2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Глиссер. Виды и принцип работы. Применение и особенности

Содержание

Глиссер. Виды и принцип работы. Применение и особенности

Глиссер (от французского «glisseur» — скользить) — легкое быстроходное судно, которое движется по воде по принципу скольжения. Глиссирующие плавсредства можно повстречать на реках, морях и водохранилищах. Несмотря на многообразие видов, такие суда еще не слишком распространены по сравнению с обычными водоизмещающими. Пока они применяются в качестве прогулочных, туристических, спортивных или служебных, а также для перевозки небольших грузов или немногочисленных пассажиров. Но за счет современных разработок их двигатели становятся более легкими и мощными, экономно расходующими горючее. Поэтому у подобных судов очень хорошие перспективы.

Глиссер — история возникновения

В 1872 г в английское Адмиралтейство пришел пастор Рэмус со своим проектом корабля с плоским дном. По его уверениям, этот корабль мог развивать невиданную доселе скорость. При этом он должен не плыть, а скользить по воде. Судно пастора успешно прошло испытание в бассейне. Но запустить такой корабль в производство в то время было невозможно — существовавшие тогда двигатели были слишком тяжелыми, а без них судно не смогло бы развить скорость, необходимую для глиссирования.

Спустя много лет, в 1881 г, аналогичная идея пришла в голову русскому эмигранту, проживающему во Франции, — маркизу де Ламбер. Его проект был прост — 4 бочки на общей раме из четырех досок, которые должны были служить плавсредству опорой при его движении по воде. Двигатель отсутствовал. Судно развивало скорость за счет лебедки, соединенной с ним и установленной на берегу. Испытания прошли успешно, и за ними последовал второй эксперимент. На этот раз Ламбер сидел на бочках, а буксировщиком была лошадь, бегущая по берегу. Опыт был удачным, но к глиссерам изобретатель вернулся лишь через 12 лет. Все это время он занимался конструированием судов с подводными крыльями и даже получил на них первый патент.

В 1897 г на реке, Ламбер протестировал свой первый аппарат, представлявший собой две байдарки, под днищем каждой из которых были закреплены по 4 пары досок. Угол наклона досок по отношению к воде можно было изменять. Поверх байдарок была установлена двухцилиндровая паровая машина массой 16 кг. А для образования пара служил 15-ти килограммовый котел, работающий на мазуте.

Опыты показали, что судно развивает скорость 38 км/час. Это был прекрасный для того времени результат. Ламбер продолжил свои разработки, и в 1905 году появился первый глиссер на бензиновом двигателе. При своей массе в 300 кг он был способен развить скорость в 35 км/час. Ученый не прекращал работу, и в 1931 г им был построен однокорпусный с мотором компании «Renault» мощностью 450 л.с., вмещавший на борт 40 человек и развивающий скорость 80 км/час.

В начале нашего столетия в Западной Европе и Америке уже существовали компании, выпускавшие глиссирующие суда для пассажирских перевозок и транспортировки почты. Имелись даже постоянно действующие маршруты для глиссеров: в Европе — по Дунаю, Эльбе, Рейну, Сене, Роне, а в Америке — по рекам Колумбии и Аргентины.

Скорость, которую мог развивать аппарат, сделала его объектом интереса спортсменов. Поэтому вскоре появились и спортивные судна самых разных модификаций: со стационарными и подвесными двигателями, с водяными и воздушными винтами и пр. Первый скоростной рекорд в 444,6 км/ч установил английский глиссер Blue Bird в 1939 году.

В России подобный агрегат впервые появился в Питере, на Воткинском озере, в 1912 г. Он был оснащен мотором в 35 лошадиных сил и плыл со скоростью 40 км/ч. В 1920 г ЦАГИ начал постройку деревянного пассажирского глиссера с водяным винтом при участии Н.Г. Жуковского и А.Н. Туполева. Это принято считать началом глиссеростроения в СССР.

Принцип глиссирования

В основе движения обычных водоизмещающих судов лежит сила Архимеда. Эта сила всегда имеет одинаковую величину и не зависит от скорости судна. Осадка при этом также не изменяется. А вот сопротивление таких судов по мере увеличения скорости растет в арифметической прогрессии.

