Суда на подводных крыльях

 

Суда на подводных крыльях еще можно встретить почти на каждой реке, водохранилище и на море. Это — пассажирские теплоходы,  служебно-разъездные катера, моторные лодки, конструкции которых разрабатывают сами судоводители. 

Быстроходность судов на подводных крыльях достигается главным образом благодаря уменьшению сопротивления воды движению корпуса судна. У таких судов корпус при движении не касается водной поверхности. Происходит это в результате действия подъемной силы крыльев, укрепленных под корпусом, которая во время хода поднимает судно над водой и удерживает его в таком состоянии до тех пор, пока судно движется с достаточной скоростью. Поскольку при этом в воде находятся лишь крылья, стойки, гребной вал и винт, а их суммарная площадь значительно меньше площади корпуса, то и сопротивление воды движению судна будет значительно меньшем.

Принцип действия подводного крыла можно рассмотреть на схеме (рис. 9). При движении в воде любого тела на него действует сила сопротивления воды R, направленная в сторону, противоположную движению.

Поскольку профиль крыла имеет несимметричную форму и к тому же при движении судна крыло расположено по отношению к потоку под некоторым углом а, называемым углом атаки, то полная сила R, действующая на крыло, отклонится от направления движения и будет направлена по отношению к нему под углом. Эту силу можно разложить на две составляющие: перпендикулярную направлению движения Y и параллельную направлению движения X. Составляющая Y называется подъемной силой, так как она стремится поднять крыло. Составляющая X называется лобовым сопротивлением, ибо она противодействует поступательному движению крыла. Возникновение подъемной силы связано с образованием около крыла циркуляционного потока, который, накладываясь на основной поток, ускоряет движение воды над крылом и замедляет под крылом. В связи с этим, согласно закону Бернулли, над крылом, где скорость потока увеличена, давление понижается, а под крылом, где скорость потока уменьшена, возрастает.

Чем больше скорость набегающего потока, тем больше будут подъемная сила и лобовое сопротивление. Эти силы зависят также от формы профиля крыла и от угла атаки.  С увеличением угла атаки α подъемная сила сначала возрастает и при некотором значении, называемом критическим углом атаки акр, достигает максимального значения. При дальнейшем увеличении α подъемная сила уменьшается, что связано с отрывом потока от верхней поверхности крыла. Сила лобового сопротивления с увеличением угла атаки непрерывно растет.

Рис 9 Силы, действующие на профиль крыла

При малом угле атаки подводного крыла судно не сможет выйти на крылья из-за недостаточного значения подъемной силы, а при завышенном угле атаки — из-за большого лобового сопротивления.

Совершенство крыла принято оценивать величиной, называемой качеством крыла и представляющей отношение подъемной силы к лобовому сопротивлению.

Обычно целесообразные скорости судов водоизмещением 0,5— 2 т, оборудованных подводными крыльями, находятся в пределах 40—70 км/ч. При скорости судна ниже 40 км/ч крыльевое устройство получается очень громоздким и тяжелым; при скоростях свыше 70 км/ч на крыльях возникает явление кавитации, движение становится неустойчивым.

В крыльевом режиме масса судна воспринимается подъемной силой носового и кормового крыльев, причем нагрузка чаще всего распределяется между ними поровну. Для исключения отрицательного влияния носового крыла на кормовое расстояние между ними должно быть не менее 12—15 хорд крыла.

На малых судах применяют различные системы подводных крыльев, наиболее распространенные из которых показаны на рис. 10. Преимущественное распространение из них для речных судов получили малопогруженные подводные крылья. Глубина погружения носового крыла такой конструкции составляет 15—20% его хорды, кормового — 20—25%, высота подъема корпуса небольших катеров над водой — 0,1 —0,5 м при ходовом дифференте на корму в 1,5—2,5°.

Рис. 10. Основные конструктивные схемы носового подводного крыла.

А, б — плоские малопогруженные крылья;

в — килеватое V-образное крыло;

г, д, е — варианты отдельно стоящих подводных крыльев — килеватые, плоские и этажерочные;

ж — трапециевидное крыло;

з — арочное крыло;

и, к — комбинированные схемы.

Плоские малопогруженные крылья (рис. 10- а и б) используются только для катеров, эксплуатирующихся на спокойной воде. Благодаря малому погружению их можно применять на катерах, имеющих очень высокую скорость хода, на которой появляется опасность кавитации.

