Катера

КАТЕРА НА ПОДВОДНЫХ КРЫЛЬЯХ

Как известно сопротивление воды движению судна возникает на подводной ча­сти судна из-за вязкости жидкости и волнообразования на её поверхности, создавае­мого самим судном. И каждый раз, борясь за скорость судна, человек пытался приду­мать что-нибудь, что можно противопоставить этим «враждебным» силам. Самое луч­шее было поднять корпус судна над поверхностью воды, как это происходит у экра - ноплана, но сотрудники ЦКБ «Редан» экранопланами не занимались. Они пытались максимально вытащить корпус катера из воды, выводя катер на режим глиссирова­ния и применяя подводные крылья, воздушные подушки, воздушные и газовые ка­верны, уменьшая площади ватерлиний.

Помимо стремления увеличить скорость судна, проектант занимался вопросами вездеходности транспортного средства, что выразилось в проектировании судов на воздушной подушке.

Не только проблемными вопросами занимались сотрудники ЦКБ, но и теми воп­росами, которые были интересны широким слоям населения, а именно прогулочными судами и средствами отдыха на воде.

На всем протяжении своей деятельности коллектив ЦКБ, поддерживая тради­ции своих предшественников, всегда старался быть в авангарде в части внедрения в производство новых открытий и конструктивных решений. Работая в тесном контак­те с сотрудниками ЦНИИ им. академика А. Н. Крылова и другими институтами минис­терства, удалось создать много образцов новой техники, основанной на научных от­крытиях и достижениях передовой технологии.

Правда, не все разработки ЦКБ были реализованы, многое осталось на бумаге, но каждая такая работа доставляла глубокое удовлетворение конструкторскому кол­лективу и обогащала его опыт.

Не греша против правды можно сказать, что в ЦКБ за время его существования кроме экранопланов были опробованы почти все передовые достижения и открытия судостроительной отрасли. О некоторых таких работах коллектива и будет рассказа­но в этой части повести.

КАТЕРА НА ПОДВОДНЫХ КРЫЛЬЯХ

В июне 1963 года было получено письмо главного инженера Черноморского пароходства, в котором говорилось, что шестиместный катер проекта 343 «Волга», разработанный ЦКБ по судам на подводных крыльях (СПК) завода «Красное Сормо­во», сейчас пользуется большой популярностью как у эксплуатационников, так и у отдыхающих. Эти катера широко эксплуатируются на внутренних водоёмах и, в мор­ском варианте, в прибрежных курортных районах Чёрного моря. Однако, по данным

Ялтинского и Сочинского портов, эксплуатация их на море является нерентабельной из-за небольшой мореходности, малого моторесурса двигателя, малой пассажировмес - тимости и необходимости ежедневного подъёма катера на берег для тщательной очис­тки корпуса и крыльев от выпадающей соли. Письмо заканчивалось просьбой о созда­нии катера, лишённого указанных недостатков.

Это письмо послужило основанием для выполнения конструкторами филиала ЦКБ-5 в инициативном порядке под руководством главного конструктора Д. В. Волог­дина технического предложения десятиместного морского пассажирского катера на подводных крыльях проекта И760, получившим шифр «Невка».

Принципиальным направлением, принятым при выполнении технического предложения, было создание катера, обладающего высокой скоростью и удовлетвори­тельной мореходностью, предназначенного для эксплуатации в прибрежных морских районах.

При решении основных вопросов на первый план ставились: обеспечение безо­пасности плавания, пожаробезопасность при эксплуатации, непотопляемость в случае повреждения корпуса и снижение затрат на постройку и эксплуатацию.

К моменту проектирования нового катера уже находились в эксплуатации морс­кие пассажирские суда на подводных крыльях «Комета» проекта 342МТ и «Волга» проекта 343, речные - проектов 340 «Ракета» и 342 «Метеор» разработки ЦКБ по СПК, а также проект 346 «Стрела» разработки ЦКБ-19. Это говорило о том, что в
отрасли уже был опыт проектирования и эксплуатации морских и речных теплоходов и катеров-такси на подводных крыльях.

По тактическим характеристикам нужно было создать катер не хуже, чем катер проекта 343 «Волга», а именно, скорость такого катера должна быть не менее 30 уз, дальность плавания не менее 80 миль. Что касается мореходности, то плавание при движении на крыльях при волнении до двух баллов должно быть без ограничений, а при волнении до четырёх баллов с ограничением по скорости. Само собой вопрос отработки архитектуры катера и удобства размещения в нём десяти пассажиров и оборудования стоял на одном из первых мест по важности.