Глиссер движется за счет другой силы — гидродинамической. По мере ускорения судна эта сила возрастает и приподнимает лодку из воды. Соответственно, сопротивление увеличивается намного медленнее. Достичь максимально эффективной гидродинамической силы позволяет особая конструкция днища глиссера. Оно плоское, и благодаря этому при ускорении лодки давление на днище возрастает и осадка становится меньше. А снизить сопротивление помогает форма корпуса — широкая, мало килеватая, с острыми скулами и тупой кормой.

Принцип глиссирования привлекателен еще и тем, что доступен даже на мелководье. Ведь гидродинамическая сила уменьшает осадку судна. Поэтому в некоторых ситуациях устройство с воздушным винтом становится единственным возможным плавсредством.

Режимы глиссирования
Их всего три:
  1. Водоизмещающий. Осадка судна максимальна, а скорость, наоборот, минимальна. При движении глиссер образует волну.
  2. Переходный. Нос судна высоко поднимается, скорость возрастает до 18 км/ч.
  3. Спортивный. Движение происходит по поверхности, скорость резко возрастает, а сопротивление становится минимальным. При этом снижается расход топлива.
Для выхода на высокоскоростной спортивный режим конструкция глиссера должна отвечать определенным требованиям:
  • Плоское днище.
  • Правильное положение центра тяжести.
  • Малый вес судна с мотором и всеми приспособлениями.
  • Прочность.
  • Обтекаемость корпуса.
  • Минимальное число выступающих деталей в подводной части судна.
Виды глиссеров
В первую очередь, глиссеры различаются по материалу изготовления.
  • Деревянный. Для его производства используются ясень, вяз, красное дерево, береза, сосна или дуб. Снаружи корпус обшивается узкими дощечками из красного дерева, которые кладутся по диагонали. Обшивка состоит из нескольких слоев, между которыми укладывается полотно, пропитанное льняным маслом или лаком для обеспечения герметичности. Недостаток такой конструкции заключается в том, что дерево мокнет, и вес судна возрастает.
  • Глиссер из легкого металла. Обычно это дюралюминий или кольчугалюминий. Для придания конструкции герметичности между швами укладываются прокладки из полотна на сурике или же на мастике.
  • Лодки из поливинилхлорида. Этот материал наиболее доступен. К тому же он легкий и эластичный, то позволяет судну из этого материала получать высокие показатели скорости. Однако есть и существенный минус — неустойчивость к внешним повреждениям. Поэтому главное условие повышения срока эксплуатации таких глиссеров — это бережное отношение.
  • Стеклопластик. Его неоспоримыми преимуществами выступают внешний вид таких судов, гладких и блестящих, а также эффективность глиссирования. Однако имеются и существенные недостатки. Прежде всего, стеклопластик токсичен. Поэтому не рекомендуется слишком часто прикасаться к корпусу. Во-вторых, он накапливает влагу, которая при замерзании разрушает его структуру. Поэтому стеклопластиковое судно требуется систематически просушивать, а межсезонное хранение осуществлять в отапливаемых помещениях.

По виду винта в конструкции выделяют глиссеры с водяным и воздушным винтом. Причем от выбора винта зависит эффективность судна. Воздушный винт необходим в мелководных водоемах или реках с бурным течением.

Читать еще:  Гимнастическая палка. Виды и особенности. Бодибар и упражнения
Однако он имеет и недостатки:
  • Низкий КПД на небольших скоростях.
  • Зависимость от встречного ветра.
  • Необходимость высокого устанавливать двигатель и использовать цепные передачи.

При установке водяного винта на своей подводной части глиссер не должен иметь большого числа деталей. А тем, что имеются, придается обтекаемая форма.

На глиссеры с воздушным винтом устанавливают двигатели с воздушным охлаждением, а в сочетании с водяным винтом используются авиационные моторы, адаптированные для лодок.

По внешнему виду глиссеры подразделяют на лодки и плотики. Лодки устойчивее на волнах, поэтому применяются на течении. А плотики — легкие, пустотелые агрегаты — эффективны в спокойных водах.

По числу реданов глиссер может быть:
  • Однореданным.
  • Двухреданным.
  • Многореданным.

Реданы — это уступы на днище в виде ступеней. По своим характеристикам однореданные глиссеры похожи на водоизмещающие моторные лодки с плоским днищем и широкой срезанной кормой. Их главный недостаток — потеря скорости. Для повышения скоростных показателей достаточно двух реданов. А их большее количество применяется в основном для плотиков.

