значение а для быстроходных катерных винтов 4—8°. Если а больше оптимальной величины, то мощность двигателя непроизводительно затрачивается на преодоление большого крутящего момента; если же угол атаки мал, подъемная сила и, следовательно, упор Р будут невелики, мощность двигателя окажется недоиспользованной.
74
На схеме, иллюстрирующей характер взаимодействия лопасти и воды, а можно представить как угол между направлением вектора скорости набегающего на лопасть потока W и нагнетающей поверхностью. Вектор скорости потока W образован геометрическим сложением векторов скорости поступательного перемещения va винта вместе с судном и скорости вращения vr, т. е. скорости перемещения лопасти в плоскости, перпендикулярной оси винта.
Винтовая поверхность лопасти. На рис. 55 показаны силы и скорости, действующие
Рис. 55. Схема сил и скоростей на лопасти винта (правого вращения).'
в каком-то одном определенном поперечном сечении лопасти, расположенном на каком-то определенном радиусе г гребного винта. Окружная скорость вращения vr зависит от радиуса, на котором сечение расположено (vr = 2л-г-п, где п — частота вращения винта, об/с). Скорость же поступательного движения винта va остается постоянной для любого сечения лопасти. Таким образом, чем больше г, т. е. чем ближе расположен рассматриваемый участок к концу лопасти, тем больше окружная скорость vr, а следовательно, и суммарная скорость W.
Так как сторона va в треугольнике рассматриваемых скоростей остается постоянной, то по мере удаления сечения лопасти от центра необходимо разворачивать лопасти под большим углом к оси винта, чтобы а сохранял оптимальную величину, т. е. оставался одинаковым для всех сечений. Таким образом, получается винтовая поверхность с постоянным шагом Н. Напомним, что шагом винта называется перемещение любой точки лопасти вдоль оси за один полный оборот винта.
Представить сложную винтовую поверхность лопасти помогает рис. 56. Лопасть при работе винта как бы скользит по направляющим угольникам, имею-
27ЕЯ/3
Рис. 56. Винтовая поверхность лопасти (а) и шаговые угольники (б).
75
Рис-. 57. Соотношение скорости лодки и осевой скорости винта.
щим на каждом радиусе разную длину основания, но одинаковую высоту — шаг Н, и поднимается за один оборот на величину Н. Про-изведение же шага на частоту вращения (Н -п) представляет собой теоретическую скорость перемещения винта вдоль оси.
Скорость судна, скорость винта и скольжение. При движении корпус судна увлекает за собой воду, создавая попутный поток, поэтому действительная скорость встречи винта с водой va всегда несколько меньше, чем фактическая скорость судна V. У быстроходных глиссирующих мотолодок разница невелика — всего 2— 5 %, так как их корпус скользит по воде и почти не «тянет» ее за собой. У катеров, идущих со средней скоростью хода эта разница составляет 5—8 %, а у тихоходных
водоизмещающих глубокосидящих катеров достигает 15—20 %. Сравним теперь теоретическую скорость винта Н-и со скоростью его фактического перемещения va относительно потока воды (рис. 57). Пусть это будет «Казанка», идущая под мотором «Вихрь» со скоростью 42 км/ч = (11,7 м/с). Скорость натекания воды на винт окажется на 5 % меньше:
H-n — va = (l — 0,05). 11,7= 11,1 м/с.
Гребной винт на «Вихре» имеет шаг Н = 0,3 м и частоту вращения п = = 2800 : 60 = 46,7 об/с. Теоретическая скорость винта
/7-и = 0,3-46,7= 14 м/с.
Таким образом, мы получаем разность
Н<п — va = 14— 11,1 = 2,9 м/с.
Эта величина, называемая скольжением, и обуславливает работу лопасти винта под углом атаки а к потоку воды, имеющему скорость W. Отношение скольжения к теоретической скорости винта в процентах называется относительным скольжением. В нашем примере оно равно
s = Нн~п°а = °-207 = 20’7%-
Максимальной величины (100 %) скольжение достигает при работе винта на судне, пришвартованном к берегу. Наименьшее скольжение (8—т15 %) имеют винты легких гоночных мотолодок на полном ходу; у винтов глиссирующих прогулочных мотолодок и катеров скольжение достигает 15—25 %, у тяжелых водоизмещающих катеров 20—40 %, а у парусных яхт, имеющих вспомогательный двигатель, 50—70 %.
Коэффициент полезного действия. Эффективность работы гребного винта оценивается величиной его КПД, т. е. отношения полезно используемой мощности к затрачиваемой мощности двигателя. Полезная мощность или ежесекундное количество работы, используемой непосредственно для движения судна вперед, равно произведению сопротивления воды R движению судна на его скорость V (Л/п= R-V кгсм/с).
Мощность, затрачиваемую на вращение гребного винта, можно выразить в виде зависимости N3 от крутящего момента М и частоты вращения п
N3 = 2Л‘П-Л1 кгсм/с.
76
Следовательно, КПД можно вычислить следующим образом:
__ R-V
2л-п-М *
Однако следует еще учесть взаимовлияние корпуса и винта. При работе гребной винт захватывает и отбрасывает в корму значительные массы воды, вследствие чего скорость потока, обтекающего кормовую часть корпуса повышается, а давление падает. Этому сопутствует явление засасывания, т. е. появление дополнительной силы сопротивления воды движению судна по сравнению с тем, которое оно испытывает при буксировке. Следовательно, винт должен развивать упор, превышающий сопротивление корпуса на некоторую величину Ре = кг. Здесь t — коэффициент засасывания, величина которого зависит от скорости движения судна и обводов корпуса в районе расположения винта. На глиссирующих катерах и мотолодках, на которых винт расположен под сравнительно плоским днищем и не имеет перед собой ахтерштевня, при скоростях свыше 30 км/ч / = = 0,024-0,03. На тихоходных (10—25 км/ч) лодках и катерах, на которых гребной винт установлен за ахтерштевнем, /=0,06-4-0,15.
В свою очередь и корпус судна, образуя попутный поток, уменьшает скорость потока воды, натекающей на гребной винт. Это учитывает коэффициент попутного потока w\
va = V (1 — о>) м/с.
Значения w нетрудно определить по данным, приведенным на стр. 76.
Таким образом, полезная мощность с учетом взаимовлияния корпуса и винта равна Nn = Pe-(\ — t)- Va - кгсм/с, а общий пропульсивный КПД комплекса судно—двигатель—гребной винт вычисляется по формуле:
А/п Pe-va 1 — t
Здесь т]р — КПД винта; т]к — коэффициент влияния корпуса; т]м — КПД валопровода и реверс-редукторной передачи.
Максимальная величина КПД гребного винта может достигать 7Q-—80 %, однако на практике довольно трудно выбрать оптимальные величины основных параметров, от которых зависит КПД; диаметра и частоты вращения. Поэтому на малых судах КПД реальных винтов может оказаться много ниже, составлять всего 45 %.
Максимальной эффективности гребной винт достигает при относительном скольжении 10—30 %. При-увеличении скольжения КПД быстро падает; при работе винта в швартовном режиме он становится равным нулю. Подобным же образом КПД уменьшается до нуля, когда вследствие больших оборотов при малом шаге упор винта равен нулю.
Коэффициент влияния корпуса нередко оказывается больше единицы (1,1— 1,15), а потери в валопроводе оцениваются величиной г]м = 0,9-4-0,95.
Диаметр и шаг винта. Элементы гребного винта для конкретного судна можно рассчитать, лишь располагая кривой сопротивления воды движению данного судна,, внешней характеристикой двигателя и расчетными диаграммами, полученными по результатам модельных испытаний гребных винтов, имеющих определенные параметры и форму лопастей. Для предварительного определения диаметра винта можно воспользоваться формулой
п_ 4 4/~~
У 102уд М’
где /V — мощность, подводимая к винту, с учетом потерь в редукторе и валопроводе, л. с.; п — частота вращения гребного вала, об/с; va — скорость встречи винта с водой2 определенная с учетом коэффициента попутного потока а.
77
Диаметр гребных винтов, полученный как по приближенной формуле, так и с помощью точных расчетов, обычно увеличивают примерно на 5 % с тем, чтобы получить заве-, домо тяжелый винт и добиться его согласованности с двигателем при последующих испытаниях судна. Для «облегчения» винта его постепенно подрезают по диаметру до получения номинальных оборотов двигателя при расчетной скорости.
Шаг винта можно ориентировочно определить, зная величину относительного скольжения s для данного типа судна и ожидаемую скорость лодки:
Оптимальная величина скольжения для винтов, имеющих шаговое отношение HjD < 1,2 составляет $ = 0,144-0.16; для винтов имеющих s = 0,12ч-0,14.
При выборе шагового отношения Н/D можно руководствоваться следующими рекомендациями. Для легких быстроходных лодок требуются винты с большим шагом или шаговым отношением Н/D, для тяжелых и тихоходных — с меньшим. При обычно применяемых двигателях с номинальной частотой вращения 1500—5000 об/мин оптимальное шаговое отношение Н/D составляет: для гоночных мотолодок и глиссеров — 0,94-1,5; легких прогулочных катеров — 0,84-1,2; водоизмещающих катеров — 0,64-1,0 и очень тяжелых тихоходных катеров— 0,554-0,80. Следует иметь в виду, что.эти значения справедливы, если гребной вал делает примерно 1000 об/мин из расчета на каждые 15 км/ч скорости лодки; при иной частоте вращения вала необходимо применять редуктор.
Легкий или тяжелый гребной винт. Диаметр и шаг винта являются важнейшими параметрами, от которых зависит степень использования мощности двигателя, а следовательно, и возможность достижения наибольшей скорости хода судна.
Каждый двигатель имеет свою так называемую внешнюю характеристику — зависимость снимаемой с вала мощности от частоты вращения коленчатого вала при полностью открытом дросселе карбюратора. Такая характеристика для подвесного мотора «Вихрь», например, показана на рис. 58 (кривая Максимум мощности в 21,5 л. с. двигатель развивает при 5000 об/мин.
Мощность, которая поглощается на данной лодке гребным винтом в зависимости от частоты вращения мотора, показана на этом же рисунке не одной, а тремя кривыми — винтовыми характеристиками 2, 3 и 4, каждая из которых соответствует определенному гребному винту, т. е. винту определенного шага и диаметра.
При увеличении и шага, и диаметра винта выше оптимальных значений лопасти захватывают и отбрасывают назад слишком большое количество воды: упор при этом возрастает, но одновременно увеличивается и потребный крутящий момент на гребном валу. Винтовая характеристика 2 такого винта пересекается с внешней характеристикой двигателя 1 в точке А. Это означает, что двигатель уже достиг предельного — максимального значения крутящего момента и не в состоянии проворачивать гребной винт с большой частотой вращения, т. е. не развивает номинальную частоту вращения и соответствующую ей номинальную мощность. В данном случае положение точки А показывает, что двигатель отдает всего 12 л. с. мощности вместо 22 л. с. Такой гребной винт называется гидродинамически тяжелым.
78
Рис. 59. Зависимость скорости мотолодки «Крым» от нагрузки и шага гребного винта мотора «Вихрь» мощностью 14,8 кВт (20 л. с.).
Наоборот, если шаг или диаметр винта малы (кривая 4), и упор и потребный крутящий момент будут меньше, поэтому двигатель не только легко разовьет, но и превысит значение номинальной частоты вращения коленвала. Режим его работы будет характеризоваться точкой С. И в этом случае мощность двигателя будет использоваться не полностью, а работа на слишком высоких оборотах сопряжена с опасно большим износом деталей. При этом надо подчеркнуть, что поскольку упор винта невелик, судно не достигнет максимально возможной скорости. Такой винт называется гидродинамически легким.
Для каждого конкретного сочетания судна и двигателя существует оптимальный гребной винт. Для рассматриваемого примера такой оптимальный винт имеет характеристику 5, которая пересекается с внешней характеристикой двигателя в точке В, соответствующей его максимальной мощности.
Рис. 59 иллюстрирует важность правильного подбора винта на примере мотолодки «Крым» с подвесным мотором «Вихрь». При использовании штатного винта мотора с шагом 300 мм мотолодка с 2 чел. на борту развивает скорость 37 км/ч. С полной нагрузкой 4 чел. скорость лодки снижается до 22 км/ч. При замене винта другим с шагом 264 мм скорость с полной нагрузкой повышается до 32 км/ч. Оптимальные же результаты достигаются с гребным винтом, имеющим шаговое отношение H/D = 1,0 (шаг и диаметр равны 240 мм): максимальная скорость повышается до 40—42 км/ч, скорость с полной нагрузкой — до 38 км/ч. Несложно сделать вывод и о существенной экономии горючего, которую можно получить с винтом уменьшенного шага. Если со штатным винтом при нагрузке 400 кг расходуется 400 г горючего на каждый пройденный километр пути, то при установке винта с шагом 240 мм расход горючего составит 237 г/км.
На рис. 60 представлен теоретический чертеж для изготовления «грузовых» гребных винтов для моторов семейства «Вихрь» с шагом 240 и 264 мм. Эти винты имеют саблевидные лопасти со значительным наклоном к оси винта. Профиль поперечного сечения лопасти — переменный. У концов лопастей использован сегментный профиль, к ступице он постепенно переходит в авиационный. Для повышения КПД шаг винтов принят переменным по радиусу (данные для построения шаговых угольников приведены на рис. 61 и в табл. 6).
У подвесных моторов изменение шага гребного винта — практически единственная возможность согласовать работу винта с двигателем, так как размеры корпуса редуктора ограничивают максимальный диаметр винта, который может быть установлен на моторе. В некоторой степени винт можно «облегчить», если его подрезать по диаметру, однако оптимальным вариантом является применение сменных винтов с различным шаговым отношением.
Численные рекомендации для наиболее популярных моторов мощностью 14— 18 кВт (20—25 л. с.) могут быть следующие. Штатные винты, имеющие Н — = 2804-300 мм, дают оптимальные результаты на сравнительно плоскодонных лодках с массой корпуса до 150 кг и нагрузкой 1—2 чел. На еще более легкой лодке массой до 100 кг можно получить прирост скорости за счет увеличения Н на 8—12 %.
На более тяжелых глиссирующих корпусах, на лодках, имеющих большую килеватость днища и при большой нагрузке (4—5 чел.), шаг винта может быть уменьшен на 10—15 % (до 240—220 мм), но использовать такой винт при поездке без пассажиров с малой нагрузкой не рекомендуется: двигатель будет «перекручивать обороты» и быстро выйдет из строя.
При установке подвесного мотора на тихоходной водоизмещающей шлюпке рекомендуется применять трех- и четырехлопастные винты с соотношением // D
79
ось лопасти.
Рис. 60. Теоретический чертеж гребного винта для моторов семейства «Вихрь».
Характеристики винта: вращение правое, D = 240 мм; шаг (на г = 0,7/?) И = 240 или 264 мм; число лопастей — 3; дисковое отношение А/Ад = 0,51; шаговое отношение на 0,77?
H/D — 1,0 или 1,1; частота вращения 2800—3000 об/мин^ материал — алюминиевый сплав. / — входящая кромка лопасти; 2 —выходящая кромка лопасти; 3 — линия наибольших толщин лопасти; 4 — контур боковой проекции лопасти; 5 — разрез
лопасти по линии наибольших толщин; 6 — профиль с прямленного края лопасти; 7 —
не менее 0,7; при этом ширину лопасти и профиль ее поперечного сечения сохраняют такими же, как и на штатном винте мотора.
В случае, когда для облегчения винта подрезают концы лопастей до меньшего диаметра, кромки лопастей необходимо аккуратно, скруглять, а получившийся контур лопасти плавно сопрягать со старым по возможности без существенного уменьшения площади лопастей. Обрезку винта или небольшое изменение его шага (что возможно на стальных и латунных винтах путем подгибки лопастей в нагретом состоянии в каждом сечении лопасти) можно выполнить, руководствуясь формулой А// ~ Н 1 — где Н — исходный конструктивный »шаг винта;
п0 — номинальная частота вращения двигателя; nj — частота вращения двигателя, полученная при испытаниях судна с данным винтом.
. При замене согласованного с корпусом и двигателем гребного винта другим, с близкими величинами!) и Н (расхождение должно быть не более 10 %), требуется, чтобы сумма этих величин для старого и нового винтов была равна.
80
Рис. 61. Построение шаговых угольников (а) и кривые изменения кромочного шага лопасти (б).
Кавитация и особенности геометрии гребных винтов малых судов. Высокие скорости движения мотолодок и катеров и частота вращения винтов становятся при
чиной кавитации — вскипания воды и образования пузырьков паров в области разрежения на засасывающей стороне лопасти. В начальной ста-
дии кавитации эти пузырьки невелики и на работе винта практически не сказываются. Однако когда эти пузырьки лопаются, создаются огромные местные давления, отчего поверхность лопасти выкрашивается. При длительной работе кавитирующего винта такие эрозионные разрушения могут быть настолько значительными, что эффективность винта снизится.
При дальнейшем повышении скорости наступает вторая стадия кавитации. Сплошная полость — каверна, захватывает всю лопасть и даже может замыкаться за ее пределами. Развиваемый винтом упор падает из-за резкого увеличения лобового сопротивления и искажения формы лопастей.
Кавитацию винта можно обнаружить по тому, что скорость лодки перестает расти, несмотря на дальнейшее повышение частоты вращения. Гребной винт при этом издает специфический шум, на корпус передается вибрация, лодка дви-
жется скачками.
Степень разрежения на лопасти, а следовательно, и момент наступления кавитации зависят прежде всего от скорости потока, набегающего на лопасть. 1 запомним, что эта скорость является геометрической суммой окружной скорости
Таблица 6
Величины для, построения шаговых угольников (диаметр винта D == 240 мм; см. рис. 40)
r/R ff мм fl, мм = 0,264 м Нср = 0,240 м
1 L 1 L
0,3 0,5 0,7 0,9 1,0 36 60 84 108 120 62,5 57,4 52,3 47,2 44,5 59 83,5 105 119,5 124 75,2 119 144,5 142 65,5 92 115 131,5 139,5 82,5 129,5 154,5 165
81
vr = и поступательной va. Замечено, что на катерных гребных винтах кавитация вступает во вторую стадию, когда окружная скорость на конце лопасти достигает значения 3500 м/мин. Это означает, например, что гребной винт диаметром 300 мм будет иметь при этом частоту вращения
п = з,149б',з~ = 3700 об/мин>
а винт диаметром 0,4 м — около 2800 об/мин.
Момент наступления кавитации зависит не только от частоты вращения, но и от ряда других параметров. Так, чем меньше площадь лопастей, больше толщина их профиля и ближе к ватерлинии расположен винт, тем при меньшей частоте вращения, т. е. раньше наступает кавитация. Появлению кавитации способствует также большой угол наклона гребного вала, дефекты лопастей — изгиб, некачественная поверхность.
Упор, развиваемый гребным винтом, практически не зависит от площади лопастей. Наоборот, с увеличением этой площади возрастает трение о воду, и на преодоление этого трения дополнительно расходуется мощность двигателя. С другой стороны, надо учесть, что при том же упоре на широких лопастях разрежение на засасывающей стороне меньше, чем на узких. Следовательно, широколопастной винт нужен там, где возможна кавитация (т. е. на быстроходных катерах и при большой частоте вращения гребного вала).
В качестве характеристики винта принимается рабочая, или спрямленная, площадь лопастей. При ее вычислении принимается ширина лопасти, замеренная на нагнетающей поверхности по длине дуги окружности на данном радиусе, проведенном из центра винта. В характеристике винта указывается обычно не сама спрямленная площадь лопастей Л, а ее отношение к площади Ад сплошного диска такого же, как винт, диаметра, т. е. Л/Л^. На винтах заводского изготовления величина дискового отношения выбита на ступице.
Для винтов, работающих в докавитационном режиме, дисковое отношение принимают в пределах 0,3—0,6. У сильно нагруженных винтов на быстроходных катерах с мощными высокооборотными двигателями Al Ad увеличивается до 0,6— 1,1. Большое дисковое отношение необходимо и при изготовлении винтов из материалов с низкой прочностью, например, из силумина или стеклопластика. В этом случае предпочтительнее сделать лопасти шире, чем увеличить их толщину.
Ось гребного винта на глиссирующем катере расположена сравнительно близко к поверхности воды, поэтому нередки случаи засасывания воздуха к лопастям винта (поверхностная аэрация) или оголения всего винта при ходе на волне. В этих случаях упор винта резко падает, а частота вращения двигателя может превысить максимально допустимую. Для уменьшения влияния аэрации шаг винта делается переменным по радиусу — начиная от сечения лопасти на г = = (0,65-i-0,7) R по направлению к ступице шаг уменьшается на 15—20%.
Гребные винты катеров имеют обычно большую частоту вращения, поэтому вследствие больших центробежных скоростей происходит перетекание воды по лопастям в радиальном направлении, что отрицательно сказывается на КПД винта. Для уменьшения этого эффекта лопастям придают значительный наклон в корму — от 10 до 15°.
В большинстве случаев лопастям винтов придается небольшая саблевид-ность — линия середин сечений лопасти выполняется криволинейной с выпуклостью, направленной по ходу вращения винта. Такие винты благодаря более плавному входу лопастей в воду отличаются меньшей вибрацией лопастей, в меньшей степени подвержены кавитации и имеют повышенную прочность входящих кромок.
Наибольшее распространение среди винтов малых судов получил сегментный плоско-выпуклый профиль. Лопасти винтов быстроходных мотолодок и катеров, рассчитанных на скорость свыше 40 км/ч, приходится выполнять возможно более тонкими с тем, чтобы предотвратить кавитацию. Для повышения эффективности в этих случаях целесообразен выпукло-вогнутый профиль («луночка»). Стрелка вогнутости профиля принимается равной около 2 % хорды сечения, а относитель-82
Таблица 7
Ординаты симметричных профилей, рекомендуемых для некавитирующих гребных винтов
к/Ь, %
Ордината 0; 100 5; 10; 90 >0; 80 30; 70 40: 60 50
Плоско-выпуклый профиль (сегмент)
ИЬ, % 0 | 19 | 36 | 64 | 84 | 96 | 100
Выпукло-вогнутый профиль («луночка»)
г/н; Уз 0 | 19 | 36 | 64 | 84 | 96 | 100
Примечание. х/Ь — относительные абсциссы от входящей кромки ГВ, % хорды сечения лопасти; ун — относительная ордината нагнетающей поверхности лопасти, % макс, стрелки вогнутости f; у3 — относительная ордината засасывающей поверхности лопасти, % макс, расчетной толщины профиля t.
ная толщина сегментного профиля (отношение толщины t к хорде b на расчетном радиусе винта, равном 0,67?) принимается обычно в пределах t/b — 0,04ч-0,10. Ординаты профилей лопастей некавитирующих винтов приведены в табл. 7.
Для суперкавитирующих винтов гоночных судов применяют клиновидный профиль с тупой выходящей кромкой.
Двухлопастной гребной винт обладает более высоким КПД, чем трехлопастной, однако при большом дисковом отношении весьма трудно обеспечить необходимую прочность лопасти такого винта. Поэтому наибольшее распространение на малых судах получили трехлопастные винты. Винты с двумя лопастями применяют на гоночных судах, где винт оказывается слабо нагруженным, и на парусно-моторных яхтах, где двигатель играет вспомогательную роль. В последнем случае имеет значение возможность устанавливать винт в вертикальном положении в гидродинамическом следе ахтерштевня для уменьшения его сопротивления при плавании под парусами.
Четырех- и пятилопастные винты применяют о€ень редко, в основном на крупных моторных яхтах для уменьшения шума и вибрации корпуса.
Гребной винт лучше всего работает, когда его ось расположена горизонтально. У винта, установленного с наклоном и в связи с этим обтекаемого «косым» потоком, коэффициент полезного действия всегда будет ниже; это падение КПД сказывается при угле наклона гребного вала к горизонту больше 10°.
Гребной винт—мультипитч
Задачу согласования элементов гребного винта с сопротивлением мотолодки при изменении ее нагрузки помогает решить винт изменяемого шага типа «мультипитч».
На рис. 62 представлена схема устройства такого винта, выпускаемого Черноморским судостроительным заводом. Ступица винта изготовлена из нержавеющей стали и коррозионно-стойкого алюминиевого сплава; лопасти изготавливают литьем под давлением из полиамидных смол. Все три лопасти взаимозаменяемы и имеют на комле жестко закрепленные пальцы 2, которые проходят в отверстия в торце носовой части ступицы 6 и входят в пазы поводка 4. При повороте лопасти вокруг ее оси происходит синхронный разворот всех лопастей в сторону увеличения или уменьшения шага винта. На поводке нанесена шкала, причем среднее деление ее соответствует конструктивному шагу, равному 240 мм. Пределы изменения шага составляют 200—320 мм, дисковое отношение винта — 0,48.
83
A—A
Рис. 62. Устройство гребного винта-мультипитча.
1 — лопасть; 2 — палец; 3 — стопорная гайка; 4 — поводок; 5 — втулка; 6 — носовая часть ступицы; 7 — кормовая часть ступицы; 8 — стопорный винт; 9 — шайба пружинная; 10 — штифт; 11 обтекатель ступицы.
Закрепление лопастей в выбранном положении осуществляется гайкой 3. Втулка 5 имеет внутренний диаметр, равный диаметру гребного вала мотора «Вихрь». От осевого перемещения по втулке винт фиксируется гайкой 3 и стопорным винтом 8.
Винт имеет диаметр 240 мм и массу не более 0,71 кг (винт новой конструкции — целиком из полиамидных смол — весит 0,45 кг). Для изменения шага достаточно 3—5 мин, причем снимать винт с мотора не требуется, так же как и специально подходить к берегу. Конструкция защищена авторским свидетельством № 454146.
Совмещая в себе как бы несколько сменных гребных винтов разного шага, мультипитч не лишен недостатков. Например, КПД винта при всех значениях шага, кроме конструктивного, оказывается меньше КПД винтов фиксированного шага, рассчитанных специально на эти промежуточные режимы. Это объясняется тем, что для изменения геометрического шага винта (уменьшения или увеличения его) в мультипитче, как и в винте регулируемого шага, вся лопасть поворачивается на какой-то угол. Так как этот угол постоянен для всей лопасти, значение геометрического шага на различных радиусах лопасти изменяется не на одинаковую величину и распределение шага по радиусу лопасти искажается. Например, при повороте лопасти в сторону уменьшения шага на постоянный угол шаг сечений у конца лопасти уменьшается в значительно большей степени, чем у комля. При достаточно большом повороте лопасти концевые сечения даже могут получить отрицательный угол атаки — создавать упор заднего хода при неизменном направлении вращения гребного вала. Кроме того, при развороте лопасти профиль поперечного сечения ее уже не ложится на спрямленную винтовую
84
линию, а приобретает S-образную форму, что также приводит к искажению кромочного шага.
Тем не менее, возможность плавного изменения шага в зависимости от нагрузки лодки позволяет получить наиболее оптимальный и экономичный режим работы подвесного мотора. При установке шага важно иметь возможность проконтролировать частоту вращения коленчатого вала двигателя во избежание его перегрузки при чрезмерном уменьшении шага.
Кольцевая профилированная насадка
На тяжелом водоизмещающем катере трудно получить высокий КПД гребного винта, если он приводится от высокооборотного автомобильного двигателя или подвесного мотора. Винт в этих случаях работает с большим скольжением и не развивает необходимый упор. Особенно велики потери мощности на винте, если он имеет недостаточный диаметр и шаговое отношение менее H/D = = 0,5.
Кроме снижения частоты вращения гребного винта, заметный эффект в та; ких случаях дает применение кольцевой направляющей насадки (рис. 63), представляющей собой замкнутое кольцо с плоско-выпуклым профилем. Площадь входного отверстия насадки больше, чем выходного; винт устанавливается в наиболее узком сечении и с минимальным зазором между краем лопасти и внутренней поверхностью насадки; обычно зазор не превышает 0,01 D винта. При работе винта засасываемый им поток вследствие уменьшения проходного сечения насадки увеличивает скорость, которая в диске винта получает максимальное значение. Благодаря этому уменьшается скольжение винта, повышается его поступь. Вследствие малого зазора между краем лопасти и насадкой уменьшается перетекание воды через край, что также повышает КПД винта.
Небольшой дополнительный упор создается и на самой насадке, которая обтекается потоком воды подобно крылу. На каждом элементе насадки возникает подъемная сила, которая дает горизонтальную составляющую, направленную вперед. Сумма этих составляющих и образует дополнительный упор.
Рис. 63. Кольцевая профилированная насадка: а — расположение гребного винта; б — размеры и профиль насадки.
x/Ln 0 0,10 0,30 0,50 0,70 1,0
DxIDn 1,14 1,05 1,00 1,00 1,03 1,06
0 - 0,105 0,126 0,102 0,062 0,03
85
Рис. 64. Увеличение КПД и изменение элементов гребного винта при установке насадки в зависимости от величины коэффициента К'п.
Очевидно, что применение комплекса винт—насадка сопровождается повышением пропульсивных качеств судна до тех пор, пока потери мощности на преодоление сопротивления насадки не превысят увеличение упора винта, достигнутое с ее помощью. Для оценки эффективности насадки можно воспользоваться диаграммой, представленной на рис. 64. По ней можно установить, на сколько повысится т)н-КПД комплекса винт-насадка по сравнению с КПД т) открытого винта. Кривые построены для оптимального диаметра винта в зависимости от коэффициента Кп, вычисляемого по заданным значениям скорости, частоты вращения винта и мощности, подводимой к винту:
К- - Va 1/ Cva
Кп—7Г у -NT
где va — скорость воды в диске винта с учетом попутного потока, м/с (см. стр. 77); и — частота вращения винта, об/с; р — массовая плотность воды (102 кг.с2/м4); Ne — мощность, подводимая к винту, с учетом потерь в редукторе и валопроводе, л. с.).
Применение насадки становится выгодным при Кп < 2,9.
Подсчитав значение Кп, можно по графику, представленному на рис. 64, найти относительную поступь X и шаговое отношение винта Н/D, а затем опреде-* гл va
лить диаметр винта и =
к-п
и шаг для винта без насадки и с насадкой. Если речь идет об уже эксплуатируемом катере, то с помощью этого графика можно сравнить существующий винт с элементами винта, имеющего оптимальный диаметр.
Благодаря применению насадки удается повысить скорость катера на 5— 8 % (и даже до 25 % на тихоходной лодке с двигателем, имеющим большую частоту вращения). При скоростях около 20 км/ч установка насадки нецелесообразна. На быстроходных лодках с увеличением скорости винт становится менее нагруженным, а сопротивление насадки возрастает.
86
Насадка является хорошей защитой гребного винта от повреждений, благодаря постоянному заполнению водой не позволяет ему обнажаться при килевой качке. Иногда направляющие насадки выполняют поворачивающимися относительно вертикальной оси, в результате отпадает необходимость устанавливать руль.
Применение насадок целесообразно и на подвесных моторах, устанавливаемых на тихоходных судах водоизмещающего типа. На 25—30-сильном подвесном моторе целесообразно использовать насадку на судне водоизмещением более 700 кг (например, на катерах, переделанных из военно-морских ялов, и парусномоторных яхтах). На моторах мощностью 8—12 л. с. насадка полезна уже при водоизмещении более 400 кг.
Рекомендуемые размеры насадки и ее профили показаны на рис. 63, б. Длина насадки принимается обычно в пределах £н (0,504-0,70) D диаметра винта. Минимальный диаметр насадки (место, где устанавливается гребной винт) располагается на расстоянии А = (0,35ч-0,40) D от входящей кромки насадки. Наибольшая толщина профиля 6 = (0,10ч-0,15) Ln.
Насадку можно выточить из предварительно согнутой в обечайку толстой алюминиевой полосы или выклеить ее из стеклопластика на болване. Все поверхности насадки следует тщательно отполировать для снижения потерь на трение. На подвесном моторе насадку прикрепляют к антикавитационной плите, для чего снаружи насадки делают «лыску», образующую плоскость. Внизу кольцо крепят к шпоре мотора.
Водометный движитель
Несмотря на то, что изобретение водометного движителя относится к XVIII веку, развитие его в современном виде — с насосом осевого или смешанного типа и выбросом струи через суживающееся сопло выше ватерлинии — началось фактически двадцать лет назад. Вплоть до конца 50-х годов текущего столетия водометы пытались -применять лишь на тихоходных водоизмещающих катерах, где движители этого типа заметно уступали по эффективности обычным гребным винтам.
Современная концепция судна с водометным движителем — это быстроходный глиссирующий катер с относительно большой энерговооруженностью (обычно удельная нагрузка не должна превышать 27 кг/кВт или 20 кг/л. с., предпочтительнее же 7—16 кг/кВт или 5—12 кг/л. с.); с остроскулыми обводами корпуса при достаточно большой килеватости днища (более 12°); оснащенный легким и высокооборотным бензиновым двигателем. При правильно подобранных элементах движителя катер с водометом не уступает в скорости винтовому при прочих равных условиях. В последнее десятилетие водомет стал признанным типом движителя для таких быстроходных судов, как буксировщики воднолыжников и патрульные катера, все чаще устанавливается на гоночных судах. Признаны и основные преимущества водометов по сравнению с угловыми откидными колонками и обычными гребными винтами. Коротко они заключаются в следующем.
Конструкция водомета намного проще, чем колонки: здесь всего несколько вращающихся деталей; нет ни шестерен, ни реверсивной муфты, для изготовления которых требуются дорогие высококачественные стали, станки высокой точности и т. п. Водометный катер имеет минимальную габаритную осадку, благодаря чему он в ряде случаев является единственным средством для движения по засоренным и мелководным акваториям. У водометного катера нет таких выступающих за корпус частей, как гребной винт и защитная шпора: это уменьшает опасность ранения плавающих в воде людей (воднолыжников, аквалангистов) или наматывания на винт рыболовных снастей и якорных канатов; катер проще перевозить на трейлере, поднимать и спускать (спустить его можно практически на любой воде — как только вода попадет в водозаборник, дается задний ход и лодка сама сползает с трейлера).
Водометные катера обладают хорошей приемистостью — развивают полную скорость за считанные секунды (это, как и безопасность для плавающих людей, является очень важным качеством для воднолыжных буксировщиков). Маневренные качества их гораздо выше, чем катеров с колонкой или рулем — повороты
87
на 180° можно совершать буквально на расстоянии, равном одной — двум длинам корпуса; реверсивное устройство действует как тормоз, позволяя останавливать катер с полного хода при длине пробега не более двух длин корпуса.
При увеличении полезной нагрузки скорость водометного катера снижается в меньшей степени, чем винтового. При глиссировании образуется меньше расходящихся волн, размывающих берега и беспокоящих лодки на прибрежных стоянках.
Необходимо, однако, отметить и ряд недостатков, присущих водометному движителю. Это, прежде всего, известные трудности в точном подборе элементов движителя для данного корпуса, поскольку конструктор и строитель водометного катера располагают пока еще гораздо меньшей информацией, необходимой для расчета, по сравнению с той, что имеется по гребным винтам. Второе — это относительная сложность доводки движителя, связанная с его размещением внутри корпуса и зависимостью от формирования потока воды на входе в водоза-борник. При плавании по мелководным рекам с галечным дном возможен повышенный износ лопаток ротора; все детали, размещенные в водоводе, нуждаются в тщательной защите от коррозии. При установке на плоскодонных корпусах и неправильном размещении защитной решетки возможно возникновение кавитации на лопастях ротора.
Эти недостатки в большинстве случаев окупаются огромными преимуществами водомета перед гребным винтом. Особенно часто к установке водомета на катерах прибегают любители-судостроители, так как этот движитель несложно изготовить при помощи широко распространенных станков, которые имеются в любой мастерской по обработке металлов; водовод можно отформовать вручную из стеклопластика. В то же время самостоятельное изготовление механических реверсивных передач, которые не поступают в свободную продажу, возможно только на специализированном предприятии при помощи зуборезных и расточных станков и другого сложного оборудования.
Действие водометного движителя основано на известном законе Ньютона: масса воды, отброшенная движителем в корму, создает в виде реакции упорное давление, движущее судно вперед. Поэтому водомет по существу является насосом большой производительности, который забирает воду из-под днища катера и выбрасывает ее через сопло, расположенное за транцем.
Величина силы реакции — упора, может быть в упрощенном виде представлена в виде произведения массы отбрасываемой ежесекундно воды на приращение ее скорости:
Ре = кгс,
где Q — объем воды, отбрасываемой движителем, м3/с; р — массовая плотность кг-с2е - /
воды, —г— ; w — приращение скорости отбрасываемого потока воды, м/с. м*
Таким образом, при одном и том же количестве воды полезный упор водомета тем больше, чем выше разность скоростей струи воды на выходе и входе в водометный движитель. Эта разность скоростей обеспечивается напором, создаваемым насосом.
На преобразование энергии двигателя в напор водомета большое влияние оказывают гидравлические потери на подъем струи воды от днища до центра выходного сопла и вследствие сопротивления в водяном тракте движителя. При проектировании водометного движителя задачей конструктора является всемерное снижение этих потерь.
Устройство типичного и наиболее простого движителя новозеландской фирмы «Гамильтон» представлено на рис. 65. Водовод собирается из двух отливок алюминиевого сплава, стыкуемых вместе на болтах. Носовая часть представляет собой водозаборник с прямоугольным входным отверстием размером 440x540 мм, защищенным снаружи от попадания крупных плавающих предметов решеткой. Корпус водозаборника имеет два прилива: один — для смотрового лючка 5, через который можно на плаву катера очистить ротор от намотавшихся на него водорослей, и второй — для установки опорного подшипника 9 гребного вала с сальниковыми уплотнениями. Вторая опора вала в виде резинометаллического подшипника скольжения 17 размещена в обтекателе, закрепленном внутри второй части водовода — сужающемся сопле 18. Ребра, соединяющие обтекатель со стен-
88
Рис. 65. Устройство водометного движителя модели «1031» новозеландской фирмы «Гамильтон».
1 — реверсивная заслонка; 2 — рычаг поворота рулей; 3 — брызгозащитный кожух; 4 — вал привода рулей; 5 — траверза; 6 — румпель; 7 — кольцо-изолятор; 8 смотровой лючок; 9 — упорный подшипник; 10 — сальник; 11 — решетка; 12 — корпус движителя; 13 — гребной вал; 14 — резиновая манжета; 15 — фланец; 16 — ротор; 17 — резино-металлический подшипник; 18 — сопло; 19 рули поворота.
ками сопла, служат контрпропеллером или спрямляющим аппаратом, раскручи вающим поток воды, стекающий с лопастей ротора.
Все вращающиеся части движителя изготавливают из нержавеющей стали, поэтому для предотвращения электролитической коррозии, которая может возникнуть в морской воде вследствие наличия неоднородных металлов (сталь— алюминиевый сплав), в районе вращения ротора в водовод вмонтировано кольцо-изолятор 7 из диэлектрика. Изоляторы предусмотрены и в конструкции дейдвуд-ного опорного подшипника.
Наивысший КПД может быть получен при полном согласовании элементов движителя с внешней характеристикой двигателя, сопротивлением воды движению катера и его скоростью. На водометах данного типа, являющихся серийной продукцией, которая может быть установлена на катерах с различными весовыми характеристиками и спарена с разными двигателями, указанное согласование достигается применением четырех сменных роторов, имеющих одинаковый диаметр 270 мм, но различный шаг и разное число лопастей (четыре, пять или шесть)* В зависимости от удельной нагрузки на лопасти и скорости катера на водомет ставят тот или иной ротор. Зазор между концом лопасти и поверхностью кольца-изолятора составляет 1,25 мм.
Важную роль в величине упора, создаваемого движителем, играет суживающееся сопло, выходной диаметр которого на рассматриваемом водомете равен 160 мм. Здесь потенциальная энергия давления воды преобразуется в кинетическую энергию истекающей струи. Вследствие сужения сопла оно имеет значительное гидравлическое сопротивление, однако конструктивное поджатие струи на быстроходном катере необходимо. Благодаря поджатию струи на выходе из движителя увеличивается, скорость выброса воды из сопла и одновременно снижается скорость протекания воды через ротор. Это позволяет использовать ротор с меньшим шагом, по сравнению с открытым гребным винтом. Соответственно устраняется возможность возникновения кавитации на лопастях ротора и спрямляющего аппарата.
Конец сопла в данном водомете снабжен насадкой для крепления двух рулей поворота 19 и заслонки заднего хода 1. При повороте вертикально расположенного румпеля 6 вращается валик привода рулей с рычагом 2 на его конце, который
89
Рис. 66. Водометный движитель любительской постройки, рассчитанный на мощность 44—66 кВт (60—90 л. с.) при скорости катера 45—55 км/ч.
1 — шарнир (от автомобиля «Волга» ГАЗ-21); 2 >— шлицевая полумуфта (ГАЗ—21); 3 — эластичная резино-тканевая шайба; 4 — штифт 0 8; 5 — полумуфта вала движителя; 6 — корпус подшипника; 7 — радиально-упорный подшипник №46306; 5 — корпус дейдвуда; 9 — гребной вал 030; 10 —водовод, стеклопластик; 11 — решетка; 12 — смотровой лючок; 13 — четырехлопастной ротор D = 218 мм, Н = 225 мм; 14 — шпонка; 15 — обтекатель; 16 — гайка М27Х1,5; 17 — сопло; 18 — резино-металлический подшипник; 19 — облицовка гребного вала; 20 *= съемное кольцо; 21 ч- обтекатель; 22 — прижимное кольцо; 23 — рулевое устройство; 24 — шарикоподшипник № 204; 25 = сальник,
кинематически так связан: с рулями, что они могут одновременно поворачиваться на тот или иной борт (до 30°). При этом изменяется надрав-ление истечения струи из сопла и, следовательно, направление реакции, благодаря чему происходит поворот катера.
При необходимости дать задний ход ревер-
сивная заслонка перекрывает выходное отверстие сопла и направляет струю вниз и. вперед под днище катера — таким образом катер получает ход назад и может управляться тем же способом — поворотом рулей в ту или иную сторону.
Движитель жестко крепится только к днищу катера, а транец снабжен лишь уплотнительным устройством для герметизации зазора между водоводом и кромкой выреза в транце. Благодаря этому облегчается монтаж движителя на любом корпусе.
Рассмотренная модель движителя «1031» отличается большой производительностью — насос пропускает через себя большие массы воды при средних скоростях. Поэтому наибольшее
Рис. 67. Двустворчатое реверсивно-рулевое устройство: а — на переднем ходу; б — на заднем ходу.
1 — рулевая створка; 2 — сопло
применение она получила для
сравнительно тяжелых катеров, эксплуатируемых в суровых условиях засоренных рек и часто снабжаемых дизельным двигателем. Для более быстроходных и
легких судов, таких как прогулочные и гоночные, изготавливают двух- и трехступенчатые движители, которые позволяют развить больший упор при высокой частоте вращения и скорости, когда возможно возникновение кавитации на лопастях ротора и необходимо существенно увеличить их площадь.
По конструкции двух- и трехступенчатые движители «Гамильтон» идентичны описанной модели «1031», но между корпусом и соплом устанавливают дополнительные цилиндрические проставки для роторов второй и третьей ступеней.
В отечественной практике любительского судостроения для быстроходных глиссирующих катеров водоизмещением до 1,2 т и длиной до 6 м получил распространение одноступенчатый водометный движитель с диаметром ротора 218— 225 мм и диаметром сопла на выходе 150—160 мм. Представленная на рис. 66 схема такого движителя является типовой. Корпус водовода формуется из стеклопластика на специальном приспособлении — разъемном болване. В месте расположения ротора в водовод заформовывается цилиндрическое кольцо из нержавеющей стали с фланцем, через который движитель крепится к транцу катера. К этому же фланцу присоединяется сопло с лопатками спрямляющего аппарата и резино-металлическим подшипником гребного вала. Для более точного согласования элементов движителя параметрам сопротивления катера и внешней характеристике двигателя в кормовом срезе сопла заформовывается посадочное гнездо для сменных колец 20, с помощью которых можно в небольших пределах изменять выходной диаметр сопла и коэффициент поджатия струи. К кормовому же срезу сопла крепится реверсивно-рулевое устройство.
Наибольшее распространение получило двустворчатое реверсивно-рулевое устройство (рис. 67). Оно состоит из двух рулей, выполненных в виде плоских пластин с отгибами у нижних кромок и шарнирно навешенных на реверсивную коробку. Рули соединены между собой тягой, которая с помощью шарнира и тросового привода может складываться в положение реверса. При этом рули закрывают выходное отверстие реверсивной коробки и направляют струю воды вперед, под днище катера. На переднем ходу рули перекладываются параллельно друг Другу, изменяя направление струи в ту или иную сторону. На заднем ходу катер по курсу не управляется, что является существенным недостатком по сравнению с поворотным соплом и реверсивной заслонкой, применяющимися в конструкциях промышленных водометов зарубежного производства.
Рассмотренные выше типовые конструкции движителей относятся к числу водометов с наружным поджатием струи, в которых плавное уменьшение сече-
Л
10 9 8 7 6 S'
Рис. 68. Устройство водомета с лопаточным поджатием струи: а — принципиальная схема движителя; б — сопло, совмещенное со спрямляющим аппаратом. 1 — водозаборкик; 2 — защитная решетка; 3 — гребной вал; 4 — труба с обтекателем гребного вала; 5 — направляющий аппарат; 6 — ротор; 7 — клиновидные лопатки спрямляющего аппарата; 8 — цилиндрическое сопло;9 — втулка;10 — балансирный руль.
ния струи осуществляется благодаря сужающемуся к выходу соплу с лекальным продольным профилем. Форма проточной части сопла должна обеспечивать плавный (с постоянным ускорением) отвод потока воды от спрямляющего аппарата, необходимую площадь выходного отверстия, небольшой цилиндрический участок на самом выходе, для того чтобы струя, выходящая из сопла, была максимально устойчивой при минимальной потере напора. Однако достаточно трудно найти продольный профиль сопла, удовлетворяющий этим требованиям. При профиле, близком к коническому, сопло создает большое гидравлическое сопротивление, а при криволинейных очертаниях возможно возникновение зон интенсивного вихреобразования.
Основные данные катеров
№ п/п Тип судна Размерения корпуса L X В X Н, м Водоизмещение D, кг Тип двигателя Мощность Nf кВт (л. с.)
1 «Казанка» 4,63X1,26 520 «СМ-557Л» 9,9 (13,5)
2 «Аллигатор» 4,0X1,6X0,65 700 «А\ЗМА-407» 26,4 (36)
3 «Кама» 4,73X 1,77X0,67 1000 «М-20» 33,1 (45)
4 «Казанка» 4,63X 1,26X0,68 520 «Вихрь» 14,7 (20)
5 «Зефир» 5,9X2,1X0,89 1000 «ГАЗ-21» 55,2 (75)
6 «Изумруд» 4,8X1,65X0,69 760 «М-21 А» 44,1 (60)
7 «Гранд» 6,2X2,1X0,90 1200 «М-21»
8 «Турист» 6,9X2,4X1,2 1800 «ЗМЗ-53» 88,3 (120)
9 «Циклон-II» 5,96X2,3X0,9 1400 «ГАЗ-21» 55,2 (75)
* Лопаточное поджатие струи.
92
Рис. 69. Схема реверсивного устройства водомета конструкции А. С. Братишко и В. И. Савинова: а — передний ход; б — задний ход.
1 — балансирный руль; 2 — заслонка заднего хода; 3 — пружина; 4 =—кожух.
Этих недостатков лишены водометы, в которых поджатие струи осуществляется не наружным сужающимся соплом, а расположенным внутри него расширяющимся телом. В качестве такого тела инженеры А. С. Братишко и В. И. Савинов предложили использовать профилированные лопатки спрямляющего аппарата (авторское свидетельство № 451575). В их конструкции (рис. 68) сопло и центральная втулка за обтекателем ротора выполняются цилиндрическими, а задние кромки спрямляющих лопаток совмещаются со срезом сопла. Поджатие потока осуществляется благодаря клиновидному профилю лопаток, толщина которых увеличивается к выходу. При этом кольцевая струя разрезается на отдельные сегменты с широкими просветами между ними (за лопатками) и воздух свободно поступает в полость каверны за втулкой, обеспечивая ее вентиляцию. Кроме того, лопатки, поджимая поток, предотвращают появление зон кавитации или отрывного обтекания в районе спрямляющего аппарата. Благодаря полному совмещению спрямляющего и поджимающего поток устройств длина отводящего тракта за ротором минимальна, что несколько уменьшает потери энергии и соответственно повышает КПД движителя.
Увеличившиеся габариты втулки спрямляющего аппарата позволяют разместить в ней шариковые подшипники вала ротора, который соединяется с промежуточным валом водомета посредством шлицевого соединения.
Таблица 8
с водометными движителями
Частота ' вращения ротора п, об/мин Скорость катера V, км/ч Элементы движителя, мм Чертежи опубликованы в сб. «Катер; и яхты», №; год
диаметр ротора шаг ротора диаметр сопла
3400 27 0,178 0,130 0,130 2; 1964
3400 33 0,190 0,139 0,107 5; 1965
3500 43 0,218 0,210 0,154 11; 1967
3900 32 0,179 0,150 0,138 23; 1970
3200 38 0,218 0,225 0,160 64; 1976
3200 61 0,188 0,161 0,103 20; 1969
40 0,229 0,215 0,2,0* 79; 1979
40 0,269 0,300 0,240 27; 1970
3200 38—52 0,222 0,240 0,155 92; 1981
93
Рис. 70. Водометный движитель конструкции Ф. П. Михеева для мотора «Ветерок-12».
1 — съемная решетка; 2 — водозаборник, нерж, '.таль 6 = 1,5; 3 — редуктор «Ветерка-12»; 4 >— обтекатель из листа дюраля; 5 — фланец крепления стакана ведущей шестерни; 6 — стакан; 7 — шарикоподшипник; 8 — сальник; 9 — муфта; 10 — штифт 0 5;//— напорная трубка системы охлаждения; 12 — гребной винт; 13 — спрямляющий аппарат (6 лопаток из нерж, стали 6 = 1,5); 14 — обтекатель,пенопласт.
Управление катером в этой конструкции осуществляется обычным балансирным рулем, установленным за вертикально расположенной парой лопаток спрямляющего аппарата (рис. 69). Реверсивная заслонка закреплена на шарнире к кормовой кромке реверсивной коробки. На переднем ходу она удерживается в закрытом положении с помощью двух пружин. При повороте руля на 60—90° он перекрывает площадь сечения реверсивной коробки и под действием повысившегося здесь давления воды заслонка открывает выход струе в сторону носа под днище катера, обеспечивая торможение катера и задний ход. В этой конструкции катер на заднем ходу не управляется.
94
В табл. 8 приведены данные ряда водометных движителей, которые могут быть • использованы для предварительного подбора элементов водомета.
Существует несколько промышленных разработок и любительских конструкций водометных движителей, скомпонованных с обычным подвесным мотором. За рубежом освоен серийный выпуск ряда моделей подвесных водометных моторов, однако в нашей стране разработанные и испытанные опытные образцы в производство внедрены на были.
Среди любительских, водометных приставок к подвесному мотору наиболее целесообразна конструкция Ф. П. Михеева, в которой максимально использованы детали серийного мотора «Ветерок-12» (рис. 70). В частности, использован штатный редуктор, который крепится к дейдвуду мотора с помощью специального фланца, что позволяет при необходимости за 10—15 мин вновь вернуться к винтовому варианту. Водовод и конусное сопло изготавливаются сварными из 1,5-миллиметрового листа нержавеющей стали. В сопло ввариваются шесть лопаток спрямляющего аппарата, которые в центре крепятся к ступице. Ротор изготовляется из штатного винта мотора «Ветерок-8» путем протачивания его до диаметра 155,5 мм и обрезки ступицй ГГ<У ДЖНОб 50 мм.
Вновь изготавливаемыми деталями силовой передачи являются стакан с верхним подшипником и сальником для входного вала редуктора и шлицевая муфта для соединения валов. В связи с тем, что штатная помпа системы охлаждения удаляется, забор воды в систему осуществляется под действием напора в сопле водомета.
Лодка «МКМ», оснащенная этим мотором, развивает скорость до 22 км/ч с нагрузкой 450 кг. Передняя верхняя кромка водозаборника при установке на лодку располагается ниже уровня днища на 25—30 мм, а самая нижняя точка — на 110—120 мм. Наклон входного отверстия водозаборника исключает подсасывание лодки к грунту, а при движении на волнении препятствует подсасыванию воздуха в движитель.
Воздушный винт
Воздушные винты на катерах применяются сравнительно редко-И это неудивительно: плотность воздуха в 840 раз меньше, чем воды. А поскольку как гребной водяной, так и воздушный винт работают на реактивном принципе, то тяга и эффективность воздушного винта зависят главным образом от того, какая масса воздуха и с каким ускорением отбрасывается назад. Чем больше масса и выше скорость потока воздуха за винтом, тем большую тягу развивает движитель. Поэтому воздушный винт приходится делать намного большего диаметра, чем водяной, и сообщать ему гораздо более высокую частоту вращения, чтобы получить сравнимую тягу. И даже при этом редко удается добиться достаточно высокого КПД движителя.
Кроме сравнительно низкой эффективности и больших габаритов, воздушные винты имеют и другие недостатки. Так, их работа сопровождается повышенной шумностью; чтобы исключить вероятность травмирования водителя или пассажиров, винт необходимо защищать надежным ограждением. И тем не менее, в ряде случаев именно воздушный винт может оказаться самым удобным (если не единственным) вариантом движителя, для катера. Речь идет о самых мелководных или заросших водорослями реках и озерах, где не пройти даже водометному катеру. Кроме того, воздушные винты незаменимы для судов-амфибий, в частности — судов на воздушной подушке.
Обычно диаметр воздушного винта даже при мощном двигателе не превышает 2,5 м. Ориентировочно его можно определить по формуле
D______w* - м
0,0524 п ’
где wk — окружная скорость конца лопасти, м/с; п, — частота вращения винта, об/мин.
95
Рис. 71. Зависимость среднего коэффициента подъ ем ной силы от окружной скорости.
Рис.. 72. График для выбора углов установки лопасти в зависимости от расстояния сечения от оси вращения.
Чаще всего на лодках применяют двухлопастные винты, обладающие более высоким КПД, чем трех- и четырехлоластные. Однако при необходимости получить большую тягу при малой скорости число лопастей может быть увеличено.
Лопасти выполняют с плоско-выпуклым сегментным или авиационным профилем g относительной толщиной 6 = 0,10-ь 0,20. Целесообразно использовать винты с узкими лопастями, причем ширину лопасти на радиусе 0,75/? шах можно рассчитать по формуле
1067 во,?6- k-Cy-D-wk
где Т — тяга винта, кг; Сд — средний коэффициент подъемной силы данного профиля, определяемый по графику (рис. 71) в зависимости от wk-
Тяга двухлопастного винта может быть определена по формуле
Т = 0,75 у/N2-D2 кгс.
Полученная ширина лопасти должна соответствовать выбранному диаметру винта: 0,08 b/D 0,12. Если относительная ширина лопасти не укладывается в рекомендуемые пределы, следует взять другую ширину лопасти, изменив частоту вращения. Рекомендуются винты с постоянной шириной по всей длине лопасти и с широким прямоугольным концом. По радиусу относительная толщина лопасти изменяется: у ступицы она принимается равной 0,18-ь 0,20; на радиусе 0,75/?тах — 0,10-ь 0,13; на концах лопастей — 0,07-ь 0,10. Большие относительные толщины целесообразно применять на тихоходных винтах с окружной скоростью конца лопасти до 180 м/с.
Шаг винта или средний угол установки сечения, расположенного на радиусе 0,75/?тах, относительно плоскости вращения винта, можно определить по формуле
1030Т 200 р Г
Ч>0’’5- k-b0f76.D.wk + Dwk ,5‘
Углы установки остальных сечений фн лопасти определяют по относительной величине <р, снимаемой с графика, представленного на рис. 72;
Фн = фо,7Б*О»О1<р.
Необходимость получить тягу достаточной величины заставляет использовать воздушные винты большого диаметра или повышать частоту их вращения. Однако увеличение диаметра ограничивается по конструктивным соображениям и ввиду возможного чрезмерного увеличения массы винта, а повышение частоты вращения вызывает резкое снижение КПД винта. Желательно, чтобы значение не превышало 250 м/с.
96
Рис. 73. Толкающий деревянный винт для двигателя мощностью 20 кВт Н5 л. с.) при 3000 об/мин. При 0,75/? Н = 0,53 м.
Воздушные винты для катеров чаще всего выполняют деревянными, клеенными из реек. Чертеж такого вида приведен на рис. 73. Рекомендации по расчету и конструированию воздушных винтов можно найти в книге И, Н. Ювенальева «Аэросани» (М., ДОСААФ, 1962).
Ключи к экономии горючего
Задачи по всемерной экономии энергетических ресурсов, поставленные перед народным хозяйством в XI пятилетке, обязывают и конструкторов малых судов, и тех, кто осуществляет их эксплуатацию, вести интенсивный поиск путей наиболее рационального использования топлива при выполнении основных функций, для которых предназначены те или иные суда. Не могут оставаться в стороне от решения этой проблемы и владельцы сотен тысяч прогулъчно-туристских моторных лодок и малых катеров.
На первый взгляд, вклад любителей отдыха на воде в общегосударственное дело экономии горючего может показаться более чем скромным. Действительно, известно, например, что в США, где зарегистрировано около 10 млн. моторных лодок, катеров и яхт, на нужды этого огромного флота расходуется не более 0,5 % общей цифры годового потребления топлива всеми отраслями промышленности и транспортом. Однако, если представить эти же 0,5 % в абсолютных цифрах, то это означает более 3 млн. т нефти! При таких масштабах разговор об экономии представляется более чем своевременным.
Однако та же проблема может рассматриваться и в другом аспекте. Сезон интенсивного использования прогулочно-туристских судов длится от трех до пяти месяцев — в зависимости от климатических условий. За это время каждой моторной лодкой или катером расходуется от 500 до 2000 л бензина. Стоимость этого количества горючего в сумме с другими сопутствующими расходами на содержание судна составляет заметную долю в статье расходов семейного бюджета, связанной с отдыхом. Очевидно, что в сокращении расходов на топливо хотя бы на одну пятую часть — 20 % — заинтересован каждый владелец «моторки» или катера.
Цифра 20 % названа отнюдь не случайно. Опыт показывает, что в среднем именно столько горючего может быть сэкономлено за навигацию, если будет выполнен комплекс мероприятий по доводке корпуса, двигателя и гребного винта, вполне осуществимый для судоводителя-любителя. Конечной целью работы является достижение максимальной скорости при минимальном расходе горючего. При доводке лодки и мотора стремятся к тому, чтобы топливо сжигалось в цилиндрах двигателя с наивысшей отдачей энергии, т. е. использовалось для дви-
4 П/р Г. М. Новака 97
жения судна. Путей для успешного решения этой задачи несколько — и важно использовать до конца все из них. Определенное значение имеет грамотная эксплуатация мотора и вождение лодки с учетом гидрометеорологической обстановки.
1. Соответствие мощности двигателя лодке. Чаще всего причиной излишнего расхода горючего является чрезмерная мощность двигателя, несоответствующая обводам корпуса лодки.
Прежде всего это касается туристских катеров с типично водоизмещающими обводами корпуса, переоборудованных, например, из спасательных шлюпок или ялов. Подобные суда рассчитаны на плавание с относительно невысокой скоростью; для них характерны круглоскулые обводы с сужением ватерлинии и подъемом линий батоксов в корме (часто они имеют острую корму вельботного типа — без транца).
Как уже рассматривалось, в разделе «Ходкость» (см. стр. 35), при определенной скорости V = 5,25 VL км/ч (L — длина корпуса по ватерлинии), образуется большая поперечная волна. Значительная часть мощности двигателя (а вначит, и горючего) затрачивается на ее поддержание. При этом, чтобы повысить скорость судна, скажем, еще на 10%, потребуется увеличить мощность двигателя минимум в 1,35 раза (мощность повышается пропорционально кубу увеличения скорости).
Эта особенность присуща всем лодкам е водоизмещающими обводами. Оптимальным для них режимом эксплуатации является плавание при V = 4 VL км/ч, которую можно достичь, располагая мощностью от 1,5 до 3,7 кВт (2—5 л. с.) на каждую тонну водоизмещения (большая цифра относится к катерам с длиной по ватерлинии 7—9 м, у которых площадь смоченной поверхности на метр длины корпуса больше и соответственно возрастает сопротивление трения). К примеру, шестивесельный ял с L = 5,9 м лучше всего эксплуатировать на скорости V = = 4 Кб,9 = 10 км/ч с двигателем мощностью 4,4—7,4 кВт (6—10 л. с.); расход горючего на километр пути составит при этом около 350 г. Для эксплуатации на скорости 16 км/ч потребуется установка на яле двигателя мощностью 29 кВт (40 л. с.), причем расход горючего возрастет более чем вдвое и составит около 800 г/км.
Однако вопрос выбора оптимального режима двигателя для каждого конкретного судна лучше всего решать, располагая определенными точными данными. Их можно получить при помощи нескольких простейших приборов для измерения скорости (спидометра), частоты вращения двигателя (тахометра), расхода горючего (мерного сосуда), угла дифферента и секундомера. Спидометр может быть заменен манометром низкого давления, шкала которого имеет разметку в единицах скорости (см. стр. 312). При необходимости скорость можно вычислить по среднему времени пробега мерного участка длиной 500 м или более, расположенного на водоеме с достаточной глубиной (не менее 4—5 осадок судна). Для нейтрализации влияния ветра и течения делаются обычно один за другим два пробега — в прямом и обратном направлении.
Получить полную информацию о работе двигателя можно, сделав три—четыре пробега при разных числах оборотов двигателя (например, 50, 60, 80 и 100 % номинальной частоты вращения, обозначенной в паспорте двигателя). Вместо топливного бака к системе питания двигателя подключается стеклянный сосуд с нанесенными на стенке делениями, позволяющими делать отсчет расхода горючего, или же любой сосуд точно измеренной емкости.
Часовой расход горючего определяется по формуле
п W-y
Q = ——1—L КГ/Ч, t
где V — объем мерного сосуда, см3; у — объемная масса топлива, г/см3; t — замеренное время расходования горючего из сосуда, с.
Для большей наглядности результаты испытаний следует представить в виде графика зависимости скорости судна и часового расхода горючего от числа оборотов двигателя (рис. 74). Рассмотрение этого графика позволит, во-первых, установить наиболее экономичный режим движения судна; во-вторых, определить, 98
Рис. 74. Типичные кривые зависимости скорости хода V, часового расхода горючего G и дальности плавания d (пройденные км на 1 л израсходованного горючего) от числа оборотов двигателя водоизмещающего судна с нормальной мощностью механической установки. Испытывалась 10,2-метровая моторно-парусная яхта водоизмещением 5,5 т, оснащенная дизелем мощностью 34,5 кВт
(47 л. с.).
соответствует ли выбранному режиму гребной винт. В большинстве случаев графики показывают,, что нет никакого смысла во что бы то ни стало «выжимать» из двигателя полные обороты, поскольку самый «последний» километр в час скорости обходится очень дорого.
Для судна, результаты испытаний которого представлены на рис. 74, наиболее экономичным режимом является плавание при 1800 об/мин, что соответствует скорости хода 9,8 км/ч и расходу горючего 3,1 л/ч. При этом достигается максимальная дальность плавания — 3,6 км на 1 л израсходованного горючего. На максимальной мощности (п — 2500 об/мин) скорость судна повышается всего на 1,8 км/ч при почти удвоившемся расходе горючего. _
Чрезмерный дифферент на корму (более 4°), скорость, превышающая 6 VL км/ч, частота вращения двигателя менее 70 % номинальных оборотов при почти полном открытии дроссельной заслонки карбюратора и повышенный расход горючего свидетельствуют о том, что двигатель более мощный чем нужно, а гребной винт «тяжелый». В этом случае стоит подумать о замене двигателя менее мощным или ограничить эксплуатационную мощность имеющегося двигателя и установить понижающий редуктор на гребном валу; затем следует подобрать оптимальный винт.
Если же при полном открытии дросселя двигатель развивает номинальные обороты, а скорость катера далека от предела 5,25 L км/ч, это означает, что гребной винт «легкий» и следует его заменить другим — с большим диаметром и (или) шагом.
На глиссирующих судах выбор двигателя (подвесного мотора) следует проверять точно так же, как на водоизмещающих. Можно считать, что лодка начи-
4* 99
Рис. 75. Результаты испытаний глиссирующего катамарана длиной 4,1 м с подвесным 25-сильным мотором. Удельная нагрузка — 8 кг/л. с.; гребной винт D = 237 мм, И = = 228 мм.
наел глиссировать при V = = 9 VL км/ч, однако наиболе9 экономичной эксплуатация глиссирующего судна становится на почти вдвое более_высокой скорости V = 15 |/^L км/ч.
Если фактическая скорость лодки во время испытаний оказывается где-то в области переходного к глиссированию режима, т. е. V = (6-F10) И L км/ч, может оказаться целесообразной замена мотора более мощным с тем, чтобы увеличить скорость — вывести лодку на экономичный режим высоких скоростей выше 15 КL км/ч. А в ряде случаев может больше устроить эксплуатация судна, наоборот, на меньших скоро* стях — в режиме водоизмещаю-щего плавания при использовании двигателя меньшей мощности. Решающими факторами
здесь являются: максимальная нагрузка при выходе в плавание; протяженность типичного маршрута — средний километраж, и время, которое можно затратить на прохождение этого маршрута. Если время плавания не лимитировано, а нагрузка невелика, то владельцу «Ладоги-2», например, имеет смысл оставить на транце один 30-сильный мотор вместо двух; на «Крыме-3» можно с успехом плавать под одним «Ветерком» и т. д.
Типичные зависимости расхода горючего, скорости и угла дифферента для глиссирующей лодки представлены на рис. 75. Хорошо заметен момент выхода на чистое глиссирование при частоте вращения 3500 об/мин, соответствующей скорости 26 км/ч (13 Kt). В диапазоне скоростей 26—34 км/ч дальность плавания мотолодки изменяется незначительно: от 3,6 до 3,3 км/л.
2. Гребной винт. После определения (в первом приближении) оптимальной мощности двигателя, соответствующего возможностям данного корпуса, необходимо сделать правильный подбор гребного винта — за счет этого можно получить большой процент экономии горючего. Только при оптимальном винте двигатель может развивать номинальные обороты, отдавая при этом полную мощность с наивысшим КПД (см. стр. 78).
Владельцу легкой мотолодки необходимо обзавестись комплектом сменных винтов, рассчитанных на плавание с несколькими типичными вариантами нагрузки — от самой малой, налегке, до полной. Следует проверить эффективность этих винтов и получить данные о расходе горючего при испытаниях лодки на мерной линии.
Штатные винты подвесных моторов мощностью 15—22 кВт имеют шаг 280— 300 мм; это дает оптимальные результаты только на относительно быстроходных легких лодках с умеренной килеватостью днища. С нагрузкой 4—5 человек и для лодок, имеющих повышенную килеватость днища, такие винты оказываются «тяжелыми»; двигатель не развивает полной мощности, а поскольку пытаются «выжать» скорость и полностью открывают дроссельную заслонку, опережение зажигания перестает соответствовать частоте вращения коленчатого вала, сгорание топлива в цилиндрах получается неполным.
Установка в подобных случаях более легких винтов с шагом 260—230 мм или со слегка подрезанными по диаметру лопастями может дать прирост скорости от 10 до 45 %, Соответственно падает и расход горючего на пройденный километр.
100
Рис. 76. Мелочи, которые дорого обходятся: толстый дейдвуд на катере (а) и брусковый киль на мотолодке (б) могут стать источниками вихрей, снижающих КПД гребного винта; виг — исправление дефектов.
Вопрос подбора оптимального гребного винта к судну при определенной его нагрузке достаточно сложен. Но даже в том случае, когда нет возможности заменить гребной винт, совершенно необходимо поддерживать в хорошем рабочем состоянии тот винт, который стоит на судне. Зазубрины и отгибы металла на острых кромках лопастей, сильная деформация лопастей, небрежное литье — все это потери КПД, пренебрегать которыми нельзя!
Гребной винт должен быть в идеальном состоянии; все неисправности нужно немедленно ликвидировать. Желательно тщательно отполировать поверхности нового винта, предварительно опилив литейные выступы (в местах перехода ступицы в лопасти), имеющиеся на некоторых винтах заводского изготовления.
Важны и условия работы винта. Надо, чтобы на гребной винт попадал поток, не возмущенный какими-либо выступающими частями корпуса — наружным килем, толстым дейдвудом или кронштейном гребного вала. Завихрения потока, срывающиеся с этих деталей, могут послужить причиной снижения скорости вдвое, а иногда и втрое, хотя двигатель будет развивать полные обороты. В данном случае топливо тратится на бесполезное перемешивание воды, насыщенной пузырями воздуха (рис. 76).^
Отрицательное воздействие наружного брускового киля несложно нейтрализовать, срезав его — сведя на нет — на длине не менее 500 мм от транца, или сместив подвесной мотор от ДП к какому-либо борту. На толстом дейдвуде можно срезать и скруглить углы; иногда удается увеличить расстояние от кромки лопасти до ахтерштевня. Поперечным сечениям стоек кронштейна нужно придать обтекаемый профиль, а если кронштейн сделан из некорродирующего материала —
101
Рис. 77. График зависимости изменения скорости и дифферента от частоты вращения двигателя для катеров различных типов.
отполировать его. Важно, чтобы между лопастью гребного винта и стойкой кронштейна оставался зазор 15-=-20 % D, а между днищем и краем лопасти — 10-5-20 % D, где D — диаметр винта.
Стоит проверить, не прорывается ли воздух к ступице винта по перу руля, если оно выступает за транец катера; это может явиться причиной поверхностной вентиляции гребного винта, снижающей его КПД.
3. Состояние поверхности корпуса. Качество отделки днища на большинстве даже новых лодок далеко от идеального, если только речь идет не о пластмассовом корпусе, отформованном в полированной матрице. А ведь шероховатость днища, увеличивая сопротивление
1 глиссирующего; 2 — полуглиссирующего; трения, может существенно повы-з — водоизмещающего. сить затраты мощности двигателя
на движение судна.
Именно поэтому при самостоятельной постройке или ремонте лодки не стоит
жалеть времени на шпаклевку и последующую зачистку поверхности днища сначала крупной, а затем мелкой шкуркой. На глиссирующих лодках в наиболее тщательной отделке нуждается кормовая треть днища, а на водоизмещающих катерах, наоборот, носовая половина корпуса, в районе ламинарного пограничного слоя (см. стр. 30).
Наносить краску лучше пульверизатором, дающим тонкий равномерный слой; каждый слой краски следует шлифовать мелкой шкуркой. Последний слой желательно нанести необрастающей краской. Так как лодки большую часть времени находятся на стоянках (чаще всего на мелководных и поэтому хорошо прогреваемых солнцем заливах и гаванях), днище сравнительно быстро обрастает водорослями и ракушками, особенно в южных районах страны. Уже через месяц вследствие обрастания скорость лодки может снизиться на 5—10 %. Поэтому и рекомендуется периодически очищать днище жесткой щеткой с мыльным рас-
твором.
Для снижения сопротивления трения необходимо самым тщательным образом обработать и окрасить перо руля, подводную часть подвесного мотора, кронштейн гребного вала.
На деревянных и пластмассовых глиссирующих судах нужно обратить особое внимание на состояние острых кромок — углов скулы и транца. При необходимости надо заполнить имеющиеся выбоины и задиры эпоксидной шпаклевкой и заострить кромки.
Всякий пучок брызг, вырывающийся вверх из-под скулы, — это бесполезные затраты энергии, которую можно использовать для создания дополнительной подъемной силы. В ряде случаев целесообразно поставить скуловые брызгоотбой-ники или продольные реданы.
4. Нагрузка. Сопротивление воды движению глиссирующей лодки в большой степени зависит от водоизмещения, поэтому для повышения фактической скорости и снижения расхода топлива важно всегда эксплуатировать лодку с минимально возможной нагрузкой. Перед каждым выходом необходимо тщательно осмотреть имеющееся на лодке имущество и все лишнее оставить на берегу, памятуя о том, что каждые 25 кг груза «съедают» 0,75 кВт (1 л. с.) мощности двигателя и около 0,5 л бензина в час.
Очень часто выходят на прогулки с излишним запасом горючего, пустыми канистрами, ненужными в данном случае спальными мешками, палатками и т. п. На многих судах стоит заменить громоздкие решетчатые деревянные пайолы облег*
102
ченными (например, трехслойной конструкции — из фанеры и пенопласта). Перед выходом в плавание следует удалить из лодки дождевую воду, ведь ее может оказаться не одно ведро!
5. Ходовой дифферент. Известно, что для каждого моторного судна, особенно глиссирующего, существует оптимальный ходовой дифферент на корму, при котором сопротивление воды оказывается минимальным (см. стр. 37).
В начальный период разгона — при преодолении «горба» сопротивления — дифферент глиссирующего судна сильно увеличивается и может превысить 14° (рис. 77). Если судно спроектировано правильно и снабжено надлежащим гребным винтом, то по достижении номинальных оборотов двигателя, оно «кладет нос» на воду; при этом дифферент уменьшается до 2—5°. Если при полном открытии
дросселя ходовой дифферент остается слишком большим, необходимо его уменьшить. Только за счет уменьшения дифферента на полном ходу иногда удается повысить скорость на 40 % при одновременном снижении расхода горючего на 1 км пути до 20 %. Несколько меньший эффект получается в тех случаях, когда приходится не уменьшать, а увеличивать первоначальный дифферент до оптимального: прирост скорости обычно не превышает 10 %.
Практическая работа по доводке дифферента может быть выполнена на мерной линии. Прибор для измерения угла дифферента — клинометр — представляет собой изогнутую по дуге окружности стеклянную трубку, заполненную подцвеченной жидкостью и снабженную точной шкалой (рис. 78). Перемещение пузырька воздуха в трубке указывает угол дифферента. Перед началом опытных пробегов клинометр устанавливают параллельно ватерлинии. Может быть использовано и любое другое приспособление (например, на основе отвеса-маятника), позволяющее замерять углы с точностью до 0,5°.
Контрольные пробеги делают при разных числах оборотов двигателя и разных вариантах размещения пассажиров и основных грузов в катере, замеряя скорость, ходовой дифферент и часовой расход горючего. При помощи этих графиков можно установить наивыгоднейшее для каждой скорости размещение пассажиров, запаса топлива, походного снаряжения и т. п.
На рис. 79, например, представлены кривые изменения расхода горючего при трех вариантах размещения пассажиров на 7,5-метровом катере, оснащенном двигателем мощностью 55 кВт (75 л. с.) с угловой колонкой. Наиболее выгодным оказывается размещение всех трех человек в кокпите у переборки каюты. При этом варианте на расчетной скорости 48 км/ч расход горючего примерно на 25 % ниже, чем при двух других — с более носовой или кормовой центровкой.
Если дифферент на полном ходу остается чрезмерно большим, несмотря на все перемещения экипажа и грузов, необходимо принимать конструктивные меры: установить транцевые плиты или подпорные клинья. Лучше всего — управляемые на ходу транцевые плиты (см. стр. 107). В начальный момент разгона таким плитам придают большой угол атаки и тем самым резко снижают дифферент; при этом сокращается время выхода судна -на режим глиссирования и уменьшается количество несгоревшего топлива, выброшенного двигателем при преодолевании «горба» сопротивления. По достижении номинальных оборотов двигателя угол атаки плит может быть уменьшен.
В небольших пределах ходовой дифферент можно регулировать, изменяя угол откидки подвесного мотора от транца: при поджатии мотора к транцу увеличивается момент сил, прижимающих нос лодки к воде; в случае откидывания мотора от транца дифферент увеличивается.
Плавание водоизмещающего катера с дифферентом более 4—5° недопустимо. В этом случае требуется изменить обводы кормы, установить в корме развитые глиссирующие поверхности или же ограничить эксплуатационную мощность двигателя. На таких катерах не рекомендуется загружать оконечности, поскольку это увеличивает продольный момент инерции судна, что сопровождается сильными
103
Рис. 79. Влияние размещения пассажиров на расход горючего. Нагрузка — 3 чел.
1 — 1 чел. сидит на палубе у форштевня, двое — вблизи миделя катера у поста управления; 2^1 чел. сидит на кормовом диване, двое —• у поста управления; <3 —3 чел. размещаются у поста управления; при этом варианте на расчетной скорости 26 уз расход горючего примерно на 25 % ниже, чем при самой носовой и самой кормовой центровке.
раскачиваниями при плавании на встречной или попутной волне. А при увеличении амплитуды килевой качки в вертикальные движения вблизи оконечностей судна вовлекаются большие массы воды, что опять-таки требует дополнительных затрат мощности двигателя и горючего. Поэтому тяжелые грузы — цистерны с водой и топливом, якорь, а также экипаж лучше сосредотачивать как можно ближе к миделю.
6. Эксплуатация двигателя. Мероприятия по повышению экономичности работы двигателя следует начинать с наладки системы зажигания.
Прежде всего необходимо проверить свечи. Их тип должен соответствовать рекомендуемому для данного двигателя, электроды должны быть исправными, зазор — правильно отрегулированным. Если после некоторого периода работы свечи оказываются сильно закопченными, это означает, что горючая смесь поступает в цилиндры слишком богатой. Если рабочая часть свечи становится сырой от топлива, это свидетельствует о том, что плохо
отрегулирована система зажигания или «тяжелый» гребной винт — с открытым дросселем карбюратора двигатель не развивает номинальных оборотов и горючее полностью не сгорает.
Затем необходимо проверить прерыватели магнето, отрегулировать их зазоры и опережение зажигания (лучше всего при помощи стробоскопа).
Топливная система всегда должна быть чистой, в соединениях шлангов не должно быть подсоса воздуха. Необходимо проверить уровень топлива в поплавковой камере карбюратора и состояние игольчатого клапана. Излишки топлива в поплавковой камере свидетельствуют о чрезмерном его расходе, особенно на режиме полного хода. В тщательной регулировке нуждаются главный жиклер и
жиклер холостого хода.
Определенное количество топлива пропадает при откидывании мотора при подходе к берегу или при подкачке топлива в поплавковую камеру карбюратора (этим, в частности, «грешит» карбюратор «Вихрей»). Во-первых, это — бесполезная потеря горючего; во-вторых, остающиеся после стоянки лодки радужные разводья на воде отнюдь не характеризуют владельца судна как друга природы. Для сбора излишков горючего полезно изготовить ванночку под карбюратор. При помощи резинового шланга ее следует соединить с топливным баком. Чтобы устранить утечку топлива через отверстие в крышке поплавковой камеры (для оси поплавка), необходимо сделать колпачок и приклеить его к крышке. В суфлирующее отверстие крышки и в воздушное отверстие системы подсоса стоит вставить трубочки (например, от пластмассовых стержней для шариковых авторучек), изогнув их таким образом, чтобы при откидывании мотора топливо не выливалось.
Важно использовать только чистое свежее топливо, тщательно и в нужном соотношении смешанное с маслом рекомендованного инструкцией типа. Если приготовленная смесь хранится долго, сернистые соединения, входящие в состав масла, постепенно ухудшают качество горючего; мотор на такой смеси работает менее эффективно. Недопустима [небрежность при заливке баков и канистр^ когда топливо проливается в лодку, на землю или даже в воду.
104
Противодавление на выхлопе довольно заметно сказывается на отдаваемой мощности мотора. С этой точки зрения, желательно, чтобы ось гребного винта подвесного мотора имела минимальное погружение под днищем лодки. Нижняя плоскость антикавитационной плиты мотора должна совпадать с наружной поверхностью днища, однако практика показывает, что моторы работают устойчиво при несколько большем погружении винта, определить которое можно опытным путем, подкладывая под струбцины планки различной толщины.
При стационарной установке нужно обратить внимание на то, чтобы диаметр газовыхлопного трубопровода был достаточным, а его сопротивление, проходу выхлопных газов — минимальным.
7. Экономический режим эксплуатации. Экономическая скорость — это основной режим эксплуатации судна.
Как правило, карбюраторный двигатель наиболее экономичен при работе на 60 % максимальной мощности (именно мощности, а не числа оборотов). Это соответствует открытию дросселя карбюратора между 1/2 и 2/3 полного газа. Для подвесного мотора, имеющего номинальную частоту вращения 5000 или 4500 об/мин, экономический режим будет соответствовать примерно 4000 и 3600 об/мин. Именно на этом режиме рекомендуется длительная эксплуатация мотора, обеспечивающая максимальную дальность плавания. Более точно режим экономической скорости можно определить по данным опытных пробегов на мерной дистанции, как было описано выше.
В повседневной эксплуатации лодки определенное количество горючего можно сэкономить при довольно частых отходах от берега и подходах к нему.
Запустив мотор, нет смысла долго гонять его на холостом ходу, сразу же можно включать реверс.
На глиссирующей лодке дроссель достаточно открыть полностью только на время выхода на глиссирование; как только лодка приняла нормальный ходовой дифферент, можно убрать газ до экономического режима.
Водоизмещающие лодки набирают скорость медленно, поэтому открывать дроссель нужно постепенно, иначе в цилиндрах двигателя, работающего с перегрузкой, часть топлива не будет сгорать и станет выбрасываться из диффузора карбюратора. Подобным же образом нужно постепенно сбрасывать газ при подходе к берегу. Не стоит, например, включив задний ход, резко давать полный газ, чтобы погасить инерцию. Лучше заранее дать задний ход, постепенно увеличивая обороты, или же, включив нейтраль, пройти на холостом ходу до потери инерции и только затем отработать задним ходом на малых оборотах.
8. Судовождение. Довольно весомую экономию горючего (особенно в дальнем плавании) можно получить, если разумно управлять лодкой.
При выборе маршрута желательно избегать участков, где ветер и течение будут действовать против движения судна, где может встретиться большая волна. Для защиты от волны следует использовать рельеф береговой части, мысы и острова. При сильном боковом ветре лучше держаться ближе к подветренному берегу.
В открытом водохранилище встречный ветер и волна могут заставить судоводителя снизить скорость. В этом случае полезно помнить, что подвесные моторы на пониженных оборотах обычно расходуют горючего на 1 км пути относительно больше; при этом появляется опасность остаться посреди водохранилища без топлива.
Поднимаясь против течения по реке, лучше держаться ближе к отмелому берегу и в «тени» мысов, где течение слабее. При плавании вниз по реке, наоборот, стоит придерживаться стрежня.
Лишние изменения курса не только удлиняют путь, но и вызывают кратковременные падения скорости, при этом расход топлива незаметно повышается.
Экономию горючего дает и применение парусов, особенно на водоизмещающих катерах. Под парусом целесообразно идти не только в сильный попутный ветер. В комбинации с работой двигателя он позволяет разгрузить гребной винт и несколько повысить его КПД, особенно, если частота вращения гребного вала превышает рекомендуемые 1000 об/мин на каждые 15 км/ч скорости. Кроме того, парус стабилизирует лодку на курсе, демпфирует качку. Недаром в последние годы паруса вновь появляются в проектах рыболовных и даже транспортных судов.
105
Средства регулирования ходового дифферента
Оптимальный ходовой дифферент в зависимости от скорости глиссирующего катера или мотолодки поддерживается с помощью простых и эффективных устройств — транцевых плит.
В зависимости от способа установки угла атаки существующие конструкции транцевых плит можно разделить на плиты савтоматическим регулированием угла атаки (или стартовые плиты), управляемые дистанционно с поста рулевого на ходу катера (с помощью механических, электромеханических или гидравлических устройств) инеуправляемые плиты, угол отклонения которых устанавливается на стоянке.
При отклонении транцевых плит на угол а на них появляется дополнительная подъемная сила, направленная вверх, а также происходит перераспределение давлений на всем днище (рис. 80). По мере приближения к транцу поток воды, движущийся вдоль днища, подтормаживается, вследствие чего давление здесь заметно повышается. Величина дополнительной подъемной силы может достигать 40 % массы судна. В результате угол дифферента уменьшается при незначительном увеличении сопротивления воды на величину силы R.
В период выхода на глиссирование и в момент преодоления «горба» сопротивления гребной винт работает в «тяжелом» режиме, так как скорость еще не достигла величины, на которую рассчитан шаг винта, а сопротивление воды движению лодки выше, чем на расчетном режиме. Требуется определенное время, чтобы двигатель развил полные обороты. Чем больше в этот период дифферент лодки на корму, тем большее расстояние должно пройти судно, прежде чем оно выйдет на глиссирование с нормальной скоростью. При некоторых же обстоятельствах (например, при кормовой центровке, сильном обрастании днища) лодка может вообще не выйти на глиссирование.
Экипажи небольших мотолодок обычно «помогают» судну и мотору преодолеть «горб» сопротивления, перемещаясь в носовую часть кокпита и тем самым уменьшая дифферент на корму. Стартовые транцевые плиты уменьшают дифферент благодаря перемещению к корме результирующей гидродинамических сил, действующих на днище.
В качестве примера стартовых транцевых плит можно привести плиты типа «Аква стабс», запатентованные в США, и плиты голландской фирмы «Ден Оуден» (рис. 81). Принцип действия плиты типа «Аква стабс» следующий. Ось вращения
Рис. 80. Эффект от установки транцевых плит: а — силы, возникающие на плите; б — распределение гидродинамического давления на днище катера.
Рис. 81. Стартовые плиты типа «Аква стабс», гапатентованные в США (а)г и плиты голландской фирмы «Ден Оуден» (б).
106
4 плиты 5 расположена на некотором расстоянии от транца 1 таким образом, что на стоянке и малом ходу передняя кромка плиты упирается в штифты 2, установленные на боковых стенках 3. В момент, когда катер начинает движение, плита расположена под большим углом атаки, подъемная же сила действует в основном на переднюю часть плиты, поднимая корму катера. При повышении скорости точка приложения гидродинамической силы постепенно смещается назад и отклоняет плиту в оптимальное для полного
хода положение с уменьшенным углом атаки. Благодаря этим плитам существенно сокращается период разгона катера из положения «Стоп» до полной скорости и экономится моторесурс двигателя. Положение штифта 2 выбирается опытным путем для каждого катера; плиты изготовляются тяжелыми, с утолщением к задней
Рис. 82. Управляемая транцевая плита с гидравлическим приводом.
1 — алюминиевая плита; 2 — обтекатель из пружинящей пластины; 3 — пластиковый шарнир; 4 — основание* крепящееся к транцу; 5 — кронштейна 6 — масляный трубопровод; 7 — гидроцилиндр; 8 — магниевый протектор.
кромке.
Таков же принцип действия и плит «Ден Оуден» (рис. 81, б) с параллелограмм-ной подвеской к транцу. Рабочий угол атаки плиты фиксируется с помощью зубчатого соединения и гайки-барашка. На стоянке тяжелая плита также висит в воде под большим углом. Как только давление на нее достигает определенной величины, плита поднимается и остается в предварительно зафиксированном положении.
Плитами, представленными на рис. 82, управляют с поста рулевого с помощью гидравлического привода. Рабочая часть плиты выполнена из стальной пружинящей пластины, соединенной с алюминиевой плитой. Эластичный профиль, вставляемый в пазы пластин, играет роль шарнира
Достоинством управляемых плит является возможность настройки оптимального дифферента на ходу катера, во время разгона и при изменении нагрузки иля метеоусловий на акватории. Например, при выходе в плавание с полными запасами топлива плиты можно установить под большим углом атаки, чтобы погасить чрезмерный ходовой дифферент, возникающий в переходном к глиссированию режиме. Когда скорость катера повысится, угол атаки плит можно уменьшить. Если для улучшения управляемости судна при сильном волнении появится необходимость увеличить ходовой дифферент на корму, это также можно сделать с помощью транцевых плит, уменьшив их угол атаки.
Простейшие транцевые плиты, регулируемые только на стоянке и применяющиеся на небольших мотолодках и катерах, показаны на рис. 83. Плита состоит из алюминиевого угольника 1 и упругой пластины 2. Угол отгиба задней кромки пластины регулируется отжимными винтами 3. Для мотолодки длиной 4,5 м размеры плиты следующие: а = 150 мм; в = 75 мм; для катеров длиной 6,5 м а = 200 мм, в = 120 мм.
