Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Компоновки многокорпусных и однокорпусных судов

Многокорпусный это судно или лодка с более чем одним корпусом , в то время как судно с одним корпусом является однокорпусным .

Многокорпусные суда можно классифицировать по количеству корпусов, их расположению, а также по форме и размерам. [1]

История многокорпусных судов [ править ]

Основные статьи: Лодка Outrigger и Катамаран
Полинезийский катамаран

Греческие источники описывают большие катамараны третьего века до нашей эры, один из которых был построен под руководством Архимеда , Сиракузия , [2], а другой, как сообщается, построен Птолемеем IV Филопатором из Египта , Тессараконтерес . [3] [4]

Лодки с одной выносной опорой были азиатскими предшественниками многокорпусных судов. На их основе произошли первые лодки с двойной опорой , которые были разработаны австронезийцами как средство решения проблемы нестабильности последних при лавировании с подветренной стороны . Они по-прежнему широко используются традиционными рыбаками в приморской Юго-Восточной Азии . Лодки с двумя аутригерами, однако, не получили развития среди австронезийцев в Микронезии и Полинезии (хотя они существуют в западной Меланезии ), где лодки и катамараны с одинарными опорами продолжают использоваться. [5] [6] [7] [8] [9]

Современные разработчики [ править ]

Среди современных пионеров многокорпусной конструкции - Джеймс Уоррам (Великобритания), Дерек Келсалл (Великобритания), Том Лэк (Великобритания), Лок Кроутер (Ост), Хедли Никол (Ост), Малкольм Теннант (Новая Зеландия), Джим Браун (США), Артур Пивер. (США), Крис Уайт (США), Ян Фарриер (Новая Зеландия), LOMOcean (Новая Зеландия) и Дик Ньюик (США).

Типы многокорпусных [ править ]

Подавляющее большинство многокорпусных парусников - катамараны . Тримарана менее распространена, а проа практически неизвестны за пределами южной части Тихого океана.

Outrigger canoe & proa [ править ]

Аутригеров каноэ является каноэ с тонким аутригером ( «ама») , прикрепленного два или более распорками ( «AKAS»). Это судно обычно приводится в движение веслами. Если у корабля есть парус, это называется проа . В то время как каноэ и проа получают стабильность от аутригера, проа больше нуждается в аутригере, чтобы противостоять кренящему эффекту паруса. Трудность с проа состоит в том, что для эффективного использования аутригер должен находиться с подветренной стороны, а это означает, что для изменения галса потребуется переставить парус.

Катамаран [ править ]

Катамаран - это судно со сдвоенными корпусами. Коммерческие катамараны появились в Англии 17 века. Отдельные попытки создания паровых катамаранов были предприняты к середине 20 века. Однако для успеха требовались более качественные материалы и более развитые гидродинамические технологии. Во второй половине 20 века дизайн катамаранов процветал. В настоящее время катамараны используются как гоночные, парусные, туристические и рыболовные. Круизные катамараны становятся все более популярными на рынке чартерных рейсов. Около 70% скоростных пассажирских паромов RoRo - это катамараны.

Корпуса катамарана обычно соединяются мостовой палубой, хотя на некоторых более простых круизных катамаранах [10] просто натянут батут между перекладинами (или «акас»). [11] Небольшие катамараны с возможностью выхода на берег, такие как Hobie Cat , также имеют только батут между корпусами.

Катамараны не имеют балласта, и их устойчивость определяется шириной между корпусами. Расстояние между корпусами называется «поперечным просветом», и чем больше это расстояние, тем устойчивее будет катамаран.

Корпуса катамарана тонкие, хотя они могут расширяться над ватерлинией для обеспечения запаса плавучести. [12] Катамараны подвержены «хлопку» - неприятному явлению, когда волны ударяются о нижнюю часть настила моста. Расстояние между расчетным гидропланом и нижней частью мостовой платформы называется «вертикальным зазором»; и чем больше это расстояние, тем меньше будет ударов. [13] Хотя большой вертикальный просвет обычно увеличивает мореходные качества катамарана , проектировщик должен позаботиться о том, чтобы не слишком сильно увеличить общий CoG .

