Водоизмещающий режим
Это наиболее экономичный режим движения судна. В нем ходят все большие морские и речные суда. Скорость зависит от обводов судна и длины ватерлинии. Судно поддерживается на плаву исключительно за счёт силы выталкивания.
- Оптимальная скорость составляет 8-10 км/ч. В этом режиме расходуется наименьшее количество топлива на расстояние. Это скорость любого максимально загруженного катамарана Мастеркат с двигателем 5 л.с. Судно идет без дифферента, волнообразование небольшое.
- Для не глиссирующих катамаранов с двигателями 5-10 л.с. с небольшой загрузкой (20-30% от грузоподъемности) Скорость составляет 17-22 км/ч – она не является оптимальной с точки зрения расхода топлива (это уже переходный режим), но является компромиссом между скоростью и экономичностью. Судно имеет небольшой дифферент на корму.
- При увеличении мощности до 20-25 л.с. скорость не превысит 28 км/ч. При скорости более 20 км/ч дифферент на корму и волнообразование сильно увеличиваются. Энергия мотора расходуется на “заталкивание” судна на носовую поперечную волну. Для преодоления этого эффекта мы разработали специальные глиссирующие катамараны, на которых баллоны оснащены скегами и скорость достигает 40 км/ч.
Глиссер-катамаран осга-25 "экспресс"
Быстроходный корабль поражал своим внешним видом и своими возможностями. Гладкие обтекаемые самолётные аэродинамические формы, внешне необычная двухлодочная конструкция, скоростные показатели…
Это был корабль, опередивший своё время.
В 20 — 30-е годы ХХ века в нашей стране активно занимались исследованием эффекта глиссирования для применения в технических разработках.
Соответственно и постройке глиссирующего корабля-катамарана предшествовала большая многолетняя работа учёных и конструкторов, которые проводили последовательные эксперименты с постройкой глиссеров разных конструкций, для наработки опыта и определения наилучших показателей. Со временем конструкции глиссеров улучшались, а размеры увеличивались. В какой-то момент на рубеже 20-30-х годов решили создать не менее чем 100-местный глиссер. Главным конструктором и идейным вдохновителем проекта стал крупнейший специалист по глиссиростроению В.А. Гартвиг
фотография В.А. Гартвиг в месте с коллективом ОСГА:
Началась, закипела работа над амбициозным проектом.
Разместить 100 пассажиров и при этом обеспечить их комфорт оказалось проблематично в однокорпусном глиссере. К тому же у однокорпусных глиссеров на море были плохие мореходные качества. Решение этих серьёзных проблем было найдено в виде двухкорпусного судна (катамарана). Катамараннная конструкция – это две одинаковые массивные закрытые лодки соединены жестко «мостом».
Для проверки идеи в 1931-1932г был построен и испытывался 12-местный глиссер-катамаран «Автодор-13». Глиссер-катамаран показал преимущество двухлодочной конструкции при эксплуатации на море. Параллельно проводились работы по поиску оптимальной формы днища.
На основе полученных данных приступили к проектированию
Глиссер катамаран получил техническое имя ОСГА-25
ОСГА –это сокращённое название организации, в которой занимались исследованием, проектированием и постройкой новых конструкций Опытное строительство глиссеров и аэросаней. 25 порядковый номер изделия, причём глиссеры получали нечётную нумерацию, а аэросани- чётную
В последующем судну присвоили имя собственное «Экспресс»
Об этом уникальном корабле начали говорить и писать задолго до его постройки. Настолько им гордились.
В 1934г в журнале «За рулём» была опубликована статья о воображаемой поездке из Сухуми в Сочи на этом судне с его описанием и схемой. В качестве иллюстрации в журнале показали модель корабля, которая была выставлена на всесоюзной выставке «Наши достижения» в политехническом музее в Москве.
В журнале «Техника молодёжи» о нём были статью в 1935, 1936гг. Упомянули его и в статье о мировом глиссеростроении в 1938г.
