Моторы становятся все более мощными и надежными, а маршруты туристских путешествии — все более сложными, дальними. И теперь для многих важно иметь возможность не только проскочить какой-то отрезок маршрута с большой скоростью, по и поддерживать хорошую путевую скорость в любых условиях и независимо от погоды. Обидно терять драгоценные отпускные дни, отстаиваясь в ожидании погоды потому, что прекрасная па спокойной воде лодка совершенно не переносит волнения. Может быть поэтому такой большой интерес вызвали публикации в сборнике о новых типах килеватых обводов мореходных катеров (№12), о катамаранах, морских санях и трехкилевых мотолодках (№13)?
Сейчас хочется поговорить не о каких-то «экзотических» формах корпуса, воспроизвести которые удается только в том случае, если есть стеклоткань и смола, а о тех сравнительно небольших изменениях обводов, которые можно реализовать при постройке лодки из любого материала и которые также способствуют улучшению ее ходовых качеств и повышению комфортабельности на волнении. Напомним, что под комфортабельностью конструкторы быстроходных катеров и гонщики подразумевают плавный, без тряски и больших ударных перегрузок корпуса ход на волне. То, что скорость зависит и от комфорта, в пояснении, очевидно, не нуждается — трястись долгое время с опасностью разбить днище может заставить разве что спортивный азарт.
Если говорить о достижении максимальной скорости на спокойной воде, преимущество будет, бесспорно, за плоским днищем. Именно на плоском днище возникают наибольшие гидродинамические силы, «выжимающие» корпус из воды. При этом лодка скользит по воде всего лишь на трети длины своего днища, а значит, трение днища о воду невелико.
Так как давление под рабочей частью днища выше атмосферного, у скулы из-под корпуса с силой вырываются струи воды, рассыпающиеся в брызги по бортам лодки. Эта часть набегающего на плоское днище потока воды в создании гидродинамической подъемной силы не участвует, но именно с этой частью нам предстоит иметь дело при рассмотрении килеватых обводов глиссирующих лодок.
Если говорить техническим языком, плоскодонная лодка обладает наивысшим качеством К, т. е. отношением подъемной силы, примерно равной весу лодки D. к силе сопротивления воды движению лодки1. Недаром спортсмены для небольших гоночных лодок и скутеров предпочитают именно плоскодонные обводы.
Однако туристу приходится идти на волнении гораздо большее время, чем спортсменам на гонке. А на волнении плоское днище уже непригодно. Нужно либо сужать его, чтобы уменьшить площадь удара о волну (а следовательно, и ударную нагрузку на конструкцию корпуса и организм водителя), либо придавать корпусу клиновидную форму, способную раздробить волну. Когда клин входит в воду все более расширяющейся частью, действие удара как бы замедляется, нагрузка возрастает постепенно и воздействует не так резко и жестко, как в случае удара о плоскую поверхность.
Первым пришлось прибегнуть к этим средствам, как ни странно, гонщикам. Но тем из них, кто участвует в гонках не на гладкой воде, а в морских условиях. Если вы знакомились с отчетами об океанских гонках катеров, то, вероятно, уже заметили, что угол внешней килеватости днища2 достигает на этих судах 250 и даже 30°! А ведь это связано со значительной потерей гидродинамического качества. Если для плоскодонной гоночной лодки при оптимальных центровке и угле атаки K=9,5, то при угле килеватости 10° оно снижается до 8,6, при 20° до 6,3 11 при 30° до 5,0. Следовательно, для достижения одинаковой с плоскодонной лодкой скорости мощность двигателя необходимо увеличить соответственно на 10%, 28% и 47%. Причины ясны: при увеличении килеватости возрастают смоченная поверхность и, благодаря подъему поверхностей днища, облегчающему выход воды из зоны повышенного давления, масса воды, вырывающейся по бортам, т. е. та самая бесполезная часть потока.
Однако, если даже фанатики скорости, колдующие над каждой «лошадью» своего мотора, идут на такие потери, значит игра стоит свеч. Другими словами, проигрывая в мощности и, следовательно, в скорости на тихой воде, они выигрывают на возможности поддерживать высокую скорость на волне. Более того, применив продольные реданы и скуловые брызгоотбойипки (об этом мы говорили в №11 и №17), конструкторы мореходных гоночных катеров заставили работать на скорость и поперечный поток, на 10—15% компенсируя с их помощью потерю качества.
Конечно, конструкторам туристских судов нет смысла слепо копировать все то, что хорошо на океанских соревнованиях при скоростях 60—100 км/час. Не те скорости, да. и мощность имеющихся подвесных моторов не столь велика. Следовательно, сила ударов о волны, пропорциональная квадрату скорости судна и его весу, будет ниже. Это значит, в частности, что можно ограничиться меньшей килеватостью днища. В качестве предельного для мотолодок можно назвать угол килеватости на транце 15—17° для плавания по большим водохранилищам и в прибрежных морских районах. Для крупных рек можно ограничиться килеватостью 7—10°, хотя большинству владельцев глиссирующих лодок и эта цифра покажется необычно высокой. Ведь еще совсем недавно нормальной считалась килеватость днища на транце в пределах 0—4°!
Какие же еще особенности могут иметь обводы глиссирующих лодок рассматриваемого класса?
Интересно в этой связи познакомиться с несколькими зарубежными серийными моделями мотолодок и катеров, рассчитанных на поддержание высокой скорости на волне.