Тримаран [ править ]

60-футовый тримаран с высоким удлинением бермудской установки

Тримаран - это судно с тремя корпусами. В отличие от катамарана, корпуса которого являются зеркальным отображением друг друга, тримаран больше похож на однокорпусный катамаран с двумя тонкими выносными опорами. [14] У тримарана меньше места для размещения, чем у катамарана, но он может развивать даже более высокие скорости.

У тримарана самый широкий спектр взаимодействий волновых систем, создаваемых корпусами на скорости. Взаимодействие может быть благоприятным или неблагоприятным, в зависимости от относительного расположения корпуса и скорости. Никаких аутентичных тримаранов не существует. Результаты модельных испытаний и соответствующее моделирование позволяют оценить мощность полномасштабных кораблей. Расчеты показывают возможные преимущества в определенном диапазоне относительных скоростей.

Новый тип сверхбыстрого судна, волновой тримаран (WPT), известен как воздушное разгруженное (до 25% водоизмещения) судно [ требуется пояснение ], которое может развивать удвоенную скорость при относительной мощности.

В некоторых конфигурациях тримарана используются внешние корпуса для повышения устойчивости и обеспечения малой осадки. Примеры включают экспериментальный корабль RV Triton [15] и прибрежные боевые корабли класса Independence (США). [16]

Слово «тримаран» - это сочетание слов «три» и «(ката) маран» [17], термин, который, как полагают, был придуман Виктором Четчетом , новаторским украинским дизайнером современных многокорпусных судов. [18] Тримараны состоят из основного корпуса, соединенного с поплавками аутригеров с обеих сторон поперечной балкой, крылом или другой формой надстройки - традиционные полинезийские термины для корпуса, каждого поплавка и соединителя - вак , ама и ака , соответственно (хотя тримараны не являются традиционно полинезийскими, поскольку вместо них используются конфигурации с одной опорой и катамаранами ). [19]

Четыре и пять корпусов [ править ]

Были предложены несколько многокорпусных судов с четырьмя (квадримаран) или пятью (пентамаран) корпусами; мало построено. [20] Швейцарский предприниматель пытается собрать 25 миллионов евро [21] на постройку квадримарана с парусным двигателем, который будет использовать солнечную энергию для выкапывания пластика из океана; запуск проекта запланирован на 2020 год. [22] Французский производитель Tera-4 производит моторные квадримараны, в которых используется аэродинамическая подъемная сила между четырьмя корпусами для улучшения глиссирования и снижения энергопотребления. [23]

Конструктивные решения судов с двумя парами выносных опор получили название пентамаранов. Концепция дизайна включает узкий длинный корпус, который рассекает волны. Таким образом, выносные опоры обеспечивают устойчивость, необходимую для такого узкого корпуса. В то время как кормовые спонсоны действуют как спонсоны тримарана, передние спонсоны обычно не касаются воды; только если корабль кренится в сторону, они обеспечат дополнительную плавучесть, чтобы исправить крен. [24] [25] BMT Group , судостроительная и инженерная компания из Великобритании , предложила быстроходное грузовое судно и яхту с таким корпусом. [26] [27]

Многокорпусные SWATH [ править ]

Узкая ватерлиния отличает судно SWATH от обычного катамарана.

В многокорпусных конструкциях балки корпуса могут быть тоньше на поверхности воды («гидросамолет»), чем под водой. Такое расположение позволяет хорошо пробивать волны, сохраняя при этом плавучий гидродинамический корпус под гидросамолетом. В конфигурации катамарана это называется двойным корпусом небольшой площади гидросамолета или SWATH. [28] В то время как SWATH устойчивы в бурном море, у них есть недостатки, по сравнению с другими катамаранами, в том, что они имеют большую осадку, более чувствительны к нагрузке и требуют большей мощности из-за большей площади подводной поверхности. [29] Трехкорпусные конфигурации малых гидросамолетов были изучены, но не построены по состоянию на 2008 год. [30]

Характеристики [ править ]

Многокорпусные суда существенно отличаются от однокорпусных судов по ряду причин:

Физический [ править ]

Многокорпусные суда имеют более широкий спектр геометрических форм корпуса и полезной нагрузки. По сравнению с однокорпусным судном, они имеют относительно большую ширину , площадь палубы (верхнюю и внутреннюю), надводную способность, меньшую осадку (что позволяет работать на мелководье), но ограниченную полезную нагрузку.

