Задача создания российской лодки класса HSC (High Speed Craft) была сформулирована растущими запросами рынка на недорогие быстроходные всепогодные лодки. Подобные лодки, с учетом российской специфики, а именно удручающе неразвитой инфраструктуры обеспечения функционирования моторных и парусных судов на внутренних водных путях (ВВП), потребовали таких качеств, как повышенная дальность хода и, соответственно, экономичность. Как известно, общая протяженность только навигационно обустроенных ВВП в РФ достигает 300 000 км. При этом на наших водных просторах разбросано ничтожное количество организованных стоянок, пунктов сервиса, заправок или просто мест пригодных для безопасной швартовки и укрытия. Для примера, на самом большом озере Европы — Ладожском, при длине береговой линии около 1500 км, имеется всего 3 заправки на воде — две в южной части и одна на северо-западе озера. Доступные на рынке моторные катера и яхты, как импортные, так и российского производства могут обеспечить плавание в лучшем случае «от заправки до заправки», а на практике, вся водная активность осуществляется около мест базирования, куда можно «натаскать» топливо в канистрах от автозаправок.
Компания «КОМПАН МАРИН», занятая в основном проектированием и производством парусных яхт, в 2003 году получила от рыбаков и аквалангистов Дальнего Востока заказ на проектирование и изготовление быстроходного всепогодного морского катера длиной 6 метров и дальностью хода не менее 200 морских миль. В результате этой работы появилась лодка, которая теперь именуется RX600, классификации RIB (Rigged Inflatable Boat), т. е. надувная лодка с жестким днищем, выдержавшая три «издания — модификации» и выпускаемая до сих пор.
Лодка, построенная в соответствии с требованиями европейской сертификации по безопасности CE, обладает запасом хода в 630 миль при 30ти узловом режиме движения и мореходностью на 40 узлах при 3балльном волнении.
Стоит отметить, что стандарты ISO, из которых собственно и состоят Правила постройки и соответствия СЕ, предусматривают полную непотопляемость лодок класса RIB и сохранение нормального режима движения при повреждении 60% объема надувных баллонов и наличие эффективного пассивного самоотлива кокпита при максимальной загрузке.
Лодка «приглянулась» рыбакам Баренцева моря. Появилась версия, способная ходить в море в декабре, при температуре воздуха –20 и в условиях полярной ночи. Далее размер наших RIBов стал только расти, а дальность хода увеличиваться. Так модель RX753 уже получила дальность хода в 700 морских миль, что было подтверждено на практике РИ-Бралли на Балтике из Санкт-Петербурга в Калининград. Лодки прошли без дозаправки 26 ходовых часов, преодолев 1200 км. Кстати, в Калининграде до сих пор нет ни одной заправки на воде для маломерного флота…
Позже появился запрос на создание 9метровой лодки для Средиземного моря с дальностью хода в 800 морских миль с дизельными моторами. Так появилась модель RX850/870. Если при создании предыдущих моделей для достижения повышенной дальности хода и приемлемой мореходности мы в основном решали задачи гидродинамической оптимизации корпусов, динамической стабильности и увеличения конструкционной емкости топливных баков, то при проектировании «средиземноморской» версии, расчеты показали, что без радикального решения задачи снижения сопротивлению движению нам не обойтись. Зарубежные аналоги с требуемыми характеристиками отсутствовали, или были нам не известны. Из советских разработок, мы могли воспользоваться только опытом создания судов на каверне и подводных крыльях. Однако суда на ПК не подходили по эксплуатационным характеристикам, маневренности и ограниченной мореходности, а катера на каверне, как показал ряд экспериментов, теряли свои качества при развитом волнении и, тем более, при движении в режиме слемминга.
Тогда было уделено внимание известному режиму движения с использованием газовой смазки корпуса для снижения сопротивления подводной части. Хотя готовых разработок, с практическим опытом использования и набранной статистикой для надводных скоростных судов не нашлось, мы поверили в жизнеспособность идеи газовой смазки корпуса для скоростных судов. Было просмотрено множество иностранных и отечественных патентов для поиска приемлемого решения, выработан определенный подход, произведены начальные расчеты и поведены натурные испытания. В результате лодка получила корпус с глубоким «V» и переменной килеватостью 42/26/19. Для улучшения динамической стабильности при движении в режиме слемминга, моторы (два дизеля VOLVO PENTA D3), были сдвинуты вперед, максимально близко к центру масс лодки. Привод на угловые поворотные колонки (УПК) осуществлялся через валы со ШРУС типа AQUADRIVE. В начале глиссирующей смоченной поверхности днища производился выпуск выхлопных газов дизеля побортно. В результате примерно 40% смоченной поверхности в режиме глиссирования было покрыто слоем газовых пузырьков, радикально снижающих сопротивление трения!
