Современные катера-катамараны для океанских гонок имеют общий органический недостаток: устойчивость их продольного движения не обеспечена самостабилизацией аэродинамическими силами. Даже при наличии носового крыла с отрицательным углом атаки, центр приложения аэродинамической подъемной силы (на корпусах и на соединяющей их конструкции) приложен значительно ближе к носу, чем расположен центр масс. С другой стороны, гидродинамическая подъёмная сила при большой скорости приложена к корпусам только в районе транцев. В результате всегда имеет место продольный дифферентующий на корму момент, обусловленный парой сил: аэродинамической силой носовее центра масс и гидродинамической силой - кормовее его. При порыве встречного ветра - особенно если он имеет место в момент дифферента на корму, обусловленного действием волн, - всегда есть опасность переворота через транец, что и происходит на практике достаточно часто.

Кроме того, корпуса большого удлинения эффективны с точки зрения затрат энергии на движение только в переходном к глиссированию режиме, т.е. в районе "горба" сопротивления. При достаточно высокой полной скорости хода - в режиме развитого глиссирования - корпуса касаются воды только небольшими участками днищ вблизи транцев, так что большая длина корпусов, по сути, является лишней. Несмотря на большую килеватость носовых частей корпусов, морское волнение оказывает на катера заметное воздействие, что приводит как к продольной качке, так и к появлению слеминга на днищах корпусов и на соединяющей корпуса конструкции.

Все эти недостатки могут быть ликвидированы или заметно смягчены при использовании принципиально нового типа катеров - "рассекающих волны" тримаранов.

В надводной капсуле обтекаемой формы располагаются пилоты. Капсула опирается на три глиссирующих корпуса малого удлинения, имеющих минимальный надводный борт и обратную седловатость палубы. В отличие от судов с малой площадью ватерлинии (СМПВ), стойки полностью находятся над водой и не увеличивают смоченную поверхность на ходу.

Моторы размещаются в корпусах; запас топлива может быть размещен как в надводной капсуле, так и в корпусах.

В качестве движителей, очевидно, будут оптимальны водометы; для снижения потерь тяги на волнении рекомендуются вентилируемые водометы, которые не чувствительны к аэрации на ходу.

На стоянке катер должен иметь значительный дифферент на корму, который компенсируется на ходу подъемной силой, возникающей на кормовом поперечном надводном крыле, соединяющем кормовые пары корпусов с надводной капсулой.

Именно это крыло служит стабилизирующим элементом при движении на большой скорости. При порыве встречного ветра аэродинамическая подъемная сила на кормовом крыле увеличивается намного значительнее, чем подъемная сила, появляющаяся на надводной капсуле. Это приводит к появлению момента, дифферентующего на нос и предотвращающего переворачивание катера через транец. И чем больше скорость ветра, тем больше этот момент.

При падении относительной скорости обтекания крыла воздухом и при появлении дифферента на нос происходит падение аэродинамической подъемной силы и соответственно - дифферентующего на нос момента от нее. Такая зависимость аэродинамического дифферентующего момента от скорости обтекания и угла атаки надводного крыла обеспечивает самостабилизацию катера за счет аэродинамической подъемной силы.

Гидродинамическая подъемная сила носового корпуса, запас плавучести этого корпуса и носовой части надводной гондолы, а также специальная профилировка днища гондолы препятствуют зарыванию катера во встречную волну.

Гидродинамическая подъемная сила возникает на трех корпусах, между которыми расположен как центр масс, так и центр аэродинамической подъемной силы, что повышает устойчивость продольного движения предлагаемого катера.

При примерно той же, что у обычного катамарана, длине надводной части, одна капсула предлагаемого катера будет иметь меньший вес, чем два корпуса и соединяющая их конструкция катамарана.Кроме того, корпуса малого удлинения не только легче, но и лучше приспособлены к глиссированию, чем корпуса большого удлинения. Правда, "горб" сопротивления придется преодолевать за счет запаса мощности двигателей, но он будет иметь место на меньших скоростях.

Малый надводный борт корпусов, возникающая на их палубах при погружении в волну гидродинамическая сила, обратная по знаку квази-статическому возмущающему моменту, и малая ширина стоек снижают возмущающее воздействие волн, что равносильно повышению мореходности предлагаемого катера.

Поскольку "рассекающий волны" тримаран предназначен для высоких скоростей, когда число Фруда по водоизмещению одного корпуса будет равно 6 и более, возникнет проблема обеспечения устойчивости движения на тихой воде - отсутствия "дельфинирования". Эта проблема может быть решена как путем применения активной стабилизации (интерцепторы на корпусах и - или - управляемые закрылки на крыле), так и путем увеличения килеватости ( с соответствующим снижением гидродинамического качества) и - или - удельной нагрузки на транцы при высоких скоростях.

Концепция "рассекающего волны" тримарана основана на результатах испытаний в бассейнах и аэродинамической трубе ЦНИИ имени академика А. Н. Крылова. Автор благодарен всем участникам этих исследований.

Докт. техн. наук В.Дубровский

Наверх