Стабильность [ править ]

Первые австронезийцы обнаружили, что оцилиндрованное бревно, связанное вместе в плот, было более устойчивым, чем одиночное бревно. Выдолбление бревен еще больше увеличило плавучесть и полезную нагрузку . Разделение двух бревен парой поперечин (или «ака») еще больше повысило устойчивость. Перекрытие промежуточного расстояния платформой обеспечивает место для размещения.

По сравнению с однокорпусными, многокорпусные гораздо менее склонны к крену (наклону); парусный катамаран редко кренится более чем на 5 °, тогда как однокорпусный катамаран часто кренится на 45 °. Это особенно заметно при ветре ; однокорпусник будет катиться непрерывно, а катамаран останется в вертикальном положении. Стабильное движение катамарана снижает морскую болезнь и усталость экипажа, делая его более безопасным и подходящим для семейного круиза. Стабильность также позволяет более эффективно собирать солнечную энергию и работать с радарами . Однако более короткие многокорпусные корпуса могут быть более склонны к неудобному движению, называемому хобби хорсингом , особенно при небольшой загрузке.

Будучи более тяжелым (из-за своего балласта ), инерция однокорпуса будет временно поддерживать прогресс, если ветер утихнет, в то время как (более легкий) многокорпусный корпус имеет меньшую инерцию и может быть склонен к тому, чтобы идти « в трос ». (Многокорпусные корабли должны держать кливер «врасплох», чтобы завершить разворот. Однако многокорпусные капитаны часто предпочитают «уклоняться» вместо этого, так как в многокорпусном судне гайбинг - гораздо менее сложное мероприятие, чем в однокорпусном. Многокорпусные "призраки" значительно ниже плывут, поскольку они охотно реагируют на легкий ветерок.

Балласт [ править ]

Катамаран 45 футов под парусом с минимальной волной и кильватерным следом благодаря тонким секциям корпуса, легкому водоизмещению и длинной LWL .

С давних времен однокорпусные корпуса (с парусами или без них) стабилизировались с помощью балласта (например, камней) в трюмах; и все современные однокорпусные яхты и корабли по-прежнему полагаются на балласт для устойчивости. Военно-морские архитекторы размещают центр тяжести судна так, чтобы он находился значительно ниже метацентра корпуса . Низкий центр тяжести действует как противовес, когда корабль кренится вокруг своего центра плавучести ; то есть, как однокорпусный корпус, его балласт работает, чтобы вернуть его в вертикальное положение.

В противоположность этому , стабильность многокорпусных является производным от его ширины, и современные многокорпусников гораздо шире , чем предыдущие конструкции, с пучком иногда более половины LOA . Если погодный корпус поднимется из воды, вес судна будет стремиться вернуть многокорпусный корпус в его нормальное положение. Однако, в отличие от однокорпусного, многокорпусный имеет «точку невозврата», которая приведет к переворачиванию судна. Шлюпка-катамаран может быть направлена ​​ее экипажем, но большая крейсерская кошка обычно остается перевернутой, если ее нельзя поставить вертикально.

Катамаран , что нажат слишком сильно , можно « pitchhole (опрокидывание)», ужасное событие в результате чего подветренной лук (лук по ветру) выкапывает в воду и поездки, а затем на корме восходящего и всего кувыркающегося сосуд.

Безопасность [ править ]

Без балласта многокорпусные корпуса с отверстиями или опрокидыванием имеют высокую живучесть; водонепроницаемые переборки должны предотвращать затопление в случае разрушения корпусов. Катамараны могут иметь повышенную надежность, потому что у большинства из них есть двигатель в каждом корпусе. В то время как опрокидывающиеся однокорпусные суда обычно вправляются сами, опрокидывающиеся многокорпусные суда остаются перевернутыми. Большие многокорпусные суда могут иметь аварийные люки в корпусах или на мостике. [ необходима цитата ]

Производительность [ править ]

Имея малое водоизмещение [31] и длинный узкий корпус, многокорпусный корпус обычно производит очень небольшие носовые волны и следы , как следствие благоприятного числа Фруда . [32] [33] [34] Суда с широкими корпусами (обычно однокорпусные) обычно создают большую носовую волну и след. Такое судно ограничено своей «скоростью корпуса», будучи неспособным «перелезть» через носовую волну, если оно не перейдет из режима водоизмещения в режим глиссирования. Суда с тонкими корпусами (обычно многокорпусные) обычно не создают заметной носовой волны, чтобы ограничить их продвижение.