Многочисленные подводные съемки корпуса на различных режимах движения позволили найти оптимальное расположение выхлопных дюз, обеспечивающих достаточный слой газовых пузырьков. В итоге ходовых испытаний выяснилось, что винтовые характеристики корпуса RX850/870 превышают показатели эмпирической модели VOLVO PENTA, на основе которой осуществляется подбор режимов движения различных скоростных судов, оснащаемых моторами данной фирмы, с коэффициентом 1,23. Дальнейшее снижение сопротивления нивелировалось ростом сопротивления подводных частей УПК, типа DPS. Так как максимальная скорость, согласно ТЗ на лодку, была достигнута, а показатели экономичности хода на крейсерской скорости в 30 узлов были превышены в 1,5 раза, работы по оптимизации режима движения на данной модели были завершены.
Следует отметить, что все опытно-конструкторские работы компания производила за счет собственных резервов, которые были весьма ограниченны. Всего было выпущено 14 корпусов модели RX850/870 в различных модификациях для российского рынка. Особую популярность получила версия RX870 HT с носовой каютой и пилотской кабиной. Лодки успешно освоили всю акваторию Балтийского и Средиземного морей, подтвердив реальную дальность хода в 800 морских миль на крейсерском ходу.
В 2011 году нами была спроектирована и построена для московской спортивной команды «NEW STAR» гоночная лодка с корпусом, имеющим двухступенчатую вентиляцию поперечными реданами, которая в этом же году выиграла Чемпионат Мира в самом старшем для РИ-Бов классе PR1 с 300сильными моторами. Работы над этой лодкой показали, что корпуса с вентиляцией не только обладают повышенными скоростными характеристиками, но и большим потенциалом в повышении экономичности движения.
Когда был сформулирован заказ на лодку длиной в 12 метров, мы смогли совместить в корпусе два решения — двухступенчатой декомпрессии и газового выхлопа. На базе использования двух этих принципов и была спроектирована и построена лодка RX1173. При разработке данной модели был использован весь опыт постройки скоростных и экономичных морских катеров с большим запасом хода. Головная лодка прошла ходовые испытания и сдана заказчику.
Наш «флагман» для России. Общая компоновка
Лодка RX1173 имеет корпус типа «Глубокое V» переменной килеватости двухступенчатой декомпрессии с двумя поперечными реданами соответственно. Угол слома килевой линии на первом редане 1 град, на втором 0,8 град. Реданы расположены таким образом, что центр масс лодки находится между первым и вторым поперечными реданами.
Для повышения динамической стабильности моторы значительно смещены к центру масс лодки. Для этого используются удлинительные валы между моторами и УПК. Остальное подпалубное пространство в районе центра масс занято топливными баками общей емкостью 2500 литров, а у версии World Tour (WT) емкостью в 5000 литров. В фундаментах моторов смонтированы выпускные каналы системы газовой смазки.
Корпус соединяется с палубой фигурным ложементом под надувной баллон. Надувной баллон имеет 7 независимых секций и установлен таким образом, чтобы являть собой мягкую скулу корпуса. Тем самым достигается повышенная мореходность при развитом волнении, когда баллон работает как своеобразный амортизатор удара во встречную волну при движении в режиме слемминга. Кокпит палубы самоотливной с развитыми сливными шпигатами, с помощью которых происходит быстрое осушение после накрытия волной. На транце смонтирован широкий кринолин, пригодный как для организации удобного погружения аквалангистов, так и для быстрой замены винтов на воде.
