Что такое глиссер

Что такое глиссер

При движении глиссера, за счёт специально спроектированной формы корпуса, имеющего либо плоское днище, либо уступы на днище в виде ступеней — реданы, возникает гидродинамическая сила, компенсирующая часть силы тяжести и вызывающая общее значительное всплытие судна, которое «выходит на редан» (оно как бы скользит по поверхности воды — глиссирует). В результате существенно уменьшается площадь соприкосновения днища с водой (у спортивных судов в несколько раз), снижается вязкое сопротивление движению за счёт уменьшения смоченной поверхности и повышается скорость хода. На глиссеры устанавливают лёгкие двигатели внутреннего сгорания, газовые турбины, некоторые типы глиссеров используют паруса. Этот тип судна/движения очень чувствителен к нагрузке. Незначительное увеличение нагрузки или изменение развесовки может привести к тому, что судно не сможет выйти на режим глиссирования, и продолжит движение в неэкономичном водоизмещающем режиме при числе Фруда около 1. Движителями служат гребные (реже воздушные) винты, водомёты. Глиссеры используются для перевозки пассажиров, охранной службы, спортивных гонок, прогулок.

Идея создания глиссера появилась как следствие решения проблемы, похожей на проблему преодоления звукового барьера. При приближении скорости судна к скорости распространения волны по воде получается, что судно непрерывно пытается заехать на им же образованную горку. Это явление называется волновым кризисом. Расход топлива растёт по мере роста скорости и достигает своего максимума перед выходом судна на глиссирование. Недостаток мощности и/или неподходящая форма корпуса делают режим глиссирования недостижимым. Например, 30-ти тонному теплоходу «Заря» для преодоления волнового кризиса требуется двигатель мощностью не менее 800 л.с. (мощность силовой установки теплохода — 1000 л.с.). После выхода на режим глиссирования этому теплоходу для движения со скоростью 45 км/ч достаточно мощности всего лишь 330 л.с.

Если мощность силовой установки достаточна для поддержания движения в режиме глиссирования, но недостаточна для преодоления волнового кризиса, судно тем не менее может быть выведено в режим глиссирования. Для этого необходимо установить силовой установке режим максимальной мощности и сместить центр тяжести судна вперед по отношению к точке приложения равнодействующей гиростатической и гидродинамической сил (например, перемещением груза, пассажиров, перекачкой топлива или балласта). В результате дифферент судна на корму уменьшится, что снизит величину волнового сопротивления и позволит судну набирать скорость и перейти в режим глиссирования. Такой способ широко применяется на моторных лодках.

Практическое использование глиссеров

Глиссирующий режим движения широко распространён в современном судостроении. Это большинство маломерных судов (моторные лодки, катера, гидроциклы), небольшие пассажирские скоростные суда (например теплоходы типа «Заря»), торпедные и противолодочные катера, пожарные и спасательные суда. [1]

Глиссеры характеризуются сильными ударными нагрузками при движении на волнении, в связи с чем их применение в морских условиях затруднено.

Что такое глиссирование лодки?

Такой максимально экономичный режим передвижения плавательных средств, как глиссирование, стал доступен суднам сравнительно недавно – с момента появления достаточно мощных, но в то же время самых лёгких двигателей внутреннего сгорания.

Что такое глиссирование

Глиссирование – это такой вариант передвижения плавательного средства по поверхности воды, при котором судно как бы скользит по её поверхности, не раздвигая воду, как при передвижении на небольшой скорости, а удерживаясь на поверхности за счет скоростного напора воды и создаваемой им подъемной силы. Одна из особенностей такого режима передвижения – затраты усилий на выход на глиссирование гораздо больше, чем усилие, нужное для поддержания такого состояния.

Основные условия, необходимые для возникновения глиссирования, это двигатель достаточной мощности и плоское днище плавательного средства. Существенный недостаток такой конструкции – низкая мореходность, особенно при значительном волнении. Частично это исправляется приданием днищу определённой формы, или, как говорят специалисты, килеватости.

Глиссирование лодок ПВХ

Поливинилхлоридные надувные лодки, как и любое другое плавательное средство, могут передвигаться по водной поверхности в трёх режимах:

  • Водоизмещающий. Скорость передвижения в этом режиме сравнительно небольшая – до 15 км/ч, лодка поднимает высокую волну и кильватерную струю. Именно в этом режиме перемещаются лодки со слабыми моторами. Вследствие большой смачиваемой поверхности и, как результат, относительно большого трения, этот режим является наименее экономичным.
  • Переходный. Еще не глиссирование, но водоизмещение лодки уже уменьшается, происходит достаточно сильное приподнимание носовой части плавательного средства. В зависимости от веса лодки переход на этот режим происходит на скорости от 16 до 18 км/ч.
  • Глиссирующий. В среднем переход на этот режим передвижения происходит на скорости больше 20 км/ч. Смачиваемая водой поверхность днища лодки достигает на этом режиме минимума, наблюдается снижение нужной на поддержание режима мощности – глиссирующий режим наиболее экономичен. Лодка перестает поднимать высокую волну.
Читать еще:  Надувная лодка как выбрать

Главная особенность ПВХ лодок заключается в пригодности подавляющего большинства моделей для глиссирующего режима – они легкие, могут оснащаться мощными навесными моторами, а также в большинстве своем имеют плоское дно.

