До конца 70-х годов парусные катамараны с надувными поплавками строили лишь в единичных экземплярах, используя принципы, разработанные для неразборных гоночных и крейсерских судов. Это были быстроходные суда с парусностью 14—21 м², весом до 100 кг, временем сборки до 4 час. и более. Для обычных туристских походов они подходили мало, ибо имели низкую обитаемость и требовали энергичного откренивания уже в средний ветер.
             В 1978 году по инициативе Комиссии водного туризма Федерации туризма ЦСТЭ была создана творческая группа для создания именно туристских катамаранов с надувными поплавками. Она проделала большую работу по изучению уже имеющегося опыта, выработке новых принципов конструирования разборных катамаранов и практической проверке их поведения в походных условиях. На первом этапе были спроектированы, построены и испытаны на водоемах различных классов 10 вариантов таких судов с парусностью от 4,5 до 10 м². Они хорошо себя зарекомендовали в гонках, в воскресных и дальних походах и в экстремальных условиях настоящих морских походов самых высоких категорий сложности. Это послужило толчком к массовой постройке катамаранов. Сейчас по популярности у туристов они догоняют парусные байдарки. Появились и параллельно развиваются различные типы этих судов с разной парусностью, ходкостью и весом, определились принципиально отличные направления в их конструировании. Ниже подробно рассмотрено лишь одно направление, по мнению автора, наиболее перспективное для самодеятельного судостроения.
            Вес катамаранов. Для неразборных катамаранов основным преимуществом катамаранной схемы считается возможность достижения максимальных скоростей. Для разборных парусных судов абсолютная скорость не является основным достоинством, ибо за скорость всегда приходится платить увеличением веса судна, его усложнением и ухудшением транспортабельности, т. е. лишаться главных преимуществ, отличающих разборные парусники перед неразборными.
            В то же время при равной полезной нагрузке и равной ходкости грамотно спроектированные катамараны получаются легче тримаранов и швертботов. Например, катамаран “Альтаир” (см. рис. 7 и рис.126), имеющий парусность 4,5—5,5 м², весит столько же, сколько двухместная байдарка без паруса. Катамаран “Аргонавт” (см. рис. 113) с кокпитом и палаткой весит в 1,5 раза меньше, чем сравнимый с ним по ходкости, но уступающий по грузоподъемности и мореходности швертбот “Мева”. При одинаковом уровне проектирования катамараны получаются на 10—15% легче самодельных тримаранов с надувными поплавками. Для туристских разборных судов не ходкость, а именно малый вес составляют основное преимущество катамаранной схемы.
            Ходкость. Туристские суда ходят главным образом на скоростях 5—8 км/час, когда основную долю гидродинамического сопротивления судна составляет сопротивление трения, которое прямо пропорционально площади смоченной поверхности корпуса. При равном водоизмещении катамараны имеют большую смоченную поверхность, чем швертботы, байдарочные тримараны и тримараны с надувными поплавками. Поэтому катамаранам при равной парусности трудно состязаться с ними в ходкости, особенно в слабые и средние ветры.
            Лавировочные качества катамаранов дополнительно ухудшаются повышенным аэродинамическим лобовым сопротивлением, которое создается широким корпусом и высоко расположенным экипажем. Например, во время испытаний одного из первых катамаранов нового типа на него поставили вооружение от “Мевы” (бермудский шлюп, 4,6 м² + 1,8 м²), но оно так плохо лавировало, что испытания пришлось досрочно прекратить и ставить на катамаран другой парус.
            Строители разборных катамаранов должны помнить об их пониженных скоростных и лавировочных характеристиках в слабые и средние ветры и либо мириться с этим, либо применять более совершенные паруса или увеличивать площадь парусности и вес судна.
             Размерения. Катамараны с длиной поплавков меньше 4 м² используются только как прогулочные и парусно-гребные суда. В походных условиях их продольной остойчивости оказывается недостаточно уже при парусности 4,5 м².
             Катамараны с поплавками L= 4—4,5м удовлетворительно ведут себя на волнении, характерном для Средней Волги и Селигера. Правда, при волнах выше 0,5 м становится ощутимой килевая качка (она переносится хуже бортовой и вертикальной).
             Длина поплавков 4,5 м — оптимальная для катамаранов с основной парусностью 5,5—7 м². В хорошую погоду на них можно ходить даже в прибрежной зоне морей и больших озер. Такие катамараны выдерживают и заметные прибойные волны. Стрингера поплавков длиной 4,5 м удается делать из двух труб с одним соединительным узлом. На катамаранах с основной парусностью больше 7 м² применяют поплавки длиной 4,5—6 м.
             Оптимальная ширина туристских катамаранов лежит в пределах B_к=35-45%L. Ее обязательно проверяют на достаточность остойчивости судна (см. § 12). При меньшей ширине увеличивается сопротивление катамарана из-за вредного взаимовлияния корпусов. У более широких катамаранов с большими нагрузками работает силовая рама, особенно на волнении. Их приходится делать более прочными и тяжелыми.
