В этой статье мы рассмотрим режимы плаванья, виды судов и их скорость в разных режимах. В данной статье мы хотим наиболее простым языком описать механику движения судов, в частности, катамаранов и определение их максимальной скорости.
Стабильная скорость судна характеризуется равновесием воздействующих на него сил. Энергия мотора расходуется на создание поперечной волны, преодоление силы трения о поверхность воды и встречного ветра.
В состоянии покоя все суда в воде находятся в водоизмещающем режиме. Это означает, что они поддерживаются на поверхности воды только за счёт силы выталкивания. Скорость ограничена обводами судна. При движении на судно начинает воздействовать динамическая сила набегающего потока воды. С увеличением скорости сила потока увеличивается.
Поток отражается от баллонов катамаранов или дна лодки. Если отразить поток в одном направлении вниз, то он позволяет вытолкнуть судно над водой (глиссирование). От круглых баллонов поток не отражается, а обтекает их, поэтому катамараны с круглыми баллонами не могут глиссировать. Для глиссирования нужно сделать нижнюю часть баллона плоской, чтобы поток отражался вниз. Во время глиссирования скорость, в основном, ограничена характеристиками мотора и ветром, а не обводами судна.
93.Как выйти на ГЛИССИРОВАНИЕ на лодке ПВХ, даже с МАЛОМОЩНЫМ мотором (Это видео для НАЧИНАЮЩИХ!)
Водоизмещающий режим
Это наиболее экономичный режим движения судна. В нем ходят все большие морские и речные суда. Скорость зависит от обводов судна и длины ватерлинии. Судно поддерживается на плаву исключительно за счёт силы выталкивания.
Движение катамарана в водоизмещающем режиме
При увеличении скорости с 10 до 17 км/ч корма будет сползать в яму
- Оптимальная скорость составляет 8-10 км/ч. В этом режиме расходуется наименьшее количество топлива на расстояние. Это скорость любого максимально загруженного катамарана Мастеркат с двигателем 5 л.с. Судно идет без дифферента, волнообразование небольшое.
- Для не глиссирующих катамаранов с двигателями 5-10 л.с. с небольшой загрузкой (20-30% от грузоподъемности) Скорость составляет 17-22 км/ч – она не является оптимальной с точки зрения расхода топлива (это уже переходный режим), но является компромиссом между скоростью и экономичностью. Судно имеет небольшой дифферент на корму.
- При увеличении мощности до 20-25 л.с. скорость не превысит 28 км/ч. При скорости более 20 км/ч дифферент на корму и волнообразование сильно увеличиваются. Энергия мотора расходуется на «заталкивание» судна на носовую поперечную волну. Для преодоления этого эффекта мы разработали специальные глиссирующие катамараны, на которых баллоны оснащены скегами и скорость достигает 40 км/ч.
Переходный режим
С ростом скорости судна длина и амплитуда носовой поперечной волны продолжает увеличиваться. Появляется дифферент на корму. Энергия мотора расходуется на заталкивание судна на передний гребень волны.
Переходный режим – режим движения в котором создается большая поперечная волна, присутствует дифферент на корму называется переходным, а силы набегающего потока воды не хватает, чтобы вытолкнуть судно из воды. При этом не все суда могут выйти из переходного режима, зависит от обводов судна.
Становится понятно, что преодоление носовой поперечной волны требует больших затрат энергии мотора, поэтому переходный режим является наименее оптимальным с точки зрения расхода топлива. Расход растет, а скорость увеличивается незначительно.
Чем мощнее мотор, тем глубже будет опускаться корма и выше нос. Энергия будет расходоваться на не на ускорение, а на волнообразование.
Глиссирование
Чтобы выйти из переходного режима нужно, чтобы набегающий поток вытолкнул судно вверх. При этом осадка судна снижается, и оно перестаёт создавать поперечную волну и тратить энергию на её преодоление. В этом глиссирующем режиме судно поддерживается на плаву в основном за счёт силы потока, а скорость ограничена только силой трения и силой ветра, а также шагом винта и оборотами мотора.
