Пущенная на воды озера Маггиоре, лодка с надстроенными «крыльями», созданная итальянским изобретателем, достигла небывалой для 1906 года скорости – 68 км/ч. Двигатель лодки обладал мощность всего 60 лошадиных сил и приводил в движение два воздушных винта, вращающихся в противоположных направлениях.

Принцип действия

Подводные крылья – это устройства, входящие в конструкцию корпуса корабля, выполненные в виде крыльев (отсюда и название). Их основным назначением является уменьшение силы трения и сопротивления воды, корпусу корабля, а также уменьшение осадки судна. Принцип действия подводных крыльев, аналогичен крыльям летательных аппаратов. При больших скоростях, за счет изгиба крыла, корабль поднимается над водой. Погруженными остаются лишь крылья и двигатели. Оптимальная сила выталкивания судна зависит от его скорости. Так как плотность воды больше плотности воздуха в 800 раз, то и площадь крыла, как и скорость корабля, при той же силе выталкивания, что и у самолета, будет меньше в 800 раз.

Подобные суда способны перемещаться по воде в двух режимах:

  • В режиме обычного корабля. Каждый тип судна на подводных крыльях имеет расчетную скорость, при которой выталкивающая сила поднимает корпус корабля над водой (аналогично взлетной скорости самолета). До достижения этой скорости, судно погружено в воду, в соответствии с законом Архимеда . При этом сильно увеличивается осадка, так как крылья увеличивают ее. Для решения этой проблемы, применяются складные крылья и поднимающиеся винты.
  • В режиме судна на подводных крыльях. Достигая скорости выталкивая, корабль поднимается над водой , за счет уменьшения силы трения, скорость резко возрастает, а осадка становиться минимальной.

Существуют два основных типа подводных крыльев:

При увеличении площади соприкосновения с водой подобных крыльев, увеличивается и создаваемая ими выталкивающая сила. Благодаря этому свойству, судно более устойчиво при возникновении волн. Для улучшения плавности движения корабля при сильном волнении, частично погруженные крылья можно оснастить закрылками с автоматическим управлением.

Полностью погруженное (U -образно) крыло. Управление выталкивающей силой при полном погружении крыла в воду, осуществляется путем изменения угла атаки (поворот крыла целиком) или отклонением закрылок, которые расположены на неподвижном крыле, вдоль задней кромки. Регулирование положения судна над водой, обеспечивается системой автоматического управления. Компьютер управления, отслеживает положение судна и автоматически осуществляет его балансировку.

Система управления должна обладать очень высоким коэффициентом надежности, так как при ее отказе, судно с U-образным крылом может перевернуться.

Подводные крылья могут располагаться по-разному, как относительно друг друга, так и относительно корпуса судна.

Всего существует три типа, применяемых в практике, компоновок подводных крыльев:

  1. Расположение крыла аналогично авиационному (самолетная компоновка). При таком положении, крыло больших размеров (главное), расположено перед метацентром корабля, а крыло меньших размеров (второстепенное), находится позади центра тяжести. Крылья такого типа применяются на малых судах, с небольшой осадкой.
  2. Расположение крыла по схеме – «утка». Такая конструкция предполагает размещение меньшего крыла перед основным (напоминая по форме утку). Применяются аналогично «авиационным».
  3. Тандемная схема. Тандемные крылья равнозначны между собой и расположены спереди и сзади метацентра судна, на одинаковом от него расстоянии. Подобная схема используется в конструкции крупных, мореходных судах на подводных крыльях.

Двигательные установки судов на подводных крыльях

Для выхода на глиссаду (то есть достижения скорости, достаточной, что бы «встать» на крылья), судно должно обладать мощным двигателем. На судах с подводными крыльями применяются двигатели внутреннего сгорания (дизельные) и газотурбинные установки. Совместно с ними применяются водометные и винтовые движители. Крупнотоннажные суда оснащаются движителями обоих типов, переключающихся в зависимости от режима движения корабля, чаще всего они приводятся в действие газотурбинными установками.

Особенности движения крыла в воде

При движении подводного крыла в воде, на его верхней поверхности образуется зона пониженного давления. Это способствует возникновению воздушных пузырьков, этот эффект называется – кавитацией. Схлопываясь, воздушные пузырьки способны повредить крыло. Область низкого давления, достаточная для возникновения пузырьков, образуется при достижении судном определенной скорости.

По возникновению кавитации, подводные крылья делятся на два типа:

  • Бескавитационныые крылья. Их максимальная скорость, ниже скорости, необходимой для возникновения кавитации.
  • Суперкавитирующие. Крылья для сверхскоростных судов. Профиль крыла выполнен таким образом, что кавитационные пузырьки схлопываются на расстоянии от поверхности крыла.

В 1956 году был разработан новый тип профиля крыла , призванный стать независимым от кавитации. Он представляет собой симметричный клин . При движении в жидкости на его гранях возникает положительное динамическое давление. На его внешней выпуклой стороне давление уменьшается, а на вогнутой – повышается. В области высокого давления, возникающей на выпуклой стороне искривленного клина, эффект кавитации отсутствует , а при больших углах атаки крыла, отгибы задних кромок затягиваю возникновение кавитации.