На палубе смонтирована надстройка, включающая в себя пилотскую кабину и носовую каюту. Аэродинамика надстройки спроектирована таким образом, чтобы полностью избавить кокпит и кормовую часть палубы от спрея (брызг и водяной пыли), неизменно сопутствующих скоростным лодкам. Для снижения общей шумности лодки на крейсерской и максимальной скорости, воздухо-заборники двигателей убраны с капота моторов и вынесены на верхние боковые поверхности надстройки. Надстройка имеет на верхней поверхности три герметичных люка и две герметичных двери на задней переборке в кабину и в гальюн. Внутренняя компоновка может быть различной, в зависимости от функции использования лодки. Коммерческий вариант предусматривает 4–6 ударо поглощающих кресел, камбуз, гальюн с душем, диван, холодильник и различные шкафы-рундуки. Неизменными остаются только консоли пилота и штурмана, спроектированные в соответствии со стандартами HSC. Компоновка для спецприменений может варьироваться с различным количеством кресел (до 12), а также оснащаться дополнительным центральным люком рядом с пулеметной турелью. Повышенная поперечная остойчивость корпуса позволяет монтировать на крыше различные скорострельные системы Гатлинга с боковой отдачей до 100 кг. Благодаря значительному объему надстройки и пониженному центру тяжести, лодка имеет эффект самовосстановления при непроизвольном опрокидывании.
Узлы и агрегаты
Корпус изготовлен из композитных материалов с применением армидных и углеродных волокон RTM методом вакуумной инфузии. Наша компания имеет более чем 15летний опыт вакуумной формовки композитов, и добилась очень хорошего и стабильного качества исполнения корпусов, что гарантирует их прочность и долговечность. Технология изготовления корпуса позволяет максимально эффективно использовать оптимальную гидродинамику и получать наилучшие прочностно-весовые характеристики.
Топливные баки изготовлены из композитного сэндвича с двойными стенками, с элементами силового набора. Упругость и эластичность подобной конструкции гарантирует высокую надежность баков при значительных знакопеременных нагрузках на корпус.
Палуба и надстройка также изготовлены методом вакуумной формовки и представляют собой сэндвич-конструкцию с применением полипропиленовых сотовых заполнителей.
В стандартном оснащении лодка оборудуется двумя дизельными моторами D4 с турбонаддувом и механическим компрессором, мощностью по 300 л. с. фирмы ВОЛЬВО ПЕНТА с приводом на УПК типа DPH или DPR, что позволяет двигаться по мелководью с глубиной в 0,7 метра. Лодка может оснащаться моторами с массогабаритными параметрами, аналогичными моторам D6, а также водометными движителями.
Российская лодка класса HSC с большим запасом хода
Опыт, которым можно гордиться
Задача создания российской лодки класса HSC (High Speed Craft) была сформулирована растущими запросами рынка на недорогие быстроходные всепогодные лодки. Подобные лодки, с учетом российской специфики, а именно удручающе неразвитой инфраструктуры обеспечения функционирования моторных и парусных судов на внутренних водных путях (ВВП), потребовали таких качеств, как повышенная дальность хода и, соответственно, экономичность. Как известно, общая протяженность только навигационно обустроенных ВВП в РФ достигает 300 000 км. При этом на наших водных просторах разбросано ничтожное количество организованных стоянок, пунктов сервиса, заправок или просто мест пригодных для безопасной швартовки и укрытия. Для примера, на самом большом озере Европы — Ладожском, при длине береговой линии около 1500 км, имеется всего 3 заправки на воде — две в южной части и одна на северо-западе озера. Доступные на рынке моторные катера и яхты, как импортные, так и российского производства могут обеспечить плавание в лучшем случае «от заправки до заправки», а на практике, вся водная активность осуществляется около мест базирования, куда можно «натаскать» топливо в канистрах от автозаправок.
Компания «КОМПАН МАРИН», занятая в основном проектированием и производством парусных яхт, в 2003 году получила от рыбаков и аквалангистов Дальнего Востока заказ на проектирование и изготовление быстроходного всепогодного морского катера длиной 6 метров и дальностью хода не менее 200 морских миль. В результате этой работы появилась лодка, которая теперь именуется RX600, классификации RIB (Rigged Inflatable Boat), т. е. надувная лодка с жестким днищем, выдержавшая три «издания — модификации» и выпускаемая до сих пор.
Лодка, построенная в соответствии с требованиями европейской сертификации по безопасности CE, обладает запасом хода в 630 миль при 30ти узловом режиме движения и мореходностью на 40 узлах при 3балльном волнении.
Стоит отметить, что стандарты ISO, из которых собственно и состоят Правила постройки и соответствия СЕ, предусматривают полную непотопляемость лодок класса RIB и сохранение нормального режима движения при повреждении 60% объема надувных баллонов и наличие эффективного пассивного самоотлива кокпита при максимальной загрузке.