На крупных катерах применяются более сложные конструкции плит, регулировка угла атаки которых осуществляется с помощью винтовых упоров-талрепов. Расстояние от кормовой кромки плиты до транца рекомендуется принимать
Рис. 84. «Тримплен» — плита для регулирования дифферента мотолодок с подвесными моторами.
Рис. 83. Транцевая плита простейшей конструкции.
107
в пределах 2—3 % длины катера по ватерлинии, а ширину плиты — в пределах 1/4—1/5 ширины корпуса по скуле.
Еще одно устройство для уменьшения ходового дифферента — «Тримплен», выпускается в США специально для лодок с подвесными моторами (рис. 84). Это трапециевидная плита из легкого сплава, которая надевается на антикавита-ционную плиту мотора и крепится к ней четырьмя винтами. «Размах» плиты — 500 мм; меньший размер — 280 мм. Регулирование угла атаки осуществляется поджатием мотора к транцу лодки.
Глава III
ЛОДКИ И КАТЕРА СЕРИЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА
А, Моторные лодки
В настоящее время промышленность предлагает около 30 различных моделей моторных лодок, приспособленных для эксплуатации с подвесными моторами мощностью от 8 до 50 л. с. (5—37 кВт). С основными характеристиками этих моделей, а также нескольких лодок* ныне снятых с серийного производства, но получивших большое распространение благодаря массовому выпуску в предыдущие годы, можно ознакомиться по приводимому ниже каталогу. Для тех читателей, которые предполагают использовать публикуемые сведения для выбора лодки, советуем прежде всего четко сформулировать назначение и возможные способы использования будущего судна.
Прежде всего необходимо уяснить основное назначение лодки:
— Нужна ли она для рыбной ловли или охдты, кратковременных прогулок и выездов с семьей «на природу», длительных туристских походов?
— На какое число пассажиров и количество багажа надо рассчитывать? Каким должен быть уровень комфорта — нужны ли рубка и спальные места в лодке, тент, мягкие сиденья, дистанционное управление?
— Какую скорость рассчитывают получить и с каким мотором? Каковы будут при этом расходы на горючее?
— Каковы условия плавания в предполагаемом районе эксплуатации лодки?
— Где будет лодка стоять, как оборудовано место стоянки и зимнего хранения, как предполагается спускать лодку на воду и поднимать ее на берег? Придется ли перевозить лодку на суше, а если да, то как именно?
Выпускаемые промышленностью мотолодки можно условно разделить по их размерениям и уровню комфорта на три основные группы.
К первой можно отнести наиболее мореходные и комфортабельные суда, снабженные жесткими тентами или рубками («Москва-2», «Ладога-2», «Темп», «Сарепта»). Известным образом мореходные качества и уровень комфорта может характеризовать условный объем корпуса — кубический модуль М, равный произведению наибольшей длины лодки L на ее ширину В и на высоту борта на миделе /У, т. е, М = L'B'H) м3. Для рассматриваемой группы эта величина составляет обычно 6—7 м3.
Вторую группу составят достаточно комфортабельные и мореходные запа-лубленные лодки с кубическим модулем Л4 = 4,5-г-5,5 м3, снабженные обычно лобовым стеклом, складным тентом из ткани или имеющие модификации с жесткими рубками. Это «Прогресс», «Нептун-3», «Крым-3» и т. п.
И, наконец, к третьей группе можно отнести легкие лодки с ограниченным внутренним объемом (М = 3,5-г-4,2 м3) и невысоким бортом. Это различные модификации старой «Казанки», «Обь», «Неман».
Лодки первой группы благодаря высокому борту и обводам с достаточно большой килеватостью днища (или типа тримаран) могут эксплуатироваться на довольно крупных водохранилищах и морских заливах (разумеется, с учетом сказанного выше о заливаемости подвесных моторов.) Экипаж их в меныпей сте-108
лени зависит от берега, так как можно расположиться на ночлег прямо в лодке и, используя портативный камбуз, приготовить горячую пищу. Немаловажное значение имеет и наличие сухих мест для хранения походного снаряжения и одежды. Однако эти суда имеют значительную массу корпуса с оборудованием, превышающую 300 кг, и потому при установке одного мотора могут двигаться лишь в переходном к глиссированию режиме со скоростью около 20 км/ч. При установке второго мотора средняя скорость на переходе повышается до 38—40 км/ч, численность экипажа можно увеличить доЗ—4 чел. Полное водоизмещение в этом случае возрастает до 1000—1200 кг, повышается расход горючего на каждый пройденный километр пути, требуются частые дозаправки топливом.
Помимо высокой начальной стоимости — цена мотолодки с двумя подвесными моторами приближается к четырем тысячам, суда первой группы требуют значительных эксплуатационных расходов на горючее, стоянку, ежегодный спуск на воду и подъем на берег после навигации, окраску и пр. Разумеется, приобретать такое судно только для выходов на рыбалку вряд ли имеет смысл, зато оно удобно для непродолжительных походов и выездов в конце недели.
Лодки второй группы отличаются несколько меньшими размерениями, меньшей высотой борта, имеют открытый кокпит. Благодаря умеренной стоимости они широко применяются и в качестве варианта семейного автомобиля на воде, и для длительных путешествий с выходом в большие водохранилища и морские заливы (как правило, с экипажем в два человека), и для рыбалки на открытой акватории. При собственной массе с оборудованием 190—200 кг, нагрузке два человека, запасе горючего и походном снаряжении полное водоизмещение подобной лодки составляет немногим более 500 кг, так что при мощности мотора 18,5 кВт получается удельная нагрузка порядка 27—30 кг/кВт. Следовательно, лодка может устойчиво глиссировать, даже если на ней отправятся в поход два человека. Для скоростных прогулок компанией в четыре человека на лодку можно поставить второй мотор. При суммарной мощности 30—37 кВт скорость хода составит 38—42 км/ч.
Суда второй группы могут храниться как на воде, так и на берегу, куда лодку может поднять даже один человек с помощью несложных приспособлений. Стоимость судна с_одним мотором мощностью 22 кВт составляет около 2000 руб., если только оно “ не изготовлено из стеклопластика, что обходится владельцу дополнительно еще в половину этой суммы.
Лодки третьей группы чаще всего имеют минимальное оборудование, не снабжаются штатным тентом и рассчитаны на использование только с одним мотором. Масса такой лодки чаще всего не, превышает 150 кг, что делает ее удобной для хранения на берегу, перевозки на трейлере за автомобилем и в других случаях, когда владелец может рассчитывать только на свои собственные силы. По своим эксплуатационным качествам суда третьей группы не могут претендовать на плавание по большой волне в открытых водохранилищах, поэтому обычно имеют обводы корпуса с малой килеватостью днища. Вследствие простоты оборудования и сравнительной дешевизны, хранение этих лодок не представляет больших проблем для владельца. Они пригодны для рыбалки, прогулок налегке, катания на водных лыжах и часто используются для скоростных дальних спортивных плаваний и гонок на выполнение разрядных требований спортивной классификации. Стоимость судна с мотором — от 1300 до 1800 руб.
Такова, в самых общих чертах, оценка каждой группы, внутри которой будущему владельцу предоставляется возможность отдать предпочтение какой-либо конкретной модели в зависимости от качества исполнения, стоимости, внешнего вида, наличия оборудования и т. п.
«МОСКВА-2»
Основные данные
Длина наибольшая, м............... . . . . Г 5,11
Ширина наибольшая, м.............................. 1,98
Высота борта на миделе, м ........................ 0,86
109
Угол внешней килеватости днища у транца ... 14°
Водоизмещение полное, кг .... 1000
Масса с оборудованием и снабжением, кг . . , 390
Грузоподъемность, кг . . . ............ 400
Пассажировместимость, чел. .................. 4
Высота в каюте, м ............................... 1,25
Допустимая мощность мотора (моторов), кВт (л. с.) 44,1 (60)
Скорость хода с полной нагрузкой с двумя моторами мощностью по 18,4 кВт (25 л. с.), км/ч ... 36
Розничная цена, руб.............................. 3000
Проектант . . .... ЦКБ «Нептун»
Серийное производство мотолодки «Москва-2» (рис. 85) было начато с 1975 г. на трех предприятиях, размещенных в различных областях Советского Союза. Разрабатывая проект этой лодки, конструкторы предусматривали возможность ее эксплуатации в режиме глиссирования с полной нагрузкой при установке двух моторов мощностью по 17—22 кВт и в водоизмещающем режиме — с одним мотором мощностью 6—15 кВт. Кривые буксировочного сопротивления и потребной мощности мотора в зависимости от скорости при полном водоизмещении D = 960 кг приведены на рис. 86.
Рис. 85. Общее расположение мотолодки «Москва-2».
1,8^- блоки пенопласта; 2 — диван-койка; 3 — складной стол; 4 —подножка; 5— пульт управления; 6 — сиденье рулевого; 7 кормовая банка; 9 — подъемный рым; 10 откидной люк.
Рис, 86. Кривые буксировочного сопротивления R и потребной мощности двигателя Ne в зависимости от скорости V при полном водоизмещении мотолодки «Москва-2»
ПО
При установке одного мотора оптимальное его положение — на расстоянии 250 мм от ДП к левому борту. Такое размещение практически не сказывается на скорости и управляемости лодки. При установке «Ветерка-8» лодка с полной нагрузкой развивает скорость 9 км/ч; с мотором «Нептун-23»— 13—14 км/ч. Однако основным режимом использования лодки является глиссирование со скоростью свыше 30 км/ч, для чего необходима мощность не менее 25 кВт.
Корпус лодки имеет плоско-килеватые
Рис. 87. Теоретический корпус мотолодки «Москва-2».
обводы днища типа «моногедрон» с углом килеватости на транце 14° (рис. 87).
Обшивка корпуса, переборки, флоры и рубка изготовлены из алюминиево-магниевого сплава АМг5М (индекс М соответствует листам в состоянии отжига). Толщина обшивки днища — 2 мм; бортов, палубы и рубки— 1,5 мм. Набор изготовлен из профилей алюминиевого сплава марки АМг61. Соединения конструк-
ций корпуса выполнены на сварке и заклепках.
По длине корпус разбит на три отсека: форпик, каюту и кокпит. Каюта оборудована мягкими диванами и столиком. При устройстве на ночлег столик можно снять и убрать в рундук, а в проход между диванами уложить подушки кормового дивана из кокпита. На такой постели могут разместиться на ночлег 3—4 чел.
В крыше рубки имеется люк, обеспечивающий нормальную вентиляцию каюты. В переборке форпика также предусмотрен люк, что позволяет использовать этот отсек для хранения различного снабжения и имущества.
В кокпите размещаются два складных кресла, пульт управления лодкой и кормовой диван. В случае непогоды кокпит может быть закрыт тентом. При необходимости здесь могут расположиться на ночлег два человека на надувных матрацах; при этом кресла складываются и убираются в бортовые ниши. Для установки любого из типов выпускаемых в настоящее время ДУ (одного или двух комплектов) предусмотрено место в районе кормовой переборки каюты с левой
стороны от водителя.
Непотопляемость «Москвы-2» обеспечена блоками плавучести. При затоплении всех отсеков мотолодка остается на плаву, на ровном киле. Пассажиры, находясь за бортом, могут удерживаться за лодку.
Лодка оборудуется сигнально-отличительными огнями, питающимися от электросистемы подвесного мотора или аккумулятора, и рулевым устройством. В перечень снабжения входят спасательное кольцо с линем, черпак, флаг-отмашка, ремонтная аптечка и два весла-гребка.
Судно достаточно мореходно для использования его в прибрежных зонах морей и крупных водохранилищ. На стоянке лодка обладает валкостью. Кроме того, к недостаткам «Москвы-2» относят отсутствие термической изоляции рубки, что является причиной выделения в каюте значительного количества конденсата. Экономичность и скорость лодки могут быть повышены благодаря использованию грузовых гребных винтов уменьшенного шага.
«САРЕПТА»
Основные данные
Длина наибольшая, м ............................... 4,6
Ширина наибольшая, м .............................. 1,6
Высота борта на миделе, м ........................ 0,65
Угол килеватости днища у транца . 8,5°
Водоизмещение полное, кг ............ 825
Масса с оборудованием и снабжением (без мотора), кг......................................... . . 240
Грузоподъемность, кг ...................... . . 450
111
Пассажировместимость (без багажа), чел. t . , , 6
Допустимая мощность ПМ, кВт (л. с.) . . . 36,8 (50)
Скорость хода с полной нагрузкой с двумя моторами «Вихрь-25», км/ч . . .... 35
Розничная цена, руб..................... 2100
Проектант и изготовитель.................... Волгоградский
судостроительный завод
Корпус мотолодки имеет обводы типа «тримаран» с плоско-килеватым днищем в корме (рис. 88). Благодаря спонсонам судно имеет повышенную остойчивость на стоянке и на ходу (начальная поперечная метацентрическая высота при всех вариантах нагрузки превышает 1 м).
«Сарепта» оборудована жестким тентом — сдвижной рубкой, что позволяет сочетать преимущества судна открытого типа и каютной мотолодки. При прогулках в благоприятную погоду рубку можно снимать с направляющих полозьев и оставлять на берегу. Сдвинув рубку в корму в условиях плохой видимости и на волнении, можно управлять лодкой стоя, что нередко бывает необходимо для обеспечения безопасности плавания, например, при шлюзовании.
Рубка и складной брезентовый тент, который закрывает кормовую часть кокпита, позволяют быстро оборудовать уютную каюту, пригодную для размещения на ночлег трех человек. С этой целью сиденья легко можно превратить в койки.
Лобовые и боковые стекла рубки (плексиглас толщиной 5 мм) закреплены на уплотняющих резиновых профилях, что обеспечивает брызгонепроницаемость рубки.
Пост управления расположен у лобового панорамного стекла рубки. Ручной стеклоочиститель и зеркало заднего обзора создают дополнительные удобства водителю в сложных метеорологических условиях и при буксировке воднолыжника.
1 « люк в форпик; 2 носовая ручка швартовная утка; 3 лобовая стенка рубки;
4 ев поручень; 5 *=» сдвижная часть рубки; 6 мягкая спинка; 7 подмоторная ниша;
8 — ящик для швартовов.
112
Рис. 89. Скорость мотолодки «Сарепта» в зависимости от полезной нагрузки G и водоизмещения D при различных вариантах установки подвесных моторов:
1 — два «Нептуна-23»; 2 два «Вихря»; 3 — «Вихрь-30»; 4 *— «Вихрь-М».
В корму от сидений водителя и его напарника расположены продольные бортовые диваны-рундуки, в которых можно разместить походное снаряжение и запасы. У переборки подмоторной ниши находится поперечное сиденье, под которым размещается отсек для бензобаков. Четыре шкафчика-ниши в планширях и в приборной доске используются для хранения инструмента, запасных частей и мелких предметов снабжения. Имеется и носовой багажник, отделенный от кокпита водонепроницаемой переборкой. Попасть в него можно только через люк с герметичной крышкой, установленной на палубе перед лобовым стеклом. На стенках рубки предусмотрены крючки-вешалки для одежды.
Обшивка лодки изготовлена из листов алюмнниево-магниевого сплава толщиной 2 мм на днище (в носовой части — 2,5 мм) и 1,5 мм на палубе и бортах. Большинство соединений корпуса выполнены сварными и лишь в труднодоступных местах применена клепка. Продольные гофры по бортам, палубе, крыше и стенкам рубки позволили отказаться от продольного набора в этих конструкциях. Надежной выполнена конструкция транца, который рассчитан на два мотора мощностью по 18,4 кВт. С продольным набором днища транец соединен посредством трех бракет-книц; с бортами — стенками подмоторной ниши. Дубовая подмоторная доска дополни-
тельно крепится к бортам при помощи угольников.
В комплект снабжения, поставляемого вместе с лодкой, входят: забортный трап, якорь, насос, весло-гребок, брезент-кошма, спасательный линь, аптечка и якорный конец.
«Сарепта» — удобная лодка для дальнего туризма; ее можно использовать и как лодку-буксировщик воднолыжников, базу для аквалангистов, а также в качестве служебно-разъездного, спасательного или патрульного судна. Судно может эксплуатироваться в морской воде. Допускается выход на ней в водохранилища и морские заливы при высоте волны до 0,75 м.
Представление о ходовых качествах мотолодки при различных вариантах установки подвесных моторов дает рис. 89. Экономичным вариантом можно считать эксплуатацию «Сарепты» с одним «Вихрем-30» мощностью 22 кВт, под которым мотолодка с 4 чел. на борту устойчиво глиссирует со скоростью 30 км/ч. Расход горючего при этом составляет 0,37 л/км. Если на «Сарепту» ставится «Вихрь» мощностью 14,7 кВт, то оптимальным является гребной винт с шагом 240—264 мм, позволяющий выйти на глиссирование с нагрузкой 3 чел. При установке двух «Вихрей-М» (по 18,4 кВт) со штатными винтами 240x300 мм с 4 чел. па борту мотолодка развивает скорость 46 км/ч при расходе горючего около 0,62 л/км.
Для участия в соревнованиях под двумя 20-сильными «Вихрями» были использованы двухлопастные гребные винты диаметром 230 и шагом 350 мм. С нагрузкой 2 чел. и 70 кг горючего на борту мотолодка развила максимальную скорость 53,3 км/ч.
«ЛАДОГА-2»
Основные данные:
Длина наибольшая, м ........................... . 4,65
Ширина наибольшая, м . . ........................... 1,95
Высота борта на миделе, м............................ 0,88
113
Водоизмещение полное, кг........................ 940
Масса с оборудованием и снабжением, кг ..... 400
Грузоподъемность, кг . ........... 400
Пассажировместимость, чел. .............. 4—5
Допустимая мощность подвесного мотора, кВт (л. с.) 44,1 (60)
Скорость хода с полезной нагрузкой 400 кг, км/ч:
с двумя моторами по 18,4 кВт , 42
» » » по 22 кВт............... . 46
Скорость хода с полезной нагрузкой 200 кг, км/ч:
при мощности мотора 22 кВт . . 36
с двумя моторами по 22 кВ1 ... 52
Розничная цена, руб. . . . 3000
«Ладога-2» — стеклопластиковая мотолодка со сложными тримар энными обводами корпуса (рис. 90). Широкая, скругленная под большим радиусом, килевая часть днища представляет эффективную глиссирующую поверхность. Повышенная килеватость днища (до 20° на транце) способствует мягкому ходу на волне. Судно имеет высокую остойчивость на стоянке, которая обеспечивается благодаря спонсонам, имеющимся в носовой половине длины корпуса (рис. 91). Для облегчения выхода на глиссирование и устойчивого движения при большой нагрузке предусмотрен широкий уступ-брызгоотбойник по всей длине скулы. На бортах в кормовой половине корпуса отформован слом, на днище — по одному продольному редану на каждый борт от киля. Корпус формуется из стеклопластика на основе смолы НПС-609-21М, армированной стеклотканью Т-11-ГВС-9. Толщина днища и транца — 4 мм (семь слоев стеклоткани), бортов — 3 мм (пять слоев).
Рис. 90. Общее расположение мотолодки «Ладога-2».
1 —s подмоторная ниша; 2 — складной тент; 3 ** сиденье рулевого; 4 ветровой козырек; 5 *=> багажники; 5 ® диван-койка; 7 - кормовой диван; 8 *=* съемный столик;
• 9 » полка.
114
В районе ДП и килей спонсонов обшивка t____
днища усилена двумя дополнительными /"//ШИ
слоями стеклоткани по всей длине кор- V\|\ Тр ///п
пуса и [шестью слоями в носу — в р-не // !
шп. 1—3; это — существенная гарантия « 44-------/j
прочности при случайном наезде на пре- 1 пятствие или при подходе к необорудо-ванному берегу. 6
Набор корпуса состоит из двух дни- ДП
щевых стрингеров и нескольких шпан-
гоутов из сосновых реек, обформован- Рис. 91. Теоретический корпус мо-ных стеклопластиком. Между собственно толодки «Ладога-2»,
корпусом и секцией внутреннего дна вклеены блоки плавучести из пенопласта
ПС-4. Благодаря этому даже полностью залитая водой лодка остается на плаву. (В будущем предполагается заполнять междудонное пространство вспенивающимся пенополиуретаном).
Соединение секций корпуса и палубы-рубки выполнено на фланцах по привальному брусу при помощи 55 болтов; снаружи оно закрыто полиэтиленовым профилем, а изнутри для полной герметизации заклеено тремя слоями стеклоткани на эпоксидном связующем.
Открытая с кормы рубка, расположенная в носовой части лодки, рассчитана на кратковременное пребывание 3—4 чел. Пассажиры располагаются на продольных рундуках-диванах, имеющих мягкие подушки и спинки. Для устройства на ночлег можно закрыть центральный проход мягкими подушками — получится сплошное спальное место, на котором могут разместиться 3 чел.
Для хранения походного снаряжения оборудованы бортовые ниши, закрываемые спинками диванов, а также четыре вместительных багажника; два из них расположены в рубке. Багажник под кормовым сиденьем можно использовать для размещения походного снаряжения и запасов топлива, а на стоянке — для хранения подвесных моторов.
В непогоду кокпит закрывается складным тентом.
Транец мотолодки с самоотливным рецессом рассчитан на установку двух подвесных моторов суммарной мощностью 44 кВт.
Конструкторы «Ладоги-2» позаботились об улучшенном качестве отделки новой модели. Подволок каюты оклеен имеющим нарядный внешний вид звуко- и теплоизоляционным материалом — пенопленом. Внутренние стенки бортов имеют ворсовое покрытие, которое нанесено способом напыления в электростатическом поле.
«Ладога-2» показала неплохие качества при испытаниях на морской волне: лодка идет мягко — без резких жестких ударов, не забрызгивается. На ней разрешено выходить в плавание при волне высотой до 0,75 м.
Эксплуатация мотолодки возможна и при установке одного подвесного мотора мощностью 22 кВт с грузовым винтом, имеющим шаг 240 мм. Максимальная скорость с одним водителем при этом составляет 36 км/ч; с нагрузкой 200 кг — около 30 км/ч.
«Ладога-2» комплектуется рулевым устройством и дистанционным управлением моторами, откидным столиком, ветровым стеклом, тентом, съемным забортным трапиком, релингом, утками. В снабжение входят ремонтная аптечка^ спасательный линь, черпак, флаг-отмашка и весло-гребок.
«ТЕМП»
Основные данные;
Длина наибольшая, м . ............................. 4,65
Ширина наибольшая, м................................ 1,82
Высота борта на миделе, м........................... 0,76
Килеватость днища на транце.......................... 18°
Водоизмещение полное, кг ........................... 1026
8*
115
Масса с оборудованием и снабжением, кг . . . . 3?0
Грузоподъемность, кг ... 500
Пассажировместимость, чел. .......... 5
Допустимая мощность подвесного мотора, кВт (л. с.) 36,8 (50)
Скорость хода при полной нагрузке с двумя моторами мощностью по 18,4 кВт, км/ч .... . 38
Пластмассовая мотолодка «Темп» (рис. 92) поступала в широкую продажу в 1972—1976 гг. как модификация открытой шестиместной Мотолодки «Дракон». Лодка предназначена для дальнего туризма и прогулок по рекам и в прибрежной зоне водохранилищ и морей при удалении от берега до 3000 м и высоте волны до 0,5 м. В носовой части лодки оборудована рубка-убежище, открытая с кормы. Носовая палуба плавно переходит в приподнятую горизонтальную крышу рубки, закрытую от брызг ветровым стеклом; елевого борта ее кормовая кромка переходит в панель пульта управления. Палубная секция обрамляет кокпит с бортов по всей длине лодки, образуя ниши для хранения мелких предметов. За спинкой кормового сиденья в палубе отформована ниша для хранения дуг и полотнища тента, а в носовой части рубки — ящик-ниша для багажа.
Мотолодка оборудована мягкими сиденьями для 5 чел. и двумя мягкими матами, укладываемыми на спальные места в рубке-убежище. Два раздельных носовых сиденья могут быть легко превращены в постель в сочетании с трехместным кормовым сиденьем, у которого откидывается спинка.
Рис. 92. Общее расположение мотолодки «Темп».
1 подмоторная ниша; 2 — отсек для топлива; 3 —> кормовой диван; 4 — пульт управления; 5 ветровой козырек; 6 — рубка-убежище;/ 7 — ниша для мелких предметов;
8 = мягкие матрацы,
Рис. 93. Теоретический корпус мотолодки «Темп».
116
Корпус мотолодки имеет глиссирующие остроскулые обводы типа^«моногед-рон» (рис. 93) с продольными реданами. Благодаря значительной килеватости днища в корме и острым обводам в носовой части ударные нагрузки при ходе на волнении невелики. Кокпит хорошо защищен от забрызгивания.
Полностью залитая водой мотолодка остается на плаву в положении на ровный киль и поддерживает 5 чел., находящихся в воде. Блоки пенопласта расположены под палубой, за спинкой кормового дивана и под настилом внутреннего дна.
Благодаря высоким мореходным качествам лодка получила признание тури-стов-водномоторников, но выпуск ее был прекращен вследствие низкой рентабельности производства.
«ДЕЛЬТА»
Основные данные:
Длина наибольшая, м ............................... 4,63
Ширина наибольшая, м . . ................ 1,84
Высота борта на миделе, м.......................... 0,63
Угол килеватости днища у транца .................... 12°
Водоизмещение полное, кг ....................... 750
Масса с оборудованием и снабжением, кг........... 220
Грузоподъемность, кг ... . 400
Пассажировместимость, чел.............................. 5
Допустимая мощность моторов, кВт (л. с.)............ 44,1 (60)
Скорость хода с полной нагрузкой под двумя моторами «Вихрь-30», км/ч..................................... 45
Проектант и изготовитель — Ленинградский экспериментальный завод спортивного судостроения
Рис. 94. Общее расположение мотолодки «Дельта».
1 — кормовой багажник; 2 — бензобак; 3 —« горловина бензобака; 4 « рундук; 5 —> блок плавучести; 6 — ниша-ступенька.
117
Рис. 95. Теоретический корпус мотолодки «Дельта».
Пластмассовая мотолодка «Дельта» (рис. 94) предназначена для первоначального обучения и проведения тренировок воднолыжников, а также для судейства и обеспечения соревнований по гребному, водно-моторному и другим водным видам спорта. Мотолодка может быть использована также для служебных разъездов и в качестве прогулочного и туристского судна.
«Дельта» имеет просторный кокпит, оборудованный кормовым трехместным диваном и
двумя передними раздельными креслами. При необходимости диван и кресла раскладываются в удобные спаль-
ные места: спинка кормового дивана снимается и устанавливется перед его сиденьем, спинки кресел откидываются назад и фиксируются в горизонтальном положении. В основаниях кресел устроены рундуки; под диваном установлен топливный бак емкостью 100 л, заправочная горловина которого выведена на палубу. Дополнительные места для различного снаряжения имеются под носовой палубой, съемным пайолом кокпита, за спинкой кормового дивана, в борто-
вых нишах.
Обводы корпуса — плоско-килеватые со скуловым брызгоотбойником и продольными реданами (рис. 95). Для уменьшения забрызгивания бортам в носу придан значительный развал. Бортовые ветви шпангоутов — слегка вогнутые с небольшим уступом посередине высоты борта; благодаря этому повышается жесткость наружной обшивки.
Конструктивно корпус состоит из трех основных деталей: наружной обшивки, палубы и внутренней секции, отформованных из стеклопластика на основе смолы НПС-609-21М и стеклотканей марок Т-11-ГВС-9 и ТР-0,56-ГВС-9. Толщина корпуса на днище — 4—5 мм; на бортах — 3—4 мм; толщина палубной и внутренней секций — 2—3 мм. Внутренняя секция заменяет набор корпуса, обеспечивая его прочность и жесткость, служит основанием для монтажа оборудования. Палуба с корпусом соединена посредством склейки по фланцам, которые образуют линию борта. Снаружи соединение закрывается поливинилхлоридным профилем — привальным брусом.
На испытаниях «Дельта» с двумя моторами «Нептун-23» развила максимальную скорость 48,2 км/ч; с экипажем 5 чел. — 43,2 км/ч. Под двумя «Вихрями» мощностью по 22 кВт были соответственно получены скорости 50,5 и 45,5 км/ч. Мотолодка сохраняла скорость на всех курсах по отношению к волне высотой 0,5—-0,6 м; радиус циркуляции составлял 10—12 м.
«Дельта» поставляется только по заказам организаций.
«ВИШЕРА»
Основные данные:
Длина наибольшая, м .......................... 5,64
Ширина наибольшая, м................................ 1,80
Высота борта на миделе, м............. . . 0,82
Водоизмещение полное, кг........................... 1000
Масса с оборудованием и снабжением, кг ......... 295
Грузоподъемность, кг .... . . ........ 600
Пассажировместимость, чел ...... .... 6
Максимальная мощность ПМ, кВт (л. с.) ........ 8,8 (12)
Скорость хода с мотором «Ветерок-12», км/ч .... 9,5
Проектант — ЦКБ «Нептун»
118
Мотолодка «Вишера» (рис. 96) предназначена для семейного отдыха и путешествий с небольшой скоростью. Проект предусматривает сочетание экономичности эксплуатации с комфортабельностью при умеренной начальной стоимости лодки. Основной режим плавания — водоизмещающий, для этого достаточно мотора «Ветерок-12» мощностью 9 кВт (12 л. с.). При полной нагрузке на скорости 9,5 км/ч расходуется примерно 40 л горючего на 100 км пути.
Пост управления лодкой расположен в каюте, в которую можно попасть из кокпита или через откидывающуюся на крышу рубки створку лобового стекла. Каюта оборудована двумя продольными рундуками, образующими четыре сиденья; при необходимости их можно превратить в спальные места. В рундуки укладываются постельные принадлежности и одежда. Объемистый форпик, отделенный от каюты водонепроницаемой переборкой, служит багажником для походного снаряжения. В кокпите имеется кормовой диван; если его съемные подушки поместить между рундуками, можно получить третье спальное место. Подвесной мотор располагается в нише, которая закрывается крышкой. По бортам ниши предусмотрены места для размещения 10 канистр с запасом горючего.
Весь кокпит, включая моторцый и топливный отсеки, закрывается съемным тентом.
Корпус изготовлен из сваривающегося алюминиево-магниевого сплава. Для соединения листов применена аргоно-дуговая сварка; набор прикреплен к обшивке посредством контактной сварки. Рубка для удобства упаковки и транспортировки выполнена съемной и монтируется владельцем мотолодки. В корпусе закреплены блоки из пенопласта, обеспечивающие непотопляемость в аварийных случаях. Против отпотевания подволок каюты изолирован слоистым пластиком.
Снаружи корпус защищен от повреждений металлическим привальным брусом. В носу на палубе и в корме по бортам кокпита установлены релинги.
Мотолодка оборудована ходовыми огнями, питающимися от аккумуляторной батареи, дистанционным управлением поворотом, газом и реверсом подвесного мотора, ручным стеклоочистителем. В снабжение входят два весла-гребка.
119
Обводы корпуса — остроскулые, с подъемом скулы у форштевня и траппа, обеспечивают «Вишере» высокую остойчивость. Эксплуатация мотолодки допускается при волне высотой до 0,75 м.
Опытный образец «Вишеры» успешно прошел испытания в 1980—1981 гг.; освоение серийного производства этой мотолодки намечено в XI пятилетке.
ЛОДКА-ПАЛАТКА-ПРИЦЕП «ДОН»
Основные данные: В сборе Отдельно нос. секция
Длина наибольшая, ?л 5,06 3,02
Ширина, м . . . Высота борта, м: 1,8 1,75
в носу/корме 0,66/0,66 0,59/0,5
на миделе Осадка, м: 0,54 —
порожнем, но с мотором и топливом 0,13 0,13
с нагрузкой 0,21 0,21
Масса корпуса, кг 147 67
Масса порожнем (без мотора и топлива), кг 241 78
Допустимая грузоподъемность, кг 500 225
Пассажировместимость, чел Скорость с ПМ 22 кВт (без тента), км/ч: 5 3
с одним пассажиром 37 42
с полной нагрузкой Розничная цена, руб 30 2300 38
Судно допускается к эксплуатации при высоте волны не более 0,3 м
с удалением от берега не более 1 км
Складная мотолодка «Дон» (рис. 97) приспособлена для транспортировки в виде тележки-прицепа за легковым автомобилем и имеет широкий диапазон применения. Это и четырехместный домик, который можно установить на берегу или спустить на воду. С поставленной палаткой — это самоходная плавучая дача, рассчитанная на движение в режиме глиссирования с подвесным мотором мощностью до 22 кВт. Ее носовая часть может использоваться в качестве автономной и быстроходной 2,5-метровой мотолодки для прогулок, выездов на рыбалку, буксировки воднолыжника (рис. 98).
Отправляясь в отпуск с такой дачей-амфибией на буксире, автомобилист получает практически неограниченные возможности отдыха на воде и у воды — на лоне природы.
Кормовая секция плавдачи снабжена парой колес и дышлом. Крышей прицепа служит опрокинутая вверх дном — носом назад и закрепленная в этом положении двумя замками патефонного типа носовая секция, которая соединена с кормовой на шарнирах. При необходимости можно, сняв сиденья и пайолы, использовать и одну кормовую^секцию как тележку для хозяйственных нужд. При буксировке за автомобилем полная масса прицепа не должна превышать 1/3 массы тяговой автомашины (для «Жигулей» и «Москвичей-408», -412» — это 300 кг; для «ГАЗ-21 и -24» — 320 кг).
Подвеска колес — независимая рычажная с пружинно-гидравлическими амортизаторами обеспечивает мягкий ход и хорошую устойчивость при буксировке. Размер колеса модели В-19А — 5.00x10.0. После спуска лодки на воду колеса могут быть сняты вообще или зафиксированы в поднятом — откинутом вверх положении. Дышло имеет беззазорное сцепное устройство шарового типа; диаметр шара — 50 мм. Прицеп оборудован приборами световой сигнализации согласно действующим правилам Госавтоинспекции. Важными свойствами автоприцепа являются небольшие габариты и масса, широкая колея (1790 мм), малое удельное давление шин, большой дорожный просвет (275 мм) и задний угол свеса (21°), что
120
Рис. 97. Лодка-прицеп «Дон».
позволяет полностью использовать динамические качества легковых автомобилей и буксировать прицеп по дорогам всех категорий со скоростью до 70—80 км/ч.
Корпус судна изготавливается клепаной конструкции из дюралюминиевого сплава Д16, без продольного набора. Прочность обеспечивается продольными реданами, катамаранными обводами носовой секции и гофрами, выштампованными на бортах.
Рис. 98, Возможные варианты использования мотолодки «Дон».
121
Рис. 99. Теоретический корпус мотолодки «Дон».
В кормовой секции вдоль бортов размещены два мягких дивана (постоянные спальные места) с рундуками под ними, моторный отсек с нишей и местами для укладки бензобака и канистры. Имеются мягкое (треугольное в плане) сиденье для водителя и складной стол.
Носовая секция имеет мотор-
ный отсек и средний багажник, крышки которых лежат в одной плоскости с носовой палубой. Закрыв «вырез» в палубе (вдоль правого борта) двумя транцевыми плитами, здесь можно устроить еще два спальных места. Лодка оборудована рымами-утками, ручками для швартовки и подъема, носовым рымом. В моторном отсеке кормовой и на левой елани носовой секций
предусмотрены упоры и ремни для крепления топливных баков.
Тентовое устройство состоит из разборного трубчатого каркаса и полотнища из хлопчатобумажной ткани с водоотталкивающей пропиткой. Под тентом образуются две одинаковые «каюты» общей площадью 8,5 м2. Высота тента позволяет вставать в полный рост. В стенках сделаны большие окна из пленки, защищенные противомоскитной сеткой и шторами. В кормовой «стенке» и в обоих бортах сде-
ланы откидные пологи для входа.
Конструкция тента позволяет легко преобразовать его в навес без боковин, в тент только над кормовой секцией (с навесом или без него) и т. п. Соединения по стыкам полотнища выполнены на застежках «молния», пуговицах и кнопках. Сняв тент с носовой секции, ее можно превратить в открытую веранду.
Вдоль бортов носовой секции установлены жесткие поручни, а в комплекте снабжения лодки имеется непотопляемый трапик из трубок легкого сплава (нижняя его часть представляет, собой капроновую веревочную лестницу); это облегчает
подъем в лодку из воды во время купания.
Нормальная загрузка мотолодки — 4 чел.; можно перевозить и 6 чел., но скорость при этом падает с 30 до 20 км/ч. При эксплуатации лодки с полной нагрузкой под мотором мощностью 15 кВт рекомендуется использовать «грузовой» гребной винт (см. рис. 60).
Для согласования сложных катамаранных обводов носовой секции и плоско-килеватых обводов кормовой секции в туннель в районе шп. 4—8 устанавливается гидрощиток, сделанный непотопляемым (он же используется в качестве крышки, закрывающей отверстие между секциями в варианте автоприцепа, и в качестве столика при эксплуатации дачи на суше). Для защиты двигателя подвесного мотора от заливания на его дейдвудную трубу ставится сварной брызгоотражатель из легкого сплава.
Радиус циркуляции плавдачи с «Москвой-30» на полном ходу не превышает 15—17 м.
Носовая часть лодки имеет катамаранные обводы (рис. 99), прямоугольную в плане форму и, несмотря на небольшие размеры, вместительна: в ней свободно размещаются 3 чел. Лодка неплохо идет на веслах и под любым подвесным мотором мощностью до 22 кВт (30 л. с.), может перевозиться на крыше легкового автомобиля. С 30-сильным мотором мотолодка может буксировать воднолыжника. Радиус циркуляции ее — 10—12 м. Для устранения чрезмерного дифферента на корму применены транцевые плиты размером по 450x538 мм; они сделаны водо-измещающими и имеют объем по 16 л.
Носовую секцию могут переносить 2 чел.; это делает ее удобной при спуске на воду и подъеме, преодолении различных препятствий и т. п. Гермоотсеки между шп. 1—2 (170 л) и 6—7 (160 л) обеспечивают полную непотопляемость лодки: она удерживается на плаву вместе с двумя-тремя пассажирами даже при полном заливании корпуса водой или опрокидывании.
122
«КРЫМ-3»
Основные данные:
Длина наибольшая, м ................................. 4,70
Ширина наибольшая, м ..........................., . 1,80
Высота борта на миделе, м .......................... 0,80
Угол килеватости днища на миделе/транце ............ 1577°
Масса лодки с оборудованием и снабжением, кг 245
Грузоподъемность, кг ... ..... .... 500
Пассажировместимость, чел........................... 5
Допустимая мощность ПМ, кВт (л. с.)..................36,8 (50J
Скорость с полной нагрузкой с двумя моторами «Вихрь-Л4», км/ч.................................................. 39
Розничная цена открытого варианта стентом, руб...... 2200
Изготовитель — Пермский судостроительный завод «Кама»
Проект мотолодки «Крым-3» (рис. 100) разработан ЦКБ «Нептун». Корпус с остроскулыми выпукло-килеватыми обводами с умеренной килеватостью днища изготовлен из алюминиево-магниевого сплава АМгбВ клепано-сварной конструкции (рис. 101). Масса корпуса составляет 130 кг. В кокпите, имеющем размеры 3x1.58 м, размещены два продольных и один поперечный (в корме) рундуки. Бортовые сиденья-рундуки снабжены спинками, которые крепятся на шарнирах и при оборудовании спального места откидываются в сторону кормы — в проем между торцом бортового и кормовым рундуком. При этом образуются две койки длиной 1,75 м. В вертикальном положении спинки разделяют рундук на два сидячих места «спина к спине».
Рис. 100. Общее расположение мотолодки «Крым-3».
1 подмоторная ниша: 2 « складной тент; 3 =- окно в тенте из прозрачной пленки;
4 —» полочка-ступенька для выхода на палубу: 5 носовой багажник; 6 » форлюк;
7 » «форточка» в ветровом стекле; 8 » рундук*сиденье; 9 s кормовой диван; 10 — топливный отсек; 11 съемный столик.
123
Рис. 101. Теоретический корпус мотолодки «Крым-3».
Поперечный кормовой рундук между транцем с подмоторной нишей и переборкой на шп. 8 предназначен для хранения запаса топлива. Здесь можно разместить семь стандартных 20-литровых канистр. Крышка рундука покрывается сверху поролоновым матрацем и может быть заперта на замок так же, как и крышка люка в форпик. К нижней поверхности крышки крепится по-поход-ному съемный столик, который может устанавливаться на правом борту в проеме между бортовым и кормовым рундуками.
Посадка людей в лодку и высадка из нее предусмотрены через открывающуюся среднюю часть ветрового стекла — «форточку». Место водителя расположено на правом борту для компенсации крена лодки вследствие реактивного момента гребного винта на ходу с одним водителем.
Форпик, использующийся в качестве багажника, отделен от кокпита переборкой; загрузка его осуществляется через люк в палубе.
Лодка выпускается в двух вариантах: со складным тентом из ткани и с разборной рубкой из сплава АМгбМ. В тенте имеются кормовые и бортовые окна из прозрачной пленки, в передней его части сделан клапан, пристегивающийся на «молнии». Откинув клапан, можно выходить из лодки через «форточку» в ветровом стекле при поставленном тенте. Подуключины установлены перед ветровым стеклом. Грести можно, сидя на крышке люка форпика спиной вперед и опустив ноги на ступеньку в кокпите.
Лодка оборудована ходовыми огнями, на пульте управления предусмотрено гнездо для установки дистанционного тахометра и спидометра (прибор ТС, см. стр. 310). Непотопляемость обеспечена блоками из пенопласта, заключенными в полиэтиленовые чехлы и уложенными в форпике и в кормовом рундуке.
Жесткая рубка (масса в сборе — 30 кг) поставляется заводом в разобранном виде и монтируется покупателем на лодке самостоятельно с использованием винтов
Рис. 102. «Крым-3» с металлической рубкой (цена — 2450 руб.).
124
Таблица 9
Результаты испытаний мотолодки «Крым-3» с различными подвесными моторами и нагрузкой
Моторы Мощность, кВт (л. с.) Полезная нагрузка (без ПМ и баков), кг Скорость, км/ч
«Нептун-23» 16,9 (23) 180 30
«Вихрь-М» 18,4 (25) 350 26
2 X «Нептун-23» 33,8 (46) 180 43
2х «Вихрь-М» 36,8 (50) 500 40
«Вихрь-30» 22,6 (30) 180 40
с подобр. винтом 350 35
450 30
(рис. 102). Высота в рубке над пайолами — 1,2 м, над сиденьями — 0,95 м. При монтаже кормовая переборка рубки ставится на выгородку кормового рундука. В крыше на половине длины рубки сделан широкий люк, который закрывается откидывающейся в нос крышкой. К задней кромке этой крышки на петлях подвешена кормовая панель, закрывающая дверной проем в переборке рубки. Откинув панель наверх, а затем крышку* люка вместе с панелью, можно открыть весь кокпит; под крышей остаются только два передних места. Рубку можно закрыть на висячий замок.
Данные по замерам скорости лодки с различными моторами со штатными гребными винтами приведены в табл. 9.
Мотолодка «Крым-З» благодаря удачной планировке кокпита, его значительной площади (4,74 м2), наличию трех закрытых багажников общим объемом 0,84 м?, достаточно высоким мореходным качествам является хорошим вариантом лодки для дальних спортивных плаваний и туристских путешествий.
«ПРОГРЕСС-4»
Основные данные:
Длина наибольшая, м .......................... . 4,69
Ширина, м ......................................... 1,72
Высота борта на миделе, м............................ 0,69
Масса с оборудованием и снабжением (в зависимости от комплектации), кг............................... 220—283
Полезная грузоподъемность, кг......................... 475
Пассажировместимость, чел..................... . 5
Допустимая мощность ПМ (моторов), кВт (л. с.) . . 39 (53)
Стоимость, руб.: с полной комплектацией и тентом.................. 1450
с металлической рубкой ........... 1550
Скорость при полной нагрузке, км/ч: с мотором «Вихрь-М».............................. 32
с двумя моторами «Вихрь-М» .... ... 42
Корпус лодки клепаной конструкции из дюралюминиевых сплавов, с остроскулыми глиссирующими обводами (рис. 103). В носовой запалубленной части оборудован багажный отсек с люком на верхней палубе. В кормовой части находится моторный отсек, в котором свободно размещаются два стандартных 20-литро-125
Рис. 103. Мотолодка «Прогресс-4».
вых бака для горючего, инструмент и запасные части. Сверху отсек закрыт само-отливным рецессом. В транце установлен клапан слива воды с дистанционным
управлением из кокпита.
Лодка оборудована съемными креслами с мягкими подушками, складным тентом, ветровым стеклом со стеклоочистителем, рулевым устройством и дистанционным управлением газом и реверсом ПМ типа «Вихрь», ходовыми огнями. Предусмотрена также поставка в торговую сеть стоек с колесами и водила, с помощью которых лодку можно буксировать за легковой автомашиной. Стойки колес снабжены пластинчатыми пружинными амортизаторами.
Выпускается также вариант мотолодки «Прогресс-4Л» с жесткой рубкой из легкого сплава, которая при желании может быть смонтирована самостоятельно (для лодок моделей «Прогресс» и «Прогресс-2» прежних выпусков рубка не подходит по размерам кокпита). Размеры рубки в плане — 1,8х 1,3 м; масса — около 30 кг. В ее крыше предусмотрен открывающийся люк для водителя (рис. 104).
Непотопляемость лодки обеспечивается блоками пенопласта, которые размещены по бортам в корме и под палубой в носу. Полностью залитая водой лодка
находится в положении на ровный киль; запаса плавучести достаточно для поддержания около нее 5—6 чел. На транце может быть навешен как один ПМ, так и два, однако во втором случае требуется
Рис. 104. Каютный вариант «Прог-ресса-4».
смонтировать дополнительно второй комплект дистанционного управления газом и реверсом и штангу, соединяющую оба мотора для осуществления их синхронного поворота (см. рис. 282).
Лодка достаточно мореходна — на ней можно выходить в прибрежные зоны морей и водохранилищ при высоте волны до 0,75 м с удалением от берега до 3000 м, Правда, при плавании на волнении «Прогресс-4» забрызгивается, перегрузки на днище заставляют снижать скорость. Благодаря большой грузоподъемности и внутренним объемам «Прогресс-4» пригоден для дальних туристских путешествий
126
с экипажем в 2—3 чел. или для непродолжительных семейных плаваний с эки па жем 3—4 чел.
Основные проблемы, с которыми приходится сталкиваться владельцу лодки —. повышение ее экономичности и скорости за счет применения «грузовых» гребных винтов, установки двух моторов или подводных крыльев (см. стр. 200).
Скорость «Прогресса-4» с полной нагрузкой (5 чел.) с мотором «Вихрь-М» составляет 32 км/ч со штатным гребным винтом D = 240, Н = 300 мм. Максимальная скорость с этим мотором — 37км/ч. Соответствующие цифры при установке «Вихря-30» — 32 км/ч и 40 км/ч.
В качестве грузового для мотора «Вихрь-М» можно рекомендовать винт с шагом и диаметром по 240 мм, под которым скорость с полной нагрузкой повышается до 32—34 км/ч. Чертеж винта приведен на рис. 60. Для мотора «Вихрь-30» оптимален грузовой винт диаметром 240 и шагом 282 мм; скорость с полной нагрузкой повышается до 39,5 км/ч,
С двумя 25-сильными ПМ максимальная скорость «Прогресса» составляет 52 км/ч.
«ПРОГРЕСС-2>
Основные данные:
Длина наибольшая, м................................. 4,65
Ширина наибольшая, м ................................ 1,70
Высота борта на миделе, м ........................... 0,65
Масса мотолодки с оборудованием и снабжением, кг . . 223
Грузоподъемность, кг . . .................... 500
Пассажировместимость, чел..................... 5
Угол килеватости днища на транце ..................... 7°
Допустимая мощность ПМ, кВт (л. с.).................. 22 (30)
Розничная цена, руб.................................. 860
Технический проект мотолодки разработан в 1966 г. Л. П. Зимаковым (рис. 105). Отличается от последней модели — «Прогресса-4» — меньшей килеватостью днища, более низкой скулой у форштевня (рис. 106), меньшей на 25 см
Рис. 105. Общее расположение мотолодки «Прогресс».
I — водило для буксировки лодки sa автомобилем; 2 » горловина для осмотра отсека непотопляемости; 3 «люк в носовой багажник; 4 «утка-подуключина; 5.« Сиденье-Рупдук; 6 » колеса} 7 « съемный столик; 8 « складной тент; Р => моторный отсек.
127
длиной кокпита, гнутым стеклом «пано« рамного» типа, а также некоторыми деталями оборудования.
Ходовые качества и характер использования лодки в основном такие же, что и модели «Прогресс-4». В стоимость 860 руб. не входят дистанционное управление мотором, тент, мягкие подушки для сидений, колеса со стойками и водилом,
которые поставляются за отдельную Рис. 106. Теоретический корпус мо- плату.
толодки «Прогресс». Корпус — клепаной конструкции из
дюралюминия; толщина обшивки днища — 2 мм, бортов и палубы — 1,5 мм. Масса корпуса — 180 кг. Непотопляемость обеспечена герметичными отсеками, расположенными в носу и корме. В форпике предусмотрено размещение багажа. При гребле на веслах гребец размещается на откинутой в нос крышке багажника, спустив в него ноги. Благодаря этому достигается устойчивость лодки на курсе и удобство гребли.
У транца предусмотрен моторный отсек, в котором на ходу хранятся топливные баки, а на стоянке может быть уложен мотор. Сверху отсек закрывается дюралевой крышкой, которая может быть заперта на замок.
В кокпите размерами 1,3x2,15 м размещаются сиденья, обшитые сосновыми рейками. Спинки переднего сиденья съемные и используются при оборудовании кокпита под ночлег в качестве подголовников. По всей длине кокпита под палубой расположены две полки для хранения мелких вещей.
К числу недостатков лодки относятся забрызгиваемость при плавании в свежую погоду, отсутствие самоотливной подмоторной ниши, низкое качество ткани тента. Эксплуатация лодки допускается при удалении от берега до 3 км и высоте волны до 0,75 м.
«ДНЕПР»
Основные данные:
Длина наибольшая, м.................................. 4,40
Ширина наибольшая, м . .............. 1,59
Высота борта на миделе, м ........................... 0,68
Угол внешней килеватости днища у транца ...... 14,5°
Масса с оборудованием и снабжением, кг ...... 190
Полезная грузоподъемность, кг ......... 400
Пассажировместимость, чел. .......... 4-5
Допустимая мощность ПМ, кВт (л. с.)................... 22 (30)
Скорость с мотором «Вихрь-30» при полной нагрузке, км/ч 34
Розничная цена, руб.............................. ... 1060
Изготовитель — Судостроительное ПО, г. Херсон
Основная задача, которая ставилась при разработке этой мотолодки, — создание достаточно простого по конструкции глиссирующего судна, пригодного для эксплуатации на больших водохранилищах, для прогулок и туризма. В соответствии с этим корпус имеет остроскулые обводы с повышенной килеватостью днища и высоко поднятой скулой у форштевня. В носу и корме оборудованы герметичные отсеки, обеспечивающие непотопляемость. Имеется подмоторная ниша, в поддоне которой расположена крышка для погрузки в кормовой багажник бензобака и четырех канистр с запасом горючего. Кормовая переборка, отделяющая багажник от кокпита, препятствует распространению случайно разлитого здесь горючего по трюму. Второй багажник для походного снаряжения оборудован в носу (рис. 107).
128
9
10
Рис. 107. Общее устройство мотолодки «Днепр».
1 — отсек для топлива; 2 ручка для переноски лодки; 3 — крышка топливного отсека; 4 — самоотливнап ниша; 5 — кормовой диван; 6 — бортовой шкафчик; 7 — фанерный пайол; 8 сиденье водителя; 9 « багажник; 10 отсек непотопляемости.
Корпус изготовлен клепаным с обшивкой из дюралюминия Д16АТ и поперечным набором из сплава АМг. Продольная жесткость обеспечивается выштампован-ными гофрами по днищу и бортам. Толщина обшивки борта — 1 мм, днища, транца и палубы— 1,5 мм. Транец, выштампованный из листа алюминиево-магниевого сплава. Масса корпуса составляет 160 кг.
Лодка оборудована лобовым стеклом, двумя передними мягкими сиденьями и кормовым диваном. При устройстве на ночлег в лодке носовые сиденья раскладывают, между ними помещают спинку кормового дивана; таким образом получается мягкая постель для 2-3 чел. Бортовые шкафчики между пятым и шестым шпангоутами служат для хранения инструмента и мелких предметов. В носовой багажник легко попасть из кокпита, открыв крышку люка в переборке.
«Днепр» достаточно мореходен; его эксплуатация разрешена при высоте волны до 0,7 м при удалении от берега до 3 км.
Некоторыми недостатками лодки, обусловленными повышенной килеватостью днища, являются валкость на стоянке и длительный период разгона при выходе на режим глиссирования. Второй недостаток может быть нейтрализован установкой транцевых плит.
Максимальная скорость, развиваемая «Днепром» под мотором «Вихрь-М» мощностью 18,4 кВт (25 л. с.) со штатным винтом, составляет 37 км/ч. Скорость с 20-сильным «Вихрем» при полной нагрузке — 32 км/ч.
«КАЗАН КА-5М» И «КАЗАНКА-5» Основные данные:
Длина наибольшая, м.................................. 4,5
» габаритная с подмоторным кронштейном, м . . . 4,9
Ширина наибольшая, м ............................... 1,6
Высота борта на миделе, м .......................... 0,72
Угол внешней килеватости днища на транце ............ 50°
Масса с оборудованием, кг ........................... 190
Полезная грузоподъемность, кг ....................... 400
бп/рГ. М. Новакд 129
Пассажировместимость, чел................... .... 4
Допустимая мощность подвесных моторов, кВ г (л. с.) 40,4 (55)
Скорость хода при полной нагрузке с мотором 22 кВт, км^ч 34
Розничная цена, руб................................. 1150
Изготовитель — Авиационное ПО им. С. П. Горбунова, г. Казань
Мотолодка «Казанка-5» (рис. 108) выпускалась авиазаводом им. С. П. Горбунова в течение 6 лет, начиная с 1972 г. Судно проектировалось с расчетом на повышенную мореходность и комфортабельность при ограниченной мощности подвесных моторов, выпускаемых отечественной промышленностью. Для обеспечения возможности глиссирования с одним мотором мощностью 25—30 л. с. приняты обводы корпуса с относительно малой килеватостью днища у транца и с сильным заострением носовой оконечности (рис. 109). Следствием этого являются хорошие ходовые качества и малый дифферент при плавании с полной нагрузкой. При ходе на волнении, однако, лодка, врезаясь в волну, поднимает много брызг, которые ветром забрасывает в кокпит. Малый ходовой дифферент обуславливает увеличенную смоченную длину корпуса, поэтому максимальная скорость «Ка-занки-5» оказывается несколько ниже, чем других лодок аналогичных размерений.
Эксплуатация лодки допускается при удалении от берега до 3 км при высоте волны до 0,75 м. На модели «Казанка-5» разрешена установка одного мотора мощностью не выше 22 кВт.
Корпус мотолодки клепаной конструкции из дюралюминиевого сплава Д1АТ; помимо набора, жесткость днища и бортов обеспечивается благодаря штампованным рифтам и высадкам. Соединения листов обшивки по килю и на бортах
Рис. 108. «Казанка-5М».
/, 19 — швартовные утки; 2 — транец на всю высоту борта; 3 — штампованный коминго кокпита; 4 — крышки кормового багажника; 5 — стационарные кормовые сиденья? 6 — бортовые шкафчики; 7 — бортовые полочки; 8 — съемные носовые сиденья; 9 —• ДУ газом и реверсом мотора; 10 — панорамное ветровое стекло; 1i — гнезда для установки кнопок «Стоп»; 12 — штурвал; 13 — стеклоочиститель; 14 — переборка носового багажника; 15 — крышка люка носового багажника; 16 — ниши для мелких предметов; 17 — шкафчик в передней панели; 18 — носовой рым-ручка; 20 •— подмоторный кронштейн.
130
9 8 76 ДП
Рис. 109. Теоретический корпус мотолодки «Казанка-5М».
усилены прессованными профилями. Масса корпуса — 145 кг. Непотопляемость обеспечена блоками пенопласта, которые закреплены в носу и корме под палубой. В случае заливания волной лодка остается на плаву со всеми сидящими в ней пассажирами.
В модели «Казанка-5» мотор навешивается на выносном кронштейне. Такой вариант установки мотора имеет как преимущества, так и недостатки. Прежде всего — экономится место в кокпите. Благодаря кронштейну, на корме «Казанки-5» удалось оборудовать запирающийся багажник, в котором на стоянке можно хранить подвесной мотор. Проще стала конструкция кормовой части корпуса, так как отпала необходимость в самоотливной нише-— надводный борт на транце имеет достаточную высоту, чтобы исключить заливание водой. Несколько улучшилась центровка лодки благодаря выносу мотора (или даже двух) за транец.
К числу недостатков установки на кронштейне можно отнести увеличение габарита лодки по длине, неудобство обслуживания и ремонта, уязвимость мотора при щвартовке и худшую его защищенность от заливания волной, чем при установке в рецессе. Испытания варианта «Казанки-5», снабженной рецессом, показали не худшие, чем с кронштейном, ходовые качества, поэтому с 1978 г. начато освоение производства и этого варианта лодки. У модели «5М» выносной кронштейн рассчитан на установку двух моторов.
В форпике оборудован носовой багажник, отделенный от кокпита наклонной глухой переборкой. Для укладки вещей в него на палубе оборудован люк с крышкой, которая может быть заперта на замок. В кокпите устанавливаются 4 складывающихся мягких кресла; по бортам оборудованы полочки и шкафчики для мелких предметов. Кокпит закрывается тентом с отстегивающимися боковинами.
Оптимальным мотором для мотолодок «Казанка-5» и «5М» является 25-сильный «Вихрь-М». При использовании гребного винта с шагом 270 мм эти лодки развивают скорость с полной нагрузкой 34 км/ч. При этом расходуется 0,28—0,30 л горючего на пройденный километр пути. Для достижения максимальной скорости могут быть установлены два мотора «Вихрь-М» или «Вихрь-30» с гребными винтами, имеющими шаг 380 мм. В этом случае скорость с 2 чел. на борту составляет 52 км/ч.
«КАЗАНКА-2М»
Основные данные:
Длина наибольшая, м........... . . 5,0
» габаритная, м................................... 5,35
Ширина наибольшая, м............................ 1,6
Высота борта на миделе, м .......................... 0,8
Угол килеватости днища на транце . ................. 7°
Масса полностью снаряженной лодки, кг............... 250
Полезная грузоподъемность, кг ...................... 600.
Пассажировместимость, чел..........'................ 6
Допускаемая мощность подвесных моторов, кВт (л. с.) 36,8 (50)
Скорость при максимальной мощности, км/ч:
с полной нагрузкой........................... 45
с одним водителем ............................... 55
Изготовитель — Авиационное ПО им. С. П. Горбунова
«Казанка-2М» (рис. ПО) — самая крупная и вместительная йз выпускавшихся отечественной промышленностью мотолодок (в настоящее время снята с производства). Корпус лодки клепаной конструкции из дюралюминия имеет остроскулые
5* 131
Рис. 110. Схема общего расположения мотолодки «Казанка-2М».
глиссирующие обводы с «закрученным» днищем — с сильно изменяющейся килеватостью от форштевня к транцу (рис. 111). Благодаря увеличенной длине и малой килеватости днища в кормовой части судно обладает неплохими ходовыми качествами даже под одним мотором мощностью 22 кВт. Со штатным винтом на моторе «Вихрь-30» лодка развила на испытаниях скорость 26,7 км/ч с шестью и 38,3 км/ч с двумя пассажирами на борту.
Поперечный набор корпуса состоит из 10 шпангоутов; на днище, бортах и палубе выштампованы для повышения жесткости тонкой обшивки невысокие гофры. Герметичность заклепочных швов обеспечивается с помощью уплотнителей и шпаклевки. Герметичные форпик и ящик, расположенный в кокпите под двумя кормовыми сиденьями, с общим объемом около 380 л, обеспечивают непотопляемость лодки. Имеются два закрытых багажника — носовой для хранения походного снаряжения и кормовой — для топливных баков. На стоянке в кормовой багажник может быть заперт подвесной мотор.
Кокпит с размерами 2,48x1,13 м оборудован шестью мягкими сиденьями, которые раскладываются в два спальных места. Два средних сиденья складной конструкции могут быть убраны в багажный отсек. Под передними сиденьями оборудованы небольшие ящики для одежды и снаряжения. В кокпите и багажнике уложены съемные рифленые металлические пайолы. Лодки снабжались тентом, комплектом дистанционного управления мотором, ходовыми огнями, веслами.
Подвесные моторы устанавливаются на выносном кронштейне за транцем мотолодки, что позволило повысить высоту борта в корме. Однако вследствие короткого дейдвуда отечественных моторов это не решает полностью проблему обеспечения мореходности лодки — моторы на кронштейне легко заливаются попутной волной, хотя сама лодка благодаря высокому надводному борту, заостренным обводам в носу и высоко поднятой у форштевня скуле обладает хорошими мореходными качествами и может эксплуатироваться на волнении до 3 баллов.
При подкреплении корпуса и уменьшении пассажировместимости до 4 чел. на «Казанке-2М» может быть установлен автомобильный двигатель, что помимо повышения скорости улучшает мореходные качества и повышает надежность механической установки.
корпус мотолодки «Казанка -2М».
132
«НЕПТУН-3»
Основные данные:
Длина наибольшая, м................ . • .. . ... 4,21
Ширина наибольшая, м............................. ... 1,80
Ширина по скуле на транце, м ........................ 1,42
Высота борта на миделе, м ......................... 0,87
Угол килеватости днища у транца ................ ... 8°
Масса с оборудованием (без мотора), кг ... ... 200
Полезная грузоподъемность, кг ...................... 400
Пассажировместимость, чел......................... 5
Максимальная допустимая мощность ПМ, кВт (л. с.) 44,2 (60)
Скорость с двумя моторами «Вихрь-М» при полной нагрузке, км/ч ..................... ..........' 49
Розничная цена, руб.................................. 2150
Проектант — ЦКБ «Нептун»
Изготовитель — Сосновский судостроительный завод
Пластмассовая мотолодка «Нептун-3», выпуск которой был освоен в 1976 г., — комфортабельное и мореходное судно, приспособленное как для непродолжительных прогулок и воднолыжного спорта, так и для длительных путешествий (рис. 112). Она имеет высокий надводный борт, просторный кокпит с размерами 2х 1,5 м, уширенный обвод палубы у форштевня.
Обводы корпуса — изогнуто-килеватые, с умеренной килеватостью днища у транца, высоко поднятой скулой.у форштевня и значительным развалом бортов (рис. 113). Днище снабжено дцумя продольными реданами; на бортах имеется уступ, служащий брызгоотбойником и обеспечивающий жесткость обшивки. Просторная кормовая ниша рассчитана на спаренную установку подвесных моторов.
Кокпит оборудован сиденьями в виде боковых продольных рундуков, что дает возможность при необходимости устроить удобные спальные места для 3 чел.
12345 67
Рис. 112. Мотолодка «Нептун-3».
1 — стойка топового огня; 2 — самоотливная ниша; 3 — складной тент; 4 —- весло? е=- пульт ДУ; б = ниша для мелких предметов; 7 = крышка люка багажника.
133
Рис. 113. Теоретический корпус мотолодки «Нептун-3».
Длина рундука с уложенной в качестве изголовья спинкой сиденья — более 2 м, ширина — 0,55 м. В рундуках можно разместить снабжение и багаж пассажиров, рыболовные принадлежности. Под носовой палубой оборудован багажный отсек, отделенный от кокпита переборкой. Погрузка вещей в него осуществляется через палубный люк. Здесь можно хранить туристское снаряжение, а на стоянке—матрацы, сиденья и т. п.
Опущенный вниз столик-крышка, расположенный на кормовой переборке, служит крышкой люка в отсек под моторным рецессом, который предназначен для хранения бензобаков, канистр и инструмента. В закрытом положении столик можно закрыть на замок. Мотолодка комплектуется рулевым управлением. Рукоятка ДУ газом и реверсом моторов может быть закреплена на специальном кронштейне, установленном на продольном рундуке сбоку от водителя. Рядом с водителем находится пульт включения-выключения ходовых огней и зажигания мотора. Схема предусматривает подключение ходовых огней к системе освещения подвесного мотора.
Высота от сидений до верхнего полотнища складного съемного тента — 950—900 мм, что позволяет свободно перемещаться в лодке при поставленном тенте. В полотнище тента имеются боковые и кормовое окна из прозрачной пленки, а также клапан на кормовой части, позволяющий обслуживать мотор. Сложенный по-походному, тент укладывается на кормовую часть палубы.
Корпус мотолодки собирается из двух стеклопластиковых частей, формуемых в матрицах: наружной обшивки и палубы. Они соединены при помощи клея и винтов; место соединения снаружи закрывается пластмассовым привальным брусом. Жесткость обшивки корпуса обеспечивается благодаря продольным уступам на бортах, продольным реданам наднище и гофрам на палубе. Днище подкреплено продольным и поперечным набором, важными элементами которого являются степки рундуков, носовая и кормовая переборки.
Непотопляемость и аварийная остойчивость лодки обеспечиваются блоками плавучести из пенопласта, размещенными под палубой в носу и в кормовой части продольных рундуков.
Под мотором «Нептун-23» с «белым» винтом (Н = 220 мм) лодка уверенно выходит на глиссирование с полной нагрузкой, при этом скорость составляет 30 км/ч. С одним водителем на борту максимальная скорость достигает 39,5 км/ч. С мотором «Вихрь-30» «Нептун-3» с полной нагрузкой развивает скорость 35,6 км/ч. Средняя скорость с двумя подвесными моторами мощностью по 18,4 кВт в 110-километровых гонках на приз журнала «Катера и яхты» (2 чел. на борту) составила 50 км/ч; в гонке с полной нагрузкой — 44 км/ч. Естественно, в этих гонках использовались моторы с тщательно подобранными гребными винтами.
«КРЫМ»
Основные данные:
Длина наибольшая, м . .................... 4,20
Ширина наибольшая, м.............................. 1,55
Высота борта на миделе, м ........................ 0,65
Угол килеватости днища на транце.................. 4,5°
Масса с оборудованием и снабжением, без мотора, кг 190
Водоизмещение полное, кг . . .515
Грузоподъемность, кг ... . . .... 400
Пассажировместимость (без багажа), чел............... 5
Допустимая мощность ПМ, кВт (л. с.) ........ 22 (30)
Скорость с ПМ мощностью 22 кВт при полном водоизмещении, км/ч ... х .38
Розничная цена (в зависимости от комплектации), руб. 1150/1300
134
Рис. 114. Общее расположение мотолодки «Крым-М».
1 — носовой отсек непотопляемости; 2 — ветровое стекло; 3 — мягкие сиденья; 4 —* блоки из пенопласта; 5 — пайол; 6,— рундук для снабжения; 7 — рулевая колонка?
8 — пульт ДУ; 9 — тент; 10 — крышка топливного отсека; 11 — носовой багажник;
12 — шкафчик для мелких предметов; 13 — кормовой багажник; 14 — рым-ручка.
Мотолодка «Крым» (рис. 114), выпускаемая с 1970 г., предназначена для туризма и прогулок по рекам, прибрежным зонам водохранилищ и морей при высоте волны до 0,75 м и удалении от берега до 3000 м. В настоящее время начат выпуск модернизированной модели «Крым-М», отличающейся от первоначального проекта повышенной прочностью корпуса и дополнительными удобствами для экипажа. Корпус изготовлен из алюминиево-магниевого сплава АМг5, соединение деталей выполняется посредством контактной и аргоно-дуговой сварки. Материал корпуса обладает повышенной коррозионной стойкостью, благодаря чему лодка может эксплуатироваться в морской воде. Толщина обшивки днища — 2 мм, бортов и палубы — 1,5 мм. В конструкции широко применена штамповка листовых деталей. Набор корпуса в ранее выпущенной серии был выполнен по смешанной системе: с продольными стрингерами и шпангоутами; в модели «Крым-М» днище подкреплено исключительно штампованными шпангоутами П-образного профиля.
Выпукло-килеватые обводы днища с умеренной килеватостью и скуловым брызгоотбойником обеспечивают высокое гидродинамическое качество (рис. 115). Данные для подбора гребных винтов в зависимости от нагрузки для мотора «Вихрь» мощностью 14,7 кВт приведены на рис. 59.
В кокпите с размерами 2,05X1,3 м расположены мягкие сиденья. Носовые имеют две независимые спинки со съемными подушками; эти спинки могут быть откинуты вниз, например, для работы веслами. Спинка кормового дивана сплошная; откидываясь, она открывает доступ в кормовой багажник. Все сиденья легко снимаются. Уложив их на пайолы, можно быстро устроить мягкую постель на 3 чел.
У транца установлена водонепроницаемая переборка, ограждающая моторный отсек, который сверху закрывается крышкой. Переборка препятствует попаданию воды, загрязненной горючим, в кокпит лодки. Транец й переборка снабжены бы-строоткрывающнмися сливными устройствами, причем пружинную пробку в тран-
135
______ * це можно открыть на ходу мотолодки.
-/ В моторном отсеке можно хранить
У / у/li ' уложенный поперек лодки мотор ^^7/уз // «Вихрь» и бак к нему, причем крышку
zzxy / vAc можно запереть на замок. На ходу //1 - крышка укладывается под носовое
/у/сиденье.
____________-------------------. В форпике оборудован багажник •-----------------------------—-<• дЛЯ походного снаряжения, а над ним
небольшой рундук с крышкой.
Непотопляемость лодки обеспечи-
Рис. 115. Теоретический корпус мото- вается блоками пенопласта, закреп-лодки «Крым». ленными под кормовым сиденьем и
в носу около форштевня. Полностью залитая водой лодка остается на плаву в положении на ровный киль. В комплект снабжения входит дистанциоцдае—управление поворотом реверсом и газом подвесного мотора. Слева от рулевой колонки закреплена кнопка «стоп». Съемный тент из палаточной ткани используется в двух вариантах: в полуоткрытом варианте устанавливается только верхняя часть его для защиты от солнца. В непогоду к верхней части пристегиваются глухие боковины, снабженные окнами из прозрачной пленки. Плоское ветровое стекло имеет бортовые щитки, защищающие кокпит от забрызгивания.
Лодка комплектуется парой разборных весел с уключинами, черпаком, запасным днищевым блоком плавучести.
«ОКА-4»
Основные данные:
Длина наибольшая, м .................................. 4,25
Ширина наибольшая, м ................................. 1,48
Высота борта на миделе, м ............................ 0,71
Килеватость днища у транца ............................ 14°
Масса с оборудованием и снабжением, кг .............. 170
Грузоподъемность, кг 400
Пассажировместимость, чел. 4
Допустимая мощность ПМ, кВт (л. с.)................. 22,1 (30)
Скорость с мотором «Вихрь-М», км/ч:
с 1 чел....................................... 41,4
с полной нагрузкой .............................. 30,4
Розничная цена, руб....................'.............. 1000
Проектант ЦКБ —по судам на подводных крыльях
«Ока-4» — мотолодка того же класса, что и «Днепр», но с ограничением мощности подвесного мотора до 18,4 кВт и с меньшей комфортабельностью кокпита, В частности, отсутствует закрытый сухой багажник, нет спинок у сидений, отсека для хранения горючего (рис. 116).
Корпус лодки изготовлен из дюралюминия Д16АТ клепаной конструкции. Толщина наружной обшивки — 2 мм. Непотопляемость обеспечена кормовым и носовым блоками плавучести из пенопласта. Лодка оборудована съемным складным тентом и рулевым устройством, ветровым стеклом и мягкими диванами, под которыми имеются рундуки. Размеры кокпита 2,12Х 1,34 м.
Значительная килеватость днища обеспечивает «Оке-4» достаточную мореходность при плавании по большим рекам и в прибрежной зоне водохранилищ. Для устойчивого глиссирования с полной нагрузкой «Оке-4» необходим мотор мощностью 18 кВт, а при нагрузке в 300 кг достаточно «Вихря» мощностью 14,7 кВт. 136
«ЛАДОГА»
Основные данные:
Длина наибольшая, м................................... 4,16
Ширина наибольшая, м.................................. 1,54
Высота борта на миделе, м , . ............ 0,70
Килеватость днища у транца .... 10°
Масса с оборудованием (без мотора), кг .............. 215
Грузоподъемность, кг ..................... . . . . 400
Пассажировместимость, чел................. . . . . 4
Допустимая мощность ПМ, кВт (л. с.) .... 29,4 (40)
Скорость хода с полной нагрузкой, км/ч: с двумя 20-сильными моторами ..................... 46
с мотором «Вихрь-М»........................ .... 26
«Ладога» — прогулочная и рыболовная мотолодка, имеющая остроскулый корпус с умеренной килеватостью днища (рис. 117). При ходе на волне лодка испытывает несколько более жесткие удары в днище, чем, например, «Ока-4», однако благодаря меньшей килеватости «Ладога» обладает хорошей приемистостью и легко выходит на глиссирование м одним мотором мощностью 14,7 кВт (20 л. с.) даже при полной нагрузке, когда водоизмещение ее достигает 600 кг.
Корпус формуется из стеклопластика контактным методом и собирается из двух основных частей — корпуса и палубы, соединяемых между собой по линии привального бруса. Соединение снаружи защищено лакированным дубовым буртиком или пластмассовым профилем. Днище толщиной 4 мм подкреплено четырьмя фанерными флорами. Прочный транец, основу которого составляет лист 20-миллиметровой фанеры, рассчитан на установку двух моторов мощностью по 20 л. с. Непотопляемость обеспечена блоками пенопласта, расположенными под палубой в носу, по бортам от подмоторной ниши, а также на днище в кормовой части кокпита.
«Ладога» имеет удобный кокпит с размерами 1,95Х 1,25 м, в котором на ночлег могут расположиться 2-3 чел. Два передних мягких сиденья снабжены спинками;
137
два пассажира могут разместиться на кормовой полужесткой банке. В передней панели кокпита рядом со штурвалом имеется объемистая ниша для хранения фонаря, карты, отмашки — всего, что должно быть у водителя под рукой. В ненастную погоду кокпит плотно закрывается тентом из плащ-палаточной ткани. Судно оборудуется рулевым устройством и снабжается парой распашных весел. Ветровое стекло панорамного типа хорошо защищает пассажиров от брызг. Панолы изготовлены из фанеры толщиной 8 мм.
«Ладога» пригодна для эксплуатации в прибрежных районах моря и на крупных водохранилищах при высоте волны до 0,5 м. С одним «Вихрем» мощностью 14,7 кВт максимальная скорость лодки составляет 39 км/ч, с полной нагрузкой — 28 км/ч.
В настоящее время мотолодка .не выпускается.
«НЕПТУЫ-2»
Основные данные:
Длина наибольшая, м . . . . . .... . 4,03
Ширина наибольшая, м . . . .......... 1,65
Ширина по скуле на транпе, м .... 1,41
Высота борта на миделе, м ,ш . . . ..... 0,65
Угол килеватости днища на транце ...................... 8°
Масса лодки с оборудованием, кг ...................... 195
Грузоподъемность, кг . 400
Пассажировместимость, чел............................... 4
Допустимая мощность ПМ, кВт (л. с.)................... 29,4 (40)
Скорость хода с полной нагрузкой под мотором мощностью 18,4 кВт . ......... ..... 30
Проектант — ЦКБ «Нептун»
138
Р'ис. 118. Мотолодка «Нептун-2».,
1 — притупленный обвод палубы в носу; 2 — рифленый уч-асток палубы; 3 =- ниша для мелких предметов; 4 — лобовое стекло с металлическим обрамлением;. 5“ — раздельные мягкие сиденья; 6, — сплошной вклеенный в корпус настил; 7 — кормовой диван? 8 — съемная- спинка; 3 —самоотливная ниша; 10 — привальный брус из пластикового профиля;, 11 — обушок для съемного тента;, 12 — упор для ног.
Корпус мотолодки имеет изогнуто-килеватые обводы днища со скуловым брызгоотбойником и четырьмя продольными реданами, с повышенной килеватостью днища в носовой части и подъемоктскулы у форштевня. Корпус, изготовь ленный формованием контактным методом. в матрицах, собирается из. двух основных секций: собственно корпуса и палубы. Толщина наружной обшивки —5-6мм; палубы — 4 мм. Днище подкреплено деревянным килем и флорами. Непотопляемость обеспечена пенопластовыми блоками, закрепленными под палубой в косу и корме (рис. 118 и 119).
Лодка снабжается двумя мягкими креслами и съемным мягким, кормовым диваном, спинка которого- прикреплена к кормовому комингсу кокпита, рулевым устройством, складным тентом, ветровым стеклом, веслами-гребками.
С подвесным мотором мощностью 14,7 кВт (20 л. с.) «Нептун-2» глиссирует с 3 чел. на борту, развивая скорость 30—32 км/ч; максимальная скорость — 39 км/ч. Эти цифры могут быть повышены благодаря применению грузовых гребных винтов с шагом 240—260 мм (для моторов «Вихрь»). С двумя моторами мощностью по 14,7 кВт скорость лодки с одним водителем превышает 50 км/ч.
К недостаткам мотолодки любители дальних путешествий относят мелкий и недостаточно- просторный кокпит, отсутствие вместительных багажников для походного снаряжения и запасов горючего, большую массу корпуса. Поэтому лодку можно рекомендовать в основном как прогулочную, хотя ее мореходность (допускается эксплуатация при высоте волны до 0,75 м) достаточна для плавания в довольно суровых условиях. Достоинства судна обусловлены применением для его корпуса стеклопластика: «Нептун-2» элегантен, прочен, неприхотлив в эксплуатации.
В настоящее время мотолодка снята с серийного производства в связи с заменой новой моделью — «Нептун-3» (см, стр. 133).
Рис. 119. Теоретический корпус лодки «Нептун-2».
139
«ГАММА»
Основные данные:
Длина наибольшая, м , . ............................. 4,0
Ширина наибольшая, м . * . .......................... 1,6
Высота борта на миделе, м ♦ , ♦..................... 0,65
Угол килеватости днища у транца . . ........... 10°
Водоизмещение полное, кг............................. 620
Масса с оборудованием и снабжением, кг .............. 160
Грузоподъемность, кг . . . ,...........,............. 400
Пассажировместимость, чел. ............................ 4
Допустимая мощность мотора, кВт (л. с.).............. 36,8 (50)
Скорость хода с мотором «Вихрь-30», км/ч:
с одним водителем , . . . . ........... 52,5
с полной нагрузкой , . . '.................' . . 42
Проектант и изготовитель — «Ленинградский экспериментальный завод спортивного судостроения
Пластмассовая мотолодка «Гамма» (рис. 120) предназначена для обслуживания соревнований по гребному спорту и использования в качестве лодки тренера. В кокпите мотолодки, имеющем размеры 1,95Х 1,25 м, размещены четыре сиденья. Их расположение спинками друг к другу обеспечивает носовую центровку лодки, предпочтительную для данных обводов корпуса. Кресла могут быть разложены в два спальных места; под ними оборудованы вместительные рундуки. Для хранения мелких предметов могут быть использованы «карманы», имеющиеся между бортами и зашивкой кокпита. Стационарный топливный бак емкостью 50 л уста-
Рис, 120. Общее расположение мотолодки «Гамма».
1 — бензобак; 2 — откидной столик; 3 — бортовой карман; 4 = рундуки под сиденьями^ 5 — поручень-подножка; 6 <=> горловина бензобака.
140
новлён под рецессом у транца; от кокпита топливный отсек отделен откидной крышкой-столиком. Размеры рецесса позволяют устанавливать два подвесных мотора. Подпалубный объем в носовой части лодки используется для размещения снаряжения. От брызг и ветра пассажиров защищает гнутое лобовое стекло и высокие бортовые комингсы. Палуба в носовой части выполнена нескользящей, а кокпит вместе с комингсами и палубой отформован таким образом, что не требуется установка деревянных пайолов.
Обводы корпуса «Гаммы» — довольно сложные (см. рис. 35), с развитыми скуловыми спонсонами — переходного типа от «крыла чайки» к тримарану. При движении мотолодки в переходном режиме носовая волна гасится спонсонами, а кормовая волна имеет незначительную высоту вследствие малой ширины транца по скуле (1 м). На максимальной скорости волнообразование снижается благодаря отгибам скулы в кормовой части днища. Незначительная волна при движении «Гаммы» — несомненное достоинство лодки при обслуживании гребных соревнований и тренировок.
Днищевые ветви шпангоутов выполнены выпуклыми, что придает днищу хорошую жесткость. Для этого же, помимо повышения гидродинамического качества, предназначены два продольных редана.
Две основные секции корпуса — обшивка и палуба с кокпитом, формуются в матрицах с нанесением на рабочие поверхности форм декоративного слоя. Для формования применяется связующее на основе смолы НПС-609-21М и стеклоткань марок СЭ-01, Т-11-ГВС-9; 56-ГВС-9. Толщина наружной обшивки 3—4 мм; секции палубы — 2—3 мм.
Два продольных стрингера из стеклопластика, имеющие коробчатый профиль, приформовываются к днищу с помощью «мокрых угольников». Они придают также прочность днищу кокпита. Обе секции корпуса склеиваются между собою по бортовому фланцу и по верхней полке днищевого набора.
«Гамма» показала хорошие мореходные качества при испытаниях на волне высотой от 0,5 до 1,2 м. При ходе под любыми курсовыми углами к волне палуба и кокпит абсолютно не забрызгиваются; ударные перегрузки невелики.
Время разгона мотолодки до полной скорости составляет 4—10 с в зависимости от нагрузки; радиус циркуляции на малом ходу — 3—4 м, на полном — 8—10 м.
Мотолодка «Гамма» поставляется только по заявкам организаций.
<ОБЬ-М»
Основные данные*
Длина наибольшая, м ................................ 4,24
Ширина наибольшая, м................................ 1,52
Высота борта на миделе, м .......................... 0,61
Угол килеватости днища у транца........................ 4°
Масса с оборудованием и снабжением, кг ...... 170
Грузоподъемность, кг ... ......... 400
Пассажировместимость, чел........................... 4
Допустимая мощность ПМ, кВт (л. с.)................... 22 (30)
Скорость с ПМ мощностью 22 кВт с полной нагрузкой, км/ч 32
Розничная цена, руб.: с тентом . . ...................... 890
без тента......................................... 860
Изготовитель и проектант — Новосибирский авиационный завод им. В. П. Чкалова
Дюралюминиевая мотолодка «Обь-М» (рис. 121) выпускается с 1975 г. вместо мотолодки «Обь». При разработке обводов были использованы результаты модельных испытаний этой лодки, проведенных в бассейне ЦАГИ. Увеличена килеватость днища в носовой части, благодаря чему снизились ударные на-
141
Рис. 121. Дюралевая мотолодка «Обь-М».
1 — кормовой багажник; 2 —съемные мягкие сиденья; 3 — гнездо для установки тента; 4 — пайолы; 5 — зашивка пенопласта по бортам тонкими дюралевыми листами; 6 — шкафчик в передней панели; 7 — крышка люка в носовой багажник.
Рис. 122. Теоретический корпус лодки «Обь-М».
грузки при ходе на волнении (рис. 122). На «Оби-М» разрешается выходить при волнении до 3 баллов с удалением от берега на 3 км. Развитая вторая скула, заменившая наклонные були, обеспечила увеличение общей площади глиссирующих поверхностей, что в конечном итоге повлияло на улучшение стартовых характеристик лодки. При увеличении нагрузки вплоть до полной скорость лодки снижается незначительно — всего на 3—4 км/ч. Кроме того, появление второй скулы и значительное увеличение ширины по палубе в кормовой части корпуса существенно повысило безопасность плавания.
Корпус изготавливается из дюралюминиевых сплавов Д16 и Д1 клепаной конструкции. Система набора — смешанная. Обшивка и транец штампуются из листов толщиной 2 мм. В соединениях используется уплотнительная тиоколовая лента и замазка. Корпус собирается из двух секций: нижней и верхней (палубы); стык по всему периметру окаймляется прессованным профилем, который служит привальным брусом.
Непотопляемость лодки обеспечивается пенопластовыми блоками, уложенными вдоль бортов н в нижней части форпика.
Пространство под носовой палубой использовано под багажный отсек с герметически закрывающимся люком в палубе. Дополнительный багажный отсек выгорожен в корме. Он рассчитан на размещение штатного бачка и четырех 10-литровых канистр. Для доступа в этот отсек сделаны два расположенных по бокам от подмоторной ниши лючка, закрывающихся крышками.
Пассажиры размещаются на четырех мягких сиденьях, которые можно легко снять с лодки или разложить в спальные места. Расположение сидений можно регулировать, сдвигая их как по длине, так и по ширине лодки.
Лодка оборудована ветровым стеклом, съемным тентом и дистанционным управлением подвесным мотором, деревянными еланями. Боковины тента откидные; в скатанном положении они закрепляются лямками. В снабжение входят весла, спасательный линь, ремонтная аптечка.
Под мотором «Вихрь-М» скорость с одним водителем составляет 34—36 км/ч, а с полной нагрузкой 31—32 км/ч.
142
«ОБЬ»
Основные данные:
Длина наибольшая, м . 4,20
Ширина наибольшая, м . 1,45
Высота борта на миделе, м 0,55
Килеватость днища у транца 4°
Масса с оборудованием и снабжением, кг . 140
Грузоподъемность, кг. . . . 400
Пассажировместимость, чел 4
Допустимая мощность ПМ, кВт (л. с.) Скорость с мотором «Вихрь», км/ч: 18,4 (251
максимальная 40
с полной нагрузкой . . 34
Прототипом для создания лодки «Обь» (рис. 123) послужила пластмассовая мотолодка «ПК-5», проект которой был опубликован в сборнике «Катера и яхты», № 2, 1964 г. Благодаря отличным ходовым качествам и мореходности «Обь» быстро завоевала популярность среди любителей водно-моторного спорта и туризма в нашей стране. Она широко используется для дальних спортивных плаваний, соревнований, в качестве прогулочной и рыболовной лодки. Она отличается неприхотливостью в эксплуатации и сравнительно небольшой массой, облегчающей ее хранение на берегу.
«Обь» имеет остроскулый глиссирующий корпус с днищем «закрученного» типа с сужением кормы у транца и высоко поднятой скулой в носу (рис. 124). Важными элементами, повышающими остойчивость и мореходность лодки, являются бортовые наделки-були длиной по 2,5 м. Вместе с носовым герметичным от-»
Рис. 123. Мотолодка «Обь».
Рис. 124. Теоретический корпус лодки «Обь».
секом они обеспечивают непотопляемость лодки. Общий объем булей — 65 л, носового отсека — 200 л.
В кокпите размером 2,1X1,15 м расположены два двухместных мягких сиденья. В носовом отсеке имеется небольшой багажник. Для осмотра герметичного форпика в палубе предусмотрен лючок с герметичной крышкой, закрепляемой на винтах. Кокпит спереди защищен гнутым ветровым стеклом. У транца оборудована подмоторная ниша.
Корпус лодки клепаной конструкции изготовлен из листов дюралюминия Д16 толщиной 1,5—2 мм; герметичность швов обеспечивается прокладкой тио-коловой ленты.
Лодка поставлялась в торговую сеть без -тента и с минимальным снабжением. В настоящее время производство этой модели прекращено в связи с переходом на выпуск мотолодки «Обь-М».
«ВОРОНЕЖ»
Основные данные:
Длина наибольшая, м ...... . 4,2
Ширина наибольшая, м.................................... 1,5
Высота борта на миделе, м ............................ 0,674
Угол внешней килеватости днища: на миделе........................................ 17,3Q
.на транце........................................... 4°
Масса лодки с оборудованием и снабжением, кг . . . 152
Грузоподъемность, кг.................................. 400
Пассажировместимость, чел........................... 4
Допустимая мощность ПМ, кВт (л. с.)................. 22 (30)
Скорость с полной нагрузкой с мотором мощностью 18,4—
22 кВт (со штатным винтом), км/ч....................... 33
Розничная цена, руб................................... 680
Изготовитель и проектант — Воронежский авиационный завод
Мотолодка «Воронеж» (рис. 125) проектировалась как дешевое и неприхотливое в эксплуатации судно, которое должно заменить снятую с производства популярную «Казанку». В то же время требовалось создать надежное и безопас-
Рис. 125. Мотолодка «Воронеж»
144
АП
Рис. 126. Теоретический корпус лодки «Воронеж».
