Важное
Главное в военных СМИ за неделю: перестановки на верфях ОСК, робот-эвакуатор для передовой, закладка танкера проекта 23630
Новый палубный 
|
2.2. КОРАБЛИ НА ПОДВОДНЫХ КРЫЛЬЯХДвижение корабля на подводных крыльях основано на свойстве крыла, расположенного под корпусом, при движении в воде создавать подъемную силу, которая поднимает корпус корабля над водой и значительно снижает сопротивление воды движению корабля, заменяя гидродинамическое сопротивление корпуса аэродинамическим, что дает возможность значительно увеличить скорость хода без увеличения мощности энергетической установки. Рис. 2.6. Схема движения крыла в воде При движении корабля набегающий поток воды (рис. 2.6) создает под крылом область повышенного давления, а над ним разрежение. Величина давления под крылом и разрежения над ним зависят от угла установки крыла относительно направления набегающего потока (угла атаки крыла), скорости набегающего потока и формы поперечного сечения крыла.  Рис. 2.7. Типы крыльев кораблей на подводных крыльях Все крыльевые схемы кораблей на подводных крыльях делятся на малопогруженные, глубокопогруженные и их комбинации. Малопогруженные крыльевые схемы обеспечивают регулирование подъемной силы за счет изменения (увеличения или уменьшения) подъемной силы крыла (рис. 2.7); приприближении крыла к поверхности воды — первая группа крыльев, за счет изменения площади погруженной части крыла — вторая группа крыльев, за счет принудительного изменения угла атаки подводного крыла — третья группа крыльев.  Рис. 2.8. Схемы расположения крыльев: 1 — «тандем»; 2 — «самолетная»; 3 — «утка» Различают следующие схемы расположения крыльев на корпусе корабля (рис. 2.8): «тандем», «самолетная», «утка». В схеме «тандем» могут применяться два плоских малопогруженных крыла, два глубокопогруженньгх, два V-образных или носовое V-образное, а кормовое плоское, а также другие их комбинации. Каждое крыло несет около половины (40—60%) весового водоизмещения корабля. В схемах типа «самолетная» и «утка» крылья имеют разную глубину погружения. Наиболее погруженное крыло является главным несущим крылом, которое воспринимает 80—90% весового водоизмещения. Другое (малопогруженное) крыло служит как стабилизатор. В «самолетной» схеме главным является носовое крыло, в схеме «утка» — кормовое.  Рис. 2.9. Схема корабля на подводных крыльях Максимальное водоизмещение кораблей на подводных крыльях — 1,5—2 тыс. т. При дальнейшем увеличении водоизмещения резко возрастают мощность, а следовательнo, и масса энергетической установки, запас топлива и вес крыльев. В качестве двигателей на кораблях используются газотурбинные установки или дизели, движителем служит гребной винт или водомет. На скоростях хода более 50— 55 уз считается выгодным применение суперкавитирующих винтов и крыльев. Максимальная скорость отдельных кораблей на подводных крыльях в настоящее время составляет 70—80 уз. Схема корабля на подводных крыльях показана на рис. 2.9. Корпус 5 катера имеет остроскулые обводы. Управление производится из ходовой рубки 4, где сосредоточены все приборы управления катером. Для уменьшения времени выхода на крылья корабли имеют, как правило, редан 6. Для движения катера над водой служат носовое 7 и кормовое 11 крылья, которые крепятся к корпусу корабля с помощью стоек 9. Для управления кораблем и удержания его на курсе служит руль 14. Корабль имеет два двигателя: газотурбинную установку 3 с воздухозаборником 1 для обеспечения движения на крыльях и дизель 2 для движения на «корпусе». Каждый из двигателей через Z-образную передачу вращает свой винт. Винты 13 от газотурбинного двигателя заглублены и находятся на конце гондол 12, расположенных на кормовых стойках, винт 10 для движения на «корпусе» имеет небольшое заглубление. Для стабилизации на курсе и управления движением корабля служат закрылки 8, управление которыми производится автоматически. Управляемость и мореходность кораблей на подводных крыльяхПродольная устойчивость кораблей с малопогруженными крыльями обеспечивается за счет изменения подъемной силы крыльев при приближении крыла к поверхности воды или удалении от нее. На кораблях с глубокопогруженными крыльями продольная устойчивость достигается изменением угла атаки всего крыла или закрылков, управление которыми осуществляется специальным устройством. Остойчивость кораблей в режиме плавания «на крыльях» обеспечивается дополнительными гидродинамическими силами, возникающими на крыльях при крене корабля, в результате чего возникает восстанавливающий момент.Особенностью кораблей на подводных крыльях является резкое увеличение сопротивления при разгоне корабля для выхода на крылья, т. е. в районе так называемого горба сопротивления. На выход корпуса корабля из воды и переход к движению на крыльях затрачивается большая мощность, иногда близкая к максимальной для данной энергетической установки. Время выхода корабля на крылья для каждого типа корабля разное и зависит от нагрузки КПК, состояния моря, направления и силы ветра. Чем больше эти величины, тем больше времени занимает период выхода на крылья. Скорость выхода корабля на крылья определяется по формуле:  где V — скорость выхода на крылья, уз; D — водоизмещение корабля, т; γ — плотность морской воды, т/м³. При скорости 60—80 уз наступает кавитация подводного крыла, сущность которой заключается в том, что