Гидродинамика и балансировка катамаранов «двоек»

По моим наблюдениям острый нос Тритона даёт ему некоторый выигрыш в скорости на шиверистом «фоне» с мелким волнением. Это типично соревновательная ситуация, когда на длинной гонке метр за метром наращивается преимущество перед соперником. Например на реке Белая Тритон-2 настолько успевает оторваться от конкурентов, что даже время, потраченное на ликвидацию переворота в каком либо препятствии, оказывается меньше этой разницы. Другую картину я наблюдал на Мажое. Там «фон» уже 4-5. В такие валы Тритон, имеющий хорошую положительную скорость уже втыкается глубоко, и тормозится за счёт большого сопротивления надводной части (в частности экипажа). Относительно бесформенные же, тупорылые и закаяченные алтайские каты, к моему удивлению легко скакали по верхам волн и уходили вперёд. Это ФАКТ, который я наблюдал своими глазами. Не могу сказать, что на всех Тритонах сидели плохие экипажи, а на алтайских — хорошие, возможно, даже, было наоборот.

Теперь по поводу баллансировки. Самый неприятный, на мой взгляд, вид препятствий на сплаве — держащие бочки с мощным противотоком. Самый большой процент переворотов связан с потерей скорости, остановкой, и последующим «замесом» судна именно в них. То есть, от способности судна преодолевать такие препятствия в большой степени зависит безопасность всего сплава. Вот тут-то на первое место и выходит баллансировка.

Рассмотрим «гидродинамику в динамике» такого прохождения. Положение первое: катамаран разгоняется на участке перед сливом. Тут всё понятно. Имеет место поступательное движение вперёд, направление движения судна совпадает с вектором его наименьшего лобового сопротивления.

Положение второе: катамаран наклоняется вперёд, падая в слив. Вектор набранной скорости сохраняет своё направление, появляется дополнительное ускорение, обусловленное силой тяжести, направленное вертикально вниз. Результирующий вектор направлен наклонно вниз, но уже необязательно совпадает с направлением наименьшего лобового сопротивления. При достаточной крутизне слива, катамаран может начать рыть воду носами и переворачиваться вперёд.

Третий момент — самый ключевой. Катамаран, имея некоторый запас скорости, начинает погружаться носами в противоток. Происходит:
а) потеря скорости за счёт резкого увеличения общего лобового сопротивления (надводная часть, экипаж, вещи)
б) ! всплытие носов в пене. Это влечёт за собой то, что положение судна оказывается направленным не вдоль вектора его движения, а как бы вверх от него.

Катамаран резко теряет скорость, поскольку направление его импульса (наклонно вниз) уже не совпадает с оптимальным положением корпуса (носа-то всплыли, корпус «давит воду днищами»). Вот тут-то гидродинамика (в моём понимании малое сопротивление корпусов поступательному движению вперёд) перестаёт играть решающую роль, и на первое место выходит баллансировка. Учитывая, что именно в этот момент происходит основная потеря скорости, причём почти независимо от гидродинамики, можно говорить о её второстепенном значении. Гениальное решение этой проблемы найдено в такой конфигурации двухместного катамарана, в которой площадка перед гребцами в отсутствии груза работает как стабилизирующая платформа. В момент захода противоток обрушивается на неё всей мощью воды и надавливает вниз, препятствуя преждевременному всплытию носов. Впоследствии, в котле большая плавучесть носов выпрямляет катамаран и он поднимается из бочки практически горизонтально, с лёгким креном на корму. В гружёном, же варианте катамаран и так сбаллансирован на нос, но и воздействие потока на него меньше, т.к. груз худо-бедно, но обтекаем. Это, безусловно, большое достижение, не случайно почти все современные катамараны — двойки так или иначе используют эту компоновку. Четверка, в принципе, тоже неплохо сбаллансирована, но не так. К слову сказать, очень неправильной баллансировкой грешат катамараны Белрафт. При том, что длинные обтекаемые носы внешне очень симпатичны, на практике они очень быстро всплывают, и не дают нормально использовать набранную в определённом направлении скорость. А многие удивляются — почему он вязнет в бочках?

И кадр четвёртый: выход. Катамаран потерял большую часть набранной скорости, всплывает наверх. Тут желателен небольшой крен на корму. В этом случае наблюдается пусть и небольшая, но тяга вперёд. Далее активизируется экипаж, и «гидродинамика» снова вступает в свои права.

Тут – не спорю, лишние полкилометра в час могут стоить жизни… НО, опять же, не приведёт ли то, чем мы пожертвовали ради этой скорости к тому, что судно «ляжет» раньше? Вопрос, надо сказать, весьма философский…

Филипп Голубев, Главный конструктор и руководитель Судоверфи «Корвет»