Особенности применения подводных крыльев

Внедрение подводных крыльев привело к изменению архитектуры использующих их судов. Для уменьшения аэродинамического сопротивления корпуса, суда данного типа стали обтекаемых форм. Из-за малой грузоподъемности, основное назначение таких кораблей стала перевозка пассажиров и экскурсии , их внутреннее расположение салона, соответствует салону самолета.

Рулевая рубка (капитанский мостик) располагаются в носовой части корабля для улучшения обзора при прохождении извилистых рек. Хозяйственные помещения, размещаются между пассажирским салоном и машинным отделением, тем самым ослабляя шум двигателей (проникающий в салон) и повышая комфорт пассажиров.

Для проектирования судов на подводных крыльях, были разработаны новые методики разработки корпуса . С учетом увеличенного изгибающего момента . К тому же, особенности эксплуатации предполагают сильные удары волн о корпус, в режиме глиссирования судна.

Все эти факторы определяются конструкцией крыльевого устройства, особенно носового. В результате применения подводных крыльев, разработанных под руководством доктора технических наук, профессора Н.В. Маттеса, удалось снизить динамические нагрузки на корпус до 50 – 60%.

Подводные крылья и корпус судна, в среднем составляют 45 – 55% от его порожнего веса. Поэтому оптимальными материалами для создания глиссеров являются легкие и прочные сплавы алюминия и нержавеющая сталь , для изготовления крыльев. В настоящее время на многих малых судах применяются крылья из стеклопластиков с армированием , позволяющие значительно уменьшить вес судна.

Технология изготовления судов на подводных крыльях очень дорогая. Поэтому в отдельных случаях, конструкторы идут на ухудшение гидродинамических характеристик, уменьшая стоимость постройки корабля. Например, клепаные сочленения корпусов заменяются сварными соединениями. Это утяжеляет конструкцию в целом, но многократно снижает трудоемкость и стоимость работ.

Способы управления подводными крыльями

Управление выталкивающей силой на судне с подводными крыльями осуществляется изменением угла атаки крыла, либо закрылками. В настоящее время, все системы управления – автоматизированы. Оператор производит лишь грубое управление – поворот, замедление и ускорение судна, а стабилизацию движения обеспечивает центральный процессор управления судном. Получая информацию о положении судна с датчиков, он передает сигналы на изменение угла атаки крыла или закрылок. Удерживая судно в заданном оператором положении. Для глиссеров применяются только самые быстродействующие процессоры и датчики, так как время прохождения и обработки сигнала на больших скоростях, должно быть минимально.

Скорости быстроходных моторных судов - глиссеров, скутеров и даже простых мотолодок - непрерывно растут. Эта закономерно не только в спорте, но и в повседневной эксплуатации таких судов, поскольку возросшие скорости одних транспортных средств неизбежно заставляют другие, на данном этапе отстающие, либо подтянуться, либо сойти с арены, уступив место более надежным, быстроходным и экономичным. Но рост скорости на воде отнюдь не столь безболезненный процесс, как может показаться с первого взгляда.

Он определяется в основном снижением гидродинамического сопротивления, а затем - на определенном скоростном рубеже - переходом от глиссирования к полету в непосредственной близости от поверхности воды. Однако если в режиме глиссирования человек мог управлять судном с помощью традиционных рулевых устройств, работающих в водной среде, то первые же попытки оторваться от нее показали, что этот новый режим движения требует принципиально иных систем управления, а пока их нет, таит в себе много скрытых опасностей. Перелистаем странички истории борьбы за абсолютный мировой рекорд скорости на воде. Пока претенденты на его завоевание не отрывались от поверхности воды, все шло хорошо. И никто из гонщиков еще не знал, что приближается минута, когда за рекорд придется заплатить собственной жизнью…

Первой жертвой скорости стал английский инженер Дональд Кемпбелл, потомственный гонщик, старший сын знаменитого рекордсмена Малькольма Кемпбелла, создателя катера с романтическим названием «Синяя птица». Но если Кемпбеллу-отцу его «Синяя птица», как и положено, приносила счастье, то Кемпбелла-сына она погубила. Правда, это была уже другая «птица». Дональд Кемпбелл построил катер принципиально нового типа: с авиационным турбореактивным двигателем, только название осталось старое, очевидно, с расчетом на удачу и спортивное счастье. Но счастье на этот раз изменило гонщику: в одном из рекордных заездов реактивная «Синяя птица» оторвалась от поверхности воды, перевернулась в воздухе и похоронила под своими обломками конструктора.

После Кемпбелла подобные катастрофы стали повторяться все чаще. Много известных спортсменов погибло, так и не разгадав причин неудачи. Ста го очевидно, что без серьезной научно-исследовательской и опытной работы двигаться вперед нельзя. Для изучения темных пятен в поведении «летающих глиссеров» были привлечены крупнейшие научные силы, применена самая современная электронно-вычислительная техника, сложнейшее приборное хозяйство, средства кинофоторегистрации экспериментов. Результат не заставил себя ждать: главные причины катастроф на воде были разгаданы, и конструкторы получили возможность продолжать работу над дальнейшим усовершенствованием «летающих глиссеров». Выяснилось и другое для изучения режимов полета на малой высоте и подготовки водителей нового вида транспорта необходимы специальные испытательные установки, летающие стенды и аппараты-тренажеры.

