Дополнение к VaranST, Почему он такой. Вроде обоснования. Опции

[Soling]

В дополнение к "шкурке" ST.
Varan ST
Почему она такая и что от нее ожидается.

Задача: Получение корпуса пригодного для скоростного движения в жеских условиях типа волнения, ветра, близкой опасности.

Идем от дяди Адама...

Пока корпус идет в водоизмещающем режиме, говорить о высоких скоростях не приходиться. Трение и волнообразование в таком режиме не позволят особо разогнаться. По этому надо бы постараться как можно быстрее пройти горб переходного режима и выйти на глиссирование. Для этого требуется достаточный запас мощности двигателя и обводы способные выйти на глиссирование в принципе.

Глиссирование это режим плавания отличный от водоизмещающего. В этом режиме лодка скользит по воде поддерживаемая не выталкивающей Архимедовой силой, как при водоизмещающем, а гидродинамическим давлением. Или гидродинамической подъёмной силой.
Схема сил для пластины:



Внизу график распределения давления потока. В передней части образуется обратный поток. Здесь область пониженного давления. За тем идет пик давления. Это область где скорость потока близка к нулю. К корме, за счет ускорения потока давление на пластину падает. Минимум его приходится на транец. Лобовое сопротивление зависит от угла дифферента. Чем он больше, тем выше сопротивление.

Самый эффективный вариант при глиссировании - плоское дно, острые скулы, транец. То есть, по сути, плоская пластина. Смоченная поверхность, а значит и трение, не велика. Она вся может распологаться под оптимальным углом атаки. А значит лобовое сопротивление по минимуму.
Но... при всех плюсах... Продольная остойчивость такого корпуса слишком мала. При малейших изменениях центровки сильно меняется угол атаки к потоку воды, а значит и гидродинамическая подемная сила. И это на гладкой воде. На волне же картина вообще ужасна. При входе в волну угол атаки резко меняется. Лодка получает сильный удар в днище, который подбрасывает ее вверх. Потом падение на следующую волну... При этом, естественно, возникают ударные перегрузки. Кроме того, сопротивление движению лодки импульсно возрастает,( из за того же увеличения угла. Ко всему, при ошибке в центровке такой корпус легко начинает дельфинировать. То есть, получить незатухающие колебания вдоль корпуса.
В общем, в чистом виде плоское дно мало привлекательно. Хотя, запомнить его плюсы надо.

Способом избавления от неприятностей плского днища может быть его антипод - глубокое V. У этого типа обводов килеватость более 20 градусов. Итог - Минимальные потери скорости на волне, отсутствие ударных нагрузок. Вход в волну получается постепенным и характер его другой. При разгоне такой корпус постепенно выходит из воды под действием гидродинамической подъемной силы. При этом сохраняется оптимальный угол атаки. Такие корпуса снабжают продольными реданами. Их задача: отсечь поток воды от корпуса, уменьшив таким образом смоченную поверхность. Кроме того они увеличивают подъемную силу, по скольку являются, как бы, участками плоского днища. Но их доля не настолько велика, что бы заметно навредить.
Боковое сопротивление таких корпусов значительно выше, чем у плоскодонных, а значит и устойчивость на курсе у них выше.
Но... ( ох уж это "но" !)... как статическая, так и динамическая остойчивость у них оставляет желать лучшего.
Опять же - в чистом виде не годиться. Но, запоминаем плюсы...

Если совместить оба типа обводов, сделав, скажем нижнюю часть плоской а дальше перейти на глубокое V, получим комбинацию которую называют гидро лыжей. Сохраняя при разгоне и поворотах плюсы глубокого V используем выгоды плоского дна - большую подъёмную силу и малое лобовое сопротивление. Сделав зауженной переднюю часть от форштевня получим возможность мягкого входа в волну. Штевень будет протыкать ее, но подъёмная сила будет нарастать плавно и фатальных ударных нагрузок уже не будет. Отношение длинны к ширине получится большим. Это будет способствовать устойчивому продольному движению. Опять же, большое удлинение даст лучшие условия для выхода на глиссирование. Реданы, характерные для глубокого V немного изменим, сделав их немного шире традиционных. Плоское дно станет ступенчатым. Как итог - при наборе скорости корпус будет автоматически всплывать на тот уровень при котором подъёмная сила достаточна для устойчивого хода и не нырять слишком сильно в волну. Так как при этом в работу будет подключаться новая ступень.



