Класифікація та влаштування маломірних суден

Класифікація маломірних судів

Сімейство маломірних судів дуже різноманітне, тому наведена нижче класифікація не претендує на повноту та закінченість

За призначенням:
транспортні судна (для перевезення вантажів та пасажирів);
спортивні (для спортивних цілей та тренувань);
спеціальні (для спеціальних робіт у воді).
За режимом руху:
водовипромінюючі (судна, що підтримуються на плаву за рахунок «архімедової сили»);
глісуючий (судна, у яких при русі, завдяки особливій формі днища, виникає гідродинамічна сила, що викликає значне спливання судна і ковзання його по поверхні води);
на підводних крилах (судна, у яких під час руху за рахунок аеродинамічної підйомної сили підводних крил, корпус судна виходить із води);
на повітряній подушці (судна, у яких корпус підтримується над поверхнею за рахунок нагнітання повітря під основу камери днища).
За родом рушія:
веселі;
вітрильні;
колісні;
гвинтові;
водометні;
реактивні.
За матеріалом корпусу:
дерев'яні;
металеві;
склопластикові;
гумовотканинні;
композитні;
залізобетонні;
з інших матеріалів.
По конструкції набору корпусу:
з поздовжнім набором;
із поперечним набором;
зі змішаним набором;
безнабірні.
За родом двигуна:
зі стаціонарним двигуном;
з підвісним двигуном.
За обведенням корпусу:
плоскодонні;
круглоскулі (круглошпангоутні);
гострозорі (шарпи);
редані;
безредані;
змішані.
За кількістю корпусів:
однокорпусні;
багатокорпусні (катамарани, тримарани, багатоточкові, лижі, сани та ін.).

Загальний пристрій маломірного моторного судна

Основними складовими частинами маломірного моторного судна (на прикладі катера аматорської споруди) є:

Загальний пристрій корпусу маломірного моторного судна

Незважаючи на різноманітність маломірних суден, їх корпуси влаштовані, в основному, з тих самих елементів:

Як уже згадувалося вище, корпус судна складається з набору та обшивки. Набір складається з поздовжніх і поперечних зв'язків, які є підставою для обшивки, надають корпусу необхідну форму і забезпечують його міцність.

Поверх шпангоутів накладається кільсон — дошка, що знімається, яка з'єднана з кілем латунними болтами. Верхні кінці шпангоутів з'єднуються двома вигнутими формою борту судна привальними брусами, які у свою чергу врізані в форштевень і з'єднані з ним і між собою брестуком — потужною сталевою кницею з дерев'яною накладкою. Кормові кінці привальних брусів скріплені кницею з транцевою дошкою. Привальний брус, як і кіль, надає судну поздовжню міцність і надійність набору.

У настилі палуби виділяють середню частину (середня дошка), яка розташовується від форштевня до ахтерштевню, і називається мідельвейсом. Елемент палуби у вигляді бруса, розташований біля самого борту називаєтьсяватервейсом, служить для запобігання судну від потрапляння в нього води.

За типом кріплення зовнішньої обшивки корпусу судна до набору корпусу розрізняють:вгладь,клінкерну,діагональну (частіше для дерев'яної обшивки) такомпозитну (частіше для металевої та пластикової обшивки).

Судна на підводних крилах

Судна на підводних крилах ще можна зустріти майже на кожній річці, водосховищі та на морі. Це пасажирські теплоходи, службово-роз'їзні катери, моторні човни, конструкції яких розробляють самі судноводії.

Швидкість суден на підводних крилах досягається головним чином завдяки зменшенню опору води руху корпусу судна. У таких суден корпус під час руху не стосується водної поверхні. Відбувається це в результаті дії підйомної сили крил, укріплених під корпусом, яка під час ходу піднімає судно над водою і утримує його в такому стані, поки судно рухається з достатньою швидкістю. Оскільки при цьому у воді знаходяться лише крила, стійки, гребний вал і гвинт, а їх сумарна площа значно менша за площу корпусу, то і опір води руху судна буде значно меншим.

Принцип дії підводного крила можна розглянути на схемі.

Під час руху у воді будь-якого тіла на нього діє сила опору води R, спрямована в бік, протилежну руху.

Оскільки профіль крила має несиметричну форму і до того ж при русі судна крило розташоване по відношенню до потоку під деяким кутом α, званим кутом атаки, то повна сила R, що діє на крило, відхилиться від напрямку руху і буде спрямована по відношенню до нього під кутом . Цю силу можна розкласти на дві складові: перпендикулярну до напрямку руху Y і паралельну до напрямку руху X. Складова Y називається підйомною силою, оскільки вона прагне підняти крило. Складова X називається лобовим опором, оскільки вона протидіє поступальному руху крила. Виникнення підйомної сили пов'язане зутворенням біля крила циркуляційного потоку, який, накладаючись на основний потік, прискорює рух води над крилом та уповільнює під крилом. У зв'язку з цим, згідно із законом Бернуллі, над крилом, де швидкість потоку збільшена, тиск знижується, а під крилом, де швидкість потоку зменшено, зростає.

Чим більша швидкість потоку, що набігає, тим більше будуть підйомна сила і лобовий опір. Ці сили залежать також від форми профілю крила та від кута атаки.

Зі збільшенням кута атаки підйомна сила спочатку зростає і при деякому значенні, званому критичним кутом атаки кр, досягає максимального значення. При подальшому збільшенні підйомна сила зменшується, що пов'язано з відривом потоку від верхньої поверхні крила. Сила лобового опору із збільшенням кута атаки безперервно зростає.

При малому куті атаки підводного крила судно не зможе вийти на крила через недостатнє значення підйомної сили, а при завищеному куті атаки через великий лобовий опір.

Досконалість крила прийнято оцінювати величиною, яка називається якістю крила і представляє відношення підйомної сили до лобового опору.

Зазвичай доцільні швидкості суден водотоннажністю 0,5-2 т, обладнаних підводними крилами, знаходяться в межах 40-70 км/год. При швидкості судна нижче 40 км/год криловий пристрій виходить дуже громіздким та важким; при швидкостях понад 70 км/год на крилах виникає явище кавітації, рух стає нестійким.

У криловому режимі маса судна сприймається підйомною силою носового та кормового крил, причому навантаження найчастіше розподіляється між ними порівну. Для виключення негативного впливу носового крила на кормову відстань між ними має бути не менше ніж 12–15 хорд крила.

На малих судах застосовують різні системи підводних крил, найпоширеніші з яких показано на малюнку нижче. Переважне поширення їх для річкових судів отримали малозанурені підводні крила. Глибина занурення носового крила такої конструкції становить 15-20% його хорди, кормового - 20-25%, висота підйому корпусу невеликих катерів над водою - 0,1-0,5 м при ходовому диференті на корму 1,5-2,5 °.

Недоліком у перших двох випадках є збільшення габаритного осідання судна в режимі плавання; у третьому - зростання опору через «замикання» додаткових площин на ходу, до того ж ця схема не усуває «провалювання» крила при сході з хвилі.