Аэродинамика, гидродинамика и предел скорости судна

Некоторые аспекты той же темы обоснования скорости проектируемого судна развивает Дэг Пайк, выдержки из статьи ("IBI" №300, 2000 г.) которого приводятся ниже. Проектанты и изготовители катеров приблизились к той черте, за которой аэродинамика начинает брать верх над гидродинамикой, что многократно увеличивает риск аварий. Всегда ли необходимо приближаться к этой черте? Чем это оправдано?

Скорость — мощный инструмент продаж, основной показатель для широкого диапазона моторных яхт, которые рекламируются под магическими значениями скоростей: 40, 50, а иногда и 60 узлов! Но не слишком ли эксплуатируется этот параметр? И так ли практически необходима столь высокая скорость в ущерб другим проектным характеристикам? Наконец, не переходит ли скорость пределы разумного?

В принципе важность скорости отрицать бессмысленно. Достаточно взглянуть на рынок автомашин. Хотя практически в каждой стране есть ограничения скорости, наиболее желанны для покупателей те машины, которые потенциально могут развивать скорость, вдвое большую, чем официальное ограничение. В катерном мире ограничений скорости нет, по крайней мере — в открытом море, а если есть, то очень незначительные, и вводятся они в основном во избежание повреждения кильватерной волной стоящих у причалов судов и береговых сооружений, а не для повышения безопасности.

Недавнее введение ограничения скорости на озере Уиндермир в Англии, вызванное именно соображениями безопасности, может стать "первой ласточкой" устойчивой тенденции будущего. Есть и примеры другого рода. В некоторых местах Флориды введены ограничения, направленные на сохранение исчезающего вида морских коров. Однако во многих случаях эти районы совпадают с местами застройки побережья фешенебельными виллами, что не может не вызвать сомнение в искренности властей, хотя никто не оспаривает необходимость ограничивать скорость в "перенаселенных" судами узкостях.

Скорость слишком часто выступает в роли олицетворения нерегулируемого образа жизни судовладельца. Чем больше регулируется жизнь и скорость на суше, тем привлекательнее кажется свобода от всяких ограничений в открытом море! Похоже, это "единственное место" в современном мире, оставшееся свободным от ограничений.


Понятно, когда катеровладельцы стремятся к максимальным скоростям из страсти к быстрому вождению либо, чтобы пустить пыль в глаза зрителям, хотя в море зрителей почти нет. Скорость дорого стоит, но и это мало кого останавливает. Большинство катеростроителей предлагают как альтернативные сверхмощные моторы для своих скоростных моделей и, как ни удивительно, многие покупатели предпочитают эти самые мощные моторы. Дополнительная стоимость двигателя при этом не столь велика, в сравнении с полной стоимостью катера. Раз уж принято решение купить быстроходный крейсер, значит, это должен быть самый скоростной вариант! Однако уже нельзя говорить о том, что ощущается тенденция к росту скоростей.

В Европе до сих пор лишь очень немногие производители предлагают тихоходные — водоизмещающие — моторные яхты. Исключение, пожалуй, составляют лишь Нидерланды, где на местный рынок сильно влияет разветвленная система внутренних водных путей, на которых введены естественные ограничения скорости.

Однако и в США, как показала недавняя бот-шоу в Майами, сектор водоизмещающих судов постепенно растет. К знаменитым в этом секторе "именам", таким как "Nordhavn" и "Peer Gynt", недавно присоединились новички, например, тайваньская компания "Ocean Alexander".

В США также есть немало внутренних водных путей, где введены необходимые ограничения скоростей, но водоизмещающие яхты привлекают все больше "морских" яхтсменов", которым нужна прежде всего дальность плавания, а не скорость, и их число постоянно растет.

Промежуточное положение между водоизмещающими и глиссирующими судами занимают моторные яхты типа "траулера". Первоначально они были задуманы как круизные суда большой дальности плавания на водоизмещающих скоростях, но сейчас эти яхты все чаще снабжаются моторами, способными вывести их на режим глиссирования на скорости порядка 20 узлов. Для этого потребовалось значительное увеличение мощности двигателя и, соответственно, цены, но сегодня многие покупатели останавливаются именно на таком более быстроходном варианте траулера, сочетающего высокую скорость с большой дальностью плавания на малых скоростях.


Проектанты и строители могут предложить покупателям суда с любой скоростью, что объясняется успехами в совершенствовании пропульсивного комплекса. Современные дизеля вполне могут сравниться по мощности и весу со старыми бензиновыми двигателями. Сейчас вполне возможно установить сдвоенный дизель мощностью 1500 л.с. на катере "люкс" длиной 55 футов и он будет развивать скорость 60-65 узлов. Тот же двигатель на более тяжелых роскошных яхтах сообщит им скорость до 40 узлов.