Воздушный глиссер — это судно, приводимое в движение воздушным винтом или самолетной турбиной. Аэроглиссер устойчив, манёвренный и имеет уникальные характеристики: способен набирать рекордную скорость и применяться там, где обычные суда пройти не в состоянии. Такие плавсредства применяются на охранных, пожарных, спасательных и некоторых почтовых объектах.

Применение глиссирующих судов связано, в первую очередь, со стремлением снизить затраты на горючее. Однако из-за высокой стоимости авиационных двигателей, применяемых в нем, такое судно могут себе позволить только военные и пограничные объекты. В гражданских целях их эксплуатация ограничивается перевозкой почты, пассажиров, легких ценных грузов при отсутствии более дешевых средств сообщения. Для спортивных соревнований применяются легкие глиссеры на маломощных двигателях.

Не следует забывать и о недостатках глиссирования. Прежде всего, это быстрый износ днища у кормы, что особенно проявляется у лодок из стеклопластика или ПВХ. Повреждения поливинилхлорида чаще всего связаны с порезом ткани на мелководье, а стеклопластик чувствителен к воздействию песка и мелких камешков. Поэтому такие глиссеры регулярно требуют починки.

Гидродинамика и особенности движения глиссера

В этой статье будут рассмотрены основные особенности движения глиссера со скоростью свыше 100 км/час.

Основные требования, предъявляемые к гоночному скоростному глиссеру, следующие:

1) глиссер должен иметь оптимальный корпус, обладающий высокими гидро- и аэродинамическими качествами;

2) движитель должен иметь достаточно высокий коэффициент полезного действия;

3) движение должно быть устойчивым во всем диапазоне скоростей.

Рассмотрим последовательно эти требования и условия их выполнения.

Оптимальный корпус

Наибольшей популярностью пользуются сейчас корпуса по трехточечной схеме Апеля. Бортовые спонсоны в носу и продольные щитки за спонсонами позволяют свести к минимуму взаимодействие между глиссирующими поверхностями и использовать аэродинамическую подъемную силу, действующую на корпус, которая на больших скоростях уже может привести к полному отрыву корпуса от воды.

Гидродинамическое качество корпуса определяется расположением и формой глиссирующих поверхностей, гидроаэродинамической формой корпуса, размерами и формой выступающих частей, весом, центровкой и ходовым дифферентом глиссера. Каждый из этих элементов следует рассматривать в тесной взаимосвязи с другими.

Наиболее важными параметрами являются соотношение смоченной длины и ширины, угол атаки глиссирующих плоскостей и угол килева-тости днища. Для глиссеров по трехточечной схеме Апеля в результате многочисленных экспериментов был определен оптимальный угол ходового дифферента 4,3—4,5° при угле внешней килеватости 0—5°. С увеличением килеватости растет оптимальный угол дифферента (рис. 1). Характер зависимости гидродинамического качества глиссера от относительного удлинения смоченной поверхности днища и угла атаки [2, 3] показан на рис. 2.

Чрезвычайно важно правильно отцентровать глиссер. Здесь можно рассмотреть варианты с кормовой и носовой центровкой. Для первого варианта легче обеспечить оптимальный дифферент; кроме того, гребной винт в этом случае работает в более благоприятных условиях. Однако на волнении движение такого глиссера становится неустойчивым — сказывается отрицательное воздействие аэродинамической подъемной силы. Более интересным и многообещающим представляется вариант глиссера с носовой центровкой.

С возрастанием скорости растет сопротивление выступающих частей (гребной вал, кронштейны, руль), которое при скорости свыше 100 км/час доходит до 35—40% общего сопротивления глиссера. Прорыв атмосферного воздуха по гребному валу и образование воздушной каверны за ним еще больше увеличивают этот процент. При подобном режиме обтекания сопротивление выступающих частей достаточно точно определяется формулой:

где СХ — коэффициент сопротивления выступающих частей, равный 0,5;
ρ — массовая плотность воды, равная 102 кг·сек 2 /м 4 ;
υ — скорость глиссера, м/сек;
S — площадь проекции выступающей части на поперечную плоскость, м 2 .

Совершенно очевидно, как важно уменьшить эту составляющую сопротивления глиссера.