Как выйти на глиссирование

В случае с поливинилхлоридными лодками, осуществляется выход на глиссирование достаточно просто – после удаления от берега, а также от разнообразных преграждающих путь объектов, нужно плавно дать «полный газ», а после достижения режима глиссирования можно сбросить газ до половины – благодаря экономичности этого будет вполне достаточно для поддержания нужной скорости.

Скорость

Максимально возможную скорость глиссирования для каждого конкретного плавательного средства можно вывести из формулы числа Фруда: Fr= V/√(g*L), под V подразумевается скорость передвижения плавательного средства, g – всем известное ускорение свободного падения, а L- длинна корпуса лодки вдоль ватерлинии.

Как правило, значение числа Фруда для небольших плавательных средств, имеющих возможность перемещаться в глиссирующем режиме, превышает единицу, для водоизмещающих судов оно чаще всего составляет 0,2-0,3.

Минимальная скорость

В зависимости от веса, нагрузки в конкретный момент установленного двигателя и гребного винта, расположения груза, конструкционных особенностей днища конкретного плавательного средства и даже от плотности воды минимальная скорость, необходимая для перехода в глиссирующий режим может несколько меняться.

Лодка не выходит на глиссирование

Причины недоступности для плавательного средства глиссирующего режима могут быть следующими:

  • Слишком низкая мощность двигателя. Примерная минимальная необходимая мощность вычисляется из расчета, что на 25 кг веса лодки должна приходиться 1 лошадиная сила мощности мотора.
  • Материал изготовления лодки. Плавательные средства из поливинилхлорида требуют от мотора несколько большей мощности, чем, к примеру, цельнопластиковые.
  • Неправильный угол наклона двигателя. Оптимальный вариант для большинства лодок и моторов находится в диапазоне 5-15 градусов, меньшее или большее значение угла наклона будет препятствовать переходу лодки на глиссирующий режим передвижения. В целях безопасности регулировка угла наклона выполняется только при выключенном двигателе.
  • Неправильно установленный транец. Если гребной винт оказался так высоко, что захватывает лопастями воздух, то ни о каком глиссировании думать не приходится. Если же винт оказывается слишком глубоко, то кроме всего прочего, такая ситуация при достаточной мощности мотора приведёт к переворачиванию лодки.
  • Неправильно распределённый груз. Слишком перегруженная корма или один из бортов может стать непреодолимым препятствием при попытке выхода на глиссер.
  • Изначально неподходящая для глиссирования форма корпуса лодки.

Как улучшить

Существует несколько способов, позволяющих улучшить выход плавательного средства на глиссирующий режим передвижения:

  • Распределение нагрузки лодки. Если основной вес перевозимого груза приходится на нос плавательного средства, то переход на глиссирующий режим будет осуществляться быстрее.
  • Максимально снизить вес лодки.
  • Немного нестандартная установка антикавитационной плиты. По инструкции эта плита должна быть установлена параллельно днищу, на расстоянии 30-50 см. Если установить ее немного ближе, то это может немного увеличить скорость, и, как следствие, ускорить выход на глиссер.
  • Гребной винт. Несоответствие гребного винта мотору и лодке может приводить не только к ускоренному износу двигателя, но и к проблемам при передвижении.

Можно попробовать поискать гребной винт с большим дисковым отношением, например, четырехлопастной.

В случае если причиной плохого, неполного или долгого выхода лодки на глиссирующий режим является гребной винт, можно предложить следующие варианты:

  • Если у разогнанной до максимума лодки показатели тахометра ниже, чем рекомендованные в инструкции к мотору, то следует подобрать винт с меньшим шагом, это не только продлит срок службы двигателя, но и несколько улучшит динамические характеристики.
  • Заменить лёгкий пластиковый или алюминиевый гребной винт на стальной, желательно с хорошей полировкой. Правда, у винтов из стали и нержавейки есть существенный недостаток – если лопасть такого винта ударяется о что-нибудь, то есть риск повреждения редуктора.
  • Если позволяет мощность подвесного мотора, то возможна установка гребного винта большего диаметра, но следует помнить, что при эксплуатации слишком большого винта многократно возрастает вероятность повреждения редуктора.

