КАТАМАРАНЫ

За последние десять лет корабелы все чаще и чаще возвращаются к идее двухкорпусных судов — катамаранов и даже трехкорпусных — тримаранов. В 1969 году горьковские судостроители построили пассажирский катамаран водоизмещением более 1000 т. Чем же привлекательна идея двухкорпусных судов!

Во-первых, ожидается значительное снижение общего сопротивления судна, а следовательно, повышение его скорости при одинаковой мощности или снижение мощности при одинаковой скорости.

Известно, что мощность, потребная для движения судна с заданной скоростью, растет пропорционально кубу скорости. Иными словами, для увеличения скорости судна в 2 раза мощность надо увеличить в 3 раз, поэтому на современных торговых судах мощности 20 тыс. — 30 тыс. л. с. стали обычными. На судах типа «Адм. Галаген» мощность главных двигателей составляет 40 тыс. л. с., на пассажирском лайнере «Нормандия» она составляла 200 тыс. л. с., авианосцы типа «Франклин Рузвельт» имеют мощность 280 тыс. л. с.

На авианосце «Франклин Рузвельт» расходуется 110 т нефти в час, или 2640 т в сутки. Снижение сопротивления этого корабля на 10% снизило бы потребную мощность на 20%, что дало бы возможность «экономить» 50 тыс. л. с., или 440 т топлива в сутки. Таким образом, в условиях непомерного роста мощности современных кораблей и как следствие расхода топлива снижение потребной мощности приобретает первостепенное значение. Над этой проблемой работают крупнейшие институты и опытовые бассейны всех морских держав мира.

Как показывает опыт, сопротивление двухкорпусных судов на 10 и более процентов ниже, чем у однокорпусных, за счет более благоприятного расположения гребных винтов в попутном потоке и возможности выбора оптимального отношения длины к ширине корпуса. На однокорпусных судах приходится это отношение принимать в пределах L/B = 8—9 вместо требуемых L/B = 11—12, а на ледоколах даже L/B = 1—5 для достижения требуемой остойчивости. Часть корабельных инженеров объясняет меньшее сопротивление катамаранов интерференцией волн между корпусами, или так называемым катамаранным эффектом, но это утверждение не доказано ни теорией, ни практикой.

Во-вторых, остойчивость катамарана может быть выбрана любой без ущерба скоростным качествам судна. Известно, что наибольшей остойчивостью обладает плот, он хорошо сопротивляется внешнему кренящему моменту и качается на угол, не превышающий угла склона волны. Остойчивость катамарана может быть выбрана такой, что он будет качаться как плот, то есть с малыми размахами качки.

Это качество делает катамараны особенно привлекательными для применения на пассажирских судах и парусных яхтах. Когда нам говорят «парусная яхта», мы сразу представляем накрененное судно с яхтсменом, откинувшимся за борт, противоположный крену.

В-третьих, катамараны благодаря разнесенным корпусам имеют большую площадь верхней палубы. Большие площади палубы требуются на авианосцах, пассажирских судах, плавучих домах отдыха, спасательных судах и водолазных ботах.

«Замечательными скоростными и мореходными качествами обладают катамараны, но почему же они не получили широкого распространения ни в морском, ни в речном флотах!» — спросит читатель.

Дело в том, что наряду с положительными качествами катамараны имеют существенные недостатки, и в первую очередь технологические.

Оба корпуса катамарана должны быть жестко и прочно связаны, причем эта связь получается чрезвычайно неконструктивной. Представим себе балку, работающую на изгиб, у которой нижняя полка и вертикальное ребро разрезаны, так что вся нагрузка воспринимается только верхней полкой. В случае действия больших изгибающих моментов придется крепить эту полку мощной рамой или даже фермой. Далее, если учесть динамические нагрузки, действующие при качке, то можно допустить, что поперечная связь должна выдержать вес одного корпуса на плече, равном расстоянию между диаметральными плоскостями корпусов. Для представления о масштабах действующих моментов возьмем заведомо утрированный пример и, в частности, авианосец «Франклин Рузвельт», ширина корпуса которого — 39 м, ширина по полетной палубе — 76 м и водоизмещение 85 тыс. т. Если бы авианосец был построен по катамаранной схеме, то на поперечную связь действовал бы момент почти в 2,5 млн. тонно-метров. Фактически момент, конечно, будет значительно меньше, но все-таки достаточно велик для того, чтобы серьезно подумать о конструкции и прочности поперечной связи. На однокорпусных судах поперечная прочность даже не рассчитывается, так как в этом направлении не действует сколь-нибудь значительных сил.

Трудоемкость, стоимость и цикл постройки катамаранного судна будут значительно больше, чем обычного, так как необходимо строить 2 корпуса вместо одного и занимать 2 стапельных места. Соединение корпусов придется производить после спуска их на воду, после чего необходимо будет выполнять большой объем работ у достроечной набережной, а это связано с дополнительными затратами времени и средств. По современной технологии все работы по постройке судна выполняются на стапелях или в доках, и судно спускается на воду готовым к проведению швартовных испытаний.

Маловероятно, что когда-нибудь будет построен авианосец или крупное грузовое судно по катамаранной схеме, так как эта схема сразу войдет в конфликт с размещением ангаров и грузовых трюмов, а также с возможностями ремонтных доков.

С другой стороны, катамараны могут найти широкое применение на пассажирских судах средней величины, плавучих домах отдыха, госпитальных, спасательных, судоподъемных, яхтах и катерах. Классическим примером применения катамаранной схемы является крупное судоподъемное судно «Коммуна», где промежуток между корпусами используется для размещения поднимаемого судна, а поперечная связь служит опорой для кранов.

Благодаря своим преимуществам по остойчивости, скорости и величине верхней палубы катамаранная схема может занять ведущее место на спортивных судах. На них почти не действуют «астрономические» усилия и моменты, а стапельные места и увеличенное количество деталей корпуса не имеют существенного значения, так как такие суда строятся практически без стапелей, а общее количество деталей сравнительно невелико.

В. СМИРНОВ,

инженер