Рассмотрим силы, действующие на глиссер и определяющие его ходовой дифферент (рис. 3). При скорости свыше 100 км/час аэродинамическое сопротивление глиссера становится соизмеримым с гидродинамическим. Так, у рекордного глиссера «Синяя птица II» уже при скорости 240 км/час обе составляющие были равны по величине. Величина аэродинамического сопротивления существенно зависит от площади поперечного сечения глиссера и приближенно может быть определена по формуле:

где СХв — коэффициент аэродинамического сопротивления корпуса, равный 0,7÷0,8;
Ω — площадь проекции глиссера на плоскость шпангоута, м 2 ;
υ — скорость глиссера, м/сек;
ρв — массовая плотность воздуха, равная 0,121 кг·сек 2 /м 4 .

Для глиссера с хорошей аэродинамической формой коэффициент сопротивления СХв может иметь меньшие значения.

Важное значение при увеличении скорости приобретают величина аэродинамической подъемной силы и положение точки приложения ее по длине. Корпус, спроектированный с учетом максимального использования аэродинамической подъемной силы, напоминает крыло малого удлинения. Продольные щитки за спонсонами трехточечного глиссера, продолженные до транца, играют роль концевых шайб крыла, снижающих потери аэродинамической подъемной силы из-за поперечного растекания воздуха. Очевидно, для аэродинамического качества такого «крыла» важна также форма его верхней поверхности. Однако расчет аэродинамической подъемной силы и координат точки ее приложения затруднителен. Эти характеристики можно получить в результате продувок моделей глиссеров в аэродинамической трубе.

Следует иметь в виду, что при движении глиссера на волне или при потере продольной устойчивости движения мгновенные значения углов атаки корпуса могут принимать большую величину; тогда возросшая аэродинамическая подъемная сила приводит к периодическому отрыву носовых спонсонов от воды или даже к полному отрыву корпуса и прыжкам глиссера (дельфинирование). Чтобы избежать этого, центр тяжести глиссера приходится смещать в нос, что в свою очередь может привести к уменьшению угла ходового дифферента ниже оптимального значения, т. е. к росту гидродинамического сопротивления.

При движении глиссера с очень большой скоростью все большую роль играет поперечная сила, развивающаяся на гребном винте, работающем в косом потоке (рис. 3).

Вертикальная проекция упора Р и поперечная сила R создают момент, уменьшающий дифферент глиссера.

Методика приближенного расчета поперечной силы на гребном винте, работающем в косом потоке, приведена в работе [1]. Поперечную силу на винте можно использовать для уменьшения смоченной поверхности и, следовательно, сопротивления глиссера.

Для глиссера с передней центровкой носовой редан несет 80—90% всей нагрузки (при скорости свыше 100 км/час) и поперечная сила на гребном винте столь велика, что смоченная поверхность кормового редана существенно уменьшается. Может произойти даже полный отрыв кормы от воды. При этом большая часть гребного вала и кронштейна оказывается над поверхностью воды, и сопротивление выступающих частей значительно уменьшается. Однако желаемый эффект можно получить, только учтя ряд особенностей. Во-первых, при наклонном гребном вале отрыв кормы от воды неизбежно приводит к прорыву воздухе на винт, поэтому приходится использовать полупогруженный винт, проектирование которого представляет весьма трудную задачу. Во-вторых, в результате отрыва кормы от воды угол атаки глиссера может стать значительно меньше оптимального. Наконец, при оголении лопастей гребного винта, а также при движении даже на небольшой волне на гребной винт действуют периодиче-.ские силы, которые могут привести к потере продольной устойчивости движения.

Движители

Правильный выбор гребного винта для гоночного глиссера имеет не менее важное значение, чем отработка оптимального корпуса. При скорости свыше 70 км/час серьезной проблемой становится кавитация винта. Физическая сущность кавитации гребного винта состоит в том, что при достаточно большой скорости обтекания лопасти давление на ее засасывающей поверхности падает ниже некоторой критической величины (давление насыщенных паров воды). При этом (рис. 4) в зоне Наиболее низкого давления образуются на поверхности лопасти пузыри паров воды, которые с увеличением скорости обтекания сливаются, образуя каверну. Каверна с дальнейшим ростом скорости охватывает все большую поверхность засасывающей стороны лопасти — наступает вторая стадия кавитации. При этом гидродинамические характеристики гребного винта существенно изменяются. Работа винта в косом потоке (из-за наклона гребного вала) приводит к еще большему развитию кавитации. Из рис. 5 видно, что уже при скорости свыше 90 км/час коэффициент полезного действия широколопастного гребного винта с сегментной профилировкой падает более чем на 20%. При скоростях движения свыше 90—100 км/час необходимо использовать суперкавитирующие гребные винты, обеспечивающие более высокий к. п. д., чем обычные.

