Недавно американской фирмой «Локхид» был построен и испытан экспериментальный водометный катер на гидролыжах (КГЛ), показанный на фото. Это катер полным водоизмещением 2404 кг, наибольшей длиной 7,6 м при ширине 2,3 м и осадке корпусом 0,23 м. Деревянный корпус, покрытый стеклопластиком, имеет обычные глиссирующие обводы с плоским днищем в корме и две продольные ниши, в которые втягиваются лыжи, выдвигаемые и убираемые гидравлическим приводом. Двигатели мощностью по 190 л. с. с водометами установлены непосредственно на лыжах — в кормовой их части. Управление судном осуществляется как на обычном водометном катере — путем соответствующего изменения направления водяной струи.
Основные данные модели
| Длина по скуле Lск, м | 2,1 |
| Ширина по скуле В, м | 0,56 |
| Ширина по скуле на транце Втр, м | 0,42 |
| Относительная длина (Lск:В | 3,75 |
| Сужение кормовой оконечности (Втр:В) | 0,75 |
| Угол внешней килеватости на миделе β | 15,5° |
| Угол внешней килеватости на транце βтр | 0° |
Максимальная скорость хода на лыжах, когда корпус не касается воды, составила 41,8 узла, а на корпусе (с убранными лыжами) — 37,4 узла. Отметим, что минимальная скорость, при которой возможно глиссирование на лыжах, оказалась равной 22,6 узла.
Результаты представляющих наибольший интерес испытаний катера на волнении показали, что возникающие при этом вертикальные перегрузки примерно в 3,5 раза ниже, чем на обычном глиссирующем судне с плоским днищем, при прочих равных условиях.
С целью проверки упомянутых выше результатов автором были проведены сравнительные буксировочные испытания модели типичного мореходного остроскулого глиссирующего катера с гидролыжами и без них.
Изготовленные из дерева гидролыжи представляли собой плоские пластины шириной 0,14 м с закруглением в носовой части. Конструкция крепления лыж к модели обеспечивала возможность изменять в широком диапазоне углы атаки и отстояния от корпуса.
Испытания модели на лыжах проводились при двух вариантах крепления: с помощью двух и трех стоек. При этом очевидно, что при первом варианте лыжи обладали большей эластичностью, чем при втором; в дальнейшем первый вариант условно будем называть «упругим», а второй — «жестким».
Модель была испытана при одном и том же водоизмещении 67,1 кг без гидролыж при относительной центровке хg=0,40 и с гидролыжами при xg=0,35. Отстояние лыж от основной пинии корпуса изменялось в следующих пределах: носовых концов от 75 до 90 мм, кормовых — от 90 до 210 мм. Модель испытывалась на тихой воде со скоростью движения 3,0÷11,5 и на волнении 6,0÷8,5 м/сек. В процессе испытаний на тихой воде измерялись буксировочное сопротивление и углы ходового дифферента. Во время же мореходных испытаний дополнительно производились измерения параметров вертикальной и килевой качки, буксировочного сопротивления и вертикальных перегрузок в трех точках по длине — в носу, в центре тяжести и в корме; эти испытания производились на встречном регулярном волнении с высотой волны 0,09 м и длиной волны 3,3 м.
Сравнение кривых буксировочного сопротивления показывает, что на тихой воде применение гидролыж обеспечивает выигрыш в сопротивлении, по сравнению с глиссирующими обводами, при скоростях движения модели свыше 9 м/сек. Имеющийся же в переходном режиме движения «горб» на кривой сопротивления модели с гидролыжами может быть уменьшен выбором для каждой скорости оптимального положения лыжи относительно корпуса. При этом сопротивление модели на тихой воде с обоими вариантами гидролыж одинаково.
Испытания в условиях волнения показали весьма значительное влияние упругости лыж как на буксировочное сопротивление, так и на мореходные качества модели. Так, например, дополнительное сопротивление на волнении модели с упругими гидролыжами в диапазоне скоростей от 6 до 8 м/сек практически отсутствует, в то время как для модели с жесткими гидролыжами этот прирост сопротивления составляет более 10% сопротивления на тихой воде.
Наиболее существенное влияние упругость гидролыж оказывает на величину вертикальных перегрузок1. Сопоставление данных по перегрузкам показывает, что применение упругих гидролыж существенно снижает перегрузки во всем исследуемом диапазоне скоростей, причем с ростом скорости движения эффект от использования упругой конструкции крепления лыж увеличивается. Действительно, если на скорости 6 м/сек перегрузки модели при первом варианте крепления лыж на 30% ниже, чем при втором, то при 8 м/сек это снижение составляет уже 100%. Последнее объясняется тем, что упругая конструкция лыж позволяет модели как бы следить за волной, что приводит также и к уменьшению качки и брызгообразования. Отметим, что дополнительно для сравнения данных по перегрузкам испытывалась еще одна модель без лыж — с плоским днищем.
Результаты сравнительных испытаний свидетельствуют о том, что применение гидролыж принципиально позволяет улучшить мореходность малых быстроходных катеров.
Уменьшение ударных перегрузок благодаря использованию гидролыж можно объяснить следующим образом. При ударе корпуса обычного глиссирующего катера о волну оказывается смоченной и вся остальная часть поверхности днища; в результате возникает значительная ударная нагрузка. При той же высоте волны дополнительный участок смоченной поверхности корпуса при ударе катера на лыжах будет существенно меньше, чем в первом случае. Перегрузки, испытываемые катером на жестких лыжах, оказываются в 2—4 раза меньше, чем у глиссирующего катера с плоским днищем. Этот вывод согласуется с результатами испытаний экспериментального катера фирмы «Локхид». Применение же упругой конструкции крепления гидролыж позволяет снизить перегрузки в 3,5—5,0 раз, по сравнению с плоскодонным катером.
Примечания
1. Динамическая перегрузка характеризуется вертикальным ускорением корпуса катера, которое он получает при ударе о волну. Принято выражать перегрузку в единицах g (где g=9,81 м/сек2 — ускорение силы тяжести).