Обычные круглые баллоны неглиссирующего катамарана
Баллоны со скегами на моделях К53S и К47S
В круглых баллонах обычных катамаранов набегающий поток не выталкивает катамаран вверх, он просто обтекает баллоны. Для того, чтобы вытолкнуть судно необходимо отразить поток воды в одном направлении вниз, для этого нужна плоская опора. Чтобы сделать баллон плоским, мы наклеиваем дополнительные маленькие баллоны снизу основного. Эти баллоны называются скегами.
Поток обтекает круглые баллоны
Баллоны со скегами отражают поток
Скеги создают глиссирующую подушку, которая позволяет вытолкнуть катамаран из воды. Мы разработали две серийные модели со скегами.
- Глиссирующий катамаран и тримаран К47S – судно с палубой 325х200 см. Минимальный мотор 10 л.с., рекомендуем от 15 л.с. и выше.
- Глиссирующий катамаран и тримаран К53S– судно с палубой 400х200 см. Минимальный мотор 15 л.с., рекомендуем от 20 л.с.
Выход в режим глиссирование (скорость при которой не образуется поперечная волна и пропадает дифферент на корму) происходит на 25 км/ч. Соотношение мощности мотора к выталкиваемому весу составляет 1 л.с. на 25 кг веса. Это означает, что мотор мощностью 10 л.с. Способен вывести в режим глиссирования 250 кг веса.
Если вычесть вес глиссирующего катамарана К47S и мотор и бак, то остаётся 100кг полезной нагрузки. На практике скорость с одним пассажиром на К47S с мотором 9.9 л.с. составила 28 км/ч.
Прототип глиссирующего катамарана К47S с укороченной палубойГлиссер К47S
При этом катамараны глиссирующие катамараны Мастеркат со скегами имеют почти такие же характеристики в водоизмещающем режиме, как и другие катамараны. В режиме глиссирования они имеют очень высокую остойчивость и стабильность.
Сравнение скорости катамаранов
При выборе глиссирующего катамарана необходимо учитывать мощность мотора, т.к. слабый мотор не сможет вытолкнуть катамаран. Для катамарана К47S мы рекомендуем от 10-25 л.с. При 10 л.с. Катамаран сможет глиссировать с одним человеком и небольшим количеством снаряжения. Для катамарана К53s оптимальным будет мотор от 20 л.с.
Глиссирующий катамаран значительно расширяет географию путешествий и рыбалки.
Подтверждение теории
На фото ниже как раз виден небольшой прогиб в центре катамарана из-за того, что он опирается на 2 гребня. На другом фото видно как притапливается корма и задирается нос. Однако, корма находится еще не в самой нижней точке, поэтому волнообразование не сильное.
Источник: masterkat.ru
Надувная лодка в режиме глиссирования
Глиссер (фр. glisseur, от glisser — скользить) — лёгкое быстроходное судно. Глиссирование — это движение по воде, при котором предмет удерживается на поверхности за счет скоростного напора воды, то есть скользит по водной глади. При выходе на глиссирование происходит резкое уменьшение сопротивления движению за счет меньшей площади корпуса, находящегося в воде.
Скорость резко возрастает. Доска виндсерфинга полностью выходит из воды, перестает раздвигать ее корпусом и начинает скользить, стремительно ускоряясь. Это хороший пример перехода в режим глиссады. Камень, запущенный и прыгающий по поверхности воды, также глиссирует.
Итак, глиссирование надувных лодок — это движение плавательного средства с определенной скоростью, при котором его корпус погружен в воду кормовой частью примерно на одну треть. Чтобы лодка вышла на глиссер, должен соблюдаться ряд факторов, об этом и пойдет речь в данной статье.
Варианты движения надувных лодок
Есть три режима движения лодки — водоизмещающий, переходный (пограничный) и глиссирующий:
Движение со скоростью до 15 км/час — при замедлении лодки, при разгоне либо движение на веслах. Площадь смачиваемой поверхности корпуса — максимальна. В данном режиме движения плавсредство создает высокую волну. Режим типичен для лодок с двигателем малой мощности.
