Подпорные клинья и транцевые плиты

Если катер начинает двигаться с неболь?ой скоростью, постепенно увеличивая ее, то он не может обладать оптимальной формой подводной части для каждого значения скорости. Поэтому катера следовало бы снабжать устройствами, с помощью которых можно было бы приспособить форму днища к соответствующему состоянию движения и дифференту. Естественно, при этом думают не о корпусе катера из резины, а также не  об эластичной  изменяющейся   конструкции.
Для изменения формы днища применяют подпорные клинья и транцевые плиты. Подпорные клинья служат для постоянного изменения формы днища катера, например для того, чтобы путем исправления кормовой части днища добиться повы?енной скорости хода. С помощью транцевых плит достигают точного приспособления к изменяющимся различным скоростям, влиянию волнения,  переменной нагрузке катера.
Подпорные клинья. С тех пор как появились мощные двигатели и высокие скорости, улуч?ения формы днища добивались путем применения подпорных клиньев под днищем. Тихоходное судно требует плавного, «закругленного» обтекания кормы, быстроходное же развивает хоро?ий ход тогда, когда кормовая оконечность  выполнена   плоской без   какого-либо  закругления.
На обоих рисунках видна конструкция подпорных клиньев под кормовой частью катера с округлыми обводами, а также катера с V-образными обводами. Подгонка таких подпорных клиньев к днищу катера с закругленной формой ?пангоутов  несколько  сложней.
В преобладающем боль?инстве случаев к днищу подгоняют и крепят при помощи болтов деревянные подпорные клинья. ?х длина колеблется между 0,30 и 1,50 м и заканчивается у транца в боль?инстве случаев высотой от 20 до 80 мм в зависимости от размеров катера и необходимого изменения дифферента. ?ногда эффективные подпорные клинья заканчиваются в корме высотой, равной 200 мм. Часто бывают удивительные результаты! Высоко задранная в небо носовая часть судна благодаря подъему кормовой части приходит в нормальное положение, всегда связанное со значительным выигры?ем в скорости.
Успех, достигнутый при установке подпорных клиньев, выигры? в скорости и улуч?енный дифферент ЯЕЛЯЮТСЯ бесспорным доказательством того, что выполненная форма днища не соответствует   ожидаемой   скорости.   Предусмотреть   поведение движущегося катера еще в стадии проектирования с помощью теоретического чертежа — это искусство, которому не учат. Оно приобретается многолетним опытом и помещенная в начале этой книги глава о соответствии формы катера собственной волне преследует цель избавить конструктора и строителя от мень?их или боль?их о?ибок. С ее помощью можно разобраться с динамикой быстроходного катера.
Если  при  установке подпорных клиньев различной высоты были получены благоприятные результаты, но необходимо не медленно заново разработать теоретический чертеж катера, внеся изменения в форму днища. Накопленный опыт в изменении формы днища поможет в следующем проекте придать корме луч?ую форму без установки подпорных клиньев. Так как входная кромка подпорного клина благодаря своему излому вызывает внезапное изменение направления потока, то улуч?енной формой днища всегда достигают еще луч?их результатов.
Очень трудная и смелая операция — много раз поднимать катер на слип, менять подпорные клинья и затем на мерной миле снова определять эффект от произведенной замены. Не говоря уже о расходах, специалист испытывает некоторый страх перед количеством отверстий для болтов, которые необходимо просверлить в днище катера 87.
Транцевые плиты. Транцевые плиты с устанавливаемым (изменяемым) углом атаки являются ничем иным, как улуч?енным вариантом подпорных клиньев, угол которых может изменяться. Поскольку их легко можно приспособить к определенным условиям, они превосходят по качествам обычные подпорные клинья. Однако данные транцевые плиты не следует сме?ивать с регулируемыми транцевыми плитами, описанными ниже. Слово «изменяемые» в данном случае означает ли?ь то, что у стоящего катера можно изменять угол атаки транцевых плит.
Водитель неболь?ого спортивного или гоночного катера благодаря несложным транцевым плитам получает возможность найти наилуч?ий дифферент в зависимости от нагрузки или волнения.
