Глиссирующий катер своими руками

Домашняя яхт-верфь.

Сайт создан для тех, кто мечтает построить яхту своими руками — яхту своей мечты…

Глиссирующий катер под парусами. Часть1,2.

Многие десятилетия конструкторов малых прогулочно — туристских судов привлекает идея создания такой моторно-парусной яхты, в ко­торой сочетались бы высокая скорость глиссирующею катера с мореходнос­тью, экономичностью и комфорта­бельностью парусника, У экипажа та­кого су дна-гибрида не вызывало бы не­удовольствия безветрие: убрав паруса и запустив мощный двигатель, можно было бы в считанные часы преодолеть значительное расстояние и в нужный срок возвратиться на базу. В меньшей степени, чем экипаж чисто моторного катера, его беспокоило бы и ухудше­ние погоды, когда приходится преодо­левать волны на пониженной скорос­ти, а расход горючего возрастет. С постапленными парусами качка судна становится плавнее, смягчаются ула­ры корпуса о волны, экипаж приобре­тает уверенность в том, что даже без капли горючего в баках катер не пре­вратится в игрушку для волн, а непременно достигнет гавани.

А утомительная лавировка против течения на реке или узком фарватере, когда, сделав два галса, парусник вновь возвращается в исходную точку? Ее можно избежать, сменив паруса на двигатель. Он же поможет оторваться от настигающего шторма и вовремя укрыться в порту — убежище. За парусом же остаются такие неоспоримые преимущества, как отсут­ствие шума, вибрации и выхлопных газов от работающего двигателя, ис­пользование для движения даровой энергии ветра, полная независимость от пунктов заправки горючим.

Однако проблема не oграничивает­ся установкой на глиссирующий катер мачты, оснащением ее такелажем и парусами. Конструктору предстоит peшить еще несколько далеко не простых задач, связанных с безопаснос­тью плавания, эффективностью ис­пользования и двигателя, и парусов.

Сразу же следует заметить, что получить из глиссирующего катера полноценный парусник, так же как и до­биться глиссирования парусной яхты под двигателем, практически невозмож­но. Создавая компромисс, конструкто­ру чаще всего приходится поступиться ходовыми качествами судна под пару­сами. Цена их приобретения оборачи­вается слишком большими потерями скорости и экономичности эксплуата­ции судна под двигателем. Именно поэ­тому среди капитанов и владельцев моторно -парусных яхт сравнительно ред­ко встречаются истинные приверженцы плавания под парусами, которые все — таки предпочитают «настоящие» яхты, пусть и снабженные достаточно мощ­ными вспомогательными двигателями.

Обозначим более конкретно основные задачи, которые предстоит решить конcтpyктору катера — пapycника. Упор гребного винта, движущий катер, действует в диаметральной плоскости судна и направлен в сторону его движения. В небольших пределах мож­но изменять ходовой дифферент кате­ра, изменяя угол наклона гребного вала, Крен же, возникающий под влиянием вращения гpe6ного винта, обычно сталь незначителен, что не требует специальных конструктивных мер по его компенсации.

Иное дело — движущая сила парусов или тяга Т. Во — первых она прило­жена к парусам на достаточно большой высоте над ватерлинией. Во -вторых, она является составляющей аэродина­мической силы А, направленной при­мерно перпендикулярно парусу и в несколько раз превышающей силу тяги, совпадающую с направлением движения. Второй составляющей является сила дрейфа D, направленная перпен­дикулярно курсу судна. Она вызывает крен судна на подветренный бopт и его боковой снос — дрейф под ветер. В подводной части корпуса силе дрейфа противодействует равная ей по вели­чине, но противоположно направлен­ная сила сопротивления дрейфу Н_D. Эти две силы создают кренящий момент М_кр который уравновешивается восста­навливающим моментом M_В возника­ющим при крене от пары сил — веca Р (водоизмещения) и плавучести судна V.

При плавании в бейдевинд — под острым углом к направлению ветра — сила дрейфа примерно в 3 раза превы­шает силу тяги; на галфвинде (90 о к ветру) обе силы имеют одинаковую ве­личину; на крутом бакштаг (135 о к вет­ру) сила тяги оказывается в 2-3 раза больше силы дрейфа, а при чисто по­путном ветре — на фордевинде — сила дрeйфа практически равна нулю.