Лодка перемещается с сильно поднятым носом. Этот режим движения наблюдается на скоростях 16-18 км/час.
Скорость плавсредства — от 20 км/час. Поверхность касания воды — минимальна (примерно ⅓ корпуса в воде). Лодка занимает более горизонтальное положение по сравнению с переходным режимом движения. Глиссада — наиболее экономичный режим движения лодки. Для этого режима движения характерно уменьшение мощности при сохранении максимальной скорости движения.
Это объясняется тем, что сила, необходимая для перехода в режим глиссады, значительно превышает силу, требующуюся для его сохранения. При равном расходе топлива на глиссаде можно пройти гораздо большее расстояние.
Что такое выйти на глиссер
Известно два способа передвижения по воде: благодаря Архимедовой силе (или силе выталкивания) и благодаря гидродинамике. Архимедова сила — это закон, описывающий выталкивающее действие на любое тело, погруженное в жидкую или газообразную среду. Когда любое плавсредство (каноэ, лодка, или огромное судно) выходит на воду, оно вытесняет определенное количество жидкости. И когда это плавсредство начинает двигаться, оно должно преодолевать сопротивление своеобразного водяного кармана. Но как только лодка сможет разогнаться и выйти на глиссер, это сопротивление падает практически до нуля.
Выход на глиссер лодки пвх с подвесным мотором возможен при достижении определенной скорости. Для определения максимально возможной скорости глиссирования для конкретного плавсредства обычно применяется формула Фруда.
Fr= V/√(gL),
V — скорость движения судна;
g — ускорение свободного падения;
L — длина корпуса судна.
Как правило, для водоизмещающих судов значение Фруда варьируется в диапазоне 0,2 – 0,3, а для лодок, имеющих возможность глиссирования, оно превышает единицу.
Но опять же, здесь все очень условно. И эта формула, в любом случае, хорошо работает для твердокорпусных плавсредств. А вот что касается маломерных надувных лодок, то здесь все гораздо проще. Практически любая надувная лодка с подвесным мотором от 3 л.с. и выше при благоприятных условиях способна выйти на глиссер. И, как правило, это происходит на уровне 18 — 21 км/час.
Виды глиссирующих лодок
Выйти на глиссер на ПВХ лодке тяжело, невозможно или опасно на старых лодках, на мелководье, на маломощном моторе. Движение в режиме глиссады оказывает значительную нагрузку на днище лодки, а случайные предметы в воде на скорости могут повредить корпус.
Глиссирование достигается на относительно легких на килевых лодках, имеющих достаточно прочное днище и мощный двигатель. Лучше выйти для этого на открытую воду. Корпус лодки должен быть максимально обтекаемым, а центр тяжести лучше сместить ближе к носу. Конечно, конструкция лодки ПВХ должна быть прочной и иметь минимум выступающих деталей, которые могут снизить аэро и гидродинамику.
Лодка ПВХ не выходит на глиссер: причины
Если лодка ПВХ не может выйти на глиссаду, причин может быть несколько.
Как уже упоминалось выше, это прежде всего низкая скорость, которая зависит от ряда факторов:
- недостаточная мощность двигателя;
- недостаточное соотношение мощности двигателя к снаряженной массе лодки (на 25 кг массы должна приходиться 1 л.с.);
- неправильный угол установки двигателя на транце (должно быть 5-15 градусов);
- неправильное распределение массы груза/пассажиров внутри лодки (центр тяжести следует сместить вперед);
- не оптимальная форма корпуса лодки.
Какими же характеристиками должна обладать надувная ПВХ лодка для идеального глиссирования? Существует ли универсальный рецепт глиссады? Можно ли купить лодку, способную двигаться в режиме глиссады без каких-либо переделок, особенных ухищрений или дополнительных усилий?