А - крыльевая система в комбинации с подвесным лодочным мотором:

1 - корпус типа «тримаран»; 2 - навесная консоль крыла; 3 - габаритный огонь (слева - красный, справа - зеленый); 4 - передний лонжерон центроплана, 5 - задний лонжерон центроплана; 6 - подвесной лодочный мотор мощностью 25-30 л. с.; 7 - узел крепления задней кромки крыла к корпусу;

Б - конструкция силовой рамы центроплана:

1 - передний лонжерон; 2 - фланцы крепления к бортам корпуса мотолодки; 3 - задний лонжерон; 4 - конусные болты; 5 - трубчатый наконечник заднего лонжерона; 6 - узел крепления задней кромки крыла; 7 - трубчатый наконечник переднего лонжерона;

В - винтомоторная установка с воздушным винтом:

1 - двигатель (силовая головка подвесного лодочного мотора «Вихрь-М»); 2 - водорадиатор; 3 - цепная передача с двигателя на воздушный винт; 4 - габаритный огонь ограждения воздушного винта (справа - зеленый, слева - красный); 5 - трубчатая рама; 6 - топовый огонь (белый); 7 - воздушный руль направления; 8 - ограждение воздушного винта; 9 - расширительный бачок системы охлаждения; 10 - подкос моторамы; 11 - опорная пята моторамы.

Подобный стенд, созданный студентами МВТУ Ю. Макаровым, В. Аникиным и А. Соболевым, экспонировался на НТТМ-76. О нем сегодня рассказывают авторы.

Основная цель, которую мы поставили перед собой, - создание спасательного средства, способного быстро оказать помощь тонущим или терпящим бедствие на воде людям и с минимальными потерями времени доставить пострадавших на берег для оказания неотложной помощи. Конечно, такой аппарат может быть использован и для связи. Нам казалось, что с помощью несложного навесного крыльевого устройства можно придать совершенно новые качества практически любому серийно выпускаемому нашей промышленностью судну - будь то мотолодка или катер.

Для начала мы избрали в качестве основы корпус мотолодки из стеклопластика, с обводами «тримаран», известный под названием «Кристалл» (эта лодка была выпущена небольшой серией предприятиями ОСВОДа). На ней установили легкосьемные плоскости стреловидной (в плане) формы, имеющие большое отрицательное V и погруженную в воду заднюю кромку (общий вид показан на рисунке 1, схема в трех проекциях - на рисунке 2). При этом сама лодка не подвергалась сколько-нибудь серьезным переделкам, если не считать усиления транца и вклейки бобышек для крепления моторамы.

В процессе испытаний мы предполагали опробовать два варианта движителей - сначала водяной, а затем воздушный винт, с приводом в обоих случаях от сиговой головки подвесного лодочного мотора «Вихрь-25». В первом случае управление осуществляется поворотом всего мотора, во втором - с помощью воздушного руля площадью 1,2 м2, расположенного непосредственно за винтом.

Как уже говорилось выше, на больших скоростях многие моторные суда имеют тенденцию отрываться от воды и переходить в режим полета на очень малой высоте, определяемой, как правило, глубиной погружения водяного винта (в случае установки воздушного винта эта высота может быть значительно больше). Очень часто суда с водяными винтами, выскочив из воды, продолжают движение, совершенно не касаясь воды, как говорят специалисты, - «на одном винте».

Но такое движение практически является неуправляемым и даже опасным. Разработанная нами крыльевая система, благодаря ее особой форме, делает полет около поверхности воды более стабильным и, что самое главное, саморегулирующимся: при возникновении крена на опускающемся вниз крыле быстро растет подъемная сила, и прямолинейный полет сам собою восстанавливается. Вследствие такой саморегуляции отпадает надобность в установке элеронов самолетного типа, и управление таким судном не требует длительной тренировки водителя.

Сам попет (в случае установки обычного подвесного лодочного мотора) происходит следующим образом: в статическом положении, при нормальной осадке лодки, задняя кромка обеих плоскостей погружается в воду на глубину 80-100 мм; при трогании с места и на скоростях порядка 20-30 км/ч эти погруженные участки крыльев создают дополнительную подъемную гидродинамическую сипу, способствуя «всплыванию» лодки; одновременно на непогруженной части крыльев возникает аэродинамическая подъемная сила, и при достижении лодкой воздушной скорости порядка 50-55 км/ч происходит отрыв крыльевой системы от поверхности воды. Узкая щель, образующаяся при этом между задними кромками крыльев и водой, способствует протеканию встречного потока вдоль корпуса лодки, увеличивая тем самым подъемную силу и как бы «выглаживая» волны и брызговые струи. Лодка взлетает и продолжает движение на высоте 0,3-0,5 м, используя эффект динамической воздушной подушки.

