Особое место среди судов занимают так называемые катамараны - суда,
состоящие из двух корпусов. Корпуса отстоят один от другого на некотором
расстоянии и соединены достаточно прочным мостиком, который используют
для размещения двигателя, пассажиров, груза и т. п. Подчиняясь общим
законам гидродинамики, катамараны, однако, имеют некоторые свои
характерные особенности.
Наличие двух корпусов приводит к увеличению смоченной поверхности
примерно на 30-40% по сравнению с однокорпусным судном того же
водоизмещения. Следовательно, сопротивление трения катамарана больше. С
другой стороны, корпуса катамаранов можно без ущерба для вместимости,
остойчивости и т. п. делать с большим отношением L/B каждого корпуса (до
10-12), что приводит к уменьшению сопротивления формы и волнового
(сравните, например, с академическими гребными судами) самих корпусов.
Кроме того, гребной винт подвесного мотора или стационарного двигателя,
помещенный между корпусами, работает в невозмущенном потоке воды с
повышенным к. п. д.
Большое значение имеет расстояние между корпусами - горизонтальный
клиренс. При неблагоприятной его величине волновые системы от корпусов
накладываются друг на друга, между корпусами происходит сильное
волнообразование и повышается уровень воды, а это увеличивает общее
сопротивление воды движению.
Таким образом, применение катамаранов с точки зрения ходкости
целесообразно, когда выгоды от снижения сопротивления формы и волнового
больше, чем потери от увеличения сопротивления трения и сопротивления от
наложения двух волновых систем.
Исследования показали, что при относительной скорости где основной
составляющей является сопротивление трения, ходовые качества катамаранов
хуже, чем соответствующих одно-корпусных судов. В диапазоне
относительных скоростей при правильно выбранных элементах
катамараны по сравнению с обычными судами могут быть более выгодными в
отношении ходкости. Определяющие элементы при этом следующие: обводы
корпусов, их относительная длина L/B, горизонтальный и вертикальный (отстояние
от горизонта воды до нижней поверхности моста) клиренсы.
Корпуса катамаранов могут иметь разнообразную форму: круглую в
поперечном сечении, О-образную, U-образную, V-образную, как
симметричную, так и несимметричную. Для тяжелых тихоходных катамаранов
О-образные обводы, обеспечивающие меньшую по сравнению с другими
смоченную поверхность. Круглые корпуса могут быть по длине
сигарообразными или в виде труб с заостренными оконечностями.
С повышением скорости возникает уже знакомый нам ходовой дифферент на
корму, поэтому лучшей будет U- или V-образная форма с поднимающейся к
транцу линией киля при выполнении приведенных выше рекомендаций по
обводам для переходного режима движения. Для верхних значений указанного
выше диапазона скоростей, т. е. у границы переходного режима движения и
глиссирования, корпуса катамаранов лучше делать V-образной формы.
Несимметричная форма корпусов, часто применяемая на парусных
катамаранах, для моторных не дает какого-нибудь существенного улучшения
ходкости, а при выпуклых внутренних бортах может привести даже к ее
ухудшению.
Более существенную роль играют полнота корпусов и отношение их ширины к
осадке B/T. Увеличение коэффициента общей полноты 6 и отношения B/T
приводит, как правило, к увеличению остаточного сопротивления. Отсюда
следует, что до средней быстроходности выгоднее уменьшать ширину
корпусов за счет увеличения осадки, образуя заострения за счет сужения
бортов в оконечностях (по типу вельботной кормы). Одновременно это
обеспечит более высокие значения L/B\ для данного случая рекомендуются
12-15.
Рис. 27. Общий вид катамарана.
V-образные корпуса более быстроходных катамаранов в целях обеспечения
начальной стадии глиссирования лучше принимать с большим отношением В :
Т = 1,8н-3,0 и относительной длиной L : В = 9-ь12. Подъем линии киля к
транцу можно принимать в соответствии с рекомендациями табл. 7.
Как уже^ отмечалось расстояние между корпусами (горизонтальный клиренс)
определяет взаимодействие волновых систем корпусов. Установлено, что при
встрече носовых расходящихся волн между корпусами в нос от
мидель-шпангоута общее сопротивление воды движению катамарана
увеличивается. Во избежание этого горизонтальный клиренс рекомендуется
принимать равным Кг = 2Вк при L : В = 8-*-10 и Кг = 4Вк при L : В =
14-*- 15.
Вертикальный клиренс Кв, т. е. расстояние от ватерлинии до нижней кромки
мостика зависит от двух противоречивых факторов. Недостаточная его
величина приводит к периодическому замыванию волнами нижней поверхности
мостика, что резко увеличивает смоченную поверхность и снижает скорость
(явление прилипания). Большая величина Кв вызывает подъем надводной
конструкции мостика и увеличение парусности, что также отрицательно
сказывается на ходкости и управляемости. С учетом этих соображений в
зависимости от района плавания компромиссными значениями будут Кв =
0,15-^-0,40 м, где большие значения относятся к катамаранам повышенной
мореходности.
При любых значениях относительной скорости катамараны по сравнению с
однокорпусными мотосудами имеют ряд неоспоримых преимуществ,
обусловливающих все более широкое их применение: высокая мореходность,
которая обеспечивается большой остойчивостью и непотопляемостью,
удобство планировки мест для пассажиров, груза, запасов и т. п., меньшая
чувствительность к изменению нагрузки и положению ЦТ, меньшая потеря
скорости при волнении. Разнесенные обычно несколько шире кокпита
поплавки (рис. 27) обеспечивают надежную остойчивость при любом
положении пассажиров, а закрытая конструкция поплавков, разделенных на
водонепроницаемые отсеки, предельное водоизмещение которых в два-три
раза превышает приходящуюся на них нормальную нагрузку, гарантирует
непотопляемость даже в случае пробоины в одном из поплавков.
Опыт авторов и опубликованные в печати данные позволяют с уверенностью
рекомендовать катамараны для плавания в условиях значительного волнения
и как <семейное> судно, несмотря на некоторую потерю скорости на тихой
воде.
