Водоизмещающие корабли будущего

При всех достоинствах и перспективности кораблей с динамическими принципами поддержания водоизмещающие корабли в силу известных нам преимуществ в обозримом будущем, по-видимому, не сдадут главенствующих позиций, которые они занимают в военных флотах. Поиск наиболее эффективных формообразований привел кораблестроителей к катамаранам, а точнее каттумарам, что в переводе с языка тамилов, населяющих побережье Южной Индии и о. Шри-Ланка, означает спаренные деревья. Подобные суда с древнейших времен были известны как хорошие ходоки. В прошлом они представляли собой лодку, соединенную с бревном-противовесом, или конструкцию из двух и более скрепленных между собой лодок. В наше время катамаранами обычно называют суда, состоящие из двух корпусов, соединенных между собой жесткой конструкцией — мостом, или такие, у которых носовая часть выполнена однокорпусной, а ближе к корме корпус раздваивается.Остойчивость катамаранов обеспечивается за счет большого расстояния между корпусами, что позволяет резко уменьшить ширину корпусов до минимальной, лимитируемой плавучестью. Так, у парусных катамаранов отношение длины корпуса к ширине составляет 15—22—значение, практически недостижимое для кораблей и судов обычных типов. Правда, стремление сузить каждый корпус приводит к резкому увеличению осадки, с ростом которой возрастает смоченная поверхность корпуса, а значит, и сопротивление трения, зато существенно снижается волновое сопротивление. Это именно те условия, которые предпочтительны для быстроходного корабля.Однако и здесь существуют свои проблемы.Как мы уже знаем, при увеличении отношения длины  корпуса  к ширине возрастает масса корпуса. Кроме того, при чрезмерно большой осадке волнообразование катамарана становится сопоставимым с аналогичным по водоизмещению однокорпусным кораблем, а может и превысить его. В попытке устранить этот специфический недостаток кораблестроители обратились к полупогружной схеме.

Схема полупогружного катамарана: а - ватерлиния в режиме "Стоп" ; б - ватерлиния на ходу.

Такой корабль состоит из двух частей - подводной и надводной, соединенных между собой вертикальными стойками. Подводная часть, представляющая собой два торпедообразных корпуса, обеспечивает кораблю плавучесть. Надводная часть, находящаяся на некотором возвышении от поверхности воды представляет собой несущую платформу — мост. При этом площадь действующей ватерлинии резко сокращается, в связи с чем такие корабли иногда называют кораблями с малой площадью ватерлинии. В результате снижается сопротивление воды движению корабля за счет практически полного исключения волнового сопротивления. Кроме того, по сравнению с обычным кораблем у полупогружного улучшаются мореходные качества. Ведь обычный водо измещаюший корабль испытывает на волнении значительную качку, а при большой скорости ударяется носовой частью днища о воду, сильно заливается. В результате приходится снижать скорость. У полупогружного корабля мореходные качества улучшаются за счет уменьшения площади и продольного момента инерции действующей ватерлинии при сохранении массы и водоизмещения корабля.Достоинства полупогружных катамаранов, по мнению зарубежных специалистов, не ограничиваются хорошими ходовыми и мореходными качествами. Первостепенным достоинством таких кораблей является не лимитируемая требованиями гидродинамики форма надводного корпуса. Согласно проектным проработкам, его длина будет составлять примерно 2/3—3/4 от длины одно-корпусного корабля аналогичного водоизмещения, а ширина корпуса по палубе в два раза больше. С учетом этого преимущества в США с 60-х гг. ведутся работы по созданию полупогружных катамаранов типа SWATH (Small Waterplane   Агеа Twin Hull) водоизмещением порядка 10—15 тыс. т, с расчетом их использования в качестве авианесущих кораблей с просторной верхней палубой, и что очень важно, большой её устой чивостью под воздействием качки одной из основных причин аварий самолетов при посадке на полетную палубу обычных авианосцев.