при критической скорости на поверхности крыла абсолютное давление падает настолько, что достигает величины давления насыщенного пара. В этом случае пары воды и растворимые в ней газы выделяются из воды и образуют на поверхности крыла полости, называемые каверна-м и, которые вызывают разрушение крыла. Критическая скорость определяется по формуле  где Vkp — критическая скорость, уз; Су—коэффициент подъемной силы; δ — относительная толщина крыла. Большинство кораблей на подводных крыльях имеют два движителя и мощную энергетическую установку для сравнительно небольшого водоизмещения, хорошо слушаются руля, имеют сравнительно небольшой диаметр циркуляции. Управление таким кораблем практически не отличается от управления обычным двухвинтовым водоизмещающимся кораблем. Но управление кораблем на подводных крыльях имеет и свои особенности. Корабль при плавании может находиться в одном из трех режимов: плавание в водоизмещающем состоянии, «разгон» для выхода на крылья и ход «на крыльях». При плавании в водоизмещающем состоянии корабль разгоняет большую волну, поэтому при проходе узкости, кораблей, стоящих на швартовах, плавсредств и т. п. целесообразно идти на одной машине небольшим ходом Диаметр циркуляции при движении «на корпусе» равен 3—5 длинам корабля при крене 3—4°. Режим «разгона» для выхода на крылья является начальным и наиболее ответственным маневром движения корабля на подводных крыльях. Этот маневр рекомендуется производить на чистой акватории, где имеется достаточно места для разгона, предварительно направив корабль по будущему курсу движения против волны и ветра. Перед началом разгона следует убедиться, что корабль не имеет крена (более 3°) и дифферента, осложняющих выход корабля на крылья, а иногда делающих его невозможным. При разгоне не рекомендуется перекладывать руль даже на небольшое число градусов, так как сразу появится крен и выход на крылья будет затруднен. Время выхода на крылья зависит от конструктивных особенностей корабля, его энергетической установки и не превышает, как правило, 1—3 мин при длине пути 100—150 м. При плавании «на крыльях» выполнение циркуляции должно быть плавным, с перекладкой руля не более чем на 10—15°. Диаметр циркуляции на крыльях в два-три раза больше, чем при плавании в водоизмещающем состоянии. Если необходимо резко отвернуть в ту или иную сторону, то сначала надо перевести корабль в режим плавания в водоизмещающем состоянии, после чего произвести поворот. При этом следует учитывать, что в момент перехода в водоизмещающее состояние корабль руля не слушается. Для кораблей на подводных крыльях с любой системой крыла возможны три случая плавания на волне: 1. Если длина волны значительно короче длины корпуса, корабль будет двигаться без качки. В этом случае плавание возможно, если высота волны меньше высоты корпуса над водой. 2. Если длина волны значительно больше длины корпуса (не менее 6 длин корабля), корабль будет следовать за контуром волн. 3. Если длина волны примерно равна 1—1,25 длины корпуса корабля, корабль не всегда успевает восстановить свое нормальное положение, в момент встречи со следующей волной врезается в нее и переходит в режим плавания «на корпусе». Если на волне корабль начинает испытывать сильные удары, надо перейти в режим плавания «на корпусе». Допустимая балльность моря для плавания кораблей на подводных крыльях с различной скоростью показана на рис, 2.10. Корабли на глубокопогруженных крыльях имеют лучшую мореходность, чем корабли на малопогруженных крыльях. Серьезную опасность при движении корабля на подводных крыльях представляют различные плавающие предметы, особенно если они имеют нулевую плавучесть и плохо наблюдаются с идущего корабля.  Рис. 2.10. Допустимая балльность моря для плавания кораблей на подводных крыльях с различной скоростью 1 — зависимость скорости хода от балльности моря кораблей с глубокопогруженными крыльями; 2 — допустимая высота волны в зависимости от водоизмещения корабля с глубокопогруженными крыльями В целях сохранения крыльев и движителей необходимо обходить любые плавающие предметы, какими бы малыми они ни казались. При пониженной видимости продолжать движение рекомендуется лишь «на корпусе» безопасной скоростью, сообразуясь с обстановкой и условиями плавания. При встрече с другими кораблями и судами и выполнении маневра на расхождение следует иметь в виду, что командир (капитан) встречного корабля (судна) не всегда успеет отвернуть в нужную сторону, поэтому маневр на расхождение рекомендуется выполнять кораблю на подводных крыльях. При расхождении в узкости, если невозможно выбрать сразу нужный курс, следует расходиться, идя в водоизмещающем состоянии. Приемы и метода швартовки корабля на подводных крыльях и обычного двухвинтового аналогичны, но выполняются всегда в водоизмещающем состоянии. При этом принимаются меры для исключения возможности повреждения крыльев. Кораблям на подводных крыльях свойственны следующие недостатки: большая парусность при движении на крыльях, большая осадка при плавании в водоизмещающем состоянии, ограниченная мореходность, невозможность иметь задний ход при плавании на крыльях. Создание больших кораблей, отличающихся высокими мореходными качествами, лимитируется массой их крыльев, увеличивающейся в геометрической прогрессии в зависимости от водоизмещения корабля. Вперед Оглавление Назад
|
