Поиски оптимального проекта быстроходного глиссирующего катера,
который бы успешно противостоял морской и океанской волне, привели в
1971 г. американского авиационного инженера П. Пейна к созданию нового
типа корпуса, названного им "Морской нож". Катер по замыслу изобретателя
относится к так называемым ссверхкритическим" судам, у которых
собственная частота продольных колебаний (килевой качки) оказывается
ниже частоты волн. Благодаря этому для "сверхкритического" корпуса редки
или даже практически невозможны случаи резонанса его колебаний с
колебаниями волны, который является причиной сильных размахов носовой
части и ударов днищем о воду обычных катеров. "Сверхкритический" корпус
не повторяет профиль волны, а пронзает его гребень, не взлетая при этом
в воздух. Если же у такого катера наступает явление резонанса,
достаточно еще увеличить скорость, чтобы избавиться от нежелательной
частоты. На обычном катере приходится поступать наоборот - сбрасывать
газ и приспосабливаться к бегу волны.
Какими же мерами можно обеспечить сверхкритические характеристики
катера? Прежде всего, уменьшить по возможности продольный момент инерции
судна - выполнить его корпус с очень узкими острыми оконечностями,
сосредоточить тяжелые грузы вблизи общего центра тяжести, желательно в
средней части корпуса. Для уменьшения силы удара при встрече с волной
носовая часть судна должна иметь минимальное водоизмещение и острый
форштевень, здесь не должно быть плоских участков днища.
"Морской нож" представляет собой дельтавидный корпус с плоской
глиссирующей пластиной днища, имеющей вид острого треугольника с углом
15° при форштевне (рис. 58, 59). Форштевень сильно подрезан в нижней
части и заострен подобно ножу (на опытных образцах форштевень был
изготовлен из титана). Борта плавно расширяются к палубе, образуя в
кормовой части своеобразное аэродинамическое крыло. Это обеспечивает
катеру хорошую аэродинамическую балансировку: центр тяжести и точка
приложения равнодействующей аэродинамических сил находятся рядом в
корме. Поэтому, даже взлетев в воздух с волны, "нож" сохраняет
правильное положение и приводняется кормовой частью днища.
Борта "ножа" напоминают лемех плуга и в первоначальном проекте "отваливали" воду так же, как это делает плуг с землей на пашне. В
последних проектах Пейн снабдил катер брызгоотбойниками, которые
отсекают воду от бортов, уменьшая смоченную поверхность. Одновременно
"реверсоры", как назвал их изобретатель, реализуют энергию поднимающихся
потоков воды в дополнительную подъемную силу - гидродинамическое
качество с 7 на первом опытном образце возросло до 10,6 (рис. 60).
Устройство улучшило также приемистость катера при старте и динамическую
остойчивость на ходу.
Рабочие поверхности "реверсоров" расположены под углом 6е к плоскости
днища. Благодаря этому действующие на них гидродинамические силы дают
небольшую составляющую, направленную вперед по ходу катера. Эта
составляющая частично компенсирует потери на трение о воду, возникающие
на поверхностях брызгоотбойников и, кроме того, наклон их к носу
позволяет избежать чрезмерного роста подъемной силы, образующейся на
корпусе при прохождении им гребня волны.
Оптимальным ходовым дифферентом для "ножа" является такой, при котором
основание форштевня лишь слегка касается поверхности воды. В этом случае
глиссирующая площадка погружена в воду на всю длину; при прохождении
сквозь волну и изменении дифферента длина смоченной поверхности
изменяется мало, соответственно здесь не возникает пиковых значений
подъемной силы, как на корпусах традиционного типа. Поддерживать
правильный дифферент помогают транцевые плиты, управляемые гидравлически
с поста водителя.
Шестиметровый "Морской нож", схема общего расположения которого
приведена на рис. 59, был оснащен 188-сильным двигателем "Меркруйзер" с
угловой откидной колонкой. На метровой волне он развивал скорость около
80 км/ч, не испытывая при этом сильных ударных перегрузок. На
сравнительных испытаниях, проведенных в одно время при одинаковых
условиях, один из лучших английских катеров "Авенджер" с обводами
"глубокое V" испытывал удары носовой оконечностью о волну в среднем в 10
раз более сильные, чем "нож" таких же размеров.
Несмотря на высокие мореходные качества, "Морской нож" имеет ряд
недостатков. Наличие узкой ватерлинии приводит к низкой статической
остойчивости на стоянке.
Рис. 59. Обводы и общее расположение
шестиметрового катера типа "Морской нож".
Рис. 60. Обтекание корпуса "Морского ножа"
первоначального проекта в носовой части (а); в корме (б) и снабженного
"реверсорами" (в).
Мал полезный объем корпуса - на катерах небольших размеров
кокпит очень тесен. Наконец, чтобы получить сверхкритические
характеристики, требуется очень мощный двигатель - нагрузка не должна
превышать 5 кг/л. с. Все это ограничивает применение подобных корпусов
для катеров туристского или хозяйственного назначения.