В 1937г масштабный макет глиссера-катамарана выставлялся на Международной выставке в Париже в знаменитом советском павильоне:
(к слову французы не верили в реализацию проекта)
Поскольку база ОСГА не позволяла изготовить судно таких масштабов, было принято решение: постройку катамарана вести на мощностях московского авиазавода №1 Им. Авиахима, в Отделе переспективных проектов (ОПП) куда перешла вся группа конструкторов проекта ОСГА-25
В ОПП был выполнен технический проект корабля.
Глиссер-катамаран начали строить в 1937г по заказу Наркомвода.
Главным инженером по строительству был Пламм Я.Л.
Схема корабля:
По предложению начальника корпусного отдела ОПП Мартынова А.И. каркас судна выполнили смешанным: из разных материалов. Фермы моста и силовые каркасы корпусов лодок сварили из стальных труб, а промежуточные шпангоуты, кильсоны и все поддерживающие внешнюю обшивку элементы выполнили из ясеня и сосны (при этом впервые для склейки деревянных элементов использовали бакелитовый лак).
Для обшивки корабля ниже ватерлинии применили специально разработанный материал- армированный тестолит это листы текстолита, усиленные четырьмя слоями сетки из стальной проволоки. Толщина материала составила 12мм. Кроме того листы обшивки покрыли тонким слоем полированной «нержавейки». Обшивка бортов выше ватерлинии и настилы выполнили из только появившейся (в то время) бакелитовой фанеры.
Разработчиками силовой установки глиссера были Симкин А.С и Островский М.Д.
Для движения вперёд катамаран был оборудован 4-мя бензиновыми главными двигателями «ГМ-34»(ГАМ-34), по два в каждом корпусе, (эти двигатели в то время выпускались специально только для быстроходных катеров; основой двигателя был авиационный мотор АМ-34). Суммарная мощность отдаваемая на винты 4-х ГМ-34 составила 2100л.с., по другим даннным- 3000 л.с. (номинальная мощность каждого двигателя 750л.с. при 1740об/мин.)
Каждый мотор приводил в движение свой гребной винт, соответственно винтов было тоже 4 шт по 2 на лодку. Винты были отлиты из особо-прочного сплава ридель-бронзы
Для заднего хода устанавливались дополнительно 2 автомобильных двигателя «ГАЗ-М1» по 50 л.с. каждый. Эти двигатели также использовались для пуска основных двигателей и, кроме того, выполняли роль вспомогательных для маневрирования в порту на малых скоростях.
Моторы (2 главных и 1 вспомогательный) размещались в машинных отделениях каждой лодки.
По условиям центровки машинные отделения (к слову размером 3,2х4,5м) расположили в передней части лодок.
Машинные отделения (на схеме они обозначены номером IХ):
Пульт механика в машинном отделении:
Шумоизоляции уделили особое внимание. Переборки и стенки машинных отделений имели 100мм слой шумопоглощающей изоляции, иллюминаторы сделали не открывающимися. И в результате, во всех пассажирских помещениях, можно было разговаривать не повышая голоса уровень шума составил не более 70дБ. (на берегу шум от глиссера был слышан за 600-700м)
Рулевая рубка расположена на верху судна. (на схеме номер III). Она является центром управления. С неё прекрасно видно весь корабль и горизонт вкруговую.
В рубке установлено и навигационное оборудование новейшее на тот момент.
На фото: Крайняя левая-переговорная трубка, далее ручка газа, датчик оборотов, машинный телеграф. По центру расположена рулевая колонка.
Радиорубка находилась в конце «моста» (номер IV схемы)
Конструкцией судна вход пассажиров предусмотрен через двери (если так можно назвать) центральной надстройки с левой или правой лодки. Войдя внутрь, люди сразу попадали на «мост» а далее согласно купленным билетам располагались в помещениях в надстройке корабля, либо спускались на нижний уровень.
Пассажирские каюты нижнего уровня размещались симметрично в каждой лодке, (на схеме они обозначены номером Х). Здесь к услугам пассажиров предлагались мягкие диваны с подлокотниками, резиновые пневматические подушки, термометры, осветительные плафоны и система принудительной вентиляции воздуха.
Из каждой каюты имелся аварийный выход на корму лодок
Ниже картинка- это не фотография, это иллюстрация:
В верхних частях лодок, на уровне «моста», устроены так называемые литерные каюты (на схеме номер VII). Эти каюты могли разместить 20 человек.
