Выход на глиссер
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.
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.
Выход на глиссер
Вопрос о глиссировании надувных моторных лодок находится в состоянии постоянного обсуждения и интересует всех владельцев этого типа маломерных судов. Но ситуация именно с надувными лодками осложняется тем, что до сих пор большинство специализированных гидродинамических исследований их обводов и поведения на воде в основном носят не теоретический, а скорее экспериментальный характер.
Также в специализированной прессе и интернет-обсуждениях очень часто можно видеть, как глиссирование надувных лодок рассматривается с тех же позиций, что и глиссирование судов с жестким корпусом, что в результате дает либо просто ошибочную и искаженную информацию, либо откровенную ересь. Чтобы разобраться в этом непростом вопросе, для начала нужно определить самое главное, а именно — что такое глиссирование.
В учебниках по гидродинамике можно встретить вот такое определение этого понятия:
Глиссирование — это движение судна в режиме скольжения по поверхности, когда большая часть его веса поддерживается гидродинамической подъемной силой, действующей на плоское днище при высокой скорости.
Если перевести эту формулировку на простой и понятный язык, то получится примерно следующее:
Глиссирование — это движение по воде, при котором судно поднимается и удерживается над поверхностью за счет встречного скоростного напора воды, то есть оно как бы скользит по водной глади.
Но это определение опять же будет верным для судов с жестким корпусом, а не для надувных лодок. Для которых самым точным определением будет такое:
Глиссирование — это режим движения лодки, при котором наблюдается минимальная площадь смоченной поверхности днища.
Надувные моторные лодки имеют три основных режима движения:
Водоизмещающий режим наблюдается при остановке лодки, ходе на веслах, а также при начальном режиме движения под мотором со скоростью до 15-16 км/ч.
Переходный режим возникает при достижении надувной лодкой скорости 17-18 км/ч. При этом корма может сильно проседать вниз, настолько, что транец лодки с установленным на нем двигателем может оказаться на уровне воды, а нос — высоко задраться вверх. Многие начинающие водномоторники и владельцы надувных лодок именно этот режим ошибочно принимают за выход лодки на глиссирование.
Существует несколько разных мнений о том, что можно считать глиссирующим режимом для надувных лодок. В отличие от хорошо изученного глиссирования судов с жестким корпусом, поведение надувных моторных лодок при выходе в этот режим изучено еще недостаточно хорошо, и многие аспекты его еще до конца не раскрыты. Есть мнение, что классические надувные моторные лодки с жестким полом, оборудованные аирдеком или надувным дном низкого давления (НДНД), относятся к судам, для которых этот режим можно назвать условным глиссированием.
В то же время некоторые надувные моторные катамараны и несколько других видов относительно редко встречающихся надувных концепт-ботов обладают всеми признаками глиссирующих судов в классическом понимании этого термина. Так или иначе, в отношении надувных лодок есть множество факторов, влияющих на выход и поддержание этого режима. Прежде всего необходимо принимать во внимание тип днища надувной лодки и мощность установленного на нее двигателя. В дальнейшем для упрощения понимания материала режим условного глиссирования надувных классических лодок мы будем называть просто «глиссированием».
При выходе на глиссирование происходит резкое уменьшение сопротивления движению и увеличение скорости движения лодки. Лодка принимает горизонтальное положение, но смоченная поверхность днища не превышает 2/3 от ее длины, и со стороны кажется, что она как будто скользит по воде. Обороты двигателя при этом увеличиваются. По достижении лодкой этого режима обороты двигателя можно сбросить с полных до 2/3, и лодка все равно сохранит высокую скорость и останется в глиссирующем режиме. Это связано с тем, что усилие, необходимое для выхода на этот режим, намного превышает усилие, необходимое для его поддержания. Средняя скорость перехода надувных лодок в глиссирующий режим составляет 20 км/ч.
Ряд специалистов утверждают, что настоящий режим глиссирования на надувных лодках достигается только на скорости 28 км/ч и больше, мотивируя это тем, что только начиная с этой скорости лодка не выходит из данного режима и не теряет скорости даже при движении по неспокойной воде. Однако это утверждение можно считать достаточно спорным, так как даже на меньшей скорости в зависимости от модели, типа днища, мощности установленного ПЛМ, загрузки и множества других факторов надувные лодки разного типа могут выполнять уверенный выход из переходного режима движения и двигаются в режиме, обладающем всеми признаками глиссирования. Пусть даже и на меньшей скорости.
Особенности надувных лодок
Особенность надувных моторных лодок и их отличие от судов с жестким корпусом при выводе в режим глиссирования заключаются в том, что они весьма чувствительны к развесовке внутри кокпита. Так, для уменьшения времени нахождения в переходном режиме рекомендуется максимально загрузить нос лодки. Некоторые владельцы надувных лодок решают это с помощью переноса и крепления бензобака в носовой части кокпита. Опытные водители надувных лодок при наборе скорости уменьшают время нахождения лодки в переходном режиме путем переноса массы собственного тела с кормы на середину кокпита лодки, как бы дополнительно придавливая ее к поверхности воды своим весом. Эта тактика выхода на глиссер хорошо зарекомендовала себя для лодок длиной до 4 м включительно, оборудованных ПЛМ соответствующей мощности и ручным управлением.