Немало катеров на ходу получают некоторый крен в результате вращающего момента гребного винта или из-за неблагоприятного распределения массы на борту. Если транцевую плиту на погружающейся стороне установить с несколько боль?им углом атаки, то можно ликвидировать кренящий эффект, возникающий на ходу катера. Калифорния является родиной специальных катеров для «гонок с ускорением». Гонки начинают на этих катерах почти из состояния «стоп», чтобы с наиболь?им ускорением пройти короткую дистанцию, равную четверти мили. На катерах устанавливают транцевые плиты (их иначе называют кавитационными пластинами), проходящие от борта к борту на транце. В часто используемой конструкции плиты поддерживаются у транца при помощи талрепов и создают этим отличную возможность для точного регулирования  угла атаки.
Последовательно находят тот очень неболь?ой угол атаки, который еще на какую-то долю увеличивает ускорение очень быстроходного катера и путем минимального увеличенного угла с одного борта противодействует кренящему моменту гребного винта.
Регулируемые транцевые плиты. Если талрепы, изменяющие угол установки транцевых плит, крепить не непосредственно к транцу, а к своеобразному кулачковому валику, то получаются так называемые регулируемые транцевые плиты. Такой кулачковый вал с короткими рычажками может поворачиваться водителем при помощи рукоятки или педали. В результате резкого старта в специальных «гонках с ускорением» катер стремится вылететь вперед, что не допускается правилами гонок. Водитель предотвращает это, переводя транцевые плиты на боль?ой угол атаки. Как только у катера устанавливается нужная скорость и выравнивается дифферент,  водитель перекладывает рукоятку и умень?ает угол атаки транцевых плит. Часто плиты даже откидывают вверх, чтобы избежать касания ими воды и сопротивления трения  плит.
Транцевые плиты, устанавливаемые на боль?их гоночных катерах, предназначенных для прибрежных и морских гонок, имеют ограниченную ?ирину. Обычно используют две неболь?ие плиты. Такой тип плит часто применяют также на спортивных катерах. ?х регулирование может осуществляться при помощи простого рычажного механизма. Другим, еще более важным применением транцевых плит является их установка на боль?их и малых туристских катерах, которые в своих  диапазонах  скоростей  сильно  изменяют дифферент.
На боль?их катерах регулирование транцевых плит из-за возникающих значительных сил осуществляется не при помощи простого механического привода, а посредством гидравлических цилиндров, приводимых в действие электрическим или ручным насосом. Также применяются электромеханические регулирующие устройства, у которых неболь?ой электродвигатель работает на  ходовой  винт  или  червяк.
В идеальном случае форма и распределение массы катера должны быть уравнове?ены таким образом, чтобы на максимальном ходу не требовалось никакой корректировки дифферента транцевыми плитами. Тогда плиты откидывают вверх так, чтобы они не располагались в потоке воды. При необходимости их опускают, выбирая любой угол атаки до 10°; боль?ие углы создают ли?ь ненужное торможение.
На практике   не   выбирают заранее      определенный    угол установки   транцевых   плит, а путем   его    последовательного изменения    находят   оптимальный    дифферент    или    максимальную  скорость.   Во    время этой доводки   следят   за показаниями   тахометра. Если  частота вращения двигателя немного увеличилась, без   изменения     положения   дроссельной заслонки   карбюратора,  то это будет свидетельствовать о том, что найденный угол атаки транцевых   плит привел к улуч?ению хода.
Автоматические транцевые плиты. Существуют транцевые плиты и с автоматической установкой угла атаки. ?х действие связано с действием остроумного рычажного механизма, поддерживающего транцевую плиту и использующего давление воды на переднюю кромку плиты. Эта система обладает тем преимуществом, что не требует никакого механизма для дистанционного управления плитами, так как их угол атаки сам устанавливается  в зависимости от скорости  и дифферента.