Глиссер. Виды и принцип работы. Применение и особенности

Глиссер (от французского «glisseur» — скользить) — легкое быстроходное судно, которое движется по воде по принципу скольжения. Глиссирующие плавсредства можно повстречать на реках, морях и водохранилищах. Несмотря на многообразие видов, такие суда еще не слишком распространены по сравнению с обычными водоизмещающими. Пока они применяются в качестве прогулочных, туристических, спортивных или служебных, а также для перевозки небольших грузов или немногочисленных пассажиров. Но за счет современных разработок их двигатели становятся более легкими и мощными, экономно расходующими горючее. Поэтому у подобных судов очень хорошие перспективы.

Читать еще:  Насос bravo 12

Глиссер — история возникновения

В 1872 г в английское Адмиралтейство пришел пастор Рэмус со своим проектом корабля с плоским дном. По его уверениям, этот корабль мог развивать невиданную доселе скорость. При этом он должен не плыть, а скользить по воде. Судно пастора успешно прошло испытание в бассейне. Но запустить такой корабль в производство в то время было невозможно — существовавшие тогда двигатели были слишком тяжелыми, а без них судно не смогло бы развить скорость, необходимую для глиссирования.

Спустя много лет, в 1881 г, аналогичная идея пришла в голову русскому эмигранту, проживающему во Франции, — маркизу де Ламбер. Его проект был прост — 4 бочки на общей раме из четырех досок, которые должны были служить плавсредству опорой при его движении по воде. Двигатель отсутствовал. Судно развивало скорость за счет лебедки, соединенной с ним и установленной на берегу. Испытания прошли успешно, и за ними последовал второй эксперимент. На этот раз Ламбер сидел на бочках, а буксировщиком была лошадь, бегущая по берегу. Опыт был удачным, но к глиссерам изобретатель вернулся лишь через 12 лет. Все это время он занимался конструированием судов с подводными крыльями и даже получил на них первый патент.

В 1897 г на реке, Ламбер протестировал свой первый аппарат, представлявший собой две байдарки, под днищем каждой из которых были закреплены по 4 пары досок. Угол наклона досок по отношению к воде можно было изменять. Поверх байдарок была установлена двухцилиндровая паровая машина массой 16 кг. А для образования пара служил 15-ти килограммовый котел, работающий на мазуте.

Опыты показали, что судно развивает скорость 38 км/час. Это был прекрасный для того времени результат. Ламбер продолжил свои разработки, и в 1905 году появился первый глиссер на бензиновом двигателе. При своей массе в 300 кг он был способен развить скорость в 35 км/час. Ученый не прекращал работу, и в 1931 г им был построен однокорпусный с мотором компании «Renault» мощностью 450 л.с., вмещавший на борт 40 человек и развивающий скорость 80 км/час.

В начале нашего столетия в Западной Европе и Америке уже существовали компании, выпускавшие глиссирующие суда для пассажирских перевозок и транспортировки почты. Имелись даже постоянно действующие маршруты для глиссеров: в Европе — по Дунаю, Эльбе, Рейну, Сене, Роне, а в Америке — по рекам Колумбии и Аргентины.

Скорость, которую мог развивать аппарат, сделала его объектом интереса спортсменов. Поэтому вскоре появились и спортивные судна самых разных модификаций: со стационарными и подвесными двигателями, с водяными и воздушными винтами и пр. Первый скоростной рекорд в 444,6 км/ч установил английский глиссер Blue Bird в 1939 году.

В России подобный агрегат впервые появился в Питере, на Воткинском озере, в 1912 г. Он был оснащен мотором в 35 лошадиных сил и плыл со скоростью 40 км/ч. В 1920 г ЦАГИ начал постройку деревянного пассажирского глиссера с водяным винтом при участии Н.Г. Жуковского и А.Н. Туполева. Это принято считать началом глиссеростроения в СССР.

Принцип глиссирования

В основе движения обычных водоизмещающих судов лежит сила Архимеда. Эта сила всегда имеет одинаковую величину и не зависит от скорости судна. Осадка при этом также не изменяется. А вот сопротивление таких судов по мере увеличения скорости растет в арифметической прогрессии.

Глиссер движется за счет другой силы — гидродинамической. По мере ускорения судна эта сила возрастает и приподнимает лодку из воды. Соответственно, сопротивление увеличивается намного медленнее. Достичь максимально эффективной гидродинамической силы позволяет особая конструкция днища глиссера. Оно плоское, и благодаря этому при ускорении лодки давление на днище возрастает и осадка становится меньше. А снизить сопротивление помогает форма корпуса — широкая, мало килеватая, с острыми скулами и тупой кормой.

Читать еще:  Легкая лодка пвх

Принцип глиссирования привлекателен еще и тем, что доступен даже на мелководье. Ведь гидродинамическая сила уменьшает осадку судна. Поэтому в некоторых ситуациях устройство с воздушным винтом становится единственным возможным плавсредством.