Что касается минимальной мощности двигателя, которой будет достаточно для вывода надувной лодки в режим глиссирования, то здесь пока не существует единого подхода и мнения, а все данные носят экспериментальный характер.
В водно-моторной среде хорошо известен постулат: чтобы вывести судно на режим глиссирования, требуется мощность не менее 40-50 л.с. на тонну в зависимости от обводов корпуса. То есть выход судна на глиссирование происходит, когда на каждые 20-25 кг его водоизмещения имеется не менее одной лошадиной силы. Причем в этот расчет берется все: вес лодки, мотора, пассажиров и груза. Но, как показывает практика, эта схема расчета абсолютно не подходит для надувных лодок, показатель удельной массы для которых должен быть меньше.
Так, наши собственные тесты показали следующие результаты.
Комплект: килевая лодка (вес по паспорту 48 кг) + ПЛМ Mercury 5 М (сухой вес 20 кг) + топливо (4 кг) + водитель (вес 115 кг). Итого общий вес 187 кг — показал уверенный выход на глиссер и максимальную скорость 25 км/ч. Хотя, следуя вышеприведенным расчетам, для судов с жестким корпусом минимальная мощность двигателя для выхода этого комплекта в режим глиссирования должна составлять от 7,48 до 9,35 л.с.
Или вот другой пример: плоскодонная лодка (23 кг) + ПЛМ Mercury 5 М (20 кг) + водитель (115 кг). Итого общий вес 158 кг. Результат — выход на глиссирование и максимальная скорость 26,8 км/ч. Хотя, опять-таки следуя расчетам, мощность двигателя для этого комплекта должна находиться в диапазоне от 6,32 до 7,9 л.с.
Экспериментальным путем был выявлен следующий алгоритм выхода классических надувных лодок (исключая надувные катамараны и лодки с НДНД) в режим глиссирования в зависимости от их длины, загрузки и мощности ПЛМ:
— при длине лодки от 300 до 330 см для выхода в режим глиссирования с 1 человеком на борту достаточно мощности 4-6 л.с. Каждый следующий человек +3 л.с. Пример: для выхода в режим глиссирования на надувной лодке длиной 3,2 м и загрузкой два человека будет необходим двигатель мощностью не меньше 8 л.с. Для выхода на глиссер на лодке длиной 3,3 м и загрузкой 3 человека необходим двигатель мощностью не меньше 10 л.с.;
— при длине лодки от 340 до 360 см для выхода в режим глиссирования с 1 человеком на борту достаточно мощности 8 л.с. Каждый следующий человек +5 л.с. Пример: для лодки длиной 3,5 м с загрузкой 2 человека — минимальная мощность двигателя для выхода на глиссер составит 10 л.с., для 3 человек на борту — 15 л.с.;
— при длине лодки от 380 до 400 см — 10 л.с. для одного человека и +5 л.с. на каждого следующего пассажира.
При длине надувной лодки свыше 400 см рекомендуется установка поста дистанционного управления и двигателя мощностью от 25 л.с.
Павел Прудников,
«Лодки-Питер»
Как уже было справедливо сказано, все формулы и расчеты по теме глиссирования, приводимые в периодической печати, касались именно жестких корпусов. По мнению известных инженеров-проектировщиков, в последние 40 лет ничего нового в обводах этих судов не появилось и, тем более, революционных проектов предложено не было. Надувные же корпуса до конца не изучены, и любые привязки к терминам очень условны.
В статье специалиста «Лодки-Питер» Павла Прудникова названы три режима движения надувных лодок и, более того, приведены конкретные цифры, при которых они наступают. Однако эти показатели привязаны исключительно к определенным лодке, мотору, винту, загрузке. Несмотря на то, что крой делается по лекалам, лодки на выходе со стапелей имеют индивидуальный характер. Винт подбирается исключительно под определенную нагрузку. Распределение груза в кокпите сильно влияет на результат. Таким образом, получая данные замеров, мы видим не более чем один из вариантов, а это субъективное мнение.
На полученные результаты влияют и условия движения корпуса по отношению к ветру и волне. Максимальная скорость лодки уходит на второй план, а на первый выступают ее мореходные качества, способность судна комфортно перемещаться в условиях волнения и поддерживать постоянную скорость. Именно поэтому более чем за 15 лет тестовых замеров было выведено, что полноценное глиссирование надувных корпусов длиной более 3,6 м начинается на скорости 28 км/ч, при оптимально подобранном винте и равномерно распределенной загрузке. Эта цифра тоже должна восприниматься как субъективное мнение, дабы избежать споров. Но есть некая собранная статистика, которая может быть использована для усреднения расчетов и для привязки к имеющимся в простом суждении водномоторников терминам.
Что такое глиссирование: необходимые условия, режимы, как улучшить выход на глиссер?
Выход на глиссер сравнительно новый режим передвижения лодок. Это понятие знакомо людям с детства и сравнимо с запуском камня по воде.
Для такого развлечения обычно выбирали камни с плоскими сторонами. Этот пример подходит для описания процесса глиссирования лодки. Для правильного вхождения на глиссер необходимо знать основные моменты, с которыми можно столкнуться, практикуя такой режим.