Читать еще:  Футбэг. Виды и как играть.Возникновение и польза.Мяч и особенности

В режиме суперкавитации каверна охватывает всю засасывающую сторону лопасти винта и продолжается за винт. Каждый элемент лопасти работает только нагнетающей стороной (рис. 4). Элементы лопасти суперкавитирующего винта должны иметь такой профиль, чтобы каверна была устойчивой при расчетной скорости движения и имела минимальную толщину, чтобы обеспечить наименьшее сопротивление.

В настоящее время разработано несколько серий суперкавитирующих гребных винтов, имеющих различную профилировку лопасти. Основные профили показаны на рис. 6. Наиболее часто применяют профили клиновидного типа.

Нижний предел скорости, при которой выгодно использовать суперкавитирующий гребной винт, составляет 70—75 км/час. Верхнего предела скорости для суперкавитирующих гребных винтов не существует; в каждом отдельном случае он определяется прочностью лопастей, ибо при сверхвысоких скоростях движения возможно разрушение острых кромок лопасти. С ростом скорости, когда осадка и смоченные поверхности днища глиссера минимальны, гребной винт часто оказывается вблизи поверхности воды и в некоторых случаях даже пересекает ее.

При этом происходит прорыв воздуха к винту в область пониженного давления на лопасти, условия работы и гидродинамические характеристики винта существенно изменяются. Понижается к. п. Д. гребного винта; на элементы лопасти действует переменная во времени подъемная сила, которая может явиться причиной потери устойчивости движения глиссера. Прорыву атмосферного воздуха на гребной винт в значительной степени способствует наклонный гребной вал, плавное обтекание которого на большой скорости оказывается невозможным. За гребным валом образуется каверна, выходящая в атмосферу. Атмосферный воздух распространяется по каверне к винту, и режим обтекания лопастей винта нарушается.

Как избежать указанных явлений? Во-первых, можно заменить наклонный гребной вал угловой колонкой, позволяющей опустить винт достаточно глубоко. Чтобы предотвратить прорыв воздуха по обтекателю колонки, над винтом устанавливают горизонтальные шайбы (антикавитационные плиты), которые, кроме того, улучшают условия работы винта.

Другим путем является использование полупогруженных винтов, рассчитанных специально для работы в условиях пересечения свободной поверхности воды. Однако в настоящее время нет надежной методики расчета таких винтов, и их подбирают на основании экспериментальных данных. Удачно подобранный полупогруженный гребной винт может обеспечить значительное снижение полного сопротивления глиссера за счет уменьшения сопротивления погруженных выступающих частей.

На рис. 5 были приведены значения к. п. д. в зависимости от скорости для различных типов движителей. Как видно из рисунка, начиная с определенной скорости к. п. д. воздушного винта и водомета становятся выше, чем суперкавитирующего гребного виита. Но применение воздушного винта на гоночном судне ограничено размерами лопастей, которые с ростом скорости и потребной мощности становятся слишком большими, а мощные водометы слишком тяжелы для использования на скоростных гоночных судах.

Воздушно-реактивные движители благодаря небольшому весу успешно применяются на сверхскоростных гоночных судах, несмотря на сравнительно низкий к. п. д.

Устойчивость движения

Довольно часто движение спортивного глиссирующего судна становится неустойчивым.

В большинстве случаев теряется продольная устойчивость: глиссер начинает совершать вертикальные колебания или периодически изменять свой дифферент; иногда оба указанных явления наблюдаются одновременно. Ходовые характеристики глиссера резко ухудшаются. Многие катастрофы сверхскоростных глиссеров объясняются именно потерей устойчивости движения.

Устойчивость движения глиссеров характеризуется зависимостью угла атаки от скорости.