Для примера приведем значения силы дрейфа и кренящего момента, . действующих на яхте «Катран», которая идет курсом бейдeвинд со скоростью около 6 узлов (11 км/ч); D = 110 кгс; М_КР = 430 кгс * м. Такой момент создают, например, 4-5 человек, если они встанут на самый край палубы. К этому нужно добавить и динамичсский эффект действия вет­ра, резко увеличивающего свою ско­рость на порывах, когда крен судна может превысить опасную величину. Ясно, что простое открениванне массой экипажа, который в отличие от спортсменов, может оказаться недостаточно тренированным, уже не может противостоять кренящему моменту и необходимо принять конструктивные меры.

В самом простейшем случае обыч­ный глиссирующий корпус катера снабжают невысоким, но достаточно развитым килем, плавно вписывающимся в обводы днища. В нижней час­ти киля размещается металлический балласт в виде литого фальшкиля мас­сой 15 – 20 % от водоизмещения катера либо уложенных в корпус мелких отходов штамповки, дроби и т.п., зали­тых эпоксидным компаундом.Балласт позволяет снизить центр тяжести судна и повысить одну из составляющих поперечной остойчивос­ти — остойчивость веса. Большая ши­рина (соотношение L / B = 2,5-:-3) и вы­сокий надводный борт, присущие глиссирующим катерам, обеспечивают и вторую составляюшщую — остойчивость формы, т. е., возможность достаточного смещения в сторону подветренного борта точки приложения силы плаву­чести при крене.

Этот способ обеспечения необходимой для плавания под парусами ос­тойчивости и одновременно бокового сопротивления дрейфу предпочли ис- пользовать и проекте моторного парус­ника «Ямаха-27MS» японские конструкторы. Судно не имеет ни швертов, ни водяных балластных цистерн и т.п. и не требует от экипажа каких-либо действий кроме постановки или убор­ки парусов при смене режима движе­ния. Однако очевидны и недостатки такого простейшего решения; при дви­жении под мотором балласт становится бесполезным грузом, часть мощности двигателя затрачивается на преодо­ление дополнительного сопрстивления трения, обусловленного смоченной поверхностью киля. При нагрузке 28.5 кг/л.с. экипаж этого судна может рас­считывать лишь на переходный к глис­сированию режим движения с несколь­ко большим расходом горючего на пройденный километр, чем на «чис­том» катере.

Очевидно, что, имея широкий кор­пус с плоским днищем и корме и погруженным в воду транцем, «Ямаха- 27MS» при ходе под парусами явно проигрывает парусной яхте в скорос­ти и крутизне лавировки. К тому же, заботясь о безопасности плавания кон­структоры снабдили судно парусами умеренной площади — всего 18,9 м 2 (или 8.8 м 2 на тонну водоизмещения). Заметим, что это вполне оправдано: наверняка мысль поднять паруса появляется у экипажа кaтеpa преимущественно в свежий ветер, и было бы не­разумно заставлять его одновременно брать рифы, чтобы избавиться от чрез­мерного крена.

Другая проблема, связанная с ис­пользованием энергии ветра для дви­жения судна, это нестабильность силы тяги парусов, изменяющейся в зави­симости от скорости ветра и курса суд­на относительно него. Сели гребной виит на катере рассчитывается на стро­го определенную мощность, развивае­мую двигателем, и соответствующую скорость движения, то оба эти элемен­та для парусной яхты изменяются в до­вольно широких пределах. Скорость, например, изменяется от минимальной до максимальной

теоретически достижимой на прогулоч­ной яхте (L — длина яхты по ватер ли­пни). Для шести метровой яхты эта пре­дельная скорость, когда судно пытается взобраться на гребень созданной им носовой волны, равна 7.3 уз (13.5 км/ч). Кривая зависимости сопротивления воды движению яхты от скорости рез­ко поднимается вверх, и мощности, развиваемой парусами, оказывается недостаточно, чтобы судно перешло на качественно новый режим движения — глиссирование. (Напомним, что глис­сирующие парусники существуют, но это преимущественно гоночные лод­ки, имеющие облегченную конструк­цию и вооруженные парусами площа­дью не менее 15 m 2 на каждую тонну водоизмещения).

