ОТ КАТАМАРАНА К ТРИМАРАНУ

(Окончание, начачо в № 3/2021) В прошлом номере журнала я рассказал, чем занимался летом 2020 года, находясь по случаю пандемии несколько месяцев «взаперти» на подмосковной даче. Традиционное большое летнее путешествие пришлось отменить, зато возможностей для конструкторской работы было предостаточно. В результате удалось построить небольшой катамаран для использования с ПЛМ и даже провести его испытания на ближайшем водоеме. Время позволяло, и ближе к осени я приступил ко второй фазе «дачных исследований» — созданию тримарана…

ТРИМАРАНЫ В БОЛЬШОМ СУДОСТРОЕНИИ

Конечно, работая над таким интересным проектом, я не мог не поинтересоваться, как обстоят дела с много-корпусниками в большом судостроении. Оказалось, что американские военно-морские силы поставили очень дорогостоящий эксперимент, который вряд ли кем-либо будет повторен. Речь идет о так называемых литоральных боевых кораблях (LCS) двух типов — Freedom и Independence.

Эти корабли XXI века можно было бы традиционно назвать патрульными кораблями береговой обороны, но дело в том, что для США береговая оборона не имеет большого значения. Более актуальны активные действия у чужих берегов при противодействии противника. Поэтому в технические требования для LCS были заложены уникальные характеристики: водоизмещение не более 3000 т, осадка не более 3 м, скорость полного хода 45-50 узлов, дальность плавания не менее 4500 миль при скорости 20 узлов, автономность до 20 суток. Основной, изначально заданной особенностью новых кораблей, стал модульный принцип вооружения: они должны были быть приспособлены для установки и быстрой замены модулей противоминной обороны MIW, противолодочной обороны ASW или модуля противокорабельного ракетного комплекса SUW. Встроенное вооружение задавалось довольно скромным: автоматическая пушка калибром 57 мм и ЗРК самообороны. Зато требовалось обеспечить базирование в ангаре двух вертолетов, а также нескольких беспилотных летательных аппаратов и малых подводных или надводных аппаратов.

За создание корабля по таким высоким требованиям не взялась ни одна судостроительная фирма. Свои эскизные проекты представили авиационные компании. Консорциум во главе с Lockheed Martin предложил однокорпусный полуглиссирующий корабль с обводами типа «глубокое V» и водометными движителями. В качестве прототипа был использован быстроходный паром MDV-3000 Jupiter итальянской фирмы Fincantieri. А консорциум во главе с концерном General Dynamics спроектировал тримаран с аутригерами и обводами главного корпуса «волнопрорезающего» типа также с водометными движителями. Корабль должен был быть полностью изготовлен из алюминиевых сплавов. За прототип взято гражданское судно -паром-тримаран с труднопроизносимым названием Benchijigua Express австралийской фирмы Austal. Третьим участником конкурса стала команда под руководством Raytheon, которая предложила корабль на воздушной подушке скегового типа из композитных материалов, близкий по концепции к советским ракетным кораблям «Самум» и «Бора» проекта 1239.

По результатам конкурса были выбраны для реализации первые два проекта. Однокорпусный корабль LCS-1 Freedom был спущен на воду 8 ноября 2008 года, а тримаран LCS-2 Independence 16 января 2010 года. Предполагалось, что испытания и опытная эксплуатация выявит лучший вариант, и фирма-победительница получит весь заказ в количестве нескольких десятков кораблей. Но этого не произошло, и корабли обоих типов строятся вплоть до настоящего времени примерно в равных количествах. Они довольно близки по своим возможностям, однако дальность плавания тримарана LCS-2 заметно выше. Это может объясняться как меньшим сопротивлением движению, так и значительными объемами, занимаемыми отсеками для топлива. При этом площадь полетной палубы и ангара у него больше, что позволяет принимать на борт шесть беспилотников не вместо одного из двух вертолетов, а дополнительно к ним. Нет сомнений и в том, что мореходность (то есть какую скорость корабль может сохранять на волнении), у тримарана с волнопронзающим центральным корпусом выше, чем у полуглиссирующего однокорпусника.

По похожей схеме строятся корабли в Китае, в Иране и Индонезии, хотя и меньших размеров, чем Independence.