Из сказанного понятно, что наивыгоднейшим для быстрого взлета является движение против ветра - в этом случае его скорость суммируется со скоростью лодки, и необходимая воздушная скорость достигается быстрее. В случае установки подвесного мотора высота полета регулируется автоматически; по мере выхода гребного винта из воды она может снижаться, поскольку тяга винта падает. Эта взаимозависимость облегчает управление аппаратом и позволяет надеяться на широкое распространение в недалеком будущем «летающих лодок» именно с подвесными моторами.

Винтомоторная установка с воздушным винтом значительно расширяет рамки применения «летающих лодок», поскольку они становятся независимыми от воды и способны продолжать попет практически над любой подстилающей поверхностью, будь то песок, заболоченные луга, молевые участки водоемов или лед. При этом высота полета может увеличиться (с описываемым крыльевым устройством) до 1-1,5. м.

Разработанная и построенная нами винтомоторная установка состоит из си-повой головки подвесного лодочного мотора «Вихрь-25» с цепной передачей на воздушный винт. Редукция 1:3, что позволяет максимально использовать КПД винта. Поскольку двигатель «Вихря» имеет водяное охлаждение, его пришлось оборудовать водорадиатором и расширительным бачком емкостью 2 л. В качестве водорадиатора можно использовать маслорадиатор от автомобиля «Москвич-412» или один из имеющихся в ассортименте автомобильных водяных обогревателей, установив его так, чтобы он обдувался потоком воздуха от винта.

Провиденные испытания на воде показали, что в целом навесная крыльевая система себя оправдала. Но это не значит, что ее следует копировать: об этом рано говорить, поскольку сам принцип полета на малой высоте еще не нашел широкого применения и техника его недостаточно изучена. Наша работа пока дает только отправные данные для дальнейших экспериментов.

Ленинградские водно-моторные туристы давно познакомились с мотолодкой «МЛ», спроектированной конструктором судоверфи ВЦСПС М. Л. Порцелем под мотор «Москва». Эта лодка послужила прототипом при разработке проекта, предлагаемого вниманию читателей. Конструкция корпуса оставлена практически без изменения, но обводы и архитектура лодки существенно переработаны.

Предназначается для прогулок и непродолжительных (один-два дня) походов по большим рекам и плесам, где велика вероятность встречи с развитым волнением. С подвесным мотором мощностью 20-30 л. с. лодку можно использовать в качестве буксировщика воднолыжника для отработки элементов фигурного катания.

Боковой профиль лодки построен в соответствии с так называемой «формой трохоиды» - формой волнового профиля, придающей силуэту судна приятную мягкую динамичность, подчеркивающую его скоростные и мореходные качества. Сильно наклоненные плоские поверхности ветрового стекла постепенно, по вогнутой кривой, уменьшаются по высоте к корме, переходя в жесткий высокий комингс кокпита.

Планировка судна, элементы оборудования ничем не отличаются от неоднократно описанных в сборнике проектов и останавливаться подробно на них нет нужды. Заметим лишь, что сиденья на лодке жесткие, складывающиеся и могут быть убраны в нос под палубу; кокпит при этом полностью свободен и здесь можно разложить надувные матрацы или спальные мешки.

Штурвал предлагается расположить на палубе за ветровым стеклом по левому борту таким образом, чтобы ось штурвала была вертикальной. Такое расположение облегчает доступ в носовое подпалубиое пространство, упрощает конструкцию корпуса.

На мой взгляд, в условиях незначительного волнения наибольшей эффективности использования мотолодки можно добиться установкой подводных крыльев . Скорость практически любой глиссирующей лодки увеличивается при этом в 1,2 - 1,3 раза или соответственно увеличивается ее грузоподъемность без существенного падения скорости. В частности, известен случай выхода на крылья судна весом в 800 кг под 20-сильным «Вихрем».


увеличить, 1200х1087, 143 Кб

Таблица плазовых ординат

№
шп. 		Полушироты Высоты от ОЛ
КВЛ 1 ВЛ 2 ВЛ 3 ВЛ борт скула батоксы киль скула борт палуба
в ДП
I II
1 - - 195 357 350 100 557 - 330 415 710 745
2 145 385 490 565 645 395 222 470 135 315 700 780
3 405 585 645 697 730 555 90 210 10 240 690 795
4 542 660 705 745 760 625 65 135 0 195 680 800
5 600 685 720 760 770 645 52 120 0 175 670 800
6 615 670 705 730 740 635 51 120 0 162 660 795
7 600 650 685 710 715 614 50 120 0 155 652 760
8(усл.) 580 625 - 685 690 590 49 120 0 150 645 735