Таким образом, реально речь мо­жет идти о плавании катера под парусами преимущественно в водоизмещающем режиме, когда оптимальны круглоскулые обводы корпуса с плавно сужающейся к корме ватерлинией и подъемом батоксов к поверхности поды. На меньших скоростях, соответствующих водоизмещающему ре­жиму, катер с глиссирующими обводами (широким погруженным в воду транцем; лииниями батоксов в корме, параллельными поверхности воды; большой шириной глиссирующего участка днища) имеет повышенное сонротивление из-за увеличенной смо­ченной поверхности и понижения гидродинамического давления («засасывания») за транцем. Другими сло­вами, конструктор глиссирующего катера не может рассчитывать на достижение под парусами таких скоростей, которые реальны на специально спроектированной для этого яхте.

С другой стороны, не приблизив характер обводов яхты к «катерным», рассчитанным на движение с высо­кой скоростью, нельзя заставить ее глиссировать, даже если будет уста­новлен мощный двигатель. Так что, создавая моторный парусник, кон­структор должен либо разработать корпус такой специальной формы, чтобы потери скорости были мини- мальными при обоих режимах движе­ния, либо предусмотреть возможность изменения обводов при смене пару­сов на мотор и обратно.

Чаше всего преимущество отдается ходовым качествам моторно — парусной яхты при плавании пол двигателем. Это хороню видно, на пример, в проекте американской трейлерной (перевози­мой на прицепе за легковым автомо­билем) яхты «Мак-Грегор 19». Ее пластмассовый корпус с умеренной килеватостью днища (17 о на транце) внешне ничем не отличается от обыч­ной мотолодки с подвесным мотором. Нормальным для лодки считается 40 — сильный мотор, под которым она раз­вивает 46 км/ч, т.е. несколько мень­ше, чем плоскодонный катер, но зато благодаря килеватому днищу возмож­но экономичное плавание с мотором мощностью 5-I0 л.с. Корпус с такими обводами обладает несколько меньшим сопротивлением воды движению под парусами, чем глиссирующий плоско­донный с погруженным транцем.

Конструкторы постарались изба­виться от тех существенных недостат­ков, которые отмечались выше для «Ямахи-2 7 MS»: излишнего водоизмещения обусловленного применением твердого балласта, и увеличенной смо­ченной поверхности корпуса из-за раз­витого киля. Здесь для повышения ос­тойчивости используется водяной балласт, который принимается при постанoвке парусов в цистерну, расположен­ную под пайолами каюты. 0бъем такой цистерны — 360 л; она заполняется самотеком через клапан, установлен­ной в транце, за 3 минуты. Водоизме­щение яхты под парусами и с водяным балластом — 860 кг, так что мас­са балласта при четырех человеках на борту составляет около 30% полною водоизмещения. При переходе на дви­жение под мотором балластная цистер­на, осушается сначала при помощи помпы, а затем — при выходе на глиссирование — самотеком через откры­тый клапан в транце.

При ходе под парусами увеличение площади бокового сопротивления, не­обходимое для противодействия дрей­фу, обеспечивается за счет вращаю­щихся шверта и пера руля, которые при движении под мотором полностью поднимаются из воды.

Еще одна особенность этот про­екта — более обтекаемая форма рубки, чем это принято в современном катерном дизайне. Это с делано для снижения воздушного coпpoтивления надводной части при лавировке под парусами. Площадь парусности с генуэзским стакселем составляет 21.7 м 2 , благодаря чему яхта обладает пеплохими ходовыми качествами и в умеренный ветер. Применена простая в управлении оснастка с «автоматическим» стакселем площадью 5,3 м 2 который не требует постоянной работы со шкотами при лавировке. Грот снабжен сквозными латами, что позволяет увеличить жесткость паруса и добиться его эффективной работы на уменьшенных углах атаки к вымпель­ному ветру. Это важно при совмест­ном использовании парусов и мало­мощного мотора, когда паруса помо­гают развить более высокую крейсерскую скорость и снизите, расход горючего на пройденный километр. Установка подвесного мотора на моторно — парусной яхте облегчает ре­шение такой задачи, как избавление от гормозящего движения гребного винтa на ходу под парусами.