Наличие в схеме верхнего рычага с регулируемой длиной позволяет индивидуально регулировать систему для любого катера. Автоматические транцевые плиты регулируются таким образом, чтобы при наиболь?ем изменении дифферента катера создавать наиболь?ую силу поддержания. Если катер при увеличении скорости становится на ровный киль, то одновременно умень?ается угол атаки транцевых плит. Автоматика приспособлена и для движения на циркуляции, когда обе плиты получают различный угол атаки и обеспечивают луч?ую остойчивость. Встроенные транцевые плиты. Преимущества регулируемых транцевых плит признаны также и некоторыми крупными катеро-строительными верфями. Такие фирмы, как «Крис Крафт», «Хат-терас» и другие начали предусматривать у транца углубления в днище,   в  которые встраивают утопленные транцевые плиты Транцевые плиты применяют в тех случаях, когда появляется сильный дифферент, затрудняющий ход катера и обзор водителю. ?х устанавливают также   и   на   очень   быстроходных   катерах на волнении, так  как   транцевые плиты способствуют улуч?ению поведения катера на ходу.
Размеры транцевых плит. ?зготовителям транцевых плит необходимо предоставлять возможность выбора соответствующих наиболее подходящих размеров. Попытки точного расчета не дают надежных результатов. С практической точки зрения можно рекомендовать использование следующих правил для приближенного определения размеров:
Длина от транца до задней кромки транцевой плиты: легкие    быстроходные    катера, которые незначительно изменяют дифферент      - 2% длины по ватерлинии
тяжелые   катера,   сильно   изменяющие дифферент  - 3% длины по ватерлинии
средние обычные катера -  2,5% длины по ватерлинии
Ширина вдоль транца:
легкие быстроходные катера, незначительно изменяющие дифферент    - 2   плиты   по   V8   наиболь?ей
?ирины по ватерлинии тяжелые,   сильно   изменяющие дифферент катера - 2   плиты   по   V4   наиболь?ей ?ирины по ватерлинии при   очень   сильном   изменении дифферента - транцевые плиты во всю ?ирину транца при длине, равной 3% длины по ватерлинии Транцевые плиты дают отличный пример того, как благодаря неболь?им мероприятиям достигаются боль?ие успехи. Неудивительно, что их используют даже на боль?их сторожевых катерах длиной 30 м и с мощностью главных двигателей 4000 л. с, несмотря на то, что их форма была установлена модельными испытаниями.
Дифферентовка при помощи водяного балласта. Требования к мореходным качествам гоночных катеров, предназначенных для прибрежных и морских гонок, обычно весьма жесткие. Ни один другой тип катеров не выполняет таких диких прыжков на волне. Неудивительно, что эти катера оборудованы регулируемыми транцевыми плитами. Однако дифферент у них часто изменяют и при помощи  водяного балласта.
Это кажется несколько нелепым для легких гоночных катеров, но отлично оправдало себя.
Применение водяного балласта позволяет опустить носовую часть катера и использовать инерцию балласта для умень?ения вертикальных ускорений в носовой части катера. К тому же имеется еще причина рекомендовать использование водяного балласта при гонках на боль?ие дистанции. Катера на старте нагружены боль?им количеством топлива с расчетом, что достигнут цели с почти пустыми цистернами. ?з-за этого значительно меняется состояние нагрузки катера во время гонок.
Наполнение балластной цистерны в носовой части катера производится обычно путем использования динамического напора воды при ходе катера. Опущенный в воду патрубок, иногда размещенный на пере руля, улавливает воду с более чем достаточным давлением для быстрого заполнения цистерны забортной водой. Простота процесса позволяет, в зависимости от нагрузки катера и курса относительно волны, заполнять или снова опорожнять цистерны.
Подвесной мотор и дифферентовка. В некоторых руководствах по обслуживанию подвесных моторов утверждается, что угол установки струбцин крепления мотора может изменить дифферент катера. Считают, что нос поднимется, если гребной вал направлен вверх, или нос опустится, если упор гребного винта будет направлен  вниз.
Такое представление не соответствует действительности! Дифферентовочный эффект от упора гребного винта почти равен нулю! Регулировочный механизм для мотора имеет другое назначение, важное для хоро?его хода. Пластина над гребным винтом, называемая также антикавитационной пластиной, должна точно располагаться по направлению водяного потока, чтобы не вызывать ненужного сопротивления и не подводить к гребному винту ме?ающее завихрение. Кроме того, она должна находиться не над водой, а слегка покрываться водой, чтобы гребной винт не терял эффективности из-за засасывания воздуха. ?так, необходимо выравнивать установку мотора, а не дифферент катера.