Лодка «приглянулась» рыбакам Баренцева моря. Появилась версия, способная ходить в море в декабре, при температуре воздуха –20 и в условиях полярной ночи. Далее размер наших RIBов стал только расти, а дальность хода увеличиваться. Так модель RX753 уже получила дальность хода в 700 морских миль, что было подтверждено на практике РИ-Бралли на Балтике из Санкт-Петербурга в Калининград. Лодки прошли без дозаправки 26 ходовых часов, преодолев 1200 км. Кстати, в Калининграде до сих пор нет ни одной заправки на воде для маломерного флота…
Позже появился запрос на создание 9метровой лодки для Средиземного моря с дальностью хода в 800 морских миль с дизельными моторами. Так появилась модель RX850/870. Если при создании предыдущих моделей для достижения повышенной дальности хода и приемлемой мореходности мы в основном решали задачи гидродинамической оптимизации корпусов, динамической стабильности и увеличения конструкционной емкости топливных баков, то при проектировании «средиземноморской» версии, расчеты показали, что без радикального решения задачи снижения сопротивлению движению нам не обойтись. Зарубежные аналоги с требуемыми характеристиками отсутствовали, или были нам не известны. Из советских разработок, мы могли воспользоваться только опытом создания судов на каверне и подводных крыльях. Однако суда на ПК не подходили по эксплуатационным характеристикам, маневренности и ограниченной мореходности, а катера на каверне, как показал ряд экспериментов, теряли свои качества при развитом волнении и, тем более, при движении в режиме слемминга.
Тогда было уделено внимание известному режиму движения с использованием газовой смазки корпуса для снижения сопротивления подводной части. Хотя готовых разработок, с практическим опытом использования и набранной статистикой для надводных скоростных судов не нашлось, мы поверили в жизнеспособность идеи газовой смазки корпуса для скоростных судов. Было просмотрено множество иностранных и отечественных патентов для поиска приемлемого решения, выработан определенный подход, произведены начальные расчеты и поведены натурные испытания. В результате лодка получила корпус с глубоким «V» и переменной килеватостью 42/26/19. Для улучшения динамической стабильности при движении в режиме слемминга, моторы (два дизеля VOLVO PENTA D3), были сдвинуты вперед, максимально близко к центру масс лодки. Привод на угловые поворотные колонки (УПК) осуществлялся через валы со ШРУС типа AQUADRIVE. В начале глиссирующей смоченной поверхности днища производился выпуск выхлопных газов дизеля побортно. В результате примерно 40% смоченной поверхности в режиме глиссирования было покрыто слоем газовых пузырьков, радикально снижающих сопротивление трения!
Многочисленные подводные съемки корпуса на различных режимах движения позволили найти оптимальное расположение выхлопных дюз, обеспечивающих достаточный слой газовых пузырьков. В итоге ходовых испытаний выяснилось, что винтовые характеристики корпуса RX850/870 превышают показатели эмпирической модели VOLVO PENTA, на основе которой осуществляется подбор режимов движения различных скоростных судов, оснащаемых моторами данной фирмы, с коэффициентом 1,23. Дальнейшее снижение сопротивления нивелировалось ростом сопротивления подводных частей УПК, типа DPS. Так как максимальная скорость, согласно ТЗ на лодку, была достигнута, а показатели экономичности хода на крейсерской скорости в 30 узлов были превышены в 1,5 раза, работы по оптимизации режима движения на данной модели были завершены.
Следует отметить, что все опытно-конструкторские работы компания производила за счет собственных резервов, которые были весьма ограниченны. Всего было выпущено 14 корпусов модели RX850/870 в различных модификациях для российского рынка. Особую популярность получила версия RX870 HT с носовой каютой и пилотской кабиной. Лодки успешно освоили всю акваторию Балтийского и Средиземного морей, подтвердив реальную дальность хода в 800 морских миль на крейсерском ходу.
В 2011 году нами была спроектирована и построена для московской спортивной команды «NEW STAR» гоночная лодка с корпусом, имеющим двухступенчатую вентиляцию поперечными реданами, которая в этом же году выиграла Чемпионат Мира в самом старшем для РИ-Бов классе PR1 с 300сильными моторами. Работы над этой лодкой показали, что корпуса с вентиляцией не только обладают повышенными скоростными характеристиками, но и большим потенциалом в повышении экономичности движения.