Достаточно откинуть мотор полностью от транца, чтобы его подводная часть вышла из воды и не оказывала сопротивления движению яхты. Следует, однако, по­мнить о недостатках самого подвесного мотора, в частности, о его плохой защищенности от волны и различного рода повреждений, например при швартовках. Если мотор устанавлива­ется на яхте с водяным балластом, то при приеме балласта осадка ее может увеличиться на 100-150 мм. Соответственно ниже опустится и поддон под­весного мотора, оказавшись всего в 250 — 300 мм над водой. Поэтому важно в таких случаях использовать моторы с удлиненным дейвудом либо крепить их нa кронштейне с регулируемой вы­сотой подмоторной доски, как это де­лается, например, на мотолодках на подводных крыльях.

Источник

Глиссирующая лодка под 4 л.с.

#1 Guennady

Капитан

2 566 сообщений

• Из: Киев
• Судно: Минитонник НЕВА
• Название: «Амиго»

Некоторое время назад купил я движочек Mercury SailPower мощностью 4 л.с. как вспомогательный двигатель на яхту.

Пока эта самая яхта мирно отдыхает от незаконченного ремонта (Читать в «Большой ремонт «Амиго») удобно устроившись в своих киль-блоках — у ее капитана уже свербит в руках и он ищет очередных приключений на свою голову .

Так вот как следующий пункт своей достаточно напряженной судостроительной программы избрал я постройку лодки под этот самый моторчик 4 л.с.

Тема уже прорабатывалась достаточно глубоко:

Но тогда не удалось достигнуть глиссирования под этим мотором на дюралевой лодке «Язь-320», постройки фирмы UMS-Boat.

Согласно сайту — вес лодки — порядка 50 кг, но на взгляд — значительно тяжелее. Обводы — тоже не ахти какие глиссирующие — скорее — переходного режима. В том режиме лодка и ходила даже с одним человеком.

Вот теперь собираюсь строить лодку, чтобы она ходила под 4-мя лошадками на глиссировании уверенно с одним и, програма максимум, с двумя человеками .

В задумке лодки есть некоторые оригинальные идейки, которые, надеюсь, помогут ей достичь поставленных целей.

#2 Guennady

Капитан

2 566 сообщений

• Из: Киев
• Судно: Минитонник НЕВА
• Название: «Амиго»

Итак — постановка задачи следующая:

Вес лодки, по определению. минимальный !
Один пассажир — как минимум 90 кг. Второй — например 70 кг. Вес мотора — 20 кг, запас топлива — 10 л. Продукты и снаряжение для «похода выходного дня» — 20 кг. В сумме — 210 кг. Исходя из условия, что для глиссирования необходимо иметь вес не более 25-30 кг на л.с. получается возможный вес лодки: -90 кг. В смысле — «минус 90 кг» . При одном человеке возможный вес лодки может приблизиться к нулю !

Но мы живем в реальном мире и при создавшихся условиях выход есть один — просто добиваться минимального веса.

Условия хранения лодки — в лучшем случае — в холодном гараже, в худшем — перевернутой под открытым небом. Т.е. длительное пребывание на воде не предусматривется.

Условия и акватория — река Днепр и достаточно широкий район Каневского водохранилища с умеренными ветрами и возможной волной до 30-40 см. Расстояние до ближайшего убежища — 1-3 км.

Назначение лодки — легкая рыбалка и прогулки по окрестностям.

#3 Guennady

Капитан

2 566 сообщений

• Из: Киев
• Судно: Минитонник НЕВА
• Название: «Амиго»

Исходя из заявленного — предполагается изготовление лодки методом СиС (я хорошо подумал и взвесил все за и против ) из фанеры 4 мм с возможной оклейкой корпуса стеклотканью или без оной. Транец — 6-10 мм со структурными усилениями под мотор. Одна банка — кормовая классическая. Вторая — центральная классическая. Третья банка — в носовой части в виде треугольного сидения.

В общем и целом — лодка, какмне кажется, конструктивно похожа на «Казанку-5», только, разумеется, без поверхностей двойной кривизны по форштевню.

Корпус собирается из 4-х поясьев обшивки на пластиковых стяжках. Вся конструкция помещается в «стапель» из 4-5 негативных шаблонов по форме корпуса, оклеиваются швы, приформовываются две половинки поперечной переборки под задней банкой, две продольные перегородки под ней же, создавая объемную структуру для восприятия нагрузок мотора, две поперечные перегородки-шпангоуты под средней банкой, приклеиваются небольшие планки, на которые опираются задняя и средняя банка.

