"Морской нож" на Неве

Испытания подтвердили высокое гидродинамическое качество обводов П. Пейна. Были получены значения сопротивления модели при нескольких величинах водоизмещения и двух углах установки реверсоров относительно днищевой пластины. (Размеры днищевой пластины были приняты: длина — 2225 мм, ширина на транце 660). При всех условиях испытаний кривые сопротивления имеют характерный «горб» на скорости 3—3,5 м/с, после чего сопротивление заметно уменьшается.

Наивысшее значение гидродинамического качества К = 10 было получено на тихой воде для наибольшего водоизмещения D = 370 кг при угле установки реверсоров относительно днища — 5,5°. При меньших значениях водоизмещения максимальное гидродинамическое качество существенно снижается (К = 8 для D = 280 кг); проявление этой закономерности приводило к тому, что предельно достижимая скорость при уменьшении водоизмещения не возрастала, а практически оставалась неизменной. К сожалению, нам не удалось получить данные по сопротивлению модели для больших нагрузок: при водоизмещении более 370 кг тяги даже самого легкого винта не хватало, чтобы преодолеть горб сопротивления и разогнать модель до режима глиссирования.

Низкое качество нашего «Морского ножа» на скорости выхода на глиссирование было неожиданным результатом. Пытаясь выяснить пути снижения сопротивления при разгоне за счет уменьшения удельной нагрузки на днище, мы провели замер сопротивления полностью разгруженной модели, буксируемой другим катером. Как и следовало ожидать, гидродинамическое качество при глиссировании упало до 4, а при разгоне — осталось почти без изменения.

Любопытно, что сопротивление при разгоне значительно уменьшается при крутой левой циркуляции (напомним, что на моторе «Москва-30» гребной винт имеет правое вращение). Этим явлением мы часто пользовались для ускорения разгона при предельном водоизмещении, делая сразу после отхода от бона крутой левый поворот. Обычно для разгона было достаточно выполнить 3/4—1 1/2 оборота.

Вероятно, сопротивление на «горбе сопротивления» полностью определяется формой ватерлиний корпуса, имеющих при нормальном положении модели форму треугольника и приводящих к повышенному сопротивлению формы и волнообразования. Из-за значительного крена и дрейфа при циркуляции форма и площадь ватерлинии существенно изменяются и становятся ближе к ватерлиниям обычного глиссирующего катера, что несколько уменьшает волнообразование и, следовательно, сопротивление на этом режиме.

Увеличение отрицательного угла установки реверсоров не дало ожидаемого результата. При движении модели на максимальных скоростях угол атаки днищевой пластины равен 5,5—6°, т. е. в исходном варианте реверсоры, установленные относительно днища под углом — 4,5°, имеют угол атаки около + 1,5°.

Пытаясь проверить предложенную П. Пейном идею использовать дополнительную тягу реверсоров, образующуюся при отклонении брызговых струй, мы увеличили угол между реверсорами и днищем до 8,5° путем установки новой днищевой пластины. При этом ходовой угол атаки реверсоров уменьшился до — 2,5°, однако из-за чрезмерного увеличения расстояния от поверхности воды до брызгоотражателей, существенно уменьшившего их эффективность, гидродинамическое качество модели не увеличилось, а упало.

Во время всех испытаний положение центра тяжести по длине выбиралось оптимальным из условия обеспечения минимального сопротивления и продольной устойчивости движения. Оптимальное расстояние от кормового среза днища до центра тяжести составляло 0,73 м. Смещение ЦТ в нос на 4—5 см приводило к заметному падению скорости из-за входа нижней точки форштевня в воду и замывания при этом дополнительных участков борта. Смещение ЦТ на те же 4—5 см в корму несколько увеличивало скорость, однако при этом появлялось продольное раскачивание модели, а удары в днище на волнении становились сильнее.

Конечно, еще нельзя утверждать, что, проведя 40-часовые испытания небольшой модели, мы полностью ознакомились со всеми положительными и отрицательными сторонами катеров со столь необычными обводами, но в целом мы пришли к определенному выводу. Предложенные П. Пейном обводы быстроходного катера действительно обладают неоспоримыми достоинствами — высокой мореходностью и маневренностью, хорошими скоростными качествами, простотой и технологичностью и могут использоваться для катеров различного назначения. В то же время корпуса с обводами «Морского ножа» (особенно при малых размерениях) обладают пониженной вместимостью из-за того, что объемы неудобны для использования. В нашей модели, имеющей длину 4 м и ширину на транце 1,8 м, могли (без особого комфорта) разместиться только два человека. Это нас, правда, не удивляло: ведь «Нож» Пейна при длине 6,1 м вмещал только троих!

Существенным затруднением при проектировании и эксплуатации катеров подобного типа является и жесткое требование к положению ЦТ по длине и высоте.