Форма баллонов для надувных катамаранов 3
Форма баллонов для надувных катамаранов (Часть 1)
Форма баллонов для надувных катамаранов (Часть 2)
Итак, имеется целый «букет» сил сопротивления, который постоянно действует на баллоны катамарана. И эти силы надо постоянно преодолевать, чтобы катамаран в итоге двигался. В зависимости от общей скорости надувного катамарана, эти силы играют разную по значимости роль. Давайте рассмотрим разные ситуации движения надувного катамарана с привязкой к относительной скорости Fr (число Фруда). Как уже говорилось, при Fr от 0 до приблизительно Fr=0,4 вдоль баллона располагается несколько гребней поперечных волн.
Иначе говоря, баллон «опирается» на несколько зон с повышенным давлением (гребни) и несколько зон с пониженным давлением (впадины). Баллоны катамарана при этом сохраняют горизонтальное положение, катамаран не имеет дифферента. При этом какая-то часть тяги все равно будет уходить на образование волн и преодоление разности давления в носу баллона для катамарана (гребень носовой волны) и в корме (сложение впадины кормовой волны с приходящей носовой волной). Это значит, что на относительных скоростях от нуля до 0,4 важна такая форма баллона, которая создает наименьшие по амплитуде гребни и впадины соответственно в носу и в корме катамарана. Оптимальной в таких режимах считается так называемая форма вельбота (от англ. whale-boat — китобойная лодка) – баллон с плавно заостренными носом и кормой по ватерлинии.
Как получить надувной баллон для катамарана такой формы, и так ли это нужно, мы поговорим позже. Сейчас же желательно лишь понять, что в диапазоне указанных скоростей надувной катамаран идет без дифферента, и вся масса катамарана удерживается архимедовой выталкивающей силой. Тяга не требуется для создания и поддержание динамической подъемной силы, и уходит лишь на горизонтальное перемещение надувного катамарана. Эту ситуацию можно сравнить с лыжником, бегущим по равнине. Пока он движется по горизонтальной плоскости, пускай даже в мелких застругах, вся его энергия идет лишь на расталкивание снега перед лыжами и на преодоление трения скольжения лыж о снег. Так и с надувным катамараном. Баллоны для катамарана в указанном диапазоне скоростей должны создавать минимальное лобовое сопротивление, обеспечивать наименьшее по амплитуде волнообразование и иметь максимально скользкую и несмачиваемую поверхность для уменьшения трения скольжения баллона о воду.
Загрузка надувного катамарана должна быть максимально равномерной по длине и ширине судна. Движение с относительными скоростями до Fr = 0.4 считается классическим режимом движения судна в водоизмещающем режиме. В момент старта с места и разгона надувного катамарана, пока движение происходит с ускорением, часть тяги уходит еще на преодоление силы инерции, которая зависит от массы катамарана. После выхода на крейсерский режим, когда движение осуществляется равномерное и без ускорений, вся тяга используется на преодоление сил сопротивления. Для движения судна в классическом водоизмещающем режиме (до Fr=0.4) считается достаточным удельная тяга приблизительно 1,5 л.с на одну тонну массы судна. Иначе говоря, для четырехместного надувного катамарана с оптимизированными обводами при средней загрузке в 500 килограмм теоретически до скоростей Fr=0.4 достаточно двигателя в 1 лошадиную силу! И это действительно так. Все «лишние» силы двигателя вы будете тратить на более быстрый разгон надувного катамарана при старте, на компенсацию неблагоприятных условий плавания и… на превышение скорости Fr более 0,4. Чему реально равна относительная скорость надувного катамарана Fr=0,4, что происходит после превышения катамараном этой скорости, и как это влияет на оптимальную форму баллона для катамарана - мы поговорим в следующей статье.