моторной лодки на подводных крыльях


увеличить, 1500х1082, 156 Кб
1 - форштевень, сосна, ламин., 50X60; 2 - топтимберс, 20X50; 3 - бимс, 20X50; 4 - стрингер палубный, 15X30; 5 - кница бимсовая, авиафанера, 4X80X80; 6 - заполнитель, δ = 20; 7 - кница скуловая, авиафанера, 4X80X80; 8 - флортимберс, 20X50; 9 - кница флора, авиафанера, δ = 4; 10, 12, 13 - стойка, накладка, нерж. сталь, 2X30; 11 - ветровое стекло, орг. стекло, δ = 5 - 8; 14 - привальный брус, 20X30; 15 - бортовой стрингер, 15X30; 16 - опора пайолов, 20X20; 17 - флор, авиафанера δ = 4; 18 - киль; 30X50; 19 - карленгс, 20X30; 20 - рамка стекла, нерж. сталь, δ = 2; 21 - полубимс, δ = 20; 22 - бархоут, сосна 20X25 или ясень 15X20; 23 - накладка, ясень, 10X150; 24 - зашивка, авиафанера, слоистый пластик, δ = 2,5 - 3; 25 - подушка, сосна; 26 - скуловой отбойный брус, 30X30; 27 - скуловой брус, 30X40; 28 - продольный редан, дуб, 30X60; 29 - днищевой стрингер, 15X30; 30 - стекло-ограждение, орг. стекло, δ = 5 - 8; 31 - брештук, сосна, дуб, δ = 20; 32 - обшивка транца, авиафанера, δ = 6 - 8; 33 - заполнитель транца, δ = 20; 34 - обшивка транца внутренняя, авиафанера, δ = 4 - 6; 35 - кница, дуб, ламинир., δ = 20; 36 - стойка, дуб, 25X100; 37 - обшивка переборки, авиафанера, δ = 6 - 8; 38 - бимс, сосна, ясень, δ = 20; 39 - опора зашивки, 20X15; 40 - мидельвейс, 15X50; 41 - подушки, δ = 20; 42 - подушка под стекло, 20X30; 43 - обшивка борта, авиафанера, δ = 4 - 5; 44 - обшивка днища и палубы, авиафанера, δ = 5 - 6.



увеличить, 1500х1075, 158 Кб
Обозначения - см. на продольном конструктивном разрезе.

Крыльевое устройство «Афалины» состоит из носового V-образного крыла, пересекающего поверхность воды, и кормового плоского малонагруженного крыла. Носовое крыло крепится к корпусу с помощью изогнутых болтов, под которые подкладывают шайбы такой высоты, чтобы головка-ручка была направлена вниз. Если крыло сделано из легкого сплава, толщину профиля следует увеличить до 0,1 ширины крыла. В любом случае полезно поставить кронштейн, опирающийся на киль, под который по месту подбирают необходимой высоты подкладки. Кормовое крыло крепится к параллелограмму, на котором навешивается мотор. Конструкция позволяет по мере необходимости поднимать и опускать мотор и крыло. Пружины подбираются такими, чтобы уравновесить вес мотора с крылом, и тогда в опущенном состоянии система удерживается только упором винта.


увеличить, 1500х579, 62,5 Кб
1 - крыло, заготовка 15X220; 2 - боковая стойка, 10X80; 3 - средняя стойка; 10X100;
4 - подкладки деревянные.


увеличить, 1500х1573, 197 Кб
1 - крыло, 10X130; 2 - стойка 10X100; 3 - подмоторная доска; 4 - винт М4Х60; 8 шт.; 5 - рычаг кронштейна (угольник со срезанной полкой); 6 - пружина; 7 - болт М10Х20; 8 - пластина δ = 3;
9 - втулка Ø 40X5; 10 - трубка Ø 20X5, L = 30; 11 - упор, сварить из прутка Ø 10 мм;
12 - болт М10Х30; 13 - шайба 10; 14 - шайба 14; 15 - гайка М10; 16 - серьга пружины, δ = 2;
17 - втулка Ø 14X1,5, L = 13,5, латунь.

Здесь приводится только наиболее простой вариант крепления крыльев к корпусу. Более удачная, но и более сложная система описана А. С. Чугуновым в сборнике № 26 (1970 г.). Углы установки крыльев подбираются последовательным приближением, но для первого выхода носовое крыло надо установить с углом атаки к горизонту минус 1-2°, кормовое +1°.

Топливные баки (мы рекомендуем использовать штатные бачки к моторам «Нептун») устанавливаются за кормовой водонепроницаемой переборкой, тогда в случае случайного выплескивания смеси в кокпит не попадает бензин и масло. Следует иметь в виду, что лодка быстрее выйдет на глиссирование с более носовой центровкой, а после преодоления горба сопротивления груз может быть смещен к корме - на скорости это отразится мало.

Несколько слов необходимо сказать об обводах и гребных винтах. «Афалина» - типичное судно с «глубоким V», но для улучшения прочностных и гидродинамических качеств корпуса днищевым ветвям шпангоутов придана значительная выпуклость. На небольших скоростях лодка ведет себя как обычный килеватый катер: удары по сильно килеватому днищу у скул не велики, зато на полном ходу с небольшой нагрузкой лодка идет на почти плоском сильно вытянутом участке днища с оптимальными углами атаки и мало чувствительна к изменению центровки.