ное судно для эксплуатации с моторами мощностью до 30 л. с. в условиях плавания по рекам и водохранилищам. Соответственно этим главным направлениям конструкторы лодки, сохранив простоту конструкции и оборудования, что были присущи «Казанке», увеличили ширину и высоту надводного борта «Воронежа», снабдили лодку подмоторной нишей, видоизменили обводы корпуса, увеличив килеватость днища и сильно заострив носовую часть (рис. 126).
«Воронеж» имеет дюралюминиевый корпус клепаной конструкции, построен-
ный по смешанной системе набора — с продольными стрингерами и девятью шпангоутами.1 Обшивка днища изготовлена из 1,5-миллиметровых листов сплава Д1. Соединение днища и борта на скуле образует брызгоотбойник шириной 30 мм. Герметичность в соединениях обеспечивается прокладкой тиоколовой ленты и уплотнительной замазкой.
Для защиты днища от истирания при вытаскивании лодки на берег по килю приклепана наружная накладка. Детали корпуса анодируются, корпус целиком грунтуется и покрывается эмалью МЛ-152.
Непотопляемость обеспечивается блоками пенополистирола, размещенными под палубой в герметизированном форпике, а также в корме по сторонам подмоторной ниши.
В запалубленной носовой части лодки расположен небольшой багажный отсек, доступ в который осуществляется через закрываемый крышкой люк в переборке.
В кокпите с размерами 2,3X1,4 м установлены две поперечные банки для четырех пассажиров. От ветра и брызг пассажиров защищает плоское ветровое стекло. Предусмотрено оборудование лодки тентом и установка дистанционного управления подвесным мотором. «Воронеж» поставляется в торговую сеть с деревянными рейчатыми пайолами. В снабжение лодки входят весла, черпак, спасательный линь и ремонтная аптечка.
Т а б л и ц а 10 Результаты ходовых испытаний мотолодки «Воронеж»
Мотор Г ребной винт, м Частота вращения двигателя, об/мин Полезная нагрузка, кг Скорость,-км/ч
«Вихрь-30» 0,24X0,30 5000 100 43,9
0.24X0,30 400 35,6
0,24X0,30 5200 400 43,8
полированный
0,24X0,30 5000 400 41,2
» 5200 160 44,8
«Вихрь-М» 0,24X0,30 4900 100 40
0,24X0,30 — 400 33
«Нептун-23» 0,23X0,28 5100 100 39,9
0,23X0,28 — 400 33
0,24X0,30 5100 400 31
«Ветерок-12» 0,21X0,225 — 200 21,6
145
Благодаря большой ширине корпуса (1,37 м по скуле у транца) мотолодка обладает достаточной поперечной остойчивостью. При полном водоизмещении и расположении у одного борта груза 240 кг угол крена не превышает 1 Г, а минимальная высота надводного борта составляет не менее 200 мм. Заполненная водой лодка остается на плаву с 1 чел/., мотором и 40 кг груза в кокпите.
Результаты ходовых испытаний мотолодки с различными моторами, гребными винтами и нагрузкой приведены в табл. 10. Расход горючего при плавании под мотором «Вихрь-30» составляет от 0,29 до 0,34 кг/км.
Рекомендуемое использование — для прогулок и рыбной ловли на реках всех категорий при высоте волны до 0,5 м и с удалением от берега до 1 км. Для эксплуатации в морской воде лодка малопригодна вследствие низкой коррозионной стойкости материала корпуса.
«мкм»
Основные данные:
Длина наибольшая, м . . . 4,10
Ширина наибольшая, м . . 1,52
Высота борта на миделе, м ... 0,57
Угол килеватости днища у транца . 2°
Масса с оборудованием и снабжением, кг . . 150
Грузоподъемность, кг ... 400
Пассажировместимость, чел............................... 4
Допустимая мощность ПМ, кВт (л. с.)...................18,4 (25)
Скорость хода при полной нагрузке с мотором 18,4 кВт, км/ч................................................ 32
Проектант — Ярославский судостроительный завод
Выпуск дюралевой мотолодки «МКМ» (рис. 127) был начат в 1968 г. на нескольких судостроительных заводах. Благодаря более высокой остойчивости, прочности корпуса и высоте надводного борта эта лодка должна была заменить мотолодку типа «Казанка», оказавшуюся недостаточно безопасной при установке подвесных моторов мощностью свыше 12 л. с. В то же время конструкция корпуса и оборудование лодки были выполнены аналогичными «Казанке» — единственному в то время эталону промышленной мотолодки из легких сплавов, выпускаемой в СССР. Прототипом для теоретического чертежа послужила мото-
Рис. 127. Общее расположение мотолодки «МКМ».
146
Рис. 128. Теоретический корпус лодки «МКМ».
лодка «МК-29», имеющая плоско-киле-ватые обводы днища с малой килеватостью и небольшим завалом бортов внутрь у транца (рис. 128).
Корпус — клепаной конструкции из дюралюминия Д16АТ, детали , набора — штампованные из алюминиево-магниевого сплава АМг5М и дюралюминиевых профилей. Толщина обшивки днища и палубы — 1 мм. Система набора — смешанная с шестью шпангоутами и продольными стрингерами по днищу. Форпик и моторный отсек отделены от кокпита водонепроницаемыми переборками. На стоянке в мо
торный отсек может быть уложен подвесной мотор и отсек закрыт сверху металлическими крышками. Форпик объемом 168 л вместе с 90-литровым герметичным ящиком под кормовой банкой обеспечивает непотопляемость лодки.
Лодка оборудована тремя поперечными банками, ветровым стеклом, деревянными реечными еланями. Два носовых сиденья снабжены откидывающимися спинками. Под палубой в носу оборудован небольшой багажник с запираемой на замок крышкой в переборке.
Эксплуатация лодки допускается при высоте волны до 0,25 м и удалении от берега до 1000 м. При плавании на волнении лодка сильно забрызгивается вследствие малой килеватости днища и низкого расположения скулы в носовой части. Некоторые рекомендации по устранению этого недостатка приведены на стр. 198.
Лодка «МКМ» может быть рекомендована для выхода на рыбалку с моторами типа «Москва» и «Ветерок» и для прогулок с более мощными моторами.
«КАЗАНКА» И ЕЕ МОДИФИКАЦИИ («КАЗАНКА-М» И «ЮЖАНКА»)
Основные данные 1:
Длина наибольшая, м ..................... 4,63
Ширина наибольшая, м........................... 1,24 (1,60)
Высота борта на миделе, м.................. 0,68
Угол килеватости днища у транца ........... 4°
Масса лодки с оборудованием и снабжением 138 (145)
Грузоподъемность, кг . . ...........• 400
Пассажировместимость, чел.................. 4
Допустимая мощность ПМ, кВт (л. с.) .... 10,3 (14) [18,4 (25)]
Плоскодонная дюралевая глиссирующая «Казанка» (рис. 129) долгое время была единственной мотолрдкой, выпускаемой массовой серией в торговую сеть. С 1955 по 1978 г., когда все модификации этой лодки (включая «Казанку-М» и «Южанку») были сняты с производства, было выпущено более. 200 тыс. единиц.
Существенными недостатками «Казанки», послужившими причиной для ее снятия с производства, являются низкая остойчивость, неправильное распределение отсеков, обеспечивающих непотопляемость, отсутствие рецесса, сильные перегрузки, возникающие на плоском днище при использовании подвесных моторов мощностью до 18,4 кВт (на «Южанке» и «Казанке-М»). Эти недостатки стали особенно ощутимыми при широком распространении «Вихрей» мощностью 15—18 кВт, под которыми лодки опрокидывались, корпуса их теряли гер-
4 В скобках указаны цифры для «Казанки-М» и «Южанки»
147
Рис. 129. Обводы мотолодки «Казанка».
метичность. Кроме того, «Казанка» не имеет подмоторной ниши, вследствие чего нередки случаи заливания водой через корму.
К числу достоинств лодки можно отнести простоту ее конструкции и оборудования, что обусловило сравнительно невысокую ее стоимость и неприхотливость в эксплуатации. В настоящее время можно считать возможным использование старой «Казанки» (без бортовых наделок) с мотором мощностью до 10 кВт.
Усовершенствования, выполняемые владельцами мотолодки, в основном касаются повышения ее мореходных качеств (установка наделок-булей или фальшборта в кормовой части) и комфортабельности (устройство полурубок, улучшение оборудования)и Существует много конструкций «Казанок» с водометными стационарными установками, на подводных крыльях, амфибий.
«Казанка-М» и «Южанка» отличаются от исходной модели — «Казанки» — бортовыми булями, приклепываемыми в кормовой части корпуса (рис. 130; см. также рис. 172). Були имеют герметичную конструкцию и объем 52 л, увеличивают общую ширину лодки на 400 мм и служат дополнительными отсеками плавучести, обеспечивающими непотопляемость лодки. На многих лодках серии були заполнялись пенополистиролом.
Корпуса лодок изготовлялись клепаной конструкции из дюралюминия, со смешанной системой набора, состоящего из продольных ребер жесткости, шпангоутов и двух переборок. Толщина обшивки днища — 1,5—1,8 мм; бортов и палубы — 1 мм. Водонепроницаемая форпиковая переборка выделяет герметичный отсек непотопляемости; вторая переборка с запираемой дверцей — багажник для походного снаряжения.
Рис. 130. Общее расположение лодок «Южанка» и «Казанка-МД».
148
Мотолодки оборудовались жесткими сиденьями со спинками, ветровым стеклом; снабжались распашными веслами с уключинами. Дополнительно отдельные серии лодок комплектовались дистанционным управлением мотором и тентовым устройством.
Эксплуатация лодок допускается при удалении от берега до 1500 м и волнении не выше 2-х баллов. Максимальная скорость лодки под мотором «Вихрь» составляет 37—40 км/ч; с полной нагрузкой — 30 км/ч. Под мотором «Москва» мощностью 7,4 кВт (10 л с.) соответствующие скорости 25 и 12 км/ч.
«НЕМАН-2» И «НЕМАН» Основные данные;
«Неман-2» «Неман»
Длина наибольшая, м ........ 3,80 3,58
Ширина наибольшая, м................ 1,40 1,30
Высота борта на миделе, м.......... 0,75 0,55
Угол килеватости днища на транце . . 8° 2°
Масса с оборудованием и снабжением, кг 130 110
Грузоподъемность, кг................ 400 300
Пассажировместимость, чел............ 4 4
Допустимая мощность ПМ, кВт (л. с.) 22,1 (30) 14,7 (20)
Скорость хода/ под мотором «Нептун-23», км/ч:
с полной нагрузкой ....... 37,9 34
максимальная .... .... 43,2 40
Розничная цена, руб. . 4 ,................ 680 —
20 л,с. или 14,7 кВт.
«Неман» первая отечественная мотолодка из легких сплавов штампованносварной конструкции, выпускавшаяся небольшой серией в 1970—74 г. Имела остроскулые обводы с плоским днищем и была рассчитана на подвесные моторы мощностью 8—20 л. с. Для повышения остойчивости снабжалась бортовыми булями, увеличивающими ширину корпуса в корме до 1,4 м.
Несмотря на небольшие размеры, «Неман» имел традиционную планировку глиссирующей мотолодки: запалубленную носовую часть, ветровое стекло, подмоторную нишу-рецесс. Кокпит оборудовался двумя поперечными жест-
Рис. 131. Мотолодка «Неман-2».
149
Рис. 132. Теоретический' корпус мотолодки «Неман-2».
кими сиденьями, под которыми размещались багажники. Для обеспечения непотопляемости вдоль каждого из бортов под планширем, а также под палубой в носу и корме были прикреплены: пенополистироловые блоки плавучести...
Корпус мотолодки изготовлялся из деформируемого, алюминиево-магниевого сплава АМг-5М с широким применением
холодной, штамповки* и- прессования*. Толщина обшивки днища, бортов и транца— 2‘ мм; палубы—1,5- мм. Днище и кормовая часть бортов. отштампованы из одного листа; в качестве ребер жест-
кости на днище использованы продольные гофры. Масса корпуса — 100 кг.
Поперечный набор* состоит из семи флоров, приваренных к. обшивке днища.
На испытаниях лодка под мотором «Ветерок-12»-с 2 чел. на борту развила скорость свыше 30 км/ч.
«Неман» снабжался распашными дюралевыми* веслами с уключинами, что делало эту лодку удобной для рыбной ловли-. Сиденья, и пайольг изготовлены
из деревянных реек.
Эксплуатация лодки допускается во. всех водоемах,,, включая морскую прибрежную зону, при удалении от берега не-более 1000. м и высоте волны до 0,25 м.
Мотолодка «Неман-2» (рис. 131). является дальнейшими развитием лодки «Неман» с целью повышения ее мореходных качеств, комфортабельности и улучшения внешнего вида. «Неман-2» имеет ограждение кокпита в виде фальшборта, расположенного выше линии слома на борту, и ветровое стекло панорамного типа. Для пассажиров предусмотрены две жесткие поперечные банки (кормовая является крышкой рундука). Для размещения багажа можно использовать форпик и пространство под носовой банкой,. В. корме выгорожена самоотливнаж ниша для подвесного мотора.
Корпус лодки имеет остроскулые глиссирующие обводы с развертывающейся на плоскость поверхностью, днища-, (рис.. 132). Угол килеватости днища на миделе 16°, у транца<— 8°. Предполагается снабжать днище продольными реда-нами-брызгоотбойниками, повышающими, гидродинамическое качество лодки и* ее устойчивость на курсе.
Корпус предусмотрен штампованно-сварной конструкции из сплава АМг5; толщина наружной обшивки днища — 2 мм, бортов и палубы- — 1,5 мм; Днище подкреплено продольными стрингерами, опирающимися на. навесные флоры.
Непотопляемость обеспечивается блоками пенопласта, закрепленными в носу под палубой и в корме в районе подмоторной ниши.
По своей конструкции, лодка «Неман-2» является неприхотливым и экономичным судном, пригодным для эксплуатации в акваториях с морской водой. Значительная килеватость днища позволяет преодолевать волну высотой до 0,5 м без существенного снижения скорости и при умеренных ударных перегрузках. Лодка обладает хорошей приемистостью и устойчиво глиссирует с подвесным мотором «Ветерок-14». Ее можно эксплуатировать и под серийным «Ветерком», мощностью 8,8 кВт, если выход планируется налегке, например, на рыбалку, когда достаточна скорость 20—25 км/ч.
«АФАЛИНА»
Основные данные:
Длина наибольшая, м.................................. 3,74
Ширина наибольшая, м ... . . 1,37
Высота борта на миделе, м .... .......... 0,70
Угол килеватости днища у транца....................... 17°
Масса с оборудованием и снабжением, кг ................ 130
Грузоподъемность, кг .................................. 300
150
Пассажировместимость, чел. ......................... 3
Допустимая мощность ПМ, кВт (л. с.).................18,4 (25)
Скорость хода с полной нагрузкой под мотором «Вихрь-М», км/ч . . ... ........................... 40
«Афалина» — прогулочная мотолодка с остроскулыми глиссирующими обводами повышенной килеватости и продольными реданами на днище (рис. 133, 134). Пластмассовый корпус состоит из двух секций-оболочек: собственно корпуса и палубы, которые соединяются между собой по линии привального бруса болтами, ставящимися сквозь фланцы. Снаружи соединение закрыто полиэтиленовым П'Образным профилем. Жесткость безнаборного корпуса получена благодаря сложным обводам с реданами и брызгоотбойником, большой площади палубы, наличию вклеенного в корпус точно на уровне второго редана жесткого фанерного пайола, а также фанерного киля. Корпус и палуба отформованы с применением полиэфирной смолы НПС-609-21М, стеклосетки СЭ-0-1 и стеклоткани Т-11-ГВС-9. Секция корпуса выклеивается из пяти слоев ткани и одного слоя сетки; толщина обшивки — 3,5 мм. На армирование палубы идут три слоя ткани и один слой сетки; толщина ее — 2,5 мм. Наружный слой стеклопластика пигментируется; применяются несколько двухцветных и одноцветных вариантов окраски.
Высокие комингсы палубной секции и ветровое стекло являются продолжением борта и защитой кокпита от брызг. В плохую погоду кокпит можно пол*
Рис. 133. ^Общее расположение мотолодки «Афалина».
Рис. 134. Теоретический корпус мотолодки «Афалина».
151
ностыо закрыть складным тентом, основой которого служат трубчатые дуги из легкого сплава.
В кокпите, имеющем размеры 1,75X1,2 м, устанавливаются три жестких кресла из стеклопластика. Для уменьшения крена лодки при плавании без пассажиров кресло водителя устанавливается в ДП. От заливания кокпита с кормы защищает рецесс-подмоторная ниша, отформованная в секции палубы. Непотопляемость обеспечивается блоками пенопласта ПСБ, которые закреплены в носу под палубой, в корме — в районе подмоторной ниши, и в комингсах кокпита. Эксплуатация лодки допускается при высоте волны не более 0,5 м.
Максимальная скорость на испытаниях с мотором «Нептун» составила 49,5 км/ч (со штатным гребным винтом, имеющим шаг 300 мм). С полной нагрузкой (3 чел.) рекомендуется винт с шагом 280 мм; при этом скорость составляет 42 км/ч.
Лодка оборудована рулевым управлением и снабжается распашными веслами с уключинами. Возможное применение «Афалины» — короткие скоростные прогулки и туризм выходного дня.
Б. Катера со стационарными двигателями
В общем выпуске прогулочных и туристских судов для продажи населению катера занимают сравнительно небольшой объем. Объясняется это прежде всего высокой розничной ценой судов данного класса, большой трудоемкостью постройки и сложностью обеспечения поставок катерных двигателей, имеющих необходимые параметры для оснащения экономически оправданных и доступных широкому потребителю типов катеров.
Отечественная промышленность выпускает ограниченное число моделей конвертированных автомобильных двигателей, пригодных для установки на малые катера: «412» мощностью 44 кВт, который устанавливается на катера типа «Амур», и «М53ФУЛ» мощностью 66—74 кВт с угловым реверс-редуктором. Масса этого двигателя составляет 360 кг; для нормального его размещения на катере требуется отсек длиной не менее 1,5 м. Четырехместный прогулочный катер при установке этого двигателя получается довольно громоздким: длина его составляет не менее 6 м, а водоизмещение порожнем — около 1200 кг.
Таким образом, для создания экономичных водоизмещающих и малогабаритных глиссирующих катеров двигателей нет. При. единичной постройке катеров приходится приспосабливать двигатели от различного рода стационарных и передвижных установок (электростанций, компрессоров, насосов и т. п.). При эгом строителям катеров приходится решать довольно сложные вопросы обеспечения заднего хода, оборудования водяного охлаждения с охлаждаемым выхлопным коллектором и т. п.
Достаточно много проблем возникает и при эксплуатации катеров. Прежде всего, требуется оборудованный и защищенный причал для стоянки на, воде или подъемный кран (слип) для спуска-подъема катера при хранении его на берегу. Гребной винт и вал оказываются весьма уязвимыми при плавании на мелководье и на засоренных плавающими предметами акваториях. Часовой расход горючего большинства глиссирующих катеров составляет не менее 21 кг — 0,49 кг на 1 км пути (с нагрузкой 4 чел. средняя скорость катера составляет 43 км/ч). С некоторыми трудностями связано и обслуживание двигателя, требующее определенной квалификации рулевого-моториста.
Перечисленные выше причины, а также отсутствие серийного выпуска агрегатированных механических установок для катеров с угловыми поворотнооткидными колонками или водометными движителями и являются основными факторами, сдерживающими широкое распространение катеров заводского изготовления. Исключение составили лишь катера типа «Амур», выпускаемые авиационным заводом имени Ю. А. Гагарина в Комсомольске-на-Амуре. Благодаря. самостоятельно выполняемой заводом конверсии легкого автомобильного двигателя «Москвич-412», а также применению угловых поворотно-откидных колонок удалось снизить общую массу катера и получить хорошие эксплуатационные качества при минимальном водоизмещении (порожнем около 630 кг). Катера этого типа пользуются повышенным спросом у населения.
152
Кроме трех модификаций «Амура», доступным для населения является лишь катер-лимузин «ЛМ4-87МК», а для спортивных и профсоюзных организаций — катера еще нескольких типов, основные данные которых приводятся ниже.
РАЗЪЕЗДНОЙ И ТУРИСТСКИЙ КАТЕР «ЛМ4-87МК»
Основные данные:
Длина наибольшая, м .................. ... 6,96
Ширина наибольшая, м.................. ... 2,07
Высота борта на миделе, м . . . . 0,95
Осадка корпусом, м........................ 0,32
Водоизмещение порожнем, т ................ 1,40
Водоизмещение полное, т .................' 2,15
Грузоподъемность, кг................. 600
Пассажировместимость, чел.............. 6
Двигатель.................... ... «М8ЧСПУ-100-11
Мощность, кВт (л. с.).................. . . 66,2 (90)
Скорость при полной нагрузке, км/ч .... 40,5
Дальность плавания, км............... 185
Изготовитель — Свирская судостроительная верфь
Разъездной и туристский катер «ЛМ4-87МК» строится с 1981 г. как модификация выпускавшегося ранее (с 1971 г.) катера «ЛМ4-87М». Корпус катера (рис. 135) имеет остроскулые обводы с умеренной килеватостью днища, уменьшающейся в направлении от носа к корме, и с большим развалом носовых шпангоутов. Набор корпуса выполняется из древесины хвойных пород, наружная обшивка — из бакелизированной фанеры. Система набора смешанная; расстояние
Рис. 135. Схема общего расположения катера «ЛМ4-87МК».
1 “—двигатель «М8ЧСПУ-100-1»; 2 — сиденье водителя; 3 — пульт управления; 4 — га* лон; 5 — форпик; 6 — полка; 7 — диван; 8 — сиденье; 9 —> столик; 10 — платядов шкаф; 11 топливный бак; 12 — аккумуляторная батарея; 13 •== ручная осушительная помпа.
(53
между шпангоутами составляет 500 мм. Фундаментом под двигатель служат днищевые стрингера. В соединениях и деталях корпуса широко используются конструкции, выполняемые на клею ВИАМ-БЗ.
Тремя переборками корпус катера разделен на четыре отсека: форпик, каюту, кокпит и моторный отсек. При затоплении форпика катер остается на плаву. Эют отсек используется для хранения якоря с канатом и шкиперского инвентаря; попасть в него можно через люк, расположенный на палубе. Каюта оборудована откидным столиком, диваном и креслом, трансформируемыми в спальные места для 4 чел. Пост управления катером оборудован в кокпите; здесь установлены два складных кресла и кормовой диван. Близ переборки моторного отсека по бортам кокпита размещены два топливных бака общей емкостью 160 л.
В моторном отсеке расположены бензиновый карбюраторный двигатель с обслуживающими его системами и трубопроводами, аккумуляторная батарея и ручной осушительный насос. Доступ в отсек осуществляется через широкий двустворчатый люк, расположенный на палубе.
Катер оборудован сигнально-отличительными огнями, звуковым сигналом, спасательными средствами. Он строится под надзором Речного Регистра РСФСР на класс Р. Эксплуатация катера допускается во внутренних водоемах разряда «Р». Он обладает удовлетворительными мореходными качествами при волнении до 3 баллов (максимальная высота волны 1,2 м). Начальная поперечная метацентрическая высота при полном водоизмещении составляет 0,75 м.
К числу -недостатков катера относятся деревянная конструкция корпуса, требующая тщательного содержания и ремонта, и мдйая килеватость днища, вследствие чего при плавании по неспокойной воде пребывание пассажиров на катере оказыва-ется недостаточно комфортабельным. В начальный момент движения судно имеет большой ходовой дифферент на корму вследствие чрезмерной кормовой центровки. От этого недостатка можно избавиться установкой транцевых плит, которые также улучшают приемистость катера.
Достоинствами катера являются достаточно удобная каюта и высокая начальная остойчивость.
СЛУЖЕБНО-РАЗЪЕЗДНОЙ КАТЕР «370-М»
Основные данные:
Длина наибольшая, м ............................. 6,55
Ширина наибольшая, м . . . 2,07
Высота борта на миделе, м........................ 0,96
Осадка корпусом, м............................... 0,30
Водоизмещение порожнем, т ...................... 1,25
Водоизмещение полное, т............... . . 1,95
Грузоподъемность, кг............................. 600
Пассажировместимость, чел.......................... 6
Двигатель . . ............... «М53-ФУЛ» или
«М8ЧСПУ-100-1»
Скорость при полной нагрузке, км/ч ... 45
Мощность, кВт (л. с.) ................... 56,6 (77) или
66,2 (90)
Дальность плавания, км 180
Катера этого типа получили широкое распространение на внутренних водах страны в качестве разъездных, спасательных и судейских судов. Корпус катера имеет остроскулые изогнуто-килеватые обводы днища «закрученного» типа и значительный развал шпангоутов в носовой части (рис. 136). Конструкция корпуса выполняется из водостойкой фанеры и пиломатериалов хвойных пород древесины. Поперечный набор образуют 12 шпангоутов и транец; двумя водонепроницаемыми переборками катер делится на три отсека: форпик, открытый кокпит и моторный отсек. Доступ в форпик осуществляется через люк в форпико-вой переборже;.в моторный отсек — через люк в' палубе, закрываемый двустворчатой крышкой.
154
Рис. 136. Катер «370-М».
Обшивка днища корпуса выполнена из бакелизированной фанеры БФС толщиной 7 мм; борт, палуба и переборки — из водостойкой фанеры БС-1 толщиной 4 мм. В местах, где обшивка имеет значительную погибь, для ее изготовления применен березовый шпон и стеклопластик, В конструкрда корпуса использованы ламинированные детали, соединения выполнены на клею ВИАМ-БЗ и крепеже из цветного металла или стальном оцинкованном.
Кокпит оборудован четырьмя креслами и кормовым двухместным диваном. На случай непогоды предусмотрен складной съемный тент, который закрепляется на обрамлении ветроотбойного стекла и в башмаках на корме.
Электрооборудование катера включает сигнально-отличительные огни, прожектор-фару, звуковой сигнал. Источниками тока служат аккумуляторная батарея типа 6СТ-68 и генератор, навешенный на двигатель. Напряжение бортовой сети 12В.
Эксплуатация катера допускается на реках, озерах и прибрежных участках морей при волнении до 3 баллов.
РАЗЪЕЗДНОЙ КАТЕР «ЛС-5» Основные данные:
Длина наибольшая, м ............................. 6,90
Длина по КВЛ, м ................................. 6,00
Ширина наибольшая, м............................. 2,45
Высота борта на миделе, м ....................... 1,20
Осадка корпуса, м ... 0,38
Водоизмещение порожнем, т ....................... 1,40
Водоизмещение полное, т ......................... 2,00
Грузоподъемность, кг . . 600
Пассажировместимость, чел.......................... 6
Двигатель............. ....................«М8ЧСПУ-100-1»
Мощность, кВт (л. с.) ..................... 66,2 (90)
155
Скорость хода, км/ч:
при полной нагрузке . 45
максимальная „ ..................... 50
Дальность плавания, км ....................... НО
Отпускная цена, руб..................... . 6700
Изготовитель и проектант — Ленинградская экспериментальная су достроительная верфь
Катер «ЛС-5» (рис. 137) предназначен для обслуживания соревнований по парусному, гребному и водно-моторному спорту и служебных разъездов. Обводы корпуса — остроскулые глиссирующие с повышенной килеватостью (15е на миделе) днища (рис. 138). Благодаря этому катер пригоден для эксплуатации при волнении до грех баллов. Корпус обшивается бакелизированной фанерой толщиной 7 мм на днище и 5 мм на бортах; сборка производится на клею ВИАМ--БЗ. Набор состоит из шпангоутов (шпация — 500 мм), продольных сосновых брусьев и киля.
Катер снабжен жестким тентом — открытой с кормы рубкой, в которой расположены два мягких дивана. В носу между диванами установлен встроенный шкаф-бар с откидным столом. Карбюраторный двигатель с угловым реверсредук-тором установлен в закрытом моторном отсеке. Вторая водонепроницаемая переборка-отделяет от остального помещения форпик.
156
В.просторном кокпите установлен кормовой диван и сиденье водителя, оборудован удобный трап для выхода из катера. В плохую погоду кокпит может быть закрыт тентом.
Определенным недостатком катера, кроме деревянной конструкции корпуса, является его валкость на стоянке, раскачивание на ходу на волне и большой крен на циркуляции, что является следствием обводов с большой килеватостью днища. В настоящее время к серийному производству подготавливается новая модификация катера, в которой эти недостатки устранены.
Катер «ЛС-5» выпускается только по заказам организаций.
СЛУЖЕБНО-РАЗЪЕЗДНОЙ КАТЕР «С-54»
Основные данные:
Длина наибольшая, м ..... 5,32
Ширина наибольшая, м............. 2,3
Высота борта на миделе, м ..... 0,96
Осадка корпуса, м .............................. 0,51
Водоизмещение порожнем, т ...................... 1,40
Водоизмещение полное, т....................... 2,02
Пассажировместимость, чел................. 5
Двигатель.................................«М8ЧСПУ-100-1»
Мощность, кВт (л. с.) ................. 66,2 (90)
Скорость хода, км/ч:
с полной нагрузкой 40
максимальная . 50
Отпускная цена, руб. 7300
Основным назначением пластмассового катера-тримарана «С-54» (рис. 139) является обслуживание соревнований по водно-моторному, гребному и парусному спорту в качестве судейского, тренерского и спасательного судна. Корпус катера имеет тримаранные обводы со спонсонами, простирающимися от носа до транца (рис. 140). Благодаря им судно имеет высокую остойчивость на стоянке и на ходу, увеличенный объем корпуса. Днище имеет (умеренную килеватость, изменяющуюся от 20° на миделе до 12° на транце, и снабжено шестью продольными реданами.
Корпус собирается из двух секций, формуемых из стеклопластика: собственно корпуса с толщиной обшивки 6—8 мм и палубы. Соединение осуществляется на фланце по привальному брусу с применением болтов. Обшивка подкреплена шпангоутами и четырьмя продольными стрингерами (два на борту и Два по днищу), выклеиваемыми из стеклопластика по пенопластовым оформителям. Фундамент под двигатель изготовлен из деревянных брусьев и также оклеен стекл оп л асти ком.
Катер снабжен закрытой рубкрй, оборудованной мягкими диванами. В кокпите расположен поперечный диван и по левому борту — пульт управления катером. По бортам кокпита под палубой расположены два бензобака общей емкостью 120 л, что обеспечивает дальность плавания катера при полной нагрузке около 140 км. На катерах, выпускающихся после 1977 г., ставится конвертированный автомобильный двигатель «М8ЧСПУ-100-1» с угловым реверс-редукто-ром. Трехлопастной гребной винт имеет диаметр 360 и шаг 480 мм.
Катер комплектуется чехлом, водоотливным насосом, комплектом ЗИП. Установлены ходовые и отличительные огни в соответствии с правилами плавания по внутренним водным путям и МППСС-72.
К недостаткам катера «С-54», помимо кокпита малой вместимости, относятся «дельфинирование» — неустойчивость хода при глиссировании, большой радиус циркуляции, большие перегрузки и потеря скорости при ходе на волнении
157
Рис. 139. Общее расположение катера «С-54». 1 — двигатель «М8ЧСПУ-100-1»; 2 — штурвал; 3 — ветроотбойник; 4 — стойка топового огня; 5 — рубка; 6 — швартовный и подъемный рым; 7 — привальный брус; 8 — диван; 9 — пост управления; 10 — заправочная горловина бензобака; 11 — кормовой диван; 12 — крышка моторного люка.
Рис. 140. Теоретический корпус катера «С-54».
свыше трех баллов, недостаточная высота в каюте (1100 мм). В то же время эксплуатационники отмечают хорошую остойчивость, надежность и неприхотливость катера. Достоинством пластмассового корпуса является сокращение объема межсезонных ремонтных работ.
Катер С-54 поставляется только по заказам организаций.
катер «триумф»
Основные данные:
Длина наибольшая, м . . Ширина наибольшая, м . . . Высота борта на миделе, м . Осадка корпусом, м . . . . Водоизмещение порожнем, т Грузоподъемность, кг . . . . Пассажировместимость, чел. Двигатель.................
Мощность, кВт (л. с.) . . .
5,32
2,00 0,82 0,28 1,00 500
5 «М8ЧСПУ-100-1» 66,2 (90)
158
Скорость хода, км/ч: с полной нагрузкой .......................... 45
максимальная................................. 50
Дальность плавания, км . . . . . . 200
Отпускная цена, руб............................. 5970
Проектант и изготовитель — Ленинградский экспериментальный завод спортивного судостроения.
Катер «Триумф» (рис. 141) предназначен для буксировки воднолыжников и обслуживания соревнований по водным видам спорта. Район плавания катера — озера, водохранилища и прибрежные участки морей с удалением от берега до 3 км и при высоте волны до 1,2 м.
Корпус катера имеет плоско-килеватые обводы типа «тримаран» с углом внешней килеватости днища у транца 16° и шестью продольными реданами (рис. 142). Для улучшения условий работы гребного винта в кормовой части имеется плоский участок днища у киля. Корпус изготавливается из стеклопластика и для обеспечения непотопляемости снабжается блоками плавучести из пенопласта типа ПХВ или ПСБ-С.
Катер оборудован открытым кокпитом и запалубленной носовой и кормовой частями. Для удобства швартовки носовой участок палубы выполнен плоским —
Рис. 141. Общее расположение катера «Триумф».
Рис. 142. Теоретический корпус катера «Триумф»..
159
без обычной погиби. Кокпит защищен ветровым стеклом и высокими бортовыми комингсами. В его кормовой части установлен диван, а в носовой — два вращающихся кресла (для водителя и тренера или судьи). Двигатель с угловым реверс-редуктором установлен у транца и отделен от кокпита фанерной переборкой — выгородкой дивана. Вблизи общего центра тяжести судна установлены два бензобака емкостью 160 л; заправочные горловины выведены на бортовые участки палубы.
«Триумф» отличается мягким ходом на волне, не забрызгивается, обладает крутой циркуляцией и хорошей приемистостью.
Катер оснащен швартовно-буксирным устройством, устройством (пилоном) для буксировки воднолыжников, сигнально-отличительными огнями и якорным устройством.
Катер «Триумф» выпускается только по заказам организаций.
«БОРЕЙ» — КАТЕР ДЛЯ БУКСИРОВКИ
воднолыжников
Основные данные:
Длина наибольшая, м .......................... , 5,45
Ширина наибольшая, м............................... 2,10
Высота борта на миделе, м . ..................... 0,79
Осадка корпусом, м .................................. 0,30
Водоизмещение порожнем, т ........................ 0,92
Водоизмещение полное, т............................. 1,30
Нормальная пассажировместимость, чел................... 2
Мощность двигателя, кВт (л. с.) ............. 73,6 (100) —
235,5 (320)
Изготовитель и проектант — Ленинградский экспериментальный завод спортивного судостроения
Катер «Борей» с корпусом из стеклопластика является специализированным судном, предназначенным для буксировки спортсменов-воднолыжников как на тренировках, так и на соревнованиях различного ранга (рис. 143). Конструк-
Рис. 143. Катер-буксировщик воднолыжников «Борей».
160
ция фундамента под двигатель рассчитана на установку одного из трех отечественных двигателей («М100ВС», «М8ЧСПУ-100» и «ГАЗ-13») или двигателей фирмы «Маринер» мощностью 280—320 л. с. Проект катера разработан с учетом современных требований эргономики и технической эстетики. Во время соревнований и тренировок
на катере могут располагаться, кроме
водителя, тренер и судья, для кото- Рис. 144. Теоретический корпус катера рых обеспечивается удобство работы «Борей».
и хороший обзор акватории. Водитель
может контролировать действия бук-
сируемого спортсмена с помощью зеркала заднего обзора, а приборы, смонтированные на панели управления, помогают ему поддерживать регламентированную скорость катера на соревнованиях.
Оригинально решена планировка кокпита: по правому борту находится место водителя с массивным креслом, которое не закреплено в кокпите и позво-
ляет центровать катер во время заездов с учетом массы водителя, тренеров и судей. По левому борту расположен диван, рассчитанный на размещение 2 чел. (тренера и судьи) с обзором в корму.
Как и на других катерах для буксировки воднолыжников, двигатель на «Борее» установлен близ миделя и закрыт звукоизолирующим капотом. Воздух, необходимый для нормальной работы двигателя и вентиляции объема под капотом, поступает через большой воздухозаборник, установленный на носовой палубе и соединенный с моторным отделением дюритовым шлангом. Благодаря скоростному напору воздух поступает в моторное отделение в достаточном количестве.
Запас горючего размещается в цистерне емкостью 90 л, установленной в корме. Выхлоп отработавших газов осуществляется под воду.
Обводы корпуса остроскулые, с умеренной килеватостью днища (15° на миделе и 8° на транце) и сужением ширины по скуле в корме (рис. 144).
Корпус катера собран из трех основных частей: наружной обшивки, палубы и пространственной конструкции — днищевого коробчатого, стрингера. Все элементы конструкции отформованы из стеклопластика на основе полиэфирной смолы ПН-609-21М. Наружная обшивка имеет толщину около 5 мм (слой стеклосетки СЭ-01, три слоя стеклоткани сатинового переплетения Т-11-ГВС-9, три слоя жгутовой стеклоткани ТР-0,56). Центральная часть днища дополнительно усилена двумя слоями жгутовой ткани.
Толщина палубы — около 4 мм; она формуется из слоя стеклосетки СЭ-01, трех слоев ткани сатинового переплетения и двух — жгутовой ткани.
Днищевой коробчатый стрингер выклеивается из шести слоев стеклоро-гожи ТР-0,56. Он выполняет функцию не только внутреннего набора, обеспечивающего прочность и жесткость днищевого перекрытия, но и фундамента под двигатель. Кроме того, в стрингере предусмотрены места для крепления бензобака, аккумуляторной батареи 6СТ-75 (6СТ-90) и выхлопных трубопроводов.
Катер оборудован рымами (один на форштевне и два на транце) для спуска и подъема катера из воды. Эти же рымы можно использовать и для швартовки.
Для удобства работы тренеров с воднолыжниками предусмотрена автоматическая отдача буксирного фала.
В транце установлен шпигат для слива воды при подъеме катера. На катере устанавливаются бортовые отличительные и гакабортный огни. На транце предусмотрен забортный трап для выхода лыжников из воды.
Катер комплектуется якорем Матросова, 15-метровым якорным концом, буксирным и швартовным канатами, мягкими кранцами, буксировочным фалом для воднолыжников, огнетушителем ОУ-5, веслом-багром, топором, ведром, черпаком, спасательными кругом и тремя нагрудниками, стояночным чехлом.
6 П/р Г. М. Новака
161
С отечественным двигателем «М100ВС» мощностью 66,2 кВт катер развил скорость 50 км/ч, что, конечно, не может удовлетворить требованиям Правил соревнований по воднолыжному спорту. Поэтому в качестве основного варианта предусматривается установка двигателей «ГАЗ-13» в конвертированном исполнении мощностью 130—150 кВт (180—200 л. с.), которые позволяют развить требуемую скорость с воднолыжником — 58 км/ч. Серийный выпуск катеров типа «Борей» намечено начать с середины 1983 г.
РАЗЪЕЗДНОЙ КАТЕР «РИТМ»
Основные данные:
Длина наибольшая, м ............................. 5,04
Ширина наибольшая, м............................. 2,20
Высота борта на миделе, м........................ 0,95
Осадка корпусом, м .............................. 0,30
Водоизмещение порожнем, т ................ 1 00
Грузоподъемность, кг ........................... 500
Пассажировместимость, чел.......................... 5
Двигатель ... .... ........«М8ЧСПУ-100-1»
Мощность двигателя, кВт (л. с.) ........ 66,2 (90)
Скорость хода, км/ч: при полной нагрузке ........................ 42
с одним водителем ............................ 45
Дальность плавания, км ........................... 180
Отпускная цена, руб. ............................ 7290
Проектант и изготовитель — Ленинградский экспериментальный завод спортивного судостроения.
Катер «Ритм» (рис. 145). предназначен для служебных разъездов и обслуживания соревнований по парусному спорту в условиях морских заливов, водохранилищ и крупных озер. Эксплуатация катера допускается при удалении от берега до 3 км и при высоте волны до 1,2 м. Благодаря высокому надводному борту и рубке-убежищу, закрывающей носовую часть судна, кокпит хо-
Рис. 145. Общее расположение катера «Ритма.
162
рошо защищен от брызг, а повышенная килеватость днища (17° у транца) обеспечивает достаточно комфортабельный ход на волне без заметного снижения скорости. Судно обладает хорошей всхожестью на волну на малых ходах, имеет малый радиус циркуляции.
Корпус имеет плоско-киле-ватые обводы днища со скуловыми брызгоотбойниками и четырьмя продольными реданами (рис. 146). В носовой части борта имеют значительный раз-
вал, что увеличивает площадь
палубы и объем форпика, заполненного пенопластом. Форма транца рассчитана на установку двигателя с угловой поворотно-откидной колонкой (такими двигателями шведской фирмы «Вольво-Пента» снабжались катера данного типа, обслуживавшие Олимпийскую парусную регату 1980 г.).
Корпус катера формуется из стеклопластика; толщина наружной обшивки днища составляет 5—6 мм, бортов — 4—5 мм. Палуба с рубкой также цельноформованной конструкции из стеклопластика. Днище подкреплено коробчатыми стрингерами из пенопласта, оклеенного стеклопластиком, одновременно являющимися фундаментными балками для двигателя и углового реверс-редук-
тор а.
Двигатель установлен у самого транца и закрыт сверху капотом из стеклопластика. Крышка капота может использоваться в качестве столика. По бортам двигателя у транца расположены два сиденья; еще одно сиденье (для водителя) установлено по правому борту. Рубка-убежище оборудована мягкими диванами с рундуками под ними. В снабжении предусмотрено якорно-швартовное устройство, удобный забортный трапик для подъема людей из воды.
Катер выпускается только по заказам организаций.
ПРОГУЛОЧНО-ТУРИСТСКИЙ КАТЕР «амур-м» Основные данные:
Длина наибольшая, м . . 5,50
Ширина наибольшая, м . . . 1,84
Высота борта на миделе, м 0,82
Осадка корпуса, м ................................. 0,27
Водоизмещение порожнем, кг 630
Грузоподъемность полезная, кг 500
Пассажировместимость, чел. .... 5
Двигатель .................................. . «Москвич-412»
Мощность номинальная/макс., кВт (л. с.) . . . . 36,8 (54)/44,1 (60)
Скорость хода при полном водоизмещении, км/ч 40
Дальность плавания, км.................... . . 200
Розничная цена, руб.............'............. 3400
Проектант и изготовитель — Авиационный завод им. Ю. А. Гага рина (Комсомольск-на-Амуре)
Катер «Амур-М» (рис. 147) предназначен для туризма и прогулок по рекам, озерам и водохранилищам с пресной водой при удалении от берега до 5 км и высоте волны до 0,75 м. Обводы корпуса остроскулые с умеренной килеватостью днища у транца и подъемом скулы у форштевйй»
Корпус катера изготовлен из дюралюминия Д16АТ клепано-сварной конструкции. Крепление днищевых и палубных стрингеров выполнено точечной
6* 163
7 в
Рис. 147. Катер «Амур-М».
7 “ крышка моторною отсека; 2 — двигатель; 3 — аккумуляторная батарея; 4 складной тент; 5 — диван; 6 — кресло водителя; 7 — фара; 8 — крышка люка в багаж* ник; 9 *= бортовые отличительные огни; 10 — огонь-отмашка; 11 — огнетушитель?
12 — бензобак.
электросваркой. Толщина обшивки днища 2—2,5 мм; толщина настила палубы и. обшивки бортов—1,5 мм. Поперечный набор составляют 10 шпангоутов. Переборками корпус катера разделен на три отсека: форпик, кокпит и моторное отделение. Доступ в форпик, служащий багажником, осуществляется через люк с герметичной крышкой на палубе. В кокпите установлены два мягких кресла для водителя и пассажира и кормовой диван. Сиденья и диван раскладываются в два спальных места. По бортам кокпнта расположены небольшие багажники и два бензобака общей емкостью 100 л. Кокпит закрывается складным съемным тентом, который в положении по-походному укладывается сзади кокпита.
В моторном отделении установлены двигатель, соединенный с угловым реверс-редуктором карданным валом, и аккумуляторная батерея 6СТ-54 емкостью 54 Ач. По бортам отсека расположены герметичные емкости, обеспечивающие непотопляемость катера. Откидные крышки люка моторного отделения могут быть закрыты на два замка.
Двигатель модели «412» — четырехтактный четырехцилиндровый карбюраторный с эксплуатационной мощностью 44 кВт (60 л. с.) при 4500 об/мин. Удельный расход горючего (бензин А-93, АИ-93, «экстра») — 225 г/л. с. ч. Для работы на катере на двигателе установлены водоводяной и водомасляный холодильники, штатный выпускной коллектор заменен охлаждаемым, изменена система смазки.
Забортная вода подается в наружный контур системы охлаждения с помощью насоса самовсасывающего типа. На выходе из насоса вода разделяется на два потока: один из них идет на охлаждение реверс-редуктора и далее впрыскивается в выхлопную трубу; другой подается в зарубашечное пространство выпускного коллектора, затем поступает в водо-масляный радиатор для охлаждения масла в системе смазки. Далее забортная вода поступает в водо-водяной холодильник, в котором происходит теплообмен с водой внутреннего контура системы охлаждения двигателя, после чего через перекрывной кран, с помощью которого можно регулировать тепловой режим двигателя, выпускается за борт. 164
Водо-водяной холодильник выполнен как одно целое с расширительным бач< ком внутреннего контура системы охлаждения.
Угловой реверс-редуктор имеет передаточное отношение на переднем ходу 1,58, на заднем — 1,93. Передачи переднего и заднего хода снабжены синхронизаторами. Конструкция редуктора обеспечивает длительное разобщение гребного винта и двигателя при работе последнего на холостом ходу. Для охлаждения масла в картере реверс-редуктора вмонтирован змеевик забортной воды.
Трехлопастной гребной винт, отлитый из легкого сплава, имеет диаметр 285 мм и шаг 330 мм. Усилие упора от гребного винта воспринимается подшипником реверс-редуктора.
Система электрооборудования катера — однопроводная. В качестве источника тока используется генератор переменного тока Г250-Ж1 со встроенным кремниевым выпрямителем. Номинальное напряжение генератора 12 В, максимальный ток — 40 А. В качестве параллельного источника тока используется аккумуляторная батарея.
Пуск двигателя осуществляется электростартером МТ ИЗБ. Кроме него, основными потребителями электроэнергии являются сигнально-отличительные огни, фара-прожектор, огни-отмашки, звуковой сигнал, лампы подсветки приборов. В кокпите имеется розетка для подключения переносной лампы.
Основным эксплуатационным недостатком катера является большая габаритная осадка на малом ходу (около 0,7 м), что требует оборудования специальных причалов. При туристских плаваниях нередки случаи поломок гребных винтов и изгиба наружной части гребного вала. Эти недостатки устранены в новых моделях катеров «Амур-2» и «Амур-3» и водометном варианте катера «Восток».
ПРОГУЛОЧНО-ТУРИСТСКИЕ КАТЕРА «АМУР-2» И «АМУР-3»
Основные данные катера:
Длина наибольшая, м........... ......... 5,62
Ширина наибольшая, м . . . ......... 1,83
Высота борта на миделе, м ....................... 0,93
Осадка корпуса при полной нагрузке, м .... 0,32
Водоизмещение порожнем, кг ........................ 720
Водоизмещение полное, кг.......................... 1270
Грузоподъемность, кг.................... .... 500
Пассажировместимость, чел........................... 5
Двигатель ... «Москвич-412»
Мощность, кВт/л. с.............................. 44,1 (60)
Скорость хода, км/ч: максимальная .................................. 47
с полной нагрузкой ............................ 40
Дальность плавания, км............................. 200
Розничная цена, руб.: варианта с каютой «Амур-2».................... 6750
открытого варианта «Амур-3» .................. 6000
Изготовитель — Авиационный завод им. Ю. А. Гагарина (Комсомольск-на-Амуре)
«Амур-2» и «-3» являются усовершенствованными моделями катеров типа «Амур», выпускаемых с 1968 г. На обоих катерах привод гребного винта осуществляется через угловую поворотно-откидную колонку, а катер «Амур-2» оборудуется еще закрытой каютой (рис. 148). Благодаря применению колонки сократилась длина моторного отсека, кокпит стал просторнее, уменьшился шум и вибрация корпуса. К положительным качествам катеров с колонками относится также лучшая защита гребного винта при плавании по мелководью и подходе к необорудованному берегу.
165
Рис. 148. Катер «Амур-2».
Конструктивно катер «Амур-2» разделен на три отсека. В форпике оборудован багажник, попасть в который можно из каюты через лючок в переборке. Каюта и кокпит занимают большую часть длины катера. В каюте оборудованы два мягких сиденья, которые легко раскладываются в спальное место для 3 чел. За спинками боковых сидений и под сиденьями имеются рундуки; есть раскладной столик и крючки для верхней одежды. Каюта закрывается двустворчатой дверью. Длина каюты— 1,8 м; высота от пайола до подволока— 1,15 м.
Пульт управления катером оборудован в кокпите на переборке каюты. Он защищен ветровым стеклом и комингсом рубки. На крыше рубки имеется люк для вентиляции; здесь же установлены поручни, фара, звуковой сигнал, стойка с топовым огнем.
В непогоду кокпит может быть закрыт легкосъемным тентом, который в убранном положении откидывается назад. Под сиденьем кормового дивана оборудован вместительный рундук для хранения походного снаряжения и тента. Фанерный пайол в кокпите сделан легкосъемным.
По бортам кокпита установлены два .бензобака общей емкостью 100 л.
В случае аварии катер поддерживается на плаву пенопластовыми блоками, закрепленными в корпусе.
Корпус катера изготовлен из коррозионно-стойкого сваривающегося алюми-ниево-магниевого сплава АМгМ, палуба и рубка — из дюралюминия Д16АТ. Свойства основного металла допускают эксплуатацию катера в морской воде. Толщина наружной обшивки днища — 2—2,5 мм; бортов и палубы— 1,5 мм.
На всех катерах типа «Амур» установлен автомобильный конвертированный двигатель «412», имеющий максимальную мощность 44 кВт (60 л. с.) при 4500 об/мин. При конвертировании двигатель оборудуется двухконтурной системой водяного охлаждения, охлаждаемым выхлопным коллектором, Двигатель работает на бензине АИ-93; удельный расход топлива — 225 г/л. с. ч.
166
Механизм управления дроссельной заслонкой карбюратора позволяет регулировать частоту вращения двигателя и переключать реверс посредством одной рукоятки, установленной у пульта управления.
Для повышения мореходных качеств новых катеров их обводы модифицировали (рис. 149). Отличительной их особенностью является заостренная носовая часть с большой килеватостью шпангоутов и высоко поднятой скулой у форштевня. Благодаря этому удалось снизить силу ударов при ходе против волны и уменьшить забрызгивание. В корме килеватость днища суще-
Рис. 149. Обводы катеров «Амур-2» и «Амур-3».
ственно меньше, что позволяет повысить гидродинамическое качество, в частности, облегчить выход катера на режим глиссирования с полной нагрузкой. Угол килеватости днища на миделе — 18°; на транце — 7°.
«Амур-2» снабжается трехлопастным гребным винтом из высокопрочного алюминиевого сплава. Шаг винта — 315 мм, диаметр — 300 мм.
Катер комплектуется складными веслами, огнетушителем, якорем с канатом, спасательным линем, буксирным концом, ручным осушительным насосом (предусмотрено удаление воды из корпуса и механическим путем — при работе двигателя).
Эксплуатация катера допускается при высоте волны до 1,2 м и удалении от берега до 3000 м, включая и прибрежные зоны морей.
В. Гребные и гребно-моторные лодки
Большинство моделей гребных лодок, вновь осваиваемых в серийном производстве в последние годы, в той или иной степени приспосабливаются конструкторами для установки подвесного мотора. Даже с самым маломощным мотором типа «Салют» мощностью 1,5 кВт (2 л. с.) четырехметровая лодка развивает скорость 9—10 км/ч, т. е. относительная скорость достигает уже Fr = 0,4. При этой скорости лодка получает дифферент на корму и для того, чтобы воспрепятствовать этому явлению, приходится увеличивать полноту обводов кормы — делать ее шире по ватерлинии и увеличивать погружение транца. Поэтому все гребно-моторные лодки оказываются тяжелы на веслах и неустойчивы на курсе, если гребец не обладает достаточным опытом.
С другой стороны, следует предостеречь от использования на гребных лодках подвесных моторов мощнее 3,7 кВт (5 л. с.). Лишняя мощность не только не дает заметного прироста скорости, но делает эксплуатацию лодки опасной. При большом дифференте'на корму уменьшается площадь ватерлинии, что приводит к снижению остойчивости; для водителя, сидящего на кормовом сиденье, затрудняется наблюдение по курсу.
В публикуемый ниже каталог не вошли разнообразные гребные лодки, которые строятся в большом количестве предприятиями местной промышленности и кустарными мастерскими. Обычно суда этих типов доступны только на месте их производства и в общесоюзную торговую сеть не поставляются.
«ФОФАН»
Основные данные:
Длина наибольшая, м ................................... 4,4
. Ширина наибольшая, м................................. 1,45
Высота борта на миделе, м.............................. 0,50
Масса, кг ........................ .... 75
Пассажировместимость, чел................................ 4
167
Рис. 150. Теоретический чертеж лодки «фофан».
У причалов лодочных станций, домов отдыха, турбаз почти всегда можно увидеть привычную гребную деревянную шлюпку, известную под названием «фофан». Многим эта лодка помогла сделать «первые шаги» на воде. Использование ее разнообразно: это
и спасательная служба, и туризм и, конечно, прогулки, спортивный лов рыбы. Часто в такую шлюпку садятся люди, которые 'не умеют грести, не имеют представления об остойчивости, мореходности, плавучести, нередко за веслами можно увидеть детей. Поэтому так важно для нее быть безопасной, простой и лег
кой в управлении.
Когда в начале века Российское общество спасания на водах объявило
конкурс на разработку проекта прогулочной шлюпки, организаторы конкурса, присуждая первую премию, руководствовались именно такими соображениями.
Победил в этом конкурсе гражданский инженер А. П. Фан-дер-Флит. Шлюпка, построенная по его проекту, легко шла под веслами, была остойчива, имела удобные размерения: она быстро обрела популярность, а в народе она получила нарицательное имя —«фофан». За прошедшие три четверти века первоначальные обводы прогулочной шлюпки А. П. Фан-дер-Флита значительно изменились: опа стала гораздо уже, борт ниже, уменьшилась седловатость. И в результате
участились случаи опрокидывания лодок от волны или перемещения пассажиров на ходу. Так в погоне за не всегда оправданной экономией материала и упрощением постройки лодку лишили ее былых хороших качеств.
Первые попытки возродить первоначальный облик прогулочной шлюпки А. П. Фан-дер-Флита были сделаны в 1940 г. На существовавшем тогда заводе им. Каракозова и на судоверфи ВЦСПС в Ленинграде было построено несколько «настоящих» «фофанов». Испытания подтвердили их отменные качества.
Приводим удачный вариант чертежа обводов шлюпки (рис. 150), по которым она выпускалась в течение ряда лет на одной верфи страны. В конструкции корпуса применялись клееные соединения (ламинированный форштевень, клееная доска транца и т. п.). Шпангоуты — гнутые из ясеня; шпация — 182 мм; обшивка — традиционная — «кромка на кромку» толщиной 10 мм, пазы проклепаны медными заклепками диаметром 4 мм.
Благодаря круглоскулым обводам корпуса с относительно узкой грузовой ватерлинией (0,8—0,9 м) и плавным подъемом батоксов к транцу «фофан» легок на ходу. Плавник в кормовой части придает лодке достаточную устойчивость на курсе, а развал бортов к планширю обеспечивает остойчивость в случае крена и на волне. «Лодка хороша на ходу под подвесным парусом (см. стр. 286), может использоваться с подвесным мотором мощностью до 3,7 кВт (5 л. с.).
Кроме этого, выпускались различные варианты подобных гребных лодок:
«О х т и н к а » — лодка с одной парой весел; длина — 3,94 м, ширина — 1,17 м, масса с оборудованием — 87 кг, пассажировместимость — 2 чел.;
«О х т а» — лодка-двухпарка; длина — 4,46 м, ширина — 1,48 м, масса — 133 кг, пассажировместимость — 4 чёл.;
«Ф о ф а н-Ф2» — лодка-двухпарка; длина — 4,6 м, ширина — 1,22 м, масса — 100 кг.
168
Нормальная эксплуатация лодок типа «фофан» возможна при удалении от берега не более 1 км и при высоте волны не более 0,25 м. Лодки рекомендуется постоянно держать на воде во избежание рассыхания их корпуса.
ШПОНОВАЯ ГРЕБНАЯ ЛОДКА «ШПШ-ЗМ» Основные данные:
Длина наибольшая, м ..................................... 3,98
Ширина наибольшая, м............................... . . 1,14
Высота борта на миделе, м . . . ..............0,47
Масса, кг................................... ... . . 80
Пассажировместимость, чел. .............. 3
Лодка «ШПШ-ЗМ» — одна из самых массовых гребных лодок, выпускавшихся большими сериями (10 тыс. и более единиц ежегодно) в течение многих лет на Сосновском судостроительном заводе. Широко использовалась на прокатных лодочных станциях и туристских базах.
Корпус лодки выклеен из четырех слоев березового шпона на водостойком клею ВИАМ-БЗ. Общая толщина обшивки — 5 мм. Корпус не имеет шпангоутов: жесткость обшивке придают привальные брусья и четыре поперечные банки — сиденья. Лодка достаточно легка на ходу, но обладает низкой остойчивостью вследствие малой ширины по ватерлинии и слишком округлых обводов корпуса. Завод-изготовитель допускал ее эксплуатацию при ветре до 1 балла и при удалении от берега не более 500 м. Лодка обладает ограниченным запасом аварийной плавучести — не более 20 кг и по современным стандартам нуждаются в установке пенопластовых блоков плавучести.
В настоящее время лодка снята с производства.
ГРЕБНО-МОТОРНАЯ ЛОДКА «ФОРЕЛЬ» («КЕФАЛЬ»)
Основные данные:
Длина наибольшая, м ................................ 3,75
Ширина наибольшая, м................................ 1,25
Высота борта на миделе, м .......................... 0,47
Масса с оборудованием и снабжением, кг ............... 80
Грузоподъемность, кг ................................ 300
Пассажировместимость без мотора (с мотором), чел. 4 (3)
Допустимая мощность мотора, кВт (л. с.)..............5,8 (8)
Скорость хода с мотором 5,8 кВт с 3 чел. на борту, км/ч 13
Розничная цена, руб..............................' . 300
Гребная шпоновая лодка «Форель» (рис. 151), пришла на смену одной из наиболее массовых, гребных лодок «ШПШ-ЗМ». Авторы проекта — конструкторы ЦКБ «Нептун», стремясь сделать новую лодку более остойчивой и мореходной, чем ее предшественница, а заодно и приспособить для установки подвесного мотора, увеличили ширину корпуса и изменили обводы, в частности, сделали широкий транец. Корпус по конструкции безнаборный, обшивка выклеена из березового шпона. Жесткость обшивки обеспечивается килем, привальным брусом и тремя банками.
Лодка может использоваться для прогулок, охоты и рыбной ловли на реках, в прибрежных зонах озер и водохранилищ при высоте волны до 0,5 м.
Непотопляемость обеспечивается материалом корпуса и блоками плавучести из пенопласта, закрепленными под банками.
Лодка оборудуется банками, еланями, обухом-кольцом и комплектуется веслами с уключинами и черпаком.
169
Рис. 151. Шпоновая лодка «Форель»: а — обводы корпуса; б — общее расположение.
Лодка может двигаться под веслами, под мотором; при желании на ней можно поставить парус, например, подвесной парус Катайнена (см. стр. 286). Для улучшения ходовых качеств под мотором лодка снабжается скуловыми брызгоотбойниками — накладками на обшивку, идущими от форштевня до транца.
Поскольку «Форель» (и ее новая модификация «Кефаль») является комбинированным судном, пригодным для плавания с мотором средней мощности, ее ходовые качества , на веслах несколько хуже, чем традиционного «фофана». При сильном ветре сказывается повышенный надводный борт. Определенными недостатками обладает обшивка, выполненная из четырех слоев шпона — при сильных ударах о камни корпус получает пробоины; выполнить ремонт обшивки своими силами затруднительно. Рекомендуется оклейка корпуса снаружи слоем стеклоткани.
На испытаниях опытный образец «Форели» под мотором «Ветерок» с 1 чел. на борту развил максимальную скорость 24 км/ч; с 2 чел. — 20 км/ч.
ПЛАСТМАССОВАЯ ЛОДКА «ПЕЛЛА»
Основные данные:
Длина наибольшая, м................................... 4,10
Ширина наибольшая, м.................................. 1,46
Высота борта на миделе, м ............................ 0,50
Пассажировместимость, чел............................... 4
Грузоподъемность, кг .................................. 300
Масса корпуса, кг ..................................... 89
Масса с оборудованием и снабжением, кг ................ 130
Допустимая мощность ПМ, кВт (л. с.) ................3,7 (5)
Скорость с мотором «Прибой» с 4 чел. на борту, км/ч ... 8
Розничная цена, руб................................. 490
170
Рис. 152. Пластмассовая лодка «Пелла»: а — общий вид; б — теоретический корпус.
Большая гребная лодка «Пелла» (рис. 152) предназначена для прогулок, водного туризма, рыбной ловли и занятий греблей на реках, в прибрежной зоне озер и водохранилищ при высоте волны до 0,5 м. Корпус лодки выполнен из стеклопластика на основе полиэфирной смолы, армированной стеклосеткой СЭ-0-1 (1-й и 6-й слой) и стеклотканью ТР-0,56-ГВС-9 (2—5-й слои), и представляет монолитную безнаборную конструкцию. В носу и корме в корпус вклеены широкие банки-сиденья, под которыми расположены блоки пенопласта, обеспечивающие непотопляемость лодки. Две средние банки — деревянные. Жесткость обшивки (толщина ее около 3,5 мм) обеспечивается килем, продольными гофрами-высадками на днище и уступом на бортах. Транец лодки приспособлен для установки подвесного мотора. Под мотором «Прибой» мощностью 3,7 кВт (5 л. с.) скорость лодки с 4 чел. на борту составляет около 8 км/ч. При установке «Ветерка» мощностью 5,9 кВт (8 л. с). «Пелла» получает большой ходовой дифферент на корму; скорость ее не превышает 12 км/ч. Лодка хороша для плавания под подвесным парусом, часто оборудуется 'швертом и парусами обычного типа. К -недостаткам «Пеллы» можно отнести ее большую массу, сравнительно тяжелый ход на веслах, отсутствие второй пары уключин для увеличения упора в свежий встречный ветер. Лодки выпуска до 1976 г. имели зауженную ватерлинию и. вследствие этого отличались валкостью.
«Пелла» комплектуется веслами с уключинами, съемными деревянными пайолами, черпаком. Благодаря пластмассовому корпусу, который окрашен введением пигмента в наружный — декоративный слой связующего, лодка практически не требует косметического ремонта перед спуском на воду.
Описание лодки опубликовано в журнале «Катера и яхты» № 83.
металлическая гребно-моторная лодка «таймень»
Основные данные:
Длина наибольшая, м , . 3,78
Ширина наибольшая, м . . 1,30
Высота борта на миделе, м 0,45
171
Масса с оборудованием, кг ........................... 73
Грузоподъемность, кг.............................., 300
Пассажировместимость, чел............................. 3
Допустимая мощность ПМ, кВт (л. с.) ........ . 5,8 (8)
Максимальная скорость под мотором «Ветерок», км/ч . • 25
Розничная цена, руб. . ..................... 390
Основным назначением этой неприхотливой в эксплуатации лодки с корпусом из алюминиево-магниевого сплава сварной конструкции являются хозяйственные разъезды, перевозка мелких грузов, рыбная ловля, охота. Корпус имеет упрощенные обводы по типу так называемых «джонботов», получивших широкое распространение в США и Западной Европе. Плоское дно в носовой части имеет плавный подъем над ватерлинией; борта выполнены с развалом наружу (рис. 153).
Толщина обшивки — 1,5 мм; для придания жесткости по днищу и бортам сделаны продольные гофры. Поперечный набор составляют П-образные штампованные профили, закрепленные к обшивке контактной сваркой, а также три банки. Под средней и кормовой банками расположены герметичные объемы плавучести (воздушные ящики), обеспечивающие непотопляемость; под носовой — ниша для хранения вещей или (в зависимости от исполнения лодки) запираемый багажник. В варианте с багажником лодка снабжается съемными деревянными еланями.
Кормовой транец усилен мощной подмоторной доской от борта до борта (толщина 35 мм) и горизонтальными кницами на уровне отогнутых фланцев — планширей. В этих кницах и по углам в «носовой палубе» (полоса шириной 200 мм у носового транца) имеются отверстия, за которые можно закладывать швартовные концы, буксир и т.п.
Лодка имеет высокую остойчивость, удобна для погрузки при причаливании носом к необорудованному берегу. Благодаря «санным» обводам «Таймень» плотно садится на грунт всей носовой частью. Лодка хорошо управляется под веслами и мотором, устойчива на курсе. Небольшая осадка (всего 14 см) позволяет использовать «Таймень» на мелководье. Разрешена эксплуатация лодки в прибрежных зонах озер и водохранилищ при высоте волны до 0,3 м.
Недостатком «Тайменя» является «жесткий» ход на волне на полной скорости, когда лодка мало загружена. Однако при движении с полной нагрузкой при скорости около 12 км/ч удары о волну становятся слабее и не вызывают у пассажиров неприятных ощущений.
Рис. 153. Гребно-моторная лодка «Таймень».
172
В основном варианте I (без багажника) в комплектацию лодки входя? только весла с уключинами и черпак. В варианте II, кроме носового багажника, в комплект дополнительно входят елани. В отличие от других гребных лодок, в корме, за банкой, предусмотрено штатное место для размещения стандартного бензобака. Расположение кормовой банки на некотором расстоянии от траппа дает возможность водителю принимать более свободную и удобную позу при управлении мотором.
МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ ЛОДКА «ЕРШ*
Основные данные:
Длина наибольшая, м ...................., . , . . , 2,66
Ширина наибольшая, м ...................... 1,24
Высота борта на миделе, м . . ....... . 0,44
Масса корпуса, кг . . 35
Масса с оборудованием и снабжением, кг .... 48
Грузоподъемность, кг ..... 150
Пассажировместимость, чел....................... . . 2
Допустимая мощность ПМ, кВт (л. с.).................. 3,68 (5)
Скорость под мотором «Салют», км/ч.................... 7.
Розничная цена, руб. ........................ 240
Лодка «Ерш» (рис. 154) спроектирована с учетом возможности ее перевозки на верхнем багажнике легкового автомобиля. Лодка может использоваться для прогулок, охоты и рыбной ловли на реках, озерах и водохранилищах при высоте волны до 0,25 м. Остойчивость «Ерша» позволяет стрелять из ружья или забрасывать блесну стоя. Полностью залитая водой лодка остается на плаву, поддерживая находящихся в воде и держащихся за борта 2 чел.
Обводы корпуса — остроскулые, с поверхностями днища и бортов, которые развертываются на плоскость (рис. 155).
Корпус — клепаной конструкции из алюминиево-магниевого сплава АМг5. Обшивка подкреплена килем, планширем, скуловыми стрингерами и парой флоров, являющихся упорами для ног. На днище отштампованы два продольных гофра; толщина обшивки— 1,5 мм.
В носу имеется небольшой отсек, используемый для хранения различного снабжения. Скуловые стрингера образуют бортовые ниши, удобные для разме«
Рис. 154. Общее расположение гребной лодки «Ерш».
/ — весло с уключиной; 2 — подуключина; 3 — деревянная поперечная банка; 4 — черпак; 5 — носовой рундук под банкой; 6 — флоры — упоры для. ног; 7 — воздушный ЯТдик под банкой; 8 — вертикальная стенка скулового стрингера.
173
щения различных мелких вещей. На горизонтальных полочках стрингеров можно уложить удочки
Две деревянные банки — съемной конструкции. К нижней поверхности их прикреплены герметичные воздушные ящики, обеспечивающие непотопляемость лодки. Банки можно передвигать по стрингерам вдоль лодки для того, чтобы обеспечить наилучшую ее посадку в зависимости от нагрузки. Для фиксации сидений -в стен-
ках скуловых стрингеров сделаны отверстия, в которые входят защелки, закрепленные на банках. Выход на воду со '.снятыми банками не допускается, так как лодка лишается непотопляемости.
«Ерш» оборудован двумя парами подуключин, что позволяет гребцу менять положение, грести, сидя лицом или спиной по ходу лодки.
Для облегчения перевозки лодки на верхнем багажнике автомобиля банки можно снять и уложить в задний багажник. На испытаниях скорость автомобиля с «Ершом» на крыше достигала 90 км/ч; при этом не наблюдалось каких-либо отклонений в поведении автомашины или опасных ситуаций.
Лодка комплектуется парой весел с уключинами и черпаком.
Подробное описание лодки опубликовано в № 87 журнала «Катера и яхты».
МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ ЛОДКА «ЯЗЬ»
Основные данные:
Длина наибольшая, м ........ ......
Ширина наибольшая, м .......................
Высота борта на миделе, м .......................
Масса корпуса, кг ............... ...............
Масса с оборудованием и снабжением, кг ..........
Грузоподъемность, кг . . ..........
Пассажировместимость, чел........................
Допустимая мощность подвесного мотора, кВт (л. с.)
Скорость под мотором «Ветерок-8», км/ч ......
Розничная цена, руб..............................
3,14
1,42
0,47
46
56 250.
3
5,9 (8)
10,6
360
По обводам и конструкции корпуса гребно-моторная лодка «Язь» аналогична «Ершу», но имеет большую (3 чел.) пассажировместимость (рис. 156). Материал корпуса —алюминиево-магниевый сплав АМг; толщина наружной обшивки — 1,5 мм.
В носу и корме под сиденьями имеются небольшие багажники для мелких вещей. Три деревянные банки — съемные; их можно передвигать по длине лодки. Они крепятся к скуловым Г-образным стрингерам при помощи шпингалетов. Предусмотрены две пары подуключин, позволяющих гребцу набирать наиболее удобное положение в зависимости от. нагрузки.
Под носовой и кормовой банками закреплены пенопластовые плиты, обеспечивающие непотопляемость лодки. В случае опрокидывания или заливания волной «Язь» остается на плаву и способен поддерживать 3 чел., находящихся в воде около лодки.
На «Язе» допускается плавание при высоте волны не более 0^25 м. Благодаря жесткой конструкции транца, снабженного с обеих сторон деревянными накладками, и достаточной остойчивости, «Язь» можно эксплуатировать под мотором «Ветерок» мощностью 8 л. с. Однако при установке «Салюта» или 174
Рис. 156. Гребная лодка «Язь».
1 — блок плавучести; 2 — упор для ног; 3 — подуключина; 4 — банка; 5 — черпак;
6 — весло с уключиной; 7 — носовая банка.
«Спутника» мощностью 1,5 кВт или 2 л. с. эксплуатация лодки более экономична.
«Язь» можно перевозить на верхнем багажнике любого легкового автомобиля, причем для снижения массы лодки деревянные банки можно снять и уложить в задний багажник. Наличие лодки на крыше скорость автомашины практически не ограничивает.
Подробное описание лодки опубликовано в № 90 журнала «Катера и яхты»*
ГРЕБНО-МОТОРНАЯ ЛОДКА «ОНЕГА»
Основные данные:
Длина наибольшая, м................................... 2,63
Ширина наибольшая, м.................................. 1,30
Высота борта на миделе, м ............................ 0,40
Масса лодки с оборудованием и снабжением, кг ... 60
Масса корпуса, кг...................................... 50
Полезная грузоподъемность, кг ......................... 225
Пассажировместимость, чел........................... 3
Допустимая мощность ПМ, кВт (л. с.).................3,6 (5)
Скорость хода с мотором «Прибои» с нагрузкой 3 чел., км/ч 7
Розничная цена, руб.................................. 450
Пластмассовая лодка «Онега» (рис. 157) предназначена для прогулок, рыбной ловли и охоты-на реках, в прибрежных зонах озер и водохранилищ при высоте волны не более 0,25 м и в светлое время суток. Корпус имеет почти прямоугольную форму в плане и санные трехкилевые обводы (рис. 158). Благодаря этому «Онега», несмотря на малые размерения, достаточно остойчива для того, чтобы забрасывать блесну или стрелять стоя.
Конструкция и размерения лодки во многом определены основной задачей, которую ставили перед собой конструкторы: обеспечить возможность перевозки «Онеги» на верхнем багажнике легкового автомобиля. Это потребовало
175
Рис. 157. Общее расположение лодки «Онега».
Рис. 158. Теоретический корпус лодки «Онега».
Создания легкого корпуса, который собирается из двух стеклопластиковых оболочек — наружной и внутренней, склеенных между собой по планширю. Толщина оболочек всего 2,2 мм; необходимая жесткость их обеспечивается формой корпуса, высадками и гофрами на внутреннем днище и на бортах. Изнутри к внутренней оболочке приклеены плиты и полосы пенопласта, которые помимо придания прочности служат аварийным запасом плавучести в случае пробоины одной из оболочек.
В носовой и кормовой частях лодки отформованы места для сидения и углубления для мелких вещей. Поперечная деревянная банка — съемная, ее можно установить в одно из трех положений по длине лодки с тем, чтобы получить оптимальный дифферент при размещении 2.или 3 чел. Предусмотрены и две пары подуключин; передняя используется в том случае, если гребец сидит на банке, поставленной в носовое гнездо.
С полной нагрузкой «Онега» имеет очень невысокий надводный борт, поэтому выходить на ней на прогулку втроем можно только в идеальную погоду и без мотора. Для уменьшения дифферента при плавании под мотором рекомендуется использовать удлинитель румпеля и размещать бензобак в носовой части.
Г. Разборные лодки и байдарки
Разборные лодки, выпускаемые промышленностью, пользуются большой популярностью среди любителей отдыха на воде, рыбаков и охотников. Они обладают двумя главными достоинствами: позволяют использовать практически все виды транспорта для доставки на изолированные озера или отдаленные реки и не требуют для своего хранения специальной стоянки: их можно хранить в гараже, подвале и даже в городской квартире. Разборные лодки легки и компактны, не требуют больших расходов на поддержание в хорошем состоянии в течение многих лет.
176
По конструкции можно выделить секционные, складные и каркасные разборные лодки. Наиболее надежны секционные лодки, изготавливаемые обычно из жестких материалов — легких сплавов или стеклопластика. Они обладают большой жесткостью и всеми другими качествами неразборных судов аналогичных размерений. Недостатком можно считать несколько больший габарит в сложенном виде по сравнению с лодками двух других типов.
В конструкции складных лодок на сгибах обшивки используются эластичные элементы из прорезиненной ткани, которые подвержены износу и старению и, кроме того, на плаву лодка не является абсолютно жесткой — она «дышит».
Лодки каркасного типа наиболее легки, так как обшивкой для них служит прорезиненная ткань, а каркас делается из легких дюралевых трубок и деревянных реек. В отличие от лодок предыдущих типов, эти суда в разобранном виде могут переноситься в рюкзаке. Однако ажурный каркас и тонкая оболочка требуют аккуратного обращения, а время сборки каркасных лодок, как правило, несколько больше, чем секционных или складных.
Малые разборные лодки, такие как «Малютка-2», «Романтика» и «Мечта», для прогулок и путешествий на веслах приспособлены плохо. Поэтому для этих целей их лучше снабдить небольшим подвесным моторчиком — «Салютом» или «Прибоем».
Гораздо большие возможности для спортивного туризма предоставляют разборные байдарки с резинотканевой обшивкой. Передвигаясь на веслах, а иногда и под парусом, экипаж не связан необходимостью прокладывать маршрут через пункты бензозаправки. Для байдарочников не существует ограничений, установленных для водномоторников в связи с запрещением эксплуатировать моторы на ряде акваторий. Не обладая высокой мореходностью, байдарки благодаря своей портативности позволяют туристам миновать наиболее опасные места, пороги и шлюзы в обход по суше. Байдарки легки на ходу, достаточно вместительны и грузоподъемны, могут использоваться на веслах, под парусом и с маломощным мотором. Дневной переход на веслах может составить при спокойной погоде до 50 км.
По своей массе и габаритам в сложенном виде разборные байдарки менее удобны для переноски, чем надувные лодки. Чаще всего их доставка в начальную точку маршрута осуществляется с помощью различных транспортных средств — самолетом, поездом, а для местных подвозов используются легкие двухколесные тележки разборной конструкции.
ОДНОМЕСТНАЯ РАЗБОРНАЯ СЕКЦИОННАЯ
ЛОДКА «МАЛЮТКА»
Основные данные:
Длина наибольшая в собранном виде, м............. 1,97
Ширина наибольшая, м............................ 0,80
Высота борта на миделе, м ....................... 0,30
Масса лодки с оборудованием и снабжением, кг . . . 20
Полезная грузоподъемность, кг .................... 100
Габариты в сложенном виде, м .............0,8X0,65X0,3
Гребная одноместная лодка «Малютка» предназначена в основном для любительской рыбной ловли на изолированных озерах и малых реках, куда она может доставляться на общественном транспорте — автобусом, электропоездом и т. п. (рис. 159). В сложенном виде комплект представляет собой упаковку с габаритами большого чемодана и несколько большей массы, чем багаж, который берут с собой в отпуск. Лодка может разместиться в багажнике автомобиля «Волга».
Лодка собирается из трех секций (каждая длиной по 0,65 м), изготовленных из алюминиево-магниевого сплава АМг5. Толщина листов обшивки—1,5 мм,
177
о
Рис. 159. Одноместная лодка «Малютка».
ее жесткость обеспечивается благодаря гофрам (или зигам, как их иногда называют) полукруглого сечения, выштампованным на днище и бортах. Поперечный набор составляют фланцы из толстой полосы сплава АМг, приваренные по торцам каждой секции. Через эти фланцы проходят болты, соединяющие секции в лодку, а уплотнением служат прокладки из резиновых полос, укладываемые по периметру фланцевых соединений. Для быстроты сборки применяются гайки-барашки.
Гребец располагается, сидя на плите из пенопласта, закрепленной с помощью ремня к днищу средней секции. Эта же секция снабжена двумя скуловыми килями, которые предназначены для придания некоторой стабилизации лодке.
«Малютка» может использоваться не далее 300 м от берега при высоте волны не более 0,2 м. Однако известны случаи, когда лодку оснащали небольшим парусом или устанавливали подвесной мотор «Салют» и отправлялись на ней в небольшое путешествие по реке или даже вдоль побережья Байкала. Наиболее же частое усовершенствование — это дополнение лодки четвертой секцией для того, чтобы увеличить ее грузоподъемность и вместимость до двух человек, улучшить ходовые качества на веслах, сделать возможным установку подвесного мотора. Попутно устраняется и такой существенный недостаток, как неправильное расположение аварийной плавучести: в случае заполнения водой «Малютка» переворачивается вверх дном, что затрудняет ее использование в качестве спасательного прибора.
В настоящее время «Малютка» не выпускается. Новая модель — «Малютка-3» аналогична по конструкции, но имеет более современный вид и повышенную (благодаря увеличению ширины) остойчивость. Ее размерения: 2,0 X X 0,84 X 0,38 м, масса — 23 кг; цена — НО руб.
ДВУХМЕСТНАЯ РАЗБОРНАЯ ЛОДКА «МАЛЮТКА-2»
Основные данные:
Длина наибольшая, ............................ 2,41
Ширина наибольшая, м.............................. 1,11
Высота борта на миделе, м ........................ 0,40
178
Высота надводного борта при полной нагрузке, м 0,21
Полезная грузоподъемность, кг .................... 180
Пассажировместимость, чел.................... 2
Допустимая мощность ПМ, кВт (л. с.) ............... 1,4 (2)
Скорость с полной загрузкой под ПМ «Спутник», км/ч 9
Водоизмещение в полном грузу, кг............. 231
Масса с оборудованием и снабжением, кг . . . 36
Размеры пакета с лодкой, м...................0,92X1,11X0,45
Розничная цена, руб.......................... 200
«Малютка-2» сохранила такие достоинства «Малютки» как малые габариты в разобранном виде, неприхотливость в эксплуатации, удобство хранения (рис. 160). Конечно, существенное увеличение размерений — длины (на 740 мм), ширины (на 310 мм) и высоты борта (на 100 мм) — привело к соответствующему изменению массы ’(с 20 на 36 кг), однако конструкторы «Малютки-2» считают, что преимущества новой модели с лихвой искупают это утяжеление. (Тем более, что, как показывают опросы владельцев, и лодки первой модели чаще всего перевозили на автомобиле).
«Малютка-2» рассчитана на транспортировку на верхнем багажнике малолитражки. Значительно повышена остойчивость новой лодки: как при посадке в лодку, так и на ходу пассажиры чувствуют себя уверенно. Разрешено плавание в прибрежных зонах больших озер и водохранилищ при высоте волны до 0,25 м с удалением от берега до 300 м.
Конструкторы позаботились и о том, чтобы пакет (лодка в разобранном виде), уложенный на багажник, гармонировал с внешним видом отечественных легковых автомобилей.
Корпус новой лодки собирается также из трех секций, изготовленных сварными из сплава АМгбМ). Толщина наружной обшивки — 1,5 мм, транца — 2 мм. Внутренняя ^'наружная поверхности корпуса весла и сиденья окрашиваются эмалью ПФ-115 контрастных цветов, причем предусмотрено несколько вариантов окраски.
179
Соединение секций между собой выполняется при помощи 18 шпилек, проходящих через жесткие фланцы, приваренные по стыкам секций, и 36 гаек-барашков. Водонепроницаемость обеспечивается прокладкой из губчатой резины, которая укладывается между фланцами. Два блока из пенопласта ПС-4, прикрепляемых к днищу специальными резиновыми ремнями, обеспечивают непотопляемость лодки и служат одновременно сиденьями для пассажиров.
«Малютка-2» снабжается парой весел с уключинами, черпаком, транцевой накладкой толщиной 40 мм (привинчиваемой к транцу при установке подвесного мотора) и двумя кронштейнами для крепления рыболовных удочек. Для возможности регулировки дифферента при различных вариантах нагрузки устанавливаются две пары подуключин, а сиденье гребца можно перемещать вдоль лодки.
ОДНОМЕСТНАЯ СКЛАДНАЯ ОХОТНИЧЬЯ ЛОДКА
Основные данные:
Длина наибольшая, м 2,20
Ширина наибольшая, м 0,90
Высота борта, м 0,35
Осадка в грузу, м 0,15
Грузоподъемность, кг 100
Масса лодки с оборудованием и снабжением, кг 22
Габариты в сложенном виде, м ............... 1,25X0,75X0,15
Розничная цена, руб. ....... 85
Лодка предназначена для охоты и рыбной ловли на небольших озерах и реках с удалением от берега до 500 м при высоте волны до 0,25 м*(рис. 161). Корпус изготовлен из дюралюминиевых листов толщиной 1,5 мм, соединенных между собой с помощью прорезиненного ремня толщиной 2—4 мм и заклепок. Форма в готовом виде удерживается благодаря двум распоркам из дюралевых труб.
Лодка снабжается пенопластовыми блоками плавучести, веслами, черпаком и деталями крепежа-.
Рис. 161. Складная охотничья лодка.
180
СКЛАДНАЯ ЛОДКА «МЕЧТА* Основные данные;
Длина наибольшая, м ............................... 3,02
Ширина наибольшая, м............................... 1,13
Высота борта на миделе, м .................. 0,47
Масса со снаряжением, кг............................ 50
Грузоподъемность максимальная, кг , .............. 200
Пассажировместимость, чел. ... 2
Габариты в сложенном виде, м .................1,16X1,07X0,18
Максимально допустимая мощность ПМ, кВт (л. с.) 3,7 (5)
Скорость под мотором «Прибой» при полной нагрузке, км/ч .... ....................... 13
Розничная цена, руб........................... 200
Конструкция «Мечты» принципиально не отличается от хорошо известных складных охотничьих лодок-одиночек длиной 2,2 и 2,8 м. Тот же материал — дюраль с полосами прорезиненной ткани на соединениях* тот же принцип складывания в плоский пакет. Но это уже лодка вдвое большей грузоподъемности, рассчитанная на плавание вдвоем при высоте волны 0,3 м и удалении от берега
Рис. 162. Складная дюралевая мотолодка «Мечта»:
1 — мягкая носовая палуба; 2 — пиллерс; 3 «— банка; 4 — фанерная опора банки; 5 — баллон; 6 — замок для крепления банки; 7 кница; 8 жесткий транец (для герметизации предусмотрен еще мягкий транец из прорезиненной ткани); 9 транцевая плита; 10 — весло; 11 крючок нижний; 12 крючок верхний; 13 бортовой киль.
181
до 500 м, приспособленная для установки подвесного мотора мощностью по 3,7 кВт (5 л. с.) (рис. 162).
Складывающийся корпус лодки состоит из листовых дюралевых частей толщиной 1,5 мм, соединенных при помощи прорезиненной накладки толщиной 3 мм» которая обеспечивает герметичность и гибкость. Жесткость собранной конструкции придают три поперечных сиденья-банки с фанерными опорами посредине, а также съемная носовая распорка и съемный жесткий транец с подмоторной доской-на кладкой. Транец вырезан из 12-миллиметровой бакфанеры.
Непотопляемость лодки обеспечивается укладываемыми вдоль бортов надувными цилиндрическими баллонами длиной 1500 и диаметром 200 мм в чехлах. Они поддерживают на плаву лодку с мотором даже при полном ее затоплении и обладают запасом плавучести, достаточным для того, чтобы плавающие в в воде пассажиры могли придерживаться за лодку.
Лодка поставлялась в комплекте: парусиновый чехол, весла, черпак, надувные баллоны, спасательный линь.
Сборка лодки производится без инструмента в течение 10 мин, так как все замки на гибких соединениях выполнены на крючках.
На транце закреплена пара небольших транцевых плит для уменьшения ходового дифферента при плавании под мотором. Носовая часть закрывается сверху декой из авизента для защиты от забрызгивания на волнении.
«Мечта» рекомендуется для плавания преимущественно под мотором, так как она тяжеловата на ходу на веслах, которые, к тому же, коротки и не дают возможности развить хороший упор.
С 1981 лодка «Мечта» промышленностью не выпускается.
РАЗБОРНАЯ МОТОЛОДКА «РОМАНТИКА»
Основные данные:
Длина наибольшая, м.............................. 2,63
Ширина наибольшая, м ............................ 1,10
Высота борта на миделе, м ....................... 0,45
Грузоподъемность, кг............................. 200
Пассажировместимость, чел. . 2
Масса лодки с оборудованием, кг . .45
Допустимая мощность ПМ, кВт (л. с.) ......... 3,6 (5)
Скорость хода при полном водоизмещении с мотором «Прибой», км/ч ............................... 8,5
Габариты в сложенном виде, м ...............1,17X0,92X0,37
Розничная цена, руб.......................... 240
Лодка изготовлена из алюминиево-магниевого сплава АМгбБ толщиной 1,2 мм разборной: по длине она состоит из трех штампованных секций, каждая из которых в свою очередь может быть разобрана на части (носовая — на две, средняя и кормовая — на три). Секции соединяются между собой на болтах, после чего на горизонтальный фланец ставится носовая палуба и верхние части корпуса, крепятся подмоторная доска и сиденья. Два человека собирают лодку за 30—40 мин (рис. 163).
Поперечная жесткость корпуса обеспечивается флорами нижних секций и шпангоутами верхних. Отдельные детали секций соединены на клею или заклепках.