Повышение мореходности и остойчивости катера решалось за счёт создания но­вого крыльевого устройства и обводов корпуса. Для уменьшения ударов о волны об­водам подводной части корпуса, особенно в носу, была придана большая килева - тость, а для того, чтобы избежать забрызгивания палубы, по всей длине катера был предусмотрен большой развал бортов, что способствовало и повышению остойчивости.

Попутно решались два взаимосвязанных вопроса — обеспечения прочности и сохранения скорости.

Применение дизельного двигателя соответствующей мощности в качестве глав­ного, обеспечивало необходимую скорость и долговечную работу всей механической установки за счет большего моторесурса, экономичности и значительно повышало пожаробезопасность катера.

На момент проектирования катера «Невка» промышленность не располагала лёгкими, экономичными, надёжными и безопасными в эксплуатации двигателями, которые могли бы обеспечить катеру заданную скорость. По имеющимся сведениям в 1964 году Богородским/механическим заводом намечалось создание судового дизель­ного двигателя мощностью 180 л. с. на базе автомобильного ЯМЗ-236. В случае отсут­ствия этого двигателя на момент постройки, предусматривалась установка двух бен­зиновых двигателей с угловыми реверсивными редукторами мощностью по 80 л. с. каждый.

Имея дефицит мощности, предстояло особое внимание уделить второй состав­ляющей скорости — массе корпуса. Разработку корпусных конструкций, обеспечи­вающих при минимальном весе высокую прочность и надёжность, нужно было произ­водить с максимальным применением легкосплавных антикоррозионных материалов и пластмасс.

При выборе материала корпуса были рассмотрены варианты целиком из стекло­пластика и из лёгкого сплава с последующей оклейкой несколькими слоями стекло­пластика, что должно было предохранить его от коррозии при эксплуатации катера в морской воде. При более детальном рассмотрении вариантов от корпуса из лёгкого сплава пришлось отказаться из-за того, что не было проверенных данных о надёжно­сти защиты от коррозии лёгких сплавов, оклеенных стеклотканью, а также о надёж­ности склейки.

Сравнительный анализ корпусов, выполненных из этих материалов, показал, что корпус из лёгкого сплава практически не даёт выигрыша в весе, поэтому проек­тант остановился на корпусе из стеклопластика.

Применение стеклопластика для изготовления корпуса обеспечивало высокую коррозионную стойкость материала, удлиняло срок службы катера и снижало эксплу­атационные расходы. Кроме того, решался вопрос выпадения солей на подводных крыльях, что избавляло эксплуатационников от необходимости частой окраски и очи­стки корпуса и крыльев.

Когда были рассмотрены конструктивные варианты изготовления пластмас­сового корпуса, то было принято решение изготавливать корпус трехслойной кон­струкции без набора, как менее трудоёмкого. В процессе разработки было установ­лено, что корпус с однослойной обшивкой и набором получается несколько легче, но необходимость приформовки большого количества набора, а также изготовление

Матриц для его выклеивания значительно увеличивают трудоёмкость и стоимость постройки.

Снижение стоимости катера также предполагалось за счёт максимального при­менения недефицитных и унифицированных механизмов и оборудования, выпускае­мых отечественной промышленностью серийно.

А всё вместе взятое — скорость, мореходность, пассажировместимость, длитель­ность периодов эксплуатации, применение недефицитного комплектующего обору­дования и возможность использования катера для экскурсионных поездок по расчёту должны были повысить рентабельность эксплуатации катера ориентировочно в

1,5 раза по сравнению с катерами проекта 343 «Волга».

Итоги работы подтвердили техническую возможность и экономическую целе­сообразность создания нового более рентабельного морского пассажирского катера на подводных крыльях. Материалы технического предложения были высланы на рас­смотрение Минсудпрому, Черноморскому государственному морскому пароходству, а также Ялтинскому и Сочинскому портам.

Технический совет Черноморского морского пароходства, с учётом отзывов Ял­тинского и Сочинского портов, на заседании в декабре 1964 года одобрил материалы проработки проекта И760 и высказал порядка трех десятков замечаний и предложе­ний, которые были учтены на последующих этапах проектирования. Главное пожела­ние заказчика было повышение рентабельности катера за счёт снижения его себе­стоимости и улучшения тактических характеристик.

Настоятельным желанием было увеличение пассажировместимости за счёт мак­симального использования подъёмной силы крыльев и площади кокпита вплоть до уплотнения компоновки при любой выбранной мощности двигателя, но скорость же­лательно иметь не менее 30 уз.