В 1978 году, спустя 101 год после того, как катамаранам, таким как Amaryllis, запретили участвовать в гонках на яхтах [35], они вернулись в спорт. Это началось с победы тримарана Olympus Photo под управлением Майка Берча на первом маршруте Route du Rhum . После этого однокорпусные гонки не выиграли ни одной гонки в открытом океане. С 1978 года время побед упало на 70%. Успех Olympus Photo за 23 дня 6 часов 58 '35 "снизился до 7d 17h 19'6" Gitana 11 в 2006 году. Примерно в 2016 году были построены первые большие ветряные гоночные катамараны на рапирах. . Эти кошки поднимаются на крылья и рули направления с т-крылом только на более высоких скоростях. [ необходима цитата ]

Парусные многокорпусные и рабочие лодки [ править ]

Катамаран-паром в Салеме , Массачусетс.
Французский траулер-катамаран

Растущая популярность катамаранов с 1960-х годов объясняется дополнительным пространством, скоростью, мелкой осадкой и отсутствием крена на ходу. Устойчивость многокорпусного корпуса делает плавание менее утомительным для экипажа и особенно подходит для семей. Не нуждаясь в балласте для остойчивости, многокорпусные яхты намного легче однокорпусных парусников; но мелкие сечения многокорпусного корпуса означают, что нужно позаботиться о том, чтобы не перегружать судно. Моторные лодки Катамараны все чаще используются для гонок, круизов, а также в качестве рабочих и рыбацких лодок. Скорость, устойчивая рабочая платформа, безопасность и дополнительное пространство - главные преимущества для мощных кошек.

«Вес многокорпуса такой длины, вероятно, не намного больше, чем половина веса однокорпуса такой же длины, и его можно перемещать с меньшими усилиями экипажа». [36]

Гоночные катамараны и тримараны популярны во Франции, Новой Зеландии и Австралии. Круизные кошки наиболее распространены в Карибском и Средиземноморском регионах (где они составляют основную часть чартерного бизнеса) и в Австралии. Многокорпусные суда менее распространены в США, возможно, потому, что их увеличенная ширина требует более широких стыковок / клиньев. Меньшие многокорпусные корпуса могут быть складными и буксируемыми и, следовательно, подходящими для дневных дневников и гонщиков. До 1960-х годов большинство многокорпусных парусников (за исключением пляжных кошек) строились либо их владельцами, либо судостроителями; С тех пор компании продают лодки серийного производства, которых насчитывается более 150 моделей. [37]

Небольшие парусные катамараны еще называют пляжными катамаранами. Malibu Outrigger - одна из первых многокорпусных яхт, спущенных на воду (1950 г.). Самые известные гоночные классы - это Hobie Cat 14 , Formula 18 cats, A-cats, нынешняя Olympic Nacra 17 , бывший олимпийский многокорпусный Tornado и новозеландский тримаран Weta .

Мега или суперкатамараны - это те, что длиной более 60 футов. Они часто подвергаются существенной настройке по запросу владельца. Строители включают Corsair Marine (среднего размера) и Тримараны HanseYachts' Privilege бренд (большие катамараны). Крупнейшим производителем больших многокорпусных судов является Fountaine-Pajot во Франции.

Моторные лодки варьируются от небольших одноместных пилотов Формулы-1 до больших многодвигательных или газотурбинных моторных лодок d, которые используются в морских гонках и содержат от 2 до 4 пилотов.