Режимы глиссирования
  1. Водоизмещающий. Осадка судна максимальна, а скорость, наоборот, минимальна. При движении глиссер образует волну.
  2. Переходный. Нос судна высоко поднимается, скорость возрастает до 18 км/ч.
  3. Спортивный. Движение происходит по поверхности, скорость резко возрастает, а сопротивление становится минимальным. При этом снижается расход топлива.
Для выхода на высокоскоростной спортивный режим конструкция глиссера должна отвечать определенным требованиям:
  • Плоское днище.
  • Правильное положение центра тяжести.
  • Малый вес судна с мотором и всеми приспособлениями.
  • Прочность.
  • Обтекаемость корпуса.
  • Минимальное число выступающих деталей в подводной части судна.

Виды глиссеров

В первую очередь, глиссеры различаются по материалу изготовления.

  • Деревянный. Для его производства используются ясень, вяз, красное дерево, береза, сосна или дуб. Снаружи корпус обшивается узкими дощечками из красного дерева, которые кладутся по диагонали. Обшивка состоит из нескольких слоев, между которыми укладывается полотно, пропитанное льняным маслом или лаком для обеспечения герметичности. Недостаток такой конструкции заключается в том, что дерево мокнет, и вес судна возрастает.
  • Глиссер из легкого металла. Обычно это дюралюминий или кольчугалюминий. Для придания конструкции герметичности между швами укладываются прокладки из полотна на сурике или же на мастике.
  • Лодки из поливинилхлорида. Этот материал наиболее доступен. К тому же он легкий и эластичный, то позволяет судну из этого материала получать высокие показатели скорости. Однако есть и существенный минус — неустойчивость к внешним повреждениям. Поэтому главное условие повышения срока эксплуатации таких глиссеров — это бережное отношение.
  • Стеклопластик. Его неоспоримыми преимуществами выступают внешний вид таких судов, гладких и блестящих, а также эффективность глиссирования. Однако имеются и существенные недостатки. Прежде всего, стеклопластик токсичен. Поэтому не рекомендуется слишком часто прикасаться к корпусу. Во-вторых, он накапливает влагу, которая при замерзании разрушает его структуру. Поэтому стеклопластиковое судно требуется систематически просушивать, а межсезонное хранение осуществлять в отапливаемых помещениях.

По виду винта в конструкции выделяют глиссеры с водяным и воздушным винтом. Причем от выбора винта зависит эффективность судна. Воздушный винт необходим в мелководных водоемах или реках с бурным течением.

Однако он имеет и недостатки:
  • Низкий КПД на небольших скоростях.
  • Зависимость от встречного ветра.
  • Необходимость высокого устанавливать двигатель и использовать цепные передачи.

При установке водяного винта на своей подводной части глиссер не должен иметь большого числа деталей. А тем, что имеются, придается обтекаемая форма.

На глиссеры с воздушным винтом устанавливают двигатели с воздушным охлаждением, а в сочетании с водяным винтом используются авиационные моторы, адаптированные для лодок.

По внешнему виду глиссеры подразделяют на лодки и плотики. Лодки устойчивее на волнах, поэтому применяются на течении. А плотики — легкие, пустотелые агрегаты — эффективны в спокойных водах.

По числу реданов глиссер может быть:
  • Однореданным.
  • Двухреданным.
  • Многореданным.

Реданы — это уступы на днище в виде ступеней. По своим характеристикам однореданные глиссеры похожи на водоизмещающие моторные лодки с плоским днищем и широкой срезанной кормой. Их главный недостаток — потеря скорости. Для повышения скоростных показателей достаточно двух реданов. А их большее количество применяется в основном для плотиков.

Воздушный глиссер — это судно, приводимое в движение воздушным винтом или самолетной турбиной. Аэроглиссер устойчив, манёвренный и имеет уникальные характеристики: способен набирать рекордную скорость и применяться там, где обычные суда пройти не в состоянии. Такие плавсредства применяются на охранных, пожарных, спасательных и некоторых почтовых объектах.

Применение глиссирующих судов связано, в первую очередь, со стремлением снизить затраты на горючее. Однако из-за высокой стоимости авиационных двигателей, применяемых в нем, такое судно могут себе позволить только военные и пограничные объекты. В гражданских целях их эксплуатация ограничивается перевозкой почты, пассажиров, легких ценных грузов при отсутствии более дешевых средств сообщения. Для спортивных соревнований применяются легкие глиссеры на маломощных двигателях.

Не следует забывать и о недостатках глиссирования. Прежде всего, это быстрый износ днища у кормы, что особенно проявляется у лодок из стеклопластика или ПВХ. Повреждения поливинилхлорида чаще всего связаны с порезом ткани на мелководье, а стеклопластик чувствителен к воздействию песка и мелких камешков. Поэтому такие глиссеры регулярно требуют починки.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector