Омекотяване на дъното на лодката за смекчаване на ударни натоварвания (Корабостроене
Силните хидродинамични претоварвания, по-просто - вълновите удари в дъното, се превърнаха в един от основните проблеми на съвременното корабостроене, което възпрепятства нарастването на скоростите. Създателите на високоскоростни плъзгащи се лодки се бореха с прекомерни претоварвания главно в две посоки: търсеха такива контури на корпуса, които да омекотят силата на ударите, като намалят площта на дъното, докосваща водата, и му придадоха клиновидна форма в напречно сечение, или се опитаха да повдигнат корпуса над гребените на вълните, да откъснат дъното от водната повърхност. В резултат на развитието на първото направление се появиха контури тип "дълбок V", катамарани, шейна на лисица, "Морски нож" и др.. Във второто направление се развиха малки кораби на подводни криле и кораби на въздушна възглавница, екранопланове.
Но и двете посоки в проектирането на кораби за рендосване са свързани с осезаеми разходи за енергия. Както дълбоките V лодки, така и корабите на подводни криле или корабите на въздушна възглавница изискват допълнителна мощност на двигателя за постигане на високи скорости в сравнение с конвенционалните лодки с ниска височина.
Междувременно има друг начин за намаляване на силата на хидродинамичните удари в дъното, което не изисква увеличаване на мощността на двигателя или укрепване на конструкцията на корпуса. Същността му се състои в прилагането на амортизация, амортизиране на ударно натоварване с помощта на еластични структурни елементи, въведени в тялото. При амортизиране силата на удара се намалява поради увеличаване на времето на действие на повишеното хидродинамично налягане върху дъното. Големината на претоварването, измерена чрез числото g - ускорението на свободното падане на тялото - е почти право пропорционална на времето на натиск върху лодката. И така: еластични елементидизайните позволяват да се намалят претоварванията върху корпуса на планираща лодка при плаване във вълни с почти 2 пъти в сравнение с корпус с традиционен "твърд" дизайн.
Авторите са извършили редица конструктивни проучвания на амортизационни елементи, които могат да бъдат успешно приложени към корпусите на развлекателно-туристически и спортни лодки. В редица случаи те позволяват да се направи корпусът по-лек и по-евтин, което ще изисква по-малко материали и трудоемкост за неговото производство, отколкото серийните дизайни.
Носът на кораба е тесен централен корпус 1, преминаващ в моно-ски 2 и имащ странични спозони 3, плавно преминаващи в корпус с остра брада на кърмата. В средната част спонсоните са запълнени с кубични водоустойчиви елементи 5, които са свързани в горната и долната част с еластични ленти 6 (възможно е използването на гумени ленти, подсилени с корда). Кубичните елементи могат да се движат в страничните водачи 7 спонсора във вертикална посока. Отгоре кубичните елементи са пружинирани с амортисьори 8. Краищата на долните гъвкави ленти 6 са здраво закрепени върху линията на спонсона, а в горните остават свободни.
При слабо вълнение ударите ще бъдат малки; вълните, действащи върху еластичната лента 6, ще прехвърлят енергията на удара през елементите 5 към пружинните амортисьори 8.
При значително вълнение, едновременно с еластични спонсори, ще влезе в действие централното тяло 1, което има долни контури с повишена мъртва позиция в носа. Еластичните спозони гасят енергията на удара в началния момент и не позволяват на централния корпус да бъде значително потопен във вълната, намалявайки общото съпротивление на кораба. Еластичните ленти следват профила на вълната, пружинните демпфери поемат енергията от вибрациите на елементите. Това се комбинира стесен централен корпус, превръщащ се в моноски, ще позволи на кораба да се управлява с висока скорост в открито море. Благодарение на намаляването на ударните натоварвания е възможно да се намалят размерите на здравите връзки на корпуса. Това, ако не води до спестяване на маса, тогава компенсира масата на гъвкавите структури.
Това техническо решение е особено полезно за рендосване на тримарани и катамарани. Вярно е, че известен недостатък е трудността при използване на обемите на кухите демпфериращи елементи, които заемат част от общия използваем обем на тялото.
Долната обшивка е подсилена с надлъжни усилващи елементи, опорите за които са подове 3, закрепени към долния панел на страничната обшивка 4 под гофрираната вложка 5. Над вложката страничната обшивка е подсилена със стрингер 7 и натискащи пангоути 8.
Хидродинамичните удари, получени от долните панели, се предават към подовете и съответно към страничната обшивка. По-голямата част от енергията на удара се абсорбира по време на деформацията на страничните вложки 5 и еластичния пълнител 6. Благодарение на "гъвкавостта" на дънната обшивка, натоварванията, възприемани от нея, са по-малки, отколкото при твърда конструкция, и лодката може да развие по-висока скорост при вълни без риск от повреда на корпуса.
Тази опция е най-обещаваща за малки плъзгащи се моторни лодки и лодки. Изпълнението му не е възпрепятствано от технически трудности - достатъчно е да се щамповат надлъжни гофри с определена твърдост в страничната обвивка. Описаното изобретение беше използвано например при разработването на модернизирана версия на спортната моторна лодка Neman (виж "KiYa" № 126), предварителните тестове на прототипа на които показаха забележимо подобрение на производителността (предимно комфорт при плуванена вълни) в сравнение с базовия модел.
За моторни лодки и лодки може също да се препоръча инсталирането на гъвкави надлъжни усилващи елементи (V.S. № 1100000, Бюлетин № 19.) Както показват експериментални изследвания, поради намаляване на твърдостта на надлъжните ребра, хидродинамичният натиск върху дъното по време на плосък удар се намалява с 50-60% в сравнение с традиционния дизайн на надлъжния комплект. Това ви позволява да намалите размера на здравите връзки на долния етаж и, честно казано, с 30% дебелината на външната обшивка.
Съвместимите надлъжни ребра са направени под формата на щампования от тънък алуминиев лист от С-образни профили, свързани помежду си чрез амортисьори (фиг. 3, а). Развитието на такъв дизайн е използването на ударопоглъщащи С-образни елементи в комбинация с гофрирана подплата (V.S. No. 1106724, бюлетин № 29, 1984 г.). Тук хидродинамичните натоварвания, които се възприемат от гофрираната дънна обшивка, го прехвърлят към С-образните амортисьори, които са опори за гофрите на напречните подове 6 (фиг. 3, b). На свой ред флорите се поддържат на стрингери 6 и кил 7.
Благодарение на еластичността на С-образните пластини 4 и монтираните между тях еластични уплътнения 5, в момента на хидродинамично въздействие върху вълната възниква еластична деформация на долната обшивка. Уплътненията 4 могат да бъдат направени от синтетичен каучук и подсилени със стоманена корда. Поради еластичната деформация на долната обшивка, големината на напреженията, действащи в обшивката, и наборът от напрежения намалява наполовина.
По-горе бяха представени само общи технически решения на проблема за повишаване на надеждността и намаляване на теглото на корпусите на моторни лодки и лодки. Все още предстои усърдна експериментална работа, резултатите от която ще направят възможно създаването на надежденметод за избор на размерите на връзките в тялото, като се отчита съответствието на еластичните елементи.