См. Также [ править ]

  • Список многокорпусных судов
  • Международный чемпионат по катамаранам C-класса
  • Трофей Международного конкурса катамаранов
  • Monocat
  • Круглый тексель
  • Парусный спорт
  • Черепаха

Примечания [ править ]

  1. ^ Дубровский, V (2004) Корабли с аутригерами, Backbone Publishing Co, ISBN  0-9742019-0-1
  2. ^ Кассон, Лайонел (1971). Корабли и морское дело в Древнем мире . JHU Press. ISBN 9780801851308. Проверено 22 мая 2011 года .
  3. ↑ Афиней (1854 г.). «В: 37» . Деипнософисты . Я . Перевод CD Yonge . Генри Г. Бон . С. 324–325.
  4. ↑ Афиней. «В: 37» . Деипнософисты . Атталус . Перевод CD Yonge. С. 203–204.
  5. ^ Махди, Waruno (1999). «Рассеивание австронезийских лодок в Индийском океане». В Бленче, Роджер; Сприггс, Мэтью (ред.). Археология и язык III: Артефакты, языки и тексты . Единая мировая археология. 34 . Рутледж. С. 144–179. ISBN 0415100542.[ мертвая ссылка ]
  6. ^ Доран, Эдвин Б. (1981). Ванка: австронезийское происхождение каноэ . Издательство Техасского университета A&M. ISBN 9780890961070.
  7. ^ Бехайм, BA; Белл, А.В. (23 февраля 2011 г.). «Наследование, экология и эволюция каноэ восточной Океании» . Труды Королевского общества B: биологические науки . 278 (1721): 3089–3095. DOI : 10.1098 / rspb.2011.0060 . PMC 3158936 . PMID 21345865 .  
  8. ^ Хорнелл, Джеймс (1932). «Был ли двойной аутригер известен в Полинезии и Микронезии? Критическое исследование». Журнал полинезийского общества . 41 (2 (162)): 131–143.
  9. ^ Доран, Эдвин младший (1974). «Век аутригера» . Журнал полинезийского общества . 83 (2): 130–140.
  10. ^ Например, некоторыеконструкции Wharram
  11. ^ Дубровский, В., Лайховицкий, А (2001) Многокорпусные корабли. Backbone Publishing Co. ISBN 97809644311-2-6 
  12. ^ Каквсе Catalac конструкции
  13. ^ Так, EO; Лазаускас, Л. (11 июня 1998 г.), "Оптимальное расстояние между корпусами семейства многокорпусных корпусов" (PDF) , Департамент прикладной математики , Университет Аделаиды: 38 , получено 15 января 2016 г.
  14. ^ Примечание. Точнее, термин « тримаран» используется для обозначения корабля или лодки с тремя одинаковыми корпусами традиционной формы. [ необходима цитата ]
  15. ^ "Северное патрульное судно ACV Triton Fact Sheet Австралийская таможенная служба" (PDF) .
  16. ^ "Файл фактов ВМС США: Класс прибрежных боевых кораблей - LCS" . ВМС США . Проверено 14 марта 2015 года .
  17. ^ Словарь английского языка Коллинза - 2007 - Харпер Коллинз - ISBN 978-0-00-780072-8 
  18. ^ "Виктор Тчетчет" . Многокорпусный Maven.
  19. ^ Белый, Крис. (1997). Крейсерский многокорпусный . Камден, М .: International Marine. п. 45. ISBN 0-07-069868-6. OCLC  39033104 .
  20. ^ Уильям Хокбергер (2007). «Квадримаран паромы - скоростные с мелкой осадкой». Ежегодное собрание Совета по транспортным исследованиям. DOI : 10.3141 / 2033-01 . S2CID 109720261 .  Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  21. ↑ Мюллер, Кристина (3 января 2018 г.). "Ein Quadrimaran für saubere Meere" . Yacht Magazin (на немецком языке) . Проверено 22 марта 2019 .
  22. ^ Персонал (2018-04-11). "Mit einem Quadrimaran будет Schweizer Plastik aus Meer holen" . Блик (на немецком языке) . Проверено 22 марта 2019 .
  23. ↑ Редакторы (10 апреля 2017 г.). "Tera-4 signe la vente de son tout premier quadrimaran" . ActuNautique.com (на французском языке) . Проверено 22 марта 2019 .CS1 maint: extra text: authors list (link)
  24. ↑ Редакторы (21 июня 1999 г.). «Пять корпусов делают корабли быстрее» . www.marinetalk.com . Проверено 9 марта 2019 .CS1 maint: extra text: authors list (link)
  25. ↑ Редакторы (11 декабря 2001 г.). «В океанской скоростной полосе» . BBC News . Проверено 9 марта 2019 .CS1 maint: extra text: authors list (link)
  26. ↑ Мартин, Джек (4 сентября 2008 г.). "Project Veloce - 130-метровая пентамаранская супер-яхта 40 узлов" . newatlas.com . Проверено 9 марта 2019 .
  27. ↑ Редакторы (7 декабря 2005 г.). «Доставляет мощь в более быстрое будущее» . BBC News . Проверено 9 марта 2019 .CS1 maint: extra text: authors list (link)
  28. ^ Мисра, Суреш Чандра (2015). Принципы проектирования судов и морских сооружений . CRC Press. п. 474. ISBN 9781482254471.
  29. ^ Kaharl, Виктория (4 мая 1986). «Корабли на ходулях» . chicagotribune.com . Проверено 25 марта 2019 .
  30. ^ Дубровский, В. (2008-08-22). «Пример трехкорпусного корабля SWA с предельным продольным смещением (оценка массы конструкции корпуса)». Суда и морские сооружения . 3 (3): 263–265. DOI : 10.1080 / 17445300801989014 . ISSN 1744-5302 . S2CID 110921016 .  
  31. ^ В то время как « тоннаж »однокорпусного судна (мера объема) обычно аналогичен его массе, водоизмещение многокорпусного корпуса обычно составляет половину его тоннажа.
  32. ^ Число Фруда любого корпуса рассчитывается следующим образом:где u - относительная скорость потока между морем и кораблем, g - это, в частности, ускорение свободного падения , а L - длина судна на уровне ватерлинии, или L wl в некоторых обозначениях. Это важный параметр относительно сопротивления корабля, особенно с точки зрения волнового сопротивления .
  33. ^ JW, Парк; JJ, Ким; Д.С., Конг (2001), Ву, Ю-Шэн; Чжоу, Го-Цзюнь; Цуй, Вэй-Ченг (ред.), Численное вычисление эффективного следа судна и его проверка в большом кавитационном туннеле , Практическое проектирование судов и других плавучих конструкций: Восьмой международный симпозиум - PRADS 2001, 1 , Elsevier, p. 1422, ISBN 9780080539355
  34. ^ Инструкторы. «Сопротивление и питание кораблей» (PDF) . Военно-морская академия США . С. 7–9.
  35. ^ Л. Фрэнсис Херрешофф. «Дух времени, 24 ноября 1877 г. (перепечатка)» . Марин Паблишинг Ко., Камден, Мэн. Архивировано из оригинала на 2008-01-24.
  36. ^ Джим Ховард; Чарльз Дж. Доан (2000). Справочник морских круизов: мечта и реальность современного океанского круиза . ISBN 9781574090932.
  37. ^ "Гидроцикл моряка" - 3-е издание