В первом приближении можно подобрать винт, пользуясь рекомендациями приведенной таблицы (мотор «Вихрь-М»):

В заключение отметим, что форштевень надо склеить из реек толщиной 6-8 мм, а после обработки состыковать с килем на длине не менее 300 мм. Крепеж из цветных металлов можно заменить обычным стальным, но в отверстия под шурупы и болты следует налить масляной краски. Клей ВИАМ-Б3 можно заменить эпоксидными клеями или клеем К-17, иногда называемым «синтетическим столярным», для которого в качестве отвердителя используется щавелевая кислота.

Клей ВИАМ-Б3 можно использовать и для покрытия голого корпуса, но тогда в него добавляют 10-15% спирта и 3-4% ацетона. Этот состав хорошо проникает между волокнами древесины и надежно ее консервирует. При полимеризации пленка клея натягивается и поверхность получается ровной и блестящей. Со временем покрытие приобретает темно-вишневый цвет.

В. М. Алексеев, «Катера и яхты», 1973 г.

Подводные крылья (ПК) на небольших катерах и мотолодках - весьма эффективное средство для повышения скорости лодки , мореходных качеств судна , а также экономии топлива. На малых скоростях сопротивление обычного глиссирующего корпуса несколько ниже, чем корпуса с крыльями из-за дополнительного сопротивления самой крыльевой системы. Однако при выходе на крылья корпус судна отрывается от воды, благодаря чему резко снижается сопротивление движению и уменьшаются ударные нагрузки при ходе на волнении (при условии, что высота волны незначительно превышает высоту подъема корпуса над водой) (рис. 1 ).

Рис. 1. Сопротивление R глиссера и судна на подводных крыльях одинакового водоизмещения (V - скорость хода).
1 - глиссер; 2 - СПК.

В крыльевом режиме мощность двигателя затрачивается лишь на преодоление сопротивления самих ПК и погруженной части подвесного мотора, а также на брызгообразование от стоек крыла.

Однако у моторного судна с подводными крыльями (СПК) имеются не только преимущества, но и ряд специфических недостатков, которые иногда заставляют сомневаться в целесообразности установки крыльев. В связи с этим, перед тем как принимать то или иное решение необходимо досконально взвесить все "за" и "против" такой установки.

Анализируя недостатки, прежде всего, следует отметить, что большинство из них объясняется только неудачным конструктивным решением крыльевого устройства. Известно, что главным препятствием здесь является сложность изготовления самих крыльев, поскольку они должны быть изготовлены с большой точностью со строго постоянным профилем и зеркально отполированы.

Лучшим материалом для изготовления крыльев является листовая нержавеющая сталь, цена на которую в настоящее время стала непомерно высокой. Кроме того, обработка этого материала - весьма трудоемкое дело. Неплохие результаты можно получить, используя латунь. Легкие же сплавы (за исключением некоторых сортов дюраля) и пластики недостаточно прочны, быстро изнашиваются, а их применение вынуждает усложнять конструкцию. Эти материалы можно с успехом применять дли изготовления несущих деталей крыльевого устройства. Существуют также способы изготовления достаточно прочных крыльев с использованием сочетания металла с пластиком.

Серьезным недостатком лодки на ПК является значительная осадка. На такой лодке сложно подойти к необорудованному берегу или пройти по мелководью. Однако это неудобство в значительной степени устраняется при установке откидных крыльев. Принципиально устанавливать крылья можно на все суда с глиссирующими обводами.

Целесообразность установки ПК определяется не только технической стороной вопроса, но и особенностями водоемов, по которым предполагается плавать. Например, для плавания по морю или большому озеру, где даже небольшой ветерок вызывает интенсивное волнение, мотолодка с крыльями не пригодна. С другой стороны, плавание на такой лодке по малым озерам и речкам, не связанным с другими, более или менее крупными акваториями, становится просто нерентабельным.

Наиболее пригодны для этой цели большие спокойные реки, небольшие озера, объединенные в системы, узкие длинные водохранилища, судоходные каналы.

Увы, речь пока не идет о суперкарах под маркой «Лада» с открытым верхом или об отечественных гражданских самолетах, которые вдруг (как нам всем хотелось бы) оседлали международные курортные маршруты, но вот лодки на подводных крыльях, произведенные в Ярославле, действительно завоевали популярность среди посетителей райских местечек под тропическим солнцем и распространились по всей планете.

Корабль пришельцев

Первым впечатлением от посещения яхт-клуба «Адмирал» был чей-то джип, стоящий посреди обширной лужи. Несколько секунд я соображал, зачем водитель припарковался столь оригинальным образом, пока не заметил, что часть территории вокруг тоже подтоплена. Вероятно, утром джип ставили на еще сухое место. Приливы и отливы? В Ярославле? «Шлюз открыли в Рыбинске», — объясняет кто-то из местных. Таковы реалии жизни у большой воды.

Мостки, ведущие к причалам клуба, тоже оказались затоплены. Поверх них накидали деревянных поддонов от палет, но нестабильность этой конструкции сулила купание в прибрежной воде, что стало бы прелюдией к знакомству с хитом экваториальных морей. К счастью, все обошлось, и вскоре мне удалось вступить на палубу судна модели Looker 440S.

Создание специальной линзы из высокопрочного оргстекла для созерцания коралловых джунглей стало первым серьезным инженерным вызовом, который приняла компания Paritetboat. Теперь ее прогулочные лодки с прозрачным днищем работают по всей экваториальной зоне.

