конструкции судна современных композиционных материалов, включая изготовление из них крупных элементов корпуса. Современное развитие отечественной науки и производства позволяет изготовить необходимые элементы верхней части корпуса СПК на базе технологий вакуумной инфузии и других передовых технологий с обеспечением требуемых весовых и прочностных параметров.
Созданные с использованием данных принципов корпуса с крыльевыми устройствами необходимо насытить новым совершенным оборудованием, включая главные двигатели, имеющим существенно меньшую массу, чем его аналоги прошлого века. Это оборудование, безусловно, будет иметь существенно более высокие эксплуатационные качества, включая экологические кондиции (рис. 6).
Образовавшаяся экономия массы отдельных статей нагрузки СПК частично может быть использована для повышения его полезной нагрузки и улучшения других эксплуатационных характеристик, включая повышение дальности действия, а оставшаяся часть экономии полной массы судна обеспечит скоростному судну повышенные характеристики экономичности и долговечности.
Приведенные выше соображения показывают принципиальную возможность создания на базе отработанных архитектурно-компоновочных, аэро-гидродинамических, прочностных, а также других конструктивных и технологических решений семейства СПК нового поколения пассажировместимостью 60— 140 чел. с крупными элементами из композиционных материалов, оснащенных современными двигателями и другим оборудованием. Эти суда
по своим эксплуатационным и экономическим характеристикам окажутся вне конкуренции на внутренних водных путях Сибири и Дальнего Востока и сумеют обеспечить в этом регионе скоростные пассажирские перевозки на долгие годы.
Литература
1. Виниченко В. А. Уроки использования речного транспорта в решении крупных проблем хозяйственного освоения Сибири//Научые проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. 2007. № 1.
2. Зачесов В. П. Проблемы водного транспорта Сибири//Научые проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. 2012. № 1.
3. Рагулин И. А. Речной транспорт Сибири в переходный период//Научые проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. 2012. № 2.
4. Пашин В. М. Оптимизация судов. Л.: Судостроение, 1983.
5. Францев М. Э. Использование параметрических методов на ранних этапах разработки проекта судна из композитных материа-лов//Вестник Астраханского государственного технического университета. 2014. № 1.
ПРИМЕНЕНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ МНОГОКОРПУСНЫХ СУДОВ, КОРАБЛЕЙ И КАТЕРОВ1
В. А. Дубровский, докт. техн. наук,
e-mail: multi-hulls@yandex.ru удк 629.5.022.2/.3
Расширение практического применения судов, состоящих из двух одинаковых корпусов обычных обводов, издавна называющихся катамаранами, в коммерческом и техническом флоте началось после второй мировой войны. В то же время приступили к строительству полупогружных платформ ( объектов с малой площадью ватерлинии) для исследований и добычи полезных ископаемых в морях и океанах.
В последней четверти прошлого века появились объекты, состоя-
щие из центрального (основного) корпуса и одного—двух малых бортовых корпусов, «аутригеров», называемые за рубежом «проа» (один аутригер) и «тримаранами» (два аутригера). Тогда же началось и практическое применение двухкорпус-ных объектов с малой площадью ватерлинии.
Последней вехой в расширении использования многокорпусных плавсредств стало их внедрение в военные флоты. Сначала в КНР появились «рассекающие волны» ка-
тамараны в качестве ракетных катеров, затем в США были построены быстроходный корвет-катамаран, а также головной (в запланированной серии) корабль с аутригерами.
Существующий сегодня достаточно обширный натурный, экспериментальный и методический опыт позволяет показать возможные направления дальнейшего совершенствования многокорпусных объектов самого разного назначения для расширения их эффективного применения.
Основные итоги практического применения. За более чем полвека было построено множество многокорпусных объектов (судов, катеров, кораблей и плавучих буровых платформ) различного назначения
[1—3]:
— тысячи малотоннажных судов и катеров (туристских, прогулочных, спортивных, спасательных, рыболовных и т. д.);
— сотни скоростных пассажирских и автомобильно-пассажирских паромов (сегодня около 70% скоростных пассажирских и автомобильно-пассажирских паромов — катамараны);
— сотни буровых и вспомогательных платформ с малой площадью ватерлинии;
— десятки судов с малой площадью ватерлинии (СМПП) как иссле-
Рис. 1. Автомобильно-пассажирский «рассекающий волны» катамаран австралийской постройки
'По материалам доклада автора на международной конференции, состоявшейся в рамках выставки «Нева-2013», 24—27 сентября 2013 г., Санкт-Петербург.
довательских, так и практически используемых;
— несколько судов с малыми бортовыми корпусами (аутригерами).
Рассмотрим особенности широко применяемых сегодня многокорпусных судов.
Увеличенная площадь палуб (на тонну водоизмещения), отсутствие проблем с обеспечением поперечной остойчивости, сниженная бортовая качка, большой запас плавучести, большое удлинение корпусов обеспечивают эффективное использование катамаранов в качестве быстроходных пассажирских и автомобильно-пассажирских паромов.