Ну вот такая картинка. Все элементы, про которые писал видны.

Подобное решение применено в обводах "Морского ножа". Идея в том. что бы не влезать на волну а резать ее.
К сожалению, поперечная остойчивость такого корпуса сохранила свойства глубокого V. То есть плохая она. И улучшить ее можно только путем разнесения точек опоры. Первый путь - расширение корпуса не нравится. При этом теряем все, что нашли.
Второй путь - спонсоны. Это мне нравиться больше. Во первых - сохраняется идея большого удлинения. А она очень нужна. Сохраняются и остальные плюсы. Так что берем уже найденную схему и немного видоизменив разносим подальше от ДП.




Теперь есть разнесенные точки опоры, работающие так же как основной корпус. Но, уменьшенные и отнесенные в корму. Это даст дополнительную стабилизацию по курсу, которую мы немного потеряли при разнесении спонсонов.

И так в результате совмещения трех типов обводов пришли к третьему - обводам братьев Блэгг. От классического Блэгга отличия есть. Но, основная схема та же.
Применение такой схемы имеет еще одно преимущество. Высокие скорости заставляют говорить уже не только о гидродинамике корпуса, но и о его аэродинамике.
Первое, что бросается в глаза - тоннели. Их роль достаточно велика. Набегающий поток создает подъёмную силу которая дополняет гидродинамическую и помогает демпфировать удары при ходе по волне. Наличие брызгового тумана еще больше увеличивает эту силу. А туман появиться при срыве потока с реданов и ударов о своды тоннеля.

Как дальнейшее развитие идеи аэродинамической разгрузки - придание палубе выпуклого авиационного профиля. Тогда весь корпус бкдет работать как крыло. При навязчивом желании всех скоростников вынуть катер из воды как можно больше - такое дополнение будет совсем не лишним.




Вот что получилось. Палуба, пока, не профилированная.
На прямом участке хода вроде что нужно предусмотрел. Что будет при повороте?
Появившаяся при повороте центробежная сила будет стремиться опрокинуть корпус. Возникнет кренящий момент. Этот момент будет компенсировать внешний спонсон. А при очень сильном крене, и своды тоннеля. Для того что бы корпус не "споткнулся" о борт при скольжении кормы в бок, делаем скосы вверх от днища. Скольжение увеличится, за то не будет резкого торможения бокового движения, которое способствует оверкилю. Дополнительно появится подъёмная сила восстанавливающая корпус.

Эскизы прикреплённых изображений

 

[sm6262]

В дополнение к "шкурке" ST. Почему она такая и что от нее ожидается.

Задача: Получение корпуса пригодного для скоростного движения в жеских условиях типа волнения, ветра, близкой опасности.

Идем от дяди Адама.

Как мне кажется такой корпус может быть пригоден для оффшоров. Но для фср не прокатит. Моё сугубо неправильное мнение -потому что в фср я немного понимаю а офшорах -не очень.

[Soling]

Секунду! А где написано что этот корпус вообще к какому то классу? Задача прописана в начале. Ничего о конкретной приписке там нет.
Идея темы - цепочка разработки и выбора решений.

[Antenboy]

На приведенном поперечном сечении все три лыжи получаются на одной высоте, на мой взгляд, для тримаранного расположения не выгодно - лишнее сопротивление. Зачем удерживать корпус при отсутствии крена?
И вопрос - почему тримаран а не катамаран? И эффект экрана на кате легче использовать:

По поводу пелены брызг в тоннелях, где то в Катерах и яхтах была статья по применению экзотических обводов, там авторитетный специалист высказывал мнение о вредности омывания брызговой пеленой, вырывающиеся брызги всегда движутся медленнее корпуса и на разгон капель коснувшихся корпуса нужна дополнительная энергия.