Стоящее у причала судно казалось пришельцем из мира пальм, кораллов и бунгало, занесенным в Центральную Россию трансконтинентальным торнадо. К белизне его корпуса с аэродинамическими обводами хотелось подобрать какой-то более сочный эпитет, чем «ослепительная». Панорамное стекло кокпита явно отсылало к технике из фантастических блокбастеров. Абсолютно аэрокосмический вид был и у приборных панелей со штурвалами.

«Да, «космический» дизайн, пожалуй, главное, что с ходу отличает наши лодки от других подобных, — говорит директор компании Paritetboat Владислав Рацик, — и это то, за что нас любят в разных концах мира».

Взгляд в глубину

Главным по дизайну в компании является Александр Лукьянов, он же на пару с братом владеет Paritetboat. В конце 1990-х братья побывали на Мальдивах и заболели идеей построить скоростную прогулочную лодку с окном в днище, чтобы туристы могли смотреть сквозь стекло на разноцветье коралловой живности. И хотя нечто подобное уже существовало, Алексей и Александр поставили перед собой амбициозную задачу: пусть это окно будет по‑настоящему большим — в виде эллиптической линзы длиной 3 м и шириной 2 м. Прозрачная вставка в днище скоростного судна — настоящий вызов для конструктора-судостроителя. Окно должно выдерживать те же нагрузки, что и материал корпуса, идеально сопрягаться с ним, чтобы не допустить течи, не царапаться, не трескаться и не мутнеть. Обычное стекло тут не подходит, акрил тоже слабоват. Модифицированный полиметилметакрилат, из которого изготавливают фонари кабин сверхзвуковых самолетов, — вот выход! «Но лить изделия из этого материала сложнее, — рассказывает Александр Лукьянов. — Серьезной проблемой оказалось неравномерное остывание массы, из-за этого в стекле появляются внутренние напряжения, приводящие к оптическим дефектам. Пришлось всерьез поработать над технологией остужения массы, чтобы получить нужные параметры линзы».


Вот так в постоянной разработке и совершенствовании ярославские судостроители уже почти два десятка лет развивают свой модельный ряд. Например, оригинальную конструкцию имеет подводное крыло, созданное в сотрудничестве с известным водномоторником из Санкт-Петербурга Виктором Всеволодовичем Вейнбергом. Крыло «двухэтажное»: верхняя плоскость — стартовая, которая выталкивает лодку на глиссирование. Нижняя — ходовая, она начинает работать в одиночку на скоростях свыше 40 км/ч. Испытания гидродинамических параметров крыла и корпуса проводятся на буксируемых моделях прямо на волжской воде. Долгое время модельный ряд Paritetboat составляли либо небольшие транспортные суда для перевозки пассажиров, либо прогулочные для туристов. Фирменная фишка в виде линзы в днище нашла отражение даже в названии модели — Looker. Look — по‑английски «смотреть», что намекает на возможность рассматривать коралловые рифы, не покидая борта. Похоже на look звучит первый слог фамилии совладельцев компании — братьев Лукьяновых. Ну и наконец, looker — это слово из разговорного английского, имеющее значение «красавчик», а чаще — «красавица». Вот только на лодке Looker 440S нет никакого прозрачного днища. Эта новая модель адресована не туристам, а частным хозяевам. Иными словами, я нахожусь на борту яхты для состоятельных владельцев.


На схеме показана трехчастная структура яхты: впереди закрытый салон, в середине комфортабельный кокпит и позади кормовая площадка, на которой удобно расположиться в шезлонгах и с которой по специальному трапу можно спускаться в воду для купания. Из судна водоизмещением 10 т конструкторы выжали буквально 110%.

Десять тонн комфорта

Александр и Владислав часто называют свои суда лодками, однако надо понимать, что по размеру обычным моторным лодкам с «лукерами» не тягаться. Длина яхты 13,4 м (44 фута), ширина — 4 м. Судно отличает полуторная компоновка: на носу — салон, в центре — кокпит (он самый высокий), это открытое помещение, от солнца и дождя его защищает тент. Здесь можно удобно расположиться на мягких диванах. Еще чуть ниже уровнем — просторная кормовая палуба, комплектуемая четырьмя шезлонгами.

Кроме основных помещений в корпусе яхты нашлось место двум каютам с широкими кроватями, а также просторной кладовке с дополнительным гальюном (вход в кладовку на фото). В дополнительные лежачие места нажатием кнопки превращаются диваны со столиками.

Все это формирует единое пространство, по которому легко перемещаться. В недрах корпуса нашлось место двум каютам и просторной кладовке, а также двум туалетам с умывальником и душем, хотя, конечно, никаких туалетов в море не бывает, а есть гальюны. Расположенный в помещении кокпита камбуз оборудован газовой плитой, холодильником и шкафами для посуды и кухонной утвари. Пространство судна водоизмещением всего 10 т использовано по максимуму: тесниться тут не приходится.

А это — уникальный по своей компактности камбуз, обустроенный внутри крытого салона.

