Результаты исследований глиссирующих пластин, имеющих различную
килеватость, показывают, что максимальное значение гидродинамического
качества (К = 10) можно получить на плоской пластине ф = 0°) в диапазоне
удельной нагрузки Св = 0,015- -0,05 (рис. 12) и при отстоянии центра
тяжести от кормового среза пластины тд = 0,5-1,2. При этом оптимальный
дифферент составляет ф = 4°. При возрастании угла килеватости днища
увеличивается смоченная поверхность, появляются заметные поперечные
потоки воды, направленные от киля к скулам и вырывающиеся из-под них в
виде брызг.
В соответствии с вышесказанным преимущество должны были бы получить
глиссирующие лодки и катера с абсолютно плоским днищем, как позволяющие
развить требуемую скорость при минимальной мощности двигателей. Однако
плоскодонные корпуса имеют ряд существенных недостатков. Важнейшими из
них являются значительные ударные перегрузки, возникающие на корпусе
быстроходного катера при плавании на волнении. При высоких скоростях
движения катер не успевает <следить> за профилем волны даже при попутном
волнении. Подъемная сила при встрече с волной достигает такой величины,
которая достаточна для того, чтобы полностью вытолкнуть судно из воды.
Следующую волну катер встречает уже центральным участком днища, пролетев
над подошвой волны. Сила удара направлена вверх, т. е. совпадает с
направлением гидродинамической подъемной силы. Ударные нагрузки
пропорциональны квадрату вертикальной скорости в момент встречи днища с
поверхностью воды, которая в свою очередь зависит от скорости катера и
длины волны. В зависимости от размеров волны и катера, обводов корпуса и
скорости величина перегрузок может достигать 10g и более (под
перегрузками понимается отношение ускорения, получаемого центром тяжести
катера, к ускорению свободного падения тела g = 9,81 м/с , или, что то
же самое, отношение силы удара к массе катера).
Ударные нагрузки и ускорения не только отрицательно воздействуют на
экипаж, но и могут стать причиной разрушения конструкций корпуса или
срыва двигателей с фундаментов.
Наиболее эффективный путь снижения ударных перегрузок - это увеличение
килеватости днища до 12-14° для речных и озерных катеров и до 17-23° для
катеров, плавающих на открытой воде. При увеличении килеватости днища с
0 до 10° сила удара снижается более чем в 1,5 раза.
Другой недостаток плоскодонных глиссирующих корпусов - явление
продольной неустойчивости движения, или дельфинирование, которое
возникает при сравнительно невысоких скоростях движения (Fro - 6) как
следствие высокого гидродинамического качества плоского днища (см. с.
41).
Для того чтобы избавиться от этого явления, необходимо распределить
гидродинамическое давление между двумя (или более) глиссирующими
поверхностями с помощью поперечного редана или выполнить глиссирующую
поверхность в виде узкой сильно вытянутой вдоль корпуса плоской пластины
малого удлинения B/L.
Рис. 13. Силы, действующие на плоскодонную лодку
на повороте: а - лодка с плоским днищем; 6 - лодка со скошенной скулой.
Лцф - центробежная сила; F - гидродинамическая сила сопротивления; ЦТ -
центр тяжести лодки; I - плечо восстанавливающего гидродинамического
момента
Еще одним недостатком плоскодонных глиссирующих мотолодок является
большой боковой снос (проскальзывание) при поворотах на полной скорости,
в результате которого судно может опрокинуться, особенно если скула
ударится о подкатившуюся волну (рис. 13). Этот недостаток можно
устранить, использовав плавники и скошенные скулы.
Плоскодонные и с малой килеватостью днища (до 5-6°) глиссирующие корпуса
получили ограниченное применение - в основном для гоночных мотолодок,
рассчитанных на скорости до 50 км/ч и используемых в акваториях,
закрытых от волн. Применяются они и для речных мотолодок и катеров
ограниченной мореходности с большой удельной нагрузкой на единицу
мощности двигателя.