              Поперечные балки относительно узких катамаранов удается изготовлять из цельных труб длиной до 2 м, что упрощает постройку и убыстряет сборку судна.
              Диаметр поплавков берут в пределах Д_п=7,5—12%L. Меньшие значения — для узких, длинных поплавков спортивно-прогулочных катамаранов, большие — для туристских, рассчитанных на тяжелые условия плавания.
              Объем поплавков прямо определяет мореходность катамаранов. Чем он больше, тем спокойнее ведет себя судно на волнении.
Поплавки с отношением объема одного поплавка к полному водоизмещению судна V_п/Д=1,5 и меньше не успевают всплыть даже на относительно небольшие волны. Если они накатываются на поплавок сбоку, то бьют в него, как в набережную. При этом развиваются значительные горизонтальные силы и возникает угроза отрыва поплавка от корпуса — одна из самых тяжелых аварий катамаранов. Если волна идет вдоль поплавков, то подминает их оконечности; от продольных силовых элементов поплавков требуется значительная прочность, чтобы они не переломились.
               Большинство разборных катамаранов делается с отношением V_п/Д=1,7—1,8. При эластичных мостах они хорошо ведут себя на среднем волнении. На водоемах типа озера Селигер только особо крупные волны накрывают носовые оконечности поплавков.
Опытным путем установлено, что при отношении V_п/Д=1,8—2 катамараны выдерживают любое волнение, которое может реально встретиться в прибрежных плаваниях по внутренним водоемам.
               При отношении V_п/Д =2—2,2 катамараны с эластичными мостами и поплавками длиной 4,5—5,6 м не только хорошо выдерживают настоящие морские волны, но и уверенно ходят в широких прибойных зонах с высотой валов до 0,6—1 м, лавируют, делают повороты и стоят на якоре. Поплавки, имея большой запас плавучести, не позволяют волнам подмять себя, а успевают всплывать на них и пропускают их под округлым днищем без заметных ударов и связанных с ними перегрузок.
               Вертикальный клиренс (К_в — высота моста над ватерлинией) для разборных катамаранов не имеет такого важного значения, как для неразборных судов, ибо мостик у них делают не жестким, а в виде туго натянутого матерчатого трамплина. Волны, ударяя снизу в трамплин даже с очень большой силой, не могут его разрушить. Эластичный трамплин подается под нагрузкой вверх и постепенно гасит энергию удара. Невелико значение клиренса и для уменьшения забрызгиваемости мостика: на больших скоростях брызги поднимаются на 1—1,5 м. Гораздо эффективнее и проще бороться с ними не увеличением K_в, a установкой по передней кромке трамплина козырька-брызгоотбойника, который перехватывает брызги непосредственно у места их образования.
               Однако нельзя и допускать, чтобы в свежую погоду носовой козырек подминал все встречные волны, скорость хода при этом заметно упадет. На основании практических испытаний разных катамаранов было установлено, что при клиренсе, составляющем K_в=13—17%B_к , только отдельные наиболее крупные волны ударяют по трамплину. На средней скорости такие удары не сказываются.
                На катамаранах с широкими центральными поворотными швертами клиренс искусственно увеличивают, чтобы поднятый шверт не цеплял воду и не снижал скорость на полных курсах. Это вынужденная мера, и на нее приходится идти. Однако надо помнить, что с увеличением K_в растет аэродинамическое сопротивление катамарана и он хуже пойдет в лавировку, а из-за увеличения высоты ЦП и высоты центра тяжести судна уменьшится его остойчивость, особенно на волнении.
                 Силовые рамы катамаранов. При самостоятельном проектировании катамаранов надо различать силовые рамы мостов, поплавков и парусных вооружений. Они могут быть объединены в одну силовую конструкцию, но могут работать и автономно, почти независимо друг от друга. Каждая из этих рам может быть жесткой или эластичной. В одном катамаране все три рамы могут быть жесткими или эластичными, но могут быть и комбинированные конструкции из рам разных типов. Это важное положение значительно расширяет возможности конструкторов и облегчает получение катамаранов с желаемыми характеристиками.
                  Силовые рамы парусных вооружений. При вооружении кэт и кэт с вспомогательным стакселем можно использовать более простые и живучие эластичные рамы. При вооружении шлюп обязательно применяют жесткие рамы-фермы.
                  Для получения жестких рам чаще всего под мачтой ставят распорку и ведут от ее нижнего конца шпрюйтовые оттяжки ко всем вант- и штаг-путенсам. В частности, широко применяется рама, показанная на рис. 63. Она работает независимо от силовых рам поплавков и моста. Иногда жесткость рам парусных вооружений обеспечивают за счет жесткости поплавковых ферм. Жесткость мачт повышают установкой краспиц и ромбовант.