По мере увеличения скорости все большая ответственность за безопасность падает на водителя. При приближении скорости к отметке 80 статутных миль в час (129 км/ч) безопасность уже всецело находится в его руках. Конечно, в Европе найдется мало судов, способных развивать подобную скорость, но в США это чуть ли не минимальная планка для целого класса скоростных катеров. Многие американские катеростроители предлагают суда со скоростью до 160 км/ч, а некоторые и более того. Самым "шустрым" прогулочным судном на майамской бот-шоу был 49-футовый "Skater", развивающий до 252 км/ч! На подобных судах экипаж должен быть защищен прозрачными обтекателями и иными конструктивными мерами безопасности, так что о комфорте уже речи нет вообще. Суда хорошо приспособлены для гонок "оффшор", но вряд ли можно считать оправданными подобные скорости на открытых беспалубных катерах, где малейшая ошибка водителя может стать роковой.

На гонках водитель развивает предельную, а иногда и запредельную скорость ради того, чтобы победить. Но на столь же скоростных прогулочных судах обычный водитель будет перепуган до смерти, еще и не развив максимальной скорости. Именно этот страх заставляет конструкторов принимать повышенные меры безопасности. Большинство зарегистрированных аварий с быстроходными катерами — столкновения в "перенаселенных" узкостях, где водители не смогли справиться со скоростями.

В США граница между гоночными и прогулочными судами размывается из-за периодически устраиваемых гонок для любителей. Эти гонки, увы!, стали воистину гонками без правил, ведь именно на них ориентируют свою продукцию многие производители. Скорость становится мерилом здравомыслия. Именно здесь и необходимо вводить ограничения!


На высокоскоростных судах нет смысла рассчитывать на комфорт, поскольку на них главное — удовольствие ощущать мурашки на спине от риска сломать себе шею. Однако на менее скоростных судах уже возможен некоторый разумный компромисс между скоростью и комфортом. (Причем иногда упор именно на комфорт делается с учетом необходимости стоянок в порту.) Указанный компромисс удается найти для судов, развивающих скорость до 30 узлов. Однако при более высоких скоростях любые — даже идеально спроектированные корпуса — становятся весьма подверженными тряске на волнах. Это факт, что большинство быстроходных крейсеров не может развивать скорость более 30 узлов из-за резкого ухудшения условий обитаемости. Если рулевого на этих судах еще можно обеспечить комфортабельным местом работы, то остальные члены экипажа фактически оставлены на произвол судьбы.

Компромисс значительно легче достижим на спортивных крейсерах нового поколения, где погоня за скоростью несколько отходит на второй план. Проектанты современных катеров научились предлагать клиентам комфорт и безопасность на сравнительно высоких скоростях при совершенно новой планировке кокпита.

Ощущение скорости существенным образом связано с размерами судна. У гидроциклов абсолютное значение скорости среднее, но при их малых размерах она доставляет пассажирам максимум удовольствия. Хотя гидроциклы по-прежнему критикуют за недостаточный уровень безопасности, систему управления на них можно считать самой совершенной, поскольку именно уровень взаимодействия водителя и судна обеспечивает безопасность любого скоростного судна. Проектанты гидроциклов и самых скоростных судов этот принцип усвоили, но при проектировании многочисленных судов промежуточных типов им просто пренебрегают. Лучшая управляемость и лучшая видимость означают и более высокую безопасность.

Высокая скорость сама по себе не опасна до тех пор, пока не достигается предел, за которым корпус становится неуправляемым. Уже появились проекты, на которых аэродинамика превалирует над гидродинамикой, чем многократно увеличивается риск аварий. Статистика аварий прогулочных судов должна изучаться при проектировании. Пока большинство аварий связано с отказами двигателей и посадкой на мель (за исключением сектора гидроциклов, где большинство инцидентов вызвано повышенной скоростью и отсутствием спасательных жилетов). На изготовителей гидроциклов уже оказывается мощное давление с целью введения ограничений, но если нынешняя свобода сохранится, то крайне важно, чтобы проектанты и строители более ответственно подошли к вопросам безопасности.

Сейчас мы нередко видим суда, развивающие скорость за пределами разумных потребностей. Но разумный подход необходим и при проектировании среднескоростных судов, где скорости должна соответствовать детальная проработка всего проекта, начиная с не требующих особых затрат средств обеспечения безопасности — сиденьях, ремнях безопасности, контролирующих приборах.

При современном уровне техники достичь заданной высокой скорости несложно, но при этом необходима проработка всего проекта с точки зрения обеспечения максимума безопасности, а вот это проконтролировать куда сложнее.