Дальность плавания по запасам топлива необходимо было увеличить до 120 миль.

Признавая все преимущества корпуса из стеклопластика, заказчик не имел опыта ремонта и эксплуатации таких катеров, поэтому с опаской относился к новому мате­риалу. По этой причине было предложение об изготовлении двух головных катеров, их эксплуатации в течение навигации в разных портах Черноморского бассейна и лишь после этого принимать решение о серийном строительстве.

Вопрос о применении двигателя однозначно был решён в пользу дизеля, что давало надёжность и долговечность в эксплуатации, простоту обслуживания, эко­номичность и пожаробезопасность. Мощность двигателя оставлялась на усмотрение проектанта, но скорость, пассажировместимость и дальность плавания необходимо было сохранить по желанию заказчика.

А еще были пожелания предусмотреть запуск двигателя сжатым воздухом и проработать возможность применения газовой турбины. Эти два предложения при последующей проработке были отклонены. Причиной этому была большая шумность и неэкономичность газовой турбины, а установка баллонов сжатого воздуха с обслу­живающими системами утяжеляли катер и усложняли систему запуска двигателя.

В апреле 1965 года министерством было выдано техническое задание на разра­ботку проекта 1432 морского прогулочного катера на подводных крыльях «Невка». Этим заданием подтверждались предлагаемые разработки технического предложе­ния проекта И760, но с учётом тактических требований Черноморского пароходства. Этим же техническим заданием предлагалось проработать систему изменения угла атаки подводных крыльев.

Летом 1966 года технический проект 1432 морского прогулочного катера на подводных крыльях «Невка» был готов. Основные требования были выполнены, ка­тер брал на борт 14 пассажиров и имел дальность плавания 160 миль.

При проектировании рациональных форм корпуса и схем крыльевых устройств была оказана помощь со стороны ЦНИИ им. академика А. Н. Крылова, а при разра­ботке технологии постройки и конструкций пластмассового корпуса были использова­ны материалы предприятий, имеющих опыт в проектировании и постройке аналогич­ных катеров.

Для придания катеру современных архитектурных форм наряду с архитектур­ной группой проектанта была привлечена группа студентов промышленно-худо­жественного училища им. В. И. Мухиной. Совместно были разработаны: основной ва­риант, представленный в проекте И760 и дополнительный вариант с постом водите­ля, расположенном в рубке за пассажирским салоном. Габариты и обводы корпуса, расположение механической установки и крыльев в обоих вариантах были одинако­вы. После, несмотря на некоторые преимущества в части размещения водителя, от

Второго варианта отказались, так как ос­новной вариант имел более низкий силуэт, меньшее водоизмещение, меньшую площадь парусности и лучшую остойчивость. А, в об­щем, основной вариант смотрелся лучше!

Для выбора конструкции крыльев были разработаны два варианта крылье­вых схем. Первая схема была с механичес­ким изменением угла атаки несущих под­водных крыльев для сохранения постоян­ной подъёмной силы при изменении скоро­сти катера. Эта схема требовала сложной системы автоматики, и заметно удорожала стоимость катера и его обслуживание в процессе эксплуатации. После проведён­ного анализа от этой схемы отказались и остановили свой выбор на второй схеме с саморегулированием подъёмной силы за счёт изменения погруженной площади крыльев.

Увеличение пассажировместимости и запасов топлива для обеспечения требуе­мой дальности плавания вызвали увеличе­ние водоизмещения и привели к необходи­мости установки более мощного двигателя.

Оставался проблемным вопрос в час­ти передачи мощности на гребной винт.

Независимо от расположения главного двигателя и типа реверсивного редукто­ра наклон гребного вала не позволял уве­личить высоту стоек кормового крыла, ко­торая требовалась для обеспечения задан­ной мореходности катера при движении на крыльях.

В данном случае оптимальным реше­нием была установка двигателя ЗД20 с уг­ловой колонкой.

Двигатель ЗД20 являлся судовой мо­дификацией двигателя типа Д20 выпускаю­щегося серийно барнаульским заводом «Трансмаш» для боевых машин пехоты. Документацию на судовую модификацию двигателя ЗД20 разработало ОКБ завода «Трансмаш» по техническому заданию ЦКБ-5 в мае 1965 года. Головной образец двигателя планировалось изготовить во втором квартале 1966 года. Для катера «Невка» двигатель должен был поставляться без реверсивного редуктора.