                  Силовые рамы поплавков. Их делают эластичными — в виде двух труб-стрингеров или жесткими — в виде ферм различной конструкции (см. рис.133 и рис.134). В работе они примерно равноценны. Можно лишь отметить общую простоту эластичных рам с двумя стрингерами, их терпимость к перегрузкам, более мягкие удары о волны и малое время сборки катамаранов. Опасения, что катамараны с эластичными трубами-стрингерами окажутся тихоходными на волнении, опровергнуты результатами многих гонок.
                  Существенное достоинство поплавковых ферм в том, что их можно делать из более доступных для самодеятельных судостроителей материалов — подойдут любые прочные тросы и элементы, способные работать на сжатие.
                  При длине поплавков до 4—4,5 м трубы-стрингера получаются легче ферм равной прочности, при более длинных поплавках фермы легче стрингеров на 10—30%. Однако, если поплавковые фермы завязаны в силовые рамы моста и парусного вооружения, то даже на небольших катамаранах можно получить выигрыш в весе.
                  Силовые рамы мостов. При жестких мостах, не допускающих деформаций, катамаран работает как единая жесткая система. При значительном волнении это ведет к резкой качке всего судна (по данным Ю. С. Крючкова, с ускорениями до 2—3 g). Носовые оконечности поплавков, врезаясь в волны, не могут сразу на них всплыть и вынуждены буквально разбивать волны на две части с созданием мощных брызговых усов. На это тратится значительная энергия, особенно при надувных поплавках, не имеющих острых форштевней. Ударный характер нагрузок вынуждает значительно повышать запас прочности мостов. При косом волнении катамараны часто попадают в положение, когда носовая оконечность одного поплавка оказывается на гребне одной волны, а кормовая оконечность другого — на гребне соседней. При этом мост испытывает большие скручивающие нагрузки.
                  Нагрузки в отдельных элементах жестких мостов-ферм достигают сотен и даже тысяч килограммов, что вынуждает делать их достаточно прочными (это повышает их вес) и тщательно испытывать уже готовые мосты.
                  На туристских катамаранах, которые могут попадать в серьезное волнение, выгоднее использовать эластичные силовые рамы мостов. Из них наиболее отработаны конструкции плоских мостов, которые могут значительно скручиваться при возрастании нагрузок. Это позволяет поплавкам при ходе на волнении изменять дифферент относительно друг друга. Один поплавок может взбираться на гребень волны с дифферентом на корму, а другой в то же время может скатываться с гребня соседней волны с дифферентом на нос. Катамаран идет без всяких ударов, не разбивает волны на две части, не поднимает тучи брызг.
                  Отсутствие ударных нагрузок с большими пиковыми значениями сил повышает надежность работы таких катамаранов и позволяет делать их менее прочными, т. е. более легкими.
                  Другая особенность катамаранов с эластичными мостами — мягкий ход на волнении. На курсах бейдевинд и бакштаг поплавки меняют свой дифферент попеременно, а средняя часть катамарана, где сидит экипаж, постоянно остается в среднем положении. На таких катамаранах не было резкой изматывающей качки даже при плаваниях по жестким крутым волнам азовских мелководий и по крупной беспорядочной “толчее” Каспийского моря.
                  Управляемость. Так как управляемость судна — один из основных факторов обеспечения безопасности плавания, особенно при недостаточно квалифицированных экипажах, то управляемость и поворотливость туристских катамаранов делают высокой, гораздо выше, чем у неразборных катамаранов. Во время различных испытаний, в том числе и официальных, катамараны “Альтаир”, “Аргонавт” и “Альбатрос” при средних ветроволновых условиях делали за минуту в среднем по 4 полных циркуляции с последовательными поворотами оверштаг и фордевинд. Радиус циркуляции был меньше длины поплавков.
                  Высокая управляемость достигается за счет применения рулей большой площади и увеличения расстояния между рулями и мачтами. Большой, глубоко погруженный руль надежно работает и при значительном волнении, когда часть пера руля периодически выходит из воды. Во время поворотов оверштаг, если рулевой допустит грубые ошибки и катамаран зависнет в положении левентик, приподняв шверт и опирая корму на большой руль, судно легко увалить.
                  В отличие от гоночных катамаранов, на которых часто ходят на одном поплавке, на туристских ставят лишь один руль. При равной погруженной площади он легче двух и эффективнее их. Если на ходу катамаран случайно встанет на один поплавок, руль, расположенный в диаметральной плоскости судна, может выйти из воды. На катамаранах со значительной задней парусной центровкой ничего страшного при этом не происходит (срабатывает автомат), при выходе руля из воды судно резко приводится, паруса обезветриваются и катамаран снова встает на два поплавка.

Назад