Конечно, такие лодки давно производятся украинской судостроительной компанией “Колибри” — несколько различных серий моделей надувных килевых ПВХ лодок, предназначенных для использования с моторами от 5 до 35 л.с.
Например, серии Лайт, Профи, SL или XL отлично подойдут для глиссирования. Они обладают обтекаемым корпусом, имеющим оптимальное соотношение размера, грузоподъемности и мощности мотора. Особо хотим выделить модель KM-360DSL.
Это наша самая любимая модель лодки. Она габаритная и достаточно вместительная, вместе с тем, гармоничная и грациозная. Глиссируя, КМ-360DSL практически не дает брызг и оставляет за собой чистый кильватер.
Обратите также внимание и на другие наши модели, их подробное описание и технические характеристики вы найдете на нашем сайте.
Источник: kolibriboats.com
Глиссирование надувных моторных лодок
Владельцы маломерных плавсредств интересуются особенностями глиссирования моторных лодок. Такая тема периодически появляется на слуху. Ситуация, которая касается надувных средств, весьма сложная. Проведено множество специальных гидродинамических исследований в таком направлении. По факту результат имеет скорее экспериментальный, чем теоретический характер.
На различных форумах в интернете можно прочесть, что глиссирование лодок из поливинилхлорида сравнивают с глиссированием классических плавучих средств, оснащенных жестким корпусом. Это привело к возникновению и распространению в сети ошибочной, искаженной информации. Чтобы разобраться с таким вопросом, первоначально нужно знать, что представляет собой само глиссирование.
Согласно данным, которые указаны в словарях по гидродинамике, это понятие обладает определением, — «Глиссирование является особенностью движения судна в режиме скольжения по поверхности водной глади». Здесь, большинство массы удерживается с помощью гидродинамической подъемной силы, которая воздействует на днище судна при его движении на увеличенной скорости.
Иными словами объяснить определение можно так:
Глиссирование – способ движения по воде, когда плавсредство приподнято над поверхностью за счет влияния встречного скоростного напора жидкости. Происходит скольжение по воде.
Вышеописанное определение можно отнести к плавучим средствам, которые имеют в своей конструкции жесткий корпус. Для лодок из поливинилхлорида, наиболее точное разъяснение будет таким:
Глиссирование является режимом движения, в ходе которого по-минимуму контактирует площадь поверхности дна лодки с водой.
Режимы движения лодок ПВХ
Современные плавучие средства, изготовленные на основе поливинилхлорида, могут перемещаться при поддержке одного из трех возможных режимов:
- Водоизмещающего.
- Переходного.
- Глиссирующего.
Первый вариант будет определяющим при полной остановке лодки, использовании весел или после запуска мотора и достижения скоростного режима не более 15 км/ч. К переходному режиму можно отнести движение на лодке ПВХ со скоростью порядка 18 км/ч (или немного больше). В данном случае корма нередко сильно проседает вниз, транец с мотором располагаются на уровне водной глади, а нос высоко задирается.
Некоторые новички ошибочно полагают, что именно этот вариант движения является выходом на глиссер.
При появлении глиссирования (следующий режим движения) значительно уменьшается уровень сопротивления лодки и водной глади с увеличением скоростного режима. Плавучее средство становится горизонтально относительно поверхности воды, но жидкость касается не более 2/3 длины днища. Если посмотреть со стороны, кажется, что лодка парит в воздухе или скользит по водной поверхности. Обороты ДВС постепенно повышаются.
Как только плавсредство выйдет на глиссер, допускается уменьшение оборотов мотора примерно до 2/3 относительно полной мощности. Высокая скорость при этом будет сохранена, а сама лодка продолжит движение в глиссирующем режиме. Это обусловлено тем, что размер усилия для выхода на глиссер должен быть значительно больше, чем поддержка движения в режиме глиссирования. Согласно статистическим исследованиям, для выхода лодок ПВХ на глиссер достаточно разогнать ее до 20 км/ч.
Источник: motorsboat.ru