Для повышения мореходных качеств, поперечной остойчивости и уменьшения ветрового сноса катеров следует применять килеватые V-образные и различного вида отдельно стоящие крылья (рис. 10- в, г, д и е). При этом, однако, следует учитывать, что наличие килеватости крыла несколько снижает его гидродинамическое качество и увеличивает возможность появления кавитации на глубоко погруженном носике. Отдельно стоящие крылья особенно удобны для убирающихся конструкций,

Весьма рациональны комбинированные трапециевидные схемы, состоящие из основного плоского или малокилеватого крыла, наклонных стабилизаторов и различных вспомогательных элементов (рис. 10- ж, з, и, к).

3. Предметы снабжения и комплектация по требованию ГИМС МЧС РФ

   Нормы оснащения маломерных судов, поднадзорных ГИМС МЧС России, используемых в целях мореплавания, минимальным набором средств безопасности:

№ п/п	Наименование предметов средств безопасности	Гребные суда	Моторные маломерные суда длиной до 6 метров	Моторные маломерные суда длиной от 6 до 12метров	Моторные маломерные суда длиной свыше 12 метров	Парусные маломерные суда длиной до 6 метров	Парусные маломерные суда длиной от 6 до 12метров	Парусные маломерные суда длиной свыше 12 метров	гидроциклы
Спасательные средства (*)
1.	Индивидуальные средства безопасности	По числу находящихся людей на борту
2.	Конец Александрова (спасательный линь) длиной не менее 15 метров или спасательный круг (кольцо) с линем длиной не менее 15 метров	1
3.	Спасательное кольцо с линем не менее 15 метров или спасательный круг с линем длиной не менее 15 метров	-	1	-	-	1	-	-	-
4.	Спасательный круг с линем длиной не менее 15 метров	-	-	1	1	-	1	1
5.	Спасательный круг с самозажигающимся буйком				1			1
6.	Коллективное средство спасения				1			1
Спасательное оборудование (*)
5.	Гребное устройство (весла, весло-гребок или багор-весло) или якорь с якорь-тросом	2	2	-	-	2	-	-	-
6.	Якорь с якорь-тросом (якорь-цепью)	-	-	11	11		11	11	-
7.	Огнетушитель	-	2	1-23	3	2	1-23	3
8.	Один черпак или ручной насос, снабженный шлангом, длина которого позволяет осуществить перекачку воды из трюма за борт	1	1	-	-	1	-	-	-
9.	Оборудование для откачки воды из трюма	-	-	1	1	-	1	1	-
10.	Ведро на 10 литров	-	-	-	1	-	-	1	-
11.	Звукосигнальное устройство 4	15	1	1	1	1	1	1	1
Средства безопасности при ЧС: (*)
12.	Один электрический фонарь белого света или две ракеты сигнала бедствия красного цвета	+	+	-	-	+	-	-	-
13.	Ракеты сигнала бедствия красного цвета		2	3	6	2	3	6
Рекомендуемое дополнительное оборудование (**)
а)	Пиротехнические сигналы бедствия
б)	Аптечка для оказания первой медицинской помощи
в)	Ремонтный комплект
г)	Один спасательный круг с 15-ти метровым линем
д)	Два одеяла
е)	Одно сигнальное полотно (флаг – отмашка)
ж)	Приспособление для поднятия человека на борт
З)	Багор
и)	Система связи
к)	Магнитный компас
л)	Навигационная аппаратура ГЛОНАС

* обязательное оснащение.

** данное оборудование не является обязательным.

¹ согласно требованиям ГОСТ Р 51722-2001;

² маломерное судно длиной до 6 метров снабжаются огнетушителем, если на его борту установлен стационарный двигатель с фиксированным топливным баком любого размера или прибор для приготовления пищи, обогрева и т. П. работающем на сжигаемом топливе;

³ маломерное судно длиной от 6 до 12 метров снабжаются 1 огнетушителем, а также еще одним огнетушителем, если на его борту установлен прибор для приготовления пищи, обогрева и т. П. работающий на сжигаемом топливе;

⁴ согласно требованиям правила 33 Международных правил предупреждения столкновения судов в море, 1972 г. (МППСС-72)

⁵ допускается замена на свисток спасательного жилета;

Маломерные суда, не оборудованные сигнально-отличительными огнями, соответствующими требованиям МППСС-72, в условиях ограниченной видимости и от захода до восхода солнца к пользованию запрещены.