Когда был сформулирован заказ на лодку длиной в 12 метров, мы смогли совместить в корпусе два решения — двухступенчатой декомпрессии и газового выхлопа. На базе использования двух этих принципов и была спроектирована и построена лодка RX1173. При разработке данной модели был использован весь опыт постройки скоростных и экономичных морских катеров с большим запасом хода. Головная лодка прошла ходовые испытания и сдана заказчику.
Наш «флагман» для России. Общая компоновка
Лодка RX1173 имеет корпус типа «Глубокое V» переменной килеватости двухступенчатой декомпрессии с двумя поперечными реданами соответственно. Угол слома килевой линии на первом редане 1 град, на втором 0,8 град. Реданы расположены таким образом, что центр масс лодки находится между первым и вторым поперечными реданами.
Для повышения динамической стабильности моторы значительно смещены к центру масс лодки. Для этого используются удлинительные валы между моторами и УПК. Остальное подпалубное пространство в районе центра масс занято топливными баками общей емкостью 2500 литров, а у версии World Tour (WT) емкостью в 5000 литров. В фундаментах моторов смонтированы выпускные каналы системы газовой смазки.
Корпус соединяется с палубой фигурным ложементом под надувной баллон. Надувной баллон имеет 7 независимых секций и установлен таким образом, чтобы являть собой мягкую скулу корпуса. Тем самым достигается повышенная мореходность при развитом волнении, когда баллон работает как своеобразный амортизатор удара во встречную волну при движении в режиме слемминга. Кокпит палубы самоотливной с развитыми сливными шпигатами, с помощью которых происходит быстрое осушение после накрытия волной. На транце смонтирован широкий кринолин, пригодный как для организации удобного погружения аквалангистов, так и для быстрой замены винтов на воде.
На палубе смонтирована надстройка, включающая в себя пилотскую кабину и носовую каюту. Аэродинамика надстройки спроектирована таким образом, чтобы полностью избавить кокпит и кормовую часть палубы от спрея (брызг и водяной пыли), неизменно сопутствующих скоростным лодкам. Для снижения общей шумности лодки на крейсерской и максимальной скорости, воздухо-заборники двигателей убраны с капота моторов и вынесены на верхние боковые поверхности надстройки. Надстройка имеет на верхней поверхности три герметичных люка и две герметичных двери на задней переборке в кабину и в гальюн. Внутренняя компоновка может быть различной, в зависимости от функции использования лодки. Коммерческий вариант предусматривает 4–6 ударо поглощающих кресел, камбуз, гальюн с душем, диван, холодильник и различные шкафы-рундуки. Неизменными остаются только консоли пилота и штурмана, спроектированные в соответствии со стандартами HSC. Компоновка для спецприменений может варьироваться с различным количеством кресел (до 12), а также оснащаться дополнительным центральным люком рядом с пулеметной турелью. Повышенная поперечная остойчивость корпуса позволяет монтировать на крыше различные скорострельные системы Гатлинга с боковой отдачей до 100 кг. Благодаря значительному объему надстройки и пониженному центру тяжести, лодка имеет эффект самовосстановления при непроизвольном опрокидывании.
Узлы и агрегаты
Корпус изготовлен из композитных материалов с применением армидных и углеродных волокон RTM методом вакуумной инфузии. Наша компания имеет более чем 15летний опыт вакуумной формовки композитов, и добилась очень хорошего и стабильного качества исполнения корпусов, что гарантирует их прочность и долговечность. Технология изготовления корпуса позволяет максимально эффективно использовать оптимальную гидродинамику и получать наилучшие прочностно-весовые характеристики.
Топливные баки изготовлены из композитного сэндвича с двойными стенками, с элементами силового набора. Упругость и эластичность подобной конструкции гарантирует высокую надежность баков при значительных знакопеременных нагрузках на корпус.
Палуба и надстройка также изготовлены методом вакуумной формовки и представляют собой сэндвич-конструкцию с применением полипропиленовых сотовых заполнителей.
В стандартном оснащении лодка оборудуется двумя дизельными моторами D4 с турбонаддувом и механическим компрессором, мощностью по 300 л. с. фирмы ВОЛЬВО ПЕНТА с приводом на УПК типа DPH или DPR, что позволяет двигаться по мелководью с глубиной в 0,7 метра. Лодка может оснащаться моторами с массогабаритными параметрами, аналогичными моторам D6, а также водометными движителями.
А. А. Тараненко,
ген. директор и ген. конструктор
ЗАО «КОМПАН МАРИН».
Рубрики
Подписаться на новости