Глиссер

Глиссер, быстроходное судно, движение которого происходит по принципу скольжения, в отличие от судов водоизмещаю-щих. Благодаря специальной конструкции плоского днища, при возрастании скорости глиссера его осадк быстро уменьшается вследствие развивающегося динамического давления воды на днище; когда это давление становится по величине близким к весу (водоизмещению) глиссера, он выходит на редан и начинает скользить (планировать). При дальнейшем же возрастании скорости осадка еще несколько уменьшается. Это явление сопровождается относительно резким уменьшением лобового сопротивления по сравнению с водоизмещающим судном и дает возможность глиссеру развивать сравнительно большие скорости. Если на оси ординат (фигура 1) отложить сопротивление Р,а на оси абсцисс—скорость V, то кривая ОаЬс дает кривую сопротивления Г. Пунктирная линия ad показывает рост сопротивлений для водоизмещающего судна.

Скольжение Г. основано на том, что плоская пластинка; движущаяся в жидкости с небольшим углом наклона (атаки) к горизонту, способна развивать большую подъемную силу при сравнительно малом лобовом сопротивлении, то есть на том же принципе, что и полет аэроплана (смотрите Аэродинамика). На фигуре 2 представлена схема движения плоской тонкой пластинки в воде под некоторым углом атаки к. Пусть величина площади погружения S=l-b. Полное сопротивление воды движению пластинки м. б. разложено на две составляющие: вертикальную R_y и горизонтальн. R_x. Первую называют п одъемной сило и пластинки, а вторую—ее лобовым сопротивлением. Для того чтобы нагруженная пластинка (не имеющая водоизмещения) не тонула, ее подъемп. сила Ун, должен быть всегда равна нагрузке на пластинку. Величины сил В_у и R_x и их соотношение меняются с изменением скорости V, /. а, площади Sи удли-

, ь _и

нения Я=погруженной части пластинки.

Для пластин неплоских с непрямоугольной формой погруженной площадки удлинением называется, по аналогии с аэропланными ь крыльями, отношение J (фигура 3). Отношение называют качеством плани-

ру ющей пластинки. Чем больше подъемная сила R_y и чем меньше лобовое сопротивление R_x, тем --------.

выше качество. Каче-

ство растет с ростом Д.____Х,

удлинения и при угле ^--ь,-·>,

атаки от 4 до 6° дости- _{фцг 3}

гает максимума, который, по опытам Беккера и Миллера в Англии, находится для пластинок между 7 и 8; для лодок при тех же, примерно, углах максимальное значение приблизительно соста-

вляет 4f 6. Полная аналогия между крылом аэроплана и рабочей частью днища Г. нарушается тем, что днище Г. омывается водой с одной нижней стороны, тогда как крыло обтекается воздухом со всех сторон. Это обстоятельство не позволяет получить коэффициенты подъемной силы и лобового сопротивления пластинки или днища.

Фпг. 4.

Характерной особенностью Г. является т. н. редан, то есть поперечный уступ на днище для отделения струй жидкости на значительном участке днища за реданом и уменьшения общего сопротивления путем устранения прилипания и подсасывания струй и ослабления трения (смотрите Гидроаэроплап). На фигуре 4 изображен первый Г. постройки

Фигура 5.

ЦАГИ—АНТ-1 (деревянный), конструкции инж. Туполева (закончен постройкой и испытан в 1920 году). Он снабжен одним реданом и подвижными плавниками, вместо второго редана, для изменения угла атаки; мотор— Изотта-Фраскини в 1G0 1Р. Этот Г. с 4 пассажирами развивает скорость до 75 км/ч.

По числу реданов различают Г. одноре-данные, двухреданпые и многореданные. К однореданным глиссерам приближаются, до известной степени, водоизмещающие моторные лодки современной формы с плоским к корме днищем и сравнительно широкой срезанной кормой. Для правильной работы Г. необходимо и достаточно иметь два редана, причем вторым мол-сет служить обрез кормы. Увеличение числа реданов свыше двух,

как показала практика, не дает сколько-нибудь значительной выгоды и применяется гл. образом в так называемым плотиках. Плотик— легкий, пустотелый, прямоугольный в плане плот, снабженный реданами. Французский конструктор де-Ламбер составлял свой плотик из нескольких прямоугольных (в плане) поплавков.

Главным недостатком Г. с одним реданом является их работа на невыгодных углах атаки, что приводит к потере скорости.

Вторым существенным недостатком, при близко к редану расположенном ц. т., является «дельфи-нирование» на больших скоростях, вследствие недостаточной длины опорной площадки. Центр тяжести двухредан. Г. обычно располагается вблизи переднего редана (лучше немного позади его).

По внешнему виду различают два основных типа Г.: лодки и плотики.

Первые лучше справляются с волной и, следовательно, обладают большей мореходностью. Вторые—на тихой воде дают хорошие

результаты, но на волне сильно бьются, и поэтому их применяют только на реках и мелких озерах.

