Общее устройство судов

Для уменьшения потерь от закручивания гребным винтом водного потока и повышения к. п. д. движителя за винтом устанавливается контрпропеллер. Направление хода судна изменяется перекладкой реверс-руля.

Коэффициент полезного действия такого движителя составляет только 35-45%, а отсутствие всяких выступающих частей в подводной части судна обеспечивает ему большую проходимость на мелководье, в узкостях и на засоренных фарватерах. Для судна с таким движителем не являются препятствием даже плавающие предметы, через которые оно свободно переходит.

Перечисленные преимущества водометного движителя сделали его применение особенно удобным на речных судах, в первую очередь на лесосплаве.

В последние годы водометные движители стали применяться и на быстроходных судах, таких, как суда на подводных крыльях, развивающие скорость хода до 95 км/час.

Использование современных паровых и газовых турбин позволяет успешно применить водометные движители на крупных морских судах, где по расчетам пропульсивный к. п. д. может достичь около 83%, что на 11% выше пропульсивного коэффициента гребного винта, запроектированного для того же судна.

К недостаткам судов с этим движителем следует отнести потери судном грузоподъемности на величину веса прокачиваемой воды и потери объема внутренних помещений, занимаемого каналом.

§ 14. Суда, достигающие неводоизмещающего режима движения

Одно из решений проблемы увеличения скорости движения судов – резкое снижение сопротивления их движению – привело к созданию неводоизмещающих судов: судов на воздушной подушке и на подводных крыльях,- а также водоизмещающих двухкорпусных судов – катамаранов.

Суда на воздушной подушке принято называть так потому, что слой сжатого воздуха, специально подведенного под днище, поднимает судно на высоту H = 0,3-0,5 м над уровнем спокойной воды, и судно как бы парит над нею.

Рис. 30. Суда на воздушной подушке: а – с полным отрывом от воды, б – без отрыва от воды. H – высота подъема судна над водой; h – глубина водяной чаши.

Воздух непрерывно выходит из-под днища, и поэтому для поддержания подъемной силы он непрерывно туда нагнетается вентиляторами.

Воздушные или водяные движители обеспечивают поступательное движение судна, и оно, встречая незначительное сопротивление воздуха, развивает большую скорость, в некоторых случаях превышающую 80 узл. Суда на воздушной подушке двигаются с высокими скоростями, недостижимыми для обычных водоизмещающих судов, они могут достигать значительных размеров, двигаться по мелководью, по болотам, пескам, снегу и льду, в условиях ледостава и ледохода, что невозможно для любого другого судна.

Суда, плавающие на воздушной подушке, разделяют обычно на три категории: с полны м отрывом , с частичным отрывом и без отрыва от воды (рис.30).

Суда первой категории после подъема на воздушную подушку по всему периметру не соприкасаются с водой. Такие суда могут выйти на берег и способны двигаться над твердой поверхностью. Днище судов второй категории после подъема на подушку находится ниже уровня невозмущенной воды во время стоянки. Воздух выходит из-под днища по всему периметру. При выходе на берег судно может двигаться над землей.

Суда третьей категории имеют толщину воздушной подушки, приближающуюся к тонкой воздушной прослойке. Некоторые части корпуса находятся ниже дна водной чаши, воздух ограниченно выходит из-под купола как на стоянке, так и на ходу. Над землей такие суда двигаться не могут из-за недостаточной высоты подъема над твердой поверхностью.

Рис. 31. Сечение крыла судна на подводных крыльях. а – угол атаки; Р – равнодействующая давления водяного потока над крылом и под крылом; Р_у – подъемная сила; Р_x- лобовое сопротивление.

Недостатки судов на воздушной подушке, из-за того, что опыт их эксплуатации еще невелик и малоизучен, трудно пока еще установить, но очевидно, что к ним следует отнести: затруднения плавания на взволнованной поверхности, забрызгивание, обледенение при низких температурах, потерю видимости при брызгообразовании и т. п.

Суда на подводных крыльях имеют корпус водоизмещающего судна в подводной части с конструкциями в виде крыльев. При стоянке или движении на малой скорости такие суда водоизмещающие, как и всякое надводное судно. На ходу, при увеличении скорости, находящиеся в воде крылья судна приобретают подъемную силу. Когда подъемная сила достигает величины водоизмещения, корпус судна полностью выходит из воды (судно выходит в крыльевой режим), в воде остаются только крылья, движители и рули.