Яхта покидает причал в устье реки Которосль и неспешно движется по направлению к Волге — пока ни скоростью, ни положением в воде она не отличается от схожих по размеру судов. За штурвалом сам Александр Лукьянов — он сидит на возвышении под открытым небом и своим видом напоминает то ли командира танка на параде, то ли возницу роскошной кареты. Вероятно, оценивая ситуацию с верхней точки, рулевому удобнее маневрировать при выходе из гавани или причаливании, но буквально одним нажатием кнопки управление может быть передано на любой из двух других постов. Они спарены и расположены в закрытом салоне — точь-в-точь как рабочие места командира и второго пилота в самолете.

Полет над Волгой

Выходим на Волгу. Два 400-сильных дизеля Volvo Penta резко прибавляют обороты, и с динамикой гидроцикла яхта начинает разгон. Еще несколько секунд, и крылья выталкивают нос судна вверх. «В глиссирующем режиме нос яхты буквально летит над водой на высоте 1,5 м, а не бьется о волны, — объясняет Александр Лукьянов. — Обычно в яхтах носовая часть необитаема: там очень сильно трясет. А мы, наоборот, смогли оборудовать здесь салон и пост управления, как в самой тихой и спокойной зоне судна».


Вид из салона захватывающий. Благодаря поставленному под острым углом огромному лобовому стеклу из пилотских кресел отлично видно реку, изумрудные берега, сверкающий золотыми маковками Успенский кафедральный собор и очень много синего неба в красивых облаках — в тот день нам на редкость повезло с погодой. Пытаюсь управлять яхтой. Сдвигаю вперед спаренные ручки управления газом. Небольшой резкий разгон, и Looker 440S послушно переходит к глиссированию и выдает 45 узлов (около 90 км/ч). Удивительный эффект — при движении на такой скорости Волга (а точнее, Горьковское водохранилище) вдруг почему-то кажется не такой уж широкой и величественной: скорость убивает расстояния. Штурвал, внешне неотличимый от автомобильного руля, конечно, не настолько отзывчив и информативен, как на сухопутном транспорте: судовождение все же имеет свою специфику. С другой стороны, никакого особого норова яхта не демонстрировала, капризно свернуть с траектории не пыталась, и мы лихо пролетали между опорами мостов.

Прокатиться по Волге прекрасно, но что там с морями-океанами, где, случается, штормит? «Мы гоняли эту платформу в качестве коммерческой экскурсионной лодки с прозрачным дном лет десять и провели огромную работу по улучшению ее мореходных качеств, — говорит Александр Лукьянов. — Начиная с волны высотой 0,7−0,8 м суда такого типа теряют быстрый ход и садятся на брюхо. Наше детище подобных волн просто не замечает и благодаря своей крыльевой системе может идти, не сбавляя скорости. Для волн 1,5 м у яхты есть переходный режим: нос лодки задран, вся корма в воде, и практически без перегрузок судно уверенно идет вперед на скорости до 16 узлов. Обычные же лодки в этой ситуации могут делать не более 8−9 узлов. Отовсюду, где эксплуатируются наши суда, мы получаем очень хорошие отзывы об их надежности, долговечности и мореходных качествах».


Обычно купальные трапы делают несъемными, складными и совсем маленькими. Конструкторы из Ярославля пошли другим путем и решили, что трап нужен съемный и широкий: роскошь так роскошь. Но чтобы деталь такого размера один человек мог легко снимать и ставить на место, ее пришлось сделать из… титана.

Идеи и «железо»

После скоростной прогулки по Волге-матушке осталась одна тема, которую я хотел обсудить с ярославскими судостроителями из Paritetboat: можно ли считать Looker 440S и другие суда из модельного ряда полноценными российскими изделиями? Шведские дизели, новозеландские водометы, американская система автоматической стабилизации… «Зато идеи наши, — говорит Александр Лукьянов. — Компоновка лодки, конструкция крыла, оригинальный дизайн, который продает нас по всему миру. Но и материальная часть отнюдь не вся импортная. Мы делаем корпуса и крылья на нашей верфи в Ярославле из алюминиевого сплава, поставляемого из Самары. Еще недавно мы красили лодки голландской яхтенной краской. А потом выяснилось, что лакокрасочная компания в Ярославле имеет собственную разработку — краску для самолетов. И нам она отлично подошла — сами смотрите, даже лучше голландской! Система автоматической стабилизации с помощью управляемых компьютером подвижных транцевых плит присутствует на яхте, но по факту она уже не нужна. Мы решили проблему с помощью неподвижных стабилизаторов собственной разработки, и это намного надежнее. Недавно завод в Ярославле освоил производство высокооборотистых дизельных моторов, так что вскоре мы надеемся немного огорчить шведских двигателистов. А заодно и новозеландцев: присматриваемся к водометам, которые делают в Красноярске. По сравнению с теми временами, когда мы отправили на Мальдивы первую лодку, технологический уровень нашей промышленности заметно вырос, и мы надеемся, что при сохранении качества продукции российских комплектующих в наших лодках будет все больше и больше. Это не только патриотично, но и просто выгодно».