Вынесенный в заголовок тезис нуждается в пояснении как в связи с ростом скоростей полного хода водоизмещающих кораблей за рубежом, так и в связи с неизбывной тенденцией чиновников разных уровней сравнивать корабли по декларируемой скорости, которая обычно определяется по результатам испытаний на тихой воде.
Для наглядности разделим причины потерь водоизмещающими кораблями скорости на волнении на две группы.
В первую входят причины гидро- и аэродинамические: вызванное волнами дополнительное буксировочное сопротивление, вызванное ветром дополнительное аэродинамическое сопротивление, а также снижение пропульсивного коэффициента(1) из-за вызванного этим увеличением сопротивления повышения удельной нагрузки на движители. Для компенсации этой части потерь скорости обычно в проекте предполагается некоторый запас мощности.
Однако курсовой угол по отношению к волнам и выбираемая судоводителем – намеренно снижаемая - скорость определяют среднюю достижимую эксплуатационную скорость в значительно большей степени. Первой с ростом интенсивности волнения начинается бортовая качка. Обычно она заставляет менять курс по отношению к волнению, избегая положения "лагом к волне".
Но любое вынужденное изменение курса равносильно снижению средней достижимой скорости – просто за счёт удлинения траектории корабля при движении "галсами". Успокоители бортовой качки эффективны только до определённой интенсивности волнения, да и пользуются ими не всегда – вероятно, опасаясь исчерпания ресурса приводов. Так что обычно на более или менее интенсивном волнении корабли двигаются на встречном или, реже, на попутном волнении. Сравнения скорости на волнении обычно также производятся для случая встречного волнения.
В числе причин, ограничивающих скорость на волнении, амплитуды и-или ускорения качки, днищевой и-или скуловой слеминг(2), заливаемость палубы, превышение сверх допустимых пределов продольного изгибающего момента.
Допустимая по различным ограничениям мореходности скорость определяется как мореходными качествами конкретного корабля, так и уровнями допустимых характеристик мореходности, перечисленных выше.
Эти уровни, фактически - нормы мореходности, могут быть приняты по различным соображениям, которые будут рассмотрены ниже.
На рис. 1 показаны результаты анализа мореходности на встречном волнении, включая отдельные ограничения по качке, слемингу, заливаемости – при некоторых практически применяемых нормах этих характеристик.
Очевидно, что реальная достижимая скорость представляет собой огибающую показанные линии снизу кривую.
Эти и аналогичные расчёты показывают, что гидро- и аэродинамические причины определяют скорость на встречном волнении рассмотренного корабля водоизмещением около 3 тысяч тонн только до высоты волны 3%-ной обеспеченности около 2,5 м, т.е. чуть более 4 баллов по шкале Бофорта(3). Это соответствует высоте волны, отнесённой к кубическому корню из водоизмещения около 0.15–0.17. Так что скорость корабля большего водоизмещения будет соответственно больше, но кубическая зависимость от водоизмещения не позволяет рассчитывать на существенное повышение этого предела скорости за счёт роста размеров корабля: это слишком затратный путь.
Вид показанных зависимостей позволяет предположить, что каждый из этих процессов имеет некоторый район максимума, когда интенсивность процесса растёт наиболее интенсивно, и зарезонансный район, где скорость нарастания характеристик при росте интенсивности волнения существенно падает.
Рис. 1. Ограничения скорости фрегата на встречном волнении по причине:
1 – дополнительное сопротивление и падение пропульсивного коэффициента,
2 – продольная качка, амплитуды и-или ускорения,
3 - слеминг днища,
4 – заливаемость ВП.
Очевидно, что скорость хода при достаточно интенсивном волнении не может быть достигнута никаким повышением используемой мощности, но только повышением мореходности. И если учесть повторяемость волнения в различных районах Мирового океана, а также более существенную потерю скорости кораблями меньшего водоизмещения, крайняя желательность повышения мореходности водоизмещающих боевых кораблей представляется бесспорной.
Но наибольшие преимущества по всем показателям мореходности обеспечивают корабли и суда с малой площадью ватерлинии. Преимущество это приблизительно пропорционально относительной площади ватерлинии. Судя по результатам испытаний многочисленных моделей и натурным данным о примерно 70 построенных судах с такими обводами, СМПВ имеет такую же мореходность, как однокорпусное судно в 5–15 раз большего водоизмещения – в зависимости от достигнутого снижения удельной площади ватерлинии. Дополнительным преимуществом является то, что сниженные из-за уменьшения площади ватерлинии возмущающие силы и моменты таких кораблей и судов оказываются сравнимыми со стабилизирующими силами и моментами, генерируемыми разными успокоителями качки. Ниже будет показана некоторая обобщающая характеристика КМПВ, определённая по комплексной методике сравнения мореходных качеств.
Примечания
1. Пропульсивный коэффициент - характеристика эффективности движителя судна, представляющая собой отношение полезной (буксировочной) мощности при данной скорости судна к мощности, подводимой к движителю для сообщения этой скорости.
2. Слеминг (англ. slamming) - гидродинамический удар о носовую часть днища судна. Возникает в процессе продольной качки при оголении носовой оконечности и последующем соударении с волной. Большие динамические нагрузки при этом могут привести к серьезным повреждениям конструкций корпуса и оборудования. Способность судна не ударяться о воду при выходе из воды при качке характеризует одно из его мореходных качеств - умеренность слеминга.
3. Шкала Бофорта - условная шкала для визуальной оценки силы (скорости) ветра в баллах по волнению на море. Была разработана английским адмиралом Ф. Бофортом в 1806 году и сначала применялась только им самим. В 1874 году Постоянный комитет Первого метеорологического конгресса принял шкалу Бофорта для использования в международной синоптической практике. Шкалой Бофорта широко пользуются в морской навигации.
Важное