При разборке части корпуса вкладываются одна в другую и вместе со всем снабжением лодки упаковываются в чехол, который можно уложить на багажник любого автомобиля; «Романтику» можно также перевозить в автобусе или пригородной электричке. Можно перевозить лодку на верхнем багажнике и в собранном виде. В носовом отсеке имеется небольшой багажник. Лодка оборудована переносным сиденьем для водителя. Для размещения пассажиров предназначена продольная передвижная банка. С «Романтики» удобно ловить рыбу спиннингом стоя, ее довольно просто вытаскивать на берег и спускать на воду.
182
Рис. 163. Мотолодка «Романтика»: а — лодка в сборе; б — теоретический чер« теж.
«Романтика» хорошо ведет себя на волне высотой 0,25 м при любых курсо-» вых углях, при этом кокпит не заливается и не забрызгивается. Она обладает достаточно высокой поперечной остойчивостью: начальная метацентрическая высота при водоизмещении 260 кг равна 1,1 м.
Непотопляемость обеспечена блоками пенопласта, размещенными под носо* вой палубой и в кормовой секции.
С мотором «Прибой» лодка развивает максимальную скорость 23 км/ч, двигаясь в режиме глиссирования. Стандартного 20-литрового бака горючего при этом хватает на переход в 160 км. Сейчас выпускается 3-местная 4-отсечная модель «Романтика-2» под ПМ до 8 л. с. (длина — 3,5 м; масса — 61 кг; цена — 360 руб.). •
СЕКЦИОННАЯ РАЗБОРНАЯ МОТОЛОДКА «АВТОБОТ»
Основные данные:
Длина наибольшая, м................................ 3,50
Ширина наибольшая, м ............................. 1,35
Высота борта на миделе, м ...................; 0,45
Угол килеватости днища у транца................... 12,5°
Масса с оборудованием и снабжением, кг . . . 58
Грузоподъемность, кг ......................... 225
Пассажировместимость, чел ... . . 3
183
Допустимая мощность ПМ, кВт (л. 8.) . , , . , 9,2 (12,5)
Скорость хода под мотором «Ветерок-12» с полной нагрузкой, км/ч . 30
Габариты пакета в сложенном виде, м . . . . 1,55X 1,35X0,6
Розничная цена, руб. ........ 330
Разборная мотолодка «Автобот» спроектирована с учетом ее транспортировки на крыше легкового автомобиля (рис. 164). Для возможности укладки лодки в небольшой по габаритам пакет ее корпус разделен на три жесткие секции. Соединяются они при помощи болтов через фланцы, которыми служат жесткие шпангоутные рамы (аналогичная конструкция применена на секционных лодках «Малютка»). Водонепроницаемость соединений обеспечивается резиновыми прокладками между фланцами.
Корпус изготовлен из алюминиево-магниевого сплава. Основной метод соединения деталей — аргоно-дуговая и контактная сварка. Для обеспечения жесткости конструкции в обшивке использованы выштамповки — слом на бортах, гофры на днище и т. п.
Обводы корпуса (рис. 164, б) — упрощенные остроскулые с постоянным углом килеватости днища на двух третях длины от транца. Большая ширина корпуса в носу способствует хорошей всхожести «Автобота» на волну. Три съемные поперечные банки с закрепленными под ними блоками пенополистирола обеспечивают непотопляемость лодки. Такие же блоки расположены и в корме под подмоторной нйшен. Запаса плавучести достаточно, чтобы поддерживать на плаву полностью залитую водой лодку с установленным на транце «Ветерком-12» и 1 чел., находящимся в кокпите. Под мотором «Ветерок-12» мотолодка развивает максимальную скорость 38 км/ч; под «Ветерком-8» — 31 км/ч (с полной нагрузкой — 20 км/ч).
Рис. 164. Секционная мотолодка «Автобот»: а — лодка в сборе; б — теоретический корпус.
184
«Автобот» снабжается парой распашных весел, под которыми с двумя* тремя пассажирами на борту лодка легко преодолевает волну высотой до 0,3 м на любых курсовых углах. Тяжелее грести против волны высотой до 0,6 м, но при этом лодку не заливает.
Для перевозки «Автобота» на крыше легкового автомобиля к лодке ири-лагаются специальные штанги, с помощью которых она крепится к водосточным канавкам крыши. Одновременно штанги служат для раскрепления секций в пакете.
НАДУВНОЙ РАЗБОРНЫЙ КАТАМАРАН «АЛЬБАТРОС»
Основные данные:
Длина габаритная, м.............................. 4,5
Ширина габаритная, м................................ 2,2
Диаметр надувного поплавка, м...................... 0,*э
Осадка, м: поплавка ....................................... 0,14
с опущенными шверцами и рулем.............. '0,83
Масса полная, кг ..................................не более 60
Полезная грузоподъемность, кг ............... 320-
Пассажировместимость, чел. ................... 3
Площадь парусности полная, м2 ......... 8
Мощность ПМ, кВт (л. с.) ..................до 3,6 (5)
Разборный туристский катамаран «Альбатрос» (рис. 165) является новым типом судна, осваиваемым в серийном производстве в XI пятилетке. Он состоит из двух надувных поплавков и кокпита-моста разборной конструкции.
Поплавки выполнены трехсекционными из прорезиненной ткани. Каждая секция снабжена клапаном для наполнения. Вдоль поплавков закрепляются по два трубчатых стрингера, при помощи которых поплавки крепятся к мосту катамарана, имеющему пять поперечных и одну центральную продольную балку. Все балки изготовлены из дюралюминиевых труб. Силовые узлы, соединяющие между собой продольную и поперечные балки моста, а также стрингера поплавков с поперечными балками, выполнены из прочной и упругой пластмассы типа полиамида.
На трубы моста натягивается и пришнуровывается к ним мягкое днище кокпита, сшитое из прочной ткани. Наклонные борта образованы обвесами из влагонепроницаемой ткани типа «болоньи», защищающими экипаж от волн, брызг и ветра.
Носовая часть кокпита (перед мачтой) сверху закрыта мягким козырьком из той же «болоньи»; здесь укладывается багаж. На стоянке кокпит может закрываться съемным тентом. В результате образуется палатка для 2 чел., которые могут располагаться на надувных матрацах.
Для противодействия дрейфу катамаран снабжен поворотными шверцами, навешиваемыми снаружи на поплавки на второй поперечной трубе. Руль закреплен на кордовом конце центральной продольной балки. Удлинитель румпеля выведен в кокпит, что позволяет удобно управлять судном с любого места в кокпите. Шверцы и руль профилированные, изготовленные из дюралюминия.
Мачта (дюралевая, трубчатая) собирается из трех частей; она опирается на центральный силовой узел, образованный центральной продольной и второй поперечной балками и раскрепляется штагом и вантами из стального троса.
На катамаране можно установить мотор «Салют», под которым «Альбатрос» развивает скорость 6,5—8 км/ч. Для движения на веслах используются короткие весла-гребки; грести ими можно стоя на колене или же сидя.
Разобранный катамаран укладывается в две упаковки: рюкзак с размерами 750 X 430 X 250 мм и мешок длиной 1900 мм диаметром 300 мм. Время полной сборки (разборки) и вооружения судна не превышает 40 мин.
185
Рис. 165. Разборный катамаран «Альбатрос».
15W
186
Испытания опытных образцов показали, что заложенные в проект основные идеи реализованы успешно. Катамаран можно использовать как для отдыха в выходные дни, так и для многодневных туристских походов по внутренним акваториям страны при волне высотой до 0,5 м и ветре со скоростью до 10 м/с, в прибрежных зонах морей с удалением от берега до 1000 м. Судно обладает высокой живучестью — при потере герметичности двух отсеков поплавка катамаран остается на плаву.
В комплект поставки, кроме парусного вооружения, тента и весел, предполагается включить плавучий и донный якоря, спасательное кольцо и мех (насос) для накачивания отсеков поплавков.
БАЙДАРКИ «ТАЙМЕНЬ»
Производство байдарок «Таймень» освоено на Московском машиностроительном заводе «Салют» взамен хорошо известных «Салютов». Основные данные одно-, двух- и 1рехместных «Тайменей» приведены в табл. 11.
При проектировании байдарок ставилась задача создать легкие на ходу и мореходные (имеется в виду прохождение порогов) лодки для дальних автономных плаваний по рекам высокой категории сложности с обеспечением всех мер безопасности плавания. Корпуса байдарок выполнены разборными с дюралевым каркасом и мягкой оболочкой. Для улучшения мореходных качеств штевни плавно «подрезаны», наибольшая ширина смещена в корму от миделя. Специально увеличен подъем деки в районе мидельвейсов. Развал шпангоутов и полнота носовой части выбраны оптимальными с точки зрения обеспечения всхожести на волну (рис. 166).
В каркасе совершенно отсутствуют деревянные детали. Деревянными оставлены только сиденья. Все металлические детали защищены антикоррозионным покрытием. Заостренная не только в носу, но и в корме форма кокпита в плане дала возможность избавиться от задней поперечной спинки, обеспечить удобное крепление фартука и улучшить внешний вид байдарки (рис. 167).
Управление судном педальное, причем положение педалей по длине можно регулировать в зависимости от роста гребца.
Непотопляемость байдарки обеспечивается шестью термоупаковками (по одной в носу и корме, четыре по бортам). Мешки-гермоупаковки снабжены горловинами для размещения в них багажа, а также ниппелями для поддува воздуха. Суммарный объем термоупаковок составляет 130—140 л, что обеспечивает поддержание на плаву полностью затопленной байдарки вместе с гребцом. В комплект байдарки введен надежно герметизирующий вырез кокпита фартук со «срывной юбкой».
Байдарка «Таймень-1» упаковывается в одно место-рюкзак, имеющий габариты 1,1 X 0,4 X 0,2 м.
Таблица 11
Основные данные байдарок «Таймень»
Характеристика «Таймень-1» «Таймень-2» «Таймень-3»
Длина наибольшая, м 4,05 5,0 5,7
Ширина наибольшая, м 0,75 0,85 0,88
Высота борта на миделе, м 0,25 0,27 0,27
Осадка при полной нагрузке, м 0,14 0,16 0,1‘7
Пассажировместимость, чел. 1 2(3) 3(4)
Полезная грузоподъемность, кг 150 250 375
Масса байдарки, кг 19 24 29
Масса комплекта в упаковке, кг 22 30 36
187
Рис. 166. Обводы двухместной байдарки «Таймень-2».
Рис. 167. Каркас байдарки «Таймень-3».
Гребцы на двух- и трехместных байдарках расположены на несколько большем удалении от миделя, чем на байдарках «Салют». Это не уменьшает упора, создаваемого веслом, но резко увеличивает маневренность лодки. При гребле вразнобой гребцы не мешают друг другу — не задевают веслом за весло.
В середине лодок выделены специальные грузовые отсеки. Это существенно облегчает загрузку и разгрузку байдарки. В несложные походы в грузовые отсеки можно посадить дополнительного гребца, так как грузовые отсеки по размерам не меньше, чем отсеки для гребцов. Большой запас водоизмещения позволяет при этом брать с собой все необходимое снаряжение для похода.
Все узлы и детали каркаса байдарок защищены антикоррозийным покрытием и максимально унифицированы: взаимозаменяемы все штевни, часть шпангоутов и деталей продольного набора.
Сборка и разборка байдарок не представляет сложности: на сборку «Тайменя-3» уходит 25 мин, а на разборку и упаковку — 10 мин.
В комплект трехместной байдарки входят: весла, фартук, термоупаковки, два упаковочных мешка, кусок ткани для аварийного ремонта и наклейки протекторов, капроновый шнур.
Д. Надувные лодки
В последние годы все чаще можно встретить на реках и озерах страны надувные лодки, в том числе — и оснащенные подвесными моторами. Благодаря таким своим качествам, как небольшая масса, компактность и транспортабельность в сложенном виде, возможность хранения в домашних условиях, большая грузоподъемность, безопасность при эксплуатации, высокая проходимость и возможность движения под мотором, подобные лодки постепенно завоевывают признание любителей рыбной ловли и охоты, а иногда и туристов.
Устройство типичной надувной мотолодки несложно. Состоит она из камеры цилиндрического поперечного сечения, склеенной (а иногда еще и прошитой) из прорезиненной воздухонепроницаемой ткани. Путем предваритель-188
кого раскроя отдельных кусков ткани камере придают U-образную («подкова») или О-обраэную, замкнутую по контуру лодки, форму в плане.
Как правило, камеры лодки разделяются внутри перегородками на несколько изолированных отсеков, так что если один или даже два отсека окажутся поврежденными (например, порвется или, протершись, потеряет свою воздухонепроницаемость оболочка), лодка останется на плаву.
Небольшие — одно- и двухместные — гребные лодки чаще всего выполняются О-образной формы с плоским однослойным днищем из прорезиненной ткани. На некоторых лодках днище делают двуслойным надувным (естественно — с расположенными вдоль камерами); иногда на дно лодки укладывают легкий фанерный панол.
Для лодок, предназначенных для плавания с подвесными моторами мощностью свыше 3,7 кВ г (5 л. с.) и движущихся в глиссирующем или полуглиссирующем режиме, наиболее характерна подковообразная форма. Эти лодки снабжаются жестким фанерным транце м, который крепится между бортовыми камерами на расстоянии, примерно равном длины корпуса от кормовых концов камер. Выступающие в корму конусообразные части камер служат своеобразными опорными элементами; благодаря им уменьшается изгибающий момент от действия массы мотора и упора гребного винта, улучшаются условия выхода лодки на глиссирование, повышается устойчивость судна на курсе.
Критическим качеством надувной моторной лодки становится продольная жесткость корпуса, которая должна быть достаточной, чтобы воспринять массу мотора и упор гребного винта. Пайолы являются здесь уже не только опорной площадкой под ногами пассажиров, но и составной частью жесткого каркаса. Чаще всего их выполняют из фанерных щитов, которые воспринимают упор винта, передаваемый транцем; щиты жестко соединяются между собой и с килем (если он есть) с помощью специальных замков. Иногда непрерывность конструкции придают боковые планки, закладываемые в пазы в бортовых кромках настилов. Эти планки, сделанные из твердой древесины, предотвращают смещение щитов одного относительно другого.
При наполнении камеры воздухом кромки настила зажимаются между днищем и цилиндрическими камерами.
На некоторых лодках можно видеть устройства для обеспечения дополнительной жесткости надувных камер. Это могут быть гнезда для закрепления вдоль камер весел, либо даже надувные камеры небольшого диаметра, закрепленные поверх основных (они играют также роль фальшбортов, защищающих от брызг).
Для улучшения мореходных качеств — некоторого смягчения ударов при ходе по волне и обеспечения устойчивости лодки на курсе необходимо придавать днищу некоторую килеватост ь. Это делают, помещая между тканевым днищем и фанерным пайолом деревянный киль, который придает ткани нужное натяжение, чтобы она «держала» заданную форму и могла противостоять напору воды и ударам. В корме киль обычно с помощью кницы жестко соединяют с транцем, чтобы он воспринимал нагрузку вместе с транцем и пайолом.
Наиболее ответственный узел конструкции надувной мотолодки — это присоединение жесткого, вырезанного из толстой водостойкой фанеры транца к баллонам. Чаще всего транец наглухо вклеивают в литые резиновые башмаки-сбоймы, приклеенные. к стенкам камер и днищу. Иногда транец вкладывают в эти обоймы и крепя! к ним сквозными болтами. Транец жестко соединяют с пай-олом с помощью различных книц, упоров и винтовых (раздвижных) стяжек-талрепов.
Непременной деталью быстроходной надувной лодки является козырек (носовой тент, дека) из легкой прорезиненной ткани, защищающий кокпит от брызг. Необходимую погибь — выгиб вверх — ему придает эластичная трубчатая дуга, вставляемая в гнезда на камерах, либо вертикальная стойка, упирающаяся в пайол. К кормовой кромке козырька нередко пристегивают стекло из тонкого плексигласа.
Раньше для изготовления надувных лодок применялись прорезиненные материалы на основе хлопчатобумажных тканей и натурального каучука. Жизнь такой лодки была недолговечной: резиновый слой быстро разрушался под дейс-
189
Таблица 12
Основные данные надувных лодок серийного выпуска
Индекс и название Габаритные размеры длина X ширина Хдиа- | метр камеры, м Масса,' кг Грузоподъемность, кг Розничная цена,' руб.
«ЛГН-1» Одноместные лодки 1,7X0,92X0,26 10 100
«ЛГН-1 Б» 1,8X1,04X0,285 10 100
«ЛН-1» «Ветерок» 2,0X0,97X0,28 8 100 69
«Стриж» 2,0X0,97X0,28 9 100
«Нырок-1» 2,1X1,09X0,29 12 150 77
«ЛГН-2» Двухместные лодки 2,5X1,13X0,30 17 200 80
«ЛГН-2У» 2,5X1,13X0,27 17 200
«ЛГН-2ПУ» 2,5X1,13X0,27 19 200 НО
(с палаткой) «ЛГН-1 Б» 2,5X 1,04X0,285 16 200
«Нырок-2» 2,5X1,09X0,29 16 200 87
«Нырок-4» 2,5X1,09X0,29 20 250
«ЛН-2Ю» «Юрюзань» 2,55X1,15X0,29 16 250
«ЛН-2Д» «Дельфин» 2,6X1,15X0,32 27 250 115
«ЛН-2А» «Айгуль» 2,6X1,20X0,32 16 250 125
«ЛН-2» «Уфимка» 2,6Х 1,16X0,30 16 250 100
«Волна» 2,8X 1,04X0,285 12 230 108
твием солнца и нефтепродуктов, текстильная основа гнила. Прочность материалов была относительно низка*, что заставляло использовать сравнительно толстую и тяжелую ткань.
В настоящее время и в качестве основы, и в качестве воздухонепроницаемого покрытия используются синтетические материалы. Основой служит прочный нейлон или капрон, для покрытия используются полимеры синтетического каучука — неопрен или хайполон либо их комбинации. Такие материалы стойки к воздействию атмосферы, масел и химикалиев, хорошо сопротивляются трению.
Учитывая популярность надувных лодок, предприятия страны значительно увеличили их выпуск и расширили ассортимент. За IX пятилетку производство надувных лодок в нашей стране возросло в 1,6 раза; в X пятилетке выпуск этого типа судов постоянно увеличивался при одновременном повышении их качества и расширении ассортимента.
В настоящее время в торговую сеть страны поставляется около 20 моделей надувных лодок, основные технические данные некоторых приводятся в табл. 12. Основную массу составляют одно- и двухместные гребные лодки «ЛГН-1» и «ЛГН-2». С 1975 г. эти хорошо известные модели на рынке постепенно вытесняются новыми; это, например, лодки производственного объединения «Ярослав-резинотехника» «Нырок-1» и «Нырок-2». Эти лодки обладают лучшими эксплуатационными свойствами, повышенной герметичностью, имеют хороший товарный вид и увеличенный диаметр надувной камеры. Основной материал — каландрованная прорезиненная ткань на основе хлопчатобумажного текстиля, обкладочная резиновая смесь — на основе натурального и синтетического каучуков.
ОДНОМЕСТНЫЕ ЛОДКИ
«ЛГН-1» и «ЛГН-1 Б» — представляют собой О-образные удлиненные надувные камеры с диаметром баллона 260 и 285 мм и о однослойным днищем из прорезиненной ткани. Человек размещается сидя на днище;* 190
Рис. 168. Одноместные надувные лодки: а — «Стриж»; б — «Ветерок»; в—«Нырок-1».
гребля осуществляется короткими веслами-гребками без опоры на уключину. Используются в основном для рыбной ловли вблизи от берега (рис. 168).
«Стриж» — более безопасен и комфортабелен в использовании, чем лодки типа «ЛГН-1». Кормовая часть этой 2-метровой лодки сделана шире
носовой, а диаметр баллона здесь на 100 мм больше, чем в носу. Благодаря этому «Стриж» при правильном расположении пассажира — спиной у кормового баллона — сидит на воде ровно, грести на нем удобно. Лодка снабжается надувным сиденьем и резиновыми гребками; масса собственно лодки не превышает 6 кг.
«ЛН-1» «Ветерок» — несколько шире и длиннее лодок типа «ЛГН-1» и обладает меньшей массой (всего 8 кг). Изготовляется из полу капрона или хлопчатобумажной ткани.
«Нырок-1» — имеет более современный дизайн и рациональный раскрой деталей, чем упомянутые выше лодки. Отличительной особенностью является также наличие резиновых уключин, позволяющих использовать не короткие гребки, а нормальные распашные весла, обеспечивающие хороший упор. Гребец располагается в носовой части лодки, на надувном сиденье.
«Нырок-1» имеет несколько большую массу, чем лодки типа «ЛГН», но выход на нем допускается с нагрузкой 150 кг.
ДВУХМЕСТНЫЕ ЛОДКИ
«ЛГН-2», «ЛГН-2У» и «ЛГН-2ПУ» (с палаткой) — рассчитаны на нагрузку 200 кг и снабжаются распашными веслами с уключинами. Надувная камера разделена двумя перегородками на два отсека, которые при наполнении лодки воздухом сообщаются между собой через перепускную трубку. Могут использоваться для охоты, рыбной ловли и непродолжительных туристских походов, в основном для сплава по течению. Особенно удобен вариант «ЛГН-2ПУ» с палаткой, которая может быть поставлена как на берегу, так и на воде (рис. 169). В качестве распорки палатки используются весла, вставляемые в уключины лопастями вверх.
«Дельфин», «ЛН-2Д» — двухместная гребная лодка с характерными заостренными обводами носа и кормы. Снабжается двумя деревянными поперечными сиденьями-банками и вкладным фанерным пайолом, обеспечивающим жесткость лодки. Каждый борт является изолированной камерой. Оконечности прикрыты небольшими деками из ткани.
191
Рис. 169. Двухместные надувные лодки: а — «ЛГН-2У» (пунктиром показан контур палатки); б — «Дельфин»; в — «Айгуль»; г — «Волна»; д — «Нырок-2».
«Айгуль» , «ЛН-2А» — самая легкая из серийных двухместных лодок — ее масса 12—14 кг при грузоподъемности 250 кг. Она легка на ходу и может быть приспособлена для установки подвесного мотора «Салют».
Так же как и на «Дельфине», здесь имеются две деревянные банки, закрепленные к бортам с помощью литых резиновых кронштейнов.
«ЛН-2», «Уфимка» — улучшенный вариант лодок типа «ЛГН-2», имеющая диаметр баллона 300 мм и повышенную грузоподъемность (250 кг вместо 200). Лодка имеет более обтекаемую форму, легче идет на веслах.
«ЛГН-2А» , «Волна» имеет выступающие за кормой конусные части надувных бортов и поперечную надувную банку, на которой с помощью кронштейна можно навесить легкий подвесной моторчик.
На ПО «Ярославрезинотехника» разработан вариант лодки «Волна-5» с жестким фанерным транцем, рассчитанный на эксплуатацию с подвесным мотором мощностью до 3,7 кВт (5 л. с.). Приподнятый нос и дека предохраняют ее от заливания волной. Лодка снабжается разборным фанерным пайолом и кильсоном, который придает днищу небольшую килеватость, повышает устойчивость на курсе и жесткость корпуса. Масса лодки в комплекте — 40 кг; максимальная скорость с мотором «Прибой» (3,7 кВт) — 22 км/ч; с полной нагрузкой — около 9 км/ч,
ТУРИСТСКИЕ НАДУВНЫЕ ЛОДКИ
В 1981 г. прошли межведомственные испытания две модели надувных лодок, разработанных ПО «Ярославрезинотехника» по техническому заданию Всесоюзной научно-технической лаборатории по туризму и экскурсиям ВЦСПС. Лодки предназначены для водного туризма по маршрутам 3-й категории 192
сложности, в частности, для сплава по горным рекам. В туристском варианте вместимость лодок 2 и 3 чел.; трехместная лодка отличается только большей на 0,4 м длиной и наличием четырех изолированных отсеков (вместо трех на двухместной лодке). В прогулочном варианте вместимость каждой модели может быть увеличена на 1 чел. В остальном конструкция их идентична.
Лодки имеют О-образную в плане форму с одинаковым подъемом и очертаниями носа и кормы (рис. 170). Благодаря этому при необходимости можно двигаться кормой вперед без потери маневренных и ходовых качеств. Лодки снабжены надувным днищем, борта диаметром 380 мм разделены перегородками на изолированные отсеки, снабженные каждый
Рис. 170. Устройство надувной туристской трехместной лодки. Масса в комплекте — 24 кг; грузоподъемность — 450 кг.
1 — рым-ручка; 2 — вентиль; 3 — надувное сиденье; 4 — мех ножной; 5 — уключина; 6 — карман; 7 — надувное днище; 8 — байдарочное весло; 9 — отсек для багажа; 10 — фартук.
своим вентилем. В случае потери герметичности любого отсека остальные отсеки и надувное днище способны поддерживать лодку с полной нагрузкой на плаву. Снаружи лодки по всему периметру закреплен леер; с внутренней стороны на бортах предусмотрены два обушка для крепления груза и карман для хранения мелких предметов снаряжения. На носу и корме закреплены капроновые
рымы — ручки, предназначенные для швартовки лодки и ее переноски в напол-
ненном воздухом состоянии.
Камера лодки изготовлена из прочной капроновой ткани с двусторонним покрытием резиновым слоем, стойким к атмосферному и озонному старению. На верхней части камеры прикреплены уключины, отформованные из резины.
На трехместной модели имеется герметичный бортовой отсек для размещения багажа, имеющий объем 0,12 м3 и образованный благодаря дополнительной перегородке, вклеенной на расстоянии 0,75 м от основной. Загрузка отсека осуществляется через эластичный рукав диаметром 250 мм, приклеенный к верхней части камеры. Уложив в отсек вещи, эластичный рукав закручивают жгутом, затягивают шнуром, укладывают вдоль борта и закрывают его сверху фартуком из прорезиненной ткани, который затем пристегивается к бортам. Через обратный клапан отсек наполняется воздухом до рабочего давления.
В комплект поставки входят два надувных сиденья, которые могут быть ис< пользованы в качестве спасательных средств или подушек при отдыхе на берегу* Дополнительно трехместную лодку предполагается снабжать герметичным мешком из прорезиненной ткани с трубкой для поддува и эластичным рукавом для загрузки, который герметизируется закручиванием. Загрузив мешок вещами, его можно вставить враспор между бортами и через трубку наполнить воздухом.
Двухместная лодка комплектуется распашными складными веслами. Трехместная лодка будет комплектоваться одним байдарочным веслом и центральной вставкой к нему. Это позволяет экипажу использовать три варианта гребли: разобрав весло на два, грести ими как распашными, вставив в уключины; использовать эти весла как гребки, причем один человек располагается на носу лодки, а другой в корме; грести как на байдарке, сидя в корме.
Полное время подготовки лодки к плаванию не превышает 15—18 мин. Пакет с уложенной в чехол лодкой имеет размеры 700 (800) X 350 X 400 мм; его можно перевозить любым видом транспорта и переносить на небольшие расстояния на сп*ине.
7 П/р Г. М. Новака
193
Туристские надувные лодки во время испытаний на реках Урала, Кавказа и Западного Тянь-Шаня проявили хорошие мореходные и эксплуатационные качества. Они остойчивы, легко управляются, не заливаются на волнении.
НАДУВНЫЕ мотолодки
«Орион-8» и «Орион-15» — являются перспективными разработками производственного объединения «Ярославрезинотехника» (табл» 13). Конструкция лодок идентична — с подковообразной камерой, разделенной на три отсека, фанерным пайолом и кильсоном (рис. 171). При плавании под мотором весла закрепляются к бортам. С носа лодка защищена от забрызгивания декой из прорезиненной ткани. Габариты двух упаковок лодки «Орион-8» 900 X X 400 X 150 мм и 1010 X 600 X 200 мм; розничная цена — 285 руб. Скорость с одним водителем под мотором «Ветерок-8» — 26 км/ч; с 2 чел. — 22 км/ч. «Орион-8» помимо рыбной ловли, охоты и прогулок может использоваться в качестве бортовой шлюпки для больших яхт или для обслуживания соревнований по водным видам спорта.
«Гриф» и «Пеликан» — импортировались в СССР из Польской Народной Республики. Это быстроходные глиссирующие суда, рассчитанные на плавание под 25-сильным подвесным мотором при максимальной вместимости 4 чел. (или грузоподъемности 500 кг). Корпус U-образной формы с камерой, разделенной на 5 отсеков, с жестким фанерным пайолом и разборным кильсоном. Для повышения жесткости надувных бортов по их верху закреплены надувные баллоны меньшего диаметра, а основные борта раскреплены поперечной распоркой. Снаружи к камерам приклеен «привальный брус» из полосы губчатой резины; носовая часть закрыта декой из прорезиненной ткани (на «Пеликане» имеется еще ветровое стекло из плексигласа). Камера изготовляется из прорезиненной сило-новой ткани.
Лодки обладают достаточно высокими мореходными качествами для путешествий по рекам и внутренним водохранилищам. На них совершено немало спортивных плаваний по Азовскому и Черному морям, днепровским водохранилищам. Однако отмечается недостаточная площадь кокпита размером 2 X 0,75 м, не позволяющая разместить необходимое походное снаряжение, запас горючего и экипаж из 2 чел.
Рис. 171. Устройство надувной мотолодки «Орион-8».
1 литые бобышки для крепления транца; 2 — транец; 3 — резиновые петли для ук-> ладки весел по-походному; 4 — уключина; 5 — надувное сиденье; 6 -* фанерный пайол: 7 стойка деки; 8 —» дека из прорезиненной ткани; 9 «« весло; 10 «=• надувная камерад 11 — вентиль; 12 » ручка для переноски.
194
Таблица 13
Основные данные надувных моторных лодок
Название Габаритные размеры (длина X ширина Хдиа-метр камеры), м Масса, кг Грузо-подъ-ем-ность, кг Допустимая мощность ПМ, кВт (л. с.) Скорость,-км/ч Розничная цена, руб.
«Волна-5» 3,00Х 1,26X0,34 40 250 3,7 (5)
«Орион-8» 3,20X 1,45X0,36 50 250 5,9 (8) 22 285
« Гр и ф», «Пел и кан» 3,30X1,40X0,325 57,4 500 18,4 (25) 30 400
«Гриф» упаковывается в два пакета: один длиной 1,2 м и диаметром 0,4 м, в который укладывается собственно лодка и ее снабжение; второй с габаритами 0,87 X 0,60 X 0,10 м, содержащий все элементы пайола. Лодка развивает максимальную скорость под 25-сильным мотором до 46 км/ч; с полной нагрузкой 500 кг — до 30 км/ч.
Е. Усовершенствования серийных мотолодок
«КАЗАНКА» СТАНОВИТСЯ БЕЗОПАСНОЙ И КОМФОРТАБЕЛЬНОЙ
Були. В настоящее время почти повсеместно инспекции по маломерному флоту запретили эксплуатацию мотолодки типа «Казанка» без бортовых наделок-булей, устанавливаемых в кормовой части корпуса. Благодаря булям удается повысить остойчивость лодки на стоянке и на ходу, увеличить запас плавучести и обеспечить поддержание на плаву кормы лодки в случае ее опрокидывания.
К сожалению, выпускавшийся ранее комплект таких булей (вместе с крепежом) в настоящее время в торговую сеть не поступает, поэтому приводим чертеж их и развертку листа для самостоятельного изготовления (рис. 172).
Детали булей вырезаются из 1,5-миллиметрового листа мягкого (поддающегося холодной гибке) алюминиево-магниевого сплава АМг. Если нет возможности выполнить конструкцию сварной, придется кницы 5, 4 и донышко 2 приклепать.
Все соединения выполняют при помощи алюминиевых заклепок диаметром 4 мм с прокладочной лентой и шпаклевкой на герметике (рекомендации по выполнению клепки см. на стр. 331). Этой же шпаклевкой заделывают все неровности перед грунтовкой и окончательной покраской. Герметичность отсеков необходимо проверить, заполнив их через отверстие контрольной пробки водой «под пресс», т. е. выведя шланг на высоту 0,5—0,7 м над отверстием. Если на конце шланга будет стеклянная трубка, то наличие течи можно определить по снижению уровня воды. Другой способ — накачать в були автомобильным насосом воздух и, промазав мыльным раствором все наружные заклепочные швы, проверить отсутствие пузырей.
Если нет гарантии в получении герметичности при клепке, лучше заполнить були пенопластом. Возможно даже изготовление булей целиком из пенопласта с последующей оклейкой стеклопластиком в 2—3 слоя, но при этом надо позаботиться о надежном креплении их.к корпусу лодки.
Баки. С установкой булей становятся ненужными кормовые гермобачки, вместо которых можно установить стационарные баки для горючего (рис. 173). Емкость каждого бака около 37 л; их можно сделать сварными из листов алюминиевого .сплава толщиной 1,5 мм или изготовить из кровельного оцинкованного железа. Бачок сгибается из одного листа таким образом, чтобы получился один продольный шов, расположенный на верхней стороне. Все замки соединений на бачках из железа нужно пропаять и проверить их герметичность,
7* 195
Рис. 172. Були на мотолодке «Казанка»: схема установки и детали.
1 — наделка; 2 донышко; 3, 4 — кница; 5 — штуцер; 6 — пробка М10; 7 == про» кладка, резина; 8 » заклепка 4X8.
196
J
Рис. 173. Стационарные бензобаки.
1 — бензобак; 2 — заборный штуцер; 3 — воздушная трубка; 4 — заливная горловина; 5 — высадка под бортовой стрингер.
Задние и передние крышки баков вырезают по картонным шаблонам, снятым с места — по контуру обвода борта лодки.
При установке баков на лодку про? дольное ребро жесткости — угольник, проходящий по борту, не убирается. Заклепки, крепящие продольный угольник (опора банки) на шп. 4 и 5, срезают; сам этот угольник оттягивается, а после того, как бак станет на место, снова крепится через те же отверстия винтами М4. Жесткость лодки от этого не страдает.
Баки снабжают заливными горловинами с воздушным отверстием (лучше снабдить его вентилем, как это сделано на обычных бачках для подвесных моторов) и заборными трубками. Следует помнить, что отвер
стия и соединения в нижней части бензобаков на лодках не рекомендуются, поэтому штуцер заборной трубки должен быть расположен вверху.
Оборудование. Ряд мелких усовершенствований вносится и в оборудование лодки. Например, делается более удобным место водителя, если лодкой управляют за румпель. Для, этого используется спинка одного из пассажирских сидений, которая немного укорачивается и устанавливается за кормовой банкой, отгораживая место водителя от мотора. При оборудовании дистанционного управления переднюю поперечную банку заменяют на два раздельных мягких кресла. Пространство под ними используется для хранения мелких предметов.
Штатные сиденья «Казанки» перегораживают весь кокпит и оказываются неудобными, особенно при устройстве на ночлег. Их делают быстросъемными с помощью простейших замков «патефонного» типа, которые ставят на бортовых угольниках-подлегарсах вместо винтов. К сиденью 4 у его концов крепятся полосы 3 с отогнутыми вверх концами (рис. 174). Один из этих концов при установке сиденья вставляется в прорезь в угольнике /, на другой — накиды-
вается скоба замка 5. Замок и угольник крепят к подлегарсу 6 на винтах, полосу к сиденью — на шурупах 2.
Пространство под бортовой опалубкой используется для оборудования
Рис. 174. Быстросъемное сиденье.
Рис. 175. Автомобильная защелка для крепления весел по-походному.
Рис. 176. Удобная носовая ручка.
197
полочек и закрытых шкафчиков, для размещения походной утвари. Для крепления весел на палубе по-походному используются защелки, которые применяются на капотах автомобилей «ГАЗ-51» и других (рис. 175). Защелки приклепывают к угольнику кокпита против лопастей весел. Крепление достаточно надежно и в то же время весла можно быстро освободить при необходимости. В носовой части палубы для облегчения переноски лодки и вытаскивания ее на берег устанавливают две дополнительные- ручки или же крепят к носовому рыму две рукоятки, отлитые из силумина. Рукоятка стягивают одним болтом М10 (рис, 176).
что можно СДЕЛАТЬ с лодкой «мкм»?
Редан. Лодка «МКМ» имеет широкое днище с малым углом килеватости и небольшим отгибом вниз у транца. Вследствие этого лодка глиссирует с минимальным углом ходового дифферента; при встрече даже с небольшой волной из-под низко опущенной скулы этой лодки вырываются тучи брызг и обрушиваются на пассажиров и водителя лодки. Попытки приподнять нос, придав лодке кормовую загрузку, эффекта не дают. Оборудование же «МКМ» дистанционным управлением со штурвалом в носовой части кокпита, у ветрового стекла,, еще более усугубляет имеющийся недостаток: лодка уже не только не всплывает на встречную волну, а врезается в нее, теряя ход. Неудивительно, что, несмотря на большую ширину и значительную остойчивость «МКМ», случается опрокидывание лодок данного типа: для этого достаточно на попутной или боковой волне сделать резкое движение румпелем.
Наиболее эффективно избавиться от этого недостатка можно с помощью установки поперечного редана или носового подводного крыла.
Размеры и схема установки поперечного редана указаны на приводимом эскизе (рис. 177). Изготовить редан можно из листа дюралюминия либо другого достаточно жесткого алюминиевого сплава толщиной 1—1,5 мм. Вырезанным
Рис. 177. Усовершенствованная лодка «МКМ».
1 — дуга тента малая; 2 — шарнир дуг; 3 — дуга тента большая; 4 —• кормовой полог тента; 5 — боковины тента; 6 — транцевые плиты; 7 — поперечный редан (дюраль), 6 = 1—2 мм; 8 — планка 25X20; 9 — винт М4; 10 —• обшивка днища; 11 — заклепка 4X10; 12 носовая кромка редана; 13 — угольник 20X20; 14 » брызгоотбойник 1,5X40.
198
обеим половинам редана придается легкая вогнутость, что достигается выколачиванием листа деревянной киянкой на песке или «вальцовкой» его вокруг трубы. Носовую кромку листа нужно заточить так, чтобы она плотно прилегала к обшивке. Планки, поддерживающие кормовую кромку редана и соединяющие обе его части на киле, могут быть сделаны из твердого дерева, текстолита или легкого сплава.
Подобный же редан можно изготовить сплошным — из пенопласта или дерева, приклеенных на зачищенный до блеска металл обшивки эпоксидным клеем. Снаружи такой редан после обработки необходимо оклеить двумя
слоями стеклоткани.
Стреловидный редан должен воспринимать Рис. 178. Консольный пульт на ходу около 90 % всей массы лодки; это управления на лодке «МКМ». необходимо учитывать при ее загрузке. Показанное на эскизе положение редана рассчитано на размещение водителя в передней части кокпита. Как показал опыт установки подобных реданов, требуется определенная доводка лодки, чтобы получить желаемый результат. Необходимо найти оптимальное распо-
ложение пассажиров при их различном числе, угол откидки мотора от транца, заменить гребной винт на оптимальный для данной нагрузки и скорости. Например, для «Вихря» при четырех пассажирах нужен винт с шагом 260 мм (см. стр. 80). Полезно также установить транцевые плиты, с помощью которых можно перераспределять нагрузку между реданом и кормовой частью днища и тем самым управлять дифферентом.
Брызгоотбойники. Необходимы скуловые брызгоотбойники, закрепленные на бортах на длине 1,95 м от форштевня. Сделать их можно из полосы 1,5 х 40 легкого сплава, прикрепленной к корпусу при помощи сплошного дюралевого угольника 20 х 20 или коротышей, нарезанных из него. Поверхность брызго-отбойников должна быть наклонена вниз под углом около 10° к горизонту для более эффективного отражения брызг.
Приведенные рекомендации в значительной степени уменьшают забрызгивание лодки «МКМ» на ходу, улучшают ее всхожесть на встречную волну. Если редан не устанавливается, то пульт управления лодкой рекомендуется делать не у лобового стекла, как обычно, а в корме. Штурвал и рукоятки дистанционного управления мотором устанавливаются на так называемой консоли (рис. 178).
Тент. Тент, закрывающий кокпит мотолодки в его носовой части, существенно снижает забрызгивание и заливание лодки при плавании против крутой волны и свежего ветра. На рис. 177 указаны размеры для тента, удобного для использования на лодке «МКМ». Когда тент не нужен, его дуги откидывают на шарнире в сторону носа и укладывают перед ветровым стеклом на палубу. При поставленном тенте кормовой полог 4 можно закрутить в скатку и подвесить к дуге 3 на тесемках, оставляя кокпит в корме свободным для управления лодкой. ‘На стоянке кокпит может быть закрыт полностью, а высота под тентом оказывается достаточной для размещения экипажа на ночлег на пайолах.
УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ МОТОЛОДКИ «ПРОГРЕСС»
Повышение скорости. Мотолодка «Прогресс» комфортабельна и мореходна. Однако большой объем и масса корпуса, увеличенная ширина глиссирующей части днища обуславливают заметное снижение ее скорости по сравнению с другими мотолодками. Скорость «Прогресса» с полной нагрузкой (4 чел.) под «Вихрем» мощностью 20 л. с. не превышает 22 км/ч; при использовании 30-сильного «Вихря» скорость повышается до 35 км/ч. Неудивительно, что уже с начала выпуска «Прогресса» в 1967 г. многие владельцы устанавливали по два мотора на лодку, хотя это и было связано с определенными переделками корпуса, поскольку транец «Прогресса» ‘рассчитан только на один мотор, так же как и его
199
Рис. 179. Схема установки носового подводного крыла на мотолодке «Прогресс».
1 горизонтальная несущая часть крыла; 2 — стойка; 3 — наклонный стабилизатор; 4 — профиль поперечного сечения несущей части и стабилизаторов.
конструкция корпуса (модель «Прогресс-4» допускает установку двух моторов суммарной мощностью 40 л. с. или 29 кВт).
Под двумя «Вихрями» мощностью по 14,7 кВт (20 л. с.) скорость мотолодки возрастает до 45 км/ч; при полной нагрузке она снижается до 35 км/ч, а средний расход горючего на пройденный километр пути составляет 0,4 кг. Показатели невысокие, что можно объяснить существенным увеличением сопротивления за счет подводной части второго подвесного мотора. На скорости V=40 км/ч (11,1м/с) суммарное сопротивление двух подводных частей равно примерно R — 25 кгс, так что с учетом пропульсивного КПД т] = 0,5 на преодоление этого сопротивления тратится примерно
RV 75т]
25-11,1
75-0,5
— 7,5 л. с.,
т. е. 18 % располагаемой мощности двигателя!
Таким образом, можно сделать вывод о сравнительно низком коэффициенте утилизации мощности двух моторов на данной лодке.
Более заметного эффекта повышения скорости и экономичности использования мотолодки можно добиться благодаря соответствующему подбору гребного винта, а также установке одного или двух подводных крыльев с одним 20— 30-сильным мотором (14,7—22 кВт). Испытания, проведенные в ЦНИИ им. акад. А. Н. Крылова, позволяют рекомендовать в качестве грузового винта для мотолодки «Прогресс» винт с шагом 240 мм и — для промежуточной нагрузки— с шагом 264 мм (Н/D = 1,1) при сохранении диаметра винта для мотора «Вихрь» 240 мм (см. стр. 80).
При использовании одномоторной установки с 25-сильным «Дихрем» скорость может быть повышена до 45 км/ч благодаря установке носового подводного крыла, а при использовании обычной двукрылой схемы — до 50 км/ч (при полном водоизмещении в обоих случаях около 570 кг—с нагрузкой 4 чел.). В первом случае носовое крыло может быть изготовлено с плоской несущей частью, имеющей размах 1,4 м, и наклонными стабилизаторами (рис. 179). Профиль стабилизаторов такой же, как и крыла, но с увеличенным на 1° углом установки. Крепление крыла к корпусу должно позволять регулировать в небольших пределах (±3°) угол атаки в зависимости от загрузки лодки. Если крыло делается из легкого сплава, то необходимо поставить вместо одной центральной две стойки, как показано пунктиром.
В данной схеме подводное крыло воспринимает 50—60 % общей массы судна, что следует учесть при распределении нагрузки в лодке. Остальная часть воспринимается сравнительно небольшим участком днища у транца. Ходовой дифферент лодки в крыльевом режиме должен быть близок к 4°.
Профиль поперечного сечения несущей части крыла и стабилизаторов выполняется в виде симметричного сегмента или сегмента с приполненной входящей кромкой. Профиль стоек—с заостренной носовой кромкой в виде двояковыпуклого кругового или параболического сегмента. Заготовки крыла и стоек изготавливаются фрезерованием из нержавеющей стали или свариваемого алю-миниево-магниевого сплава. Сборка и сварка крыла осуществляются в специальном кондукторе, предотвращающем его коробление. Окончательная доводка профиля выполняется с помощью шлифовального круга и напильника, затем все поверхности полируются до блеска войлочным кругом с применением пасты. При установке на лодку крылу придается начальный угол атаки 3—4° относительно линии киля.
200
I
gJ jg Z
JJh
Рис. 180. Подводные крылья на мотолодке «Прогресс».
1 — носовое крыло; 2 — нижний упор; 3 — рычаг подъема носового крыла; 4 — пружина; 5 — кормовое крыло; 6 — кронштейн для установки кормового крыла и подвесного мотора.
W U\T 1810
Хотя обычная схема на двух подводных крыльях обладает заметными гидродинамическими преимуществами и позволяет достичь более высокой скорости, она горазда сложнее в изготовлении и последующей доводке, чем одно крыло. Чертежи для самостоятельного изготовления откидных подводных крыльев для мотолодки «Прогресс», разработанные В. В. Вейнбергом, опубликованы в № 62 и 63 журнала «Катера и яхты» (рис. 180).
В этом варианте применены глубокопогруженные крылья, пересекающие поверхность воды. Благодаря V-образной форме носового крыла; оно имеет повышенную жесткость и может быть изготовлено из легкого коррозионно-стойкого и сравнитёльно легко обрабатываемого алюминиево-магниевого сплава АМг5.
Нагрузка, приходящаяся на носовое крыло DR = 300 кг; на кормовоеDK = = 340 кг. Соответствующие коэффициенты подъемной силы (площади обоих крыльев равны и составляют 0,154 м2) равны Суп = 0,18 и Су k = 0,21.
Носовое крыло крепится к корпусу при помощи палубных кронштейнов с эксцентричными втулками и двух упоров 2, расположенных на бортах выше скулы в районе шп. 1—2. Посредством вращения эксцентричных втулок можно регулировать в небольших пределах угол атаки крыла — поворот втулки на 180° приводит к изменению угла установки крыла на 2,5°. Крыло имеет ширину 140 мм и поперечное сечение симметричного сегмента (см. рис. 54) с максимальной толщиной 11 мм.
В рабочем положении стойки крыла вставлены в упоры 2 и фиксируются с помощью пружин 4, Один конец пружины зацепляется за обушок, находящийся на планшире, другой — за винт на стойке крыла. Крыло поднимается вверх за рычаг 3 и удерживается в этом положении тросиком со скобой, который крепится за поперечину рычага и за центральную стойку стекла.
Кормовое крыло монтируется к кронштейну подвесного мотора так, что его можно поднимать до уровня днища. При подъеме крыла оно фиксируется с помощью головок болтов, закрепленных на стойках и скользящих в направляющих пазах на боковых стенках кронштейнов. Верхние концы стоек крепятся к боковым стенкам с помощью штырей, которые проходят через эксцентричные втулки,
201
Рис. 181. Жесткий тент-рубка.
1 — тент из ткани, закрывающий кормовую часть кокпита; 2 — дуга тента, труба 22X 1,5; 3 — боковая стенка, о = 1,5; 4 — крыша рубки, 6 = 1,2 —1,5; 5 — резиновый оконный профиль; 6 — плексиглас, 6 =5—6; 7 — бимс, 2 шт., АМг, 6 = 1,2; 8 — стойка, 4 шт., АМг; 9 крышка люка; 10 — желобок; 11 — вырез люка; 12 — угольник 20Х20Х 1,5.
расположенные в стойках. При повороте втулки на 180° угол установки крыла изменяется в пределах до 4°.
Кронштейн обеспечивает заглубление гребного винта на 80 мм больше, чем при обычной подвеске мотора на транце (расстояние от верхней кромки подмоторной доски кронштейна до уровня днища — 300 мм).
При установке «Вихря» мощностью 25—30 л. с. на мотолодку с подводными крыльями необходимо заменить штатный гребной винт на винт с увеличенным шагом. Средний шаг винта рекомендуется принять равным 360 мм при диаметре 230 мм. Для предотвращения просасывания воздуха шаг рекомендуется сделать переменным, с увеличением до 400 мм на кромке лопасти. С винтом, имеющим указанные параметры, и «Вихрем-30» «Прогресс» на подводных крыльях может развить скорость до 60 км/ч.
Известны случаи оборудования мотолодки «Прогресс» стационарными автомобильными двигателями с целью получения более высокой скорости и надежности. Однако, как правило в этих случаях необходимо удлинение корпуса на 1,2—1,4 м как для нормального размещения двигателя с трансмиссией на гребной вал, так и для создания дополнительного запаса плавучести лодки. Для компенсации массы двигателя, расположенного у транца, бензобак монтируется в носовом багажном отсеке (пригоден для этой цели, например, бак емкостью 56 л от автомобиля «УАЗ»). Корпус лодки нуждается в подкреплении дополнительными шпангоутами, так как скорость возрастает (при установке двигателя «М-21»/«Волга») до 50—55 км/ч.
Жесткая рубка. Выпускаемый в торговую сеть каютный вариант «Про-гресса-4» имеет ряд существенных недостатков. Прежде всего, мала площадь открытого кокпита — места, которое обычно предпочитают пассажиры для пребывания в хорошую погоду. Водитель имеет плохой обзор в случае дождя и не может принимать участие в операциях по швартовке или шлюзованию и т. п.
При ограниченных размерах кокпита мотолодки «Прогресс» более удобна открытая с кормы рубка, или как иногда ее называют, жесткий тент (рис. 181), 202
Она создает впечатление достаточного пространства как под крышей, так и в открытой части кокпита.
Целесообразно крепить рубку к окантовке кокпита из углобульба с помощью винтов; при плавании в хорошую погоду ее можно будет снять вообще. Длина по крыше в 1, L м оказывается достаточной для того, чтобы закрыть водителя и сидящего рядом с ним пассажира от брызг и дождя. Стенки и крыша вырезаются из дюралюминия толщиной 1,5 мм; соединения можно сделать на заклепках диаметром 3 мм с полукруглой головкой. Жесткость конструкции придается благодаря стойкам и бимсам из алюминиевого угольника 25 х 25 х 2 мм. Над
Рис. 182. Столик из спинки сиденья.
местом водителя рекомендуется сделать от-
кидной лючок для того, чтобы можно было управлять лодкой стоя. Полезно также сделать сдвижное стекло с левого борта, открыв которое, можно вести наблюдение по курсу в сильный дождь или туман. «Дворник» на лобовом стекле в данном случае необходим. Стекла вырезаются из плексигласа толщиной 3—5 мм и уплотняются в стенках рубки посредством автомобильного оконного резинового профиля.
Масса рубки в сборе получается около 20 кг. По периметру ее заднего обреза необходимо поставить скобки для крепления тента, а для удобства входа и выхода из рубки переднее сиденье обязательно должно быть раздельным. Удачный вариант сдвижной рубки, примененной на мотолодке «Сарепта» (см. стр. 112), может быть использован и на «Прогрессе-4».
Стационарный бензобак. Под кормовым сиденьем «Прогресса» вместо пенопласта удобно размещается бензобак емкостью 92 л от автомашины «ГАЗ-69» или 60-литровый бак от «Волги». Поставить бензобак можно без каких-либо' переделок корпуса лодки, необходимо только распределить снятый пенопласт по бортам лодки в ее кормовой части, надежно закрепив. Заливную горловину можно вывести на левый борт у шестого шпангоута.
Установка бака в корме улучшает центровку мотолодки при ее частичной загрузке, благодаря чему несколько повышается скорость, лодка легче всходит
на встречную волну.
Стол. Столик, которым комплектуется лодка «Прогресс-2», недостаточно удобен, крепление его к борту ненадежно, ножки мешают размещению людей в лодке. Можно использовать в качестве стола спинки переднего сиденья. На заднюю сторону спинки на шурупах крепится пластик или фанера, а для крепления стола к комингсу надо изготовить четыре ушка (рис. 182), которые с помощью винтов и гаек М3 крепятся к угольнику под палубой. Спинка нижними концами труб вдвигается в отверстия в ушках до упора в борт, — и стол готов.
Ушки можно поставить на оба борта, закрепить на приборной доске справа от руля (при этом потребуется под доской на переборке поставить еще упорную планку) — тогда столик можно будет ставить на любом борту или спереди между водителем и пассажиром.
Открытые полки по бортам несложно превратить в шкафчики, сделав к ним крышки из 1,5-миллиметрового дюраля на рамке из угольника 15 х 15 X 1»5. Крышки ставятся на рояльных петлях и снабжаются защелками или замками.
Пространство под сиденьями на «Прогрессе-2» можно превратить в рундуки для хранения походного снаряжения — достаточно сделать1 ящики из фанеры
или стеклопластика с плотно подогнанными крышками.
Металлические елани заменяют на более удобные решетчатые из деревянных реек, а чтобы мелкие предметы не проваливались в трюм, елани сверху покрывают резиновым ковриком или брезентом.
203
ПОЛЕЗНЫЕ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ЛОДОК
Багажники на мотолодке. Разместить в открытой мотолодке необходимое снаряжение для похода или рыбалки — задача не из легких. Главная трудность — отсутствие мест, надежно защищенных от воды, попадающей в лодку. Любители стараются полнее использовать пространство в носу и по бортам лодки, закрытое сверху палубой. Под носовой палубой часто оборудуют полочку из реек, на которую можно положить одежду, не опасаясь подмочить ее трюмной водой (рис. 183, а). По бортам удобны закрытые шкафчики, в которых хранят продукты и инструмент (рис. 183, б).
Внутреннее дно на дюралевой лодке. Заводские съемные елани на «Казанке» или «Прогрессе» лучше заменить постоянным настилом. Для этого на днище изнутри корпуса укладываются плиты пенопласта, «пол» выравнивается по горизонту (на высоте скулы) и заклеивается листом 3-миллиметровой фанеры. Щели между фанерой и бортом можно заклеить полосками стеклоткани или заполнить эпоксидной шпаклевкой.
Подобный настил улучшает условия обитаемости в лодке, так как изолирует от металла, делает лодку бесшумной, что важно для рыбака, увеличивает жесткость днища и запас плавучести. Правда, если возникнет необходимость заменить или подтянуть заклепку на днище, в такой монолитной «елани» придется делать отверстие нужного размера с последующей его заделкой.
Форточка на ветровом стекле. Обычно выход из мотолодки на берег осуществляется через носовую палубу, что не только неудобно, но на некоторых лодках, не имеющих жесткого обрамления стекла, может привести к его поломке. Поэтому рекомендуется переделать конструкцию, установив на борту, противоположном месту водителя, форточку на петле рояльного типа (рис. 184). В ДП стекло должно иметь надежную опору в виде жесткой стойки, а по бортам желательно сделать боковины, -которые защищают кокпит от забрызгивания при боковом ветре. Стекло надо снабдить обрамлением из полос нержавеющей стали толщиной 1 мм или из дюралевых угольников.
Плексиглас тоньше 5 мм для лодок лучше не применять — такое стекло скоро получит трещины и будет сломано. Форточка должна откидываться вперед и к ДП.
Кстати, несколько слов следует сказать о высоте стекла. Худший вариант, когда на уровне глаз водителя оказывается его верхняя кромка — она мешает наблюдению по курсу. В этом случае нужно или увеличить высоту сиденья или
Рис. 183. Полочка под носовой палубой (а) и бортовой шкафчик (б) на мотолодке.
Рис. 184. Форточка на ветровом стекле.
204
Рис. 185. Тент с изменяемой высотой.
1 — наружная трубка кормовой стойки; 2 — внутренняя трубка стойки; 3t 5 и 6 — шарнирные дуги тента; 4 — основная стойка; 7 — полотнище тента; 8 стопор; 9 —• направляющая стойка.
обрезать стекло. Не очень удобно управлять лодкой, глядя через стекло, но с этим приходится мириться, если большая высота стекла необходима для крепления тента.
Тент с изменяемой высотой. Если на ходу всегда желательно иметь минимальную парусность лодки, то на стоянке удобно увеличить высоту в лодке под тентом настолько, чтобы можно было перемещаться под ним и устраиваться на ночлег, лишь немного пригнув голову. Целесообразна конструкция с телескопическими стойками из труб, на которых закрепляется шарнир дуг тента (рис. 185). Высота стоек h подбирается такой, какую только позволяет разместить расстояние от палубы до днища лодки. В верхнем положении фиксация стоек может осуществляться закладным штырьком или шариковым стопором* подобным применяемым на байдарочных веслах.
Полотнище штатного тента надставляется снизу куском соответствующей ширины и к его нижнему краю пришивают скобки или другие приспособления для крепления к комингсу и лобовому стеклу. В нижнем положении излишек полотнища по бортам сбрасывается в кокпит, а у лобового стекла пристегивается изнутри к верхней части тента таким образом, чтобы не мешать управлению лодкой.
Трап-подножка. Откидной трап-подножка (рис. 186), закрепленный на транце мотолодки, будет полезен не только при купании с лодки, но и в тех случаях, когда потребуется замена срезанного штифта гребного винта на подвесном моторе. Сделать этот трап можно из алюминиевой трубки 3 (например, от старой раскладушки или из лыжной палки), к которой прикрепляется ступенька 4 из бакелизированной фанеры или дощечки. Концы трубки на болтах 2 шарнирно закрепляются к угольникам 7, приклепанным к транцу.
Когда трап не нужен, его поднимают вверх и крепят к транцу при помощи простейшего фиксатора.
Автоматические водоотливные шпигаты. На ходу мотолодка получает дифферент на корму, что вызывает скопление воды у транца.
Через короткий патрубок на днище, обращенный открытым концом в корму, благодаря образующемуся у его среза разрежению вода из трюма будет отсасываться. Внутри лодки патрубок снабжается
200-300
4
Рис. 186. Трап-под« ножка.
205
Рис. 187. Шпигаты для осушения трюма на ходу мотолодки: а — донный шпигат; б — шпигат с сифоном; в — шпигат с лабораторным зажимом и резиновой трубкой; г — шпигат с дистанционным управлением.
надежным запором (завинчивающейся пробкой, зажимом, вентилем), открывать который можно только на берегу или при скорости более 10 км/ч.
Более безопасны донные шпигаты с запорной пробкой и невозвратным резиновым клапаном (рис. 187, а). Если лодка неподвижна или идет задним ходом, клапан из мягкой резины перекрывает отверстие, препятствуя доступу воды внутрь судна. Но на стоянке и этот шпигат лучше завинчивать пробкой.
Шпигат с сифоном (рис. 187, б) действует «автоматически» (труба 3 шпигата должна быть поднята выше ватерлинии). Поступлению забортной воды на заднем ходу препятствует простейший шариковый клапан 2, а засорению сифона — сетка 1 на приемном конце.
На глиссирующих мотолодках, транец которых на ходу полностью осушается, можно установить транцевые шпигаты. На рис. 187, в показан шпигат с резиновым шлангом, который перекрывается обычным лабораторным зажимом.
Рис. 188. Внутренний леер на деревянной (а) и пластмассовой (б) лодке. 206
Рис. 189. Кранец, обеспечивающий плавучесть лодки.
Шпигат, изображенный на рис. 187, а, можно установить вместо штатной сливной пробки на мотолодке «Крым». При этом не требуется никаких переделок корпуса — штуцер 4 ввинчивается в отверстие сливной пробки. Резиновая шайба 5 запрессована в штуцер 4 и служит для уплотнения клапана, когда он закрыт. Отверстие перекрывается сферической головкой штока 6, которая прижимается посредством пружины 8. Шток скользит в направляющей втулке 9, ввинчиваемой в отверстие стакана 7. Проволока или тросик 10 проводится к месту водителя и крепится к рычагу, посредством которого управляется шпигат.
Леер на лодке. Любую гребную лодку можно сделать более удобной, если изнутри вдоль бортов натянуть леера (рис. 188, а). Это — не поручни. За такой леер удобно закрепить сачок, заложить удочку, повесить концы для просушки, патронташ или нож.
Для леера 1 можно использовать, например, тонкие металлические трубки диаметром до 18—20 мм, прикрепив их к шпангоутам 3 при помощи деревянных или металлических скоб 2.
Особенно целесообразно подобное устройство, например, для пластмассовой лодки «Пелла», борта у которой внутри абсолютно гладкие, так что не за что взяться рукой или привязать какой-либо конец. На уровне планширя изнутри можно закрепить деревянный поручень, как показано на рис. 188, б. Длина его принимается по необходимости, а полная высота 3—4 см. К обшивке поручень можно закрепить на винтах М4 или заклепках.
Кранец — спасательный пояс для лодки. Мягкий кранец, заполненный легким эластичным материалом (пенопласт, пробка) и закрепленный снаружи под планширем небольшой лодки не только надежно защищает борта, но и повышает безопасность использования лодки. Во-первых, при случайном крене такой кранец (рис. 189) входит в воду и эффективно препятствует опрокидыванию лодки. Во-вторых, если ее зальет волной, он будет обладать достаточной плавучестью, чтобы поддерживать экипаж.
. Кранец шьется из тонкой парусины в виде рукава диаметром 60—100 мм (в зависимости от размеров лодки) и пришнуровывается «змейкой» к специальным обушкам. На транце его концы стягивают шнуром.
207
Глава IV ПАРУСНЫЕ ЯХТЫ И ЛОДКИ
Элементы механики парусного судна
Курсы относительно ветра. Современные яхты и парусные лодки в большинстве случаев оснащаются косыми парусами. Отличительной их особенностью является то, что основная часть паруса или весь он располагается позади мачты или штага. Благодаря тому, что передняя кромка паруса туго натянута вдоль мачты (или сама по себе), парус обтекается потоком воздуха без заполаскивания при его расположении под довольно острым углом к ветру. Благодаря этому (и при соответствующих обводах корпуса) судно приобретает способность двигаться под острым углом к направлению ветра.
На рис. 190 представлено положение парусника при различных курсах по отношению к ветру. Прямо против ветра обычный парусник идти не может — парус в этом случае не создает силы тяги, способной преодолеть сопротивление воды и воздуха. Лучшие гоночные яхты в средний ветер могут идти в бейдевинд под углом 35—40° к направлению ветра; обычно же этот угол не меньше 45°. Поэтому к цели, расположенной прямо против ветра, парусник вынужден добираться в лавировку — попеременно правым и левым галсом. Угол между курсами судна на том и другом галсе называется лавировочным углом, а .положение судна носом прямо против ветра — левентиком. Способность судна лавировать и с максимальной скоростью продвигаться в направлении прямо против ветра является одним из основных качеств парусника.
Курсы от крутого бейдевинда до галфвинда, когда ветер дует под 90° к ДП судна, называются острыми; от галфвинда до фордевинда (ветер дует прямо в корму) — полными. Различают крутой (курс относительно ветра 90—135°) и полный (135—180°) бакштаги, так же как и бейдевинд (соответственно 40—60° и 60—80° к ветру).
Ветер
Рис. 190. Курсы парусного судна относительно ветра.
/ — крутой бейдевинд; 2 = полный бейдевинд; 3 — галфвинд; 4 — бакштаг; 5 фор девинд; 6 — левентик,
208
Рис. 191. Вымпельный ветер на различных курсах яхты относительно ветра.
1 — бейдевинд; 2 галфвинд; 3 »— бакштаг; 4 фордевинд.
v — скорость движения яхты; vH—истинная скорость ветра; ив — скорость вымпельного ветра.
Вымпельный ветер. Поток воздуха, который обтекает паруса яхты, не совпадает с направлением истинного ветра (относительно суши). Если судно имеет ход, то появляется встречный поток воздуха, скорость которого равна скорости судна. При наличии ветра его направление относительно судна за счет встречного потока воздуха отклоняется определенным образом; изменяется и величина скорости. Таким образом, на паруса попадает суммарный поток, называемый вымпельным ветром. Направление и скорость его можно получить, сложив векторы истинного ветра и встречного потока (рис. 191).
Очевидно, что на курсе бейдевинд скорость вымпельного ветра имеет наибольшую величину, а на фордевинде — наименьшую, так как в последнем случае скорости обоих потоков направлены в прямо противоположные стороны.
Паруса на яхте всегда устанавливают, ориентируясь по направлению вымпельного ветра. Заметим, что скорость яхты растет не в прямой пропорциональности от скорости ветра, а гораздо медленнее. Поэтому при усилении ветра угол между направлением истинного и вымпельного ветра уменьшается, а в слабый ветер скорость и направление вымпельного ветра более заметно отличается от истинного.
Поскольку силы, действующие на парус как. на крыло, растут пропорционально квадрату скорости обтекающего потока, у парусников с минимальным сопротивлением движению возможно явление «саморазгона», при котором их скорость превышает скорость ветра. К таким типам парусников относятся ледовые яхты — буера, яхты на подводных крыльях, колесные (пляжные) яхты и проа — узкие однокорпусные суда с поплавком-аутригером. На некоторых из этих типов судов зафиксированы скорости, втрое превышающие скорость ветра. Так, наш национальный рекорд скорости на буере равен 140 км/ч, а установлен он при ветре, скорость которого не превышала 50 км/ч. Попутно отметим, что абсолютный рекорд скорости под парусом на воде существенно ниже: он установлен в 1981 г. на специально построенном двухмачтовом катамаране «Кросс-бау-П» и равен 67,3 км/ч.
Обычные парусные суда, если они не рассчитаны на глиссирование, в редких случаях превышают предел скорости водоизмещающего плавания, равный V = 5,6 КА км/ч (см. главу I).
Силы, действующие на парусное судно. Существует принципиальное различие между системой внешних сил, действующих на парусное судно, и судно, приводимое в движение механическим двигателем. На моторном судне упор движителя — гребного винта или водомета — и сила сопротивления воды его движению действуют в подводной части, располагаясь в диаметральной плоскости и на незначительном расстоянии друг от друга по вертикали.
209
На паруснике движущая сила приложена высоко над поверхностью воды и, следовательно, над линией действия силы сопротивления. Если судно движется под углом к направлению ветра — в бейдевинд, то его паруса работают по принципу аэродинамического крыла, рассмотренному в главе II. При обтекании паруса потоком воздуха на его подветренной (выпуклой) стороне создается разрежение, на наветренной — повышенное давление. Сумму этих давлений можно привести к результирующей аэродинамической силе А (см. рис. 192), направленной примерно перпендикулярно хорде профиля паруса и приложенной в центре парусности (ЦП) высоко над поверхностью воды.
Согласно третьему закону механики, при установившемся движении тела по прямой каждой силе, приложенной к телу (в данном случае — к парусам, связанным с корпусом яхты через мачту, стоячий такелаж и шкоты), должна противодействовать равная ей по величине и противоположно направленная сила. На паруснике этой силой является результирующая гидродинамическая сила Я, приложенная к подводной части корпуса (рис. 192). Таким образом, между силами А и Н существует известное расстояние — плечо, вследствие чего образуется момент пары сил, стремящийся привести во вращение судно относительно оси, определенным образом ориентированной в пространстве.
Для упрощения явлений, возникающих при движении парусных судов, гидро- и аэродинамическую силы и их моменты раскладывают на составляющие, параллельные главным координатным осям. Руководствуясь третьим законом Ньютона, можно выписать попарно всё составляющие этих сил и моментов:
А — аэродинамическая результирующая сила;
210
Т — сила тяги парусов, движущая судно вперед;
D — кренящая сила или сила дрейфа;
Аа — вертикальная (дифферентующая на нос) сила;
Р — сила массы (водоизмещение) судна;
Мд — дифферентующий момент;
МКр — кренящий момент;
Мп — приводящий к ветру момент;
Н — гидродинамическая результирующая сила;
R — сила сопротивления воды движению судна;
/?д — боковая сила или сила сопротивления дрейфу;
Hv — вертикальная гидродинамическая сила;
у-У — сила плавучести;
М[ — момент сопротивления дифференту;
Мв — восстанавливающий момент;
Му — уваливающий момент.
Для того чтобы судно устойчиво шло по курсу, каждая пара сил и каждая пара моментов должны быть равны друг другу. Например, сила дрейфа D и сила сопротивления дрейфу /?д создают кренящий момент Мкр, который должен быть уравновешен восстанавливающим моментом Мв или моментом поперечной остойчивости. Этот момент образуется благодаря действию сил массы Р и плавучести судна yV, действующих на плече /. Эти же силы образуют момент сопротивления ди [хреренту или момент продольной остойчивости М/, равный по величине и противодействующий дифферентующему моменту Мд. Слагаемыми последнего являются моменты пар сил Т — R и Ао — Hv.
Таким образом, движение парусного судна косым курсом к ветру сопряжено с креном и дифферентом, а боковая сила D, кроме крена, вызывает еще и дрейф — боковой снос, поэтому любое парусное судно движется не строго в направлении ДП, как судно с механическим двигателем, а с небольшим углом дрейфа р. Корпус парусника, его киль и руль становятся подводным крылом, на которое набегает встречный поток воды под углом атаки, равным углу дрейфа. Именно это обстоятельство обусловливает образование на киле яхты силы сопротивления дрейфу /?д, которая является компонентом подъемной силы.
Устойчивость движения и центровка парусного судна. Вследствие крена сила тяги парусов Т и сила сопротивления R оказываются действующими в разных вертикальных плоскостях. Они образуют пару сил, приводящих судно к ветру — сбивающих с прямолинейного курса, которым оно следует. Этому препятствуют момент второй пары сил — кренящей D и силы сопротивления дрейфу Яд, а также небольшая по величине сила У на руле, которую необходимо прикладывать для того, чтобы . корректировать движение яхты по курсу.
Очевидно, что реакция судна на действие всех этих сил зависит как от их величины, так и от соотношения плеч а и Ь, на которые они действуют. При увеличении крена плечо приводящей пары b также увеличивается, а величина плеча уваливающей пары а зависит от взаимного расположения центра парусности (ЦП — точки приложения результирующей аэродинамических сил к парусам) и центра бокового сопротивления (ЦБС — точки приложения результирующей гидродинамических сил к корпусу яхты).
Точное определение положения этих точек является довольно сложной задачей, особенно если учесть, что оно изменяется в зависимости от многих факторов: курса судна относительно ветра, покроя и настройки парусов, крена и дифферента яхты, формы и профиля киля и руля и т. п.
. При проектировании и перевооружении яхт оперируют с условными ЦП и ЦБС, считая их расположенными в центрах тяжести плоских фигур, которые представляют собой паруса, поставленные в ДП, и очертания подводной части ДП с килем, плавниками и рулем (рис. 193). Центр тяжести треугольного паруса, например, находится на пересечении двух медиан, а общий центр тяжести двух парусов располагается на отрезке прямой, соединяющей ЦП обоих парусов, и делит этот отрезок обратно пропорционально их площади. Если парус имеет четырехугольную форму, то его площадь делят диагональю на два треугольника и получают ЦП как общий центр этих треугольников.
211
Рис. 193. Определение условного центра парусности яхты.
Положение ЦБС можно определить, уравновешивая на острие иголки шаблон подводного профиля ДП, вырезанный из тонкого картона. Когда шаблон расположится горизонтально, игла будет находиться в точке условного ЦБС. Однако этот способ более или менее применим для судов с большой площадью подводной части ДП — для яхт традиционного типа с длинной килевой линией, судовых шлюпок и т. п. На современных яхтах, обводы которых проектируются на основе теории крыла, основную роль в создании силы сопротивления дрейфу играют плавниковый киль и руль, устанавливаемый обычно отдельно от киля. Центры гидродинамических давлений на их профилях могут быть найдены достаточно точно. Например, для профилей с относительной толщиной е/b около 8 % эта точка находится на расстоянии около 26 % хорды b от входящей кромки.
Однако корпус яхты определенным образом влияет на характер обтекания киля и руля, причем это влияние изменяется в зависимо
сти от крена, дифферента и скорости судна. В большинстве случаев на острых курсах к ветру истинный ЦБС перемещается вперед по отношению к центру давления, определенному для киля и руля как для изолированных профилей. Вследствие неопределенности в расчете положения ЦП и ЦБС конструкторы при разработке проекта парусных судов располагают ЦП на некотором расстоянии а — опережении — впереди ЦБС. Величина опережения определяется статистически, из сравнения с хорошо зарекомендовавшими себя яхтами^ которые имеют близкие к проекту обводы подводной части, остойчивость и парусное вооружение. Опережение задается обычно в процентах длины судна по ватерлинии и составляет для судна, оснащенного бермудским шлюпом, 15—18 % L. Чем меньше остойчивость яхты, тем больший крен она получит под действием ветра и тем большее необходимо опережение ЦП перед ЦБС.
Точная корректировка относительного положения ЦП и ЦБС возможна при испытаниях яхты на ходу. Если судно стремится увалиться под ветер, особенно в средний и свежий ветер, то это является большим дефектом центровки. Дело в том, что киль отклоняет стекающий с него поток воды ближе к ДП судна. Поэтому если руль стоит прямо, то его профиль работает с заметно меньшим углом атаки, чем киль. Если же для компенсации тенденции яхты к уваливанию руль приходится перекладывать на ветер, то образуемая на нем подъемная сила оказывается направленной в подветренную сторону — туда же, что и сила дрейфа D на парусах. Следовательно, судно будет иметь повышенный дрейф.
Иное дело легкая тенденция яхты приводиться. Переложенный на 3—4° в подветренную сторону руль работает с таким же или несколько большим углом атаки, что и киль, и эффективно участвует в сопротивлении дрейфу. Поперечная сила N, возникающая на руле, вызывает значительное смещение общего ЦБС к корме при одновременном уменьшении угла дрейфа. Однако, если для удержания яхты на курсе бейдевинд приходится постоянно перекладывать руль в подветренную сторону на больший чем 2—3° угол, необходимо перенести ЦП вперед или сместить назад ЦБС, что сложнее.
212
Рис. 194. Роль подъемной силы и лобового сопротивления в создании движущей силы.
На построенной яхте перенести ЦП вперед можно, наклонив вперед мачту, сместив ее вперед (если позволяет конструкция степса), укоротив грот по нижней шкаторине, увеличив площадь основного стакселя. Для перемещения ЦБС назад требуется установить плавник перед рулем или же увеличить размеры пера руля.
Для устранения тенденции яхты к уваливанию необходимо применить противоположные меры: перенести ЦП назад или сместить вперед ЦБС.
Роль составляющих аэродинамической силы в создании тяги и дрейфа. Современная теория работы косого паруса основывается на положениях аэродинамики крыла, элементы которой были рассмотрены в главе II. При обтекании паруса, поставленного под углом атаки а к вымпельному ветру, потоком воздуха, на нем создается аэродинамическая сила А, которую можно представить в виде двух составляющих: подъемной силы У, направленной перпендикулярно потоку воздуха (вымпельному ветру), и лобового сопротивления X — проекции силы А на направление потока воздуха. Эти силы используются при рассмотрении характеристик паруса и. всего парусного вооружения в целом.
Одновременно силу А можно представить в виде двух других составляющих: силы тяги Т, направленной по оси движения яхты, и перпендикулярной ей силы дрейфа D. Напомним, что направление движения парусника (или путь) отличается от его курса на величину угла дрейфа Р, однако при дальнейшем анализе этим углом можно пренебречь.
Если на курсе бейдевинд удается увеличить подъемную силу на парусе до величины Kf, а лобовое сопротивление останется неизменным, то силы Kf и X, сложенные по правилу сложения векторов, образуют новую аэродинамическую силу Af (рис. 194, а). Рассматривая ее новые составляющие 7\ и можно заметить, что в данном случае с увеличением подъемной силы увеличиваются и сила тяги и сила дрейфа.
При аналогичном построении можно убедиться, что при увеличении лобового сопротивления на курсе бейдевинд сила тяги уменьшается, а сила дрейфа увеличивается. Таким образом, при плавании в бейдевинд решающую роль в соз-
213
Дании тяги парусов играет подъемная сила паруса; лобовое сопротивление должно быть минимальным.
Отметим, что на курсе бейдевинд вымпельный ветер имеет наивысшую скорость, поэтому обе составляющие аэродинамической силы Y и X имеют достаточно большую величину.
На курсе галфвинд (рис. 194, б) подъемная сила является силой тяги, а лобовое сопротивление — силой дрейфа. Увеличение лобового сопротивления паруса на величине силы тяги не сказывается: увеличивается только сила дрейфа. Однако поскольку скорость вымпельного ветра на галфвинде снижается по сравнению с бейдевиндом, дрейф на ходовых качествах судна сказывается уже в меньшей степени.
На курсе бакштаг (рис. 194, в) парус работает на больших углах атаки, при которых подъемная сила оказывается значительно меньше лобового сопротивления. Если увеличить лобовое сопротивление, то тяга и сила дрейфа также увеличатся. При возрастании подъемной силы тяга увеличивается, а сила дрейфа уменьшается (рис. 194, г). Следовательно, на курсе бакштаг увеличение и подъемной силы и (или) лобового сопротивления повышают тягу.
При курсе фордевинд угол атаки паруса близок к 90°, поэтому подъемная сила на парусе равна нулю, а лобовое сопротивление направлено по оси движения судна и является силой тяги. Сила дрейфа равна нулю. Следовательно, на курсе фордевинд для увеличения тяги парусов желательно увеличивать их
лобовое сопротивление. На гоночных яхтах это делается путем постановки дополнительных парусов — спинакера и блупера, имеющих большую площадь и плохо обтекаемую форму. Отметим, что на курсе фордевинд на паруса яхты действует вымпельный ветер минимальной скорости, что обусловливает сравнительно умеренные силы на парусах.
Сопротивление дрейфу. Как было показано выше, сила дрейфа зависит от курса яхты относительно ветра. При плавании в крутой бейдевинд она при-
Рис. 195. Профилированный киль-плавник яхты.
Ординаты рекомендуемых профилей сечений яхтенных килей и швертов
Профиль; относительная толщина 6 Отстояние от носика х, % b
2,5 5 1 1 10 1 1 20 1 1 30 | 40
Ординаты у, % b
NACA—66; 6 = 0,05 Профиль для швертов; 6 = 0,04 Киль яхты NACA 664 — 0; б = 0,12 2,18 2,00 2,96 2,60 3,40 3,90 3,50 5,23 4,78 4,20 8,72 5,4)0 4,40 10,74 4,83 4,26 11,85
Профиль; относительная толщина 6 Отстояние от носика х, % b
50 60 70 80 | 90 | 100
Ординаты у, % b
NACA—66; б = 0,05 Профиль для швертов; б = 0,04 Киль яхты NACA 664 — 0; б = 0,12 4,41 3,88 12,00 3,80 3,34 10,94 3,05 2,68 8,35 2,19 1,92 4,99 1,21 1,06 2,59 0,11 0,10 0
214
мерно втрое превышает силу тяги Т, движущую судно вперед; на галфвинде обе силы примерно равны; на крутом бакштаге тяга паруса оказывается в 2—3 раза больше силы дрейфа, а на чистом фордевинде сила дрейфа отсутствует вообще. Следовательно, для того чтобы парусник успешно продвигался вперед курсами от бейдевинда до галфвинда (под углом 40—90° к ветру), оно должно обладать достаточным боковым сопротивлением дрейфу, намного превышающим сопротивление воды движению яхты по курсу.
Функцию создания силы сопротивления дрейфу на современных парусных судах выполняют в основном плавниковые кили или шверты и рули. Механика возникновения подъемной силы на крыле симметричного профиля, каковыми являются кили, шверты и рули, была рассмотрена в главе II (см. стр. 67). Отметим, что величина угла дрейфа современных яхт — угол атаки профиля киля или шверта — редко превышает 5°, поэтому, проектируя киль или шверт, необходимо выбрать его оптимальные размеры, форму и профиль сечения в расчете на получение максимальной подъемной силы при минимальном лобовом сопротивлении именно на малых углах атаки.
Испытания аэродинамических симметричных профилей показали, что более толстые профили (с большей величиной отношения толщины сечения t к его хорде 6) дают большую подъемную силу, чем тонкие. Однако на малых скоростях движения такие профили обладают более высоким лобовым сопротивлением. Оптимальные результаты на парусных яхтах можно получить при толщине киля tlb — 0,094-0,12, так как подъемная сила на таких профилях мало зависит от скорости судна.
Максимальная толщина профиля должна располагаться на расстоянии от 30 до 40 % хорды от передней кромки профиля киля. Хорошими качествами обладает также профиль NACA 664-0 с максимальной толщиной, расположенной на расстоянии 50 % хорды от носика (рис. 195).
Для легких гоночных швертботов, способных выходить на режим глиссирования и развивать высокие скорости, используют шверты и рули с более тонким профилем (tlb = 0,0444-0,05) и геометрическим удлинением (отношением углубления d к средней хорде дСР) до 4.
Удлинение килей современных килевых яхт составляет от 1 до 3, рулей — до 4. Чаще всего киль имеет вид трапеции с наклонной передней кромкой, причем угол наклона оказывает определенное влияние на величину подъемной силы и лобового сопротивления киля. При удлинении киля около Z = 0,6 может быть допущен наклон передней кромки до 50°; при к= 1 —около 20°; при 1,5 оптимальным является киль с вертикальной передней кромкой.
Суммарная площадь киля и руля для эффективного противодействия дрейфу принимается обычно равной от до площади основных парусов.
Конструктивные типы парусных судов
В зависимости от того, каким образом обеспечиваются боковое сопротивление дрейфу и остойчивость судна, необходимые для плавания под парусами, различают несколько основных конструктивных типов парусных лодок и яхт.
Килевая яхта имеет киль — глубокий плавник, создающий значительное боковое сопротивление. Для придания большей остойчивости к нижней части этого плавника крепится чугунный или свинцовый груз, называемый балластным килем или фальшкилем. Киль может быть образован обводами яхты и составлять с корпусом одно целое либо выполнен в виде отдельного плавника, имеющего поперечный профиль крыла, или бульбкиля (вертикальный лист с тяжелой отливкой внизу).
Чем яснее выделен из обводов яхты киль и больше его удлинение, тем эффективнее он противостоит дрейфу, тем относительно меньше может быть принята его площадь. При длинной килевой линии площадь ДП может составлять х/6 площади парусности S; при нормальных яхтенных обводах — х/7 S; при плавниковом киле — X/I? S.
Масса балластного фальшкиля составляет от 25 до 40 % водоизмещения судна, благодаря чему центр тяжести яхты оказывается расположенным доста-
215
Mg-DliUru
точно низко (чаще всего — под ватерлинией или слегка выше ее). Остойчивость килевой яхты всегда положительна и достигает максимума при крене около 90°, когда паруса уже лежат на воде. Разумеется, в этом случае судно останется на плаву, если оно имеет надежные закрытия всех палубных отверстий и самоотлив-ной кокпит, не сообщающийся с основным помещением. Яхта класса «Дракон», например, заливается водой уже при крене 52°.
Момент неустойчивого равновесия, когда восстанавливающее плечо равно нулю, у современных яхт наступает при крене около 130°, когда мачта уже находится под водой, будучи направленной под углом 40° к поверхности (рис. 196). При дальнейшем увеличении крена плечо остойчивости становится отрицательным, опрокидывающий момент способствует достижению второго момента неустойчивого равновесия — при крене 180° (т. е. вверх килем). В этом положении ЦТ оказывается расположенным высоко над ЦВ; достаточно действия небольшой волны, чтобы судно вновь приняло нормальное положение вниз килем. Известно немало случаев, когда яхты совершали полный оборот на 360° и сохраняли свои мореходные качества.-
Килевые яхты имеют большую осадку и предназначены для плавания на морях и озерах с глубокой водой и сильными ветрами.
Швертбот — легкое парусное судно, используемое на мелководье. Боковое сопротивление обеспечивается благодаря шверту — плоскому или профилированному тонкому килю, который для уменьшения осадки убирается внутрь корпуса в специальный колодец, установленный в ДП. Масса шверта, даже если он изготовлен из стали, невелика и практически не оказывает существенного влияния на остойчивость лодки. Остойчивость швертботов обеспечивается за счет увеличения ширины корпуса, причем чем меньше судно, тем относительно более широким должен быть корпус. Кроме того, уменьшить крен активно помогает экипаж лодки, располагаясь на планшире или даже откидываясь за борт с помощью трапеции — подвески с поясом, крепящейся к мачте. В этом случае экипажу удается переместить общий центр тяжести настолько, что линия действия силы D пересекается с ДП значительно ниже центра величины и плечо остойчивости веса получается положительным (рис. 197, а).
Рассматривая поперечную остойчивость швертбота, можно заметить, что до входа кромки палубы в воду ширина действующей ватерлинии быстро идет на убыль, вследствие чего метацентрический радиус и высота h резко уменьшаются. При крене порядка 60—80° сила плавучести и сила веса оказываются 216
бота при больших углах крена: а—влияние откренивания экипажем; б — момент неустойчивого равновесия.
расположенными в одной вертикальной плоскости — наступает момент положения неустойчивого равновесия, когда восстанавливающее плечо равно нулю. Еще небольшое усилие кренящего момента и момент пары сил D и становится опрокидыва’ ющим, помогающим ветру положить швертбот парусами на воду. При этом метацентр оказывается расположенным ниже ЦТ, а высота h — отрицательной.
Сравнивая остойчивость килевой яхты и швертбота, можно заметить, что главную роль в создании восстанавливающего момента у швертбота играет остойчивость формы, а у килевой яхты — остойчивость веса (см. стр. 19).
Наибольшее распространение получили вращающиеся шверты сектор ного типа (см. рис. 215), мечевидные, L-o б р а з н ы е, а также втыкающиеся
в колодец кинжальные (см. рис. 200). Вращающиеся шверты удобнее втыкающихся, так как они при посадке на мель не так сильно нагружают конструкцию корпуса. В то же время для них требуется колодец больших размеров, загромождающий кокпит лодки. Втыкающиеся шверты применяют в основном на самых малых парусных лодках.
Узкие и длинные мечевидные и кинжальные шверты, как правило, выполняют профилированными — придают им в поперечном сечении форму аэродинамического профиля с относительной толщиной t/b = 0,054-0,08. Шверты других типов вырезают из металлического листа.
Площадь профилированного шверта, имеющего повышенную эффективность в создании боковой силы сопротивления дрейфу, принимается обычно равной */40—V.go площади парусности S. Если шверт секторный или L-образный, его площадь должна быть не менее 1/20 5.
Разновидностью шверта являются бортовые кили-шверцы (см. рис. 254), которые часто применяют для того, чтобы приспособить уже готовое судно (гребную или моторную лодку) для плавания под парусами. Обычно в воду опускают только подветренный шверц, который боковым давлением воды прижимается к специальной упорной планке, закрепленной на борту лодки.
Основное достоинство швертботов — малая осадка и легкость конструкции, что позволяет транспортировать их на прицепе за легковым автомобилем и хранить на берегу. Однако вследствие сравнительно низкой остойчивости на больших углах крена и характерных обводов корпуса с широким и плоским днищем швертботы имеют ограниченную мореходность и используются для гонок или-Туристских плаваний по рекам и озерам, а также в прибрежной зоне морей с ограничением по балльности моря и ветра.
Чтобы повысить остойчивость при сохранении малой осадки, иногда строят яхты стяжелыми швертами («падающими килям и»). Такой шверт представляет собой полую сварную коробку из металлических листов, заполненную внутри балластом. Колодец для киля в этом случае выполняется по всей высоте корпуса — от днища до палубы. При необходимости уменьшить габаритную осадку с помощью мощных талей, винтовых домкратов или гидравлических устройств киль, составляющий 18—30 % водоизмещения яхты, втягивается в колодец. Тяжелые литые или вырезанные из толстого стального листа шверты применяют и для повышения остойчивости крейсерских каютных швертботов.
Яхта типа компромисс является промежуточным типом между килевой яхтой и швертботом (см. рис. 225). Благодаря увеличенной по сравнению со швертботом осадке и наличию балластного фальшкиля компромисс более Остойчив, чем швертбот. В то же время для его плавания требуется акватория С меньшими глубинами, чем для килевой яхты. Шверт на компромиссе может
217
Рис. 198. Остойчивость катамарана: а — при малом угле крена; б — при выходе корпуса из воды; в — при большом угле крена.