«Рассекающие волны» катамараны (РВК) отличаются специфической формой носовых частей корпусов и соединяющей корпуса платформы (рис. 1). Эта специфика обеспечивает им улучшенную мореходность на встречном волнении, что делает РВК наиболее эффективными скоростными паромами в настоящее время.
Возможность разделения водо-измещающего объема позволяет снизить расчетную осадку катамарана по сравнению с однокорпусным аналогом без снижения мореходности, что важно для мелководных акваторий.
Большая площадь палуб и высокая поперечная остойчивость обеспечивают также эффективное применение катамаранов в качестве морских кранов и крановых судов.
Простая модернизация одно-корпусных судов путем добавления одного или двух аутригеров (что можно выполнить даже без докования) позволяет существенно увеличить и площадь палуб, и начальную остойчивость, что важно для использования, например, в качестве рыболовецких, пассажирских судов и т. д.
Постройка боевого корабля с аутригерами знаменовала внедрение в практику пополнения ВМС принципиально нового типа объектов (рис. 2).
Полупогружные буровые и вспомогательные платформы (ППП) состоят из двух—трех погруженных под поверхность понтонов, соединенных с надводной платформой несколькими колоннами; при рабочей осадке ватерлиния находится примерно
Рис. 2. Головной корабль новой серии для ВМС США (материал корпусных конструкций — легкий сплав)
на середине высоты колонн. ППП обеспечивают возможность работ по освоению ресурсов океана в наиболее сложных погодных условиях.
Отдельной линией развития многокорпусных объектов — начиная примерно с конца 60-х—начала 70-х годов XX века — стали достаточно быстроходные (в отличие от буровых платформ) суда с малой площадью ватерлинии. Многочисленные экспериментальные и теоретические данные, а также натурные испытания, показали, что применение специфических обводов, отличающихся уменьшенной площадью ватерлинии, приводит к существенному (примерно пропорциональному снижению относительной площади ватерлинии) повышению мореходных качеств по сравнению с объектами традиционной формы.
При этом другие особенности многокорпусников по сравнению с однокорпусными объектами — уве-
Рис. 3. Типы многокорпусных судов
с традиционной формой обводов:
1,2 — катамаран (наибольшая поперечная остойчивость); 3, 4 —тримаран (наибольшее взаимодействие волновых систем); 5 — катамаран со сдвинутыми корпусами; 6 — проа; 7 — судно с аутригерами (минимальная масса корпуса)
личенная площадь палуб, большой объем соединяющей корпуса надводной платформы, отсутствие проблемы поперечной остойчивости и т. д. — не зависят от формы входящих в объекты корпусов.
Таким образом, более чем полувековой опыт применения многокорпусных плавсредств различного назначения выявил следующие их особенности:
— увеличенную площадь палуб;
— повышенные ходовые качества на средних и высоких относительных скоростях за счет удлинения корпусов;
— повышенную мореходность;
— возможность обеспечения любой начальной остойчивости без ограничения удлинения корпусов;
— увеличенный надводный объем, который может быть непроницаемым и разделенным переборками;
— возможность снижения расчетной осадки.
Тот же опыт демонстрирует и общие недостатки многокорпусных объектов:
— относительно большую смоченную поверхность, в результате чего снижаются ходовые качества на невысоких относительных скоростях;
— увеличенную массу корпусных конструкций относительно водоизмещения;
— достаточно высокую вероятность слеминга днища соединяющей корпуса платформы на встречном волнении;
— увеличенную габаритную ширину.
Следует отметить, что в настоящее время достаточно хорошо изучены многие типы многокорпусных объектов, отличающиеся друг от друга степенью присутствия названных особенностей (рис. 3, 4).
Есть основания предполагать, что отмеченное разнообразие характеристик позволяет выбрать оптимальный тип объекта для каждого сочетания условий, что и обеспечит повышение технических и экономических характеристик для заданного назначения.
Усовершенствование катамарана. Для улучшения определенных технико-эксплуатационных качеств
Таблица 1
Достижимые скорости катамарана и дуплуса
Интенсивность встречного волнения, баллы 0 2 3 4 5 6
Катамаран/дуплус, уз:
при a/g = 0,25 30/28 20/27,5 3/27 1/15 0/7 0/3
при a/g = 0,4 30/28 25/27,5 6,5/27 4/25,5 2/13 0/6
Примечание. a/g — допустимое вертикальное ускорение в носовой части.
Рис. 4. Типы многокорпусных судов с малой площадью ватерлинии (часть названий впервые были предложены автором [4, 5]):
1 — дуплус (наибольшая остойчивость среди СМПВ); 2 — трисек (минимальная площадь ватерлинии); 3 — трикор (наибольшее взаимодействие волновых систем); 4 — СМПВ с аутригерами (наименьшая масса корпуса); 5 — обычный корпус и аутригеры с малой площадью ватерлинии (вариант С. А. Руденко); 6
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.