По роду движителя (винта) различают Г. с водяным винтом и воздушным винтом. Правильный подбор винтов—одно из главных условий успешной работы Г. С воздуш

ным винтом Г. незаменимы для движения по мелководью; они ташке могут хорошо справляться с быстрыми течениями, благодаря своим высоким скоростям. Воздушный ВИН1 ставится гл. образом на плотики, в виду их сравнительно большой поперечной остойчивости. Недостатки воздушн. винтов: 1) низкий кпд винта на малых и средних скоростях и вредное влияние встречного ветра:

2) необходимость высокого размещения мотора, что связано с уменьшением остойчивости и с возрастанием воздушных сопротивлений; 3) применение дорого стоящих и ненадежных, при больших оборотах мотора, цепных передач. На фигуре δ показан второй Г. постройки ЦАГИ—АНТ-2, конструкции инж. Туполева. В 1927 г. на нем (с мотором Сименс 50 1Р) при неблагоприятных условиях погоды был совершен поход Москва-Ленинград но водной системе. Общая длина пути составляла ок. 2 615 км; средняя скорость достигала 32,6 км/ч, при водоизмещении около 920 килограмм; наибольшая достигнутая скорость, при водоизмещении в 850 килограмм (на участке ок. 200 км)—17,9 км/ч. Применение водяных винтов требует устройства хорошо обтекаемых кронштейнов и доведения подводных деталей до минимума, с приданием им наиболее обтекаемой формы. Моторы для Г. применяют только авиационные, причем для Г. с воздушным винтом отдают предпочтение моторам с воздушным охлаждением, как в отношении легкости, так и для уменьшения воздушных сопротивлений. Для Г. с водяным винтом имеются авиационные моторы, приспособленные для лодок (реверс и охлаждение зной водой). Примером может служить лодочный мотор «Райт-Тай-фуи» 500 IP (переделанный Райт Т-3).

Основные требования, которым должен в конструктивном отношении удовлетворять хороший глиссер, следующие: 1) рациональная форма днища; 2) размещение нагрузки, обеспечивающее достаточную метацеитрич. высоту, а также правильное положение ц. т. по длине; 3) минимальный вес корпуса и

механизмов; 4) прочность; 5) хорошо обтекаемая форма корпуса и всех выступающих из пего частей, число к-рых, в особенности в подводной части, должен быть минимальным. Конструкцию корпуса можно понять из фигура 6, на которой показана форма днища Г.-лодки Ториикрофта—типа «С.М.В.». Правая половина фигуры представляетпоперечн. сечение корпуса Г. впереди редана, а левая—за реданом (в корму). Рабочая часть днища впереди редана имеет килеватую форму с отогнутыми книзу краями у бортов. Угол килева-тости ок. 25—30°; к носу килеватость увеличивается. Отогнутые книзу края рабочей части днища впереди редана способствуют увеличению поперечной дипампч. остойчивости и быстроте выхода на редан. Непосредственно за реданом (к корме) поперечные обводы сильно приподнимаются и плавно переходят в борт, образуя на боковой проекции борта значительный уступ, обеспечивающий отставание боковых струй и доступ воздуха в зареданноо пространство. Необходимо отметить, что для полного отделения струй и устранения подсасывания рабочие поверхности должны заканчиваться острой кромкой. От редана к корме поперечные обводы днища постепенно распрямляются и заканчиваются пологой кривой линией на обрезе кормы. В диаметральной плоскости, как видно на фигуре 7 (боковая проекция), кормовая линия днища за реданом поднимается, образуя с передней носовой линией угол около 3°3и, что примерно соответствует наклону носового участка линии дншца при скольжении. Для получения угла атаки кормового рабочего участка днища средняя линия на середине своей длины начинает снова перегибаться книзу и подходит к обрезу кормы с углом атаки около 3°15.

Материалом для постройки корпуса может служить как дерево, так и легкий металл (дуралюминий или кольчугалюминий). Из древесных пород наиболее употребительны: ясень, вяз, красное дерево, береза, мелкослойная сосна и дуб. Для наружной обшивки деревянных корпусов применяется красное дерево в 2—3 слоя из узких тонких дощечек, укладываемых по диагонали, с прослойкой из полотна, обработанного сырым льняным маслом или масляным лаком для водонепроницаемости. Можно также применять ги-дроавиациоиные сорта трехслойной березовой переклейки в два ряда с полотняной прослойкой в подводных частях и на некоторой высоте надводного борта. Для крепления обшивки к шпангоутам и стрингерам служат оцинкованные проволочные гвозди. Между собой слои обшивки проклепываются специальными гвоздями-заклепками красной меди с плоскими потайными головками и с шайбами изнутри. Для непотопляемости обычно каждый корпус снабжается по крайней мерс двумя водонепроницаемыми переборками. Одним из главных недостатков деревянной конструкции является намокание дерева и связанное с этим увеличение веса. Торпикрофт в своих Г. применяет заполнение пространства между двойным днищем (рабочий участок) мастикой из пробковых опилок в парафине. Это заполнение умень

шает проникновение воды внутрь корпуса и в то же время играет роль буфера при передаче ударов от наружного днища на внутреннее. В металлических корпусах водонепроницаемость швов достигается применением полотняных прокладок на сурике. За границей наряду с суриком применяют для этой цели более легкую мастику на каменноугольном лаке.