А что же в России? У нас есть проект патрульного корабля-тримарана «Русич» Зеленодольского проектноконструкторского бюро (ПКБ). По размерам и назначению он аналогичен американскому, но по концепции совершенно другой. В американском тримаране все подчинено достижению экстремально высокой максимальной скорости, и значительную часть объема центрального корпуса занимают энергетическая установка с четырьмя водометами. В отечественной разработке, напротив, энергоустановка полностью вынесена из центрального корпуса. В каждом аутригере имеется свой энергетический модуль на базе газотурбинного двигателя производства НПО «Сатурн» мощностью 10 000 л.с. и дизели экономического хода производства Коломенского завода мощностью 5200 л.с. Винты тянущие, что позволяет им работать в малошумном режиме и с высоким к.п.д.

Интересно, что идея боевого тримарана зародилась еще в СССР Один из ее авторов — заслуженный конструктор Зеленодольского ПКБ Станислав Александрович Руденко. «Русич» спроектирован в соответствии с его авторскими свидетельствами на судно с аутригерами (САР), полученными в 1974 году. Был построен и проходил испытания на Волге ходовой макет тримарана длиной 12 м. По утверждению С.А. Руденко: «Освобождение корпуса САР от энергетической установки вызывает цепную реакцию важных положительных следствий. Становится возможным принять на корабль в 1,5-2 раза больше полезной нагрузки без увеличения его размеров». Однако в настоящее время командование ВМФ России временно отказалось от строительства в Зеленодольске корветов ОВР «Русич» в пользу патрульных кораблей традиционного типа проекта 22160 Северного ПКБ, менее вооруженных, но обладающих большей автономностью и дальностью плавания.

Тем не менее, могу предположить, что мы присутствуем при постепенном закате судов с динамическими принципами поддержания глиссирующих и на подводных крыльях, так как они не в состоянии обеспечить необходимую для регулярной круглогодичной эксплуатации мореходность. Пальма первенства в скоростном флоте переходит к многокорпусным судам: уже сейчас катамараны составляют более 50% мореходных пассажирских паромов. Все большее распространение получают и тримараны.

«ЗМЕЙ ГОРЫНЫЧ»

Для повышения грузоподъемности и мореходности туристического судна сама собой напрашивается идея установки третьего поплавка, превращающего катамаран в тримаран. Дополнительный центральный поплавок можно установить по продольной оси конструкции со смещением вперед относительно боковых поплавков, что позволит оставить ПЛМ на своем месте. При этом можно надеяться, что благоприятное взаимовлияние поплавков поможет снизить волновое сопротивление.

Для переделки катамарана в тримаран потребовалось совсем немного: приобрести третий поплавок и изготовить дополнительную носовую секцию мостика — она подобна основной и сделана из ее обрезков. По периметру носовая секция усилена стеклотекстолитовыми планками, так как экипаж будет сходить на берег именно по ней.

В сборе судно выглядит довольно необычно — настоящий «Змей Горыныч»!

Специально для тримарана я собрал оптимальный мотор. На «ноге» советской «Стрелы» (см. «М-К» № 7-2018) установлен самый легкий в своем классе четырехтактный «китаец» промышленного назначения Zongshen ХР225А (12,8 кг, объем 225 см³, мощность 7 л.с. при 4000 об/мин). Расход топлива такого мотора составляет примерно 2 л/час.

Удалены ненужный на воде воздушный фильтр и встроенный бензобак. Установлен вакуумный бензонасос (см. «М-К» № 8-2018), позволяющий работать от внешнего бака. Винт скоростной от «Москвы-10» диаметром 210 мм и шагом 240 мм, или грузовой от нее же диаметром 190 мм и шагом 190 мм. В качестве переходной плиты, как оказалось, лучше всего подходит алюминиевая крышка балансира от МАЗа или от КамАЗа. Масса мотора в сборе составила всего 23 кг.

Вот и все! Можно приступать к испытаниям на пруду.

Увеличенная мощность мотора сказалась, конечно, и на ходовых качествах судна. Скорость со скоростным винтом достигла 25 км/ч. Наверное, можно было разогнаться и быстрее, но длина «полигона» не позволила. Маневренность также заметно улучшилась: сказался большой вынос среднего поплавка относительно точки приложения тяги.

На максимальной скорости носовая часть среднего поплавка почти полностью выходит из воды. Надеяться на какую-либо благоприятную интерференцию волн тут не приходится, но в целом, волнообразование очень незначительное. За кормой остается не характерный для глиссирующих лодок «петух», а ровная поверхность слегка возмущенной винтом воды.

Считаю, что в целом результаты испытаний «Змея Горыныча» положительные. Ценой увеличения массы судна с мотором всего на 30 кг, удалось значительно повысить его грузоподъемность, скорость и мореходность. Осталось дождаться тестирований в условиях реального похода на Онежском озере или на Белом море.

Григорий ДЬЯКОНОВ