Границы 1, 2, 3 (рис. 7) областей неустойчивого движения характеризуют наиболее вероятные виды потери устойчивости реданного глиссера.

Одним из основных факторов, определяющих устойчивость движения глиссера, является центровка. В случае кормовой центровки продольная неустойчивость вызывается в основном вторым реданом и характеризуется границей 1. Этот вид неустойчивости наблюдается при сравнительно больших значениях ходового дифферента и проявляется в резких вертикальных и медленных угловых колебаниях глиссера. При достаточно больших значениях угла Дифферента спонсоны могут отрываться от воды; при этом усиливаются угловые колебания, а аэродинамическая подъемная сила на корпусе достигает столь большой величины, что движение глиссера сопровождается прыжками.

Другой причиной неустойчивости являются угловые колебания при движении по взволнованной поверхности. Выйти из неустойчивого режима движения можно или изменив центровку за счет перемещения гонщика в нос, если это возможно, или снизив скорость.

Для глиссера с передней центровкой характерна зона неустойчивости с границами 2 и 1. В этом случае кормовой редан, неся незначительную нагрузку, в некоторых случаях на расчетной скорости совсем выходит из воды, и глиссер продолжает движение только на носовых спонсонах. Угол дифферента при этом может принять критические значения, соответствующие второй зоне неустойчивого движения.

Даже при движении на двух реданах различные факторы (аэродинамическая подъемная сила; волнение; переменная во времени поперечная сила на гребном винте, работающем вблизи свободной поверхности и периодически пересекающем ее) могут привести к потере продольной устойчивости. Колебания При этом сравнительно медленные и их можно успокоить, несколько увеличив дифферент, но не настолько, чтобы при этом достигалась граница 1. На рис. 7 этому виду неустойчивости соответствуют’ границы 2 и 3. Границе 3 соответствуют еще меньшие значения дифферента, а частота угловых колебаний больше, поэтому глиссер зарывается носовой частью в воду. Как для первой, так и для второй зоны неустойчивости существуют некоторые критические значения скорости, ниже которых движение становится устойчивым. Из сказанного ясно, что неустойчивость гоночного трехточечного глиссера — очень сложное явление, поэтому, не имея результатов модельных испытаний в опытовом бассейне и аэродинамической трубе, невозможно привести формулы, которые бы с достаточной точностью учитывали все обстоятельства. Тем не менее, зная основные факторы, вызывающие неустойчивость, и изменяя некоторые параметры, например центровку или углы атаки глиссирующих поверхностей, можно добиться устойчивого глиссирования во всем диапазоне движения.

Глиссер — что это такое? Стеклопластиковые лодки

Большинство начинающих рыболовов и просто любителей водных прогулок при выборе своей первой лодки в первую очередь ориентируются на силовой потенциал. Комбинация материала, из которого изготовлено маломерное судно, и возможностей двигателя многими рассматривается как основной фактор оценки эксплуатационных свойств модели. При этом конструкционные достоинства рассматриваются главным образом как показатель эргономики.

На деле же именно устройство корпуса имеет наибольшее значение для способностей катера преодолевать расстояния по водной глади. Как раз в начальной категории лодок распространен так называемый глиссер. Что это такое с точки зрения эксплуатации? Это физически обусловленная способность небольших судов при меньшем сопротивлении двигаться по водной поверхности. Под эту возможность затачивается и конструкция модели, и материал корпуса.

Общие сведения о глиссере

Принцип работы глиссирующей лодки основан на известном многим с детства эффекте плоского камушка, который совершает скачкообразные действия при высокой скорости запуска. Сплющенная поверхность при небольшой массе объекта не просто предполагает меньшие показатели сопротивления водной поверхности, но и получает дополнительную энергию для движения вперед, то есть проскальзывания. На этом принципе и строится морской глиссер. Что это такое в конструкции лодок и катеров? В первую очередь, это плоское дно, обеспечивающее плавание при минимальной поддержке силового агрегата. Но есть и другая конструкционная особенность. Дело в том, что за возможность глиссера приходится расплачиваться хрупкостью того же днища. Даже на озере при появлении небольших волн есть риск повреждения корпуса лодки. По этой причине глиссирующие модели получают V-образные носы, которые отсекают волны. Но это встречается далеко не во всех модификациях.