иметь «потайную» конструкцию, при которой колодец размещается полностью в фальшкиле и не выступает над пайолами в каюте.
Компромиссы используются главным образом в районах, где имеются открытые водные пространства с сильными ветрами, но с малой глубиной воды, а также для комбинированного плавания, когда в одном плавании приходится проходить реку, канал, водохранилище и выходить в море.
Яхты со скуловыми килями, представляющие собой разновидность килевых яхт, строятся с целью уменьшить осадку корпуса при сохранен»! удовлетворительных лавировочных качеств. Бывают с тяжелыми (балластными) и с легкими килями, когда балласт крепится на центральном киле.
Вследствие большей смоченной поверхности, чем у обычных яхт, суда со скуловыми килями имеют меньшую скорость, поэтому широкого распространения не получили. К их достоинствам относят возможность судна вставать на грунт при отливе, благодаря чему много таких яхточек эксплуатируется у побережья Англии и Франции, где дно в гаванях при отливах нередко полностью обсыхает. Часто невысокие скуловые кили применяют на гребных шлюпках при оборудовании их парусным вооружением (см. рис. 253).
Многокорпусные суда — катамараны, тримараны и проа — составляют особую группу парусных судов со специфическими особенностями остойчивости, сопротивления воды движению вперед и дрейфу. Общим для них является обеспечение поперечной остойчивости за счет силы поддержания, которая создается при крене на погружающемся в воду подтвет-ренном корпусе или поплавке. У катамарана водоизмещение распределено поровну между обоими корпусами. Уже при небольшом крене водоизмещение резко перераспределяется: сила плавучести корпуса-, погружающегося в воду, увеличивается (рис. 198). Когда другой корпус выходит из воды (при крене 8—15°), плечо остойчивости достигает максимальной величины — оно немного меньше половины расстояния между ДП корпусов. При дальнейшем увеличении крена катамаран ведет себя подобно швертботу, экипаж которого висит на трапеции. При крене 50—60° наступает момент неустойчивого равновесия, после чего остойчивость катамарана становится отрицательной — судно опрокидывается.
Катамаран имеет огромную начальную остойчивость, однако быстрое уменьшение восстанавливающего плеча после выхода наветренного корпуса из воды заставляет конструкторов предусматривать специальные меры, предотвращающие опрокидывание двухкорпусных судов. В частности, большинство современных крейсерских катамаранов снабжается автоматическими устройствами для отдачи шкотов по достижении определенного угла крена. На катамаранах меньших размерений на топах мачт закрепляют легкие жесткие или надувные поплавки, которые не дают судну, положенному парусами на воду, опрокинуться вверх килем. В качестве профилактики несчастных случаев при опрокидывании катамаранов и тримаранов морского плавания их снабжают рундуками с аварийно-спасательным имуществом, доступными с нижней части мостика.
На тримаране суммарный объем боковых поплавков составляет обычн^ 75—100 % водоизмещения, поэтому максимальная остойчивость у этого типа судов достигается в момент полного погружения подветренного поплавка в воду! 218
диаграмма их статической остойчивости более плавная, чем у катамарана. На стоянке и на ходу без крена поплавки не касаются поверхности воды.
Преимущества многокорпусных судов перед обычными яхтами и швертботами обусловливаются их узкими и длинными корпусами — соотношение длины корпуса к ширине на катамаране составляет от 10 до 20; средний корпус быстроходного катамарана имеет L/В = 8-5-11, а поплавки — 14-5-18. Благодаря этому, а также отсутствию тяжелого фальшкиля многокорпусные суда испытывают меньшее сопротивление воды движению и могут развивать значительно более высокие скорости (до 20 уз и выше), чем однокорпусные яхты. Кроме того, при небольшом угле дрейфа на узких и длинных корпусах развивается боковая сила сопротивления дрейфу такой величины, что целесообразно отказаться от применения швертов. Таким образом, многокорпусное судно может эксплуатироваться при меньшей глубине на акватории, чем килевая яхта или компромисс.
Паруса и типы вооружения
Прямой парус в его классическом. виде применяется на спортивных и туристских яхтах в исключительных случаях, например, на судах, стилизованных под старинные парусники — бриги и бригантины, в качестве штормового паруса — брифока, аварийного или вспомогательного паруса на моторных судах (рис. 199, а). Этот парус может использоваться только при попутных или боковых ветрах.
Верхняя шкаторина прямого паруса пришнуровывается к р е ю; представление об оснастке такого паруса дает рис. 252.
Люгерный (рейковый) парус верхней шкаториной пришнуровывается к наклонному рейку, который поднимается на мачту с помощью одной снасти — фала, закрепленного к передней трети рейка (рис. 199, б). Чтобы реек не отходил от мачты, используется раке-бугель, скользящий по мачте и соединенный с рейком (см. рис. 255). В отличие от прямого паруса, для управления которым служат два браса, два шкота и два галса, рейковый парус управляется с помощью только одной снасти — шкота. Передняя шкаторина натягивается — «набивается» — с помощью галс-оттяжки таким образом, чтобы она сохраняла форму, близкую к прямой линии даже при встречном ветре.
Недостатком паруса, помимо низкого аэродинамического качества на острых курсах, является также то, что на одном из галсов ветер прижимает napyd
Рис. 199. Типы парусов: а — прямой (брифок); б — рейковый (люгерный); в — разрезной фок; г — латинский; д — китайский; е — шпринтовый; ж — гафельный; a — гуари; и — бермудский.
219
к мачте, вследствие чего искажается его профиль. Чаще всего рейковый парус применяется для оснащения гребных лодок и шлюпок и как вспомогательный для моторных катеров.
Вариантом рейкового паруса является разрезной фок (рис. 199, в), у которого примерно г/3 длины рейка располагается перед мачтой, а парус разрезан на две части — носовую, меньшей площади, называемую кливером, и кормовую — фок. Разрезной фок используется на сравнительно крупных шлюпках и военно-морских ялах, когда важно снизить общий центр парусности, обеспечить хорошую поворотливость судна под парусами и облегчить управление ими.
Латинский парус можно видеть на самых маленьких («пляжных») парусных тузиках, швертботах и катамаранах (рис. 199, г). Верхняя шкаторина ставится на длинном рее, который представляет по существу наклонную мачту. Этот парус прост в постановке и управлении, позволяет идти довольно круто к ветру, если лодка снабжена швертом.
Китайский парус является разновидностью рейкового. Помимо верхнего рейка снабжается еще несколькими дополнительными, разбивающими парус по высоте на несколько равных частей (рис. 199, д). Каждый реек крепится к мачте и имеет отдельную снасть, закрепленную на ноке рейка. Благодаря этому можно устранить недостаток, свойственный обычным рейковым парусам — стремление верхней части паруса отвалиться под ветер — во флюгерное положение, когда угол атаки верхней части становится существенно меньше угла установки гика к ветру. Выбрав соответствующим образом все снасти китайского паруса, можно добиться его работы под оптимальными углами атаки к ветру и повысить эффективность в создании тяги.
Шпринтов ы й парус сохранился на швертботах класса «Оптимист», а также нередко используется для оснащения рыболовных судов и байдарок (рис. 199, в). Форма паруса близка к прямоугольнику, его верхний угол растягивается по диагонали с помощью шпринтова — рейка или дюралевой трубки. Парус постоянно пришнурован к мачте, вокруг которой его можно закрутить после освобождения от шпринтова.
Удобен в районах с частыми внезапными шквалами, так как в случае необходимости быстрого уменьшения парусности достаточно освободить верхний (н ок-бензельный) угол паруса от шпринтова. При этом площадь его сокращается наполовину; парус принимает треугольную форму.
Гафельный парус (рис. 199, ж), имеющий форму трапеции, применяется сейчас так же редко и в тех же целях, что и прямой. При подъеме гафель ставится с помощью двух снастей — гафель-гардели и ди-р и к - ф а л а, который обеспечивает установку гафеля под нужным углом. Передняя шкаторина пришнуровывается с помощью слаблиня к мачте; иногда для этой цели используются сегарсы — кольца, надетые на мачту, или ползунки, скользящие по рельсу, закрепленному к мачте.
Гафельный парус имеет более стабильный профиль при ветрах различной силы, чем рейковый или шпринтовый, поэтому получил широкое распространение на гоночных яхтах в конце прошлого — начале текущего века. При слабых ветрах пространство между гафелем и мачтой может быть использовано для постановки дополнительного паруса — топселя.
На малых парусных лодках-швертботах можно встретить парус типа г у а р и, по форме близкий к бермудскому, но снабженный в верхней части гафелем, который при подъеме устанавливается почти параллельно мачте (рис. 199, з). Достоинством этого типа паруса является легкий и короткий рангоут, который при необходимости может быть снят и уложен в лодку. Особенно удобен гуари для парусно-гребных лодок, байдарок и швертботов, перевозимых на трейлерах за легковыми автомобилями. В последние годы применяется только для парусов площадью не более 15 м2, сверх которой гафель становится тяжелым и неудобным в обращении.
Бермудский парус (рис. 199, и) является в настоящее время основным типом парусов, которыми вооружают прогулочные, туристские и гоночные суда. Этот парус имеет достаточно высокие аэродинамические качества, особенно на острых курсах, прост в постановке и управлении. Яхтсмены разработали 220
целый арсенал средств регулировки и настройки бермудских парусов, позволяющих получать максимальную тягу при различных курсах относительно ветра и различной его силе.
Известными недостатками бермудского паруса являются большая высота мачты по сравнению с парусалГи, имеющими четырехугольную форму, а также скручивание паруса по высоте, проявляющееся в различных значениях угла атаки его нижней и верхней части.
Передней шкаториной бермудский парус крепится к мачте посредством ликпаза — продольной выемки в виде желоба, в который входит ликтрос, или п-ри помощи ползунков, скользящих по рельсу, закрепленному вдоль мачты. Нижняя шкаторина чаще всего крепится такими же способами к гику.
В зависимости от числа мачт и парусов различаются несколько типов оснастки яхт.
Кэт — одномачтовое вооружение только с одним парусом, получившее распространение на гоночных швертботах, которыми управляет один человек, и на небольших гребно-парусных лодках. Парус в этом случае называется гротом.
Шлюп — одномачтовое вооружение с двумя парусами — гротом и стакселем. Это превалирующий тип оснастки на современных яхтах, обеспечивающий высокие тяговые характеристики и хорошую управляемость судна.
Площадь рабочего стакселя, который ставится в средний ветер, составляет от 30 до 40 % общей площади парусности. В слабый ветер стаксель может быть заменен генуэзским с большей площадью', а в свежий — сменными штормовыми парусами, имеющими меньшую площадь и сшитыми из более прочной ткани.
Стаксель играет важную роль в создании силы тяги. Во-первых, он не имеет по передней штакорине такого источника завихрений, как мачта, которая отрицательно влияет на работу грота. Во-вторых, благодаря ускорению потока воздуха в щели между стакселем и гротом увеличивается разрежение на подветренной стороне грота и предотвращается образование здесь завихрений. В связи с этим в последние годы конструкторы яхт стараются как можно больше увеличить площадь стакселя, тем самым распространяя его влияние по всей высоте грота. В тех случаях, когда позволяют остойчивость судна и ширина корпуса (для обеспечения правильной тяги стаксель-шкотов), применяется оснастка с топовым стакселем, фал которого проводится на топ мачты. Традицион-. ный тип оснастки с проводкой штага на верхнюю четверть мачты получил название вооружение «3Л» или «7/й» в зависимости от положения точки крепления штага на мачте\
При большой парусности яхты становятся ощутимы недостатки шлюпа— тяжелый рангоут и такелаж, высокое расположение центра парусности, необходимость в использовании палубных механизмов — дорогостоящих шкотовых и фаловых лебедок, стопоров и т. п. Поэтому 'при парусности свыше 60 м2 одномачтовые суда часто оснащают тендером, который имеет второй штаг для постановки перед стакселем третьего паруса — кливера. В слабый ветер тендер обычно несет один носовой парус, простирающийся от палубы до топа мачты; с усилием ветра эта площадь разбивается на два паруса.
Из двухмачтовых типов вооружения наибольшее распространение получили иол и к э ч. На иоле кормовая — бизань-мачта — устанавливается в корму от головы баллера руля. Парус бизань, который на ней ставится, имеет площадь, равную всего 10—12 % общей площади парусности и в создании тяги почти не участвует. Он служит главным образом для правильной центровки яхты и обеспечения ее маневренности. В свежий ветер иол может лавировать под штормовым стакселем и глухо зарифленной бизанью. В слабый ветер парусность яхты увеличивается благодаря постановке бизань-стакселя (апселя) и большого генуэзского стакселя.
Вооружение типа кэч более пригодно для яхт парусностью свыше 120 м2 (до 250 м2), когда существенное значение имеет уменьшение площади грота и высоты грот-мачты. Площадь бизани на кэче составляет 20-4-25%, грота — 40-е-50 % общей площади парусности. Кэч благодаря более равномерному дроблению площади парусности между отдельными парусами легче в управлении*
221
лучше лежит в дрейфе под стакселем и бизанью, хотя по аэродинамическим характеристикам он несколько хуже.
Шхуна имеет на кормовой мачте парус (грот) большей величины, чем фок на передней мачте. Этот тип вооружения предпочитается для яхт парусностью свыше 250 м2, если только не преследуются чисто декоративные цели. Известны, например, стилизованные под старину яхты длиной 7,5—9 м, оснащенные шхуной. Как правило, грот-мачта на шхуне выше фок-мачты. Часто фок делается гафельным и снабжается топселем.
Немного об аэродинамике паруса
Парус является таким же движителем для яхты, как гребной винт для моторного судна. С его помощью энергия ветра преобразуется в силу тяги, движущую парусник. От того, насколько грамотно спроектировано парусное вооружение судна и насколько умело его экипаж использует средства для настройки и управления парусами, зависит коэффициент полезного действия парусов и, в конечном счете — скорость судна на любом курсе относительно ветра.
Современная теория косого паруса основывается на положениях аэродинамики крыла, элементы которой были рассмотрены в главе II. Механика возникновения аэродинамических сил на парусе, изготовленном из ткани, в принципе аналогична таковой для жесткого профилированного крыла. Если рассматривать движение яхты острыми курсами к ветру, то эффективность паруса как движителя зависит от тех же параметров, что и эффективность жесткого крыла в создании подъемной силы:
— площади поверхности паруса;
— профиля его поперечного сечения;
— угла установки паруса по отношению к набегающему на него потоку воздуха (вымпельному ветру) и скорости ветра;
— аэродинамического удлинения и формы контура паруса.
паруса. 0 0,2 0,4 0,6 0,6 1,0
Рис. 200. Режим обтекания паруса и распределение пониженного давления (разрежения) по ширине профиля в зависимости от угла атаки а.
222
Эффективный парус должен иметь правильный выпукло-вогнутый профиль поперечного сечения по всей высоте, называемый яхтсменами «пузом». Исследования, проведенные на моделях парусов, изготовленных из металла, позволили выявить ряд особенностей обтекания паруса по сравнению с жестким толстым профилем (см. рис. 49). Уже при малом угле атаки критическая точка а перемещается на наветренную сторону паруса и поток воздуха огибает острую переднюю кромку с высокой скоростью (рис. 200, а). Вследствие этого на подветренной стороне паруса близ передней кромки образуется большое разрежение, под влиянием которого пограничный слой отры
вается от поверхности паруса, на спинке профиля образуется вихревой пузырь. При достаточно высокой скорости вымпельного ветра поток быстро поглощает энергию вихрей и пограничный слой вновь присоединяется к поверхности профиля на некотором расстоянии от передней кромки паруса (рис. 200,6). По мере увеличения угла атаки размеры вихревого пузыря растут, что вно-
сит существенные изменения в распределение пониженного давления — разрежения на подветренной стороне паруса и, следовательно, сказывается на величине подъемной силы. При углах атаки около 5° начинается отрыв пограничного слоя: достигается наивысшее разрежение, пик которого расположен близ передней кромки паруса. При а = 6° величина разрежения уменьшается и эпюра его распределения вдоль профиля становится более плавной. При этом вихревой пузырь охватывает около 25 % хорды профиля 6. При дальнейшем увеличении угла атаки до 9° пузырь охватывает всю ширину профиля; пика разрежения практически нет — онЬ равномерно распределено по всей ширине профиля и примерно в 2,5 раза меньше по величине, чем при угле атаки 4° (рис. 200, в). Следовательно, и подъемная сила оказывается меньше на такой же порядок* а лобовое сопротивление профиля возрастает.
На реальном парусе вихревой пузырь можно представить в виде цилиндри* ческого валика, распространяющегося по всей высоте паруса. Чем больше выбран шкот, тем больше угол атаки и тем большая часть подветренной поверхности паруса оказывается охваченной вихревым валиком. Величина критического угла атаки, при котором подъемная сила перестает расти, зависит от глубины f профиля паруса, его аэродинамического удлинения (оно вычисляется так же, как и для крыла — в виде отношения размаха — высоты паруса Н к его средней хорде 6), размеров сечения мачты или диаметра штага. Чем более пузат парус и чем больше его удлинение, тем при меньшем угле атаки происходит срыв потока. В слабый ветер поток срывается с паруса при меньших углах атаки, чем в сильный; такой же эффект дает наличие мачты. При постановке стакселя перед гротом благодаря повышению скорости воздушного потока в зазоре между парусами момент срыва потока с грота смещается в сторону больших углов атаки, парус можно выбрать сильнее без ущерба для его подъемной силы. Опыт показывает, что для бермудских парусов средней полноты наивыгоднейшие углы атки на полных курсах вплоть до бакштага находятся в пределах 16—10°; на острых курсах они уменьшаются до 5—8°. При увеличении угла атаки сверх критического подъемная сила падает при одновременном росте лобового сопротивления. При а = 90° подъемная сила на парусе не возникает; он обладает только лобовым сопротивлением.
Поляра паруса. Характеристикой аэродинамических качеств паруса является поляра — график изменения подъемной силы в зависимости от лобового
223
Рис. 202. Влияние пуза паруса на величину подъемной силы и лобового сопротивления.
сопротивления и угла атаки (рис. 201). Для того чтобы поляру можно было применить к парусу любых размеров, по осям координат откладывают не значения сил, а безразмерные коэффициенты подъемной силы Су и лобового сопротивления Сх. Данные для построения поляр получают в результате продувок моделей парусов -в аэродинамических трубах.
С помощью поляры, помимо величин подъемной силы и лобового сопротивления, можно определить и их составляющие — силы тяги и дрейфа. Опустив, например, из точки поляры, соответствующей углу атаки а = 20°, перпендикуляр на ось движения яхты, можно найти коэффициент силы тяги Ст как отрезок прямой О А. Длина самого перпендикуляра АВ является коэффициентом силы дрейфа Cq.
Поляра паруса позволяет определить наивыгоднейший угол установки парусов на данном курсе по отношению к ветру, т. е. таким образом, чтобы сила тяги имела максимальную величину. Для этого
необходимо, чтобы перпендикуляр к оси движения яхты одновременно являлся касательной к поляре (на рис. 201 наивыгоднейший угол атаки паруса равен около 14Q — точка касания С на поляре).
Поперечный профиль паруса. Основным фактором, влияющим на величину
аэродинамических сил на парусе и тяговые характеристики, является его профиль, т. е. форма и размеры «пуза». На рис. 202 представлены поляры четырех жестких моделей бермудских парусов, имеющих удлинение Л = 4 и отстояние максимальной глубины пуза от передней шкаторины, равное х/3 хорды. Анализируя поляры, можно сделать вывод, что с уменьшением глубины пуза качество паруса возрастает благодаря снижению коэффициента лобового сопротивления (на рис. показано горизонтальной стрелкой). Максимальная подъемная сила паруса, наоборот, растет по мере увеличения глубины пуза (показано наклонной стрелкой).
Поляры, приведенные на рис. 202, позволяют оценить качество парусов в зависимости от глубины их профиля /. Например, если яхта идет в бейдевинд под углом 30° к вымпельному ветру, то наибольшую тягу даст тот парус, касательная к поляре которого — перпендикуляр к линии пути судна — будет отстоять дальше от точки 0, чем такие же касательные, проведенные к другим полярам. В данном случае наиболее выгодным оказывается парус с относительной глубиной пуза fib = 1/10. Однако можно заметить, что по сравнению с более плоским парусом fib = 1/15 преимущество в тяге будет невелико, зато сила дрейфа оказывается существенно выше. Поэтому использовать более пузатый парус имеет смысл только в слабый ветер, когда абсолютная величина силы дрейфа невелика. В свежий ветер плавание с таким парусом будет сопровождаться большим креном и дополнительным сопротивлением движению яхты, так что в конечном счете выигрыш в скорости не получается.
224
Рис. 203. Эффект распределения разрежения на подветренной стороне паруса на результирующую аэродинамическую силу А: а — эпюра распределения разрежения; б — результирующие силы на парусе.
1 — парус с максимальным пузом, расположенным на расстоянии 0,40Ь от передней шкаторины; 2 — парус с пузом, расположенным на расстоянии 0,60д от передней шкаторины. Kt и Y2 — подъемная сила; Т и Я проекции силы А на направление ветра.
Еще более пузатые паруса f/b — 1/5 и 1/4 на курсе бейдевинд не только не дают увеличения силы тяги, но и отличаются намного большей силой дрейфа. Более высокий коэффициент подъемной силы пузатых парусов может быть реализован лишь на полных курсах, например, на галфвинде, когда подъемная сила дает наибольшую составляющую на направление движения (см. рис. 194). На практике это качество пузатых парусов используется путем смены на полных курсах лавировочных передних парусов на дрифтер-геную, блупер или спинакер. В качестве же основных (лавировочных) парусов для средних ветров (2—4 балла) на крейсерско-гоночных яхтах применяют паруса с пузом fib = = 0,094-0,10. Для слабого ветра выгодны паруса, имеющие пузо //& = 0,12г а при ветре свыше 5 баллов — паруса с пузом не более f/b = 0,06 или 1/17— 1/25.
Кроме величины пуза, большое влияние на тяговые характеристики паруса оказывает место расположения максимальной выпуклости профиля от передней шкаторины. На рис. 203 показано распределение разрежения на подветренной стороне жесткой модели паруса с пузом fib = 0,188 при отстоянии максимального пуза на 40 и 60 % хорды от передней кромки и при угле атаки 15°. Нетрудно сделать вывод о том, что в создании движущей силы главную роль играет передняя часть паруса. Именно здесь концентрируется разрежение у паруса с пузом, расположенным в 40 % от передней шкаторины. У второго паруса (максимальное пузо расположено в 60 % хорды от передней шкаторины) область разрежения охватывает в основном заднюю часть профиля, вследствие чего увеличивается составляющая давления R, направленная против движения яхты. Таким образом, при смещении пуза к задней шкаторине эффективность паруса снижается как вследствие падения подъемной силы, так и роста сил сопротивления, тормозящих ход судна. Лавировочные паруса поэтому шыот с максимальной глубиной' пуза, расположенной на расстоянии от 35— 40 % хорды для плоских парусов до 40—50 % хорды для более полных, рассчитанных на слабые ветра.
Особенно недопустим такой дефект парусов, как слишком тугая и заворачивающаяся в наветренную сторону задняя шкаторина, на которой образуются тормозящие движение лодки силы. Поэтому для поддержания задней части паруса используют плоские гибкие линейки — латы.
Форма и удлинение паруса. В свете современных знаний в области аэродинамики крыла наиболее выгодным был бы парус с эллипсовидной верхней частью. В верхней части паруса образуются потоки воздуха, перетекающего с наветренной стороны на подветренную — в область разрежения. Вследствие этого образуются вихри, срывающиеся с кромки паруса и уходящие в пространство. Эти возмущения потока требуют затрат кинетической энергии ветра, которые выра-
8 П/р Г. М. Новдка , 225
Рис. 204. Поляры парусов с различным аэродинамическим удлинением.
жаются в росте общего аэродинамического сопротивления судна в виде составляющей индуктивного сопротивления.
Очевидно, что наибольшим индуктивным сопротивлением обладает четырехугольный гафельный парус, у которого перетекание воздуха происходит по широким верхней и нижней шкаторинам. Вблизи этих шкаторин поперечный поток отклоняет вымпельный ветер, натекающий на парус, вследствие чего угол атаки паруса здесь увеличивается, а подъемная сила соответственно падает.
У паруса с эллипсовидной верхней частью величина подъемной силы благодаря плавному уменьшению площади вверху паруса также плавно убывает. Плавно убывает и интенсивность перетекания воздуха через кромки; не столь заметны местное изменение угла атаки натекающего на парус потока воздуха и соответствующие потери подъемной силы. Испытания подобного паруса, поставленного на мачте с изогнутой верхней частью, показали увеличение подъемной силы от 10 до 30 % по сравнению с обычным бермудским парусом, что дает повышение скорости лавировки на ветер порядка 4 %.
Эксперименты показали также, что, если верхнюю часть треугольного бермудского паруса срезать на 15 % высоты от фалового угла, то его тяга на острых курсах практически не уменьшится. Это связано с малоэффективной работой верхней части паруса как вследствие закручивания — уменьшения угла атаки, так и увеличенного размера мачты по отношению к хорде паруса.
Существенное влияние на тяговые характеристики паруса оказывает его аэродинамическое удлинение. На рис. 204 представлены поляры четырех парусов различного удлинения — от X = 1/3 до 6, имеющих одинаковое пузо fib = 0,074. Сравнивая эти графики, можно заметить, что при угле атаки а = 226
= 10° наивысшую подъемную силу дает парус с максимальным удлинением X = 6, т. е. этот парус наиболее выгоден для острых курсов.
При угле атаки около сс=15° подъемная сила паруса с Z=6 достигает максимума, затем она начинает падать. При углах атаки около 35°, т. е. на полных курсах, заметное преимущество получают более широкие паруса с Z= 1. Можно сделать вывод, что парус с большим удлинением при переходе на полный курс становится менее выгодным. На полном бакштаге, например, более быстроходной может оказаться яхта, оснащенная гафельными парусами с удлинением около 1. Вот почему, несмотря на общепризнанные преимущества бермудского паруса, гафельные паруса довольно часто применяют на моторно-парусных яхтах, на которых паруса ставят преимущественно в сильные ветра
Рис. 205. Характер обтекания мачт: а — с эллиптическим поперечным сечением; б — с параболической передней кромкой; в — с парусом, стоящим на подветренной кромке.
и на попутных курсах.
У большинства современных яхт лавировочные паруса имеют отношение длины передней шкаторины к нижней от 3 до 5; паруса для полных курсов — дрифтеры, блуперы и спинакеры, шьются с соотношением этих шкаторин, близким к 1.
Применение парусов большого удлинения на малых судах ограничивается остойчивостью судна, не позволяющей чрезмерно повышать положение центра парусности. Кроме того, высокая парусность требует рангоута большого поперечного сечения, что отрицательно сказывается на аэродинамике паруса.
Влияние мачты. Мачта является источником образования вихрей, которые попадают как на наветренную, так и на подветренную стороны паруса. Особенно неблагоприятно сказываются завихрения на подветренной стороне, где вихревой след мачты уменьшает разрежение; вследствие этого величина подъемной силы падает. Кроме того, и сама мачта обладает довольно большим лобовым сопротивлением. Мачта с большим поперечным сечением может снизить подъемную силу паруса на 25%, по сравнению с парусом, поставленным на штаге. Неудачны мачты цилиндрического сечения — без сужения к топу: в верхней части отношение диаметра мачты к уменьшающейся ширине паруса становится велико и может оказаться, что часть паруса близ фалового угла вообще не будет участвовать в создании тяги на курсе бейдевинд.
Большую роль играет форма поперечного сечения мачты. Важно, чтобы на курсе бейдевинд, когда судно идет под углом 25—30° к направлению вымпельного ветра, вихревая дорожка, срывающаяся с подветренной стороны мачты, имела минимальную ширину. Большую роль играет также форма передней кромки мачты, на которой формируется поток, обтекающий парус. Например, парус за мачтой параболического сечения обладает более высоким аэродинамическим качеством, чем за мачтой эллиптического сечения. Оптимален вариант с парусом, закрепленным передней шкаториной близ подветренной стороны мачты: его качество на 40 % выше, чем у паруса с эллиптической мачтой (рис. 205).
Наибольшее распространение на парусных судах получили мачты овального поперечного сечения с соотношением размера по ДП к размеру по траверзу около 3 : 2. Каплевидные и другие типы обтекаемых профилей целесообразны только в том случае, если мачта вращается для установки под наивыгодней
8*
227
шим углом к вымпельному ветру при перемене галса. Такими мачтами снаб* жаются обычно буера и катамараны.
Скручивание паруса. При выбирании шкотов удается контролировать угол атаки только нижней трети паруса, а в верхней ткань может отклоняться под ветер, уменьшая тем самым угол атаки к вымпельному ветру. Если не предусмотреть специальных средств для регулировки скручивания паруса, то разность в углах атаки между нижней и верхней частью паруса может достигать 20°. А так как парус выбирают, ориентируясь на поведение его верхней части (пока не перестанет заполаскивать ткань у передней шкаторины), то нижняя часть чаще всего оказывается работающей с избыточным углом атаки. Здесь может происходить срыв потока с соответствующим падением подъемной силы. Следовательно, тяга скрученного паруса оказывается меньше, чем если бы каждое его сечение по высоте работало с оптимальным углом атаки.
Особенно сильно скручивание паруса сказывается на полных курсах и при свежем ветре, когда шкоты потравлены и гик, например, задирается ноком вверх. При этом верхняя часть паруса уходит под ветер и почти заполаски-яает (работает почти с нулевым углом атаки), а нижняя часть явно перебрана.
Для уменьшения скручивания паруса, оснащенного гиком, применяют оттяжки гика, препятствующие задиранию нока гика вверх, а также проводку гика-штока с одним или двумя поперечными погонами, простирающимися по всей ширине яхты. При смещении ползуна гика-шкота к борту тяга шкотов становится почти вертикальной, благодаря чему удается держать заднюю шкаторину паруса на острых курсах более тугой.
Было бы ошибкой думать, что парус вообще не должен иметь скручивания, т. е. чтобы по всей его высоте поперечные сечения были повернуты на один и тот же угол. Известно, что по мере увеличения высоты над уровнем воды скорость ветра повышается. Это явление аналогично изменению скорости в пограничном слое (см. стр. 30) и вызвано силами трения воздуха о воду, затормаживающими поток вблизи ее поверхности. Например, на высоте 10 м над уровнем воды скорость ветра в 1,4 раза превышает его скорость на уровне 2 м. Построив треугольник скоростей для различных сечений паруса по высоте, можно убедиться, что в верхней части на парус действует ветер большей скорости и направленный под большим углом к ДП судна, чем на уровне гика. В зависимости от высоты парусности и скорости ветра эта разность в углах получается от 3—5° на курсе бейдевинд и до 10—126 на курсе бакштаг. Следовательно, скручивание паруса в небольших пределах не только допустимо, но и способствует более эффективной его работе.
Паруса — материалы и раскрой. За редким исключением паруса шьются из тканых материалов, состоящих из множества параллельных нитей, расположенных вдоль полотнища — вдоль нитей основы — и перпендикулярных им нитей утка. Тканая структура материала паруса обусловливает изменение его профиля и формы под нагрузкой — при действии ветра. Ткань паруса обладает не только разными деформативными свойствами при растяжении вдоль основы или утка, но и получает деформацию по диагонали, при которой искажается правильная квадратная форма ячеек, образованных нитями основы и утка. Поэтому шитье хорошего паруса является своего рода искусством, требующим от мастера чуткого использования свойств ткани и прежде всего — учета деформаций, которые она получает под нагрузкой. Располагая ткань в парусе нитями основы под тем или иным углом к направлению действия наибольших нагрузок, растягивая предварительно ее по ликтросам шкаторин, мастер имеет возможность регулировать форму и распределение пуза по высоте и ширине паруса.
Кроме того, многое зависит от гибкости рангоута, проводки бегучего такелажа, водоизмещения судна, а на легких лодках — от массы экипажа и его способности откренивать судно. Поэтому раскрой и шитье парусов для яхт, участвующих в ответственных соревнованиях, является привилегией парусных мастеров-профессионалов, которые сами являются гонщиками и, участвуя в гонках в различных условиях, получают необходимую информацию о работе сшитых ими парусов и способах повышения их качества.
228
В последние 30 лет паруса для лодок, яхт и больших парусников шьются из синтетических тканей — терилена, дакрона, лавсана и нейлона. Это прочные и легкие ткани, обладающие необходимой плотностью и гладкостью поверхности; последние два свойства в ряде случаев достигаются пропиткой синтетн* ческими смолами. Благодаря заполнению смолой микропор между нитями ткани уменьшается также ее склонность к деформации при действии растягивающей нагрузки под углом к нитям основы и утка, что обычно приводит к большим искажениям формы паруса. Синтетика не гниет, устойчива к воздействию масел и многих химических веществ.
В ряде случаев, особенно при самостоятельной постройке яхт, приходится применять традиционные материалы для парусов — льняную парусину или хлопчатобумажные ткани (фильтромиткаль, авизент, плащ-палатку и т. п.).
Льняная парусина прочнее хлопчатобумажной ткани. В мокром состоянии льняная нить оказывается на 20 % прочнее, чем в сухом; поэтому, несмотря на то, что под нагрузкой льняная ткань сильно деформируется, искажая форму паруса, она особенно подходит для шитья штормовых парусов. Это удобно еще и потому, что в сыром состоянии льняная ткань сохраняет мягкость и с ней легко работать руками. От штормовых парусов не требуется, чтобы они были особенно плоскими, так что можно примириться с небольшим дополнительным увеличением пуза вследствие вытяжки ткани.
Благодаря меньшей толщине нитей хлопчатобумажная ткань может быть сделана более плотной, чем льняная парусина, при одинаковой массе. Хлопчатобумажные паруса меньше вытягиваются под нагрузкой, но обладают всеми недостатками, присущими тканям растительного происхождения: сильно впитывают влагу, при небрежном хранении могут гнить.
Важным вопросом при изготовлении парусов является выбор ткани соответствующей массы, которая обычно указывается в граммах на квадратный метр. Синтетические ткани достаточно прочны, чтобы выдерживать усилия, развиваемые давлением ветра в парусах. Однако следует учитывать еще и фактор деформации ткани под действием нагрузки. Легкая ткань, конечно, более удобна для укладки и хранения, но парус из нее вытягивается сильнее и постоянно теряет свою форму при усилении ветра. Это проявляется в том, что пузо паруса перемещается назад и парус становится малоэффективным. В еще большей степени это справедливо для парусов из хлопчатобумажной ткани, которая, к тому же, имеет гораздо меньшую прочность.
Помимо размеров и площади парусов, при выборе массы ткани играют роль также размерения яхты, ее водоизмещение и район плавания. Для парусов крейсерских яхт открытого моря применяется более тяжелая ткань, чем для парусов такой же площади для яхт внутреннего плавания. Если речь идет о хлопчатобумажных парусах, то основные паруса швертботов и небольших яхт могут быть сшиты из ткани массой 220—300 г/м2; яхт класса Л6 и более — из ткани 450—520 г/м2. Легкие перкали массой 130—140 г/м2 пригодны для вспомогательных парусов типа спинакера.
При использовании синтетических материалов массу ткани для основных парусов можно приближенно определить по формуле
w = 33L.
где w — масса ткани, г/м2; L — длина яхты по КВ Л, м.
Генуэзские стаксели для слабого ветра на больших яхтах шьют из дакрона массой не менее 100—130 г/м2; для спинакеров может использоваться найлон массой менее 100 г/м2.
При раскрое парусов из хлопчатобумажной ткани учитывается вытяжка ткани в процессе эксплуатации. Грот растягивается по передней шкаторине примерно на 5 %, по задней — на 2,5 %, а стаксель — на 2,5 и 1 % соответственно. Поэтому при вычерчивании паруса длину его шкаторин сокращают в соответствии с указанными цифрами. В поперечном направлении (по основе) ткань садится на 1 %, поэтому длину нижней шкаторины необходимо увеличить. Для повышения прочности и жесткости паруса широкие плотнища (ткань выпускается шириной 70—150 см) разбиваются складками ткани — «фальшивыми швами» на полосы шириной 300—450 мм. Ширина фальшивых швов, как и на-
229
Рис. 206. Раскрой паруса, обеспечивающий правильную форму пуза: а — бермудский грот; б — стаксель; в — грот-гуари и гафельный; г — рейковый парус для малых лодок.
Штриховой линией на рейковом парусе показан серп по нижней шкаторине при отсутствии гика.
стоящих, принимается равной 1,5 см для небольших швертботов и 2—2,5 см для килевых яхт и компромиссов.
Полотнища на бермудском гроте располагают обычно перпендикулярно прямой, соединяющей фаловый и шкотовый углы паруса. Именно вдоль этой линии действуют наибольшие напряжения и важно, чтобы с их направлением совпали нити основы ткани. В этом случае ткань не будет деформироваться по диагонали и задняя шкаторина имеет устойчивую форму.
При шитье стакселя полотнища чаще всего укладываются перпендикулярно задней и нижней шкаторинам и сшиваются на центральном шве, совпадающем с биссектрисой шкотового угла.
Существует несколько способов, с помощью которых при раскрое паруса обеспечивают нужный профиль поперечного сечения. Простейшим из них является раскрой паруса с выпуклыми передней и нижней кромками (рис. 206). Когда парус растягивается по прямым мачте и гику (или рейку и гафелю), то образующиеся около рангоута излишки материала под действием ветра расправляются и благодаря этому получается пузо. Форма профиля паруса, положение пуза по его ширине и высоте зависят от очертаний шкаторин, стрелки «серпа» и формы изгиба рангоута. Чем меньше серп, тем более плоским получается парус. При сильном изгибе мачты пузо паруса становится меньше и для того, чтобы оно имело достаточную величину, необходимо заранее выкраивать грот с большим серпом.
Передние паруса — стаксели не крепятся к рангоуту, а растягиваются между тремя точками — фаловым, шкотовым и галсовым углами. Штаг не является жестким, как мачта, а растягивается и провисает под нагрузкой. При провисании штага и натянутой задней шкаторине пузо стакселя увеличивается неравномерно: в верхней части паруса оно становится непропорционально большим и поток воздуха, стекающий со стакселя, «отдувает» ткань грота, нарушая его эффективную работу. Поэтому при раскрое стакселя его передней шкаторине придают S-образность, делая в верхней части вогнутость — отрицательный серп, а в нижней — положительный. По нижней шкаторине делается небольшой серп (иногда в сочетании с закладками по полотнищам), задняя шкаторина обычно прямая или слегка вогнутая, особенно на стакселях для сильного ветра. Вогнутость препятствует чрезмерной «пузатости» паруса в верхней части и предотвращает загибание задней шкаторины в наветренную сторону и задувание грота.
С помощью серпов можно получить пузо, расположенное вблизи передней или нижней шкаторин. Для того чтобы сместить его дальше в корму, приме-230
няют метод закладок, выполняя ряд полотнищ паруса не с прямыми кромкамиж а с лекальными, суживающимися по направлению к шкаторинам. Длина и максимальная ширина закладок определяются опытным путем на готовых парусах. Наибольшую величину закладки имеют в нижней, самой широкой части паруса, где требуется обеспечить соответственно пузо с максимальной стрелкой.
Классы и правила обмера
Все малые парусные суда по характеру их использования и району плавания могут быть разделены на гоночные, крейсерско-гоночные, крейсерские (или туристские) и прогулочные. К гоночным яхтам и швертботам относят сугубо специальные суда, предназначенные для гонок по треугольной олимпийской дистанции вблизи берега в мэре или на озерах. Основным назначением крейсерско-гоночных яхт являются морские гонки на большие дистанции, такие, например, как 900-мильные гонки на Кубок Балтийского моря или гонки по водохранилищам Волги и Днепра. К группе крейсерских или туристских яхт относят суда, для которых участие в гонках и развитие максимальной скорости не является основной целью. Часто такие суда снабжают достаточно мощным двигателем (2,2—5,9 кВт или 3— 8 л. с. на тонну водоизмещения), который становится если не основным средством движения, то таким же, как и паруса. Туристские яхты отличаются большой автономностью плавания и комфортом для экипажа. И, наконец, к прогулочным парусным лодкам можно отнести яхты и швертботы, которые по уровню комфорта, мореходным и ходовым качествам могут использоваться лишь для кратковременных выходов и походов выходного дня.
Таким образом, мы познакомились с классификацией парусных яхт по назначению. Суда, которые используются для гонок, делятся в соответствии со спортивной классификацией на классы для того, чтобы в пределах одного класса яхты имели бы примерно равные ходовые качества, а их экипажи могли бы претендовать на успех в гонках в зависимости от искусства настройки судна и управления им. Другими словами, сущность классификации заключается в ограничении размерений яхт и их соотношений, а иногда и обводов, влияющих на ходовые качества и мореходность.
Такими размерами являются:
— длина яхты — чем она больше, тем меньше сопротивление воды движению, а значит, яхта более быстроходна;
— ширина яхты — чем шире яхта, тем больше, с одной стороны, ее сопротивление п масса, а с другой — выше остойчивость и способность нести паруса;
— осадка — чем больше осадка, тем выше остойчивость и лучше лавиро-вочные качества яхты;
— высота надводного борта — чем выше борт, тем яхта мореходнее и может нести больше парусов в плохую погоду, но, с другой стороны, увеличивается масса корпуса;
— водоизмещение — чем больше водоизмещение яхты, тем больше сопротивление воды движению судна;
— площадь парусности — чем она больше, тем при прочих равных условиях больше скорость яхты.
Современной тенденцией в классификации сугубо гоночных яхт является введение классов-монотипов, которые строятся по одним и тем же чертежам при строгом соблюдении правил постройки и обмера, обеспечивающих идентичность формы корпуса, размеров парусов и весовых характеристик, влияющих на ходовые качества яхты. Таковы, например, классы швертботов «Финн» и «Летучий Голландец», яхта «Дракон» и т. п. С расширением применения стеклопластика принцип монотипизации получил дальнейшее развитие в виде так называемых продукционных классов, идентичность судов в которых обеспечивается благодаря использованию эталонной оснастки для формования корпуса, поставляемой головным предприятием, строго одинакового отбора материала для корпуса и дельных вещей, раскрою парусов по стандартным шаблонам и т. п. В той или иной степени продукционными клас
231
сами являются сейчас швертбот класса «470», яхта «Солинг», «Виндгляйдер».
В отличие от монотипов существует довольно небольшая группа свободных классов яхт, в которых ограничиваются главные размерения, площадь парусности, иногда — некоторые элементы планировки корпуса и кают, размеры основных деталей набора. В СССР из таких действующих классов можно указать катамаран В и национальный крейсерско-гоночный швертбот Т2. Обводы корпуса яхт свободных классов не регламентируются, так же как и ряд других важных для ходкости элементов (например, распределение массы и размеры отдельных парусов). Ясно, что в гонках свободных классов наряду с гонщиком незримо участвует и конструктор, который смог в сравнительно свободных рамках обмера обеспечить судну те или иные ходовые качества.
Несколько иной подход в разделении на классы крейсерско-гоночных яхт. Наладить серийное производство сравнительно крупных и дорогих яхт по одному проекту и в больших количествах, как правило, не удается. Заказчик часто ставит свои специфические требования к оборудованию и даже размерениям судна, поэтому, несмотря на огромное общее число крейсерско-гоночных яхт, имеющихся в мире, они отличаются большой «разнокалиберностью». Задача классификации в данном случае состоит в том, чтобы с помощью измерения основных характеристик, влияющих на ходовые качества, определить скоростной потенциал каждой яхты и дать ей гандикап в гонках с соперниками.
В 1969 г. в парусном мире, в том числе и в СССР, приняты правила IOR (International Offshore Rule) для обмера крейсерско-гоночных яхт и определения их результатов в гонках. По объему правила составляют книгу из 65 страниц и требуют около 250 замеров на корпусе и парусах яхты. Эти замеры окончательно входят в формулу для так называемого обмерного балла:
F0.13LSC ~ L Kbd
+ 0,25L + 0,20SC + DC + FC
• DLF,
который затем должен быть пересчитан с учетом штрафных поправок и бонусов в.гоночный балл:
R = MR-EPF-CGF-MAF-SMF-LRP-CBF.
Коротко об основных элементах формулы (рис. 207):
L — гоночная длина; получается замером расстояния между поперечными сечениями корпуса в носу и корме, где длина цепного охвата корпуса в плоскости шпангоутов равна соответственно 0,5 и 0,75 обмерной ширины В, и вычетом из этого расстояния поправок на полноту носового и кормового свеса яхты;
D — условная глубина трюма, рассчитываемая по замерам внутренней глубины корпуса от ватерлинии в трех точках по ширине на миделе и в одной точке в определенном сечении в носу;
SC — условная величина парусности, представляющая собой квадратный корень из обмерной площади парусности, откорректированной с учетом соотношения площади парусности и размерений корпуса яхты. На шлюпе и тендере обмерная площадь парусности состоит из площади переднего парусного треугольника и площади грота; получается расчетом на основании замеров высоты и основания переднего парусного треугольника, высоты мачты и длины гика, на которых может растягиваться грот;
DC — поправка на осадку; рассчитывается в зависимости от разности между расчетной осадкой яхты и базовой DB = 0,146L + 0,61 м;
FC — поправка на высоту надводного борта в зависимости от разности между обмерной высотой борта и базовой FB = 0,057L + 0,366 м;
DLF — фактор «водоизмещение — длина», учитывающий полноту подводной части корпуса яхты относительно ее обмерной длины;
EPF — поправка на стационарный двигатель и гребной винт; определяется в зависимости от массы двигателя, его расстояния от миделя, диаметра винта и типа его установки;
232
Рис. 207. Схема обмера корпуса и площади парусности по правилам 10R.
CBF — фактор шверта (для килевых яхт — единица);
CGF — поправка на остойчивость яхты, определяемая по опыту кренования яхты;
MAF — поправка на подвижные подводные части, которые придают килю несимметричный профиль или изменяют обводы подводной части корпуса;
LRP — штраф за низкую оснастку, который учитывается, если какая-либо снасть стоячего такелажа крепится на мачте ниже, чем V4 высоты, измеренной от уровня борта до блока фала генуэз
ского стакселя;
SMF—поправка на материал рангоута, принимаемая во внимание, если какая-либо часть его изготовлена из иного материала, чем дерево, алюминиевые
и стальные сплавы или стеклопластик.
Правила IOR содержат множество ограничений размеров корпуса, рангоута и парусов. Сложная система штрафов учитывает отступления элементов обмеряемой яхты от этих ограничений в случае, если они способствуют повышению ходовых качеств судна.
Обмер и расчет гоночного балла крейсерско-гоночных яхт по правилам IOR — задача очень сложная, которая решается квалифицированными специалистами при помощи электронно-вычислительных машин. В нашей стране расчет гоночного балла выполняется централизованно в вычислительном центре Спорткомитета СССР. Мерители на местах осуществляют измерения всех необходимых для этого величин и направляют протокол обмера в Спорткомитет, где данные после контроля вводятся в программу для расчета балла. Подобная система обладает большой производительностью, исключает возможность ошибок в расчетах и позволяет создать компактный архив мерительных свидетельств всех обмеренных яхт.
233
Деление крейсерско-гоночных яхт на классы по правилам IO R и их типичные размерения
Таблица 14
Класс яхты Пределы изменения гоночного балла R Примерные размерения яхт
футы м ^тах» м L, м В, м Водо-изм. D, т S, мг
I 33,0—72,0 10,05—21,95 22,2 19,9 5,95 36,4 230
II 28,0—32,9 8,84—10,02 13,5 9,3 3,6 10,3 65
III 25,5—28,9 7,77—8,81 11,5 8,5 3,2 6,5 60
IV 23,0—25,4 7,01—7,74 10,8 8,0 3,1 5 45
V 21,0—22,9 6,40—6,98 10,0 6,9 2,6 3,6 36
VI 19,0—20,9 5,79—6,37 9,0 6,5 2,75 3,0 32
VII 17,5—18,9 5,31—5,76 7,5 5,8 2,2 1,4 28
VIII Менее 17,5 Менее 5,31 6,5 5,6 2,1 1,0 20
Величина гоночного балла, определенная по правилам IOR, оказывается близкой к длине яхты по ватерлинии. В зависимости от нее участвующие в гонках яхты группируются в стартовые группы и делятся на классы (табл. 14). Гоночный балл служит основой для расчета гандикапа — коэффициента времени. В.гонках с гандикапом могут участвовать яхты с различной величиной гоночного балла, так как результаты в них определяются не по порядку прихода яхт на финиш, а в итоге пересчета фактического времени прохождения дистанции в исправленное —с учетом коэффициента времени. При этом исправленное время менее быстроходных яхт с низкой величиной гоночного балла оказывается менее фактического — шансы на победу экипажей этих судов уравниваются с экипажами крупных и быстроходных яхт.
В последние годы строится немало яхт так называемых «у р о в н е в ы х» или «тонн ы х» классов. Главным условием для отнесения яхты к одному из «у р о в н е в ы х» классов является строго фиксированная величина гоночного балла IOR, что позволяет проводить классные гонки без гандикапа. Существует «двухтонный» класс яхт с баллом 32 фута (9,76 м); «однотонный» с баллом 27,5 ф (8,38 м); «3/4-тонный»— 24,5 ф (7,47 м); «полутонный» — 21,7 ф (6,60 м); «чет-вертьтонный»— 18,5 ф (5,65 м) и «минитонный»— 16,5 ф (5,18 м). Названия классов — чисто условные и не связаны с объемными или весовыми характеристиками яхт. В СССР получили распространение яхты «четверть»-, «полу-» и «однотонного» классов.
Среди спортивных парусных судов различают национальные и международные классы яхт. Например, в какой-либо стране появляется особый класс яхт, приспособленный для плавания только в данной стране или в данном ее районе. Такие классы называются национальными (у нас это классы Л6 и Т2).
Международным классом считается класс, официально признанный Международным парусным союзом (1YRU). Для получения статуса международного класса яхты данного типа должны получить распространение не менее чем в 5 странах на двух континентах. Международные классы в зависимости от срока их принятия IYRU подразделяются на категории 1 (старше 20 лет) и категорию 2. Из второй категории делается выбор классов яхт для программы очередных регат на Олимпийских играх.
В СССР каждые пять лет Комитет по физической культуре и спорту при СМ СССР утверждает «Правила классификации, постройки и обмера спортивных яхт, принятых в СССР». Они состоят из трех частей:
234
Часть I. Общие правила классификации, постройки и обмера.
Часть II. Частные правила для гоночных яхт международных классов.
Часть III. Международные правила и инструкции по обмеру для крейсерско-гоночных яхт по формуле IOR.
Контроль за выполнением этих правил, а также разработка их на перспективу осуществляются технической комиссией Федерации парусного спорта СССР. При проектировании и постройке крейсерско-гоночных яхт руководствуются также правилами Английского Ллойда, которые изданы для яхт деревянной, композитной, стальной и стеклопластиковой конструкций.
Значительное число яхт различных классов поставлялось в СССР из Польской Народной Республики; основные характеристики некоторых из них включены в данную главу.
Основные данные парусных судов, эксплуатируемых в СССР
А. Швертботы.
«оптимист»
Основные данные:
Длина наибольшая, м 2,30
Ширина наибольшая, м . 1,13
Высота борта минимальная, м 0,36
Осадка корпусом/швертом, м 0,08/0,75
Масса с вооружением, кг . 35
Площадь паруса, м2 . . . 3,5
Экипаж, чел. 1
Швертбот международного класса «Оптимист» (рис. 208) спроектирован в 1947 г. Кларком Миллзом в расчете на самостоятельную постройку лодок силами юных яхтсменов из доступных материалов — водостойкой фанеры и сосновых реек. Благодаря простоте конструкции, а также исключительной надежности при управлении малоопытными яхтсменами лодка быстро завоевала популярность. В последние годы многие судоверфи мира началл серийный выпуск швертботов этого класса не только из фанеры, но и из стеклопластика. Всемирная ассоциация класса зарегистрировала на 1978 г. свыше 125 тыс. судов этого класса. В СССР «Оптимисты» строит Таллинская экспериментальная верфь спортивного судостроения; большое число судов импортируется из Польской Народной Республики.
Швертбот предназначен для обучения началам парусного спорта подростков в возрасте от 7 до 15 лет и рассчитан на эксплуатацию на внутренних водоемах (реки, озера), а также в закрытых от волнения прибрежных морских районах. Управляет лодкой один человек. Разумеется, «Оптимист» может быть использован и взрослыми спортсменами, например, в качестве тузика или рыболовной лодки.
Лодка широко используется для детских соревнований самого различного ранга, включая чемпионаты стран, континентов и мира. Поэтому корпус и паруса должны соответствать довольно строгим правилам обмера и строиться из материалов, определяемых этими правилами. В частности, для обшивки приме-
235
Рис. 208. Детский швертбот класса «Оптимист».
няется фанера толщиной 6 мм, втыкающийся шверт и руль вырезаются из 12 миллиметровой фанеры и т. п.
Плоскодонный корпус благодаря обводам, близким к ящику, очень остойчив; кроме того, яхтсмен на ходу сидит на днище. А в случае шквала нетрудно быстро уменьшить площадь шпринтового паруса наполовину, освободив реек-распорку от крепления у мачты. Непотопляемость обеспечивается с помощью надувных емкостей (одна в носу и две по бортам в средней части) или пенопластовых блоков общим объемом 50 дм3.
Мачта, реек (шпринтов) и гик имеют круглое сечение и могут быть изготовлены из цельного дерева. Прочность мачты рассчитана таким образом, чтобы при внезапном шквале при поломке мачты швертбот с рулевым на борту не переворачивался. Мачта устанавливается в степсе п пяртнерсе без стоячего такелажа и легко может быть снята вместе с парусом в экстренных обстоятельствах.
Гик упирается в мачту «усами», охватывающими ее полукольцом. Реек одним концом вставляется в петлю на
парусе, вторым — в петлю на специальном штерте, который туго натягивается вдоль мачты, обеспечивая нужное растяжение паруса.
Швертботы из стеклопластика снабжаются рангоутом из дюралевых труб и аварийным запасом плавучести в виде блоков пенопласта, приформованных к обшивке корпуса.
Ш ВЕРТБОТ-ДВОЙ КА « КАДЕТ»
Основные данные:
Длина наибольшая, м 3,22
» по КВД, м 2,90
Ширина, м . . 1,17
Высота борта, м:
в носу.......................................... 0,6!
на миделе и в корме............................. 0,42
Осадка корпусом/швертом, м ....................... 0,12/0,75
Масса вооруженного судна, кг......................... 52
Площадь парусов, м2 ... .... 5,2
Швертбот международного класса «Кадет» (рис. 209) спроектирован в 1947 г. английским конструктором Джеком Холтом для подготовки подростков к управлению гоночными швертботами «старших» классов. Швертбот имеет упрощенные остроскулые обводы, что делает возможным постройку лодки любителями-судостроителями. В последние годы на многих верфях строятся «Кадеты» с корпусом из стеклопластика, алюминиевым рангоутом и синтетическими парусами. Всемирной ассоциацией класса зарегистрировано свыше 7500 лодок. Регулярно проводятся чемпионаты Европы и мира.
236
Рис. 209. Устройство швертбота класса «Кадет».
Рис. 210. Схема парусности «Кадета».
Швертбот имеет узкий кокпит и большой объем отсеков непотопляемости, благодаря чему в случае опрокидывания лодку нетрудно поставить в прямое положение. Корпус обшивается водостойкой фанерой толщиной 6 мм. Поперечные переборки выделяют в носу и корме водонепроницаемые отсеки; предусмотрена бортовая опалубка, на которой размещается экипаж, откренивая лодку.
Судно оснащено щлюпом, причем правила
класса, предусматривают постановку спинакера
площадью 3,5 м2 (рис. 210). Таким образом экипаж проходит полную тренировку, необходимую для дальнейших гонок на швертботе класса «Летучий Голландец» или «470».
ШВЕРТБОТ-ДВОЙКА «420»
Основные данные:
Длина наибольшая, м 4,20
» по КВЛ, м . . 4,05
Ширина наибольшая, м 1,65
» по КВЛ, м . . 1,19
Высота борта, м: в носу......................................... 0,43
в корме ........................................ 0,38
Осадка корпусом/швертом, м . 0,16/0,96
Масса судна, кг ..................................... Ю0
237
Площадь парусов, м2г
грот..........................................' 8,0
стаксель............................. . ... 2,85
общая ... . . . . 10,85
Швертбот-монотип «420» спроектирован в 1960 г. французским инженером Кристианом Мери. В настоящее время в мире зарегистрировано свыше 40 тыс. лодок этого класса, которые широко используются для гонок юниоров, подготовки начинающих яхтсменов и в качестве прогулочного судна, включая морское побережье. В СССР импортировались суда этого класса, построенные на верфях ПНР; небольшое количество строится также на Таллинской экспериментальной верфи спортивного судостроения.
Корпус лодки (рис. 211) имеет типичную для современных гоночных швертботов «двухкорпусную» конструкцию с бортовыми отсеками непотопляемости. Для обводов характерны прямой форштевень, позволяющий получить максимальную длину по ватерлинии, значительный развал бортов и плоское днище в корме, благодаря чему при умеренной массе экипажа швертбот может выходить на глиссирование в свежий ветер. Шверт и руль вращающегося типа, причем швертовый колодец формуется заодно с наружной обшивкой корпуса из стеклопластика. Планширь колодца представляет одно целое с поперечной банкой, которая надежно связывает колодец с зашивкой бортовых отсеков.
Легкая и эффективная оснастка швертбота (рис. 212) снабжена многими элементами, характерными для гоночных швертботов «старших» классов. Однако ассоциация класса стремится сохранить важное преимущество «420» по сравне-
Рис. 211. Продольный разрез, сечение по мидель-шпангоуту, план кокпита и схема обводов швертбота класса «420».
238
нию с такими швертботами — низкую стоимость. Например, на французском рынке этот швертбот стоит почти вдвое меньше «Финна». Это достигается благодаря отказу от различных устройств для «тонкой» настройки лодки и сравнительно небольшой парусности. Тем не менее, лодка снабжается спинакером площадью 9 м2, ножными ремнями для эффективного откре-нивания, трубчатым погоном гика-шкота по всей ширине кокпита, оттяжкой гика, стопорами для шкотов и фалов и т. п.
Наилучшие ходовые качества швертбот класса «420» имеет при умеренной нагрузке, если суммарная масса двух членов экипажа не превышает 140 кг. Благодаря спортивности судно в настоящее время считается лучшим «трамплином» для прыжка юнио-
ров к более ответственным и атлетически сложным соревнованиям в классах «470» и «Летучий Голландец». Большой популярностью
Рис. 212. Схема парусности швертбота «420».
швертбот «420» пользуется также среди женских экипажей: гонки на нем включаются в программы чемпионатов Европы и мира по парусному спорту среди
женщин.
«ок-динги»
Основные данные:
Длина наибольшая, м.................................. 4,0
» по ватерлинии, м ............................... 3,6
Ширина наибольшая, м................................ 1,41
Высота борта, м........................... .... 0,31
Осадка корпусом/швертом, м........................0,17/0,95
Масса с вооружением, кг ............................. 82
Площадь паруса, м2.......................... .... 8,54
Спроектированный в 1952 г. датчанином Кнудом Олсеном сравнительно простой и дешевый швертбот «ОК» (инициалы конструктора) сразу же завоевал популярность во многих странах мира. По числу построенных судов этот класс быстро перегнал «Финна». В ноябре 1969 г. Международный парусный союз официально признал «ОК-Динги» международным гоночным классом. В настоящее время в мире зарегистрировано около 2000 этих швертботов.
Остроскулый корпус яхты обшит фанерой, а три фанерные переборки и транец служат одновременно не только элементами прочности, но и лекалами для сборки корпуса (рис. 213). «ОК-Динги» имеет все черты современного гоночного швертбота: способен глиссировать в свежий попутный ветер, вооружен гибкой поворотной мачтой, оборудован воздушными отсеками и самоотливными шпигатами, легко дифферентуется на ходу для достижения оптимальной скорости.
Вращающаяся мачта имеет неодинаковую жесткость: в нижней части она усилена твердым деревом, в средней части — еще достаточно жесткая, а в верх-
239
Рис. 214. Парусность швертбота класса «ОК-Динги».
ней '1 ре гр — очень гибкая. Преимущество такой конструкции состоит в том, что верхняя часть мачты при сильном ветре прогибается под ветер и назад, благодаря чему убирается «пузо», уменьшаются дрейф и крен яхты (рис. 214).
Гик крепится к мачте так же, как и на «Финне»; клин в прорези мачты позволяет регулировать положение и жесткость крепления пятки гика. Вследствие гибкости мачты гик не занимает постоянного положения и часто опускается очень низко к палубе, затрудняя управление яхтой. Поэтому парус снабжен окном из прозрачной пленки; его площадь не должна превышать 0,28 м2.
Весь бегучий такелаж — фал, шкот и галс, а также шверттали проводятся к носовому обрезу кокпита и обычно снабжаются эксцентриковыми стопорами. Шверт — вращающегося типа, руль — съемный с жестким деревянным пером.
Герметичные отсеки большого объема в носу и корме обеспечивают непотопляемость швертбота и простоту постановки его на ровный киль в случае опрокидывания.
240
В СССР швертботы этого класса деревянной конструкции строит Ленинградская экспериментальная судоверфь. Многие зарубежные верфи выпускают лодки с корпусом из стеклопластика. Пластмассовые «ОК-Динги» импортировались в СССР из Польши. Преимущественное использование швертбот получил для гонок юниоров — именно на нем проводится чемпионат Европы среди юниоров.
«ФИНН»
Основные данные:
Длина наибольшая, м 4,50
» по КВЛ, м . . 4,05
Ширина наибольшая, м 1,51
Высота борта, м.......... 0,45
Осадка корпусом/швертом, м 0,15/0,84
Масса, кг ........................................... 145
Площадь парусности, м2 . . . . 10
Швертбот-одиночка «Финн» сконструирован в 1950 г. шведским конструктором-любителем Рихардом Сарби и с 1952 г. заменил на олимпийских регатах устаревший «Олимпик». В 1984 г. олимпийские медали будут разыгрываться в этом классе уже в десятый
раз.
До 1962 г. корпуса «Финнов» строились из дерева с обшивкой из реек или скорлупкой конструкции из шпона. После того как Международным парусным союзом была разрешена постройка пластмассовых «Финнов», изготовлением их занялись сразу же несколько фирм. В нашей стране пластмассовые «Финны» изготавливает Таллинская экспериментальная верфь спортивного судостроения. В частности, лодки этого класса для всех участников Олим-пиады-80 были построены в Таллине.
«Финн» (рис. 215) является сугубо гоночной лодкой, очень чуткой к настройке, гибкости мачты, покрою парусов, массе гонщика и его положению в кокпите в зависимости от курса относительно ветра и его силы. Округлые обводы корпуса с достаточно плоским и широким днищем в корме способствуют глиссированию лодки в свежий ветер.
Пластмассовые «Финны» имеют «двубортную» конструкцию корпуса — с бортовыми воздушными отсеками, обеспечивающими непотопляемость швертбота и легкость его
Рис. 215. Теоретический корпус и общий вид швертбота класса «Финн».
241
возврата в положение на ровный киль в случае опрокидывания. На ходу вода, попавшая в лодку, удаляется с помощью шпигатов, вмонтированных в днище и работающих по принципу эжектора — за счет разрежения, возникающего за кормовым срезом устройства в опущенном виде.
Мачта изготавливается из алюминиевых сплавов или дерева и подбирается по гибкости в зависимости от массы рулевого. Судно снабжается приспособлениями для регулировки положения мачты в степсе, оттяжками для регулировки натяжения передней и задней шкаторин паруса и т. п.
«Финн» является строго монотипным классом, размеры его корпуса, парусов и рангоута находятся под постоянным контролем Международной ассоциации класса «Финн».
«470»
Основные данные:
Длина наибольшая, м ... 4,70
» по КВЛ, м . . . . 4,44
Ширина наибольшая, м . . 1,72
» по КВЛ, м . . . . 1,31
Надводный борт на миделе, м 0,34
Осадка корпусом/швертом, м 0,15/1,08
Масса с вооружением, кг 120
Площадь парусности, м2: общая......................................... 13,34
грота .......................................... 9,58
Проект швертбота разработан в 1965 г. французским конструктором Андрэ Корню в качестве молодежной гоночной лодки с корпусом из стеклопластика
и сравнительно простой конструкции. Название классу дано по наибольшей длине корпуса в сантиметрах.
В настоящее время «470» — строго ограниченный международный класс-монотип, строящийся во многих странах мира, в том числе и в СССР на экспериментальной верфи спортивного судостроения в Таллине. За обеспечением одинаковых гоночных качеств швертботов следит Международная ассоциация класса, причем контроль начинается с приобретения оснастки — матриц для
Рис. 216. Общий вид и теоретический корпус швертбота класса «470».
242
формования корпуса у фирмы, суда которой уже получили одобрение ассоциации. Обводы корпуса круглоскулые, со значительным развалом бортов по всей длине (рис. 216). Широкая ватерлиния обеспечивает высокую остойчивость. Кроме того, шкотовый матрос имеет возможность эффективно откренивать швертбот в свежий ветер: лодка снабжена трапецией и ножными ремнями. Швертбот хорошо всходит на волну, устойчив на полных курсах. Благодаря заостренной носовой оконечности швертбот легко преодолевает встречную волну. В то же время значительная смоченная поверхность почти плоского днища ограничивает его скоростные качества, особенно в слабый ветер и на острых курсах.
Корпус швертбота выполняется полуторакорпусной конструкции из стеклопластика, с бортовыми отсеками непотопляемости и двойным дном. Форпик также герметичной конструкции. Для осушения кокпита от попавшей воды в транце лодки предусмотрены шпигаты—«форточки». Шверт и перо руля имеют удлиненную форму и обтекаемый профиль поперечного сечения.
Лодка снабжена эффективным парусным вооружением с низким расположением центра парусности и гибким рангоутом из алюминиевого сплава, со всеми элементами для настройки на ветер любой силы. На попутном курсе экипаж имеет возможность повысить скорость лодки, поставив спинакер площадью 12,5 м2. В 1984 г. швертботы класса «470» в третий раз будут участвовать в Олимпийской регате.
«ЛЕТУЧИЙ ГОЛЛАНДЕЦ»
Основные данные:
Длина наибольшая, м 6,05
» по КВЛ, м . . 5,5
Ширина наибольшая, м . . . 1,68
» по КВЛ, м 1,47
Осадка корпусом/швертом, м 0,13/1,13
Масса с вооружением, кг . Парусность, м2: 160
общая . . . 20,6
грота 11,5
Проект швертбота-двойки «Летучий Голландец» разработан в 1952 г. голландцем Ван Эссеном, который отразил в этом проекте новейшие тенденции в области постройки легких корпусов, рассчитанных на движение в режиме глиссирования. С 1957 г. швертбот утвержден Международным парусным ’ союзом в качестве олимпийского класса и в 1984 г. будет участвовать в Олимпийской регате в седьмой раз.
До последнего времени суда высшего качества этого класса строились почти исключительно из «формованной» фанеры — шпона, так как стеклопластик не позволял получить достаточно жесткую и легкую конструкцию и пластмассовые лодки существенно уступали деревянным по ходовым качествам. Только в последние годы с применением для армирования пластмассовых корпусов высокопрочных волокон из углерода деревянные корпуса постепенно начинают сдавать свои позиции.
Корпус лодки имеет типичные глиссирующие круглоскулые обводы — с плоским днищем в корме (рис. 217). Швертбот является монотипом, обводы его корпуса контролируются при обмере с помощью стальных шаблонов в определенных поперечных сечениях. Лучшие конструкции снабжаются двойным дном и бортовыми отсеками непотопляемости (иногда можно еще видеть надувные емкости, закрепляемые под бортовой опалубкой). Поскольку не обязательно иметь герметичный носовой отсек, в форпике оборудуется раструб с парусиновым рукавом, в котором укладывается спинакер (его площадь — 17,6 м2). Достаточно поставить на мачту спинакер-гик с заранее заведенным такелажем и в нужный момент парус может быть поставлен в считанные секунды простым выбиранием
243
Рис. 217. Общий вид и теоретический корпус швертбота класса «Летучий Голландец».
фала. Также легко парус со всем такелажем втягивается обратно в раструб при переходе на острые курсы.
Парусное вооружение «голландца» — с высокой гибкой мачтой из алюминиевого сплава и широким генуэзским стакселем. Гонки проводятся даже в 6—7-балльный ветер под полной парусностью; спортсмены регулируют кренящую силу на парусах с помощью изгиба мачты и изменения «пуза» паруса. Трапеция позволяет откренивать легкий швертбот, добиваясь его глиссирования на плоском днище. Швертбот отличается высокой мореходностью и наиболее хорошо проявляет свои ходовые качества в свежий ветер.
Просторный кокпит позволил оборудовать «голландец» большим количеством устройств и приспособлений, облегчающих управление судном и его оптимальную настройку на данный ветер.
КАТАМАРАН «ТОРНАДО»
Основные данные:
Длина наибольшая, м . 6,09
» по КВЛ, м ... 5,78
Ширина наибольшая, м . . . 3,01
» корпуса по КВЛ, м ... 0,33
Расстояние между ДП корпусов, м . 2,60
Осадка корпусом/швертом, м .............. 0,19/0,78
Масса полностью оборудованного катамарана, кг 150
Площадь парусности, м2: общая............................................ 20,3
грота .......................................... 15,3
Экипаж, чел........................................... 2
Катамаран-монотип класса «Торнадо» спроектирован англичанином Роднеем Мачем в 1966 г. с расчетом на его постройку силами любителей-судостроителей с безнаборными корпусами из водостойкой фанеры толщиной 4 мм. Благодаря высоким скоростям, которые почти вдвое превышают скорости обычных швертботов, катамаран быстро завоевал признание спортсменов и уже в 1976 г. был включен шестым классом в программу Олимпийских регат.
244
5
катамаран с корпу-формован-
16 15 74- 16 12 11 10
алюминиевая 9 — вант-11 — пет-12 — тент; с блоком 14 — рум-1 балка;
Рис. 218. Катамаран «Торнадо».
1 — смотровой лючок в палубе; 2 — барабан натяжки грота-шкота; 3 — гик; 4 — сквозная лата; 5 — мачта из прессованного алюминиевого профиля;
6 — шпрюйт стаксель-штага; 7 — трапеция; 8 — носовая .. балка (мачтовый профиль);
путенс; 10 — стяжка тента; ли для откренивания;
13 — алюминиевая плита и стопорами гика-шкота; . пель-шток; 15 — кормовая /6 — рулевое устройство.
Рис. 219. Схема обводов корпуса и парусности катамарана класса «Торнадо».
В настоящее время «Торнадо» строится как сами из дерева, так и ними из стеклопластика. Соединение корпусов между собой осуществляется с помощью труб, прессованных из легких сплавов и имеющих обтекаемый профиль (из этого же профиля изготовляют мачты катамаранов). Экипаж размещается на тенте из нейлоновой ткани, натянутом между корпусами и поперечными балками (рис. 218).
Тонкая оболочка корпуса из стеклопластика подкреплена изнутри парой стрингеров коробчатого профиля. В носовой части каждого корпуса вклеена толстая плита из пенопласта, обеспечивающая непотопляемость судна. Палуба
245
чаще всего делается трехслойной конструкции. Каждый корпус снабжен швер« товым колодцем.
Идентичность обводов корпусов при обмере проверяется при помощи шести поперечных лекал-шаблонов, которые устанавливают в определенных сечениях по длине корпуса.
Алюминиевая мачта устанавливается на сферическом подпятнике, а ванты, штаг и трос трапеции крепятся к ней при помощи одной скобы. Таким образом, мачта имеет возможность поворачиваться в зависимости* от курса относительно ветра. Катамаран оборудуется большим количеством стопоров и приспособлений для настройки вооружения. Грот снабжается сквозными латами и имеет форму задней шкаторины, близкую к эллиптической (рис. 219).
«ПАРУСНАЯ ДОСКА»
Основные данные:
Длина наибольшая, м . 3,65
Ширина наибольшая, м . . . . 0,65
Толщина доски, м ................................. 0,12
Осадка со швертом, м . . . 0,50
Масса корпуса, кг................................... 19
Общая масса с вооружением и шверт ом, кг 27
Площадь паруса, м2 . 5,2
Родоначальниками виндсерфинга — разновидности парусного спорта, снарядом для которого служит легкая доска, снабженная швертом и парусом на
Рис. 220. Общее устройство парусной доски.
/ — парус; 2 — лата; 3 — грота-шкот; 4 — гик;
5 — галс-оттяжка; 6 — корпус; 7 — плавник;
8 — шверт; 9 — степс; 10 — шарнир; 11 — мачта;
12 — стартовый фал; 13 — крепление гика к мачте; 14 — окно; 15 — мачтовый карман.
свободно вращающейся мачте, считаются канадцы Ф. Пейн и Д. Дрейк. В 1960 г. они начали катание на доске под парусом, а в 1967 г. Дрейком и Швейцером в Калифорнии был изготовлен первый виндсерфер в его современном виде (рис. 220).
Новый вид спорта быстро завоевал популярность благодаря доступности и простоте снаряда, его транспортабельности и возможности использовать на любой акватории—от океанского побережья до небольшого пруда. Немало этому способствовала умело разработанная технология производства оригинального виндсерфера: корпуса изготавливаются методом вакуумного прессования из АБС-пластика — разновидности листового полиэтилена, затем внутренняя полость заполняется пенополиуретаном.
В настоящее время в мире
насчитывается свыше миллиона
парусных досок различных типов. Самый многочисленный класс — оригинальный «Виндсерфер»; помимо фирмы «Виндсерфинг Интернэйшнл» в Кали
246
форнии, он изготавливается по лицензии этой фирмы еще в шести странах. Другой класс, получивший распространение в основном в странах Европы, — «Виндгляйдер» — принят Международным парусным союзом IYRU в качестве седьмого олимпийского класса. Гонки на «виндгляйдерах» впервые включены в программу Олимпиады 1984 г. Корпус «Виндгляйдера» изготавливается из стеклопластика; он имеет длину 3,9 м при ширине 0,65 м; площадь паруса — 5,8 м2; масса — 23 кг.
Кроме того, за рубежом выпускаются парусные доски более чем 50 типов, изготавливаемые из стеклопластика, легкого сплава, даже надувные! На начало 1982 г. общий годовой выпуск парусных досок всех типов составлял 300 тыс. единиц.
Первоначально применявшиеся термины «виндсерфер» и «виндсерфинг» впоследствии были официально изменены на «сэйлборд» (парусная доска) и «сэйлбординг», поскольку название класса «Виндсерфер» защищено правами торговой марки.
В СССР выпускаются четыре модели парусных досок: доска с размерениями оригинального «Виндсерфера» (Ленинградская экспериментальная судоверфь, «Пагги», «СВЭП» и разборный «Мустанг». Все доски изготавливаются из стеклопластика и снабжаются парусом из синтетической ткани «лавсан». Парусные доски не имеют руля и управляются исключительно манипуляциями с парусом. Принцип управления построен на изменении взаиморасположения центра парусности и центра бокового сопротивления, которое создается швертом и небольшим кормовым плавником. Наклоняя мачту с парусом вперед, спортсмен перемещает центр парусности вперед — по отношению к центру бокового сопротивления, и лодка уваливается носом под ветер. При наклоне мачты назад лодка приводится к ветру.
Шпор мачты крепится к универсальному шарниру, который обеспечивает ее вращение вокруг оси и наклон в любой плоскости. Движение начинается с подъема мачты с парусом, свободно лежащей на воде, для чего служит специальный фал — короткий отрезок мягкого троса с завязанными на нем узлами. На ходу спортсмен удерживает мачту с парусом за одну из дуг изогнутого гика-уишбона.
РАЗБОРНЫЙ СЕКЦИОННЫЙ ВИНДСЕРФЕР «МУСТАНГ»
Основные данные:
Длина наибольшая, м . . . . 3,65
Ширина наибольшая, м 0,65
Толщина корпуса, м 0,14
Осадка со швертом,' м 24
Масса корпуса, кг 24
Общая масса с вооружением и швертом, кг 32
Площадь паруса, м2..................................... 6
Розничная цена, руб. 360
Разборная конструкция корпуса, мачты и гика «Мустанга» (рис. 221) позволяет транспортировать снаряд в городском транспорте, электричке и самолете. В разобранном виде комплект укладывается в три сумки. В двух из них, имею
247
щих габариты по 1200X650X140 мм, размещается корпус, в третьей (2000Х X 150Х 150 мм) — парусное вооружение. Корпус состоит из трех секций, выполненных из стеклопластика на основе смолы НПС-609-21М и отформованных в общей матрице.
Обшивка имеет трехслойную конструкцию. Средним слоем является ячеистый заполнитель с открытыми ячейками, благодаря чему попавшая в корпус вода стекает в одно место из всех ячеек. В каждой секции имеется сливное отверстие, закрываемое резьбовой пробкой. На средней секции смонтирован швер-товый колодец; к днищу кормовой секции прикрепляется съемный плавник. Шверт — вращающейся конструкции. Нажав ногой на слегка выступающую над палубой верхнюю часть шверта, можно отклонить его назад и изменить центровку.
Конструкция соединения выполнена в виде бобышек, закладываемых в углубления секций корпуса, и винтовой стяжки; исключается их подвижность относительно друг друга при нагрузке. В каждом соединении имеются три талрепа-стяжки: два на днище и одна на палубе.
Мачта выполнена из трубы 45X1,5 мм из дюралюминия Д16Т и состоит из двух основных частей. В верхнюю часть вставляется деревянный топ и клотик
для упора паруса, в нижнюю — шпор с шарниром и пружинным амортизатором, уменьшающим усилие, с которым прижимает ногу, случайно попавшую между корпусом и мачтой при ее падении.
Для гика использована труба диаметром ЗОХ1 из Д16Т. Гик разбирается на четыре отдельные трубки, переднюю часть и обойму нока.
«Мустанг» снабжается чехлами с ручками для упаковки и переноски секций корпуса и рангоута. Носовая и кормовая секции могут составить укороченный поплавок, который можно использовать для катания на волне, буксировки за катером (подобно акваплану) и как плавательную доску.
Рис. 221. Виндсерфер «Мустанг»: общий вид и корпус теоретического чертежа..
248
Б. Крейсерские швертботы.
КРЕЙСЕРСКО-ГОНОЧНЫЙ ШВЕРТБОТ НАЦИОНАЛЬНОГО КЛАССА Т2
Основные данные швертбота по проекту 1975 г.;
Длина наибольшая, м . . 7,00
» по КВЛ, м • . 6,00
Ширина, м........................................... 2,50
Осадка корпусом/швертом, м 0,3/1,38
Высота борта на миделе, м 0,71
Водоизмещение, т . . . 1,34
Площадь парусности, м2 . 20
Экипаж, чел. . . . 4—5
Швертботы этого класса строит с 1964 г. Ленинградская экспериментальная судоверфь. Представленный здесь проект является четвертым (в трех из них предусматривалось применение для обшивки корпуса бакелизированной фанеры; небольшая серия швертботов была построена с круглоскулыми обводами и клееной обшивкой из реек). В новом проекте (рис. 222) с целью повышения безопасности плавания оборудован самоотливной кокпит, применен «тяжелый» (массой 112 кг) шверт. Остроскулые обводы корпуса рассчитаны на обшивку фанерой толщиной 7 мм. Обшивка подкреплена продольным набором из реек, которые опираются на восемь поперечных рам, являющихся элементами внутреннего оборудования. Продольный набор составляют также киль, два днищевых и два бортовых стрингера, скуловые и привальные брусья.
Корпус имеет современный архитектурный тип с гладкой палубой и небольшой рубкой над сходным люком. В кокпите оборудованы рундуки для хранения снабжения и запасов. В кормовой части кокпита предусмотрен рундук для хранения подвесного мотора и топливного бачка. Мотор мощностью до 9 кВт (12 л. с.) навешивается на транец, в котором имеется специальный вырез, закрываемый в нерабочем положении задвижным щитком.
В носовой части каюты размещены койка и ниша для хранения береговой одежды. С помощью щита и матраца, укладываемых в промежутке между койкой и шкафом, здесь можно оборудовать двуспальное место.
В салоне по правому борту расположен буфет, под откидной крышкой стола которого закреплена на шарнирах качающаяся газовая плита. По левому борту оборудован обеденный уголок из двух диванов и стола между ними. Если стол опустить до уровня дивана, образуется двуспальная койка. Еще одна койка расположена в «гробу» под сиденьем кокпита.
Благодаря смещению шверта в кормовую часть корпуса колодец практически не загромождает пространства в каюте. Здесь расположена только носовая часть колодца, совмещенная с боковой стенкой дивана.
Под всеми койками и диванами есть выдвижные ящики; на бортах устроены полки для мелких вещей, радиоприемника и штурманских принадлежностей. Переборки и детали внутреннего оборудования облицованы шпоном из ценных пород древесины.
Непотопляемость швертбота обеспечивается, помимо плавучести его корпуса, блоками пенопласта, уложенными в носовом отсеке и вдоль бортов позади кормовых коек.
Мачта из алюминиевого сплава устанавливается в степсе на палубе, который укреплен над усиленным бимсом. Силами одного человека мачту можно завалить в корму и поставить снова, если воспользоваться талями, заведенными за нижний конец штага. Бегучий такелаж проведен на клиновые стопора, установленные в кормовой части палубы рубки. Швертбот оборудуется устройством для закрутки стакселя вокруг штага, устройством для уменьшения площади грота, совмещенным с фаловой лебедкой, четырьмя шкотовыми лебедками. В комплект парусов входит спинакер.
249
Рис. 222. Схема парусности и обводов швертбота Т2.
МИНИ-ЯХТА «АССОЛЬ»
Основные данные яхты:
Длина наибольшая, м................................ 5,53
» по КВЛ, м ...................................... 4,49
Ширина наибольшая, м ................................ 1,96
Высота борта на миделе, м . . .............. 0,76
Осадка со швертом, м................................. 1,25
Масса яхты с оборудованием и снабжением, кг .... 630
Полное водоизмещение, кг............................. 1030
Площадь парусности, м2............................... 13,66
Пассажировместимость, чел............................... 4
Розничная цена, руб. . . 6000
250
Рис. 223. Яхта-компромисс «Ассоль».
Яхта-компромисс «Ассоль», проект которой разработан ЦКБ «Нептун», поставляется в торговую сеть для продажи населению. Судно имеет кругло-скулые обводы, удлиненную надстройку-бак, сварной стальной фальшкиль массой 150 кг и самоотливной кокпит (рис. 223). Стеклопластиковый корпус яхты собран из двух основных секций, отформованных по отдельности; толщина обшивки 4,5 мм, палубы и рубки — 3,2 мм. На бортах для придания жесткости сделаны продольные выступы — зиги (рис. 224).
Сквозь фальшкиль проходит сектор металлического шверта. Руль с подъемным пером навешен на транец. Для установки подвесного мотора мощностью 9 кВт (12 л. с.) на транце имеется шарнирный кронштейн, позволяющий поднимать мотор над водой при ходе под парусами.
Корпус яхты разделен водонепроницаемыми переборками на три самостоятельных отсека — форпик, каюту и ахтерпик. Считается, что в форпике будут
храниться вещи, используемые,редко, так как в походных условиях люк в пе-
реборке должен быть задраен наглухо. Ахтерпик, рассчитанный на хранение подвесного мотора «Ветерок», топливных баков и шкиперского имущества, также имеет надежно герметизированный люк (рис. 225).
Небольшая каюта отделена от кокпита переборкой. Поверх флоров укладываются щиты с матами, используемые в качестве двух спальных мест. Пиллерс, поддерживающий крышу рубки в месте установки степса мачты, служит одновременно опорой
Рис. 224. Теоретический корпус яхты «Ассоль».
251
Рис. 225. Продольный разрез яхты.
1 — ахтерпик; 2 — самоотливной кокпит; 3 — крышка люка; 4 — стандерс мачты; 5 — форлюк; 6 — лаз в форпике; 7 — форпик; 8 — пенопласт; 9 — пиллерс под мачтой; 10 — коробка балластного киля; 11 — шверт; 12 — швертовый колодец.
для откидного стола. В самоотливном кокпите яхты оборудованы рундуки, служащие также сиденьями.
Парусное вооружение яхты — бермудский шлюп с относительно небольшим стакселем и патент-рифом на гроте. Мачта изготовлена из алюминиевого сплава и установлена шарнирно в степсе на крыше рубки. Предусмотрена возможность в аварийных ситуациях быстро срубить мачту. Для этого достаточно с наветренного борта перерубить или раздать талреп из растительного троса.
Для обеспечения непотопляемости (кроме двух герметичных отсеков) носовая часть корпуса ниже ватерлинии заполнена пенопластом; из пенопласта, оклеенного стеклотканью, изготовлен днищевой набор; слой пенопласта введен в конструкцию палубы. Яхта остается на плаву и на ровном киле, сохраняя остойчивость, при полном затоплении самого большого отсека — каюты.
Мореходность яхты — 4—5 баллов. Лавировочные качества удовлетворительные. Под мотором «Ветерок-12» «Ассоль» развивает скорость 12,3 км/ч.
Кроме основного варианта яхты с подъемным килем, выпускается и чисто килевой вариант, снабженный стальным сварным бульбкилем массой 160 кг. Осадка килевого варианта составляет 0,85’м. Помимо более высокой остойчивости, достоинством килевой «Ассоли» является отсутствие шверта с подъемным устройством и несколько более удобное размещение в каюте.
Для того чтобы снизить розничную цену яхты, конструкторы снабдили «Ассоль» лишь минимальным количеством дельных вещей, оборудования и парусов. Кроме грота площадью 9,3 м2 и основного стакселя (4,36 м2), вместе с судном поставляется только один штормовой стаксель площадью 2 м2. Для повышения эффективности парусного вооружения в слабый ветер владельцы «Ассолей» самостоятельно изготовляют легкие стаксели-генуи и спинакеры. Кроме того, при эксплуатации на яхте устанавливают дополнительные утки, леерное устройство, поручни, устройство для закрутки стакселя вокруг штага и т. п.
В. Гоночные яхты4
«СОЛИНГ»
Основные данные:
Длина наибольшая, м ............................. 8,15
» по КВЛ, м ................................\ 6,35
Ширина, м .... . . 1,90
252
Надводный борт на миделе, м......................... 0,48
Осадка, м........................................ , 1,34
Водоизмещение, м.................................... 1,24
Масса фальшкиля, кг................................, 580
Площадь парусности, м2: общая ........................... 24,45
грота........................ 16,20
стакселя ................ . . . 8,25
спинакера . ............. 35,00
Экипаж, чел...................... 3
Проект яхты разработан норвежским конструктором Германом Линге в 1964 г. в качестве конкурсного проекта по заданию Международного парусного союза IYRU. Через три года «Солинг» получила статус международного класса, а в 1972 г. была впервые включена в программу Олимпийской парусной регаты (рис. 226).
В настоящее время «Солинг» — это яхта-монотип, изготовляемая в стандартных матрицах по чертежам, одобренным Международной ассоциацией класса. Корпус формуется из стеклопластика и снабжается фор- и ахтерпиковой переборками, которые выделяют два отсека плавучести общим объемом 1,8 м3, обеспе
чивающих непотопляемость яхты в случае пробоины или заливания волной кокпита. Корпус подкреплен продольными стрингерами и днищевыми флорами, через которые проходят десять болтов, крепящих литой плавниковый киль из чугуна. Для перевозок на большие расстояния киль, по замыслу конструктора, может отделяться от корпуса для уменьшения габаритной высоты лодки на трейлере. Алюминиевая мачта устанавливается шпором на палубе
Рис. 226. Общий вид и теоретический корпус яхты класса «Солинг».
253
и подкрепляется снизу пиллерсом. Подвесной балансирный руль навешен под кормовым подзором отдельно от руля.
Гонщики и верфи, освоившие производство яхт этого класса, снабдили «Солинг» большим числом разного рода устройств для точной настройки рангоута и такелажа. Достаточно сказать, что на яхте более полусотни блоков и шкивов, два десятка стопоров, тридцать ходовых концов различных снастей бегучего такелажа и т. п. Яхта оснащена эффективными парусами большого удлинения со стакселем относительно малой площади.