Расчет необходимой мощности двигателей и определение главных конструктивных размеров корпуса производятся на основании данных по испытанию моделей, возможно большого масштаба, в опытных бассейнах.

Для расчета, наир., мореходного Г. с водяным винтом, общим водоизмещением D — b т и заданной скоростью V —40 узлов можно применить следующий метод. На график (фигура 8) нанесены результаты испытаний, произведенных .7. Е. Thornykroft и Bremner, трех моделей одинакового веса и размеров, отличающихся только формой днища. Из графика видно, что модель Ториикрофта «С.М.В.» имеет наименьшее сопротивление. Зная вес и размеры модели, можно определить ее масштаб относительно проектируемого Г., а затем главные размеры:

Вес модели u’.

Длина модели I.

Ширина » у редана b. Вес проектируемого Г. W. Линейный масштаб относительно проектируем. Г.

5,1 англ. фи.

3,33

0,71

и 040 англ. фн. т У II 040 13

Длина проектируем. Г. L. з.зз х 13=43

Ширина » » В. 0,71×13 — 9,2

Отношение. s.4,7.

Если, далее, обозначить для полномерного судна: D—водоизмещение, Р—тягу и V—скорость, а через 11, р н и—соответствующие величины для модели в i m натурально» величины, то между ними, по закину Фруда, существует следующая зависимость:

D=d τη’; Р - V т’: V=г V т. Следовательно, при V=40 узлов и т=13, соответ-

40 40

ственная скорость модели: г, ,.=11.1 уз-

V13 ^d-^b

лов=1129 фт/м. а соответственное сопротивление модели ио кривой р=0,735 англ. фн. По формуле Р — рт¹получается Р — 0,735 · 13*=0,735 · 2 200= 1 615 англ, фн.=733 килограмма. К полученному сопротивлению поплавка необходимо прибавить вычисленное сопротивление подводных частей (валов, дейдвудов, кронштейнов. рулей, кингстона и др.), а также воздушные сопротивления надводных частей. Если предположить, что все вычисленные сопротивлении в сумме составляют, наир., 30% сопротивления поплавка, то определится необходимая тяга: Р_х — 1,30-733=954 килограмма.

Эфф. мощность Г. Ne - IP, где Р выражено и кг и V — в м/ск.

Принимая кпд винта, с учетом трении в валопро-водс, т, i= 0,65, можно определит!, необходимую тормозную мощное гь двигателей (40 узл. 3 20,5 м/с к): P-V 954-20,5 •^Vi ~ 75·, Г 75-0,65

400 IP.

Если задаются водоизмещение и располагаемая мощность двигателей, а требуется определить скорость V, то вопрос решается построением кривой сопротивлении полномерного Г. по скорости и наложением на нее характеристики винтомоторной группы.

Применение Г. для гражданских целей, вследствие высокой стоимости моторов и дороговизны эксплуатации, ограничивается перевозкой почты, пассажиров, легких ценных грузов и имеет серьезное значение лишь при отсутствии других более дешевых и удобных путей и средств сообщения. Для военных целей Г., вооруженные торпедами и пулеметами, находят применение для охраны берегов и пограничных морских и речных пунктов. Для учебных и спортивных целей в морской авиации применяются легкие Г. с установкой маломощных моторов. Такие

Т. Э. m. V.

учебные аппараты имеют значение для обучения технике управления гидросамолетом, так как они при скользящем движении дают в точности весь процесс разбега морского самолета.

Лит.: Г с р м а н Г., Поплавки и лодки гидросамолетов, «Кораблестроитель», Л., 1927, 7, 1928, S: Coastal Motor Boats, «The Shipbuilder», Newcastle -London. 1923, v. 28, p. 290;«Trans. of tile Instit. of Naval Architects», L. 1927, v. 5; Mi liar G. H., Design of tin Hydro-Aeroplane Floats, «Engineering», L. 191 i. v. 98, p. 106; John s, Ship Resistance a. the Ramus Principle, ibid., 1920, v. 110, p. 395; «Technical Report of the Advisory Committee for Aeronautics», L. 1912; Schaffra η K., Schleppversuclie fiir Gleit-boote mit Wasser- u. Luftpropellerantrieb, «Schirfbau», В., 1914/15, ,Ig. 16, 20, p. 565; «Вестник воздушного флота», Μ., 1928, У. Η. Некрасов.