Ссылки и библиография [ править ]

  • Джим Ховард, Чарльз Дж. Доан (2000). Справочник морских круизов: мечта и реальность современного океанского круиза . Sheridan House, Inc. стр. 280. ISBN 1-57409-093-3.
  • CA Marchaj (2000). Аэрогидродинамика парусного спорта . Издательство "Тиллер". ISBN 1-888671-18-1.
  • CA Marchaj. Производительность паруса . Макгроу Хилл. п. 400. ISBN 0-07-141310-3.[ постоянная мертвая ссылка ]
  • CA Marchaj. Мореходность: забытый фактор . Издательство "Тиллер". п. 372. ISBN. 1-888671-09-2.[ постоянная мертвая ссылка ]
  • Гэвин ле Сюер . Многокорпусное мореходство . Джон Вили и сыновья. п. 144. ISBN 1-898660-31-X.[ постоянная мертвая ссылка ]
  • Харви, Дерек, многокорпусные суда для круизов и гонок, Адлард Коулз, Лондон 1990, ISBN 0-7136-6414-2 

Внешние ссылки [ править ]

  • Ассоциация многокорпусных морских круизов и гонок
  • Ассоциация гонок на катамаранах Великобритании
  • Многокорпусный яхт-клуб Квинсленда (Австралия)
  • Информация о многокорпусном судостроении / Сообщество
  • Статьи и новости о многокорпусах, профилях лодок, конструкторах, верфях и др.
  • Конструктор и строитель многокорпусных судов
  • Международная федерация парусного спорта
  • Справочник по многокорпусным судам
  • Справочный журнал многокорпусных судов (Австралия)