Один из пассажирских катамаранов типа SWATH " Radisson Diamond"

Для отработки проблемных вопросов и конструктивных решений на кораблях такого типа в 1973 г. был построен экспериментальный полупогружной катамаран "Kaimalino"(«Каималино») водоизмещением 224 т с ГТУ мощностью 3,3 МВт и скоростью полного хода 25 уз.

Полупогружной катамаран "Kaimalino"

По опубликованным сведениям, в США  проведены  проектные  проработки кораблей типа SWATH разных классов. Модельные испытания показали, что может быть достигнут значительный выигрыш в мошности энергетической установки по сравнению с аналогичными по водоизмещению обычными кораблями тех же классов.

Американский военный корабль типа SWATH изготовленный по системе "Stealth"

Определенные надежды в ВМС США связывают и с так называемым кораблем-гибридом типа HYSWAS (Нуdrofoil    Small Waterplane   Агеа Ship), корпус которого состоит из верхней, обычной, и нижней, сигарообразной, частей, по аналогии с корпусом катамарана типа SWАТН, соединенных относительно тонкой продольной стойкой. Но есть и существенное отличие: на нижнем корпусе расположены подводные крылья. В водоизмещающем режиме движения плавучесть корабля обеспечивается в основном за счет подводного корпуса, стойки и небольшого участка днища надводного корпуса. При увеличении скорости подводные крылья помогают разгрузить надводный корпус и поднять его над поверхностью воды. В воде остается только несущий подводный корпус.

Проектное изображение полупогружного корабля типа SWАТН: а - ватерлиния в режиме "Стоп"; б - ватерлиния на ходу

При этом, как и на корабле типа SWАТН, резко сокращается площадь действующей ватерлинии, улучшаются ходовые и мореходные качества. Проектные проработки и испытания моделей показали, что подобный корабль обладает рядом серьезных достоинств, среди которых — возможность достижения скорости порядка 50 уз при волнении моря 5--6 баллов и значительная полезная нагрузка благодаря конфигурации надводного корпуса, удобной для размещения вооружения и технических средств.Однако к сообщениям зарубежной прессы следует относиться критически. Не вызывает сомнения, что создание полупогружных кораблей потребует решения  целого ряда проблем технического характера. Не малую сложность составит разработка технологии строительства крупного корпуса с малой массой, что вызовет необходимость исполь зования легких сплавов в огромных масштабах. Погруженный нижний корпус существенно увеличит смоченную поверхность, в результате чего значительно возрастет сопротивление трения, что отрицательно скажется на дальности плавания корабля экономическим ходом. Можно предполагать, что по мере расходования топлива, воды и других переменных грузов полупогружной корабль потребует балластировки и дифферентовки по аналогии с подводной лодкой. Немалую сложность представит и автоматическая система управления движением полупогружного корабля, особенно в варианте HYSWAS с учетом его подверженности килевой качке. Придется учитывать, что из-за чрезмерно большой осадки полупогружные корабли будет невозможно использовать в мелководных акваториях и каналах, а для их базирования понадобятся специальные средства и приспособления .В свете указанных трудностей не следует однако забывать, что еще в 1940 г. в Германии была предпринята попытка построить полупогружной корабль, которому был присвоен шифр «VS-5». В качестве нижнего корпуса была использована малая подводная лодка длиной около 30 м. Энергетическая установка состояла из четырех дизелей суммарной мощностью 6000 кВт, работающих на общий гребной вал. Испытания закончились неудачей и немцы к идее полупогружного корабля больше не возвращались .Конечно, возможности техники и технологии за прошедшие с той поры годы несоизмеримо возросли, но не    беспредельно. Подтверждение тому — многолетний опыт кораблестроителей США,в  результате которого есть кое-какие сдвиги...

Катамаран "Joint Venture" скорость 30 узлов....

Если бы лет 50 назад кто-нибудь предсказал скорость самолета порядка 3000 км/ч, его сочли бы фантазером. В наши дни на фоне скоростей, достигнутых в авиации, скорость даже самых быстроходных кораблей выглядит весьма скромно. Но мы знаем, с какими трудностями и проблемами сталкивались и продолжают сталкиваться кораблестроители, что бы достичь даже этих  «скромных» скоростей. 

• Назад
• Вперед