От двигателя мощность должна была передаваться к гребным винтам через угловую движительную колонку конструкции московского КБ «Винт», изготовление которой планировалось на каунасской производственной базе этого КБ во втором квартале 1966 года. Эта движительная угловая колонка была рассчитана на передачу мощности до 300 л. с., имела реверсивное редукторное устройство и присоединялась непосредственно к двигателю. Корпус колонки под днищем одновременно служил стой­кой кормового крыла и опорой для руля. Почти всё оборудование механической уста­новки серийно выпускалось для двигателя ЗД12.

Двигатель и угловая колонка, впервые устанавливаемые на отечественных ка­терах подобного назначения, до передачи их в серийное производство должны были пройти всестороннюю проверку на опытном катере.

Постройка двух опытных катеров предусматривалась на опытном производстве филиала ЦКБ-5.

В июне 1967 года была закончена постройка первого опытного морского пасса­жирского катера на подводных крыльях проекта 1432 «Невка». В 1968 году катер был

Передан в опытную эксплуатацию Ялтинскому морскому порту. Несколько позже в опытную эксплуатацию поступил второй опытный катер «Невка-2». Катера использо­вались на получасовых прогулках вдоль побережья и на специальных рейсах для служебных поездок должностных лиц. Особому наблюдению был подвержен катер «Невка-1», который ежедневно после окончания работы поднимался на берег для ос­мотра. Особое внимание привлекали крылья из лёгкого сплава. Они оказались доста­точно стойкими против коррозии и сохраняли хорошую чистоту поверхности, не тре­буя защитного покрытия. Похвалу заслужил и материал корпуса, обладая хорошей коррозионной стойкостью и прочностью, он значительно гасил вибрации и снижал структурный шум при работе механической установки.

После 400 часов работы была произведена плановая замена опытного дизельно­го двигателя ЗД20 на новый, а опытная угловая колонка при ресурсе 1000 часов до первой поломки отработала 1300 часов и после устранения дефекта проработала до следующей поломки ещё 200 часов. Катер «Невка-1» до сентября 1970 года отработал более 1000 ходовых часов.

Очень быстро катер завоевал популярность у пассажиров и, когда опытный катер снимался с линии для проведения исследовательских работ, это вызывало про­тест отдыхающих.

В 1969 году по результатам постройки, испытаний и опытной эксплуатации катеров «Невка-1» и «Невка-2» на Черном мире была произведена корректировка документации и передача её на Средне-Невский судостроительный завод для серий­ной постройки катеров проекта 1432. Серийная постройка катеров продолжалась до конца 80-х годов, всего было построено около 200 единиц в основном для Черномор­ского пароходства, но эти катера знают во всех регионах бывшего Советского Союза и за рубежом.

В сентябре 1970 года на опытном производстве филиала ЦМКБ «Алмаз» был построен из лёгкого сплава первый в СССР морской пассажирский катер на подвод­ных крыльях с водомётным движителем. Водомётный комплекс был спроектирован

Специально для катера «Невка» и состоял из рабочих колёс первой и второй ступени, двух спрямляющих аппаратов, выходного сопла, кольцевого руля и заслонок заднего хода. Двигатель ЗД20 был без реверсивного редуктора, и все манёвры совершались при помощи водомётного комплекса. Этот катер имел номер проекта 1432В «Нев - ка-В», а на испытаниях у него выявились потенциальные возможности улучшения ходовых качеств.

Приёмная комиссия посчитала возможным провести дополнительные работы по улучшению ходовых качеств и по результатам опытной эксплуатации принять реше­ние о серийной постройке. Дальнейшего развития этот проект не имел, так как по своим качествам был ни чуть не лучше катера проекта 1432.

В рамках творческого содружества одно из дизайнерских бюро США выполнила архитектурную проработку катера проекта 1432, которую проектант частично ис­пользовал для проектирования и постройки закрытого комфортабельного катера на подводных крыльях проекта 1432К «Невка-К».

Основными особенностями катера «Невка-К», отличающими его от отечествен­ных пассажирских катеров на подводных крыльях типа «Невка» и «Волга», это высо­кая степень комфорта для пребывания на нём людей. На катере был закрытый салон, санузел, гардероб, холодильник и открытая площадка для отдыха, пост управления был вынесен на палубу, что улучшало обзор водителю и увеличивало полезную пло­щадь салона.

Разработчиком проекта и строителем опытного образца катера был филиал ЦКБ «Восток».

Этот катер был построен в 1982 году в единственном числе, так как не имел массового заказчика. На этом было закончено проектирование и постройка катеров на подводных крыльях в стенах ЦКБ.