Яхта обладает лучшими ходовыми качествами, чем «Дракон», благодаря заостренным обводам носовой части корпуса, большей остойчивости и более благоприятному соотношению водоизмещения и длины по ватерлинии.
В СССР в течение ряда лет на Таллинской экспериментальной верфи выпускалась яхта класса «22», которая по размерениям и характеру оборудования была близка к «Солингу» и служила тренировочным судном для подготовки рулевых яхт олимпийского класса.
«ДРАКОН»
Основные данные:
Длина наибольшая, м 8,90
» по КВЛ, м 5,71
Ширина наибольшая, м . 1,96
Высота борта на миделе, м 0,66
Осадка, м . . 1,14
Водоизмещение, т 1,96
Масса фальшкиля, т ... 1,00
Площадь парусности, м2:
общая 29,3
грота 18,6
стакселя № 1 .... 6,1
генуэзского стакселя 10,7
Экипаж, чел. 3
Яхта спроектирована норвежским конструктором Юханом Анкером в 1927 г. С 1948 по 1972 г. «Дракон» шесть раз участвовал в Олимпийских регатах. Является самым массовым классом из килевых гоночных яхт в СССР — было зарегистрировано более тысячи судов этого класса. Ранее на «Драконах» разыгрывался чем-
Рис. 227. Продольный разрез яхты «Дракон».
254
пионат СССР, советские яхтсмены участвовали во многих международных регатах. С заменой в 1972 г. в программе Олимпийских регат на «Солинг», «Драконы» в СССР потеряли свое значение, так как в настоящее время соревнования союзного масштаба на них не проводятся.
«Дракон» является достаточно строгим монотипом: обводы корпуса контролируются с помощью нескольких поперечных лекал, введены строгие ограничения на размеры парусов, массу корпуса, мачты и балластного киля. Корпус строился с сосновой обшивкой по гнутым дубовым шпангоутам. Фальшкиль — литой из чугуна. Кокпит защищался от забрызгивания небольшим козырьком — полурубкой (рис. 227, 228).
К недостаткам судна относят сравнительно плоские обводы корпуса в носу,
Рис. 228. Парусное вооружение яхты «Дракон».
вследствие чего яхта заметно уступает «Солингу» при лавировке на волне; недостаточно эффективное парусное вооружение и неблагоприятное соотношение массы и длины по ватерлинии. Тем не менее за рубежом на «Драконах» проводится большое число соревнований, включая ежегодный чемпионат мира. Ряд верфей
строит яхты этого класса с корпусом из стеклопластика.
«ЗВЕЗДНЫЙ»
Основные данные:
Длина наибольшая, м ................................6,92
» по КВЛ, м 4,63
Ширина по КВЛ, м . . .1,72
Осадка, м 1,01
Водоизмещение, кг 750
Масса бульбкиля, кг .... 400
Площадь парусности, м2 . . 26,1
Экипаж, чел 2
Проект яхты разработан в 1911 г. американским конструктором Вильямом Гарднером. Первоначально судно было оснащено гафельным гротом, в 1921 г. он был заменен на широкий треугольный грот, а в 1929 г. гик был укорочен и вооружение получило современный вид. С 1932 г. гонки на «звездниках» включены в программу Олимпиад (яхты этого класса не участвовали только в регате 1976 г.).
255
Рис. 229. Схема парусности и обводов яхты «Звездного» класса.
От конструкции первоначального корпуса Гарднера осталось очень немного. Хотя судно было довольно строгим монотипом, опытные верфи-строители смогли использовать допуски в обмерах и «спрямить» линию киля, применить бульб-киль с современным аэродинамическим профилем поперечного сечения. До конца 60-х годов корпус строился из дерева и фанеры на дубовых шпангоутах; в настоящее время лучшие «звездники» имеют корпуса из стеклопластика и снабжаются гибкой алюминиевой мачтой переменного профиля. Умение
настроить оснастку на данную
силу ветра во многом определяет успех экипажа в гонках. Обводы корпуса принципиально остались прежними: с острой скулой и днищевыми линиями шпангоутов, образуемыми дугами окружности. Руль установлен на плавнике отдельно от киля (рис. 229).
Г. Крейсерско-гоночные яхты.
ЯХТА НАЦИОНАЛЬНОГО КЛАССА Л6 Основные данные:
Длина наибольшая, м 12,50
» по КВЛ, м ... 8,60
Ширина наибольшая, м . 2,80
» по КВЛ, м . 2,62
Осадка, м 1,80
Высота надводного борта на миделе, м 0,78
Водоизмещение, т . . .... 6,55
Масса фальшкиля, т 3,30
Обмерная площадь парусности, ма ... 59
256
Рис. 230. Теоретический корпус и общее расположение яхты класса Л6.
Яхта этого класса строилась по обмерной формуле г . S
где L, S и V — обмерные длина', площадь парусности и водоизмещение.
' Постройка яхт этого типа началась в 1958 г. на Ленинградской судоверфи с реализации проекта А. П. Киселева. В дальнейшем проект модернизировался, строился в нескольких вариантах, включая гладкопалубный, пока не превратился полностью в новый тип яхты «Алькор» класса II IOR. За 17 лет было построено свыше 100 яхт класса Л6, которые эксплуатируются во всех водах СССР (рис. 230).
Л6 — чисто парусная килевая яхта с традиционными обводами корпуса, вооруженная бермудским шлюпом типа 3/4. Корпус — деревянной конструкции с обшивкой из сосны толщиной 24 мм по гнутым дубовым шпангоутам ЗЗХ 42 мм (шпация — 200 мм); палуба изготавливалась из бакелизированной фанеры толщиной 15 мм. Внутреннее расположение предусматривает оборудование шести стационарных спальных мест, небольшого камбуза и стола для карты. Форпик используется для хранения парусов, ахтерпик — в качестве шкиперской кладо-
9 П/р Г. М. Новака 257
вой. Кокпит — самоотливной. Около мачты выгорожено место для установки гальюна и шкаф для береговой одежды. Пространство под диваном и койками используется для размещения запасов и снаряжения.
Судно снабжалось клееной пустотелой мачтой из сосны и такелажем из оцинкованных стальных тросов. Паруса — преимущественно из лавсана (на судах ранних выпусков — из фильтроткани). Работу с парусами облегчают фа-ловые и шкотовые лебедки, имеются также рычажные натяжки бакшагов.
Судно достаточно быстроходно и мореходно для плавания во внутренних морях СССР. Яхты класса Л6 являются наиболее многочисленной стартовой группой в соревнованиях на Кубок Балтийского и Черного морей. На них совершено немало дальних спортивных плаваний, в том числе и в суровых дальневосточных морях по путям экспедиций Беринга и Невельского.
«АЛЬКОР»
Основные данные:
Длина наибольшая, м ................................ 12,22
» по ватерлинии, м ..................................9,00
Ширина наибольшая, м....................................3,0
Осадка, м.............................................. 1,9
Надводный борт на миделе, м ...........................0,95
Площадь парусности, м2................................63
Масса чугунного фальшкиля, т...........................3,2
Водоизмещение, т ...................................... 6,9
Гоночный балл IOR, м..................................8,84
Оптовая цена яхты, руб............................... 35000
Крейсерско-гоночные килевые яхты типа «Алькор» серийно строятся на Ленинградской экспериментальной судоверфи с 1975 г. по проекту, разработанному на верфи под руководством ведущего конструктора В. В. Чайкина,
ц 74 7J # 75-
Рис. 231. Общее расположение яхты типа «Алькор».
1 — ахтерпик; 2 — спасательный плот; 3 — кокпит; 4, 10 — койки; 5 — шкаф (или туалет); 6 — заспинные койки; 7 — диван, внизу рундук; 8 — камбузный шкаф; 9 —• камбуз; 11 — сиденье штурмана; 12 — стол для карт; 13 — съемный стол; 14 шкафг 15 — парусный рундук.
258
Рис. 232. Схема парусности и теоретический корпус яхты «Алькор».
Техническим заданием предусматривалось создание новой мореходной яхты с улучшенными условиями обитаемости и более полной комплектацией, чем на ранее выпускавшейся яхте класса Л6.
За основной прототип была принята яхта класса Л6, отличающаяся высокими ходовыми качествами, но для .повышения мореходности максимальная ширина корпуса была сделана на 0,2 м больше, а высота надводного борта увеличена в среднем на 0,1 м. Поскольку яхты класса Л6 имели плохую управляемость на курсе фордевинд и приводились на острых курсах, а при ходе против большой волны получали сильные удары носовой частью и принимали воду на бак, была изменена центровка и применена более рациональная форма корпуса с рулем, смещенным к корме и установленным на отдельном плавнике-скеге. Длина по КВЛ была увеличена на 0,4 м и, кроме того, заострены обводы ватерлинии в носу, увеличена полнота обводов кормовой части (рис. 231).
Парусное вооружение обеспечивает возможность маневрирования площадью парусности путем применения набора дополнительных и вспомогательных парусов на различные условия плавания.
9*
259
Основное назначение яхты: дальние спортивные морские плавания с автономностью 10 суток и более; крейсерские гонки на большие дистанции.
Корпус яхты обшит кедровыми рейками, склеенными и нагелеванными по пазам. Шпангоуты — гнутые дубовые (усиленные стальные в районе мачты и кормовой части каюты). Палубные бимсы изготовлены из сосны, переборки и палуба — из водостойкой фанеры. Киль, форштевень и контртимберс выклеиваются из дубовых реек, привальные брусья и стрингера — из сосны. Рубка имеет обтекаемую форму; крыша ее выклеена из кедровых реек и водостойкой фанеры, комингсы — из дуба.
Кокпит яхты более просторный, чем у Л6; в кормовой части палубы сделана ниша для спасательного плота. Под кокпитом установлен вспомогательный бензиновый двигатель «СМ-557Л» с штатным двухлопастным гребным винтом, а также аккумуляторная батарея. Под пайолами установлены цистерны для пресной воды.
Рангоут — деревянный (мачта имеет высоту 16 м от КВЛ); стоячий такелаж — из стальных тросов, бегучий — из стальных и капроновых тросов. Все металлические детали яхты (за исключением шпангоутов) изготовлены из, некорродирующих материалов. Отделка внутренних помещений — из светлого ясеня.
Кроме основных лавировочных парусов, на попутных ветрах поднимаются дополнительные паруса площадью 80—90 м2. Всего в комплекте 12 различных парусов (рис. 232).
Яхта управляется экипажем из 7 чел. В каютах оборудованы семь спальных мест, имеется камбуз для приготовления горячей пищи.
Работать с парусами команде помогают лебедки и другие вспомогательные механизмы. Определить место в открытом море и найти правильный'и безопасный путь дают возможность входящие в комплект навигационные приборы.
ЯХТА ОДНОТОННОГО КЛАССА
Основные данные:
Длина наибольшая, м ......... ............11,0
» по КВЛ, м.........................................8,0
Ширина наибольшая, м.............................. 3,00
» по КВЛ, м.........................................2,60
Осадка, м ......................................... . 1,80
Высота надводного борта на миделе, м .................1,02
Водоизмещение, т . . , .................. 6,25
Масса .фальшкиля, т ..................................2,80
Обмерная площадь парусности, м3 ......................41,9
Небольшая серия этих яхт была построена на Таллинской экспериментальной верфи спортивного судостроения в период с 1968 по 1974 г. Однотонник — это крейсерско-гоночная яхта с гоночным баллом IOR 8„38 м, предназначенная для участия в гонках на Однотонный кубок. Напомним, что с водоизмещением яхты это название не связано, а знаменитый кубок назван так по классу яхт, на которых в,1898 г. впервые он разыгрывался. Яхты строились с учетом международных правил обмера RORC до введения правил 1OR, поэтому в настоящее время таллинские однотон ники не соответствуют действующим в мире правилам класса и не могут быть конкурентами в классных гонках (рис. 233). Прочный корпус имеет сосновую обшивку толщиной 25 мм на поперечном наборе. Дубовая закладка клееная, собранная на болтах из нержавеющей стали. Шпангоуты дубовые, гнутые; палуба из водостойкой фанеры с наклеенными поверх нее сосновыми рейками. Свинцовый фальшкиль крепится к килевой балке на болтах из нержавеющей стали.
Обводы корпуса характерны для крейсерско-гоночных яхт начала 70-х годов с плавниковым килем и отдельно расположенным балансирным рулем. 260
Рис. 233. Общее расположение однотонника постройки Таллинской экс пер имен тальной верфи спортивного судостроения.
1 — ахтерпик; 2 —• двигатель «СМ-557Л»; 3 — носовой двухместный кубрик; 4 — форпик; 5 — цистерны пресной воды; 6 — раковина; 7 — полки для посуды; 8 — газовая плита; 9 и 12 — платяной шкаф; 10 — буфет; 11 — стол, внизу шкаф для продуктов; 13 — койка; 14 — гальюн; 15 — диван-койка; 16 — закрытая полка; 17 штурманский стол; 18 « рундук для непромокаемого платья.
Кормовая кромка киля имеет элерон (триммер), что позволяет придавать килю при лавировке несимметричный профиль, и, следовательно, увеличить силу сопротивления дрейфу, улучшить лавировочные качества судна.
Рангоут выполнен из ели или сосны. Мачта клееная, пустотелая, овального сечения с размерами 200X 160 мм. Гик такл$е клееный, пустотелый диаметром 140 мм. Мачта, проходящая через крышу рубки, раскреплена тремя парами вант и штагами.
Рубка яхты — удлиненная. Внутреннее расположение разработано исходя из условий размещения и длительного пребывания экипажа из 6 чел. По длине яхта делится пятью переборками на отсеки. Форпик, попасть в который можно из каюты и через люк на крыше рубки, служит для размещения запасных парусов, тросов и двух спальных мест. В подмачтовом отсеке выгорожен платяной шкаф, а по правому борту гальюн.
Кают-компания оборудована диваном и подвесной койкой по правому борту. Вдоль левого борта устроены шкафчики, бар, буфет, нижняя выступающая часть которого образует одновременно и буфетный стол. Под пайолами каюты располагаются две цистерны питьевой воды емкостью до 300 л с подачей воды насосом к камбузу. Камбуз с мойкой расположен по левому борту у вхоДа в каюту. По правому борту располагается штурманский стол, шкафы для карт и литературы, полки под приборы и распределительный щит.
Большой платяной шкаф установлен при входе в каюту. В двух просторных «гробах» располагаются койки. Моторно-аккумуляторный отсек под кокпитом отделен от других помещений плотными переборками. Кроме мотора «СМ-557 Л» мощностью 10 кВт (13,5 л, с.), в отсеке установлены две аккумуляторные батареи,
Кокпит — самоотливной, обычной конструкции. Ахтерпик используется как кладовая и снабжен водонепроницаемым люком.
Яхта мореходная и остойчивая. Комплект штормовых парусов и возможность плавать под зарифленным гротом позволяют эксплуатировать судно при ветре до 8 баллов.
261
ОДНОТОМНИК «МАРИНА»
Основные данные: Длина наибольшая, м . . 11,42
» по ватерлинии, м ... 9,92
Ширина наибольшая, м 3,60
» по ватерлинии, м 2,90
Осадка, м , , . . 1,95
Высота борта на миделе (без фальшкиля), м 1,80
Обмерная площадь парусности, м2 , , 68,0
Масса свинцового фальшкиля, i . . 2,8
Водоизмещение в состоянии обмера, т 6,74
Гоночный балл IOR, м 8,21
Мощность вспомогательного двигателя, кВт (л. с.) 9(12)
Серийное производство яхты типа «Марина» (рис. 234) налажено на Ленинградской экспериментальной судоверфи с 1980 г. Это первая в нашей стране гоночная яхта открытого моря, спроектированная по правилам IOR. Обводы корпуса — с короткими свесами, прямой линией киля и наклоненным в нос транцем — характерны для современных крейсерско-гоночных яхт. Высокий надводный борт позволил обеспечить нормальную высоту помещений при гладкопалубном варианте. Судно снабжено эффективным плавниковым килем, изготовленным в виде полого гидродинамического профиля, нижняя часть которого заполнена свинцовым балластом. Руль — полубалансирнрго типа.
Конструкция корпуса выполнена с широким применением клееных деталей. В частности, килевая балка склеена из слоев толстой бакелизированной фанеры; ламинированными изготовлены рамные шпангоуты, установленные через 645 мм. Между рамными шпангоутами установлены по два дубовых гнутых шпангоута. Обшивка набрана из кедровых реек.
Палуба из бакелизированной фанеры подкреплена продольными рейками, врезанными в бимсы рамных шпангоутов. Стальной фальшкиль крепится к килю болтами диаметром 24 мм.
На палубе расположены два кокпита. Вокруг носового кокпита, где располагаются шкотовые, установлены шкотовые лебедки, кронштейн с фаловыми лебедками и стопорами, рычажные натяжки бакштагов. Кормовой кокпит предназначен для рулевого. Здесь установлен штурвал; перед кокпитом смонтирована приборная панель с указателями направления и скорости вымпельного ветра, скорости яхты и т. п. По бортам кокпита расположены путевые магнитные компасы; главный компас — на трубчатом фундаменте перед люком в штурманскую каюту (рис. 235).
Спасательный плот установлен на специальном фундаменте на транце; спасательные круги, как обычно, закреплены на кормовом релинге. Все спасательное устройство сконцентрировано около рулевого и может быть им немедленно приведено в действие.
Яхта имеет типичную для современных гоночных яхт планировку внутренних помещений. Большой форпик, занимающий около 40 % длины корпуса, предназначен для хранения парусов, якорей, канатов и прочего снабжения. Здесь же установлен унитаз, умывальник и цистерна пресной воды.
Остальной объем корпуса — от подмачтовой переборки до транца — занимает каюта, разделенная выгородкой машинного отделения, расположенного под передним кокпитом, на две части. В носовой части — салоне — по левому борту расположены Г-образный диван, обеденный стол и застекленный сервант. По правому борту установлены две двухъярусные койки.
По левому борту оборудован камбуз с газовой плитой в кардановом подвесе и мойкой, к которой подводится пресная и забортная вода. Там же расположены яшики для посуды и провизии.
Кормовая часть каюты представляет собой штурманскую рубку и имеет отдельный сходный люк. Здесь установлен стол для карты и расположены две 262
Рис. 234. Теоретический корпус и общий вид однотонника «Марина».
койки. Всего в яхте семь спальных мест, имеющих облегченную конструкцию из парусины, натянутой на металлическую раму. У каждой койки предусмотрена закрытая полка или рундук для личных вещей.
Парусное вооружение «Марины» — бермудский шлюп с топовым стакселем. Обмерная площадь грота — 27,4 м2; большого генуэзского стакселя — 46,2 м2; спинакера — 96 м2. Мачта из легкого сплава снабжена двумя парами краспиц.
263
18 19 20 21 21 23 29. 25 26 27 28
Рис. 235. Общее расположение яхты «Марина».
1 — кокпит рулевого; 2 — путевой компас; 3 — главный компас; 4 — кокпит шкотовых;
5 — шкотовые лебедки; 6 — фаловые лебедки; 7 — люк в штурманскую; 8 — люк в салон; 9 — светлый люк; 10 — форлюк; 11 — спасательный плот; 12 — винтовая натяжка ахтерштага; 13 — штурвал; 14 — панель приборов; 15 — лебедка спинакер-шкота;
16 — натяжка внутреннего штага; 17 — винтовая натяжка топштага; 18 — рулевой сектор; 19 — диван-койка; 20 — стол для карты; 21 — газовая плита; 22 — мойка; 23 — платяные шкафы; 24 — полка; 25 — диван; 26 — стол; 27 — унитаз; 28 — стеллаж для парусов; 29 — цистерна пресной воды; 30 — умывальник; 31 — койка; 32 — топливная цистерна; 33 — моторный отсек; 34 — аккумуляторная батарея.
Вместе с топенантами грота-гика и спинакер-гиков с мачты идут 14 снастей, служащих для постановки и настройки парусов. Для работы с ними на палубе перед носовым кокпитом установлена трубчатая конструкция, на которой закреплены двухскоростная лебедка, 14 эксцентриковых стопоров и 4 фаловые лебедки. -Лебедки шкотов генуэзского стакселя — двухскоростные, шкотов стакселей — односкоростные.
264
Для постановки спинакера предусмотрены два спинакер-гика из легкого сплава, пятки которых вставляются в обоймы, скользящие по рельсам на мачте.
Стоячий такелаж и большинство деталей вооружения изготовлены из нержавеющей стали.
На яхте установлен вспомогательный двигатель — дизель «5Д2 8,5/11» мощностью 9 кВт (12 л. с.) с винтом регулируемого шага. Изменение шага винта и подачи топлива осуществляется из кокпита рулевого (контрольные приборы выведены на общую панель перед ним). Остановка и запуск двигателя также производятся дистанционно с поста рулевого. Скорость под двигателем — около 6 уз.
Осушительная система включает две ручные помпы, одна из которых установлена в форпике, а вторая имеет привод из кокпита.
Питание бортовой электросети осуществляется от аккумуляторной батареи напряжением 12 В, подзаряжаемой генератором, навещенным на двигатель.
Цистерна пресной воды имеет емкость 80 л.; запас топлива 80 л обеспечивает дальность плавания под двигателем 100 миль*
«ТАУРУС»
Основные данные:
Длина наибольшая, м ..................................10,57
» по КВЛ, м . . . . . ..................8,60
Ширина наибольшая, м . .... .........3,69
Осадка, м............. . . . 1,94
Водоизмещение, т . . . . . . . 4,89
Площадь парусности, м2 . .............................49,11
Гоночный балл IOR, м...................................8,25
Число постоянных спальных мест .........................7
Рис. 236. Общее расположение яхты типа «Таурус».
1 “ самоотливной кокпит; 2 — штурманский стол; 3 — вспомогательный дизель; 4 форпик; 5 полка; 6 шкаф; 7 — триммер (на яхтах выпуска последних лет не дела* ется); 8 ~ камбуз.
265
Рис. 237. Парусное вооружение яхты типа «Таурус».
Проект яхты разработан на Щецинской судоверфи им. Леонида Телиги под руководством инж. Ч. Гоголкевича и Э. Гофмана. Большое число таких яхт импортировалось в СССР из ПНР в период с 1972 по 1978 гг.
«Таурус» является однотонником, спроектированным для участий в классных гонках. Корпус яхты выклеен из пяти слоев шпона красного дерева; общая толщина обшивки составляет 21 мм. Жесткость корпуса обеспечивается поперечными переборками и флорами на днище. Палуба выклеена из фанеры и покрыта сверху рейками из пе-роба — разновидности тика. Толщина палубного настила — 20 мм. Широкое применение клееных конструкций при минимальном количестве набора позволило сделать корпус яхты прочным и легким.
Обводы корпуса характерны малым отношением длины к ширине, широкой кормой и сравнительно плоским днищем. Узкий и глубокий плавник киля снабжен внизу свинцовым бульбом. Больше половины ширины
плавника занимает триммер (рис. 236). Экипаж яхты из 7 чел. располагается в двух каютах по обе стороны от мачтовой переборки. Яхта снабжена двумя сходными люками из кокпита, благодаря чему кок и штурман могут работать одновременно, не мешая друг другу. Штурман имеет в своем распоряжении удобный стол для карт, полки для лоций и штурманских приборов. Камбуз с обширным разделочным столом, посудомойкой, плитой и шкафчиками для посуды и продуктов расположен на правом борту симметрично штурманскому уголку.
Вспомогательный дизель «Вольво-Пента» мощностью 10 кВт (13 л. с.) расположен в носовом отсеке яхты впереди мачты, что способствует улучшению диффе-рентовки яхты. Кожух двигателя, снабженный акустической изоляцией, является столом в носовой каюте. Управление двигателем выведено в кокпит.
Просторный кокпит «Тауруса» простирается от переборки каюты‘до транца, на котором навешен руль. Бимс гика-шкота делит кокпит на две части — для рулевого и экипажа. В комингсах кокпита, на которых установлены две пары шкотовых лебедок, сделаны ниши для хранения концов и других предметов.
Мачта на яхте установлена ближе к середине корпуса, чем принято обычно. Изготовлена она из стальной трубы диаметром 100 мм и снабжена двумя парами краспиц. Стоячий такелаж с широко разнесенными двумя парами основных вант и дополнительным штагом, уравновешенным парой бакштагов с рычажными натяжками, позволяет в широких пределах регулировать изгиб мачты. При помощи винта, установленного в степсе мачты, ее шпор можно передвигать в продольном направлении. Яхта имеет большой передний треугольник, позволяющий нести генуэзский стаксель, площадь которого в полтора раза больше площади грота (рис. 237).
На акваториях СССР «Таурусы» проявили себя достаточно мореходными и комфортабельными судами, хотя по скорости несколько уступают яхтам класса J16. Один из «Таурусов» был специально оборудован для участия в Трансатлантической гонке яхтсменов-одиночек 1978 г. и под управлением К. Яворского занял в ней третье место.
«АРКТУРУС»
Основные данные:
Длина наибольшая, м . . 14,45
» по КВЛ, м......................................... 10,15
Ширина наибольшая, м......................................3,80
266
Осадка, м........................................ . . 2,23
Водоизмещение, м...................................... 12,7
Обмерная площадь парусности, м2 .......................86,4
Гоночный балл 1OR, м...................................10,6
Число постоянных спальных мест .......................... 9
Яхты этого типа импортировались в СССР из Польской Народной Республики. Судно предназначено для гонок и дальних морских плаваний, имеет прочный корпус и достаточно комфортабельно для экипажа из 9 чел. Яхта имеет просторную палубу, на которой расположены лишь светлые люки и небольшая рубка над штурманским столом и камбузом. Корпус имеет килеватые обводы с плавным переходом в килевой плавник; руль установлен на кормовом скеге отдельно от киля-Наружная обшивка — диагональная из трех слоев красного дерева, общей толщиной 27 мм. Основные шпангоуты ламинированные из дуба; промежуточные — гнутые. Стальные флоры установлены на каждом шпангоуте (рис. 238).
На «Арктурусе» просторные внутренние помещения с высотой до подволока 2 м. В кают-компании на двух диванах и четырех заспинных койках могут расположиться для отдыха 6 чел.; еще три постоянные койки имеются в носовом кубрике. У выхода в кокпит оборудованы гальюн, штурманский уголок и камбуз*
Рис. 238. Общее расположение яхты типа «Арктурус».
1 — самоотливной кокпит; 2 — парусные рундуки; 3 — камбуз; 4 — шкаф; 5 — кают-компания; 6 —носовой кубрик; 7 — форпик; 8 — штурманский стол. '
Рис. 239. Парусное вооружение яхты типа «Арктурус».
26Г
В четырех цистернах из оцинкованной стали размещается 310 л пресной воды. На яхте установлен вспомогательный дизель «Вольво-Пента» мощностью 10 кВт (13 л. с.), смонтирована бортовая электросеть напряжением 12 В.
«Арктурус» вооружен бермудским шлюпом с деревянным рангоутом и топовым стакселем. Мачта раскреплена дополнительным внутренним штагом и бакштагами. Оснастка хорошо зарекомендовала себя в гонках (рис. 239).
Яхта имеет высокие мореходные качества. Достаточно сказать, что на одной из них под названием «Полонез» известный польский яхтсмен К- Барановский совершил кругосветное путешествие.
КРЕЙСЕРСКО-ГОНОЧНАЯ ЯХТА «КОНРАД-54»
Основные данные:
Длина наибольшая, м .... ........... 16,6
» по ватерлинии м . . . ........... 14,0
Ширина наибольшая, м ... 4,6
Осадка максимальная, м ................. . . 2,9
Надводный борт на миделе, м ................ 1,4
Водоизмещение (в обмерном состоянии), т . . 16,0
Масса фальшкиля, т ................................... 6,0
Обмерная площадь парусности, м2 ...................... 150
Гоночный балл IOR, м .'............... 13,6—14,0
Количество спальных мест.............................. 12
Мощность двигателя, кВт (л. с.) . . 26,5 (36)
Скорость под двигателем, уз. . . 7
Запасы топлива, л ............ 300
Запасы пресной воды, л . 800
Крейсерско-гоночная яхта класса I IOR типа «Конрад-54» (рис. 240) — самое крупное судно из стеклопластика из поставляемых в нашу страну спортивных парусных судов. Серийная постройка яхты осуществлялась на верфи имени Джозефа Конрада (Коженевского) в г. Гданьске.
Яхта имеет характерные для современных яхт «швертботные» обводы корпуса с глубоким плавниковым килем и отдельно от него установленным рулем с вертикальным баллером. Киль выполнен в виде полой стальной коробки, нижняя часть которой заполнена свинцовым балластом; снаружи киль оклеен стеклопластиком.
Плавник крепится болтами к стальному килю, заформованному внутрь стеклопластикового корпуса яхты. В районе установки мачты и двигателя днище подкреплено стальными флорами.
Палубная секция имеет трехслойную конструкцию с внешними слоями стеклопластика и слоем-заполнителем из легкой древесины; это обеспечивает высокую прочность палубного настила и хорошие теплоизоляционные свойства.
Общее расположение внутренних помещений яхты во многом определяется наличием двух продольных переборок, препятствующих продольному прогибу корпуса от натяжения штагов и давления мачты (рис. 241). Продольная жесткость корпуса имеет особое значение для обеспечения лавировочных качеств яхты, так как уменьшает провисание штага под действием ветровой нагрузки на передние паруса. Между продольными переборками и бортами яхты выгорожены жилые секции (каждая на 2 чел.), оборудованные двухъярусными койками. В переборках сделаны соответствующие вырезы для доступа к койкам. Секции в средней части яхты по левому борту использованы для оборудования штурманской рубки и камбуза. Вдоль этих помещений, под носовым кокпитом установлены накрытые капотом главный двигатель и дизель-генератор. На правом борту, кроме трех жилых секций, выгорожены гальюн и шкафы для чистой и непромокаемой одежды.
В носовой части яхты оборудована кают-компания экипажа. Установленный здесь стол можно поднимать по двум пиллерсам и закреплять вплотную под подволоком. Вместе с парусной кладовой кают-компания образует помещение дли-268
ной около 8 м, которое удобно для работ по ремонту и укладке парусов в походных условиях.
В ахтерпике — румпельное отделение, шкиперская кладовая и аккумуляторная..
Выйти из помещений яхты на палубу можно через три люка, дВа из которых расположены перед кокпитами. Светлый фор-люк имеет достаточно большую площадь для подачи парусов из парусной кладовой па палубу и их уборки вниз.
Яхта оснащена эффективным парусным вооружением типа шлюп с топовым стакселем. Общая обмерная площадь парусности составляет 149 м2, площадь грота — 42 м2, генуэзского стакселя — 102 м^, спинакера — 145 м2. Кроме того, в комплект парусов верфью включены: штормовой грот,генуя для средних ветров № 2, стаксель, штормовой стаксель и стаксель, который может быть установлен на внутреннем штаге.
Относительно небольшая
площадь грота позволяет нести
его без рифления при достаточно Рис. 240. Парусное вооружение яхты «Кон-сильных ветрах — до 20 м/с. рад-54».
Рангоут яхты изготовлен из прессованного профиля (алюминиевый сплав); мачта имеет сечение 356X254 мм при толщине стенки 4,7 мм. Стоячий такелаж изготовлен из нержавеющего троса: штаги диамет* ром 16мм, основные ванты— 14 мм, топванты— 12 мм. Ахтерштаг оборудован гидравлическим талрепом, обеспечивающим эффективную набивку штагов.
Для выбирания шкотов яхта оборудована двух- и трехскоростными лебедками. Шесть трехскоростных лебедок скомпонованы в средней части палубы — вдоль комингсов носового кокпита. Две самые мощные лебедки объединены валиковым приводом, позволяющим выбирать трос, например шкот генуи, на барабан одной из лебедок сразу тремя рукоятками.
Четыре двухскоростные лебедки расположены на палубе у передней кромки носового кокпита. Они используются для выбирания шкота и риф-шкентеля, топенантов спинакер-гиков и оттяжек.
В кормовом кокпите установлены три двухскоростные лебедки для выбирания бакштагов и гика-шкота. На баке в ДП имеется трехскоростная лебедка, используемая для подъема якоря и работы со снастями спинакер-гика.
Фалы проведены внутри мачты с выходом внизу на четыре двухскоростные фаловые лебедки. Две из них снабжены барабанами для стального троса; две лебедки шпилевого типа предназначены для работы с мягким тросом.
Яхта оборудована современными электронавигационными приборами, имеются: эхолот, лаг, радиопеленгатор, ветроуказатель.
«Конрад-54» имеет хорошие лавировочные качества — предельный лави-ровочный угол составляет 27° к вымпельному ветру. Увеличение этого угла до 35° мало сказывается на повышении скорости выхода яхты на ветер, хотя и предпочтительно при ходе на волне высотой более 0,7 м. При умеренных и свежих ветрах (5—10 м/с) скорость лавировки составляла около половины скорости вым-
269
Рис. 241. Общее расположение помещений и оборудования яхты «Конрад-54».
1 —румпельный отсек; 2 — каюта капитана; 3 аккумуляторная батарея; 4 — каюта капитана; 5 — штурманская рубка; 6 — главный распределительный щит; 7 — платяной шкаф; 8 — шкафчик для книг и личных вещей; 9 — камбуз; 10 — капот главного и вспомогательного двигателей; 11 — жилая сейция; 12 — парусная кладовая; 13 — гальюн с умывальником; 14 — цистерна пресной воды; 15 — топливная цистерна;
16 — шкиперская кладовая.
пельного ветра, причем яхта хорошо отцентрована и почти не требует перекладки руля под ветер. \
На полных курсах под спинакером и вксвёжий ветер яхта проявляет тенденцию к брочингу — резкому зарыскиванию ца ветер с сильным креном. Этот недостаток устраняется заменой пера руля на новое с увеличенной на 40—50 % площадью. \
«ОПАЛ-HI» («КОНРАД-45») Основные данные:
Длина наибольшая, м ............................... 13,65
» по КВЛ, м .................................. 9,50
Ширина наибольшая, м...................'............. 3,60
Осадка, м .............................................. 2,00
Площадь парусности, м2...................................80
Число постоянных спальных мест....................... 8
Эта комфортабельная и мореходная яхта поставлялась в СССР судоверфью им. Конрада (Коженевского) в Гданьске. Обводы и конструкция судна традиционного типа: с длинной килевой линией, свесами оконечностей и рулем, навешенным на кормовой кромке киля. Характерна длинная и довольно высокая рубка, парусное вооружение типа иол, солидная конструкция корпуса с обшивкой из красного дерева на гнутых и ламинированных дубовых шпангоутах. Все это свидетельствует о том, что конструкторы в данном случае отдали предпочтение не гоночным качествам судна, а его мореходности и обитаемости. В трех каютах размещаются 8 спальных мест, отдельной выгородкой выделен камбуз. Для штур* 270.
Г 2 J 4 6 1 8 10
Рис. 242. Общее расположение яхты «Опал-1 II».
1 — ахтерпик; 2 —* парусный рундук; 3 — шкаф; 4 — штурманский стол; 5 — камбуз} 6 — кают-компания (5 спальных мест); 7 — платяной шкаф; 8 — носовой кубрик; 9 гальюн; 10 — форпик.
Рис. 243. Схема парусности яхты «Опал-1 II».
271
мана, помимо стола, предусмотрена отдельная койка. Судно оборудовано вспомогательным двигателем и имеет самоотливной кокпит (рис. 242).
На яхте «Арктика» этого типа яхтсмены из Николаева совершили ряд походов в Адриатику и на Канарские острова.
Схема парусности яхты представлена на рис. 243.
ЧЕТВЕРТЬТОННИК
Основные данные:
Длина наибольшая, м . . . . . 7,50
» по КВЛ, м ...................................... . 6,00
Ширина наибольшая; м.............................. .... 2,50
» по КВЛ, м ....................................... 2,03
Осадка, м ..............................................1,20
Высота надводного борта на миделе, м .................. 0,68
Водоизмещение, т .................................... 1,77
Масса фальшкиля, т . . , .............................. 0,80
Площадь парусности (фактическая), м4 .................. 27,0
Экипаж, чел....................... ....................4
Крейсерско-гоночная яхта четвертьтонного класса серийно строится с 1972 г. на Таллинской экспериментальной верфи спортивного судостроения. Судно имеет современные круглоскулые обводы с литым чугунным плавниковым килем
и рулем, закрепленном на кормовом скеге (рис. 244). Обшивка выполняется из реек толщиной 20 мм (сосна) или 23 мм (кедр) по дубовым гнутым шпангоутам 22Х 30 мм при шпации 225 мм. Палубный настил изготовлен из водостойкой фанеры толщиной 4 мм с наклеенными на нее рейками 12X30 мм.
Рис. 244, Парусность и план общего расположения четвертьтонника.
Рис. 245. Теоретический корпус четвертьтонника.
272
На первых яхтах рубка и кокпит также изготавливались из фанеры; в последующем верфь перешла на выпуск яхт с рубкой и кокпитом, отформованными из стеклопластика. Благодаря этому .улучшилась водонепроницаемость конструкций и условия обитаемости в яхте.
Общее расположение яхты разработано исходя из регламентированного правилами класса состава экипажа из 4 чел. В форпике расположены две койки, под которыми оборудованы рундуки. В кают-компании по левому борту расположен П-образный диван. Стол, который используется и как обеденный и как штурманский, на ночь опускается на один уровень с диваном, образуя двуспальную койку. По правому борту установлены двустворчатый платяной шкаф, буфет и газовая плита (рис. 245).
По бортам вдоль самоотливного кокпита расположены койки-«гробы». Пространство под кокпитом может быть использовано для хранения подвесного мотора, который при необходимости навешивается на транец при помощи кронштейна с регулируемой высотой подвески.
Судно оснащено шлюпом с топовым стакселем. Площадь грота — 9,9 м2, генуэзского стакселя — 17,1 м2, спинакера — 36 м?. Рангоут изготовлен из легкого сплава. Планировка палубы, состав и расстановка оборудования и дельных вещей рассчитаны на эффективное участие яхты в гонках. Многое в оборудовании заимствовано с гоночных яхт, в частности — класса «Солинг».
В комплект оборудования и снабжения входит аккумуляторная батарея типа 6-СТН, устанавливаемая под кокпитом, ручная поршневая осушительная помпа, 75-миллиметровый компас, спасательные приборы и камбузные принадлежности .
«КОНРАД-24» («ДЮФУР-24») Основные данные:
Длина наибольшая, м ..................................7,26
» по КВЛ, м.........................................5,50
Ширина наибольшая, м..................................2,64
Высота надводного борта, м ...........................0,75
Осадка, м .............................................1,50
Водоизмещение, т .................................... 1,30
Масса чугунного фальшкиля, кг ........................570
Площадь парусности, м2................................21,25
Рис. 246. Теоретический чертеж яхты «Конрад-24».
273
Яхты этого типа строятся по лицензии французской фирмы «Дюфур» на судоверфи им. Конрада (Коженевского) в Гданьске и импортировались в СССР с 1975 г.
«Конрад-24» — типичная чисто гоночная яхта класса четвертьтонник с фиксированной величиной гоночного балла 5,5 м. Все в ее конструкции подчинено главной цели —успешному выступлению в морских гонках. Пластмассовый корпус максимально облегчен, причем детали внутреннего оборудования — продольные стенки рундуков, выгородки шкафчиков и т. п. — широко используются для обеспечения прочности и жесткости корпуса. Обшивка подкреплена продольными стрингерами, отформованными из стеклопластика на пенопластовом оформителе. Масса чугунного фальшкиля воспринимается стальными флорами, заформованными в обшивку днища. Палуба выполнена трехслойной конструкции с заполнителем из
Рис. 247. Общий вид яхты «Конрад-24». гофрированного пластика.
Яхта строится с минимальным внутренним оборудованием, так как не рассчитана на длительное пребывание на ней экипажа. Высота в каюте—1,32 м; здесь оборудованы четыре койки и портативный камбуз. Достаточно большой объем имеет ахтерпик, который служит для размещения запасных парусов и шкиперского имущества. Судно не имеет привычной на судах подобного размера рубки, а лишь небольшую выпуклость палубы, позволяющую получить предпи-
сываемую правилами высоту в каюту.
Обводы корпуса (рис. 246) с укороченным носовым свесом и сравнительно плоским днищем в кормовой части обеспечивают яхте достижение высоких скоростей в широком диапазоне силы ветра, чему способствует и возможность оснащения судна высокоэффективным набором передних парусов. Благодаря выбору киля и руля с большим аэродинамическим удлинением, конструкторам удалось существенно уменьшить смоченную поверхность корпуса и добиться высоких ходовых качеств яхты в слабые ветра.
Легкий и прочный рангоут яхты изготовлен из прессованных алюминиевых профилей.
Все фалы проведены внутри мачты, а их ходовые концы проведены в кокпит на утки и стопора. Стоячий такелаж выполнен из нержавеющей стали. Работу по выборке шкотов облегчают двухскоростные шкотовые лебедки; еще две лебедки используются для фалов грота, стакселя и снастей бегучего такелажа
спинакера.
Верфь рекомендует следующий набор парусов (рис. 247): грот — 9,67 м2; генуя — 19,67 м2; стаксель — 15,60 м2; стаксель № 1 — 11,58 м2; стаксель № 2 — 7,2 м2.
Для крепления направляющих блоков шкотов передних парусов используется перфорированный углобульбовый профиль фальшборта.
Яхты типа «Конрад-24» проявили себя неплохими ходоками, участвуя в гонках на Кубок Онеги и других.
В свежий ветер и на попутной волне яхта легко переходит в режим серфинга, развивая под спинакером 8—10 уз. Полную парусность судно способно нести при ветре до 6 баллов.
К недостаткам «Конрада-24» относят малый комфорт на борту, что не позволяет использовать судно для длительных плаваний.
274
«ФОЛЬКБОТ»
Основные данные:
Длина наибольшая, м 7,64
» по КВЛ, м . . 6,00
Ширина наибольшая, м . . . . 2,20
Высота надводного борта, м . 0,57
Осадка, м . . . ... 1,20
Водоизмещение, т ..................................... 2,15
Масса чугунного фальшкиля, кг .... 1025
Площадь парусности (фактическая), м2 . . . . . 24
Яхта-монотип «Фолькбот» спроектирована в 1950 г.
Конструкция яхты рассчитана на постройку малой серией на небольших верфях или на самостоятельную постройку при условии использования традиционных материалов и методов. Первоначально обшивка корпуса предусматривалась из сосновых досок толщиной 15 мм внакрой по гнутым дубовым шпангоутам сечением 28X32 мм при шпации 250 мм. Правила класса (к слову сказать — довольно строгие, обеспечивающие монотипность яхт) обуславливали даже количество поясьев обшивки — не менее 8 досок на миделевом шпангоуте.
В дальнейшем яхты этого класса стали строить с реечной обшивкой вгладь, с рубкой увеличенной высоты и самоотливным кокпитом вместо открытого. Некоторые верфи на Западе строят сейчас «Фолькботы» с корпусом из стеклопластика и алюминиевым рангоутом, снабженные вспомогательным двигателем.
В СССР «Фолькботы» выпускались до 1970 г. Таллинской экспериментальной верфью спортивного судостроения в классическом варианте этого класса (рис. 248). Яхты широко используются и в настоящее время для спортивных плаваний и гонок с учетом гандикапа на средние дистанции.
Обводы корпуса «Фолькбота» характерны для «скандинавского» типа яхт: с навесным рулем на обрезной корме, имеющей наклонный ахтерштевень и тра
Рис. 248. Общее расположение «Фолькбота».
1 =ч ящик для инструмента; 2 — рундук; 3 — цистерна пресной воды; 4 & стол; 5 форпик; 6 диван-койка; 7 — камбуз; 8 шкаф; 9 ахтерпик»
275
Рис. 249. Обмерные размеры парусности и теоретический корпус «Фолькбота».
нец, с длинной килевой линией и плавным цереходом обводов киля в круглоскулый корпус.
Каюта, имеющая ' ограниченный по современным стандартам объем, отделена от кокпита переборкой. Здесь размещались две койки, платяной
шкаф, небольшой стол и камбуз с ящиками для хранения запасов провизии и утвари. При необходимости еще один человек может расположиться на ночлег в форпике, обычно используе-
мом для хранения парусов и шкиперского имущества.
Так же как и конструкция корпуса, традиционно парусное вооружение — бермудский шлюп типа «2/3». Площадь стакселя не превышает 1/3 площади грота, хотя яхта снабжалась спинакером и штормовым триселем (рис. 249).
На яхтах класса «Фолькбот», получивших преимущественное распространение в странах Скандинавии, было совершено немало выдающихся плаваний, в том числе — и через, Атлантический океан в широко известной гонке яхтсменов-одиночек. В 1977—1978 гг. на одном из «Фолькботов» австралийская яхтсменка Энн Гаш совершила кругосветное плавание.
КРЕЙСЕРСКИЙ КАТАМАРАН «ЦЕНТАУРУС»
Основные данные:
Длина наибольшая, м ............................ 11,5
» по КВЛ, м .................................... 10,0
Ширина наибольшая, м............................ 7,4
» одного корпуса по КВЛ, м . . . . . 1,0
Водоизмещение, т ................................... 3,5
Осадка корпусом/швертом, м ..................... 0,56/1,85
Площадь парусности, м2: основной............................................. 80
с дополнительными парусами 140
Крейсерский катамаран «Центаурус» выпускается судоверфью рыболовецкого колхоза «Царникава» Латв. ССР по проекту А. Эглайса. При разработке проекта ставилась задача создать быстроходное парусное судно, обладающее в то же время достаточным комфортом на борту для экипажа из 10 чел. и высокими мореходными качествами.
276
Рис. 250. Общее расположение и схема парусности катамарана «Центауруо. 1 — кормовая двухместная каюта; 2 — кают-компания; 3 — камбуз; 4 и 6 — носовая Двухместная каюта; 5 — форпик (может быть установлена трубчатая койка); 7 — гальюн;
8 штурманская каюта; 9 — устройство для автоматической отдачи шкотов.
Отличительной особенностью катамарана является большая конструктивная ширина и использование снастей стоячего такелажа для крепления корпусов между собой. Жилые и служебные помещения расположены в корпусах, благодаря чему катамаран имеет малое лобовое сопротивление и сравнительно легкую конструкцию мостика. Круглоскулые обводы корпусов рассчитаны на использование для обшивки водостойкой фанеры. Основными элементами, обеспечивающими прочность и жесткость корпусов, являются поперечные переборки. Для удобства транспортировки судно имеет разборную конструкцию.
Планировка помещений в обоих корпусах идентична, за исключением служебных помещений: в левом корпусе оборудован камбуз и кают-компания, а в правом — штурманская рубка и гальюн (рис. 250). В каждом корпусе расположены по две двухместные каюты; в форпиках имеется еще по одной койке.
Катамаран оснащается шлюпом с широкой вращающейся мачтой, имеющей аэродинамический профиль. Мачта опирается на поперечную балку мостика фер-
277
мснной конструкции и раскреплена двумя парами штагов. Дрейфу судна противодействуют два узких глубоко погруженных шверта; рули — с подъемными перьями.
Поскольку при отрыве наветренного корпуса от воды остойчивость катамарана начинает резко падать с увеличением крена, «Центаурус» снабжен устройством для автоматической отдачи шкотов всех парусов в том случае, если крен судна достигнет опасной величины. В слабый ветер на штагах, проведенных с топа мачты на форштевни обоих корпусов, могут быть поставлены дополнительные стаксели.
Катамаран комплектуется подвесным мотором, аккумуляторной батареей, бортовой электросетью с ходовыми огнями, спальными и камбузными принадлежностями и т. п. Корпуса снаружи покрываются стеклопластиком.
Вспомогательное парусное вооружение на лодках и катерах
Редко кто из любителей путешествий на моторных лодках не оказывался в таком, например, критическом положении, когда не вовремя кончилось горючее и приходится затрачивать на его поиски многие часы. Или отказал двигатель, а для его ремонта требуются запасные части, которых нет. Во многих таких случаях попавших в беду водномоторников может выручить парус. Хотя это, конечно, и неравноценная замена мотору, но при свежем попутном ветре 4—5-метровая лодка пойдет со скоростью 8—10 км/ч — вполне достаточно, чтобы добраться до ближайшего населенного пункта.
На катере со стационарным двигателем парусное вооружение оказывается легче, чем резервный подвесной мотор, а главное надежнее, если авария случится на открытой воде. При большой волне подвесной мотор может залить водой; кроме того, трудно удержать тяжелую и часто снабженную рубкой лодку на нужном курсе. Парус в этом случае позволяет развернуть катер в разрез волны, с тем, чтобы уменьшить бортовую качку и риск заливания кокпита волной.
Парус позволяет получить минимальную скорость и бесшумное движение, что особенно важно при ловле рыбы на дорожку, и просто доставляет удовольствие управлять парусником в хороший ветер.
Наконец, значение вспомогательных парусов на моторных судах особенно возрастает в последнее время, когда во многих бассейнах страны вводятся определенные ограничения на эксплуатацию моторных судов. Под парусом и на веслах владелец парусно-моторного судна сможет существенно продлить свой плавательный сезон или миновать заповедный участок трассы путешествия.
Наиболее рационально оборудовать парусами лодки и катера водоизмещающего типа, обводы которых рассчитаны на движение с относительно малой скоростью. Важно еще, чтобы судно обладало хотя бы небольшим килем, который препятствует боковому сносу — дрейфу при плавании под углом к ветру, иначе трудно удерживать лодку на нужном курсе.
Нет необходимости копировать высокоэффективное парусное вооружение спортивной яхты — оно хорошо только в сочетании с типично яхтенным корпусом, позволяющим идти круто к ветру под углом 30—35° к направлению ветра. Корпус обычной моторной или гребной лодки не рассчитан на это и его просто понесет боком по ветру, если попытаться направить нос лодки хотя бы под углом 45—50° к ветру. Подобный эксперимент вообще может закончиться опрокидыванием, поскольку ничто не противодействует сильному крену лодки, тогда как на яхте глубоко опущенный киль с тяжелым балластом (или легкий опускной киль-шверт в сочетании с большой шириной корпуса на швертботе) успешно справляется не только с дрейфом, но и с креном судна.
Очевидно, вспомогательные паруса на лодке должны удовлетворять несколько иным требованиям, чем на яхте. Важны простота и компактность всего вооружения, максимально облегчающие его установку, управление парусами и хранение устройства, когда в нем нет надобности. Мачта и другие части рангоута должны быть легкими и небольшой длины, чтобы их можно было уложить в лодке.
Самое важное требование к вспомогательным парусам — это безопасность. Площадь парусов и высота центра парусности не должны превышать величин 278
допустимых для данной лодки с учетом ее остойчивссти. Ведь, как правило, мысль поставить парус приходит именно тогда, когда ветер достаточно силен и в состоянии опрокинуть перегруженную парусами лодку.
Для открытых гребных лодок с высотой надводного борта в грузу не менее 0,3 м, а также для лодок, имеющих хотя бы узкую палубу вдоль бортов, площадь парусов можно принять равной
S= 1,3-L*B м2, где L и В—соответственно длина и ширина лодки по ватерлинии.
Если лодка слишком валкая или имеет меньшую высоту надводного борта, следует уменьшить площадь парусов до величины § = L-В. Это же относится ко всем узким лодкам, у которых отношение длины к ширине L/В > 3,5.
Согласно правилам «Дет Норске Вери-тас», площадь вспомогательных парусов для катеров не должна превышать значения^ определенного по формуле:
С _ Мвзо 2
S-“12^7 М’
где Мвзо — восстанавливающий момент при крене катера в 30°, кгс-м; hs — высота центра парусности от ватерлинии, м.
Для предварительной прикидки можно воспользоваться графиком (рис. 251), на
Рис. 251. Площадь парусности для судов различного типа.
1 — верхняя граница для чисто го* ночных парусных яхт; 2 — верхняя граница для крейсерских яхт; 3, 4 — ограничивающие кривые парусности моторно-парусных судов;
4, 5 — площадь вспомогательного паруса, используемого в основном для стабилизации катера на курсе и в качестве успокоителя качки.
котором нанесены граничные кривые для
площади парусности гоночных и крейсерских яхт, моторно-парусных яхт и катеров со вспомогательными парусами. Следует учитывать, что гоночные яхты снабжаются балластным фальшкилем, масса которого составляет 40—50 % водоиз-
мещения судна; на моторных парусниках в зависимости от площади парусности доля балласта составляет от 15 до 30 % водоизмещения.
Судно сможет ходить в бейдевинд только в том случае, если будет снабжено швертом, постоянным килем или навесными шверцами достаточной площади. Кроме того, корпус не должен иметь большой собственной парусности, громоздких надстроек. Если эти условия не соблюдены, применение косых парусов не имеет смысла и можно ограничиться установкой прямого паруса-брифока, используемого на попутных к ветру курсах — фордевинде и бакштаге.
Такой парус шьется в виде трапеции или прямоугольника и пришнуровы-вается верхней кромкой к поперечному рею (рис. 252). Рей поднимается фалом, закрепленным за его середину с помощью ракс-бугеля, скользящего по мачте. Для установки паруса под нужным углом к диаметральной плоскости судна служат брасы, проведенные из кокпита к концам рея — нокам, и шкоты, которые для удобства управления парусом лучше всего провести в два конца, как показано на рисунке.
Своей серединой шкот крепится к нижнему углу паруса, один его конец (галс) пропускается через направляющий обушок или блок, расположенный у борта впереди (примерно в 0,5—0,7 м) мачты, другой конец (собственно шкот) — через такой же обушок позади мачты. С наветренного борта галс обтягивает переднюю боковую шкаторину паруса, а с подветренного шкот выбирается таким образом, чтобы парус не полоскало ветром. Ванты при таком вооружении должны быть достаточно отнесены в корму, чтобы они не мешали повороту рея и надежнее раскрепляли мачту сзади.
279
Рис. 252. Оснастка судна прямым парусом (брифоком): а —расположение направляющих обушков (кипов) шкотов; б — вооружение мачты.
А — положение паруса при ветре прямо с кормы; Б — положение угла паруса при ветре с левого борта; В — положение угла паруса при ветре с правого борта.
1 — обушок галса; 2 — обушок шкота; 3 — металлический бугель с обушками для крепления вант и штага; 4 — блок фала; 5 — фал; 6 — ракс-бугель; 7 — рей; 8 — строп рея.
Мачту при использовании брифока обычно делают высотой (от палубы или крыши рубки) примерно равной половине длины шлюпки. Ширина паруса по нижней шкаторине принимается равной ширине судна, а верхней (по рею) может быть несколько больше.
Подняв такой парус, нетрудно убедиться в его недостатках. При любой попытке вести судно под углом хотя бы в 50—60° навстречу ветру парус начинает полоскать,, лодка останавливается. Управлять прямым парусом приходится при помощи четырех снастей, что также неудобно.
Косые паруса (см. стр. 219) имеют тугую переднюю шкаторину и поэтому могут работать при плавании навстречу ветру до 45°. Управляется такой парус практически одним концом — шкотом. В качестве примера на рис. 253 приведен эскиз установки рейкового паруса площадью 15 м2 на 8-метровом катере водоизмещением около 3 т. Тяга, развиваемая таким парусом в свежий ветер на полном курсе, примерно равна упору гребного винта, приводимого в действие двигателем мощностью 11 кВт (15 л. с.), поэтому подобный парус может играть только чисто вспомогательную роль — для движения с малой скоростью, удержания катера с развитыми надстройками в свежий ветер на нужном курсе, умерёния качки. Центр парусности желательно расположить немного впереди мидель-шпангоута, для того чтобы избавить катер от тенденции постоянно приводиться к ветру.
Грота-фал крепится за реек в передней трети его длины с помощью стропки (ракс-бугеля); в крайнем случае допускается иметь реек со специальной снасточкой, охватывающей мачту с одной стороны и препятствующей отделению паруса от мачты. Парус пришнуровывают за люверсы к гику и рейку (иногда эти детали рангоута просто вставляют в продольные карманы, нашитые на верхней и нижней шкаторинах паруса). Гик крепится концом к мачте с помощью любого шарнира, обеспечивающего подвижность в горизонтальной и вертикальной плоскостях. В простейшем случае гик можно привязать к мачте шнуром.
Иногда оснастка дополняется небольшим носовым парусом — стакселем, улучшающим маневренность судна и немного повышающим скорость. Вместо рейкового паруса применяют гафельные и шпринтовые паруса, по очень редко — треугольные бермудские, требующие установки высокой мачты. Правда, в последние годы нередко конструкторы обращаются к стаксельному варианту вооружения, при котором мачта ставится ближе к корме, а парус треугольной формы крепится на топштаге. При равных тяговых характеристиках такой парус имеет несколько важных преимуществ перед другими типами парусов. Здесь отсутствует гик, часто делающий неудобным пребывание на яхте людей, мало искушенных в парусном спорте и потому постоянно подвергающихся риску получить удар 280
гиком по голове. Устройство для закрутки стакселя вокруг штага позволяет ставить и убирать парус и уменьшать его площадь, не выходя на палубу.
В ряде'случаев дело не ограничивается установкой мачты с парусом и такелажем. Может потребоваться повысить остойчивость судна, для того чтобы обезопасить его от опрокидывания при действии шквалов и в шторм. Если смириться с увеличением осадки судна, то лучше всего это сделать, закрепив надежно под днищем фальшкиль достаточно большого веса (например, в виде чугунной или свинцовой отливки; сварной коробки из стальных листов, заполненной металлоломом и залитой цементом; двутавровой балки и т. п.). Фальшкиль служит одновременно средством повышения бокового сопротивления корпуса, противодействующего дрейфу.
Крепление балласта к корпусу осуществляется с помощью сквозных болтов, которые следует пропустить через киль лодки и усиленные флоры на ряде шпангоутов, чтобы распределить нагрузку равномерно на кор пусные конструкции. Закрепление балласта только за брусковый киль на щеках или болтах нежелательно, так как это приводит к нарушению плотности шпунтовых поясьев обшивки и появлению водотечности. Реже применяется внутренний балласт, который укладывается в виде чугунных отливок или обрезков стальных профилей весом по 20—40 кг в трюм судна и закрепляется здесь от возможного перемещения при крене.
При оснащении парусами небольших гребных лодок, челноков и байдарок необходимая остойчивость часто достигается путем применения различного рода поплавков и надувных баллонов, закрепляемых по бортам лодки на поперечных брусьях или кронштейнах (см. рис. 260). Этот способ очень эффективен благодаря достаточно большому плечу, на котором действует сила плавучести погружающегося при крене поплавка, и сравнительно небольшой массе ков-стр у кци и.
Другая проблема при оснащении не приспособленной к несению парусов лодки — это обеспечение требуемой площади бокового сопротивления. Наиболее просто решается она’ при установке наружного длинного фальшкиля. Осадка судна при этом увеличивается незначительно. Однако эффективность такого киля в создании боковой силы сопротивлению дрейфу очень низка и лодка вряд ли будет ходить круче 60° к ветру.
Примерно такой же эффективностью обладают и скуловые кили, которые, правда, позволяют избежать увеличения осадки судна (см. рис. 253). Их устанавливают параллельно центральному килю,- но под углом в 8—15° к вертикали на скуле либо на расстоянии 1/4 ширины .лодки от ДП. Площадь* каждого киля должна быть около 1/35—1/40 площади парусности. Чаще всего их делают наборными из деревянных брусков, вырезают из стальных листов толщиной свыше 6 мм либо изготавливают в виде объемной сварной конструкции. Болты, посредством которых кили крепятся к корпусу, должны внутри судна проходить через прочный днищевой стрингер,, передающий возникающие при дрейфе нагрузки на несколько шпангоутов или на поперечные переборки.
281
Сравнительно редко применяют шверты, так как их установка связана с ослаблением киля и оборудованием водонепроницаемого колодца, создающего неудобства внутри катера или шлюпки. Можно проще решить задачу сохранения малой осадки лодки и обеспечения ее лавировочных качеств с помощью швер-цев — щитков большой площади, навешиваемых по бортам судна (см. рис. 254). Погруженная площадь каждого шверца должна быть равна примерно 1/25— 1/40 площади парусности; обычно в воду опускается только один шверц — с подветренного борта. На легких судах типа байдарок шверцы, вырезанные из алюминиевого листа или фанеры, могут быть жестко закреплены на поперечной трубе под определенным углом друг к другу с тем, чтобы, вращая трубу в ту или иную сторону, опускать шверц с нужного борта. На более крупных судах усилия, действующие на шверцы, оказываются довольно большими, поэтому ось вращения желательно выполнить шарнирной во избежание ее изгиба и поломки. В этом случае на бортах лодки необходимо закрепить брусок, о который опирается шверц, оставаясь в положении, близком к вертикальному.
И, наконец, еще одна проблема, которую следует решить, — это управляемость. Как правило, обычные рули катеров и гребных шлюпок малы по площади и не обеспечивают нужной поворотливости судна при плавании под парусами, так как здесь отсутствует эффект струн от гребного винта или широко разнесенных по бортам лопастей весел, с помощью которых совершают крутые повороты на шлюпках. Поэтому площадь пера руля должна быть увеличена примерно до 15 % произведения длины судна по ватерлинии L на его осадку Т. В случае невозможности замены руля, можно снабдить его дополнительной наделкой в виде стального листа.
Примеры оборудования лодок вспомогательными парусами
Мини*яхта из спасательной шлюпки. Корабельные и судовые спасательные шлюпки, отслужившие свой срок по прямому назначению на судах, часто переоборудуют в комфортабельные парусно-моторные суда. Даже шлюпка самого малого типоразмера длиной 4,5 м может быть превращена в мини-яхту (рис. 254). С целью получить приемлемые лавировочные и мореходные качества конструктор А. В. Карпов предусмотрел оборудование рубки минимальной высоты. В каюте всего 1,2 м от пайола до подволока, так что правильнее было бы назвать ее руб кой-убежищем; однако здесь разместились два дивана (под ними оборудованы рундучки для консервов и других продуктов в упаковке, не боящейся сырости), небольшой платяной шкаф с полками для белья, столик с выдвижными ящичками и стол, который в нерабочем положении поднимается к подволоку.
В кормовой части судна расположен двигатель «СМ-557Л» мощностью 10 кВт (13,5 л. с.), отделенный от кокпита водонепроницаемой переборкой. Двигатель обслуживается через задвижную дверцу в переборке и лючок в сиденье. При необходимости кокпит закрывается тентом-палаткой и может быть использован для размещения на ночлег 2 чел.
Яхта должна была легко управляться 1 чел., поэтому конструктор вооружил ее шлюпом с маленьким стакселем площадью всего 2 м2. При перемене галса рулевому не нужно возиться со стаксель-шкотами, перетягивая их с борта на борт: стаксель-шкот скользит по поперечному погону и парус переходит на другой галс самостоятельно. В слабый ветер парусность можно увеличить до 12 м2, поставив стаксель большей площади.
Для получения удовлетворительных лавировочных качеств использованы шверцы.
Парус на шпоновой лодке. На получившей широкое распространение гребной лодке «ШПШ-ЗМ» («Березка») можно установить рейковый парус площадью 3,7 м2 (рис. 255), или использовать шпринтовый парус от детского швертбота класса «Оптимист» (см. стр. 236), площадь которого 3,5 м2. Длина лодки — 3,7 м; ширина по ватерлинии — 1м; она отличается валкостью, поэтому площадь парусности следует принять минимальной величины. Мачту, реек и гик можно 282
выстрогать из прямослойных сосновых реек или вырезать из дюралевых труб (мачта — 32X2, гик и реек — 25Х 1).
Парус поднимается на мачту с помощью фала, пропущенного через шкив на ее верхнем конце — топе, а управляется за гика-шкот. Его можно закрепить за обушок на киле и пропустить через блок, подвешенный к ноку гика.
Чтобы лодку не сносило на острых курсах, надо установить боковые кили (шверцы) или поставить плавник, изготовленный из доски толщиной 20—25 мм, бакелизированной фанеры или листового дюралюминия. Площадь плавника для «ШПШ-ЗМ» должна быть 0,2—0,25 м2. Лучше сделать его съемным, закрепив к килю двумя болтами М10.
Подобное же вооружение можно применить для лодок «Кефаль» и «Пелла».
Парус на мотолодке. Широкие и высокобортные мотолодки, снабженные палубой, можно оснастить парусами, площадь которых вычисляется с множителем 1,3 к произведению длины на ширину корпуса. Для понижения центра парусности ее целесообразно разделить между гротом и стакселем. Допустимая площадь парусности для мотолодки типа «Казанка» составляет S = 1,3X4,5X1,2 = 7 м2; из них на грот можно выделить 5,2 м2, а на стаксель — 1,8 м2 (рис. 256).
Удобен вариант парусного вооружения рейкового типа. Все части рангоута получаются короткими и легкими и свободно укладываются в лодку при плавании под мотором.
283
Рис. 255. Парусное вооружение лодки «ШПШ-ЗМ»: а — ракс-бугель и скоба для крепления фала к рейку; б — пяртнерс; в — степс.
Мачту, реек и гик можно выстрогать из сосновых реек, а лучше вырезать из труб алюминиевого сплава. При этом диаметр трубы для мачты достаточен 40— 50 мм, а для гика 25—28 мм при толщине стенки 2 мм.
Мачта устанавливается в гнездо (степс), закрепленное перед переборкой багажника. Она раскрепляется двумя вантами и штагом из синтетического (диаметром 10 мм) или стального (диаметром 3 мм) троса, натягиваемых с помощью винтовых талрепов или стяжек из прочного шнура.
Грот пришнуровывается к гику и рейку 6-миллиметровым капроновым шнуром и поднимается на мачту с помощью фала, закрепляемого за ракс-бугель, как и на шпоновой лодке. Передняя шкаторина паруса должна быть туго натянута параллельно мачте.
К передней шкаторине стакселя пришивают на расстоянии 400—600 мм один от другого проволочные карабины, которыми парус крепится к штагу. Управляется стаксель двумя шкотами, закрепленными за люверс шкотового угла и проведенными побортно через скобы (кольца) позади вант.
Для противодействия дрейфу достаточно закрепить к килю в корму от мачты дюралевый лист толщиной 4—5 мм и площадью 0,25 м2. Его надо сделать легкосъемным для того, чтобы устанавливать только при плавании под парусами. Могут быть использованы также и бортовые подъемные шверцы, площадь каждого из них должна быть около 0,25 м2.
Управлять лодкой под парусом можно с помощью специального руля или рулевого весла с лопастью увеличенной площади. Мотор в этом случае лучше всего снять с транца или поднять его «ногу» из воды для уменьшения сопротивления движению лодки.
Подвесной парус. Парус по типу спроектированного финским конструктором Антеро Катай веном может быть использован на любой лодке длиной до 4,5 м, приспособленной для установки подвесного мотора, но лучшие результаты получаются на легких гребных лодках. Все необходимое для превращения обычной 284
Рис. 256. Парусное вооружение для мотолодки «Казанка».
1 — галс стакселя; 2 — штаг; 3 — стаксель; 4 — ракс-карабины; 5 — стаксель-фал; 6 — блок стаксель-фала; 7 — грота-фал; 8 — скоба; 9 — реек; 10 — шнуровка грота к рейку; 11 — крепление верхнего угла паруса к рейку; 12 — грот; 13 — грота-шкот; 14 — гик; 15 — гика-шкот; 16 — стаксель-шкот; 17 — скоба; 18 — талреп из шнура;
19 — ванта; 20 — галс; 21 — рым; 22 — утка; 23 — степс; 24 — мачта; 25 — съемный киль; 26 угольник для крепления съемного киля; 27 — перо руля; 28 — румпель;
29 — лата.
лодки в парусную — мачта с парусом, руль (он же шверт), такелаж и приспособление для крепления к корпусу — сосредоточено в одном узле (рис. 257).
Основа конструкции — литой тройник с прикрепленными к нему струбцинами. Через вертикальную втулку тройника продевается трубчатая ось с вилкой для шверта. Сверху на нее одевается хомутик с румпелем, который зажимается на трубчатой оси винтами, после чего устройство навешивается на транец.
Все детали рангоута выполнены из тонкостенных дюралевых труб диаметром 50 и 20 мм, причем длина этих деталей не превышает 2350 мм. Для лодок длиной до 4,5 м и массой до 300 кг вполне достаточен стандартный парус шпринтового типа площадью 3,5 м2 от детского швертбота «Оптимист». По передней шкаторине парус снабжен карманом, в который продевается мачта. По диагонали полотнище растягивается с помощью трубчатого шпринтова, одним концом вставляемого
285
ю
5
19
20
Рис. 257. Устройство подвесного паруса.
1 — перо руля; 2 — ось с гайкой; 3 — вилка; 4 — тройник; 5 •— кормовой выстрел; 6 — резиновый амортизатор; 7 — карабин гика-шкота; 8 — штерт-амортизатор; 9 — гик; 10 — шпринтов; II — парус; 12 — мачта; 13 — штерт; 14 — стопор;
15 — бугель румпеля; 16 — румпель; 17 — гика-шкот; 18 струбцина подвески; 19 — устройство для регулировки угла наклона; 20 — сорлинь.
в петлю, пришитую в верхнем углу паруса. Натяжение паруса регулируется с помощью оттяжки — снасточки с петлей, в которую вставляется нижний наконечник шпринтова.
При усилении ветра достаточно освободить верхний угол паруса от шпринтова, чтобы его площадь моментально уменьшалась до 2 м2 — он превращается в треугольный «носовой платок», что, однако, не мешает лодке идти под углом 60—-700 к ветру.
286
Интересной деталью является «амортизатор безопасности» — толстый резиновый жгут, натянутый под гиком, к которому с помощью карабина крепится гика-шкот. Амортизатор существенно смягчает рывки паруса при непроизвольных поворотах через фордевинд или внезапных порывах ветра. Благодаря этому устройству опасность опрокинуться под подвесным парусом на легкой гребной лодке сводится до минимума.
Правда, при лавировке в свежий ветер амортизатор не позволяет выбрать парус втугую. В этом случае можно нейтрализовать действие резинового жгута, привязав параллельно ему нерастягивающийся тросик.
При установке на лодку устройство навешивают на транец подобно подвесному мотору, затягивают струбцины и вставляют в гнездо мачту с прикрепленным к ней парусом.
Существенной деталью конструкции является фанерный киль площадью около 0,4 м2. Именно он обеспечивает боковую гидродинамическую силу, препятствующую дрейфу лодки при ходе ее в бейдевинд — под углом к направлению ветра. Так как киль одновременно играет роль руля, то его можно отклонить на достаточно большой угол атаки по отношению к встречному потоку воды. При этом корпус лодки, уже не участвуя в создании боковой силы, идет без дрейфа, направление ее движения совпадает с диаметральной плоскостью, благодаря чему уменьшается сопротивление воды. Вот почему лодка с подвесным парусом может идти быстрее, чем такое же судно с традиционной оснасткой (разумеется, при равных площадях и формах килей и парусов).
Вопрос центровки лодки (а она в каждом отдельном случае может иметь различные обводы днища) с подвесным парусом решен просто: парус смещен к корме лодки таким образом, чтобы выдерживались рекомендуемые выше (см. стр. 212) цифры для определения расстояния а. Можно учесть влияние парусности самого корпуса — осуществить «тонкую» центровку в зависимости от типа лодки: ослабив специальные стопорные гайки на струбцинах подвески, мачту вместе с парусом можно наклонить вперед или назад. Высокобортные лодки нуждаются в кормовом наклоне мачты; для гребных лодок с острыми обводами достаточно лишь легкого наклона ее вперед.
Парус Катайнена имеет еще одно преимущество — все устройство расположено за кормой; парус и снасти не мешают управлению лодкой. В сложенном виде парус легко размещается на лодке, а в упакованном его размеры не превышают упаковки пятисильного мотора.
Гребная лодка под парусом Катайнена начинает обгонять лодку, идущую на веслах, уже при силе ветра в 2 балла, достаточно круто идет к ветру, обладает хорошей устойчивостью на курсе.
Парус подобного типа освоен в серийном производстве на Тюменском моторном заводе имени 50-летия СССР. Мачта и рейки в этой конструкции сделаны составными из двух частей. Цена комплекта — 120 руб. Разработана конструкция подвесного паруса увеличенной площади — до 5,2 м2, который можно устанавливать на тяжелые мотолодки типа «Прогресс» и «Казанка-5».
Парус на байдарке
Максимально допустимая площадь парусности для двухместных байдарок типа «Таймень», «Салют», «Луч», «Ладога» и т. п. составляет от 4 до 5 м2. Если байдаркой управляет малоопытный экипаж или каркас ее уже порядком изношен, указанные цифры необходимо уменьшить на 1—1,5 м2.
Оптимальный вариант парусного вооружения для разборных байдарок — кэт с парусом шпринтового, гафельного, рейкового или латинского типа (см. рис. 199). При правильном положении центра парусности относительно центра бокового сопротивления байдарка под такими парусами обладает достаточной маневренностью, скоростью хода, а усилия от тяги паруса не перегружают каркас и соразмеримы с остойчивостью судна. Стаксель на такой маленькой лодке становится проблемой: его сложно ставить и убирать, если байдарка не стоит у берега, а жесткости каркаса часто оказывается недостаточно, чтобы штаг сохранял' свое прямолинейное, туго натянутое положение. Кроме того* сама эффектив-
287
Рис. 258. Устройство для закрутки стакселя вокруг штага.
1 — обушок штага; 2 — вертлюг; 3 — барабан; 4 — штаг или стальной ликтрос по передней шкаторине; 5 — парус; 6 — линь закрутки;
7 — направляющий шкив;
8 — тросовый стопор.
ность стакселя площадью 1—2 м? в создании тяги, движущей байдарку, вызывает
сомнение.
Парус «четырехугольной» формы (гафельный, рейковый, латинский) на байдарке обладает существенными преимуществами, по сравнению с треугольными бермудскими парусами, получившими распространение на спортивных яхтах. Центр парусности при равной площади у бермудского паруса располагается выше, а мачта получается длиннее и требует раскрепления стоячим такелажем — штагом и вантами, чего можно избежать, применив рейковый или латинский парус.
Мачту, гафель и гик можно изготовить из дюралевых труб. Для бермудского вооружения мачта, раскрепляемая вантами и штагами, должна иметь диаметр 30—35 мм при толщине стенки 1,5—2 мм. Чаще всего такую мачту приходится делать разборной — из двух-трех секций. Для других вариантов оснастки короткую мачту, не раскрепляемую стоячим такелажем, можно сделать из трубки того же диаметра, но толщиной 2—2,5 мм.
Гик, гафель и рейки можно сделать из трубок диаметром 22—25 мм с толщиной стенки 1 мм.
Мачту при вооружении «бермудский шлюп» достаточно раскрепить парой вант и штагом из стального оцинкованного тросика диаметром 2—2,5 мм. Можно применить и плетеный синтетический шнур, если его хорошо обтянуть.
Парус к рейку и гику при рейковом и латинском вооружении можно крепить с помощью карманов, нашитых по соответствующим шкаторинам паруса, продевая в них трубки рангоута. Иногда используют проволочные кольца —
Рис. 259. Шверцы на байдарке.
1 — шверц из фанеры или дюраля; 9 — фальшборт кокпита; 3 — проволочный кронштейн для крепления поперечной трубы 4 к фальшборту; 4 — труба, шверц-балка; 5 — кольцо; 6 — стопорный винт;
7 —» пружинный фиксатор шверца.
сегарсы или крепление с помощью капронового шнура, продевая его «змейкой» сквозь люверсы в парусе и обнося вокруг трубки рангоута.
В любом варианте парусной оснастки необходимо предусмотреть способ быстрого спуска паруса и возможность уменьшения его площади. На байдарке форштевень расположен довольно далеко от кокпита, для того чтобы сидящий впереди член экипажа мог дотянуться до галсового угла стакселя или отстегнуть карабины паруса от штага. Поэтому рекомендуется . ставить стаксель не на штаге, а со свободной передней шкаториной, для чего необходимо обликовать ее стальным тросиком, жесткой капроновой лентой или шнуром, придав ему предварительную вытяжку. Галсовый угол паруса в этом случае лучше всего крепить к концу специальной снасточки —
288
галс-оттяжки, ходовой конец которой проводится к доступному для манипуляций месту в кокпите. Потравив стаксель-фал и галс-оттяж-ку, можно свободно убрать парус в кокпит. Другой вариант — использование простейшего устройства для закрутки стакселя вокруг штага (рис. 258), которое обеспечивает «дистанционную» постановку и уборку стакселя.
Для противодействия дрейфу байдарки оборудуются навесными шверцами (рис. 259), которые крепятся к поперечной балке из алюминиевой трубы или деревянного бруска. Шверц-балка кладется сверху на комингсы кокпита (фальшборты) и прикрепляется к ним с помощью проволочных скоб или болтов. Шверцы можно вырезать из 3—4-миллиметрового дюралюминиевого листа или водостойкой фанеры толщиной 8—12 мм. В последнем случае полезно придать шверцам обтекаемый профиль в поперечном сечении погруженной части. Площадь каждого шверца должна составлять 0,12—0,15 м2, а отношение длины к ширине порядка 3:1. Шверцы должны быть вращающегося типа с тем, чтобы при ударе (о подводный камень, например) они свободно откидывались назад — иначе могут быть согнуты детали каркаса лодки, к которым крепится шверц-балка, или погнут шверц; наконец, при посадке шверцем на камень байдарка может опрокинуться.
Желательно предусмотреть устройство для фиксирования шверца в поднятом положении, что бывает необходимо при прохождении мелководных участков. Кроме того, наветренный шверц, как не участвующий в создании боковой силы сопротивления дрейфу, всегда желательно поднять, чтобы уменьшить сопротивление трения. На попутных курсах шверцы вообще не нужны, их можно поднять оба. Шверцы в поднятом положении можно удерживать с помощью проволочного крючка, который одним концом вставляется в отверстие, просверленное в шверце, а другим — в отверстие в фальшборте байдарки.
Шверц-балка используется для крепления вант и направляющих кипов стаксель-шкотов, галс-оттяжки, фалов парусов — здесь все снасти оказываются под рукой.
При плавании под парусами штатный руль байдарки малоэффективен вследствие малой его площади. Необходимо удлинить перо руля (размер для трехместной байдарки «Салют» 650X200 мм), а также оборудовать руль румпелем для ручного управления вместо штатного педального.
Перед постановкой парусного вооружения на байдарку ее корпус следует укрепить: штатные спинки сделать из доски или фанеры на всю ширину кокпита; между концами незамкнутых по деке шпангоутов вставить распорки из дюралевой трубки или угольника; фальшборты подкрепить по всей длине дюралевыми угольниками; стянуть оконечности корпуса тросиком, для того чтобы уменьшить деформацию каркаса под влиянием нагрузок от парусного вооружения и т. п.
При плавании под парусами, особенно с малоопытным экипажем, байдарка может опрокинуться при внезапном шквале или на крутой волне, поэтому необходимо предусмотреть меры для обеспечения аварийной плавучести. В этих целях можно использовать надувные матрасы, мячи пли камеры, которые вкладывают в оконечности лодки под деку. Хороши детские надувные «бревна»: два таких «бревна», уложенных в оконечностях, и два, расположенных по бортам в средней части лодки (несколько впереди от миделя), обеспечивают аварийную остойчивость и плавучесть, достаточную для поддержания на плаву опрокинувшейся байдарки и двух членов экипажа, плавающих около нее.
10 П/р Г. М. Новака
289
Еще один вариант остойчивого и непотопляемого судна на основе разборной байдарки—тримаран (рис. 260). К фальшбортам байдарки крепятся две трубчатые поперечные балки, на концах которых закрепляют надувные баллоны или поплавки, вырезанные из. легкого пенопласта и обклеенные слоем стеклоткани. Объем каждого поплавка в зависимости от размерений байдарки и площади паруса колеблется от 20 до 100. л. Мачту в этом случае удобно установить на переднюю балку.
Преимущества г которые пр исущи разборным, байдаркам,, сохраняются и в варианте парусного тримарана; масса дополнительного оборудования вместе
с парусом обычно не превышает 16 кг. При наличии определенного опыта управления парусной байдаркой можно. увеличить площадь парусности «Салюта-5,,2», например,, др 7 м?.
Парус на надувной лодке
Сказанное выше о выборе площади парусности для небольших лодок и байдарок в полной мере применимо и для надувных лодок. Однако при их оборудовании парусами, следует учитывать сравнительна низкую общую продольную и поперечную жесткость корпуса,, который при действии нагрузки от мачты и такелажа деформируется, вследствие чего паруса получают неправильный, профиль, препятствующий их эффектив-
Рис. 261. Парус на надувной лодке: а — на двухместной лодке с О-образным корпусом;
б — иа мотолодке длиной 3,75 м.
/ — шверц; 2 — штаг-пирс; 3 — вантовый упор; 4 — ванта; 5 — мачта; & — оттяжка гика; 7 — литой башмак; 8 шверц-балка;. 9 —• рулевое устройства.
ному использованию на острых курсах к ветру.
Чаще всего паруса устанавливают на надувных лодках сравнительно больших размеров. — трех- и пятиместных, а также на мотолод-
ках,, оборудованных жестким пайолом и транцем. При этом предпочтение отдают шпринтовому или латинскому вооружению без. стакселя, так. как вследствие эластичности корпуса, стаксель-штаг сильно провисает и этот, парус может работать только на попутном ветре. Для навески бортовых шверцев используется труба-шверцбалка, которая пропускается сквозь подуключины на. бортах и крепится к ним найтовом. Управление лодкой осуществляется веслом либо навесным рулем, для установки которого сооружается специальный кронштейн из фанеры или металла, охватывающий баллон камеры в корме (рис. 261^ а). Подобный кронштейн можно исполь-
290
зовать и для установки мачты. На рис. 261, б представлен более совершенный вариант оснащения надувной мотолодки длиной 3,7 м парусным вооружением типа бермудский шлюп общей площадью 7,8 м2. Основой для крепления мачты, шверцев и вант является гнутая шверц^балка из алюминиевой трубы 8, которая закрепляется на бортах при помощи литых резиновых башмаков 7, приклеенных к камере лодки. Жесткие вантовые упоры 3 и штаг-пирс 2, выполненные из алюминиевых трубок, обеспечивают жесткое раскрепление мачты. Поскольку передняя шкаторина стакселя растянута по штаг-пирсу, она не провисает под нагрузкой и стаксель сохраняет свою форму. Оттяжка гика 6 помогает отрегулировать правильный профиль грота в зависимости от силы ветра и деформации корпуса лодки. Вместоподвесногомотора на транец навешивается жесткий руль с подъемным пером 9.
В данной конструкции шверцы расположены точно по оси мачты, а не в корму от нее, как обычно. Чтобы вынести вперед центр парусности относительно центра бокового сопротивления., пришлось увеличить площадь стакселя (она даже несколько больше, чем площадь грота). Тем не менее лодка под парусами обладает хорошими лавировочными качествами.
Для удобства транспортировки мачта и штаг-пирс сделаны разборными, из трех частей.
Глава V
МЕХАНИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА И ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ
Стационарный или подвесной?
В известной степени это вопрос риторический, когда речь идет о выборе двигателя для туристского или прогулочного судна серийного производства. С одной стороны, мощность выпускаемых отечественной промышленностью подвесных моторов ограничивается 22 кВт <30 л, с.); с другой стороны, стационарные двигатели в специальном катерном исполнении труднодоступны для указанной выше цели, имеют значительную массу и габариты. Если не считать двухтактного двигателя «СМ-557Л», имеющего мощность 10 кВт (13,5 л. с.) и ныне снятого с производства, мощностной ряд отечественных стационарных (автомобильных) двигателей начинается с 44 кВт (60 л. с.). Таким образом, сравнение обоих возможных вариантов механической установки на малом судне уместно провести именно для мощности 44 кВт (60 л. с.) (два подвесных мотора по 22 кВт — 30 л. с. или один стационарный 52 кВт — 70 л. с.).
Бесспорным преимуществом подвесных моторов является то, что они представляют собой готовый комплекс двигатель — движитель — руль. При установке его на судно, кроме несложного монтажа дистанционного управления, не требуется выполнять каких-либо работ, разумеется, если транец судна уже приспособлен для этой цели. Подмоторная ниша занимает небольшой объем в корпусе судна, обычно меньший, чём объем моторного отсека при стационарной установке. В эксплуатации подвесной мотор прост-, благодаря откидывающейся конструкции гребные винты обладают достаточной живучестью, судно может подходить к необорудованному берегу. Лодка с подвесными моторами обладает хорошей маневренностью и малым радиусом циркуляции. Для ремонта мотор легко снять с лодки. Масса двухмоторной установки составляет всего 96 кг против 380—400 кг для стационарного двигателя.
К числу отрицательных качеств установки с подвесными моторами можно отнести: сравнительно большой расход горючего — на полном дросселе расходуется 520—570 г/кВт• ч; увеличенное сопротивление подводной части; плохую защищенность моторов, висящих за бортом, от повреждений при навалах лодки 10* 291
на причал пли заливания свечей попутной волной; необходимость вводить масло в бензин. Не всегда удается подобрать гребной винт оптимального диаметра, так как он ограничивается конструкцией мотора. Высокооборотный двухтактный двигатель имеет ограниченный моторесурс, исчисляемый обычно несколькими сотнями часов.
Анализ экономических показателей
Рис, 262. Зависимость путевого расхода топлива от водоизмещения мотолодки при одномоторной установке с 25-сильным подвесным мотором (кривая 2) и двухмоторной 2Х 18,4 кВт (кривая /).
серийных отечественных моторов показал, что установка на транец лодки двух моторов общей мощностью 37 кВт (50 л, с.) целесообразна при водоизмещении от 600 до 1100—1200 кг. Это видно из рис. 262, где приведены зависимости путевого расхода топлива от водоизмеще-
ния мотолодки при установке одного мотора («Нептун-23» или «Вихрь-М») или двух. Среди положительных качеств стационарной установки, по сравнению с подвесными моторами, можно отметить: экономичность (расход горючего [на полном дросселе около 370 г/кВт«ч); более высокую надежность; больший крутящий момент на валу; возможность подобрать гребной винт с оптимальными параметрами; размещение двигателя внутри катера. Однако 60—80-сильные двигатели с угловым реверс-редуктором, которые поставляются на катеростроительные заводы, имеет значительную массу (360 кг), занимают много места внутри корпуса, требуют изготовления гребного вала, дейдвудного подшипника, кронштейна, гребного винта, рулевого устройства, систем охлаждения, газовыхлопа, топливной системы и дистанционного управления. Монтаж самого двигателя на фундамент и линии вала в корпусе катера также достаточно сложны. Гребной винт и вал часто повреждаются; для стоянки катера требуется оборудованный причал с определенной глубиной воды. От этих недостатков можно избавиться, применив водометный движитель или угловую откидную колонку, однако эти устройства в серийном производстве не освоены (кроме угловой колонки и водомета, которыми комплектуются катера типа «Амур-2», «Амур-3» и «Восток»).
В зарубежной практике стационарные двигатели мощностью до 73 кВт (100 л. с.) устанавливаются на сравнительно тяжелых катерах средней быстроходности, где важно обеспечить экономичность работы двигателя и значительный крутящий момент для получения большого упора гребного винта. Подвесные моторы мощностью до ПО кВт (150 л. с.) и даже 146 кВт (200 л. с.) применяются на быстроходных прогулочных мотолодках длиной до 5,5 м. На глиссирующих судах большей длины считается целесообразным устанавливать один или два стационарных двигателя мощностью до 90—180 кВт (120—240 л. с.).
Малая масса и компактность подвесного мотора получены за счет высокой частоты вращения коленчатого вала двигателя (3800—6000 об/мин), а ограниченные габариты корпуса редуктора не позволяют применить передачу на гребной вал с большим передаточным отношением. Частота вращения гребного винта составляет 2500—3000 об/мин, поэтому достаточно высокий КПД винта может быть получен только на сравнительно быстроходных глиссирующих лодках. Если подвесной мотор устанавливается на тяжелом корпусе (свыше 800 кг для 20-сильного мотора, например), то необходимо принять меры к повышению эффективности движителя — установить гребной винт с малым шагом и широкими лопастями, применить профилированную насадку гребного винта.