Когда я дошел в своих рассуждениях до этого момента – начал подумывать о том, что прочность корпуса на скручивание будет не достаточной. Одновременно я размышлял о том, что в качестве блоков непотопляемости будет использоваться однозначно пенопласт. По поводу скручивания я начал подумывать о так называемом «коробчатом лонжероне», который хорошо воспринимает нагрузки на скручивание и в моем сознании нарисовалась примерно такая картинка системы «а-ля коробчатый лонжерон»:

Но в это же самое время я просматривал фотки лодочки Walker Bay и внезапно меня осенило – так можно же совместить эти две вещи – пенопласт блоков плавучести использовать как материал для «коробчатого лонжерона». Т.е, формовать лонжерон стеклотканью вокруг пенопласта! Получаем пояс пенопласта в районе привальника работающий как раз на скручивание.

Вот что получилось:

Прикрепленные изображения

• 
• 
• 
• 
• 
• 

#4 Wurdalak

Рулевой 2-го класса

Основной экипаж

203 сообщений

• Из: Bristol, UK
• Судно: катамаранчик
• Название: Mist

#5 Suh

Капитан

2 669 сообщений

• Из: Иркутск
• Судно: Разные, были.

А как вес сделать минус 90 или близким к нулю? Гелием накачать?

Мне это очеННо интересно, в плане моих мечт. См. http://katera.ru/for. pic=18650&st=50 #64.
Мои вопросы.
1. Не понял про вес и нагрузку. Если считать по минимуму: корпус 40 + кэп 90 + мотор 20 + топливо 10 + снабжение (весла, якорь, швартов, черпак…) 10 = 170. 170/4=42,5 кг/л.с. Слишком много.
2. Предполагаемые размеры, вес корпуса?
3. Размещение водителя? ДУ или удлинитель румпеля? Если сидеть на кормовой банке, то дифферент на корму будет чрезмерным.
4. Те же вопросы, что у Wurdalak. IMHO: глиссирование при нагрузках 30 кг/л.с. возможно при совсем плоском днище, но тогда забыть про волну 0,3…0,4 м. А если килеватая, как на картинках, то глиссирование возможно при нагрузках не более 20…25 кг/л.с.

Коробчатый лонжерон — ОК! (борта, продольная седушка и пр.)

#6 vodnic1

Рулевой 1-го класса

Основной экипаж

497 сообщений

• Из: Омск
• Судно: Разборный тримаран
• Название: Галлифрей

#7 Guennady

Капитан

2 566 сообщений

• Из: Киев
• Судно: Минитонник НЕВА
• Название: «Амиго»

А как вес сделать минус 90 или близким к нулю? Гелием накачать?

Идея про гелий была . Можно наддуть эти вот балоны бортовые .

Видел Ваши картинки, даже сохранил себе.

Мои вопросы.
1. Не понял про вес и нагрузку. Если считать по минимуму: корпус 40 + кэп 90 + мотор 20 + топливо 10 + снабжение (весла, якорь, швартов, черпак…) 10 = 170. 170/4=42,5 кг/л.с. Слишком много.

Да. Слишком много. Но мне так кажется — должно оно глиссировать . резинки до 3 метров под 5-ками глиссируют. А здесь лодка получится легче. И некоторые коллеги говорили, что лодки глиссировали под слабенькими движками — недавно был топик.

2. Предполагаемые размеры, вес корпуса?

Длинна — 3,1мб шиина по корпусу — 1,2м. По транцу — 1,1м. Высота борта на миделе — 0,42 м, по транцу — 0,38 м.

3. Размещение водителя? ДУ или удлинитель румпеля? Если сидеть на кормовой банке, то дифферент на корму будет чрезмерным.

При одном пассажире — удлинитель румпеля и сидеть на центральной банке. При двух — один — в носу, второй — в корме или на центральной банке.

4. Те же вопросы, что у Wurdalak. IMHO: глиссирование при нагрузках 30 кг/л.с. возможно при совсем плоском днище, но тогда забыть про волну 0,3…0,4 м. А если килеватая, как на картинках, то глиссирование возможно при нагрузках не более 20…25 кг/л.с.

Лодка нужна в любом случае, так что буду делать. Килеватость можно уменьшить — это не проблема. А на волне 20-40 см — и неча на глиссировании идти. Спасибо — если при спокойной воде и без особого ветра будет глиссировать.

Коробчатый лонжерон — ОК! (борта, продольная седушка и пр.)

Источник