Читать еще:  Гладкий бег. Виды и особенности. Польза и противопоказания

Режимы глиссирования

Выделяется три разновидности практического глиссера. Это водоизмещающий формат плавания, переходный и спортивный глиссер, при котором скорость может достигать более 20 км/ч. В режиме водоизмещения предполагается максимальное «пятно» смачивания и почти не задействуются скоростные качества лодки. При этом движение сопровождается образованием высокой волны. Переходный режим характеризуется высоким подъемом носовой части, а скорость в среднем составляет 17-18 км/ч.

Собственно, полноценный глиссер в спортивном режиме является самым желанным эффектом, который достигается при управлении быстроходными судами. Это движение по водной поверхности, активатором которого является только скоростной напор воды. Иными словами, достижение минимизации сопротивления движению – это и есть спортивный глиссер. Что это такое для практического применения? Использование данного режима обусловлено не попытками получить более высокий мощностный потенциал или новые скоростные возможности судна. Опытные судовладельцы применяют его для снижения топливного расхода. Глиссер приподнимает лодку из водного массива и практически ведет ее над поверхностью при минимальном сопротивлении.

Лодки из поливинилхлорида

Одним из самых доступных материалов в сегменте маломерных глиссеров является поливинилхлорид (ПВХ). Обычно используется армированная ткань, выбор которой зависит от того, какой режим глиссирования планируется использовать. Также к преимуществам поливинилхлорида как такового можно отнести легкость и эластичность. В плане удобства практического применения это оптимальный вариант, но в показателях защищенности от повреждений, конечно, это не лучший выбор.

Тем не менее, производители не отказываются от данной концепции, стремясь поднимать прочностные свойства тканей, которыми формируется лодка ПВХ. Глиссер также органично сочетается с поливинилхлоридом, за счет небольшой массы объекта, позволяя получать довольно высокие показатели в плане снижения сопротивления. При условии бережной эксплуатации и использовании подходящих клеевых составов рабочий ресурс таких лодок может достигать 10 лет.

Особенности стеклопластиковых лодок

Изначально решить проблемы долговечности глиссирующих лодок позволяет стеклопластик. Он не так удобен в физическом обращении и транспортировке, однако в «полевых условиях» проявляет себя достойно. Конечно, если его сравнивать с алюминием, то обнаружится масса недостатков, но как бюджетное и более или менее серьезное решение для полноценного использования стеклопластиковые лодки себя оправдывают. К их бесспорным достоинствам относится и внешний вид – чего только стоят солнечные отблески на корпусе. Что касается глиссирования, то материал в некоторых аспектах оказывается эффективнее алюминия и тканевых моделей.

Ограничения в использовании стеклопластиковых глиссеров

Почти все модели глиссеров чувствительны к эксплуатации в условиях мелководья. Также стеклопластику противопоказана долгая стоянки с обращенным к берегу носом. В отличие от некоторых смесей поливинилхлорида, стеклопластик является токсичным. Причем не сама его основа, а обязательные защитные покрытия в виде гелькоута и особенно эфирных смол. Поэтому следует минимизировать частоту прямых контактов с такими корпусами. Особых условий стеклопластиковые лодки требуют и в плане хранения. Опять же, упомянутый гелькоут характеризуется способностью накапливать влагу, которая при замерзании оказывает на структуру корпуса разрушающее воздействие. Поэтому при регулярной эксплуатации хотя бы раз в неделю следует просушивать лодку, а длительное хранение в зимний период организовывать только в отапливаемых помещениях.

Где используются глиссеры?

Спектр областей применения глиссера довольно обширен. Это и спасательные маломерные суда, и спортивная сфера, а также пассажирские лодки с небольшой вместимостью. Важным условием для реализации этого режима является низкая загруженность. Не всегда даже рыболовам удается выйти на минимизацию площади контакта с водной поверхностью из-за неверно рассчитанного распределения груза. Важно отметить, что практикуется и воздушный глиссер. Что это такое на практике? Чаще всего это судна, оснащенные толкающими воздушными винтами. Такая оснастка используется на охранных, пожарных, спасательных и некоторых почтовых моделях лодок и катеров.

Что определяет эффективность глиссера?