Общая характеристика отечественных подвесных моторов
«В и х р ь» является самым распространенным в СССР подвесным мотором. С 1965 г. выпущено более 600 тыс. шт. В эксплуатации «Вихрь» зарекомендовал себя неприхотливым к качеству топлива — он устойчиво работает 292
Таблица 15
Удельные показатели моторов семейства «Вихрь»
Характеристика «Вихрь» «Вихрь-М» «Вихрь-30»
Удельная масса, кг/кВт (кг/л. с.) Удельная мощность, кВт/л (л. с./л) Удельный расход горючего, г/кВт (г/л. с.) 3,20 (2,35) 35 (47,5) 610 (450) 2,45(1,8) 43,7 (59,5) 516 (380) 2,06 (1,52) 45,3 (61,5) 476 (350)
на низкооктановых бензинах А66 и А72, достаточно надежным и эффективным. По удельным показателям (см. табл. 15) «Вихри» несколько уступают современным моторам зарубежного производства (правда, большинство из них рассчитано на большую степень сжатия и на применение бензина с высоким октановым числом).
Двигатели семейства «Вихрь» имеют кривошипно-камерную продувку и золотниковый механизм управления всасыванием смеси. На моторе «Вихрь» используется поперечная петлевая дефлекторная продувка цилиндра; на «Вихре-М» и «Вихре-30» — возвратно-петлевая трехканальная. Благодаря более эффективной продувке на моторах «Вихрь-М» и «Вихрь-30» существенно повышены удельная мощность двигателей и экономичность: удельный расход топлива у «Вихря-М» на 120 г/кВТ’Ч меньше, чем у «Вихря».
Внешняя характеристика моторов представлена на рис. 263; тяговые характеристики моторов с различными гребными винтами приведены на рис. 264. До последнего времени моторы снабжаются только одним окрашенным трехлопастным винтом (с диаметром D = 0,24 м; шагом Н = 0,3 м; дисковым отношением A/Ad = 0,527 и средним диаметром ступицы dCT = 0,063 м). Испытания мотора «Вихрь-М» показали, что для скорости 36 км/ч этот винт тяжел, и двигатель не добирает до номинальной частоты вращения около 850 об/мин. Иначе
Рис. 263. Внешняя характеристика моторов «Вихрь».
говоря, на прогулочных мотолодках с этим винтом не используется около 3,7 кВт, т. е. пятая часть мощности, которую может дать мотор.
Полировка поверхностей лопастей обеспечивает некоторое увеличение частоты, вращения с одновременным ростом эффективной тяги — упора винта. Однако существенный выигрыш получается после уменьшения диаметра серийного (с полированными лопастями) винта с 0,24 до 0,22 м. На скорости 40 км/ч этот винт дает увеличение упора примерно на 25%. Подобный винт пригоден и для эксплуатации мотора на глиссирующих мотолодках при установке двух моторов, когда скорость превышает 40 км/ч.
Для мотора «Вихрь-М», развивающего мощность 18,4 кВт (25 л. с.) при 5100 об/мин, близким к оптимальному на глиссирующих мотолодках, максимальная скорость которых с обычной нагрузкой не превышает 32. км/ч, является винт с шагом 0,24 м. Это могут быть распространенные «дюральки»
293
Рис. 264. Эффективный упор Ре гребных винтов на моторе «Вихрь-М».
7 — серийный винт (D = 0,24; Н = = 0,3 £м) окрашенный; 2 — серийный винт полированный; 3 — серий* ный винт полированный и обрезан* ный до D = 0,22 м; 4 — полирован* ный винт DXH = 0,24X0,24 м.
Рис. 265. Буксировочное сопротивление подводной части моторов «Нептун-23», «Нептун», «Вихрь» и «Привет-22» в зависимости от скорости мотолодки. Высота транца лодки — 400 мм.
1 *= «Нептун-23»; 2 — «Привет-22»; 3 & «Нептун»; 4 — «Вихрь».
типов «Казанка», «Прогресс», «Обь» с 4—5 чел. на борту. Для лодок, эксплуатируемых на скоростях, близких к 40 км/ч, можно рекомендовать винт с шагом 0,27 м.
На тяжелых лодках, рассчитанных на движение со скоростью 20—25 км/ч, целесообразно применять винты с еще меньшим шагом (Я = 0,21 м; D = 0,24 м), развивающие больший эффективный упор. В частности, можно рекомендовать уменьшение шага до Н = 0,21 м при сохранении D — 0,24 м.
При изготовлении сменных винтов к моторам «Вихрь» рекомендуется увеличивать угол наклона лопастей назад для улучшения условий натекания воды на винт и повышения КПД винта.
Буксировочное сопротивление подводной части мотора при глубине погружения оси винта hs = 160 мм и скорости 36 км/ч составляет около 10 кгс, т. е, равно около 15 % эффективной тяги винта мотора «Вихрь-М» (рис. 265).
Среди эксплуатационных недостатков моторов «Вихрь» отмечаются: неудобство сборки и разборки мотора; трудность регулировки длины тяги реверса
и замены крыльчатки помпы, а также кон* •% троля работы системы водяного охлаж-t дения; быстрый износ медно-графитовой f втулки — подшипника вертикального * вала; использование подшипника сколь-; жения на гребном валу.
Й «Н е п т у н - 23» — по своим параметрам и надежности это один из лучших моторов, выпускаемых в СССР. Удельная , масса мотора—2,58 кг/кВт (1,9 кг/л. с.); : литровая мощность—49 кВт/л (66,5л. с./л);
удельный расход горючего — 516 г/кВт/ч (380 г/л. с.*ч). Внешняя характеристика мотора приведена на рис. 266.
Пропульсивные качества мотора могут характеризовать результаты испытаний, проведенных в опытовом бассейне ЦАГИ (рис, 267) с тремя гребными винтами.
Рис. 266. Внешняя характеристика подвесных моторов «Нептун-23» (/) и «Привет-22» (2).
294
В процессе этих испытаний измерялся эффективный упор винта Ре (упор за вычетом сопротивления подводной части мотора) при постоянных скоростях буксировочной тележки и полностью открытой дроссельной заслонке, т. е. при максимально достижимой для заданной скорости частоте вращения коленчатого вала мотора, которую позволяет развить гребной винт.
Испытания проводились при погружении оси винтов на hs = 168 мм (высота транца мотолодки 400 мм). В диапазоне скоростей от 0 до 15 км/ч для ослабления просасывания атмосферного воздуха к лопастям винта погружение было увеличено до 268 мм. Из рис. 267 видно, что полированные винты с шагом 0,3; 0,28 и 0,25 м, не превышая номинальной частоты вращения коленчатого вала мотора, позволяют получить скорости 44, 34 и 24 км/ч соответственно. На скоростях до 20—25 км/ч, ко-
Рпс. 267. Эффективный упор Ре и пропульсивный КПД гребных винтов на моторе «Нептун-23».
1 — полированный винт DXH = 0,24X0,30 м;
2 — полированный винт 0,23X0,28 м; 3 — полированный винт 0,226X0,25 м; 4 — окрашенный винт 0,23Х 0,28 м.
торые соответствуют тяжело груженным лодкам, преимущество в упоре имеет грузовой («белый») винт от «Москвы-25».
Наиболее подходящим для сравнительно легких мотолодок со средней загрузкой, (например «Казанка» с четырьмя людьми на борту) является гребной винт 0,23x0,28, который поставляется с мотором «Нептун-23» как основной. Оптимальная скорость с этим винтом 30—34 км/ч. Второй штатный винт 0,24 х X 0,30 позволяет «Казанке» с одним водителем двигаться со скоростью до 40 км/ч, но на больших скоростях упор этого винта также значительно уменьшается.
Винт с диаметром и шагом, равными 0,229 м, оказался наиболее эффективным для водоизмещающих или движущихся в переходном режиме тяжелых глиссирующих лодок в диапазоне скоростей от 0 до 22 км/ч. Упор этого винта на швартовах на 23 кгс, а при скорости 22 км/ч на 11 кгс выше, чем у винта 0,226x0,250 м.
Наличие сменных гребных винтов, а также унифицированное с моторами «Москва-25» и «-30» посадочное место для винта на гребном валу являются одними из достоинств «Нептуна-23». Среди других положительных качеств мотора можно также отметить: удобство разборки и сборки при ремонте; взаимозаменяемость шестерен переднего и заднего хода; разъемную тягу реверса, позволяющую ремонтировать редуктор не снимая двигателя; надежный редуктор с подшипниками качения; наличие генераторных катушек в магнето, с помощью которых можно оборудовать систему сигнально-осветительных огней лодки.
«П р и в е т-22» имеет достаточно высокие удельные показатели: масса мотора 2,36 кг/кВт (1,74 кг/л. с.); литровая мощность — 46,8 кВт/л (63,8 л. с./л); расход горючего — 468 г/кВт-ч (345 г/л. с. *ч).
Двигатель — с раздельными взаимозаменяемыми цилиндрами, с трехканальной возвратно-петлевой продувкой и механизмом впуска с дисковыми золотниками. Система зажигания — унифицированная с моторами «Нептун-23» и «Вихрь» — с магдино МН-1 и высоковольтными катушками ТЛМ. Карбюратор и топливный насос идентичны таковым на моторах «Вихрь». В системе охлаждения применен бесконтактный вихревой насос, требующий минимальный отбор
295
Рис. 268. Эффективный упор и пропульсивный КПД трехлопастных гребных винтов, исследованных на моторе «Привет-22».
Ре — эффективный упор, кгс; п — частота враще-pe'v ния коленчатого вала, об/мин; Т) = =
е iOlV
мощности на охлаждение двигателя и позволяющий запускать мотор на берегу без опасения повредить резиновую крыльчатку помпы, как на моторах «Вихрь».
К числу достоинств «Привета» относят: удобство конструкции мотора для ремонта; высокую надежность двигателя; наличие подшипников качения в опорах всех валов, включая редуктор; малое гидродинамическое сопротивление подводной части мотора.
Недостатками являются: повышенная шумность при работе мотора; неудобство * подключения исполнительных органов дистанционного управления переключением реверса, поскольку конструкция рычага реверса отличается от принятых на других моторах; отсутствие поставки сменных гребных винтов. Существенным отличием от
других отечественных моторов является левое направление вращения гребного вала, что
пропульсивный КПД, где v — скорость, м/с; N —
мощность на валу, л. с.
1 — штатный винт DXH = 0,235X0,285 м окрашенный; 2 — штатный винт полированный; 3 — полированный винт 0,23X0,28 м; 4 — полированный 0,25X0,25 м, А/Ад — 0,53; 5 полированный 0,25X0,23, А/Ад = 0,53.
делает невозможным применение
винтов от других моторов. В ряде случаев оказывается неудобным нижнее расположение пускового шнура ручного стартера.
Результаты испытаний мо-
тора в опытовом бассейне, проведенных с пятью различными гребными винтами, представлены на рис. 268. Оптимальным гребным винтом для лодок, развивающих скорость до 40 км/ч, можно считать трехлопастной винт с диаметром и шагом по 0,25 м.
В качестве грузового винта при скоростях 25—30 км/ч можно рекомендовать винт 0,25x0,23 м, дающий больший эффективный упор, чем штатный винт (0,235x285 м), поставляемый вместе с мотором.
Буксировочное сопротивление погруженной части мотора «Привет-22» без
винта меньше, чем у мотора «Нептун-23», благодаря меньшей смоченной поверхности и более удачным обводам дейдвуда,' создающим меньшее брызгообразование на всех скоростях движения. Сопротивление может быть оценено по формуле w = 0,143и2 (кгс) для мотора «Привет-22» и w = 0,175у2 — для мотора «Нептун-23» (здесь v — скорость лодки, м/с). Этими зависимостями можно пользоваться для расчета сопротивления подводной части моторов при скоростях до 55 км/ч.
На Казанском моторостроительном производственном объединении, выпускающем «Привет», разработана также модификация мотора «Привет-25», мощность которого благодаря применению настроенного выхлопа повышена до 18,4 кВт (25 л. с.). Удельный расход топлива этой модели составляет 387 г/кВт«ч (285 г/л. с.«ч). Небольшое количество этих моторов выпущено заводом для применения на спортивных мотолодках класса SB-350.
«Москва -ЗОЭ» — 30-сильный подвесной мотор, снабженный электроза-
пуском, генератором переменного тока с выпрямителем для подзарядки аккумуляторных батарей и электроприводом воздушной заслонки карбюратора. Мотор достаточно экономичен — удельный расход горючего составляет
296
Рис. 269. Внешние характеристики моторов «Москва-30» (/) и «Л1осква-25» (2).
Рис. 270. Внешние характеристики моторов «Ветерок-8 и -12».
476 г/кВт«ч (350 г/л. с.«ч); литровая мощность — 44,5 кВт/л (60,5 л. с./л); удельная масса — 2,17 кг/кВт (1,6 кг/л. с.).
Внешняя характеристика мотора представлена на рис. 269.
Благодаря клапанному газораспределению мотор прост в обслуживании и ремонте — двигатель имеет только два силовых продольных разъема (по оси коленчатого вала и камере сгорания). В торговую сеть поставлялся с тремя сменными гребными винтами, позволяющими эффективно использовать «Москву-30» на лодках различного типа. С точки зрения гидродинамики, хорошо отработана подводная часть мотора.
В торговую сеть поставлялось также дистанционное управление газом — реверсом возвратно-поступательного действия с проволочным сердечником в оболочке, специально приспособленное для моторов типа «Москва».
Среди эксплуатационных недостатков мотора можно отметить тепловую эрозию поршней, ненадежную работу редуктора, в котором использовались (на вертикальном' валу) подшипники скольжения. В моделях с ручным запуском — «Москва-25А» и «Москва-30» — магнето не имеет генераторных катушек и выпрямителя для питания бортовой электросети лодки.
С 1976 г. выпуск мотора в связи с переходом Ржевского завода АТЭ-3 на другую продукцию прекращен.
«Ветерок-8» и «Ветерок -12» — двухцилиндровые подвесные моторы с клапанным распределением впуска горючей смеси и кривошипно-камерной дефлекторной продувкой. Имеют муфту холостого хода и ручной стартер с рукояткой, расположенной в нижней части двигателя. Оба мотора имеют одинаковые габариты и массу (большая мощность «Ветерка-12» получена за счет увеличения диаметра цилиндров с 50 до 60 мм), а также высокую степень унификации деталей. Внешняя характеристика моторов приведена на рис. 270.
Моторы удобны для установки на среднескоростные суда водоизмещающего типа, легкие полуглиссирующие мотолодки, на надувные и портативные лодки. Используются также в качестве вспомогательных двигателей на парусных яхтах.
«Ветерки» имеют достаточно надежную конструкцию, если не считать имевших место перебоев в работе системы зажигания с магнето МЛ-10-2с, которым снабжались моторы выпуска до 1978 г. В настоящее время Ульяновский моторный завод перешел на выпуск моторов с электронной бесконтактной системой зажигания МБЭ-1. Новая система зажигания обеспечивает стабильную работу двигателя в диапазоне 200—6000 об/мин коленчатого вала, не требует специального ухода и позволяет снимать с генераторной катушки электроэнергию для питания
297
П,оВ!мин
Рис. 271. Внешняя характеристика мотора «Прибой».
кодовых огней мощностью 30 Вт при на* пряжении 12 В.
«Прибой» —двухцилиндровый мотор с клапанным распределением впуска, дефлекторной продувкой, нижним расположением пусковой ручки стартера и муфтой холостого хода. Надежный и неприхотливый в эксплуатации мотор получил признание у владельцев водоизмещающих лодок, надувных судов и небольших яхт, использовался в качестве резервного мотора на глиссирующих мотолодках. Водоизмещающая лодка под «Прибоем» развивает скорость 8—10 км/ч; мотолодка типа «Романтика» (см. стр. 182) с одним человеком на борту—до 20 км/ч.
Внешняя характеристика мотора приведена на рис. 271.
Испытания мотора, приведенные в ЦАГИ, показали, что при скорости движения лодки 8 км/ч мотор со штатным двухлопастным гребным винтом имеющим/) = 0,20м, Н — 0,184 м, развивает всего 3600 об/мин и 2,5 кВт (3,8 л. с.) мощности. Штатный винт оказывается тяжел и вследствие неудачной формы лопастей имеет низкую эффективность. Для скорости 8 км/ч рекомендуется трехлопастный гребной винт, имеющий D — 0,20 м, Н == 0,155 м, дисковое отношение А1Ад = 0,35 м и почти симметричный контур лопастей (рис. 272). Такой винт развивает эффективный упор на швартовах до 50 кгс.
«Прибой» снабжался унифицированной системой зажигания с магдино МН-1 и выносными высоковольтными трансформаторами ТЛМ. К сожалению, в 1975 г. этот надежный и достаточно экономичный мотор снят с производства.
«Салю т-М», «Спутник» — 2-сильные подвесные моторы, пригодные для установки на легкие гребные лодки, байдарки и надувные лодки; могут использоваться как вспомогательные на парусных швертботах водоизмещением до 600 кг, сообщая им скорость около 6 км/ч. Реверсивного устройства и холостого хода моторы не имеют. Унифицированное магдино МН-1 с выносными высоковольтными трансформаторами ТЛМ обеспечивает надежную работу системы зажигания и питание сигнальной лампочки.
С 1982 г. начат серийный выпуск двух новых модификаций, которые получили названия «Салют-Э», и «Салют-ЭС». Обе имеют тиристорную электронную систему зажигания с накопительным конденсатором и магнитным датчиком управляющих импульсов; модель с индексом «С» снабжена складным дейдвудом, благодаря чему уменьшаются габариты мотора при его транспортировке — он размещается в небольшом парусиновом рюкзаке. Все детали ЭСЗ смонтированы под маховиком. Масса этих моторов примерно на 1 кг меньше, чем у моторов с исходной моделью магнето.
В XI пятилетке намечено освоение в серийном производстве мотора «Салют-2», который, помимо электронного зажигания, будет отличаться пониженной шумностью при работе, герметизированным карбюратором, исключающим утечки топлива, клапанным газораспределением вместо золотникового, отдельным бензобакам. В комплект будут входить два гребных винта, один из которых — грузовой, рассчитанный на применение на сравнительно тяжелых водоизмещающих лодках, второй — для полуглиссирующих картоп-мотолодок. Масса «Салюта-2» не превысит 10 кг.
Подвесные электромоторы. Благодаря ряду положительных свойств электромоторы постепенно завоевывают популярность среди любителей рыбной ловли. Это объясняется прежде всего бесшумностью работы и отсутствием загрязнения воды как продуктами сгорания,, так и случайно пролившимся бензином или маслом. В лодке также соблюдается идеальная чистота; отпадают заботы о пожаркой безопасности во время плавания и при хранении запаса топлива на берегу.
Электромоторы просты по конструкции, безопасны и несложны в обслуживании, отличаются высокой надежностью.
298
Рис. 272. Трехлопастной гребной винт для мотора «Прибой».
1 «= сечение максимальных толщин лопасти; 2 — спрямленный контур лопасти? 3 линия наибольшей толщины; 4 — направление вращения.
Однако препятствием к широкому использованию электродвижения на малых судах служит несовершенство конструкции современных источников электроэнергии — аккумуляторов. Для работы электродвигателей постоянного тока достаточной мощности требуется громоздкая и тяжелая аккумуляторная батарея. Напомним, что удельная масса кислотных аккумуляторных батарей в среднем равна 0,8—0,9 кг/А-ч, щелочных— 1»5—1,9 кг/А*ч. Поэтому мощности • большинства лодочных электромоторов не превышают 750 Вт (1 л. с.), а емкости аккумуляторной батареи хватает на непрерывную работу мотора лишь в течение 3—15 часов. Как правило, электромоторы включаются только в режиме рыбной ловли или охоты, для подхода к месту которых и возвращения на стоянку используется бензиновый мотор достаточной мощности. Отечественная промышленность уже выпускает в течение ряда лет подвесной лодочный электромотор «Снеток». К серийному производству в XI пятилетке подготовлена еще одна усовершенствованная модель подобного мотора — «.Форель».
Электромотор -«С нет о. к» (рис. 273} питается от автомобильного 12-вольтового аккумулятора. Он рассчитан на два режима работы, которым соответствуют, скорости движения небольшой 4-метровой лодки. 6 и 3 км/ч. На первом режиме двигатель потребляет 90 Вт; емкости аккумулятора 72 А-ч хватает на 3,5-4 часа работы На втором режиме мощность снижается до 60 Вт, однако время расходования указанной емкости возрастает до 5,5—6 ч.
Электродвигатель размещен в герметичном корпусе, прикрепленном к вертикальной штанге, внутри которой проходит кабель питания. Струбцина подвески позволяет закрепить мотор к транцу на любой высоте относительно днища лодки. Рекомендуемое.заглубление оси винта— 10—15 см ниже днища. Штанга имеет возможность вращаться на 360° и тем самым осуществлять маневрирование лодки. Мотор может быть откинут и зафиксирован в горизонтальном положении» например, для очистки винта от водорослей.
299
Рис. 273. t Подвесной электромотор «Снеток».
Рис. 274. Подвесной электромотор «Форель».
Масса мотора без источника питания составляет 6,5 кг. Устанавливать «Снеток» рекомендуется на лодках длиной до 4 м и водоизмещением не более 300 кг. Минимальная емкость аккумулятора для питания мотора — 42 А*ч.
Эл ектромотор «Форель» (рис. 274) отличается более высокой мощностью — 100 Вт, наличием переключателя заднего хода и планетарного редуктора с редукцией 1:4, что позволяет снизить частоту вращения гребного винта и повысить его пропульсивный КПД до 0,48 (у «Снетка» т] = 0,28). На вертикальной штанге на высоте 20 см от оси винта закреплена антикавитацион-ная пластина, препятствующая просасыванию воздуха к винту. Двухлопастной гребной винт диаметром 160 и шагом 90 мм обеспечивает упор на швартовах 5 кгс, на скорости движения 1 м/с — 3,5 кгс. Потребляемый ток на этих режимах составляет соответственно 14,3 ц 12,8 А. Масса мотора 5 кг, напряжение источника питания — 12 В.
Мотолодка «Романтика» с двумя пассажирами развивает под «Форелью» максимальную скорость 4,3 км/ч.
Наличие двух режимов работы электромоторов позволяет более экономично расходовать запас электроэнергии аккумуляторной батареи. Это достигается включением добавочного сопротивления на режиме «малый ход» и соответственно снижением потребляемого тока примерно в 2 раза.
Что нужно учитывать при установке мотора на лодку?
При установке на лодку важно учесть два условия эффективной работы мотора: правильное положение антикавитационной плиты относительно днища лодки и угол наклона мотора.
300
При нормальной установке плита должна быть ниже днища на 5—15 мм. Если она оказывается выше днища или на одном уровне с ним, то на ходу к лопастям винта проникают вихри и пузырьки воздуха, образующиеся от трения обшивки о воду; частота вращения двигателя превышает номинальную, а скорости лодка не имеет. Такой же эффект может дать и выступающий наружный киль, если он проходит под днищем до самого транца. В этом случае, как показано на рис. 76, необходимо сре-
Рис. 275. Схема установки двух подвесных моторов.
зать киль под углом на длине примерно 500—600 мм от транца и прострогать его по толщине. При слишком большом погружении винта теряется мощность двигателя из-за увеличения противодавления воды на выхлопе, возрастает сопротивление подводной части мотора. Оптимальная глубина погружения оси винта зависит от типа обводов корпуса и угла откидки мотора от транца; обычно она устанавливается при доводочных испытаниях судна. В качестве средних цифр можно указать следующие значения высоты транца от днища в месте установки мотора: для моторов «Вихрь» — 390 мм; «Нептун» — 400 мм; «Ветерок» — 410 мм. При установке двух моторов высота транца должна измеряться в месте установки мотора (рис. 275) по его вертикальной оси, с учетом килеватости днища. Следует учесть, что случайное совпадение продольного редана с осью мотора в этом случае может иметь тот же эффект, что и продолжающийся до транца киль. Дело может исправить небольшое смещение мотора в сторону или срез редана в 400—500 мм от транца.
При установке двух моторов важно расположить их так, чтобы гребные винты при работе не мешали один другому. Минимальное расстояние между концами их лопастей должно составлять не менее 15 % диаметра винта (соответствующее расстояние между осями моторов — не менее 1,15/3). Для подвесных моторов (как и для угловых колонок) такое расстояние оказывается критическим, поскольку при повороте вихри с лопастей наружного по отношению к циркуляции лодки винта попадают на лопасти внутреннего. Причина в том, что плоскость винта не совпадает с осью поворота мотора. Поэтому
расстояние между осями подвесных моторов рекомендуется принимать не менее 1,4D (для «Ветерков» и «Москвы» — 370 мм; для «Вихрей»— 420 мм).
Разносить подвесные моторы шире чем на 500 мм не имеет смысла. На лодках со значительной килеватостью днища, получающих заметный крен на циркуляции, расположение моторов близко к борту оказывается причиной прорыва воздуха к винту на повороте, и как следствие, работы мотора «в разнос» и по-
тери управляемости лодки.
Приведенные рекомендации по оптимальной глубине погружения оси винта относятся к установке мбтора непосредственно на транце лодки, когда на работу винта определенное влияние оказывает днище лодки. Если мотор навешивается на выносном кронштейне, условия обтекания подводной части мотора и работы винта иные. Может потребоваться увеличение высоты верхней кромки подмоторной доски на 15—20 мм для уменьшения брызгообразования или даже установка специального щитка, отражающего брызги, вырывающиеся из-под транца, вниз.
Установка угла наклона мотора. относительно транца также связана с положением антикавитационной плиты. Если плита, имеющая достаточно большую площадь, расположена под неправильным углом атаки к набегающему потоку воды, то это дает заметное увеличение сопротивления воды и повышенное брызгообразование. На ходу плита должна иметь угол атаки по отношению к встречному потоку воды в пределах 0—2°. Если угол откидки мотора от транца слишком велик (рис. 276, а), то плита получает отрицательный угол атаки. На верхнюю поверхность плиты действует избыточное гидродинамическое давление, появляющаяся подъемная сила направлена вниз, в результате чего увеличивается ходовой дифферент на корму. В то же время под нижней поверх-
301
Рис. 276. Влияние угла откидки подвесного мотора относительно транца на обтекание антикавитационной плиты: а — чрезмерный угол откидки мотора; б — мотор слишком сильно поджат к транцу.
ностью образуется область разрежения, возможно свободное попадание воздуха к винту. При чрезмерном поджатии мотора к транцу гидродинамическая подъемная сила на плите, наоборот, направлена вверх и способствует снижению ходового дифферента (рис. 276, б). В обоих случаях на плиту действует горизонтальная составляющая — дополнительная
сила сопротивления движению,
направленная назад и уменьшающая полезный упор мотора.
На практике правильность установки мотора проверяют с помощью линейки (или ровной рейки);
ее прикладывают к антикавитаци-онной плите мотора и замеряют зазоры между рейкой и днищем у транца и в метре от транца в нос. Разность этих замеров в 9—15 мм обеспечивает параллельность антикавитацион-ной плиты днищу с учетом упругих деформаций резиновых амортизаторов под-
вески мотора и транца.
Для правильной установки мотора можно использовать деревянные прокладки, которые крепятся к верхней кромке транца или снаружи его под нижние концы струбцин, если угол откидки мотора не удается отрегулировать с помощью отверстий в подвеске мотора для фиксирующего штыря.
Существует несколько способов установки подвесного мотора на лодки. Самый простой — непосредственное навешивание мотора на транец — допустим только для самых небольших лодок и легких моторов. Как уже отмечалось, высота транца для отечественных моторов составляет всего 380—420 мм, что означает высоту надводного борта на транце всего в 250—280 мм. Лодку легко может залить попутной волной или если водитель будет заниматься ремонтом мотора на плаву. Поэтому у транца делается дополнительная переборка, которая позволяет сохранить здесь нормальную высоту надводного борта, которая определяет безопасность использования лодки в том или ином районе. Если в этой переборке нет отверстий, через которые вода в больших количествах сможет поступать в лодку (максимально допустимо одно отверстие диаметром не более 12 мм), то высота борта определяется до верхней кромки переборки. Образующийся отсек у транца используется для хранения запасов горючего в стандартных баках или канистрах, а на некоторых лодках («Прогресс», «МКМ») сюда можно уложить на стоянке подвесной мотор.
Отсек у транца, однако, не является оптимальным решением, так как в него попадает вода, которую требуется удалять. Более рационально оборудование самоотливной ниши-рецесса, представляющей собой водонепроницаемую ванну со сливными шпигатами в транце для удаления попавшей сюда воды. При выборе размеров ниши необходимо обеспечить свободное откидывание мотора при наезде на подводное препятствие или для смены шпонки гребного винта, поворот мотора по 35° на каждый борт, удобство ручного запуска, особенно если мотор снабжен нижней рукояткой стартера.
Иногда подвесной мотор устанавливают накронштейне, смонтированном на транце лодки. К недостаткам подобных конструкций следует отнести уязвимость моторов при маневрировании в стесненных гаванях, затрудненное обслуживание их на плаву, повышенную опасность заливания мотора волной при плавании с малой скоростью. Мотор оказывается удаленным от кромки днища на транце, поэтому может существенно изменяться нормальное обтекание дейдвудной части — увеличивается брызгообразование.
В то же время изготовить кронштейн проще, чем подмоторную нишу; в корпусе экономится место для размещения снаряжения; в некоторых случаях, когда подвесной мотор играет вспомогательную роль (например, на парусной яхте или
302
резервный мотор малой мощности на катере), применение кронштейна неизбежно.
Конструкция кронштейна, должна быть достаточно жесткой и прочной, чтобы его вместе с мотором не оторвало при наезде на мель. Подмоторная доска для возможности регулировки угла наклона мотора должна иметь наклон к вертикали на 5—7°, а расстояние от нее до транца должно быть достаточным для полного откидывания двигателя.
На яхтах, имеющих большую высоту транца, применяют разного рода кронштейны, позволяющие поднимать мотор из воды на уровень палубы для осмотра и запуска, например, с подмоторной доской, скользящей по направляющим, или с подвеской параллелограмного типа.
Еще один тип установки подвесного мотора — в колодце внутри корпуса лодки. Применяется в тех случаях, когда мотор на транце нежелателен по каким-либо соображениям, для мореходных судов и лодок с острой кормой, а также для лодок, которые держат на неохраняемой стоянке. В этом случае мотор можно запереть на замок; он полностью защищен от повреждений при швартовке; доступнее для ремонта прямо на плаву; защищен от заливания попутной волной. В днище и в транце вырезается отверстие для «ноги», чтобы мотор свободно откидывался при наезде на препятствие или для смены гребного винта.
При работе мотора на стоянке верхняя крышка колодца открывается, чтобы мотор не глох от выхлопных газов, наполняющих колодец. На ходу газы выбрасываются в полость, образующуюся за гребным винтом, и этого явления можно не опасаться.
При установке мотора на лодку необходимо застраховать его от соскальзывания с транца и потери. В простейшем виде это может быть металлическая или деревянная планка, прикрепленная к транцу изнутри выше шайб струбцин, а также страховочный трос, который привязывают одним концом к задней ручке мотора, а другим к рыму или утке на корме лодки. Применяются также разного рода замки для запирания мотора на транце.
Системы дистанционного управления подвесными моторами
Необходимость управления мотором не за штатный румпель, а посредством штурвала диктуется не только удобством, но и сображениями обеспечения безопасности, особенно при моторах средней и большой 'мощности. При длительном управлении за румпель водитель быстро утомляется, при резком движении румпелем легкая лодка может опрокинуться.
Оборудование ДУ в полном объеме включает устройства для: поворота мотора (обычно штурвал с системой тросов и блоков); регулирования открытия дроссельной заслонки карбюратора; управления реверсом, аварийной остановкой мотора и, если мотор электрофицирован, его запуском и воздушной заслонкой карбюратора при холодном пуске.
В зарубежной практике почти исключительное применение получили системы дистанционного управления с гибким приводом возвратно-поступательного действия. Подобная система освоена в производстве на Калужском турбинном заводе (рис. 277). Механическое дистанционное управление — МДУ—предназначено для управления реверсом и дроОсельной заслонкой карбюратора подвесных моторов семейства «Вихрь» и «Нептун». Пульт управления может быть установлен как на правом, так и на левом борту мотолодки. Система однорычажная, т. е. управление реверсом и газом осуществляется одной рукояткой с поста управления. Благодаря этому существенно упрощается эксплуатация мотолодки, но в конструкции ДУ требуется достаточно точная синхронизация и возможность регулировки совместной работы обоих приводов.
Пульт управления состоит из корпуса 3, крышки и стальной платы 6, на которой смонтированы система рычагов и две шестерни. Рукоятка управления 7 закреплена на ведущей оси 1 вместе с шестерней 4 и рычагом 5, который обеспечивает поступательное перемещение сердечника гибкого привода дроссель-
303
Рис. 277. Пульт МДУ для подвесных моторов «Вихрь» и «Нептун», выпускаемого Калужским турбинным заводом: а— конструкция пульта; б— подсоединение гибких приводов на моторе.
1 — ведущая ось; 2 — фиксатор; 3 — крышка; 4 — ведущая шестерня; 5 — рычаг;
6 — плата; 7 — рукоятка; 8 — рычаг; 9 — каретка; 10 — кнопка отключения привода реверса; 11 — ведомая шестерня; 12 — ось; 13 — кронштейн; 14 — подпружиненный наконечник; 15 — рычаг на оси дроссельной заслонки; 16 — держатель привода газа.
ной заслонки карбюратора. На оси 12 закреплена ведомая шестерня 11 и рычаг 8, который связан с сердечником гибкого привода реверса. На ведущей шестерне и на ведомой оси установлены шариковые фиксаторы 2.
Шестерни 4 и И имеют зубья только на части своей окружности, расположенные таким образом, что при вращении ведущей шестерни как по часовой стрелке, так и против нее ведомая шестерня и ось вращаются совместно только в начальный период до момента включения реверса. Перемещение сердечника привода реверса осуществляется благодаря соответствующему движению каретки 9, После включения реверса дальнейший поворот рукоятки 7 сопровождается лишь поворотом рычага 8 и увеличением частоты вращения двигателя. Включение реверса происходит при перемещении рукоятки 4 из вертикального положения, соответствующего холостому ходу мотора, вперед на угол около 40°. В процессе этого перемещения сердечник привода дроссельной заслонки движения не получает и включение реверса происходит на оборотах холостого хода. Аналогичным образом при отклонении рукоятки назад каретка 9 сначала перемещается в другую сторону и включается задний ход, а затем при неподвижной каретке jувеличивается частота вращения двигателя.
Пульт имеет кнопку 10 на ведомой оси для отключения привода реверса от рукоятки управления. При оттягивании кнопки на себя ось 1 выходит из зацепления с ведомой шестерней 11. Благодаря этому можно прогревать двигатель на повышенных оборотах или регулировать обороты холостого хода с отключенным реверсом.
Двуплечий рычаг 8 устанавливается в пульте в зависимости от типа подвесного мотора. При использовании с моторами «Вихрь» одно плечо
рычага направлено вверх; с моторами «Нептун» — вниз.
Гибкий привод представляет собой стальную жесткую проволоку, заключенную в пластиковую оболочку. На концах оболочки имеются металлические наконечники, с помощью которых оболочка крепится одним концом к пульту управления, а другим — к присоединительным деталям на моторе. Гибкий привод может работать на передачу усилия в обоих направлениях при достаточно крутых его изгибах (желательно — не менее 300 мм).
В комплект МДУ входит также дистанционная кнопка «Стоп», подключае-
мая параллельно такой же кнопке на моторе.
301
2
Рис. 278. Дистанционное управление для моторов «Москва».
1 — кожух; 2 — планка; 3 — сектор; 4 — ручка реверса; 5 — корпус; 6 — ползунок; 7 — ручка газа; 8 — фиксатор; 9 — держатель троса; 10 — шестерня; 11 — трос; 12 —-сухарь; 13 — пружина; 14 — зажим; 15 — наконечник; 16 — защелка.
Система проста в монтаже, надежна, не имеет таких элементов, как блоки тросы, барабаны, талрепы и т. п., каждый из которых требует наблюдения в процессе эксплуатации и периодической регулировки.
Гибкие связи возвратно-поступательного действия применяются и в ДУ «Москва» выпуска Ржевского завода АТЭ-3 (рис. 278). Эта система имеет две рукоятки для раздельного управления дроссельной заслонкой карбюратора и реверсом. Каждый трос снабжен быетрозащелкивающимся соединением 16 и держателем троса Р. Держатели крепятся к поддону мотора. Внутренняя поверхность верхней и нижней стенок коробки ДУ выполнена в виде зубчатых реек. На каждой ручке крепится капроновый сектор 3 и втулка, на которую надевается шестерня 10 и ползунок 6 с закрепленным к нему концом троса управления.
Трос состоит из оплетки и стального сердечника диаметром 2 мм и длиной 3 м. На концы оплетки напрессованы муфты с бронзовыми щтрками, имеющими резьбу и капроновый шарик-сухарь, который вкладывается в держатель троса. Перемещая шарик по штоку, можно регулировать длину троса. При движении рукоятки зубчатый сектор 3 обкатывает одну из реек на стенке коробки, по другой рейке движется шестерня. Конструкция коробки позволяет получить движение сердечника совпадающим с направлением движения рукоятки или противоположное ему; крепить коробку на правом или левом борту лодки, при двухмоторной установке соединять коробки попарно.
Описанная система ДУ предназначена для моторов типа «Москва» всех модификаций, но при изготовлении несложных дополнительных деталей для подсоединения к органам управления на моторе может быть с успехом применена и для «Вихрей», «Нептунов» и «Ветерков».
В торговую сеть поставляется ДУ, первоначально разработанное для комплектации мотолодок «Обь» и «Прогресс» с мотором «Вихрь». При небольшой доработке оно может использоваться и с моторами типа «Нептун-23» и «Привет-22».
Эта система ДУ включает как устройства для управления дроссельной заслонкой и реверсом, так и штурвал с комплектом блоков и штуртросом для управления поворотом мотора (рис. 279) и дистанционную проводку кнопки
305
Рис. 279. Дистанционное управление для моторов «Вихрь»: а — расположение на моторе; б — пульт управления.
1 — пластмассовый наконечник; 2 — основание качалки; 3 — наконечник штуртроса; 4 — трос заднего хода; 5 — трос переднего хода; 6 — наконечник троса; 7 — передняя ручка мотора; 8 — качалка реверса; 9 — тяга реверса; 10 — планка реверса; 11 — угольник для крепления пружины; 12 — задняя ручка; 13 — пружина; 14 — валик привода дроссельной заслонки; 15 — штифт 3X15; 16 — рычаг газа; 17 — штырь с закладным язычком; 18 — трос газа; 19, 21 — боуденодержатели; 20 — боуденовская оболочка; 22 — кница; 23 — регулировочный виит; 24 — ручка газа; 25 — «собачка»;
26 — ручка реверса; 27 — сектор; 28 — фиксатор.
«Стоп». Рычаг, насаживаемый на конец вертикального валика дроссельной заслонки карбюратора, который выступает снизу поддона мотора, соединяется стальным тросом в боуденовской оболочке с рукояткой на посту управления. Подавая рукоятку вперед, водитель увеличивает газ. Возвратное вращение валика осуществляется пружиной, своими концами крепящейся к рычагу и специальному угольнику, который ставится под болты крепления задней ручки мотора.
Включение переднего и заднего хода осуществляется от рукоятки на посту водителя при помощи двух тросов, концы которых крепятся на двуплечем рычаге— качалке. Шаровой наконечник со штатной тяги реверса снимается и взамен него навинчивается пластмассовый наконечник, имеющий паз для качалки. Кронштейн с качалкой крепится на болтах к передней ручке для переноски мотора и служит также для подсоединения штуртросов рулевого управления.
В конструкции пульта управления предусмотрена блокировка, исключающая возможность переключения реверса при повышенной частоте вращения двигателя.
306
7
Рис. 280. Присоединение тросов управления реверсом на моторе «Привет-22».
1 — трехплечий рычаг; 2 — плата; 3 — платик; 4 — винт Мб; 5 — стойка-упор; 6 — стойка рычага; 7 — рычаг-качалка; 8 — болт Мб; 9 — болт М4; 10 — ручка мотора; 11 — ручка переключения реверса; 12 — трос; 13 — боуденовская оболочка троса.
8ид_6
Недостатком описанной системы, как, впрочем, и других, в которых передаточным звеном от рукояток к исполнительным органам на моторе служат гибкие тросики, являются люфты, вытяжка троса со временем, подверженность тросов коррозии и износу, особенно в местах пайки или опрессовки бобышек, с помощью которых трос прикрепляется к деталям ДУ.
Для использования этого ДУ с мотором «Нептун-23» пластмассовый наконечник качалки прикрепляется к штоку переключения реверса при помощи переходной скобы с резьбой и винта Мб. Скоба навинчивается на шток и контрится штатной ручкой. Присоединение троса газа выполняется так же, как и на моторах «Вихрь».
Несколько сложнее приспособить ДУ для управления реверсом мотора «Привет», на котором рычаг реверса имеет вращение в поперечной вертикальной плоскости. Вместо штатной платы необходимо изготовить новую (рис. 280), причем штатные детали крепления платы к передней ручке мотора, а также детали присоединения тросов используются без изменений. Тросы крепятся к концам трехплечего симметричного рычага, в котором сделан паз для рычага-качалки. В свою очередь рычаг-качалка имеет паз для соединения сручкой переключения реверса мотора. При натяжении одного из тросов трехплечий рычаг поворачивается и вызывает поворот рычага-качалки, переключающего ручку реверса на передний или задний ход. Ось поворота рычага-качалки должна совпадать с осью ручки реверса, а перемещение конца рычага реверса должно составлять 17 мм в ту или другую сторону от нейтрали. Ограничителем поворота рычага-качалки служит вырез в плате, края которого «а» подгоняются при монтаже устройства на моторе. Два отверстия диаметром 8 мм в плате служат для подсоединения штуртросов.
Оригинальное дистанционное управление применено на мотолодке «Крым» (рис. 281), Кинематическая связь рукояток с узлами на моторе осуществляется с помощью «бесконечного» троса. Тросы, закрепленные на шкивах ручек, проходят сквозь боуденовскую оболочку, которая присоединяется к упорной планке.
307
Рис. 281. Дистанционное управление мотором «Вихрь» на мотолодке «Крым» 1 —• корпус блока управления; 2 — рукоятки; 3 — разделительная пластина; 4 — кольцо; 5 —- опора; 6 — шпилька; 7 — стопор троса реверса; 8 — наконечник тяги реверса; 9 — упор; 10 — хомутик; И — кронштейн крепления наконечника к румпелю; 12 — палец; 13 — боуденовская оболочка, I = 3,1 м; 14 — наконечники; 15 — шпилька;
16 — гайка.
Планка может перемещаться по резьбовой шпильке для регулировки натяжения троса. Трос огибает кольцо и крепится на нем в отверстиях таким образом, что обеспечивается вращение кольца в полукольце. Для дистанционного управления газом одно из колец надевается на вращающуюся рукоятку румпеля — шлицы на внутренней поверхности кольца входят в зацепление с выступами хомутика, установленного на рукоятке. Узел крепится с помощью кронштейна, охватывающего невращающуюся часть румпеля. Перемещение рукоятки газа на посту управления вызывает соответствующее вращение рукоятки румпеля, как и при непосредственном управлении мотором с помощью румпеля.
Механизм управления реверсом имеет аналогичную конструкцию и закрепляется на кронштейне рулевого устройства. На открытую часть троса вблизи кольца надет сухарик, соединяемый со штоком переключения реверса. Перемещаясь вместе с. тросом, сухарик обеспечивает поступательное перемещение штока. Система работает без каких-либо фиксирующих приспособлений — достаточно сил трения, которые легко регулируются путем перемещения упорных планок оболочек.
Рулевое дистанционное управление
В торговую сеть в комплекте с дистанционным управлением типов МДУ и ДУ производства Калужского турбинного завода (см. рис. 279) поставляется рулевое дистанционное управление, предназначенное для поворота подвесного мотора с места водителя при удалении его от транца до 3,7 м» Система состоит из штурвальной колонки, рулевого колеса, стальных оцинкованных тросиков, направляющих роликов, пружинных демпферов, комплекта присоеди-
308
175
Рис. 282. Шарнирная тяга для управления поворотом двух моторов.
1 —» гайка Мб; 2 — болт М6Х25; 3 — палец 7X26; 4 — проушина; 5 — скоба; 6 — палец 7X10, приваренный к трубе; 7 — труба газовая 1/2",/ = 250; 8 — палец 14X55;
9 — шплинт из проволоки 0 3.
нительных деталей и кнопки «Стоп» с проводом для аварийной остановки двигателя. Штурвальная колонка может устанавливаться как на вертикальный, так и на наклонный пульт.
Большая часть мотолодок поступает в продажу уже с установленным на них штатным рулевым управлением. И тем не менее владельцам лодок часто приходится самостоятельно оборудовать свои суда рулевым ДУ. При этом (рекомендуется обратить внимание на ряд критических деталей, от которых зависит надежность устройства, а следовательно — и безопасность эксплуатации мотолодки.
Для обеспечения длительной работоспособности штуртроса диаметры шкивов всех блоков, огибаемых тросом, и диаметр барабана штурвала должны быть достаточно большими. Рекомендуемые их значения в зависимости от конструкции и диаметра троса следующие:
Трос * Диаметр шкива Диаметр шкива
предпочтительный критический
6Х 7 4- 1 ОС 42</тр 28dTp
6X19 4- 1 ОС 24dTp 16dTp
6X 37 4- IOC 16dTp 14dTp
. * — первая цифра в обозначении троса обозначает число прядей,-из которых свивается трос, вторая — число проволок в каждой пряди; ОС — органический сердечник.
По правилам BIA для рулевого управления допускается применять трос с разрывной нагрузкой не менее 400 кгс (диаметр 2,5—3 мм). Для уменьшения коррозии и снижения контактных напряжений смятия в проволоках рекомен-
309
дуются тросы, покрытые пластиковой оболочкой. В креплениях блоков и других деталей допускается применять только сквозной крепеж — заклепки или болты; все соединения и заделки тросов должны выдерживать нагрузку не менее 170 кгс, соединение с мотором рассчитывается на 340 кгс.
Трос должен иметь свободное перемещение для поворота мотора в пределах 750 мм, причем для установки с мотором мощностью 22—37 кВт (30—50 л. с.) рекомендуется проводку выполнять в два лопаря — через подвижный блок,-закрепляемый на моторе. Важно, чтобы трос всегда располагался в плоскости шкива блока и была исключена возможность его выскакивания из канавки и попадания между щекой и шкивом. На транце и там, где штуртрос отходит от борта на барабан, лучше всего применить самоустанавливающиеся блоки, шкивы которых всегда располагаются в плоскости обеих ветвей троса.
Трос на барабан должен наматываться точно под 90° к его оси, чтобы исключить перехлестывание витков. Лучше, если барабан будет снабжен спиральной канавкой для 6—10 витков троса или, во всяком случае, разделительным буртиком для обеих ветвей троса. Для того чтобы усилие на штурвале было не слишком большим, а повороты лодки плавными, скандинавские правила постройки лодок требуют, чтобы для поворота мотора с борта на борт нужно было повернуть штурвал не менее чем на два оборота.
При спаренной установке моторов конструкция присоединения штуртроса к ним должна обеспечивать возможность откидывания каждого мотора в отдельности и их синхронного поворота. Этим требованиям отвечает шарнирная тяга, разработанная'А. С. Федосовым (рис. 282). Состоит она из полудюймовой газовой трубы, по концам которой с помощью проволочных шплинтов закрепляются два шарнирных наконечника, обеспечивающих две степени свободы. Наконечники крепятся к панелям дистанционного управления (Калужского турбинного завода) на болтах, а планка штуртроса — к середине трубчатой штанги с помощью приваренного к ней пальца и фиксируется на нем шайбой и шплинтом. Шарниры позволяют свободно откидываться любому мотору или обоим моторам одновременно-, не нарушая тросовой про-водки ДУ.
Приборы для контроля за работой подвесного мотора
Важное значение в обеспечении длительного моторесурса подвесного мотора имеет соблюдение правильного режима его эксплуатации. Прежде всего имеется в виду соответствие мощности, частоты вращения и температурного режима расчетным параметрам мотора.
Промышленность выпускает в торговую сеть две модели комплектов приборов, позволяющих контролировать частоту вращения, скорость лодки и температуру двигателя.
Прибор ДЛМ-1 (рис. 283) позволяет контролировать частоту вращения коленчатого вала в пределах 100—6000 ± 200 об/мин и температуру двигателя в пределах 30—100° ±5°. Контроль частоты вращения основан на измерении частоты импульсов, поступающих от прерывателей системы зажигания. Температура контролируется измерительным мостом, в одном из плеч которого включено термосопротивление, вмонтированное в болт М8. Этот болт может быть установлен в теле двигателя и являться термодатчиком прибора.
Источником питания могут служить переменный ток напряжением 15— 30 В, получаемый от генераторных катушек мотора„ или постоянный ток напряжением 6 или 12 В от бортовой сети мотолодки. Могут быть также использованы четыре элемента «373-Марс», размещаемые в специальной кассете. Их емкости хватает на 50 ч непрерывной работы прибора. Стоимость прибора — 25 руб.
Другой комплект приборов — тахометр и спидометр для мотолодок (рис. 284) позволяет измерять частоту вращения в диапазоне 500— 6000 об/мин с точностью ±5 %, скорость лодки — в пределах от 20 до 67 км/ч. Оба прибора смонтированы на пластмассовом щитке, который устанавливается на панели мотолодки. Эти приборы позволяют оперативно, без проведения тру-310
Рис. 283. Прибор ДЛМ-1 для контроля температуры и частоты вращения дви-• гателя.
доемких испытаний, с достаточной точностью подобрать элементы гребного винта, соответствующие сопротивлению лодки без превышения максимально допустимой частоты вращения коленчатого вала двигателя. В процессе эксплуатации можно следить .за тем, чтобы мощность мотора была постоянной, находить оптимальные глубины, погружения и угол откидки подвесного мотора и т. п.
Работа спидометра основана на измерении гидродинамического давления встречного потока воды, набегающего на датчик — капиллярную трубку. Указателем скорости служит манометр, шкала которого отградуирована в единицах скорости.
Тахометр измеряет среднее значение импульсного тока, которое пропорционально частоте вращения коленчатого вала двигателя. Шкала миллиамперметра М-4200 градуирована в оборотах в минуту.
При отсутствии тахометра заводского изготовления может быть выполнен достаточно простой электронный прибор по приводимой схеме (рис. 285), если подвесной мотор оборудован магнето МН-1 с генераторными катушками системы электроосвещения. Схема позволяет делать замеры в диапазоне 1000—5000 об/мин с погрешностью около 3 %. В качестве индикатора используется микроамперметр М24 со шкалой, градуированной в оборотах в минуту. Переменный ток, снимаемый с обмоток генераторных катушек, через резистор R1 поступает на двусторонний ограничитель напряжения Д1—Д4, в обе ветви которого последо-
Рис. 284. Прибор ТС (тахометр и спидометр) для мотолодок.
311
Рис. 285. Принципиальная схема электронного тахометра.
Д1—Д4 — диоды Д808; Д5—Д6 — диоды Д2Е; R1 — резистор МЛТ-2,0 560 Ом; R2 резистор МЛТ-0,5 100—500 Ом; С1 — конденсатор МБМ-1, 25 мкФ; С2 — конденсатор КЭМ 25 мкФ 4 В; И — измерительный прибор М24 на . 100 мкА.
вательно включены по два кремниевых стабилитрона Д808. Напряжение в пределах 1,2 В, ограниченное по амплитуде, подается на частотнозависимый детектор (конденсатор С1 и диоды Д5 и Д6), а затем на зажимы измерительного прибора. Для сглаживания пульсации выпрямленного напряжения параллельно прибору включена емкость С2. Резистор R2 служит для регулирования чувствительности прибора.
Тахометр тарируется с помощью механического или электрического тахометра непосредственно на работающем моторе, либо с помощью генераторов низкой частоты типа ГЗ-ЗЗ или ГЗ-34 в лабораторных условиях.
Спидометр необходим на мотолодке в неменьшей степени, чем тахометр. Если тахометр позволяет подобрать оптимальный гребной винт, соответствующий загрузке мотолодки, и контролировать работу двигателя, то спидометр помогает найти оптимальную центровку лодки, наивыгоднейшее положение мотора на транце по высоте и углу его откидки. Использование тахометра совместно со спидометром позволяет выбрать режим движения, оптимальный с точки зрения экономии топлива. Возрастание скорости лодки далеко не прямо пропорционально увеличению частоты вращения двигателя и во многих случаях эксплуатация двигателя на больших числах оборотов не имеет смысла. Например, при определенной нагрузке лодки «Крым» увеличение числа оборотов двигателя с 3500 до 4б00 об/мин приводит к повышению скорости всего на 2 км/ч, т. е. увеличившийся расход топлива оказывается далеко не оправданным.
Спидометр работает по принципу замера гидродинамического давления встречного потока воды — так называемого скоростного напора. Состоит прибор из датчика — металлической капиллярной трубки с внутренним диаметром 1—2 мм, направленной отверстием навстречу движению лодки, и индикатора— манометра низкого давления на 1—1,5 кгс/см2, соединенных между собой полиэтиленовой или резиновой трубкой с внутренним диаметром 2—3 мм. Чем больше скорость, тем выше передаваемое на манометр давление. Ориентировочно скорость К можно определить по зависимости
V == 50,4 VР, км/ч,
где Р — показания манометра, кгс/см2.
Численное значение скорости приведено в табл. 16.
Таблица 16
Зависимость скорости мотолодки от напора
р, кгс/см2 0,05 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
V, км/ч 11,3 15,9 22,5 27,6 31,9 35,6 39,0 41,2 45,1 47,8 50,4
312
Однако градуировку шкалы манометра в км/ч лучше произвести на мерном участке длиной 200—500 м, проходя его с разной скоростью, так как таблица не учитывает потери давления от влияния корпуса мотолодки (попутный поток), непараллельность датчика набегающему потоку и т. п.
Датчик может быть закреплен как на транце лодки, так и на подводной части мотора. Второй способ предпочтительнее, так как водозаборник оказывается лучше защищенным от повреждений плавающими предметами, меньше вероятность его засорения, отпадает необходимость в креплении датчика на транце.
В простейшем виде датчик представляет собой медную или латунную трубку, изогнутую навстречу потоку воды (рис. 286).
в двух брызгоотражающих пластинах дейдвуда сверлят соосно два отверстия диаметром 5 мм. Трубка крепится фиксатором, который размещается между брызгоотбойными пластинами и накладной планкой. Фиксатор предотвращает осевое и угловое смещения датчика относительно дейдвуда.
На моторе «Вихрь» для проводки трубки, соединяющей датчик с манометром, может быть использована полая ось мотора.
Рис. 286. Установка датчика спидометра на моторе «Нептун-23»,
1 — бобышка; 2 — трубка датчика, медь или латунь; 3 — планка 1,5X5X15; 4 — шайба пружинная; 5 — винт М2Х8; 6 — трубка резиновая или полиэтиленовая.
Для ее крепления на моторе «Нептун-23»
Электрооборудование лодки с подвесным мотором
Магдино МН-1 на моторах «Прибой» и «Нептун» и МВ-1 на «Вихрях» снабжены генераторными катушками, наводимая в которых э. д. с. при наличии внешней нагрузки (лампочки сигнально-отличительных огней и т. п.) создает переменный ток. Мощность, отдаваемая катушками в сеть, при напряжении 12 В ± ± 5 % составляет не менее 40 Вт при 5000 об/мин и не менее 25 Вт при 4250— 4500 об/мин. В связи с этим мощность одновременно включаемых ламп не должна быть ниже мощности, развиваемой магдино. В противном случае лампочки будут работать с перекалом и могут перегореть. По этой же причине не допускается поочередное включение и выключение отдельных ламп — все потребители электроэнергии должны включаться одновременно.
Бортовая сеть включается после запуска мотора, когда его частота вращения достигнет 1000 об/мин. Если установить выпрямитель типа ВУ-1 или ВУ-2, то можно использовать снимаемое напряжение для зарядки аккумуляторной батареи. Полупроводниковый выпрямитель может быть собран по мостиковой схеме из четырех диодов Д214—215; годятся также Д231—234; Д241—248; Д304—305 (см. рис. 289). В настоящее время моторы «Вихрь-М» и «Вихрь-30» комплектуются штатным выпрямительным блоком ВБГ-ЗА, рассчитанным на максимальную силу постоянного тока до 7 А и позволяющим осуществлять подзарядку аккумуляторных батарей.
На моторах, магнето которых не имеет специальных генераторных катушек («Ветерки», «Москва», «Вихрь» прежних выпусков), для питания бортовой сети могут быть использованы токи, возникающие в первичной обмотке катушки зажигания. Схема подключения сети к магнето, разработанная В. С. Земсковым и И. В. Шафранским, приведена на рис. 287. Схема проверена в работе на моторе «Вихрь-М», оборудованном магнето МГ-101 (без генераторных катушек). Она предусматривает питание ходовых огней с лампами малой мощности, позво
313
ляет замерять частоту вращения коленчатого вала двигателя, контролировать его температурный режим. Конструктивно она выполнена в виде отдельного пульта с габаритами 120х 110x80 мм и подсоединяется к мотору с помощью штепсельного разъема. Для контроля частоты вращения может быть использован тахометр, подобный показанному на рис. 285, в котором используются импульсы тока в катушке зажигания, возникающие при размыкании контактов прерывателей. С помощью тумблера В1 к входу тахометра подключаются поочередно контакты катушек зажигания обоих цилиндров. Увеличивая частоту вращения, сравнивают показания тахометра, которые при нормальной работе зажигания должны быть одинаковыми.
Контроль температуры двигателя осуществляется с помощью температурного реле типа ТМ-104, встроенного в канал охлаждающей воды на входе глушителя.
При нагреве воды выше 95 °C в реле замыкается контакт и на пульте загорается сигнальная лампочка.
Лампочки ходовых огней и освещения при работающем двигателе питаются от системы зажигания через диоды Д/, Д2, а при выключенном двигателе — от
•2
Г
2UJ
J
лч
1Ш
лт
Рис. 287. Принципиальная схема электрооборудования с магнето МГ-101.
1 — плата магнето; 2 — контрольно-коммутационный пульт; 3 — тахометр; 4 —. дат* чик температуры ТМ-104, Кн — кнопка «Стоп»; 1Ш — штекерный разъем с 4 контактами; 2Ш — разъем с 7 контактами; Bt — тумблер с нейтральным положением; Ве, В3 — тумблер; Л1 — сигнальная лампа 12 В, 2 Вт контроля температуры; Л2—Л4 — лампы ходовых отличительных огней 12 В; 2Вт; Л5 — лампа освещения; Д1 — ДЗ — диод Д245; Д4 — диод Д226.
314
Рис. 288. Установка электростартера от автомобиля «Запорожец» на моторе «Вихрь» (а) и переделка роликовой муфты (б).
батареи или аккумулятора, причем переключение питания при остановке двигателя происходит автоматически с помощью диода ДЗ. На тахометр питание подается постоянно от батареи через диод Д4.
Моторы типа «Вихрь», «Нептун-23» и «Привет-22», имеющие магдино МГ-101А или МВ-1 с генераторными катушками, могут быть оборудованы электростартером — необходимым дополнением к дистанционному управлению. Могут быть использованы стартеры СТ-253, СТ-350 или СТЛ-ЮОТВ (в последнем случае необходимо стартер дополнить контактором ДКД-501). Чаще любители используют более доступные стартеры СТ-351 от автомобиля «Запорожец», имеющие аналогичную конструкцию, но противоположное направление вращения. Этот стартер нуждается в небольшой переделке.
Для изменения направления вращения якоря стартера нужно, не снимая башмаков с обмоткой со статора, поменять местами подсоединения начала и конца обмотки возбуждения. Затем следует изменить зацепление роликовой муфты. Деталь, показанную на рис. 288, отпускают нагревом до красного свечения и разрезают ножовкой по линии /-/. Затем отрезанную часть 1 протачивают и запрессовывают на глубину 1,5 мм в часть 2 с другой стороны. Пазы 3 в деталях 1 и 2 должны совпадать. Детали пропаивают латунью или припоем ПСр45 и затем закаливают. Пружину муфты несколько укорачивают или заменяют на менее упругую.
Верхнюю часть корпуса стартера, прилегающую к картеру мотора на высоте 35 мм от верха, подпиливают так, чтобы пусковое устройство стартера располагалось слева, затем из стали толщиной 4—5 мм изготавливают кронштейны. Их размеры лучше всего подогнать по месту так, чтобы стартер плотно прилегал к картеру, а зубья шестерни и венца на маховике имели на достаточной глубине правильное зацепление. После подгонки кронштейны приваривают к корпусу стартера, который при этом нужно охлаждать, чтобы не повредить обмотки возбуждения. Все неиспользуемые приливы на верхней алюминиевой крышке стартера отпиливают.
На маховике мотора нужно проточить посадочное место для напрессовки зубчатого венца. Венец изготавливают из стали 40, поверхность зубьев подвергается закалке до твердости HRC-424-52. Число зубьев венца — 72, модуль 2,5 (корригированный), угол профиля зуба 20°. Венец напрессовывается на маховик без дополнительной фиксации. На валу стартера закрепляют шестерню с числом
315
Рис. 289. Принципиальная схема электрооборудования мотора «Вихрь» с электростартером.
7 — магдино; 2 — катушки питания зажигания; 3 — генераторная катушка; 4 катушка зажигания; 5 — выпрямитель ВУ-1; 6 — аккумуляторная батарея 6СТ42; 7 ** стартер; 8 — кнопка «Стоп»; 9 кнопка «Пуск».
зубьев 11. Можно использовать готовый венец от пускового двигателя ПД-10, проточив его по внутреннему диаметру до толщины обода 2,75 мм.
Шестерня стартера должна входить в венец маховика с зазором по торцу 1—2 мм, иначе при запуске будет слышен неприятный шум. Проверив зацепление, можно прокрутить двигатель, вывернув предварительно свечи зажигания. При этом контактор нужно отрегулировать так, чтобы ток обмотки стартера подавался только после того, как шестерня войдет в зацепление с венцом маховика.
Этот же стартер после изменения направления вращения может быть установлен и на моторе «Привет-22». Стартер устанавливается с правой стороны двигателя, если смотреть на мотор спереди, и крепится двумя болтами за верхний фланец к стальной пластине, закрепленной на двух стяжных болтах разъема картера верхнего цилиндра. Нижняя часть стартера стяжным хомутом притягивается к другой пластине, закрепленной на двух болтах разъема картера нижнего цилиндра. Положение стартера по высоте несложно регулировать, подкладывая шайбы под головки болтов крепления, а в горизонтальной плоскости — для регулировки зацепления шестерен — перемещая пластины крепления.
Для посадки зубчатого венца, имеющего наружный диаметр DH = 205 мм (с модулем зацепления 2,5), маховик необходимо проточить до уровня зубьев для ручного стартера, так чтобы можно было пользоваться и им. Малая шестерня ручного стартера протачивается до высоты зуба в 6 мм.
Источником тока для стартера служит аккумуляторная батарея 6СТ42 напряжением 12 В и емкостью 42 А*ч. Его подзарядка осуществляется через полупроводниковый выпрямитель (рис. 289) от генераторных катушек магдино. При запуске пусковой ток достигает силы 180 А, поэтому сечение кабеля, подводящего ток от аккумулятора к стартеру, должно быть не меньше 8,8 мм2, а длина его не должна превышать 1,5 м. Рекомендуется применять кабель БПВЛ в хлорвиниловой изоляции. Другая часть схемы монтируется проводом МГШВ-0,75.
При установке стартера катушки зажигания переставляют в другое место. На поддоне мотора устанавливают дублирующие кнопки «Пуск» и «Стоп» (основные следует расположить на пульте управления мотолодкой). Непосредственно к выходным клеммам аккумулятора или к его отдельным банкам (в зависимости 316
от напряжения применяемых электроламп) может быть подключена бортовая сеть освещения или сигнально-отличительных огней суммарной мощностью не более 40 Вт. Емкости батареи хватает примерно на 50 пусков двигателя.
Запуск холодного мотора производится с включенной системой подсоса топлива, поэтому желательно блокировать движение вилки включения стартера вверх с тросиком обогащения или применить для этой цели соленоид, как это сделано на моторе «Москва-30».
Несколько простейших усовершенствований, повышающих надежность моторов и их эксплуатационные качества
Для облегчения запуска мотора «Салют» в холодном состоянии полезно прорезать в дейдвуде небольшое окно с размерами 10x20 мм, которое дает выход выхлопным газам в атмосферу. Окно закрывается хомутиком, сделанным из тонкой латуни и плотно посаженным на паронитовой прокладке на дейдвуд мотора. После запуска мотора и его прогрева хомутик поворачивается и выхлопные газы направляются обычным путем в полость за гребным винтом.
На карбюраторе «Вихря» обогатитель не всегда обеспечивает необходимую для запуска в холодную погоду степень обогащения горючей смеси. Более эффективно использование воздушной заслонки, которую можно установить на переднем винте крепления сетки карбюратора (рис. 290, а). Заслонка должна плотно перекрывать входное отверстие диффузора карбюратора, оставляя доступ воздуха только через отверстие диаметром 3—5 мм, сделанное в ее нижней части. Втулка на винте крепления сетки заменяется пружиной.
Для обогащения смеси при запуске «Нептуна-23» в холодную погоду приходится пользоваться утолителем поплавка карбюратора, а для этого необходимо снимать капот. Простое устройство позволяет нажимать на утолитель, не снимая капота (рис. 290,6). На утолитель надевают колпачок 3, изготовленный из тонкой жести, и соединяют его тросиком 7 в боуденовской оболочке с манет-кой 9, установленной в легко доступном месте снаружи поддона мотора. Верхний конец оболочки тросика крепится во втулке, припаянной к кронштейну 5, Кронштейн крепится при помощи винта Мб, имеющегося на проушине для капота. Между колпачком 3 и втулкой кронштейна 5 ставится возвратная пружина 2. При оттягивании манетки 9 на себя колпачок нажимает на утолитель поплавка;
Рис. 290. Воздушная заслонка на карбюраторе «Вихря» (а) и утолитель поплавка на «Нептуне-23» (б).
1 — заслонка, 6 = 0,8 — 1; 2 — пружина; 3 <— колпачок; 4 —утолитель поплавка;
5 — кронштейн с втулкой; 6 — винт Мб; 7 — тросик в оболочке; 8 — болт М8 о отверстием; 9 манетка.
317
Рис. 291. Кришение ’бобин к блоку мошра «Ветерок».
Для повышения надежности работы системы зажигания и увеличения мощности искры на свечах на «Ветерках» выпуска до 1979 г. и «Москве» можно заменить штатные трансформаторы, установленные на магнето МЛ10-2С, на выносные индукционные катушки (бобины) ИЖ56сб39 или от мотоцикла «Ява». На сердечниках магнето остаются низковольтные обмотки, выполненные из провода ПЭВ-2 диаметром 0,8 мм с числом витков 150. Проводники с минусового вывода обеих бобин подключают на массу мотора; «плюс» соединяют с прерывателем.
Бобины удобнее всего закрепить на блоке цилиндров на специальном кронштейне (рис. 291), используя две верхние шпильки головки цилиндров. Заодно рекомендуется вынести из под маховика магнето также и конденсаторы, которые несложно закрепить
на картере иля на поддаяе вд капотом мотора. Конденсаторы соединяют с магнето легкосъемным разъемом. Они будут всегда доступны для осмотра ,и замены без съема маховика. Переключая их с цилиндра на цилиндр, легко узнать причину отсутствия искры. А если установить еще рядом и третий, заведомо исправный конденсатор, — под рукой всегда будет полноценная замена. Не обязательно ставить «фирменные» конденсаторы: можно заменить их радиотехническими или любыми другими. Достаточно, если емкость их составит 0,2—0,3 мкФ, а рабочее напряжение не менее -300 В; хорошо, если они будут герметизированными цилиндрическими (тина МБ ГЦ) или плоскими (типа МБГП).
Повысить напряжение в системе зажигания подвесных моторов, оборудованных магнето МН-1 и МВ-1, на малых частотах вращения и тем самым улучшить пусковые свойства двигателя можно, сделав неглубокие пропилы в полюсных наконечниках магнитов (рис. 292). Пропилы делаются на снятых с основания магнето катушках с помощью ножовки.
Испытания мотора с модернизированным таким образом магнето показали образование интенсивной искры на электродах свечи зажигания при самом медленном прокручивании маховика. Двигатель запускается при почти полностью закрытой дроссельной заслонке карбюратора и не слишком сильном рывке пускового шнура. Двигатель устойчиво работает на холостом ходу при 850 об/мин и на ходу мотолодки в диапазоне 1500—2200 об/мин.
Такне же пропилы целесообразно сделать и на генераторных катушках зажигания магнето, что позволяет повысить мощность отбора электроэнергии.
Чтобы иметь возможность проверить работу обеих свечей, не рискуя получить удар током, а также во избежание пробоя катушки зажигания при продувке двигателя, рекомендуется сделать несложный держатель для свечей, согнутый из пружинной 2-миллиметровой проволоки (рис. 293). Он крепится на средней шпильке годовки цилиндров близ бензонасоса и закрепляется гайкой (размеры даны применительно к мотору «Ветерок»). В кольца диаметром 14 мм, которые, если нажать на конец проволоки, легко разжимаются, вставляются свечи. В этом держателе можно постоянно хранить запасные свечи.
Вместо проволочных петель можно использовать металлическую пластинку с резьбовыми отверстиями под свечи.
Нередко причиной отказа системы зажигания является попадание воды на электрооборудование, особенно — на его высоковольтную часть. Простые профилактические меры путем тщательной очистки всех контактов бензином и защите оголенных деталей консистентной смазкой типа ЦИАТИМ-201 или техническим вазелином существенно снижают вероятность отказа электросистемы.
318
Рис. 292. Модернизация магдино.
1 — магнитопровод; 2 — катушка^ 3 = маховик; 4 — основание маг» дино.
Рис. 293. Держатель для свечей.
1 —- хомутику 2 — обжимка из жести.
Пленка грязи на поверхности деталей и проводников в- высоковольтных цепях системы зажигания способствует появлению токов утечки. Высоковольтный провод необходимо отсоединить от трансформатора, снять с его концов изоляцию на длине 3 мм и жилки загнуть, веером ио тор-цу изоляции. Гнезда для провода в трансформаторе, и наконечнике свечи заполняются смазкой,, в него вставляется провод, а излишки масла, выдавленные из гнезд» удаляются ветошью.
Причиной исчезновения искры на свече может быть попадание воды под экранирующий наконечник свечи, вследствие чего- высокое напряжение замыкается. на массу. Поэтому наконечник должен быть всегда- чистым и защищенным смазкой. Важно также удалить грязь с наружной поверхности изолятора свечи.
Магнитная ловушка для удаления металлических частиц из горючей смеси рекомендуется для использования с любым подвесным мотором- Она включается в топливопровод, и представляет собой разъемную коробочку, сделанную из любого немагнитного материала, например, текстолита или дюралюминия, в ко-
торую вмонтированы две пары постоянных магнитов» (рис. 294).. Магниты установлены так, что весь поток топливной смеси проходит через узкий 3-миллиметровый зазор между полюсами. Благодаря увеличению поперечного сечения потока в коробке скорость, прохождения смеси здесь невелика, что способствует эффективной очистке топлива. Устанавли
Рис. 294. Магнитная ловушка.
1 — корпус; 2 — магниты, 4 шгв.; £ — крепежные отверстия; 4 — штуцера подвода и отвода топливной смеси; 5 —> прокладка.
вать ловушку рекомендуется между подкачивающей грушей и баком. Очистка ловушки от загрязнений производится продувкой сжатым воздухом или липкой лентой после разборки ее корпуса.
319J
Рис. 295. Сборник топлива для карбюратора «Вихря»: а — готовый сборник; б — развертка.
1 донышко с торцовой стенкой; 2 «— боковая стенка,
Штатные ручные подкачивающие груши-насосы, используемые в топливной системе подвесных моторов, несовершенны и часто выходят из строя. Вместо них можно применить бензонасос от автомашины «Жигули» или другого типа. Этот насос надежен, снабжен' бензоотстойником и фильтром, благодаря чему обеспечивается дополнительная очистка горючего.
Карбюратор «Вихрей» выпуска до 1980 г., имевший ряд недостатков, являлся источником загрязнения водоемов нефтепродуктами. При подкачивании топлива ручным насосом карбюратор переполнялся горючей смесью, которая через отверстия в крышке поплавковой «камеры попадала на поддон мотора и далее сливалась за борт. То же самое происходило при откидывании мотора на транце.
Сборник для топлива, изготовленный из тонкой жести и закрепленный между фланцем карбюратора и картером двигателя (рис. 295), позволяет избежать загрязнения водоема и опасности загорания горючего, скапливающегося на поддоне. Сборник соединяют бензостойким резиновым шлангом с основным топливным баком. Все горючее, вытекающее из поплавковой камеры при подкачивании грушей, попав в сборник, стекает в бак.
Если днище поплавковой камеры снабдить штуцером для соединения с топливным баком, то можно устранить выливание горючего из камеры при откидывании мотора. В месте прохода трубочки через поддон ставится проходной штуцер с бензокраником, который открывается перед откидыванием мотора; бензин при этом сливается в топливный бак.
Для устранения утечки через отверстие в крышке камеры рекомендуется для оси поплавка сделать колпачок высотой и диаметром 10 мм. По оси колпачка необходимо просверлить углубление диаметром 4 мм и глубиной 8 мм для выхода оси поплавка. Колпачок можно приклеить к крышке эпоксидным клеем.
Полезно в суфлирующее отверстие крышки карбюратора и в воздушное отверстие системы подсоса при запуске вставить трубочки такой длины и конфигурации, чтобы при откидывании мотора в любое положение топливо через них не проливалось. Такие трубочки можно сделать из пластмассовых стержней для шариковых авторучек. Трубочке несложно придать любую форму, если засунуть в нее мягкую проволоку, изогнуть и, не вынимая проволоки, прогреть 3—4 мин в кипятке, затем охладить и вынуть проволоку. Концы трубочек вставляют в рассверленные до диаметра 3 мм отверстия карбюратора и крепят клеем.
320
Для уменьшения утечек горючего при отсоединении бензошланга лучше всего сменить штуцер на другой, расположенный в более удобном для подсоединения месте, и снабдить его краником.
Для устойчивой работы подвесного мотора на малых оборотах и легкого его запуска важно, чтобы уровень топлива в поплавковой камере карбюратора был оптимальным. Контролировать его помогает простейший уровнемер, представляющий собой прозрачную резьбовую пробку, изготовленную из оргстекла и ввинчиваемую в отверстие с резьбой М10 в стенке поплавковой камеры. После завинчивания пробки ее наружную поверхность нужно отшлифовать и нанести контрольную риску на нужном уровне (рис. 296).
Рис. 296. Уровнемер на поплавковой камере карбюратора «Вихря».
Небольшой козырек, закрепленный на выхлопном патрубке корпуса редуктора моторов «Вихрь» и направляющий поток воды в заборные отверстия системы охлаждения, позволяет уменьшить вероятность перегрева мотора в случае неполадок в работе водяной помпы. Напор в системе под действием отбрасываемой струи винта таков, что возможно эксплуатировать мотор даже без крыльчатки помпы. Козырек изготавливается из миллиметровой стали или алюминия согласно развертке, приведенной на рис. 297. К выхлопному патрубку он крепится с помощью трех винтов М4 с потайной головкой. Для нижнего винта нарезается резьба в заглушке водяного патрубка, для верхнего — в антикавитационной плите. Щель между козырьком и патрубком необходимо заполнить нитрошпаклевкой.-Желательно увеличить диаметр водозаборных отверстий до 5 мм.
Водоросли, независимо от того, растут они или плавают по поверхности воды, могут оказаться серьезной помехой для успешного плавания мотолодки. В лучшем случае «борода» на дейдвуде послужит причиной просасывания воздуха к лопастям и винт начнет кавитировать. Это явление сопровождается внезапным повышением частоты вращения коленчатого вала двигателя и падением скорости почти до полной остановки лодки; приходится останавливать мотор и очищать дейдвуд от водорослей. На моторе «Вихрь» целесообразно сделать уменьшение на 10—20 % кромочного шага лопасти гребного винта близ ступицы путем опиловки нагнетающих поверхностей лопастей.
Иногда водоросли наматываются на гребной вал мотора в зазоре между ступицей винта и обтекателем корпуса редуктора. В этом случае трение оказывается настолько велико, что двигатель глохнет. Поэтому зазор желательно устранить, поставив между ступицей и корпусом редуктора фторопластовую шайбу нужной толщины или выточив цилиндрический кожух, перекрывающий зазор.
Рис. 297. Направляющий козырек на водозаборник «Вихря»: а — готовая деталь; б — развертка.
1 —' козырек; 2 — винт М4, 3 шт.; 3 «- гайка М4«
И П/р Г. М. Новака
321
Рис. 298. Нож для защиты от водорослей на моторе «Салют».
1 *** нож; 2 — направление вращения винта.
При плавании в некоторых засоренных водорослями водоемах любители устанавливают на шпору подвесного мотора специальный нож — стальную пластину толщиной 2—3 мм, край которой отогнут под 90° и подогнан до лопасти винта таким образом, чтобы зазор не превышал 1,5 мм, и остро заточен (рис. 298). Трава, зацепившаяся за лопасть, при вращении винта попадает на лезвие ножа, рассекается им и центробежной силой сбрасывается с винта в сторону.
Механизм запуска с понижающей шестеренчатой передачей, которым снабжаются моторы «Ветерок» и «Привет», обладают существенным недостатком: даже при резком рывке пускового шнура окружная скорость, сообщаемая маховику, оказывается слишком малой. Это затрудняет запуск двигателя, особенно в холодном состоянии, поэтому многие водномоторники предпочитают использовать шнур аварийного запуска, наматывая его на маховик. Закрывать же капотом работающий двигатель трудно да и небезопасно.
Для упрощения использования пускового шнура верхнюю часть капота мотора «Привет» можно срезать и закрепить ее по задней кромке на петле. От бокового смещения крышку предохранит алюминиевая полоса, кромка которой слегка выступает над линией разреза, а для ог-
раничения угла откидывания крышки можно использовать цепочку либо ограничитель другого типа (рис. 299, а). В закрытом положении крышка фиксируется пружиной.
На моторе «Ветерок» весь капот можно сделать откидным в корму, прикрепив его к поддону на шарнирах (рис. 299, б). Шарниры несложно сделать из стальных полос толщиной 1—2 мм, а в качестве осей использовать винты М3.
Не прибегая к конструктивным изменениям двигателя, его шум можно уменьшить, если оклеить кожух мотора изнутри шумоизоляционным материалом (поролоном или ковриком из порорезины) толщиной 3—4 мм. Кожух с предвари
Рис. 299. Откидной капот на моторах «Привет» (а) и «Ветерок» (б).
322
тельно вставленным поролоном надевают на мотор и в местах отпечатков стартера, маховика и других деталей снимают слой поролона. После такой подгонки поролон можно приклеить к кожуху.
Чтобы снизить вибрацию, которая от мотора передается на лодку и является еще одним источником шума, полезно поставить на транце в месте крепления струбцин мотора резиновую прокладку.
Глава VI
РЕМОНТ И СОДЕРЖАНИЕ СУДН^
Коррозия — враг № 1
Большая часть мотолодок и катеров, выпускаемых промышленностью, строится из легких сплавов — дюралюминия и алюминиево-магниевых сплавов. При эксплуатации в воде, особенно морской, эти металлы подвергаются интенсивной электрохимической коррозии. Этот процесс обусловлен разностью потенциалов между разнородными металлами, входящими в состав любого сплава и образующими множество гальванических микроэлементов, когда частицы этих металлов оказываются погруженными в электролит (в данном случае — в воду). Здесь возникает поток свободных электронов, направленный от металла с более отрицательным потенциалом (анода) к металлу (катоду), расположенному в ряду потенциалов ближе к нулевому.
Различают общую и местную коррозию. При общей коррозии разрушается микрослой металла по всей поверхности конструкции. Защитить металл от общей коррозии можно с помощью гальванических (оцинковка, плакирование и т. п.) или лакокрасочных покрытий, а также химическими способами (пассивирование и оксидирование).
При местной коррозии электрохимический процесс разрушения металла происходит на небольших участках поверхности, где вкрапления металла являются анодом, в то время как на остальной поверхности преобладает менее активный металл. Вследствие сосредоточения процессов коррозии на небольшом участке она протекает особенно интенсивно и часто завершается разрушением детали. Наиболее распространенными видами местной коррозии на корпусах металлических лодок являются контактная и щелевая коррозия.
Контактная коррозия неизбежна при непосредственном соприкосновении двух металлов с различным электрическим потенциалом (например, меди и алюминия). Она может возникнуть и в конструкциях из однородных металлов, если для соединения деталей применяется сварка, клепка или болты. Даже металл сварного шва, незначительно отличающийся по своим электрохимическим свойствам от основного металла, может образовать с ним гальваническую пару. Скорость контактной коррозии определяется разностью электродных потенциалов соприкасающихся металлов, причем разрушается металл, обладающий более отрицательным потенциалом.
В морской воде металлы обладают следующими относительными потенциалами (в вольтах): магниевые сплавы— 1,51; цинк— 1,09; сплавы алюминиево-марганцевые (АМц) и алюминиево-магниевые (АМг) — 0,75; кадмий — 0,73; алюминий — 0,64; железо — 0,55; нержавеющие стали (активные) — 0,53; свинец — 0,51; никель — 0,25; латунь, медь, бронза — 0,22; медно-никелевые сплавы — 0,20; нержавеющие стали пассивные — 0,15; монель-металл — 0,10; серебро — 0,05; титан +0,15. Для того чтобы избежать или хотя бы уменьшить контактную коррозию, необходимо в соединениях использовать пары металлов, близких по своим потенциалам.
Щелевая коррозия возникает в узких щелях и зазорах, неплотностях соединений, куда затруднен свободный доступ воды, обогащенной кислородом. Металл в зазоре становится вследствие этого анодом по отношению
11* 323
к остальной поверхности обшивки и подвергается разрушению. Особенно подвержена щелевой коррозии нержавеющая сталь, стойкость которой обеспечивается благодаря образованию пассивного поверхностного слоя. Разность потенциалов в зазорах между деталями из этого материала способствует разрушению пассивной пленки. Щелевая коррозия чаще возникает в соединениях деталей из хромистых нержавеющих сталей; хромоникелевые стали более устойчивы. Тем не менее при конструировании деталей из нержавеющих сталей всех марок следует избегать всевозможных зазоров и неплотностей в соединениях.
Титан, благодаря положительному потенциалу, очень стоек к коррозии даже в морской воде, но является катодом по отношению к большинству металлов, находящихся с ним в контакте. Лучше всего сопрягаемые детали изготавливать из стали 1Х18Н9Т.
Очагами коррозии на клепаных корпусах из дюралюминия становятся заклепочные швы. Помимо щелевой коррозии, в перекрое листов и профилей сильно разрушаются заклепки, особенно если они выполнены из металла с другим химическим составом, чем корпус, и получили сильный наклеп. Вследствие большой разницы в площади поверхности заклепок и наружной обшивки, заклепки разрушаются особенно интенсивно.
Крепления дельных вещей и оборудования на корпусах из алюминиевых сплавов лучше выполнять из металла с несколько более высоким (ближе к нулевому) потенциалом, чем основной металл, например из нержавеющей стали. Латунный и медный крепеж здесь недопустим — алюминий быстро разрушается даже в пресной воде или влажной атмосфере. Необходимо избегать зазоров в соединениях как между деталями, так и между крепежом и деталью, используя уплотняющие прокладки (тиоколовая лента), компаунды и смазки.
Средством борьбы с контактной коррозией является также протекторная защита (см. ниже).
Для защиты от общей коррозии листы и детали лодок из легких сплавов перед сборкой корпуса, как правило, подвергаются оксидированию — обезжириванию, осветлению; с помощью холодного химического процесса* покрываются защитной пленкой окислов и после сушки грунтуются грунтами типа ВЛ. Готовые корпуса окрашивают стойкими к воздействию атмосферы и воды красками.
Что такое протекторная защита?
Электрохимическую коррозию корпуса можно предотвратить с помощью протектора — второстепенной детали или просто куска металла с более низким, чем защищаемый металл, потенциалом. В образующейся гальванической паре протектор является анодом и, отдавая свои электроны, разрушается, сохраняя тем самым основную деталь или корпус.
Наиболее подходящими протекторами для дюралюминиевых и стальных корпусов являются пластины из магния, магниевых сплавов или цинка. Важными условиями успешного применения протекторов является надежный электрический контакт с защищаемым металлом и достаточная масса протектора. В пресной воде протекторная защита обладает меньшей эффективностью, чем в морской. Схема установки и работы протектора показана на рис. 300. Здесь протектор-анод 4 выполняется из более активного металла, чем материал защищаемого корпуса 2. Соединительный элемент (болт, шпилька) 1 является электрическим проводником, а прокладка 3 — изолятором между протектором и корпусом; 5 — электролит — вода, обеспечивающая работу элемента. Стрелками показан путь тока.
Важно, чтобы протектор имел чистую, неокрашенную наружную поверхность. Если протектор не изолировать от корпуса, то это может привести к явлению перезащиты — коррозии металла корпуса вблизи протектора. Цинк оказывается эффективен только при высокой его чистоте (более 99,9 %) или в сплаве с 1—з % магния. В противном случае протектор быстро покрывается окислами, изолирующими его поверхность от воды.
С условиями контактной коррозии столкнулись владельцы мотолодок «Прогресс». Некоторое время в конструкции корпуса этих лодок использовались два 324
Рис. 300. Схема работы протектора (а) и установка его на корпусе лодки (б).
разнородных металла — дюралюминиевый сплав Д16 для листов обшивки и нержавеющая сталь 1Х18Н10Т для скуловых накладок. При стоянке корпуса в воде возникала контактная коррозия, в результате которой разрушалась подводная часть дюралевой обшивки, прилегающая к скуле. Развитие коррозии удавалось остановить после закрепления двух цинковых протекторов с размерами 260X50X8 снаружи корпуса на бортах лодки (использовались резьбовые отверстия М10 для крепления колес) и двух протекторов размером 120X40X8, закрепленных по углам в подводной части транца.
На Березниковском титаново-магниевом комбинате разработаны и освоены в серийном производстве два типа лодочных магниевых протекторов: ПЛМ-03, предназначенных для дюралевых лодок типа «Прогресс», и ПЛМ-05 — универсальных, пригодных для установки на любые металлические лодки. Опытные партии этих протекторов испытывались в реальных условиях эксплуатации мотолодок в течение трех сезонов. При осмотрах подводных частей корпусов лодок и подвесных моторов в конце каждой навигации было отмечено полное отсутствие каких-либо следов коррозии; при этом сами протекторы срабатывались на 15—20%.
Протекторы типа ПЛМ-03 — магниевые пластины 260X50X 15 мм — ставятся по одному на подводную часть каждого борта лодки — вдоль скулы в районе шп. 4—5 (рис. 301). Все модели «Прогрессов» имеют здесь по два гнезда для крепления колес; эти гнезда и используются для установки протекторов. Расстояние между центрами крепежных отверстий (200 мм) в протекторах совпадает с расстоянием между осями гнезд. Протекторы крепятся имеющимися в комплекте винтами М10Х30, которые ввинчиваются в штатные гнезда. Предварительно необходимо очистить поверхность борта в месте установки протектора от грязи, следов коррозии, масла. На чистую сухую поверхность устанавливаются имеющиеся в комплекте резиновые изолирующие прокладки; на каждый винт надевается изолирующая втулка, которая предотвращает контакт между цилиндрической частью винта и нижней частью протектора. Углубление над головкой винта для исключения проникновения воды необходимо залить эпоксидной смолой или битумом.