Сразу за этими помещениями проектом предусмотрены каюты со спальными местами (на схеме номер VIII), также каюты с кроватями распологались в носовых частях лодок. Но фактически при эксплуатации их использовали как грузовые отсеки.
Лучшая из пассажирских кают – салон, который расположен на междулодочном мосту (на схеме номер I). Здесь же располагался и буфет (на схеме номер II). В салоне установлен длинный стол и вращающиеся кресла для пассажиров.
Ниже снова иллюстрация:
А это уже фотография салона с несколько другой точки:
Интерьер салона имел подчеркнуто вертикальные членения облицовки — как бы выделяя секции, из которых собран корабль. Динамичные по форме кресла имели сложную кривую трубчатого металлического каркаса, которая как бы взвивалась снизу и опоясывала сидения, создавая одновременно ощущение безопасности и защищенности. Остроумна идея крепления столиков буфета к потолку.
Дизайн интерьера разработал В. Мещерин
Средства спасения- надувные лодки-плотики длинной 3м, которые хранились в специальном отсеке (позиция IV схемы). Проектом закладывалось 4 плотика, 2 из которых хранились в надутом состоянии, а два в сдутом, с возможностью их накачать за несколько минут, кроме того резиновые пневматические подушки в пассажирских помещениях также могли использоваться для спасения людей.
При проектировании и строительстве глиссера-катамарана использовано много новшеств (технологии, материалы). Некоторые, казалось бы обычные вещи делались по специально разработанным проектам, например складные сварные якоря для Экспресса.
Было налажено серийное производство отдельных деталей — кресел, столиков, окон, фасонных крючков и ручек, повторявших в своей форме тот же каплеобразный аэродинамический силуэт.
Для возможности перевозки, (ведь корабль изготавливался не на верфи, а на авиационном заводе) корпус судна запроектировали и выполнили разборным. Размеры составных частей катамарана должны были быть в пределах железнодорожного габарита.
Строительство глиссирующего катамарана было осуществлено в период 1937-1938гг. 25 декабря 1938г завод сдал глиссер.
На фото готовый корабль в заводском цехе авиазавода:
Затем корабль разобрали на части и отправили примерно на 40 платформах и вагонах в Сочи.
К тому времени, у нас в городе, возле строящегося морпорта, уже построили специально для него эллинг и слип.
На фото катамаран на двух путном слипе в Сочи:
В Сочи в эллинге корабль вновь собрали, провели проверку работоспособности всех механизмов и оборудования корабля. Затем состоялся первый спуск судна на воду.
С 28 января 1939г по 30 июня 1939г проводились регулировочные испытания (судно училось плавать (ходить). В конце лета закончились и заводские испытания.
Во время испытаний была установлена максимальная скорость глиссера без нагрузки 96 км/ч, а максимальная скорость судна с полной нагрузкой составила 86 км/ч. (при испытаниях для получения максимальной весовой нагрузки корабль грузили ящиками с камнями в общей сложности 12тн).
Расчётная же (эксплуатационная) скорость глиссера-катамарана для перевозки пассажиров– 70км/ч
В сентябре 1939г комиссия Наркомморфлота приступила к ходовым испытаниям глиссера. А уже в октябре госкомиссия во главе с начальником сочинского пароходства И.С. Запорожским приняла глиссер-катамаран. Порт приписки глиссера катамарана «Экспресс» стал г.Сочи.
За период испытаний глиссер прошёл 2200 км.
Характеристики:
Пассажировместимость: 150 чел. (по другим данным 130 чел)
Команда: 12 чел
Водоизмещение полное: 42 тн
Грузоподъёмность полная/полезная: 19/13 тн
Длина судна (максимальная): 24,17 метра.
Ширина судна: 12,3 метра.
Осадка судна: 1,42 метра.
Эксплуатационная скорость: 70 км/ч
Максимальная скорость без нагрузки/ с полной нагрузкой 96/86 км/ч
Капитаном судна стал Г.К. Ехало
Глиссирующий катамаран ОСГА-25 «Экспресс» на первый официальный рейс с пассажирами вышел 17 апреля 1940г по маршруту Сочи-Сухуми. Время в пути составляло 2,5 часа. Судно в пути делало несколько запланированных остановок в Гаграх, Новом Афоне и Гудауте. Кроме пассажиров в Сухуми перевозились небольшие партии грузов, например мороженное.