Редакция шведского журнала «Batnytt» недавно провела сравнительные испытания восьми лодок с разными обводами под одним и тем же мотором «Архимед Е-30» мощностью 30 л. с. Три из этих лодок «Рапита», «Йофа» и «Витал» показали максимальную скорость 43,5 км/час с нагрузкой два человека. Для обводов этих лодок характерны умеренная килеватость (на транце 6°) и сравнительно узкая (1,25—1,3 м) рабочая часть днища в корме. Если бы эти лодки имели такие же обводы, как наша «Казанка» (с наибольшей шириной в корме у скулы и завалом бортов к палубе), их остойчивость была бы явно недостаточна. Но наибольшая ширина этих лодок при палубе (1,78; 1,75 и 1,60 м) обеспечивает хорошую остойчивость на стоянке или на малом ходу, а на полной скорости начинает работать узкий наклонный (под 40—45° к горизонту) участок борта. Стоит лодке накрениться, как на таком участке со стороны погружающегося борта возникнет гидродинамическая сила, возвращающая судно в прямое положение.
У «Раниты» и «Йофы» на днище имеются продольные реданы. Их роль в создании дополнительной подъемной силы при такой небольшой киле-ватости днища невелика, но они служат брызгоотбойниками, повышают устойчивость на курсе и сокращают диаметр циркуляции лодок на повороте, особенно на полной скорости.
На «Витал» (корпус ее похож на показанную на снимке каютную мотолодку «Трио») роль брызгоотбойников выполняют фальшивые кромки обшивки. Фальшивые потому, что «Трио», как и другие лодки, сделана из пластмассы. Вес корпуса этих лодок находится в пределах 200—220 кг, а скорость с полной нагрузкой четыре человека составила 35 км/час для «Йофы» и около 39 для двух других лодок. Вероятно, меньшую скорость «Йофы» можно объяснить резким переходом наклонной части борта в брызгоотбойник, либо не совсем удачной центровкой.
Максимальная скорость лодки «Сит Кэт» несколько меньше: с двумя человеками 40,6 км/час, с четырьмя — 39. Сказались увеличенные ки-леватость (10° на транце) и ширина рабочей части днища (примерно 1,45 м).
Однако, против ожидания, дальнейшее увеличение килеватости на скорости не отразилось. Во всяком случае, такую же скорость показала и морская лодка с обводами «глубокое V», — так называют днище типа моногедрон (см. №10) с килеватостью 15—30°. «Вега» (длина 4,20 м; ширина 1,70 м) с килеватостью днища 18° на транце, четырьмя продольными реданами (по два на борт) и скуловым бразгоотбоннмком развила при тех же условиях скорость 41,7 и 39 км/час.
Лодка «Т-16» (длина 4,80 м; ширина 1,95 м) шла чуть медленнее: 35 и 32 км/час, но ее корпус прочнее и тяжелее. Конструктор «Т-16» попытался создать комбинированные обводы (их сразу же назвали W) — из плоских и узких горизонтальных участков днища у киля и скулы и наклоненных под 25° средних поверхностей. Очевидно, он рассчитывал получить достаточную подъемную силу на горизонтальных участках днища и сохранить преимущество глубокого V иа волнении. В носовой половине длины лодки днище принимает обычную килеватую форму с двумя короткими продольными реданами.
Кстати, со 100-сильным подвесным мотором «Меркюри» на «Т-16» была получена максимальная скорость на мерной миле 73,4 км/час, а па 15-километровом участке при ходе против волны — 40,6 км/час. Лодка таких же размеров, но с обводами, как у «Веги», показала соответственно 75 и 30,6 км/час. Выходит, что при движении на волне разница составила 10 км/час. Так, может быть, конструктор «Т-16» оказался прав?
Вероятно, подобными же соображениями руководствовался и создатель японской пластмассовой мотолодки «РВ-430» (фирмы «Эйдай»). У нее также есть почти плоский участок днища шириной около 400 мм у киля, отделенный от наклонного продольным реданом. Лодка рассчитана на скорость до 65 км/час с мотором 75—80 л. с. Обращает на себя внимание более носовое расположение сидений для пассажиров, чем обычно. Благодаря этому достигается рациональная центровка относительно легкого (220 кг) пластмассового корпуса с тяжелым мотором на транце. Эта модификация глубокого V также оказалась достаточно эффективной. При 40-сильном подвесном моторе достигнута скорость 52 км/час с одним водителем и 44 с четырьмя человеками на борту.
Познакомимся теперь с другим японским катером «Коронадо-16», имеющим ставшие уже типичными для морских «ширпотребовских» катеров обводы типа моногедрон с килеватостью на транце 18°. Характерна параллельная килю линия скулы в корме с расположением самого широкого места днища у транца. Это, а также размещение четырех сидений в носовой половине катера вызвано расположением тяжелого двигателя мощностью 80—120 л. с. с угловой колонкой у самого транца. Максимальная скорость катера со 120-снль-ным двигателем 70 км/час.
Заканчивая этот обзор, еще раз обратим внимание на достаточно высокие скорости килеватых мореходных судов рассматриваемого класса. Добавим, что такие скорости могут быть получены с уже реальным отечественным мотором мощностью 30 л. с., а именно — с новым «Вихрем». Это значит, что и глубокое V должно наконец выйти на крутую волну наших водохранилищ, озер и морей.
Примечание
1. При известных качестве К, мощности двигателя N (л. с.), пропульсивном к. п. д. η и весе лодки D (кг) ее скорость равна:
2. Угол между поверхностью днища одного борта и горизонтальной (основной) плоскостью.