В течение всего срока службы протекторов типа ПЛМ-03 необходимо следить за плотностью их крепления. При ослаблении винтов и появлении зазоров между прокладками и обшивкой или протектором необходимо подтянуть винты. В случае нарушения изолирующей заливки углубления над головкой винта надо сразу же восстановить заливку. ,
Унифицированный магниевый протектор типа ПЛМ-05 применим для всех типов металлических лодок и используется для защиты корпуса на стоянке на плаву. Протекторы подвешиваются по одному на борт и все время стоянки должны быть погружены нижним краем на уровень киля лодки, поскольку именно киль является самым уязвимым в коррозионном отношении узлом. При выходе в плавание протекторы поднимают и убирают в лодку.
Срок службы протекторов не менее 6 месяцев. Масса протекторов: ПЛМ-03 — 0,3 кг, ПЛМ-05 — 0,5 кг. В комплект входят два протектора, крепежные детали и прокладки, инструкция. Цена комплекта в полиэтиленовой упаковке — 5 руб.
Установка протекторов позволяет надежно защитить корпус и двигатель от действия электрохимической коррозии, что исключает необходимость ежегод-
325
Рис. 301. Использование протекторов ПЛМ-05 (а) и ПЛМ-03 (б) для защиты корпуса мотолодки от коррозии.
1 — винт М4; 2 — влагозащитная изоляция крепления контакта; 3 — контактный наконечник токоцодво-дящей подвески; 4 — подвеска-проводник; 5 — защищаемый корпус; 6 — протектор; 7 — заливка эпоксидной смолой или битумом; 8 — винт Ml ОХ 30; 9 — резиновая прокладка-изолятор б = 1,5»; 10 — резиновая прокладка б = 5; 11 — штатное гнездо крепления колес (на мотолодках типа «Прогресс»).
ного нанесения лакокрасочного защитного покрытия на подводную часть корпуса и повышает срок службы корпуса и двигателя.
Объектами протекторной защиты на металлических катерах могут быть гребной винт, обычно изготовляемый из бронзы или латуни, корпуса подвесных моторов (в соленой воде), корпус судна в месте крепления к нему бронзовой арматуры — клапанов, решеток и т. п. В этих случаях протекторы часто выполняют в виде цинковых шайб, прокладок, обтекателей.
Защита от общей коррозии алюминиевых судов
Долговечность корпуса, изготовленного из алюминиевых сплавов, во многом зависит от качественной защиты его от общей коррозии и своевременного восстановления лакокрасочного покрытия.
Признаками коррозии алюминиевых сплавов являются мелкие раковины в виде темных точек, а также серые и беловатые пятна. Наиболее вероятно появление коррозии внутри лодки, в местах, где скапливается вода,— под пайолами, внутри воздушных отсеков. С наружной стороны корпуса особое внимание нужно обратить на днище в районе килевого профиля и в соединении листов обшивки по скуле — там, где защитные покрытия быстрее всего истираются при эксплуатации и имеется большое количество заклепок.
Следы коррозии можно удалить при помощи жестких волосяных щеток; если это не удается, необходимо зачистить пораженный коррозией участок наждачной шкуркой, смочив ее маслом. Зачищенные участки протирают сухой чистой тряпкой, потом тряпкой, смоченной в бензине Б-70, и после 15 минут выдержки — тряпкой, смоченной в ацетоне. Затем чистый металл дважды покрывают грунтом при тщательной просушке каждого слоя.
Точно так же подготавливают к окраске и места разрушения защитного лакокрасочного покрытия, причем плотно держащуюся старую краску снимать не нужно; достаточно зачиситить шкуркой края в местах перехода к вновь грунтуемым участкам. Всю окрашиваемую поверхность необходимо обезжирить — протереть ветошью, смоченной в бензине Б-70.
Дюралюминиевые лодки грунтуют фосфатирующими грунтами ВЛ-08ж или ВЛ-02ж (желтого цвета), в которые за 30 мин перед окраской вводят кислый разбавитель. Для грунта можно использовать также цинковые белила, цинковый желтый или зеленый крон, а также эпоксидную краску ЭП-51 белого цвета, в крайнем случае — эпоксидную смолу, введя в нее сухие цинковые белила или цинко-326
вый крон (эпоксидная смола должна содержать 6—8 % отвердителя — полиэтиленполиамина). Хороши грунты ГФ-031Ж и ФЛ-ОЗж. Второй из них пригоден для последующей окраски красками практически на любой основе — масляными, пентафталевыми, глифталевыми, нитро- и перхлорвиниловыми. Иногда алюминиевые лодки окрашивают снаружи алюминиевой пудрой, разведенной на светлом лаке. В этом случае такое же покрытие служит грунтом по очищенному металлу.
Нитрокраски (грунт и эмали) можно наносить на тщательно очищенный и обезжиренный металл.
После грунтовки корпус можно окрасить масляными красками на основе цинковых белил, например, охрой, ультрамарином, кобальтом, киноварью, лазурью, зеленью цинковой, сиеной, сажей, умброй. Лучше применять не масляные краски, а масляные эмали, которые обладают большей прочностью и дают хороший глянец. Эмали наносят на слой масляного грунта; непосредственно покрывать ими металл нельзя.
Важно помнить, что масляные краски и все виды эмалей, содержащие свинцовые пигменты (свинцовый сурик, свинцовые белила, свинцовый крон), употреблять для грунтовки и окраски дюралюминиевых конструкций нельзя, потому что такие соединения разрушают алюминий.
Рекомендуется окраска корпуса в четыре слоя, включая грунт. Последний слой (защитный) лучше всего наносить прозрачными лаками — глифталевыми марки ГФ или пентафталевыми ПФ.
Уязвимые места дюралевого корпуса, возможные повреждения и их ремонт
При эксплуатации дюралюминиевых мотолодок возможны различные повреждения корпуса: вмятины в обшивке, трещины в листах обшивки, кницах и профилях набора, пробоины в обшивке и палубе, истирание (износ при трении) киля, ослабление заклепочных швов и нарушение их водонепроницаемости, особенно в районах повышенной вибрации корпуса у транца и в начале ходовой ватерлинии.
Большинство из перечисленных повреждений можно исправить холодным способом — без термообработки деталей корпуса, целью которой является придать необходимую пластичность металлу для гнутья деталей. Если же в подобной обработке возникает необходимость, то нужно учитывать, что дюралюминий приобретает пластичность, достаточную для отгиба фланца, выравнивания отогнутых краев листа в пробоине или согнутых угольников набора, после нагревания до 600—700 °C. Для того чтобы определить данную температуру, пользуются простым способом: натирают нагреваемую деталь с обратной стороны мылом; момент, когда мыло почернеет, и определяет отпуск дюраля. Прежние свойства металл восстанавливает примерно через час после остывания на воздухе.
Царапины на листах, имеющие глубину не более 0,2 мм, и самые мелкие забоины (без трещин) достаточно лишь предохранить от возникновения в них очагов коррозии — зачистить наждачной бумагой и восстановить защитное лакокрасочное покрытие.
При обнаружении сквозной трещины на листе необходимо ограничить ее дальнейшее распространение, просверлив по обеим концам отверстия диаметром 2,5—3,0 мм, затем поставить усиливающую накладку изнутри корпуса. Накладка по площади должна перекрывать трещину со всех сторон примерно на 25 мм; материал и толщина накладки должны быть такими же, как и на ремонтируемой обшивке. С кромки вырезанной накладки снимают заусенцы и фаску, размечают и просверливают отверстия под заклепки. Временно поставив накладку на место, через нее просверливают отверстия в обшивке корпуса. После чего накладку снимают, поверхность корпуса очищают от стружки и заусенцев, обезжиривают ацетоном. Перед окончательной установкой накладки под нее необходимо проложить уплотнительную ленту или мастику.
Глубокие вмятины в обшивке можно выправить, нагревая металл паяльной лампой или газовой горелкой и выколачивая со стороны выпуклости молотком.
327
в-В 1
ОбиниВкв
Рис. 302. Заделка пробоины.
1 >— лист обшивки; 2 — накладка;
3 «— заклепка; 4 — уплотнительная лента; 5 — диск-вкладыш.
Выправленное место зачищается до блеска наждачной бумагой, обезжиривается и выравнивается шпаклевкой.
Рваные отогнутые кромки листа у пробоины лучше не выправлять, а вырезать, придав отверстию правильную форму круга (рис. 302). Изнутри корпуса устанавливают накладку, диаметр которой должен быть больше диаметра выреза на 50—60 мм, чтобы обеспечить по всему периметру перекрой, необходимый для клепки плотным двухрядным шахматным швом с шагом заклепок 15—20 мм.
В вырез заподлицо с обшивкой ставится круглая заделка — вкладыш так, чтобы зазор между вкладышем и кромкой выреза не превышал 1 мм. Вкладыш проклепывается с накладкой однорядным швом шагом 20 мм. Чтобы избежать развития щелевой коррозии, между ними необходимо проложить уплотнительную прокладку или перед клепкой смазать соединяемые поверхности эпоксидным компаундом.
Более крупные пробоины заделывают аналогично, но накладку изнутри корпуса делают не сплошной, а кольцевидной с внутренним диаметром на 50—60 мм меньше диаметра вкладыша.
Клепку всех накладок и заделок рекомендуется выполнять такими же заклепками, на которых собран основной корпус. При значительных повреждениях обшивки приходится заменять весь лист или большую его часть. В этом случае толщину листа, величину перекроя по его кромкам и все элементы соединения принимают такими же, как и на ближайшем стыке листов обшивки.
Новый лист накладывают снаружи на корпус и причерчивают по месту, затем обрезают в чистый размер; если нужно, выколачиванием ему придают нужную форму. Временно лист к набору крепят «сборочными» болтами через 200—300 мм; диаметр отверстий под них обычно делают меньше диаметра заклепок. При необходимости между набором и листом прокладывают выравнивающие прокладки — полосы из дюралюминия Д16АТ. Все соприкасающиеся поверхности должны быть предварительно загрунтованы. По окончании пригонки в листе сверлят полномерные отверстия под заклепки, он снимается, соприкасающиеся поверхности очищают и обезжиривают. По всем соединениям прокладывается уплотнительная лента, лист ставится на место и плотно обжимается по набору снова с использованием сборочных болтов.
Если приходится заменять несколько поврежденных деталей, то это следует делать постепенно — по одной и осторожно, чтобы ремонтируемый корпус не потерял жесткости.
Удалять заклепки, обрубая головки зубилом, нельзя, так как при этом неизбежно повреждаются края отверстий, образуются трещины и надрывы в листах обшивки и полках набора. Заклепки рекомендуется высверливать. Для этого сначала надо накернить центр на закладной головке, подставляя поддержку со стороны замыкающей головки. Затем сверлом, диаметр которого равен диаметру стержня заклепки, высверливается отверстие на глубину, равную высоте головки. После этого закладную головку можно легко отломить, а оставшуюся часть заклепки выбить бородком, диаметр которого должен соответствовать диаметру удаляемой заклепки.
При постановке новых деталей старые отверстия под заклепки могут быть использованы только при условии, что около них нет трещин или смятия металла.
328
Рис. 303. Ремонт стрингера.
1 = обшивка; 2 — основной стрингер; 3 вкладыш; 4 •= накладка из угольника; 5 заклепка; 6 — заклепка по старым отверстиям.
Лучше всего отверстия рассверлить под заклепки ближайшего большего диаметра.
Необходимо осмотреть все места, где возможно истирание обшивки. На лодках, которые часто подходят носом к берегу, это полоса по килю, особенно в районе носа, а также накладки на скулах. Если толщина детали в результате износа стала на 30—40 % меньше, ее нужно заменить или поставить на нее дублирующую накладку, проклепав ее с обшивкой прочным швом с шагом между заклепками 50—70 мм.
На полках шпангоутов одиночные вмятины и забоины глубиной менее 5 мм при отсутствии трещин можно не выправлять вообще. Иногда вместо правки или замены шпангоута целесообразно ограничиться установкой дублирующей накладки из отрезка подходящего профиля. При наличии трещин в шпангоутах и стрингерах установка дублирующих накладок обязательна. При разрушении стрингера на сравнительно большой длине следует вырезать и заменить поврежденный участок новым вкладышем. Он подгоняется к обоим концам остающихся частей стрингера как можно более плотно (зазор не должен превышать 0,2 мм) и соединяется с ними при помощи стыковых накладок-коротышей (рис. 303).
После ремонта необходимо, проверить качество выполненной клепки а также водонепроницаемость заклепочных швов в листах наружной обшивки. Соединяемые детали должны плотно прилегать одна к другой. Головки заклепок должны быть плотно подтянуты к материалу без забоин и «утяжки». Минимальное расстояние от края детали до центра заклепки должно быть не менее 1,7 диаметра ее стержня.
Места появления течи по швам чаще всего можно обнаружить по появлению следов коррозии у ослабевших заклепок. При легком постукивании молотком ослабевшие заклепки можно выявить по изменению звука — он становится глухим, дребезжащим. Как правило, отверстия под ослабевшими заклепками оказываются «разработанными», овальной формы. Такие заклепки «подтянуть» не удается; их лучше заменить заклепками большего диаметра с соответствующей рассверловкой старых отверстий.
Замене подлежат также неплотные и выпавшие заклепки, заклепки с головками, разъединенными до потайной части заподлицо с листом, и с оголенной зенковкой листа. Вероятнее всего повреждение заклепок вблизи транца, где сказывается вибрация от работающего мотора, и в средней части днища, в месте наибольших ударов при ходе на волнении.
Небольшие пробоины и трещины в дюралевом корпусе можно заделать с помощью пайки припоем марки «А», употребляемым обычно для пайки алюминиевых кабелей.
Поверхность обшивки в районе пробоины и накладную пластину зачищают шкуркой и обезжиривают, затем зачищенная поверхность нагревается паяльной
329
лампой, в пламя которой вводят одновременно конец стержня припоя «А». Поверхности обшивки и накладки лудят припоем, затем накладку прижимают к обшивке поверх пробоины и подогревают до расплавления припоя. Убедившись, что слой припоя на накладке и обшивке расплавился, не снимая давления, дают остыть на воздухе всему соединению.
Плотность заклепки и соединения в целом несложно проверить керосином. Раствором мела смазывают место у заклепки с одной стороны листа и, после того как оно просохнет, капают керосином под головку заклепки с другой. Выступившее на меле пятно будет свидетельствовать о необходимости подтягивания заклепки или ее замены.
Для того чтобы убедиться в герметичности корпуса в целом, рекомендуется налить в него воду до уровня немного выше скулы. Лодка при этом должна быть установлена на высокие козлы таким образом, чтобы можно было обнаружить течь, осматривая днище снизу.
Клеи при ремонте дюралевых корпусов
Применение клея при ремонте (и постройке) дюралюминиевых корпусов обеспечивает высокую прочность соединения, влаго- и водостойкость, стойкость к бензину и маслу. Являясь хорошим уплотняющим материалом и диэлектриком, клей предотвращает возникновение очагов контактной и щелевой коррозии в соединениях деталей.
Наиболее доступными являются клеи на основе эпоксидного связующего, например, продающийся в магазинах универсальный клей ЭДП. В набор упаковки входит эпоксидный компаунд ЭДП (эпоксидная смола ЭД-6 с пластификатором) и отвердитель — полиэтиленполиамин. При составлении клея на 10 весовых частей компаунда необходимо отмерить 1 часть отвердителя.
Склеиваемые поверхности зачищают наждачной бумагой, металлической щеткой или напильником, затем протирают тампоном, смоченным ацетоном или бензином, и высушивают.
Клей наносят тонким слоем кистями, шпателями или валиками из пенопласта. После небольшой — в течение 5—10 мин — («открытой») выдержки детали складывают и плотно сжимают с помощью струбцин, цвинок или грузов. Клей, выдавленный при запрессовке, удаляют. Для лучшего прилегания деталей и получения клеевого шва толщиной 0,3—0,4 мм надо обеспечить давление запрессовки величиной 0,5—1,0 кг/см3, равномерно распределенное по всей склеиваемой поверхности. Под давлением детали выдерживают до полного затвердевания клея, которое при комнатной температуре (18—25°) наступает через 24 ч; при более высокой температуре время отверждения несколько сокращается. Нужно помнить, что «живучесть» эпоксидного клея, т. е. время сохранения наилучших клеящих качеств,— от 30 мин до 2 ч. Приготовляя порцию клея, нужно учитывать это и количество его определять, исходя из ориентировочной нормы расхода 0,04 г/см2 при одностороннем и 0,06 г/см2 при двустороннем нанесении.
В тех случаях, когда необходимо заполнить зазоры между деталями, в клей вводят наполнитель — алюминиевую пудру, металлические опилки, асбест, тальк, зубной порошок или охру (в сухом виде). При добавлении наполнителя нужно следить за тем, чтобы клей сохранял текучесть и легко наносился на поверхности склеиваемых деталей.
Используя клей с наполнителем, можно заклеивать мелкие вмятины, незначительные трещины и раковины на листах обшивки и палубы. После отверждения клея поверхность выравнивается и окрашивается. Для большей гарантии герметичности при сквозных трещинах в днище полезно отремонтированное место дополнительно заклеить заплаткой из тонкой прочной ткани.
Что надо знать о клепаных соединениях?
Для корпусов мотолодок длиной до 5 м обычно применяются дюралевые листы толщиной: на днище 1,5—1,8 мм; на бортах и палубе 1,2—1,5 мм; на транце 1,8—2,0 мм. Для соединения их применяются анодированные заклепки из сплава Д18П и реже из В65. В конструкциях из алюминиево-магниевого сплава 330
Таблица 17
Диаметр заклепки в зависимости от толщины соединяемых листов
Суммарная толщина листов, мм 1,6 1,8— 2,3 2,5 3,0 3,5— 4,0 4,5 5,0 5,5 и более
Диаметр заклепки d, мм 2,6— 3,0 3,0 3,0— 3,5 3,5 3,5— 4,0 4,0 4,0— 5,0 5,0
АМг заклепки используются из материала АМг5П. Швы, крепящие угольники набора к обшивке, выполняют однорядными с шагом от 8 до 10d — диаметров заклепки. Водонепроницаемые прочно-плотные швы выполняются двухрядными (заклепки располагаются в шахматном порядке) с шагом в каждом ряду от 3 до 5d. Расстояние между рядами заклепок, обусловливающее прочность и плотность соединения, принимается равным, в зависимости от типа соединения, 24-5d; например, для соединений листов обшивки расстояние между рядами должно быть 3d. Отстояние от центра заклепки до кромки листа или профиля принимается равным 1,84- 2d.
Детали можно соединять внакрой либо встык на односторонних или на двусторонних планках-подкладках.
Диаметр заклепок d может быть принят равным удвоенной толщине материала, из которого изготовлены соединяемые детали, а при разных толщинах соединяемых листов можно пользоваться данными табл. 17 в зависимости от суммарной толщины склепываемого пакета.
Длина стержня заклепки должна равняться общей толщине склепываемых листов, сложенной с величиной Р, необходимой для образования замыкающей головки; для полукруглой головки Р = 1,5d; конической — 1,3d; полупотайной — 1,Id; потайной — 0,9d. Заклепки с полукруглой, конической или бочкообразной закладной головкой применяют для клепки соединений набора. Днищевую обшивку в кормовой части глиссирующих лодок для уменьшения сопротивления воды целесообразно клепать заклепками с потайными закладными головками (если, конечно, толщина листа позволяет сделать зенковку). Остальную часть обшивки днища, борта и палубу можно клепать заклепками с плоско-выпуклыми полупотайными головками.
Для обеспечения прочности и герметичности соединений диаметр сверла при подготовке отверстий под клепку надо брать на 0,1 мм больше диаметра заклепки.
Гнезда под закладные головки потайных и полупотайных заклепок зенкуют на угол 90°. Глубина гнезд для потайной закладной головки при обратном способе клепки должна быть на 0,1 мм меньше высоты головки заклепки, а при прямом способе — равна высоте головки. При прямом способе клепки удары молотком наносят со стороны замыкающей, т. е. расклепываемой головки, при обратном — со стороны закладной головки. Обратный способ применяют тогда, когда, например, неудобно наносить удары изнутри корпуса (как правило, закладывают заклепки снаружи). Если закладная головка не плоская, то удары по ней наносят через обжимку с лункой по форме головки. Формируемая головка образуется за счет расплющивания конца стержня заклепки на массивной поддержке.
При клепке применяются такие инструменты (рис. 304):
оправка 1 — заточенный на конус стальной стержень, с помощью которого совмещают отверстия под заклепки при сборке деталей;
поддержка 2 — массивный стальной или чугунный стержень, служащий для прижатия закладной головки в процессе клепки прямым способом;
обсадка 3 — стальной стержень с отверстием (по центру), диаметр которого на 0,5—1,0 мм больше диаметра заклепки; употребляется для уплотнения со-
331
Рис. 304. Использование инструмента при клепке: а — выравнивание отверстий в листах оправкой; б — осадка листов; в — формирование замыкающей головки.
единяемых деталей вокруг стержня заклепки 4;
обжимка 5 — стальной стержень с лункой по форме замыкающей головки; нанося по обжимке удары ручником, расклепывают выступающий конец стержня заклепки.
Перед клепкой детали собирают на монтажные (сборочные) болты, устанавливаемые через каждые 10— 12 отверстий. Клепку ведут от середины шва к краям; под конец сборочные болты снимают, заменяя их заклепками.
Процесс клепки прямым способом выполняется так: под заклад-
ную головку заклепки, введенной в отверстие, устанавливают поддержку; на стержень заклепки надевают обсадку, затем уплотняют соединение несколькими ударами молотка; после чего формируют замыкающую головку, ударяя молотком по выступающему из соединений стержню заклепки. При необходимости замыкающую головку формируют обжимкой.
Что нужно учесть при эксплуатации корпуса, построенного из стали?
Сталь применяется в основном для корпусов судов, для которых вес не играет такой существенной роли, как для легких глиссирующих мотолодок и катеров. Преимущественно это катера водоизмещающего типа, плавучие дачи и парусно-моторные суда. Большую часть навигации такие суда проводят на воде, поднимают их на берег только на зимний период. Поэтому текущий осмотр и профилактический ремонт подводной части стальных судов обычно затруднен, что заставляет особенно внимательно отнестись к весеннему ремонту их корпусов. Сильной коррозии на стальных корпусах подвержена подводная часть обшивки у киля, в корме близ гребного винта, обычно изготавливаемого из цветного металла, у форштевня на высоте носового буруна. Если корпус не имеет внутренней термической изоляции, то на охлаждающихся ночью бортах выделяется влага — конденсат из воздуха, что способствует коррозии обшивки изнутри, причем в тех местах, которые труднодоступны из-за внутренней зашивки или оборудования. Коррозия развивается и в трюме лодки, если он перегорожен частым набором и труднодоступен для окраски и очистки. Лучше всего такие узкие места заранее заполнить пемзобетоном и залить битумной мастикой.
Отдельные очаги коррозии не опасны; хуже, когда они занимают значительную площадь и ослабляют лист в целом. При глубокой коррозии необходимо убедиться, что износ листа не превышает 40 %. Для этого сверлят контрольное отверстие и с помощью проволочки замеряют толщину листа.
Сказанное выше о заклепках и заклепочных швах дюралевых корпусов в полной мере применимо и для стальных. Уплотняющими средствами в этом случае служат густотертые свинцовые краски или тонкая ткань, пропитанная свинцовым суриком.
Весьма опасна язвенная и щелевая коррозия сварных швов, которая усиленно развивается вследствие разности электрохимических свойств основного металла и наплавленного в шве. Следы коррозии обычно выступают на поверхности краски в виде коричневых пятен.
При обнаружении трещины в шве ее следует подрубить зубилом в виде неглубокой канавки и заварить. Сомнительные места сварных швов можно проверить керосином, как это рекомендовалось для дюралюминиевого корпуса (см. стр. 330).
Глубокие вмятины обшивки могут быть выправлены ударами по нагретому металлу деревянными молотками-киянками или специальной свинцовой кувал-332
дой. Место правки нагревают с помощью газовой горелки до температуры 700— 1000 °C (металл при этом становится красным). Правка при температуре ниже 700 °C (металл имеет вишнево-красный цвет) вызывает наклеп металла, который при отсутствии последующего отжига существенно ухудшает механические свойства стали.
Иногда проще вырезать и заменить поврежденную часть листа, чем править его. Детали набора при этом лучше сохранить, чтобы не было искажений в обводах корпуса.
Трещину в стальных листах заваривают, предварительно вырубив по краям фаску и засверлив по концам трещины отверстия, ограничивающие ее дальнейшее развитие. Основной шов накладывают изнутри корпуса, снаружи лишь подваривают корень шва, зачищая затем наплавленный металл с помощью напильника или наждачного камня.
Применять сварку при ремонте корпуса с толщиной обшивки 1,5—3 мм нужно очень осторожно во избежание чрезмерных деформаций и сквозных прожогов обшивки. Рекомендуется использовать электроды марки ОМА-2 диаметром 2 мм при силе тока 80—100 А и напряжении 65 В (желательно сварку вести постоянным током). Пробоины при очень тонкой обшивке лучше заделать накладным листом, приварив его снаружи сплошным швом, а изнутри — короткими прихватками.
Часто и на сварных корпусах бывает проще приклепать накладной лист двухрядным шахматным швом (см. стр. 331), чем приварить его. В этом случае обрубают загнутые внутрь или рваные кромки поврежденного листа по контуру пробоины, вырезают накладной лист таких размеров, чтобы он минимум на 40 мм перекрывал контуры пробоины. Изогнув лист точно по обводу корпуса, крепят его снаружи на четырех болтах М4. Затем размечают и сверлят отверстия под заклепки, снимают накладной лист, очищают отверстия от стружки. Перед окончательной установкой на место на сопрягаемые поверхности листов накладывают слой густотертых свинцовых белил или прокладывают между ними полоску ткани (миткаль), пропитанную жидким суриком. Накладку плотно подтягивают к обшивке с помощью нескольких сборочных болтиков, затем между ними ставят заклепки и, наконец, заменяют болты заклепками.
Таким же порядком ставят дублирующие листы и на места корпуса с повышенным износом от коррозии.
При обшивке.толщиной 2,5—3 мм и выше пробоину можно заделать вварной заплатой. Края пробоины вырубают до правильной прямоугольной формы, закругляя углы по радиусу 20—30 мм. Изогнув заготовку заплаты по обводу корпуса, накладывают ее снаружи на пробоину и изнутри острой стальной чертилкой обчерчивают контур заплаты. Обрезав заплату по контуру, с помощью драчевой пилы и наждака подгоняют ее точно по отверстию таким образом, чтобы зазор между кромками не превышал 1 мм.
Заплату ставят на место и крепят сначала короткими швами — прихватками длиной по 15—20 мм через 150—200 мм. Затем к.ней приваривают прерывистым швом детали набора — от середины к стыкам. Окончательно швы заваривают изнутри корпуса — по периметру, а затем подваривают снаружи (при большой толщине).
Работы по замене ослабевших заклепок и деталей набора стального корпуса клепаной конструкции выполняются так же, как и для дюралюминиевого (см. стр. 328). Можно использовать-сварку для уплотнения небольших участков заклепочных швов, приварки набора к обшивке, заделки отверстий из-под выпавших заклепок. При этом, однако, нужно следить, чтобы сварочные работы не ослабляли заклепочных соединений на смежных участках. Необходимо применять электроды минимального диаметра, варить обратно-ступенчатым швом, обеспечивая хорошее охлаждение коротких участков швов.
Очистка и окраска стального корпуса
Если старая краска хорошо сохранилась и держится прочно, удалять ее не следует.'Достаточно перед шпаклевкой промыть такую поверхность теплой водой с мылом или 2 %-ным раствором каустической соды и обрабо-
333
тать мелкой наждачной бумагой для придания шероховатости. Непрочно держащуюся старую краску и шпаклевку удаляют скребками, металлическими щетками, шкуркой. В местах, где краска шелушится, ее снимают острым шпателем. Небольшие вздутия на поверхности краски могут свидетельствовать о том, что подслоем краски находится очаг коррозии с увеличившимися в объеме оки-слами.
Полностью очистить корпус от старой краски можно, покрыв его поверхность 2 %-ным раствором едкого натра. Краска при этом размягчается и легко удаляется скребками. Для той же цели можно применить раствор, состоящий из 0,20 кг мыла и 0,40 кг скипидара, или щелочную пасту. Основой щелочной пасты является каустическая сода — она должна составлять 7—18 % общего веса приготовленного состава. Необходимую вязкость пасте придает негашеная известь (15—35 %) и мел (5—10 %). Остальные 50—80 % составляет вода. Паста может быть приготовлена и без извести (сода 20 %, крахмал 5% или сода 7 %, мел 13 %). Воду лучше подогреть до 40—50 °C и растворить в ней сначала соду, затем известь и мел.
Щелочную пасту наносят тонким ровным слоем на всю поверхность и выдерживают 1,5—3 ч. После удаления щелочной пасты и краски поверхность надо хорошо промыть теплой водой с мылом и просушить.
Эти пасты можно применять и для удаления краски с деревянных корпусов.
Для очистки стальных корпусов от ржавчины применяется 10 %-ный раствор сероводорода и 1 %-ный раствор формалина при температуре 25 °C, а также специальные очистители и преобразователи ржавчины. Под влиянием химических реагентов, входящих в состав очистителей и преобразователей, ржавчина превращается в пленку или тонкое покрытие, защищающее металл от дальнейшей коррозии.
Очиститель ржавчины выпускается по ТУ 6-15-629-73 производственным объединением «Литбытхим» в виде пасты в полиэтиленовых банках весом 350 г. Пасту тщательно перемешивают и деревянным шпателем наносят на предварительно очищенную от пластовой и губчатой ржавчины поверхность металла тонким равномерным слоем толщиной 1,5—2,0 мм и выдерживают в течение 30— 40 мин. Высохшую пасту затем снимают шпателем или щетками и протирают ветошью. Если обнаруживают оставшиеся следы ржавчины, то операцию повторяют, нанося пасту более тонким слоем около 1 мм. Расход пасты составляет 1 кг на 1 м2 поверхности. Срок годности очистителя — 12 мес.
Преобразователь ржавчины (ТУ 6-15-648-72) выпускается в виде жидкости во флаконах емкостью 1 л. Срок хранения не ограничен.
С очищаемой поверхности также сначала удаляют ржавчину, затем протирают ветошью и обезжиривают уайт-спиритом или чистым бензином. Препарат наносят через час после обезжиривания, тщательно втирая его кистью так, чтобы он проник во все поры язвенной коррозии. Через сутки слой преобразователя ржавчины слегка смачивают водой и оставляют до полного высыхания на 4—5 сут. Если по прошествии этого времени покрытие не осыпается, когда по нему проводят жесткой кистью, поверхность можно грунтовать специальным или обычным масляным грунтом. Расход препарата составляет 160—250 г/м2.
Аналогичным образом применяют преобразователь ржавчины, выпускаемый по ТУ 6-15-572-73, и препарат «Антикор» (ТУ 6-15-572-73) — оба в жидком виде.
Особенность всех преобразователей ржавчины заключается в том, что они в процессе взаимодействия с окислами металла изменяют цвет поврежденной ржавчиной поверхности: в одном случае появляется синий цвет, в другом — цвет свинца, в третьем поверхность приобретает красный или коричневый оттенок. По изменению цвета можно оценить степень воздействия препарата на ржавчину.
Работу с препаратами следует производить только в резиновых перчатках, а на лице надо иметь марлевую повязку, так как основой каждого препарата является фосфорная или ортофосфорная кислота, попадание которой на кожу вызывает ожоги.
Очищенный от старой краски и ржавчины стальной корпус шпаклюют для выравнивания поверхности и грунтуют. Под все краски и эмали можно применить масляно-лаковую шпаклевку ПФ-00-2 (желтого или коричневого цвета). Под некоторые краски и нитроэмали можно использовать нитрошпаклевку НЦ-00-9 334
(желтого и серого цвета), перхлорвиниловую ХВ-00-5 и масляно-глифталевую № 175 и 185.
Хорошие результаты дает применение эпоксидных компаундов с наполнителем и эпоксидной шпаклевки ЭП-00-10. С помощью эпоксидных связующих и нескольких слоев тонкой армирующей стеклоткани можно выровнять вмятины в стальной обшивке значительной площади. Однако при использовании эпоксидных компаундов металлическая поверхность должна быть зачищена и обезжирена особенно тщательно.
Стальную обшивку грунтуют свинцовым суриком, свинцовым или цинковым кроном (желтым и зеленым), белилами, ярью-медянкой.
Второй и третий слой покрытия можно наносить этими же красками, глиф-талевыми или пентафталевыми эмалями, либо красками с нейтральными пигментами необходимого цвета. Для последнего — защитного слоя рекомендуются глифталевые и пентафталевые лаки.
При использовании свинцового сурика нужно иметь в виду, что сурик вступает в химическую реакцию с олифой, превращая ее в свинцовое мыло. После 6-~ 8 ч с момента разведения сурика олифа становится густой, желеобразной, пигмент по поверхности располагается сгустками. В таком состоянии красить суриком нельзя.
Свинцовый сурик лучше всего разводить на льняной олифе (не более 20— 23 % по весу) за 12—24 ч перед употреблением из расчета 150—160 г готовой краски на 1 м2 окрашиваемой поверхности. Сухой свинцовый сурик может храниться неограниченное время.
Работы по грунтовке и окраске стальных корпусов следует выполнять только при теплой сухой погоде. Если влажность воздуха превышает 65 %, то красить можно только при температуре выше 10 °C, иначе на металле будет оседать влага, которую нельзя удалить обезжиривающим составом и ветошью.
Корпус из стеклопластика
Положительные эксплуатационные свойства стеклопластика как материала для корпусов малых судов общеизвестны. Судно имеет хороший товарный вид, оно легкое, прочное и водонепроницаемое. Стеклопластик не гниет и не корродирует, требует минимальных затрат времени на весенний профилактический ремонт.
В то же время корпуса из стеклопастика при неправильном конструировании или недостаточно тщательном изготовлении обладают существенными недостатками, вытекающими из свойств этого слоистого материала. В самом общем виде эти недостатки следующие.
1. Стеклопластик весьма чувствителен к износу при трении. Особенно подвержены истиранию киль, острые кромки скулы и продольные реданы, обшивка у форштевня и по углам транца, планширь (рис. 305). Пластик истирается также в местах, где с ним соприкасаются подвижные детали из дерева или металла (например, обшивка внутри корпуса, где ее касаются пайолы, транец под струбцинами подвесного мотора), палуба и планширь под швартовными тросами. Все эти места нуждаются в защите протекторами — деталями из других износостойких материалов либо в дополнительном утолщении самого пластика. По килю и форштевню желательна защита в виде металлической полосы; неплохо закрепить на днище лодки, которая часто вытаскивается на берег волоком, полозья из твердых пород древесины. Металлические, перхлорвиниловые или деревянные буртики и обделки планширя должны окантовывать борта по их верхней кромке; металлические пластины или накладки из водостойкой фанеры необходимы и под струбцины мотора.
2. Недостаточная прочность и светостойкость наружного декоративного пигментного слоя. Этот слой лишен армирующего влияния стеклоткани и потому легко выкрашивается при механических повреждениях или деформациях обшивки корпуса. Для ограничения распространения отколов и раковин в декоративном слое их необходимо шпаклевать, а первоначальный цвет восстанавливать окраской.
335
4
3
Рис. 305. Места наиболее вероятных повреждений пластмассовой лодки.
1 «= транец под струбцинами мотора; 2 — кромки транца; 3 — банки; 4 •«- планширь;
5 буртик; 6 — форштевень; 7 — продольные ребра на днище; 8 скула.
3. Большинство соединений набора в пластмассовых корпусах выполняется приформовкой полосами стеклоткани на смоле (так называемыми «мокрыми угольниками»). Если приформовка ведется по затвердевшему пластику, то требуется тщательная зачистка его поверхности перед приформовкой и хорошее уплотнение «мокрых угольников». В противном случае прочность приформов оказывается недостаточной, особенно при их работе на отрыв. По этой же причине часто оказываются негерметичными соединения секций палубы и собственно корпуса.
4. Наконец, вследствие небрежности при изготовлении между слоями стеклоткани в обшивке возможны непроклеи и воздушные пузыри, которые в дальнейшем становятся причиной фильтрации воды.
Таким образом, стеклопластиковый корпус нуждается в тщательном учете особенностей свойств материала, постоянном наблюдении и профилактическом ремонте при эксплуатации.
Ремонт пластмассового корпуса
Прочность стеклопластика во многом зависит от условий, при которых происходит формование конструкции, от точного соблюдения рецептуры всех компонентов и технологии работ. Рекомендуется ремонт пластмассовых корпусов лодок выполнять в закрытом помещении, в котором можно поддерживать температуру в пределах 16—20 °C, а влажность не превышает 65%. В теплый сухой и безветренный день возможно выполнение ремонта и под открытым небом.
Мелкие дефекты — царапины, небольшие трещины, выкрашивание декоративного слоя, раковины и вмятины — можно заделать шпаклевкой с последующим прошкуриванием и подкраской. При этом следует уточнить границы поврежденного места, удалить все отстающие и «размочаленные» участки стеклоткани, если нужно — «раскрыть» трещину или раковину, сняв фаски с обнажившихся кромок пластика. Затем необходимо зачистить весь район повреждения мелкозернистой шлифовальной шкуркой, удалить пыль ветошью, обезжирить поверхность уайт-спиритом или ацетоном.
Шпаклевать царапины, мелкие трещины и раковины рекомендуется нитрошпаклевкой НЦ-00-8.
Для заделки глубоких дефектов нужно применять шпаклевку на основе эпоксидной смолы марки ЭД-5; смолы — 100 вес. частей; дибутилфталата — 15 вес. ч.; каолина — 80—100 вес. ч. и полиэтиленполиамина — 12,5 вес. ч. Шпаклевка готовится в строго определенной последовательности. Сначала в эпоксидную смолу вводят дибутилфталат и тщательно перемешивают; затем, про-
336
Рис. 306. Заформовка пробоины в пластмассовом корпусе: а — разделка кромок; б — подготовка к формованию; в — заформовка пробоины.
/ = обшивка; 2 разделительный слой; 3 — лист металла; 4 слой стеклоткани.
должая перемешивать, добавляют наполнитель — каолин. После тщательного, чтобы не оставалось комочков, перемешивания в сосуд небольшими порциями добавляют отвердитель — полиэтиленполиамин — и снова тщательно перемешивают состав. Шпаклевку готовят в эмалированной посуде и небольшими порциями, чтобы успеть израсходовать ее до начала полимеризации смолы, т. е. в течение получаса. При 20 °C эпоксидная шпаклевка встает за 30—40 мин, а полная полимеризация занимает 2,5—3 ч. После этого зашпаклеванное место можно зачистить шкуркой и подкрасить.
Скрозные пробоины, как и поверхностные разрушения одного или нескольких внешних слоев, ремонтируют накладыванием (приформовкой) нескольких новых слоев стеклоткани, пропитанной связующим.
При ремонте пробоины предварительно нужно выпилить весь поврежденный участок обшивки — до монолитного стеклопластика — и одновременно придать вырезу правильную форму, например, прямоугольную со скругленными углами (рис. 306). Затем следует разделать кромки, сняв фаску со стороны заделки отверстия на ширину, равную примерно 10 толщинам корпуса. Район приформовки заплат вокруг пробоины зачищается до обнажения текстуры стеклоткани. Поверхности можно зачищать грубым напильником, наждачной бумагой, скребками; пыль обычно удаляется сухой чистой ветошью. Важно, чтобы на зачищенное место не попали капли масла, жира или воды.
Из стеклоткани выкраивают необходимое количество повторяющих форму выреза заплат с учетом того, чтобы каждая из них была больше предыдущей с перекроем на сторону около 10 мм. Резать стеклоткань можно острым ножом или обычными портняжными ножницами. Лучше всего использовать стеклосетки марок СЭ-0-1, ССТЭ-6, стеклоткань сатинового переплетения Т-11-ГВС-9 или АСТТ (б)-СР-0, жгутовую ткань — стеклорогожу ТР-0,7. Следует иметь в виду, что для образования стеклопластика толщиной 5 мм необходимо наложить 10—11 слоев указанной ткани, 20 слоев стеклосетки или 8 слоев стеклорогожи.
Чтобы заплатки не портили вид отремонтированного судна, их обычно ставят изнутри корпуса. Снаружи к обшивке на время работы прижимают изогнутый по обводу кусок фанеры или металла, покрытый разделительным слоем (например, целлофан или вазелин): он будет служить своего рода шаблоном при заполнении отверстия стеклопластиком.
На зачищенную поверхность обшивки по краям выреза кистью наносят связующее и затем укладывают в определенной последовательности все заготовленные заплатки. Ткань можно пропитывать связующим до укладки или непосредственно при укладке на место. Нельзя допускать появления воздушных пузырей между слоями. Их удаляют проглаживанием резиновым шпателем или простукиванием торцом жесткой кисти. Все слои должны быть хорошо пропитаны связующим: для контроля за его расходом укажем, что связующего должно идти столько же (по массе), сколько и стеклоткани.
337
Отремонтированные места после полного отверждения связующего (обычно через 1—3 дня) зачищают скребками и шкуркой, при необходимости шпаклюют и окрашивают.
При заполнении стеклопластиком не сквозных, но сравнительно глубоких наружных повреждений обшивки, необходимо подкрепить изнутри ремонтируемый участок корпуса, приклеив 2—4 слоя стеклоткани таким образом, чтобы границы наружной заделки перекрывались на 150—200 мм по всему периметру.
Окрашивать отремонтированные места можно только после полного (без «отлипа») отверждения связующего.
Перед окраской все поверхности зачищают шкуркой для придания шероховатости, улучшающей адгезию, удаляют пыль и обезжиривают поверхности кистью, смоченной в уайт-спирите.
Неровности и незначительные выбоины шпаклюют шпаклевкой ЭП-00-10 под пентафталевые эмали ПФ-115 или ПФ-223, либо нитрошпаклевкой НЦ-00-8 под нитрокраски.
Необходимо проверить все приформовки (угольники из стеклопластика), которыми приклеены детали оборудования и набор к обшивке. Здесь возможны расклеивание, отслоения, которые прогрессируют вследствие эластичности пластика и воздействия влаги, проникающей в зазор между приформовкой и обшивкой корпуса. Подобные дефекты недопустимы в местах приформовки переборок воздушных ящиков, обеспечивающих непотопляемость лодки (в настоящее время для этой цели применяется исключительно пенопласт), так же как и нарушение клеевого соединения пенопластовых блоков с палубой или бортами. При невозможности добиться надежного восстановления прочного клеевого шва в старых приформовках, следует наложить дополнительные слои стеклоткани. Для этой цели используют полосы стеклоткани шириной 60—150 мм, выкраиваемые с расчетом, чтобы кромки каждой нижней, ранее уложенной полосы перекрывались накладываемой сверху. Места приформовки тщательно зачищают для обеспечения хорошей адгезии вновь накладываемого материала с основным материалом корпуса.
Общая толщина слоев в приформовке должна быть равна толщине прежнего угольника и, во всяком случае, быть не меньше, чем толщина детали, которая крепится к корпусу. Там, где это возможно, полосы стеклоткани на смоле нужно накладывать с обеих сторон переборки или стенки другого элемента конструкции.
При работе с полиэфирными и эпоксидными смолами необходимо выполнять ряд предосторожностей. Кожу рук нужно защитить резиновыми перчатками или защитной мазью (мазь Силесского, ХИОТ-6, ИЗД-1 и т. п.).
В случае попадания смол или отверждающих добавок на кожу их снимают ватным тампоном, смоченным в спирте или ацетоне, а затем промывают теплой водой с мылом.
При попадании связующего в глаза необходимо срочно промыть их водой или 2 % -ным раствором питьевой соды и обратиться к врачу.
При зачистке стеклопластика следует избегать попадания пыли в дыхательные пути, а глаза защищать очками.
Декоративный слой стеклопластика под влиянием солнечных лучей со временем «седеет». Для восстановления цвета могут быть использованы пентафталевые, хлор каучуковые или глифталевые эмали. Из масляных красок годятся свинцовые белила, крон желтый, сурик.
В процессе эксплуатации декоративное покрытие пластмассового корпуса разрушается, что проявляется в виде сетки тонких трещин. Их можно устранить с помощью нитрошпаклевки, а также шпаклевки, приготовленной на основе полиэфирной или эпоксидной смолы. Пригоден для этой цели и «универсальный экпосидный клей ЭДП» или эпоксидная шпаклевка, которые продаются в хозяйственных магазинах.
Для проведения ремонта обшивку необходимо очистить от отслоившихся чешуек декоративного покрытия, промыть теплым 10 %-ным раствором кальцинированной соды, зачистить поверхность водостойкой наждачной шкуркой, после чего промыть ее чистой водой и просушить. Жировые пятна удаляют ветошью, смоченной в уайт-спирите.
338
Эпоксидную шпаклевку приготовляют в чистой и сухой эмалированной, стеклянной или полиэтиленовой посуде согласно прилагаемому к пакету рецепту, добавляют в нее наполнитель, соответствующий цвету покрытия: алюминиевую пудру, окись алюминия, тальк, охру, сурик в сухом виде. При этом надо следить, чтобы шпаклевка сохранила текучесть и легко наносилась на корпус.
После введения отвердителя шпаклевка пригодна для применения в течение времени от 30 мин до 2 ч.
Шпаклевку следует наносить резиновым, деревянным или полиэтиленовым шпателем так, чтобы заполнить только трещины. Зашпаклеванную поверхность можно шлифовать после отверждения через 24 ч сначала крупной, а затем мелкой наждачной шкуркой. Обезжирив поверхность уайт-спиритом и просушив ее в течение 30—40 мин, можно приступать к окраске корпуса. Рекомендуется применять эмали ПФ-115 или ПФ-167, которые наносят в два-три слоя.
Все работы с эпоксидной шпаклевкой нужно выполнять в сухую погоду при температуре наружного воздуха не ниже 18 °C. Окрашенный корпус выдерживается на воздухе 6—7 суток, после чего лодку можно спускать на воду.
Декоративный слой будет хорошо сохраняться, если его поверхность периодически мыть теплой водой с добавлением шампуня.
После мойки декоративное покрытие полируется с применением полироли ТУ 6-15-714-72 или полироли П по ТУ 6-15-659-72. Автовоск АВ-70 (ТУ 61-ЭССР-295-70) не только полирует поверхность, но и создает на ней прочную водостойкую пленку.
Как продлить жизнь деревянного судна?
Помимо истирания и других механических повреждений, корпус судна, построенного из древесины, в условиях повышенной влажности подвергается гниению. Чаще всего активная жизнь деревянной лодки прерывается именно по причине биологического разрушения древесины основных конструкций корпуса.
Кроме влажности процессу гниения, образования грибковых заболеваний древесины способствует еще и застойный воздух внутри помещений судна, плохая вентиляция, вода и грязь в трюме. При постройке судна и в период его эксплуатации необходимо предусмотреть свободный сток трюмной воды к водосборнику осушительной помпы.
Вода может застаиваться и на продольном наборе, особенно во время стоянки, когда в холодные ночи на бортах скапливается конденсирующаяся из воздуха влага. В самой нижней точке скулового стрингера, например, полезно сделать желобок для стока воды к килю. Водопротоки необходимо предусмотреть также в узлах прохода днищевых стрингеров через шпангоуты при фанерной обшивке днища.
Хорошая вентиляция внутренних помещений обеспечивает быстрый отвод влаги и высыхание деревянных конструкций, впитавших воду в штормовых условиях, предотвращает образование конденсата. Необходимо, чтобы обеспечивался сквозной проход воздуха из кормы в нос, без образования застойных зон в трюме под пайолами, в шкафах, рундуках и т. п. В корпусе не должно быть невентилируемых глухих отсеков.
Вентиляция важна не только на малых судах с каютой. Нередко можно обнаружить грибковую плесень на внутренней поверхности палубы и бимсов даже на частично запалубленных мотолодках, если здесь не предусмотрена вентиляция форпика. Достаточно установить на палубе простейшую вентиляционную головку, чтобы и в этом месте возникла циркуляция воздуха. На каютном катере полезно сделать иллюминаторы в лобовом комингсе рубки открывающимися или предусмотреть специальный вентиляционный лючок в крыше рубки, открывающийся навстречу потоку воздуха.
Свежий воздух должен свободно проходить в трюм. Для этого пайолы снабжаются вентиляцйонными решетками, оставляются зазоры между бортом и кромкой пайола. Все шкафы и переборки между отсеками катера или яхты должны быть снабжены вентиляционными отверстиями вверху и внизу.
339
В кормовой части судна воздух из помещений должен свободно выходить наружу, для чего используется разрежение, создающееся за тупыми окончанием рубки или транцем. В двери каюты, запирающейся на стоянке, полезно иметь решетку-жалюзи.
Необходимо регулярно следить за состоянием конструкций и мест на корпусе* где возможно появление гнили. В деревянном корпусе особенно сильному разрушению подвержены штевни, киль и прилегающий к нему шпунтовый пояс обшивки, поясья обшивки в районе ватерлинии и ближайший к палубе пояс — ширстрек.
У фанерной обшивки дефекты надо искать в первую очередь на плохо защищенных от влаги и открытых торцах листов — по скуле, у палубы и у транца.
Деформация (коробление) поясьев обшивки корпуса может свидетельствовать о загнивании древесины шпангоута, которая перестала держать шуруп. Возможен и другой вариант: при постройке применили пересушенные доски или ошибочно положили доски заболонной частью наружу. Иногда пояс выпучивается из-за слишком плотной конопатки пазов (об этом свидетельствует выдавившаяся шпаклевка).
Особое внимание нужно обратить на концы досок обшивки у форштевня, у транца, на стыковых планках. Палубный настил чаще всего изнашивается и начинает гнить в местах крепления уток, битенгов, кнехтов, релингов, леерных стоек, т. е. всюду, где металл соприкасается с деревом.
Если палуба покрыта парусиной, нужно осмотреть настил у буртиков и под дельными вещами; здесь могут быть вздувшиеся и протертые места, так как попадающая под парусину вода высыхает медленно. Лучше снять буртики и штапики по комингсам рубки и люков, проверить, хорошо просушить и уплотнить эти места шпаклевкой, густотертой краской или эпоксидным компаундом.
Если на деталях деревянного корпуса обнаружены очаги загнивания, пораженную площадь следует очистить от краски, захватив и прилегающие участки. Поверхностный слой древесины снять с помощью цикли или рубанка и шкурки на глубину до чистой древесины, затем протереть весь подозрительный участок тряпкой, смоченной в 10 % -ном растворе формалина. После высыхания оголенное место шпаклюют и окрашивают.
Этот способ не дает эффекта при глубоком поражении, когда значительный по толщине участок приходится заменять.
Немаловажное значение для сохранения деревянного корпуса имеют лакокрасочные покрытия, создающие влагостойкую защиту древесины, особенно — пропитка корпуса олифой, древесной смолой или дегтем., В особой защите нуждаются торцы всех деталей набора и наружной обшивки.
Для пропитки применяют смолу хвойных пород древесины или деготь лиственных.
Обычно корпус пропитывают снаружи один или два раза жидкой смолой в подогретом состоянии — для более глубокого проникновения ее в поры древесины. При этом поверхность обшивки приобретает глянцевый вид; матовые участки надо пропитывать дополнительно.
Чтобы лодка лучше выглядела, цосле пропитки обшивки жидкой смолой можно покрыть ее одним слоем олифы — чистой или слегка пигментированной под цвет будущей окраски. Красят обшивку масляными красками.
Сосновая древесина, как более смолистая (особенно мелкослойная), может быть пропитана один раз жидкой смолой, а затем олифой или масляными красками.
Герметизация древесины (пропитка смолами, окраска, оклейка стеклотканью) сохранит ее на долгие годы только в том случае, когда она хорошо высушена и содержит не более 6—8 % влаги.
Металлический крепеж в древесине обязательно должен быть защищен от коррозии изолирующим составом (олифой, краской, лаком, смолой или минеральным маслом). В просверленное отверстие перед постановкой болта или завинчиванием шурупа следует влить изолирующий состав, чтобы он пропитал разрушенную при сверлении древесину.
340
Ремонт деревянного корпуса
Ремонт дощатой обшивки. Отдельные участки размочаленной на небольшую глубину древесины обшивки можно не менять, а восстановить при помощи мастики, приготовленной из смеси клея ВИАМ-БЗ (или эпоксидной смолы) с мелкими древесными опилками или древесной мукой. Поврежденный участок зачищают стамеской до здоровых волокон и заполняют мастикой заподлицо с обводами борта. Чтобы мастика не растекалась, ее поверхность покрывают целлофаном или бумагой и прижимают доской и подпоркой (рис. 307). После затвердевания мастики отремонтированный участок борта нужно зачистить рашпилем и наждачной шкуркой, а затем окрасить.
При значительном повреждении пояса обшивки часть его необходимо заменить — сделать вставку. Для этого, наметив границы заменяемого пояса, освобождают его от крепежа к набору и вырезают с помощью стамески и узкой ножовки. Новая доска обшивки (ее следует заготовить на 2—3 мм толще снятого пояса) подгоняется по месту и крепится к шпан-
Рис. 307. Ремонт поврежденной обшивки с помощью мастики.
1 — шпангоут; 2 — рейки обшивки; 3 — мастика; 4 — подпорка; 5 — - клинья.
гоутам заклепками или шурупами, как это сделано на данном корпусе. Для обеспечения герметичности в пазы между досками надо проложить полосы бязи, пропитанной лаком, клеем или густотертой краской. На стыках изнутри устанавливают накладки из такой же доски, как и сама вставка. Желательно, чтобы накладка имела длину во всю шпацию, а по ширине перекрывала пазы смежных поясьев (рис. 308, а). Стыковая накладка ставится на парусиновую прокладку, пропитанную густотертой краской или суриком. Головки шурупов (или заклепок), крепящих вставку и накладку к другим поясьям обшивки и набору, утапливают в обшивку на 6—8 мм, а углубления над ними заделывают деревянными пробками или опилками с клеем. Затем доски замененных поясьев прострагивают заподлицо с остальной обшивкой, шпаклюют и окрашивают.
Если приходится заменять несколько смежных поясьев, то стыки вставок нужно разнести по длине корпуса так, чтобы они оказались в разных шпациях.
Ремонт деталей набора корпуса. Участки поврежденных (лопнувших или отошедших от обшивки) шпангоутов можно не менять, а усилить установкой дублирующих накладок такого же сечения (рис. 308, б). Обычно «дублер» крепят к основному шпангоуту заклепками или тонкими болтами с перекроем дефектного участка на 200—250 мм с каждого конца.
Сломанные или сгнившие шпангоуты лучше удалить и заменить новыми. Дубовый шпангоут перед установкой на место распаривают, помещая заготовку в трубу с небольшим количеством воды, которую разогревают над костром или пламенем паяльной лампы. При небольшом сечении шпангоута его оборачивают тряпками и поливают в течение 10— —15 мин кипящей водой или держат обернутым в мокрые тряпки над костром. В результате дубовая рейка приобретает эластичность и легко может быть изогнута по об-
Рис. 308. Ремонт поврежденного пояса обшив- воду корпуса.
ки при помощи вставки («) и установка дубле- Поврежденные гнутые ров шпангоутов (б). шпангоуты, форштевень и
341
другие детали корпуса, имеющие большую кривизну, можно отремонтировать с применением водостойкого клея и набора тонких реек. Пораженный гнилью или лопнувший участок шпангоута вырезают стамеской, как показано на рис. 309. С помощью 6-миллиметровой проволоки снимают шаблон по обводу шпангоута, который переносится на дюймовую доску 1. Обработав лекальную кромку доски, получают цулагу, по которой можно выклеить шпангоут из тонких реек 2 (обычно их толщина составляет от 5 до 8 мм). Рейки, смазанные клеем с обеих сторон, легко изгибаются по цулаге и прижимаются к ней с помощью струбцин 3, После высыхания клея заготовку снимают с шаблона, обрабатывают в чистый размер и ставят на место. Соединение концов вновь обработанной части со старым шпангоутом выполняется на ус с использованием клея.
Если сечение шпангоута невелико, то рейки можно гнуть прямо по обшивке, по месту, без изготовления цулаги. При установке заклепок пакет плотно подтягивают к обшивке. Можно использовать для этой цели и короткие шурупы, заворачивая их в обшивку со стороны набора, а затем и в ранее поставленные рейки.
Этот же способ ламинирования (т. е. выклеивания детали слоями) рекомендуется и для изготовления новых книц взамен лопнувших (рис. 310, в).
Ремонт фанерной и шпоновой обшивки. Поврежденный участок вырезают так, чтобы получилось прямоугольное отверстие. Затем делают две накладки из такой же фанеры, что и обшивка; одну — точно по вырезу, а другую с перекроем отверстия с каждой стороны на 30—40 мм (рис. 310, а). Большой накладкой закрывают отверстие с внутренней стороны корпуса (под накладку надо подложить тонкую ткань, пропитанную густой краской, эпоксидной смолой или водостойким клеем) и приклепывают ее по периметру к обшивке тонкими гвоздями с шагом 20—25 мм; хороши для этой цели латунные сапожные гвозди. Меньшую накладку вставляют снаружи заподлицо с обшивкой и соединяют клепкой с внутренней накладкой. Окончательно заделанное место выравнивают шпаклевкой, шлифуют и окрашивают обычным способом.
При значительных размерах пробоины вместо сплошной внутренней фанерной накладки применяют стыковые планки из такой же фанеры, если она достаточно водостойкая, либо строганые из реек (рис. 310, б). Если же речь идет о небольшом отверстии по отношению к толщине обшивки, достаточно разделать кромки пробоины на ус и поставить вклейку из такой же фанеры (рис. 310, в).
Для ремонта фанерной обшивки можно использовать обычную строительную фанеру, если ее пропитать натуральной олифой. Делается это так. Кистью наносится слой олифы, после чего поверхность фанеры проглаживается утюгом, нагретым до температуры 150—200 °C. Процедура повторяется до тех пор, пока
Рис. 310. Ремонт повреждений фанерной обшивки.
Рис. 309. Ремонт деталей набора способом ламинирования.
342
Рис. 311. Покрытие палубы парусиной.
1 — комингс рубки; 2 — штапик; 3 — парусина;
4 — буртик; 5 — фальш* борт; 6 ватервейс.
фанера не перестанет впитывать олифу. При такой пропитке олифа проникает в фанеру вплоть до клеевого слоя. Внутреннюю сторону обшивки надо пропитывать до установки на набор, наружную — после.
При незначительной кривизне ремонтируемого участка корпуса лодки, изготовленного из шпона (формованной фанеры), можно воспользоваться теми же способами, что и при ремонте фанерной обшивки. При замене участка обшивки с двоякой кривизной приходится выклеивать этот участок из слоев шпона или узких полос тонкой водостойкой фанеры. При этом поврежденные полосы шпона удаляют из обшивки, разнося границу выреза в виде ступеней. Тщательно зачистив поверхности склейки, новые полосы шпона или фанеры ставят на клею, запрессовывая мелкими гвоздиками с «мухами» — кусочками фанеры, раскалывая которые после затвердевания клея, можно освободить шпляпки гвоздей для выдергивания их из обшивки. Отверстия из-под гвоздей шпаклюют эпоксидным клеем с древесной мукой, так же как и зазоры между новыми полосами шпона.
Покрытие палубы парусиной и устранение водотечности рубки. Если палуба на каютном катере имеет течи, избавиться от них можно, покрыв палубу стеклотканью на эпоксидном связующем или парусиной на жидкой масляной шпаклевке. Для этого необходимо снять буртики, штапики и прижимные планки, прострогать рубанком и прошпаклевать палубный настил. Затем на жидкой шпаклевке (олифа — 250 г, скипидар — 20 г, сиккатив — 40 г, мел — 690 г) поставить предварительно выкроенную парусину, прибить ее, начиная с кормы, мелкими гвоздями к комингсам рубки и люков и туго натянуть к бортам. Когда все кромки ткани будут закреплены, можно снова установить буртики и штапики и загрунтовать палубу, втирая краску торцовой кистью. Чем лучше проникнет краска через поры ткани и чем туже натянется ткань, тем более надежным будет покрытие. На рис. 311, а показан вариант закрепления края парусины буртиком; на рис. 311, б — фальшбортом.
Водотечность рубки в соединении с палубой и палубных люков по комингсам удается устранить только после снятия всех обделочных угольников, разделки и очистки пазов и заполнения их мастикой, составленной из эпоксидного клея (обязательно с пластификатором) и древесных опилок.
Покрытие корпуса стеклопластиком
Корпус, построенный из дерева или фанеры, можно оклеить снаружи стеклопластиком. Кроме защиты древесины от влаги и механических повреждений, стеклопластик повышает прочность корпуса, упрощает весенний ремонт судна. Нередко стеклопластик используется также для оклейки стальных и дюралевых корпусов.
Для защитной оклейки корпуса судна наиболее подходящими являются стеклоткани редких переплетений — так называемые «сетки» марок СЭ (ССТЭ-6 или ССТЭ-9). Вследствие малой плотности они легко пропитываются смолой и благодаря своей эластичности хорошо облегают корпус. Годится также стеклоткань сатинового переплетения марки АСТТ (б) С? или Т-11-ГВС-9. Электроизоляционные ткани марок ЛСМ, АСМИ, ЛСЭ, ЛСБ и ЛСК выпускаются пропитанными синтетическими смолами и для оклейки корпусов практически непригодны. Большинство из этих тканей можно отличить по окраске в желтый или бордовый цвет и по наличию пропитки.
343
При оклейке металлических корпусов лучше использовать эпоксидные компаунды, обеспечивающие более надежное сцепление, а для деревянных можно применять также полиэфирные смолы, которые существенно дешевле эпоксидных.
Оклеивание производится при температуре не ниже 18 °C и относительной влажности воздуха нё выше 65 %. Время отверждения — от 1 до 7 суток.
Перед оклейкой деревянного корпуса необходимо скруглить все острые кромки и углы, на которых стеклоткань, вследствие резкого перелома нитей, плохо держится. Необходимо утопить крепеж в обшивку и зашпаклевать углубления над ним, удалить имеющиеся подтеки клея. Неровную, шероховатую поверхность надо прострогать. Расколы и задиры обшивки подрезают стамеской или острым ножом, затем всю поверхность обшивки обрабатывают шкуркой и рашпилем. Естественно, что старую, плохо держащуюся краску и шпаклевку удаляют. Размочаленные трением или пораженные гнилью поверхности зачищают до здоровой древесины, шпаклюют или, если необходимо, делают наклейки из деревянных планок. Корпус должен быть хорошо просушен.
Если оклеивается корпус лодки, построенный из алюминиевого сплава, то его точно так же необходимо зачистить от непрочно держащейся краски, тщательно протереть и перед самой оклейкой обезжирить поверхность уайт-спиритом или ацетоном. Острые кромки и углы желательно скруглить по радиусу, снять заусенцы, погнутые места обшивки выправить. Если корпус был окрашен глифталевыми или пентафталевыми красками, нитроэмалью или эпоксидной эмалью, то можно оклеивать его стеклотканью прямо по старой краске (разумеется, если она не отслаивается от металла). Слишком гладкую, блестящую поверхность рекомендуется ошкурить для придания ей некоторой шероховатости, благодаря которой повышается адгезия — сцепление стеклопластика с краской или металлом. После этого следует тщательно удалить пыль, протерев поверхность тампоном, смоченным ацетоном или бензином.
Аналогичным образом подготавливается к оклейке стальной корпус. Приступать к оклейке надо сразу же после окончания очистки и обезжиривания, так как при высокой влажности воздуха очищенный металл может окислиться, появятся признаки коррозии, что существенно ухудшает качество стеклопластикового покрытия.
В процессе изготовления стеклоткань обычно смачивается масляной эмульсией или парафиновым раствором, что делает ее непригодной для пропитки связующим. Поэтому перед использованием стеклоткани необходимо удалить за-масливатель, промыв ткань бензином (это нельзя делать в ванне и в других помещениях небольшого объема). Другие виды замасливателей снимаются уайт-спиритом или ацетоном. Промытую ткань следует просушить в течение 2—4 ч, лучше всего на открытом воздухе.
При раскрое ткани желательно отрезать куски, равные длине корпуса, особенно для полос, укладываемых вдоль киля и ватерлинии. При ударе о препятствие стеклопластик в этих местах может отслоиться на значительном расстоянии, целое полотнище в этом случае только порвется.
Связующее для оклейки следует готовить в эмалированной посуде, в количестве, которое может быть израсходовано за 1,5—2 ч работы. Использовать медную, латунную или гуммированную посуду нельзя, так как эти материалы отрицательно влияют на отверждение связующего. Компоненты связующего смешивают в определенной последовательности. Если предстоит оклеивать вертикальные борта или днище катера, стоящего килем вниз, то за несколько часов до начала оклейки в смолу порциями вводят, при тщательном перемешивании, приготовленную дозу тиксотропного наполнителя — белой сажи марок У-333 или А в количестве 5—7% от веса смолы, либо аэросила— 1 —1,5%. Наполнитель повышает вязкость смолы, предотвращает подтеки связующего. Через 2 ч смолу с введенным наполнителем еще раз тщательно перемешивают.
Перед началом оклейки отвешивают необходимое количество смолы и отдельно ускоритель и инициатор. Для полиэфирных смол марок ПН-1 и ПН-3 инициатором служит гипериз (гидроперекись изопропилбензола), который добавляется в количестве 3 вес. ч. на 100 вес. ч. смолы. Смола с гиперизом затвердевает в течение нескольких часов; для ускорения процесса в нее добавляют ускоритель — нафтенат кобальта (10 %-ный раствор в стироле) — 8 вес. ч.
344
Рис. 312. Последовательность выполнения работ по оклейке корпуса стеклотканью.
1 удалите краску и зачистите шкуркой корпус; 2 — заполните трещины, пазы связующим с древесной мукой;
3 — покройте корпус тонким слоем связующего; 4 — наложите первый слой стеклоткани, прокатайте его валиком; прогладьте шпателем; 5 — наложите следующий слой ткани,- прокатайте валиком; 6 — прошкурьте, а затем прошлифуйте высохший слой;
7 — покройте корпус связующим с пигментом; 8 — покройте корпус пен-тафталевым лаком.
Сначала вводят ускоритель и только после хорошего (в течение 10—15 мин) перемешивания — гипериз. Состав снова хорошо перемешивают. Ускоритель и инициатор не должны соединяться непосредственно, так как при этом может произойти взрыв.
При использовании эпоксидных смол ЭД-5 и ЭД-6 в смолу добавляют дибутилфталат — 15 вес. ч. на 100 вес. ч. смолы, с которым она может храниться длительное время. Ускорителем служит полиэтиленполиамин (10 вес. ч.), который вводят в связующее непосредственно перед оклейкой корпуса. При смешивании связующего с полиэтиленполиамином выделяется тепло, и вследствие этого смесь может быстро отвердеть. Поэтому ускоритель рекомендуется вводить частями, при хорошем перемешивании.
Если оклейка ведется при температуре ниже 18 °C, в связующее можно ввести соускоритель — диметиланилин в количестве 0,025—0,1 % от массы смолы. Он резко ускоряет желатинизацию смолы.
При работах по оклейке применяют следующие инструменты: острый нож, портновские ножницы для раскроя ткани, торцовые кисти, шпатели, ролик для прикатки и эмалированную посуду. Обработанная поверхность наружной обшивки грунтуется тонким слоем связующего, приготовленного без тиксотропного наполнителя (рис. 312). Размер участка определяется так, чтобы его можно было оклеить за 1—1,5 ч.
Через 30 мин после грунтовки наносится еще один слой связующего, но уже с тиксотропным наполнителем, и сразу же на него укладывается первый слой стеклоткани, который тщательно разглаживается, простукивается торцовыми кистями от середины полотнища к краям до полного удаления воздушных пузырей и достижения равномерной его пропитки. Сверху опять наносится слой связующего и укладывается второй слой стеклоткани. Аналогично укладываются последующие слои до получения защитного слоя нужной толщины. Ориентировочно можно считать, что 4 слоя стеклоткани составляют защитное покрытие толщиной в 1—1,5 мм. Толстая стеклоткань создает достаточную защиту в один-два слоя.
Первый слой стеклоткани должен перекрывать на 50—70 мм скуловой брус, заходя на днище, и на такую же величину — на палубу. Последующие слои должны ложиться так, чтобы перекрой по кромкам был не менее 20—30 мм. Наиболее уязвимые места корпуса, например, скулу, днище у киля, соединение борта с палубой целесообразно защитить дополнительными слоями стеклоткани, наклеив полосы шириной 50—100 мм. Для того чтоЬы кромки стеклоткани не были заметны на готовом корпусе, рекомендуется выдернуть крайнюю продольную нитку из кромки каждого полотнища. При оклейке днища край ткани необходимо перепустить на борта; аналогично поступают при покрытии стеклопластиком палубы, транца и форштевня. Оклейку нужно вести непрерывно до получения защитного слоя нужной толщины, иначе связующее отвердеет, и для продолжения работы поверхность придется зачищать,—
345
Рис. 313. Оклейка корпуса с обшивкой кромка на кромку: а — оклейка выступающих кромок; б — оклейка по ширине ноясьев.
Если приходится оклеивать днище в потолочном положении, разрезанная на куски по длине лодки стеклоткань предварительно пропитывается связующим на столах. Затем полотнища ткани наматывают на круглые стержни диаметром около 70 мм и не позднее чем через 30—40 мин их разматывают и укладывают на корпус, пробивая образовавшиеся пузыри торцовыми кистями и прикатывая ткань валиками.
При оклейке корпусов с наборной обшивкой — «кромка на кромку» — узкими полосками стеклоткани оклеивают сначала выступающие кромки поясьев обшивки (рис. 313), затем поверх этих полосок накладывают еще полосы стеклоткани, по ширине равные ширине пояса. Попытки оклеить клинкерную обшивку одним широким полотнищем стеклоткани, как правило, оканчиваются неудачей, так как в местах сгибов ткань прилегает к обшивке неплотно, возможны воздушные пузыри.
Если на днище мотолодки имеются продольные реданы, которые перед оклейкой снять не представляется возможным, то такое днище оклеивают аналогичным способом: сначала узкими полосами реданы, затем поверхности между реданами широкими заранее выкроенными полосами.
При оклейке клепаных металлических корпусов рекомендуется сначала приклеить полосы стеклоткани по всем заклепочным швам.
Деревянные корпуса изнутри обычно не оклеивают. Поскольку покрытие из стеклопластика фильтрует воду, как бы тщательно оно ни выполнялось, при двухсторонней оклейке обшивки исключалось бы испарение влаги, набранной досками, и здесь быстро развивались бы процессы гниения.
После оклейки корпуса, пока связующее еще окончательно не желатинизировалось, выполняют «мокрую шпаклевку». Неровности (риски, наплывы клея) сглаживают шпателем, смачивая растворителем. Для шпкалевки применяют то же связующее, которое используется для оклейки корпуса, с добавлением наполнителя — кварцевого песка или маршаллита (мел и цемент применять не рекомендуется). Шпаклеванную поверхность выравнивают и сразу же обтирают тампоном, смоченным в растворителе.
После того, как шпаклевка высохнет, рекомендуется прошкурить поверхность пластика — устранить глянец стеклянной шкуркой. К матовой поверхности гораздо лучше прилипает краска, особенно эмаль. Для окраски оклеенного стеклопластиком корпуса можно применять краски, рекомендованные для косметического ремонта пластмассовых судов (см. стр. 338). Стойкое декоративное покрытие может быть выполнено на основе связующего, примененного для оклейки корпуса, путем введения в него сухих красящих пигментов (см. табл. 18). Пигмент вводится в смолу до ее смешивания с ускорителем.
Минеральные пигменты необходимо просушить в сушильном шкафу при, температуре 105—110 °C для того, чтобы влага, содержащаяся в пигменте, не задерживала отверждения смолы и не снижала прочность стеклопластика. Высушенный пигмент тщательно просеивают через сито (мелкую капроновую сетку). Из просеенного порошка пигмента и связующего, смешанного с тиксотропным наполнителем (белая сажа или аэросил), приготовляют пастообразную компо-346
Таблица 18
Пигменты, употребляемые для окраски декоративного слоя
Цвет покрытия Пигмент Количество пигмента (вес. ч.)й вводимое на 100 вес. ч. связующего
Белый Двуокись титана 10
Шаровый » » 7
Сажа газовая 0,2—0,4
Красный Пигмент алый Н 3
Черный Сажа газовая 2—3
Оранжевый Пигмент оранжевый 3
Желтый Пигмент желтый светопрочный 3
Коричневый Пигмент алый Н 2
Сурик железный , 1
Зеленый’ Пигмент фталоцианиновый зеленый 0,15
Двуокись титана 5
Синий Пигмент голубой фталоцианиновый (паста на основе диоктилфталата) 1—2
зицию, состоящую из 50 % порошка пигмента и 50 % смолы. Для этого их тщательно смешивают и хранят в закрытой посуде. Связующее, не содержащее инициаторов отверждения, может храниться долго.
Для того чтобы окрасить смолу, предназначенную для нанесения в качестве декоративного слоя на корпус судна, в смолу добавляют пасту и перемешивают до тех пор, пока не получится однородная масса. Пасту добавляют до получения нужного колера и уже после этого в связующее вводят отверждающие добавки и тщательно перемешивают нужное количество для окраски корпуса. Цвет отвержденного связующего обычно отличается от цвета применяемого пигмента, поэтому, прежде чем приготовить связующее для покрытия всего корпуса, надо сделать несколько проб с различным количеством пасты.
Через сутки после нанесения декоративного слоя корпус можно зачистить от подтеков и окончательно отделать: подшпаклевать неровности связующим и после отверждения шпаклевки отшлифовать поверхность водостойкой шкуркой № 180—220 с мыльной водой.
При оклейке или ремонте корпуса вместо стеклоткани можно использовать тонкую хлопчатобумажную ткань (бязь или миткаль), а вместо связующего на основе эпоксидной или полиэфирной смолы клеи БФ-2, БФ-4, БФ-6, пентафтале-вый лак № 170А, глифталевый лак любых марок, бакелитовые лаки марок А и Б, лак ХС-76, масляные лаки (6с, 6т, 4с, 4т) или густотертые краски.
Пентафталевый лак можно брать любых марок, но если будет применен ПФ-231 (паркетный), надо учитывать, что он высыхает очень быстро — за 30— 60 мин с момента нанесения. Можно использовать и другие паркетные лаки с кислотным отвердителем (МЧ-26 и т. п.). Время отверждения бакелитового лака составляет не менее 7 суток.
Лаки наносят большой кистью одновременно на обе поверхности, но на ткань несколько обильнее, чем на корпус.
Густотертые краски для оклейки тканью разводят льняной олифой из расчета: на 1 часть (по объему) свинцовых белил и крона — от 1/3 до 1/2 части олифы; на 1 часть цинковых белил — от 1/4 до 1/3. Свинцовый сурик приготовляют в момент употребления, отвешивая на 80 вес. ч. сухого порошка 15 вес. ч. льняной олифы.
Краски наносят на обе поверхности жесткой кистью. Срок их полного высыхания при температуре 20 °C не менее 3 суток.
347
Прило жение
ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ ПОДВЕСНЫЕ ЛОДОЧНЫЕ МОТОРЫ
Характеристика ^Салют-М», «Спути и к» -< При бой» Ветерок-8» <Ветерок-12» «Привет-22» «Нептун-23»
Число цилиндров 1 2 2 2 2 2
Диаметр цилиндров, мм 38 48 50 60 61,75 61,-75
Ход поршня, мм 40 34,4 44 44 58 58
Рабочий объем, см8 45 124 173 249 346 346
Степень сжатия 5,7 7 6 * 6 * 9,0 ± 0,5 9,25
Максимальная мощность,- кВт 1,5 (2) 3,7 (5) 5,8 (8) 8,8 (12) 16,1 (22) 16,9 (23)
(л. с.) Число оборотов, об/мин 5000 4500 4800 4800 5000 200 5000
Часовой и удельный расходы 0,9; 600 2,25; 608 3,5; 600 5; 500 7,6; 470 8,-8; 500
топлива, кг/ч, г/кВт-ч Литровая мощность, кВт/л 32,67 29,66 34,0 36,4 47,1 48,8
Тип зажигания Маховичное Двухискровое ' Маховичное двухискровое Двухискровое Двухискровое
магнето МС-1 магдино МН-1 магнето МЛ -10*2с магдино МН-1 магдино МН-1
Свечи с выносными трансформа -торами А11У с выносными трансформаторами СИ-12А А7,5УС А7,5УС с выносными трансформа -торами СИ-12РТ с выносными трансформаторами
Карбюратор Поплавковый КЛМ-6 или КЗЗБ кззв Поплавковый СИ-12РТ
Передаточное отношение к вин- 12 3 22 КЛМ-5У 15 : 27 12 : 20 13 1 22 с поворотной заслонкой 12 5 20 К36Л 15 5 26
ту Гребной винт — число лопа- ’Х140Х120 2X200X184 3X202X190 3X210X225 3X235X285 3X230X300,
стей X диаметр X шаг, мм Высота транца лодки, мм До 400 До 380 До 380 До 380 До 400 3X230X280, 3X230X220 До 405
Масса мотора, кг 12 19 26 27 38 1,5 44
Габаритные размеры, мм 860X235X380 950X320X650 1050X350X500 1050X350X500 1065X425X555 1088X360X820
Стоимость, руб. 125 154 200 540 540
Продолжение
Характеристика «Вихрь» «Вихрь-М» «Вихрь-ЗОР» «Москва-25 А» «Москва-30» «Москва-М»
Число цилиндров 2 2 2 2 2 2
Диаметр цилиндров, мм 61 67 72 72 72 55,2
Ход поршня, мм Рабочий объем, см3 60 60 60 60,6 60,6 51
422 422 488 496 496 244
Степень сжатия 6,5—7 7,5 —8,0 8,0 —8,5 7,1 8,5 6,5
Максимальная мощность,- кВт (л. с.) 14,7 (201 18,4 (25) 22 (30) 18,4 (25) 22 (30) 7,3 (10)
Число оборотов, об/мин 5000 5000 5000 4800 5000 4500
Часовой и удельный расход топлива, кг/ч, г/кВт-ч 9; 612 9,5; 460 11; 500 10,5; 570 10,5; 477 4,25; , 582
Литровая мощность, кВт/л 34,8 43,6 45,0 37,0 44,0 29,9
Тип зажигания Маховичное магнето МГ-101 с выносными трансформа- Двухискровое с выносными тр магдино МВ-1 ансформаторами Маховичное двухи скровое магнето Маховичное двухискровое магнето МЛ-10-2О
Свечи торами СИ-12 СИ-12РТ, СИ-12Р СИ-12РТ, СИ-12Р А7,5'УС А7.5УС А7.5УС
Карбюратор Поплавковый с поворотной заслонкой К36П К36Н К36
Передаточное отношение к вин- 14 : 24 14 : 24 14 : 24 15 ; 23 15 ; 23
ту Гребной винт — число лопастей X диаметр X шаг, мм 3X240X300 3X240X300 3X240X300 3X232X250, 3X230X280, 3X228X300 3X232X250, 3X230X280, 3X228X300 2X216X242, 3X216X242
Высота транца лодки, мм 365—405 365 — 405 365 — 405 До 405 До 405 365—405
Масса мотора, кг 48 45 45,5 48 48 . 30
Габаритные размеры Стоимость, руб. 1100X330X760 1100X330X760 600 1100X330X760 690 1400X380X655 1400X380X655 1114Х488Х 782
Примечания: 1. В строке «Степень сжатия» звездочкой (*) помечена эффективная степень сжатия.
2. До января 1973 г. мотор «Вихрь-М» выпускался с магнето МГ-101 с выносными трансформаторами. С 1981 г. выпускаются моторы «Вихрь-М-Электрон» и «Вихрь-30-Электрон», имеющие электронную систему зажигания с магнето МБ-2.
3. Моторы «Прибой», «Нептун-23», «Привет-22», «Вихрь-М», «Вихрь-ЗОР» имеют генераторные катушки и позволяют снимать мощность до 40 Вт при напряжении 12 В. Два последних имеют выпрямители ВБГ-ЗА.
4. Моторы типа «Москва-25АЭ» и «Москва-ЗОЭ» отличаются от соответствующих модификаций наличием электростартера,- генераторных катушек в магнето и выпрямителя для заряда аккумулятора. «Вихрь-30» отличается наличием электростартера.
5. В настоящее время моторы «Прибой», «Ветерок-12», «Вихрь», «Москва-25А» и «Москва-30» сняты с производства.
6. Мотор «Спутник» имеет складной дейдвуд.
7. С января 1979 г. моторы «Ветерок» комплектуются электронной системой зажигания МБЭ-1.
8. Стоимость модификаций моторов «Вихрь»: «Вихрь-25Р-Электрон» — 630 руб.; «Вихрь-25-Электрон» « 760 руб.; «Вихрь-ЗОР-Элек-Со трон» — 720 руб.; «Вихрь-30-Электрон» — 860 руб.
QO -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие.......................................................... 3
Глава I. Эксплуатационные качества и конструкция малых судов • . 5
Классификация малых судов............................... 5
Характеристики формы корпуса малых судов................ 8
Плавучесть, пассажировместимость и грузоподъемность 14
Остойчивость........................................... 18
Непотопляемость........................................ 24
Какая мощность допустима? ............................. 28
Ходкость ............................................ 29
Управляемость........................................ 41
Обводы глиссирующих судов ............................. 45
Обводы водоизмещающих судов.......................... 58
Материал и конструкция корпуса .... . . 61
Дерево, стеклопластик или дюраль?...................... 66
Глава II. Подводные крылья, движители и экономичность эксплуатации судна........................................................ 67
Как работает крыло .................................... 67
Малые суда на подводных крыльях (СПК).................. 70
Что надо знать о гребном винте? ....................... 74
Гребной винт-мультипитч.............................. 83
Кольцевая профилированная насадка ..................... 85
Водометный движитель................................. 87
Воздушный винт......................................... 95
Ключи к экономии горючего.............................. 97
Средства регулирования ходового дифферента............ 106
Глава III. Лодки и катера серийного производства.................... 108
А. Моторные лодки .................................... 108
«Москва-2»............................................ 109
«Сарепта» ............................................ 111
«Ладога-2».......................................... 113
«Темп».............................................. 115
«Дельта»................................................. 117
«Вишера» ........................................ .... 118
Лодка-палатка-прицеп «Дон»....................... .... 120
«Крым-3» ......................................... ... 123
«Прогресс-4»........................ ... ... 125
«Прогресс-2»................. ........................ 127
«Днепр» .............................................. 128
«Казанка-5М» и «Казанка-5» ......................... 129
«Казан ка-2М» .... ......................... 131
«Нептун-3»............................................ 133
«Крым» ............................................... 134
«Ока-4» ............................................ 136
«Ладога».............................................. 137
«Нептун-2»............................................ 138
«Гамма» .............................................. 140
«Обь-М» .............................................. 141
«Обь»................................................. 143
«Воронеж»............................................. 144
350
Глава
«МКМ» ..............................................
«Казанка» и ее модификации («Казанка-М» и «Южанка») «Неман-2» и «Неман» . . . ...................
«Афалина»...........................................
Б. Катера со стационарными двигателями.................
Разъездной и туристский катер «ЛМ4-87МК»............
Служебно-разъездной катер «370-М» ................
Разъездной катер «ЛС-5» ........................
Служебно-разъездной катер «С-54»....................
Катер «Триумф» .....................................
«Борей» — катер для буксировки воднолыжников .... Разъездной катер «Ритм» ............ ...............
Прогулочно-туристский катер «Амур-М»................
Прогулочно-туристские катера «Амур-2» и «Амур-3» . . . В. Гребные и гребно-моторные лодки.....................
«Фофан».............................................
Шпоновая гребная лодка «ШПШ-ЗМ» ....................
Гребно-моторная лодка «Форель» («Кефаль») ..........
Пластмассовая лодка «Пелла».........................
Металлическая гребно-моторная лодка «Таймень» . . . Металлическая лодка «Ерш» ..........................
Металлическая лодка «Язь» . . . . .........
Гребно-моторная лодка «Онега».......................
Г. Разборные лодки и байдарки..........................
Одноместная разборная секционная лодка «Малютка» . . Двухместная разборная лодка «Малютка-2» Одноместная складная охотничья лодка . .
Складная лодка «Мечта» .......... ...
Разборная мотолодка «Романтика» . . ....
Секционная разборная мотолодка «Автобот» ...........
Надувной разборный катамаран «Альбатрос»............
Байдарки «Таймень» .................................
Д. Надувные лодки......................................
Одноместные лодки................... ...............
Двухместные лодки...................................
Туристские надувные лодки...........................
Надувные мотолодки..................................
Е. Усовершенствования серийных мотолодок...............
«Казанка» становится безопасной и комфортабельной . . Что можно сделать с лодкой «МКМ»? •.................
Усовершенствования мотолодки «Прогресс» ............
Полезные усовершенствования для различных лодок . .
IV. Парусные яхты и лодки ........................ ....
Элементы механики парусного судна . ..........
Конструктивные типы парусных судов .........
Паруса и типы вооружения .... .........
Немного об аэродинамике паруса ... .........
Классы и правила обмера ............................
Основные данные парусных судов, эксплуатируемых в СССР......................... ... ............
А. Швертботы .... «Оптимист»............ . . . .
Швертбот-двойка «Кадет» . . ...
Швертбот-двойка «420» . . ....
«ОК-Динги».................................... ....
«Финн» ................
«470» ................ ...........................
«Летучий Голландец» . .........
Катамаран «Торнадо» . .........
«Парусная доска» .......... .......................
146
147
149
150
152
153
154
155
157
158
160
162
163
165
167
167
169
169
170
171
173
174
175
176
180
181
182
183
185
187
188
190
191
192
194
195
195
198
199
204
208
208
215
219
222
231
235
235
235
236
237
239
241
242
243
244
246
351
Разборный секционный виндсерфер «Мустанг» .... 247
Б. Крейсерские швертботы................................. 249
Крейсерско-гоночный швертбот национального класса Т2 249
Мини-яхта «Ассоль» ................................... 250
В. Гоночные яхты......................................... 252
«Солинг».............................................. 252
«Дракон» ............................................ 254
«Звездный»............................................ 255
Г. Крейсерско-гоночные яхты .............................. 256
Яхта национального класса Л6...................... 256
«Алькор».............................................. 258
Яхта однотонного класса............................... 260
Однотонник «Марина» .................................. 262
«Таурус».............................................. 265
«Арктурус»............................................ 266
«Крейсерско-гоночная яхта «Конрад-54»................. 268
«Опал-III» («Конрад-45»).............................. 270
Четвертьтонник ....................................... 272
«Конрад-24» и «Дюфур-24» . . 273
«Фолькбот»............................................ 275
Крейсерский катамаран «Центаурус» .................... 276
Вспомогательное парусное вооружение на лодках и катерах ................................................ 278
Примеры оборудования лодок вспомогательными парусами .......................................... ..... 282
Парус на байдарке..................................... 287
Парус на надувной лодке............................... 290
Глава V. Механическая установка и электрооборудование .... 291
Стационарный или подвесной?........................... 291
Общая характеристика отечественных подвесных моторов .................................................. 292
Что нужно учитывать при установке мотора на лодку? . . 300
Системы дистанционного управления подвесными моторами ................................................. 303
Рулевое дистанционное управление ..................... 308
Приборы для контроля за работой подвесного мотора . . 310
Электрооборудование лодки с подвесным мотором ... 313
Несколько простейших усовершенствований, повышающих надежность моторов и их эксплуатационные качества ............................................. .... 317
Глава VI. Ремонт и содержание судна . . . . 323
Коррозия — враг № 1 ...................... . . 323
Что такое протекторная защита? ....................... 324
Защита от общей коррозии алюминиевых судов............ 326
Уязвимые места дюралевого корпуса, возможные повреждения и их ремонт....................................... 327
Клеи при ремонте дюралевых корпусов................... 330
Что надо знать о клепаных соединениях?................ 330
Что нужно учесть при эксплуатации корпуса, построенного из стали .......................................... 332
Очистка и окраска стального корпуса .................. 333
Корпус из стеклопластика ............................. 335
Ремонт пластмассового корпуса ........................ 336
Как продлить жизнь деревянного судна? ............. 339
Ремонт деревянного корпуса ........................... 341
Покрытие корпуса стеклопластиком...................... 343
Приложение. Отечественные подвесные лодочные моторы ............................................... 348
352