На фото — посадка пассажиров в порту Сухуми
Судно также совершало непродолжительные экскурсионные рейсы, базируясь на порт Сочи.
В ходе единственной мирной навигации 1940 г. «Экспресс» прошел 22000 км и перевез 18500 пассажиров.
С началом Войны 1941-1945 катамаран «Экспресс» был выведен из эксплуатации и переведен в Туапсе. Двигатели с него были сняты и установлены на торпедные катера. В 1942 году, при приближении линии фронта к Туапсе, катамаран «Экспресс» был взорван, чтоб не достался врагу…
В довоенный период были планы дальше развивать и усовершенствовать глиссирующие суда, с замахом на океанские просторы, но война помешала осуществлению этих планов
Первые годы после войны было конечно же не до пассажирских глиссеров. А в последующие годы, не смотря на имеющиеся чертежи и опыт строительства глиссер-катамарана, для прибрежного междугороднего сообщения, стали развивать перспективные скоростные суда на подводных крыльях.
Но это уже другая история…
См.также:
Морские экранопланы
«Сормович». Летящий над волнами
Ошибка инженера Туполева
Обескрыленная «Ракета»
«Торпедный катер выполз на берег и скрылся в лесу»
Глиссирование
Чтобы выйти из переходного режима нужно, чтобы набегающий поток вытолкнул судно вверх. При этом осадка судна снижается, и оно перестаёт создавать поперечную волну и тратить энергию на её преодоление. В этом глиссирующем режиме судно поддерживается на плаву в основном за счёт силы потока, а скорость ограничена только силой трения и силой ветра, а также шагом винта и оборотами мотора.
В круглых баллонах обычных катамаранов набегающий поток не выталкивает катамаран вверх, он просто обтекает баллоны. Для того, чтобы вытолкнуть судно необходимо отразить поток воды в одном направлении вниз, для этого нужна плоская опора. Чтобы сделать баллон плоским, мы наклеиваем дополнительные маленькие баллоны снизу основного. Эти баллоны называются скегами.
Скеги создают глиссирующую подушку, которая позволяет вытолкнуть катамаран из воды. Мы разработали две серийные модели со скегами.
Выход в режим глиссирование (скорость при которой не образуется поперечная волна и пропадает дифферент на корму) происходит на 25 км/ч. Соотношение мощности мотора к выталкиваемому весу составляет 1 л.с. на 25 кг веса. Это означает, что мотор мощностью 10 л.с.
При этом катамараны глиссирующие катамараны Мастеркат со скегами имеют почти такие же характеристики в водоизмещающем режиме, как и другие катамараны. В режиме глиссирования они имеют очень высокую остойчивость и стабильность.
При выборе глиссирующего катамарана необходимо учитывать мощность мотора, т.к. слабый мотор не сможет вытолкнуть катамаран. Для катамарана К47S мы рекомендуем от 10-25 л.с. При 10 л.с. Катамаран сможет глиссировать с одним человеком и небольшим количеством снаряжения.
Переходный режим
С ростом скорости судна длина и амплитуда носовой поперечной волны продолжает увеличиваться. Появляется дифферент на корму. Энергия мотора расходуется на заталкивание судна на передний гребень волны.
Переходный режим – режим движения в котором создается большая поперечная волна, присутствует дифферент на корму называется переходным, а силы набегающего потока воды не хватает, чтобы вытолкнуть судно из воды. При этом не все суда могут выйти из переходного режима, зависит от обводов судна.
Становится понятно, что преодоление носовой поперечной волны требует больших затрат энергии мотора, поэтому переходный режим является наименее оптимальным с точки зрения расхода топлива. Расход растет, а скорость увеличивается незначительно.
Подтверждение теории
На фото ниже как раз виден небольшой прогиб в центре катамарана из-за того, что он опирается на 2 гребня. На другом фото видно как притапливается корма и задирается нос. Однако, корма находится еще не в самой нижней точке, поэтому волнообразование не сильное.