Независимо от материала для каждого глиссера предусматриваются одинаковые факторы, способствующие его осуществлению. Базовым условием для выхода на этот режим является небольшой вес. Соотношение силового потенциала к массе судна должно быть таким, чтобы объект мог преодолевать волновые барьеры, которые формируются в моменты повышения кормового дифферента. Помимо этого, на гидродинамическую силу удержания влияет и сама форма корпуса. Традиционный катер-глиссер отличается плоским дном и зауженным носиком.

Заключение

Введение глиссера в массовую практику использования маломерных судов обусловлено вполне логичным стремлением к понижению затрат на топливо. Глиссирующий формат плавания исключает плотный контакт объекта с волнами, за счет чего отпадает и потребность в подключении мощностного потенциала от двигателя. Но следует учитывать и некоторые недостатки этого режима. Дело в том, что легкое быстроходное судно в условиях глиссера подвергается быстрому износу в части дна, близкой к корме. Из-за этого, например, те же стеклопластиковые и поливинилхлоридные модели регулярно требуют починки. Если в случае с ПВХ возможен и риск элементарного пореза ткани на мелководье, то на пластик оказывает негативное воздействие столкновение покрытия с мелкими песчаными и каменистыми частицами. Впрочем, современные покрытия корпусов в виде тех же эфирных смол обеспечивают качественную механическую защиту.

Глиссер

Гли́ссер (фр. glisseur , от glisser — скользить) — лёгкое быстроходное судно.

Содержание

Режим глиссирования

При движении глиссера, за счёт специально спроектированной формы корпуса, имеющего либо плоское днище, либо уступы на днище в виде ступеней — реданы, возникает гидродинамическая сила, компенсирующая часть силы тяжести и вызывающая общее значительное всплытие судна, которое «выходит на редан» (оно как бы скользит по поверхности воды — глиссирует). В результате существенно уменьшается площадь соприкосновения днища с водой (у спортивных судов в несколько раз), снижается вязкое сопротивление движению за счёт уменьшения смоченной поверхности и повышается скорость хода. На глиссеры устанавливают лёгкие двигатели внутреннего сгорания, газовые турбины, некоторые типы глиссеров используют паруса. Этот тип судна/движения очень чувствителен к нагрузке. Незначительное увеличение нагрузки или изменение развесовки может привести к тому, что судно не сможет выйти на режим глиссирования, и продолжит движение в неэкономичном водоизмещающем режиме при числе Фруда около 1. Движителями служат гребные (реже воздушные) винты, водомёты. Глиссеры используются для перевозки пассажиров, охранной службы, спортивных гонок, прогулок.

Идея создания глиссера появилась как следствие решения проблемы, похожей на проблему преодоления звукового барьера. При приближении скорости судна к скорости распространения волны по воде получается, что судно непрерывно пытается заехать на им же образованную горку. Это явление называется волновым кризисом. Расход топлива растёт по мере роста скорости и достигает своего максимума перед выходом судна на глиссирование. Недостаток мощности и/или неподходящая форма корпуса делают режим глиссирования недостижимым. Например, 30-ти тонному теплоходу «Заря» для преодоления волнового кризиса требуется двигатель мощностью не менее 800 л.с. (мощность силовой установки теплохода — 1000 л.с.). После выхода на режим глиссирования этому теплоходу для движения со скоростью 45 км/ч достаточно мощности всего лишь 330 л.с.

Если мощность силовой установки достаточна для поддержания движения в режиме глиссирования, но недостаточна для преодоления волнового кризиса, судно тем не менее может быть выведено в режим глиссирования. Для этого необходимо установить силовой установке режим максимальной мощности и сместить центр тяжести судна вперед по отношению к точке приложения равнодействующей гиростатической и гидродинамической сил (например, перемещением груза, пассажиров, перекачкой топлива или балласта). В результате дифферент судна на корму уменьшится, что снизит величину волнового сопротивления и позволит судну набирать скорость и перейти в режим глиссирования. Такой способ широко применяется на моторных лодках.

Практическое использование глиссеров

Глиссирующий режим движения широко распространён в современном судостроении. Это большинство маломерных судов (моторные лодки, катера, гидроциклы), небольшие пассажирские скоростные суда (например теплоходы типа «Заря»), торпедные и противолодочные катера, пожарные и спасательные суда. [1]

Глиссеры характеризуются сильными ударными нагрузками при движении на волнении, в связи с чем их применение в морских условиях затруднено.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector
×
×
×
×