Интересное наблюдение по поводу крена, сколько видел видео катов (скоростных) и калилок и электро и бензиновых и океанских гоночных монстров, на повороте крен имеется небольшой (1:3 град) и всегда внутрь поворота!!!



А вообще рад за вас, что у вас хватает ресурсов на эксперименты!
Так держать!

С удовольствием буду следить за развитием эксперимента,
С уважением, Евгений

[Soling]

По порядку:
Тримаран - из соображений набивки. В кате сложнее скомпоновать силовую установку.

С туманом вопрос и в самом деле спорный. Но, можно попробовать. Кроме того, есть эффективные гидрофобные покрытия. Они вполне могут поспособствовать уменьшению минусов такого решения. И потом... а куда девать брызги? Они есть и будут. Значит есть смысл подумать как их себе на пользу употребить.

С циркуляцией все правильно. Как ни странно, но все объясняется и крен внутрь - вполне нормальное явление. Мы привыкли иметь дело с твердыми покрытиями. А вода текучая.
Выглядитвсе примерно так:
При повороте корпус движется непривычно для нас. Момент от руля, ( или винта, при поворотной колонке ) приложен к корме.
В результате корпус как бы заносит корму в бок. При этом носовая часть под давлением потока стремиться к центру циркуляции.
Возникает скольжение в бок Давление воды создает подъемную силу так же как и при обычном глиссировании. Но корпус движется боком и по этому пик этой силы приходиться на борт в районе кормы. Для двух и трех корпусников сказывается еще разница в скорости внешнего и внутренних к циркуляции корпусов. Внешний, понятно имеет большую скорость. А значит и поддержание у него больше. Если ЦТ лодки на месте, то эти силы уравновешивают центробежную. И ко всему еще старается руль или винт. Их момент приложен ниже центра масс, а значит они стараются перевернуть корпус на встречу центробежной силе. То есть, работают как восстанавливающие элементы. И это без применения транцевой плиты, которая тоже может поспособствовать работе.

Три корпуса в воде дадут более стабильное движение. При поднятых спонсонах очень велика вероятность раскачивания. при ударе о волну, например, возникнет импульс который прербросит корпус на другой борт. Там в дело вступит второй спонсон и все повториться в обратном порядке. Остойчивости же центрального корпуса наверняка не хватит что бы погасить эти колебания. Здесь же раскачиваться просто некуда.

[Antenboy]

По поводу компоновки мото отсека можно поспорить что удобнее:
У катов только один недостаток компоновки - более высокое расположение начинки.

Куда девать брызги? Да наверно не нужно их никуда девать, пусть летят. Только не на элементы модели, из-под которой летят. В стороны и на модели соперников - пожалуйста

А лыжи спонсонов я бы все же приподнял, хотя бы на уровень нижней пары реданов/реверсоров центрального корпуса. На спокойной воде примерно там и будет поверхность воды.


А под какой винт этот корпус, обычный каветирующий или полупогруженный?



Евгений

[Soling]

А лыжи спонсонов я бы все же приподнял, хотя бы на уровень нижней пары реданов/реверсоров центрального корпуса. На спокойной воде примерно там и будет поверхность воды.

А под какой винт этот корпус, обычный каветирующий или полупогруженный?
Евгений

Ну, вообще то поздно поднимать уже. Шкурка в работе.

С винтом пока сложно. Есть несколько вариантов. Но, пока не оформилось. Единственное - есть большое желание зимой озадачится соосной парой. Мощности движков увеличиваются. Один винт - уже мало.

[Antenboy]

Вспомнилась темка...


Что с "Вараном" ?
Видел воду или забросили?