Прогулочные суда классифицируются определенным образом.
Суда самоходные и несамоходные. Признаком самоходного судна является обязательное наличие двигателя и движителя. Для гребных судов энергией для движения является мускульная сила, движителем весла или гребные колеса на водных велосипедах.
Для парусных судов энергией для движения является ветер, а движителем — паруса. Несамоходные суда не имеют движителя и не способны перемещаться самостоятельно.
Суда подразделяют на водоизмещающие, глиссирующие, переходного режима, на подводных крыльях и на воздушной подушке.
По режиму движения разграничивают суда в зависимости от характера действия гидродинамических сил на корпус судна и соответствующие изменения его посадки на ходу. В соответствии с этим различаются следующие характерные режимы движения судов по поверхности воды:
- плавание (водоизмещающий режим);
- переходной режим;
- глиссирование;
- на подводных крыльях;
- на воздушной подушке.
Режим плавания наблюдается при относительно небольших скоростях хода и характеризуется тем, что судно вытесняет почти одинаковое количество воды на стоянке и на ходу, в соответствии с законом Архимеда. При движении в режиме плавания судно погружено в воду почти так же, как и без движения. Гидродинамические силы поддержания, действующие на его корпус, и гидродинамические моменты этих сил способны лишь незначительно изменить дифферент судна. Как правило, водоизмещающие обводы имеют гребные лодки, яхты и мореходные катера.
Глиссирующие корпуса. Глиссирование — скольжение по воде под действием гидродинамических сил. Несмотря на разнообразие формы обводов глиссирующих судов, на деле различают два основных типа обводов — простые и сложные (рис. 1.2.).
Рис. 1.2. Основные варианты формы обводов глиссирующих судов
К простым относятся плоско-килеватые, вогнуто-килеватые, выпукло-килеватые и плоскодонные.
Разнообразие сложных корпусов объясняется желанием радикально повлиять на технологические или эксплуатационные качества прогулочного судна. К их числу относятся катамаранные, тримаранные и прочие обводы:
- Катамаранные с двумя килями, с клиновидным и вогнутым днищем, с острыми и плоско-килеватыми кромками;
- Тримараны с тремя килями, с острыми и плоско-килеватыми кромками.
Основная цель применения сложных обводов — повысить скорость на волне, т. е. повысить мореходность. Важным параметром, определяющим форму глиссирующего корпуса с плоско-килеватыми обводами, является угол килеватости, или угол между касательной к днищу, проведенной из самой нижней точки поперечного сечения, и горизонтальной плоскостью (рис. 1.3.).
Рис. 1.3. Угол килеватости
Суда с остроскулыми обводами предназначены для движения в режиме глиссирования (скольжения по поверхности воды). Поддерживает их гидродинамическая подъемная сила. Скорость таких судов достигает 100 и более км/час, а спортивных — значительно больше. Абсолютный рекорд скорости на воде 511 км/час установлен в 1978 г. Кеном Ворби (Австралия) нa глиссирующем судне с реактивным двигателем.
Остроскулые обводы разделяются по степени килеватости:
- Плоскодонное судно с углом килеватости на транце до 5°.
- Малокилеватое судно с углом килеватости на транце от 5° до 10°.
- Судно умеренной килеватости с углом килеватости на транце от 10° до 15°.
- Судно повышенной килеватости с углом килеватости на транце от 15° до 20°.
Глубококилеватое судно или обводы «глубокое V» — с углом килеватости более 20°. К плоско-килеватым обводам относятся моногедрон и «глубокое V».
Моногедрон — корпус с постоянным углом килеватости днища от транца до миделя, равным 10-17°. Это наиболее распространенный тип обводов глиссирующих корпусов. Умеренная килеватость днища позволяет обеспечить достаточно низкую величину сопротивления при сохранении приемлемых перегрузок на волнении. По сравнению с другими типами глиссирующих судов моногедрон имеет более высокую остойчивость, поэтому такие обводы предпочитают для мореходных лодок и катеров.
«Глубокое V» — тип обводов глиссирующего корпуса с килеватостью днища в районе транца более 20°. К недостаткам «глубокого V» следует отнести большое сопротивление в начальный момент движения и большие затраты времени на разгон до выхода на режим чистого глиссирования. Другим недостатком является пониженная остойчивость как на ходу, так и на стоянке, поскольку центр величины резко смещается к накрененному борту.
Продольные реданы, устанавливаемые на глиссирующих обводах, — призмы треугольного сечения с горизонтальной нижней гранью и острой свободной кромкой. В результате их действия создается дополнительная подъемная сила.
Считается, что для уверенного выхода на глиссирование, удельная нагрузка не превышает 20-25 кг/л. с. — масса, отнесенная к мощности. При увеличении килеватости и усложнении формы корпуса этот показатель уменьшается, зато увеличивается комфортность хода на волнении.
Корпуса переходного режима. Занимая промежуточное место между водоизмещающими и глиссирующими судами, эта разновидность формы корпуса отличается острыми скуловыми обводами, хотя встречаются и круглоскулые варианты. Скуловая линия умеренной кривизны по мере приближения к корме погружается в воду. Сечения по шпангоутам имеют умеренную килеватость.
Суда на подводных крыльях. При движении корпус судна поднимается над водой и поддерживается подводными крыльями, что существенно снижает сопротивление движению. Конструкция крыльев бывает разная.
Судно на воздушной подушке (далее - СВП) — амфибийное судно, поддерживаемое давлением сжатого воздуха (воздушной подушкой) внутри гибкого ограждения, оборудованное воздушным винтом и нагнетателями воздуха в воздушной подушке. Движется по воде, по ровному и битому льду, по снегу, луговине, асфальту и болоту. Все это называется «экраном». Благодаря гибкому ограждению СВП зависает над «экраном» на высоту ГО и в таком положении движется, пропуская под корпусом препятствия высотой меньше высоты подъема. Особенно важно это качество в тундре. Вездеходы оставляют следы, на которых ягель (мох, основной корм для оленей) не растет 15-20 лет, а СВП следов не оставляют.
Гидроснегоход (аэробот, аэроглиссер) — судно с лыжеобразным днищем, имеющее воздушный винт и способное двигаться по воде, снегу или льду в режиме контактного скольжения. Имеет высокую проходимость. В настоящее время большой популярностью пользуются надувные лодки. Они выпускаются самых разных размеров и типов.
Самую маленькую можно уложить в рюкзак, а на самую большую устанавливают подвесные моторы мощностью 150 л. с. и более. В основном они разделяются по конструкции днища: может быть гибкое днище, которое проминается под ногами, надувное днище, по которому можно ходить. В надутом состоянии оно образует определенную килеватость. На это днище можно укладывать жесткие слани. Широкое распространение получили надувные мотолодки со стеклопластиковым или алюминиевым днищем, так называемые РИВы, участвующие в ежегодных чемпионатах мира, где они развивают скорости выше 100 км/час.
