stringtranslate.com

Многокорпусное судно

Взаимосвязь между однокорпусными и многокорпусными судами

Многокорпусное судно — это лодка или судно с более чем одним корпусом , тогда как судно с одним корпусом — однокорпусное . Наиболее распространенными многокорпусными судами являются катамараны (с двумя корпусами) и тримараны (с тремя корпусами). Существуют и другие типы, с четырьмя и более корпусами, но такие примеры очень редки и, как правило, специализированы для определенных функций. [1]

История многокорпусных судов

Полинезийский катамаран

Однобалочные лодки , двухбалочные каноэ ( катамараны ) и двухбалочные лодки ( тримараны ) австронезийских народов являются прямыми предшественниками современных многокорпусных судов. Они были разработаны во время австронезийской экспансии (ок. 3000–1500 гг. до н. э.), которая позволила австронезийцам колонизировать морскую Юго-Восточную Азию , Микронезию , островную Меланезию , Мадагаскар и Полинезию . Эти австронезийские суда до сих пор широко используются традиционными рыбаками в австронезийских регионах в морской Юго-Восточной Азии, Океании и Мадагаскаре; а также в районах, куда они были завезены австронезийцами в древние времена, таких как побережье Восточной Африки и Южная Азия . [2] [3] [4] [5] [6]

Греческие источники также описывают большие катамараны третьего века до нашей эры, один из которых был построен под руководством Архимеда , «Сиракузия» , [7] , а другой, как сообщается, был построен Птолемеем IV Филопатором из Египта , « Тессараконтерес» . [8] [9]

Современные разработчики

Современными пионерами проектирования многокорпусных судов являются Джеймс Уоррам (Великобритания), Дерек Келсалл (Великобритания), Том Лэк (Великобритания), Лок Кроутер (Австралия), Хедли Никол (Австралия), Малкольм Теннант (Новая Зеландия), Джим Браун (США), Артур Пивер (США), Крис Уайт (США), Ян Фарриер (Новая Зеландия), LOMOcean (Новая Зеландия), Даррен Ньютон (Великобритания), Йенс Куорнинг (Дания) и Дик Ньюик (США).

Типы многокорпусных судов

Одинарный аутриг («проа»)

Модель ва , судна с одним аутригером, из Волеай в Национальном музее этнологии (Япония)

Каноэ с одним аутригером — это каноэ с тонким аутригером («ama»), прикрепленным двумя или более распорками («akas»). Это судно обычно приводится в движение веслами. Каноэ с одним аутригером, которые используют паруса, обычно неточно называют « proa ». В то время как каноэ с одним аутригером и proa оба получают устойчивость от аутригера, proa больше нуждается в аутригере, чтобы противостоять кренящему эффекту паруса. Аутригер на proa может быть либо с подветренной, либо с наветренной стороны, либо в лавировочном proa, взаимозаменяемые. Однако в последнее время proa, как правило, держат аутригер либо с подветренной стороны, либо с ветром, что означает, что вместо лавирования требуется «шунт», при котором нос становится кормой, а корма становится носом.

Катамаран (двухкорпусный)

Катамаран — судно с двойным корпусом. Коммерческие катамараны появились в Англии в XVII веке. Отдельные попытки создания паровых катамаранов были предприняты к середине XX века. Однако для успеха требовались более качественные материалы и более развитые гидродинамические технологии. Во второй половине XX века катамаранные конструкции достигли расцвета. Конфигурации катамаранов используются для гоночных, парусных, туристических и рыболовных судов.

Корпуса катамарана обычно соединены мостиком, хотя некоторые более простые круизные катамараны [10] просто имеют батут, натянутый между поперечными балками (или «аками»). [11] Небольшие пляжные катамараны, такие как Hobie Cat , также имеют батут только между корпусами.

Катамараны получают устойчивость от расстояния между корпусами — поперечного клиренса — чем больше это расстояние, тем больше устойчивость. [12] Обычно корпуса катамаранов тонкие, хотя они могут расширяться над ватерлинией, чтобы обеспечить запас плавучести. [13] Вертикальный клиренс между конструкционной ватерлинией и дном мостовой палубы определяет вероятность контакта с волнами. Увеличенный вертикальный клиренс уменьшает такой контакт и повышает мореходность , в определенных пределах. [14]

Тримаран (двойной аутригер)

Тримаран длиной 60 футов с бермудским парусным вооружением с большим удлинением

Тримаран (или двойной аутригер) — это судно с двумя поплавками с аутригерами, прикрепленными по обе стороны от основного корпуса с помощью поперечной балки, крыла или другой формы надстройки. Они произошли от традиционных судов с двойными аутригерами морской Юго-Восточной Азии. [2] [3] [4] Несмотря на то, что они не являются традиционно полинезийскими, [5] [6] западные тримараны используют традиционные полинезийские термины для корпуса ( vaka ), поплавков ( ama ) и соединителей ( aka ). [15] Слово тримаран является гибридом слов tri и (cata)maran , [16] термин, который, как полагают, был придуман Виктором Чечетом , пионером современного конструктора многокорпусных судов, родившимся на Украине (в то время части Российской империи ). [17]

Некоторые конфигурации тримарана используют выносные корпуса для повышения устойчивости и обеспечения малой осадки, примерами служат экспериментальное судно RV Triton [18] и класс кораблей прибрежной обороны Independence (США). [19]

Четырех и пятикорпусные

Было предложено несколько многокорпусных судов с четырьмя (квадримаран) или пятью (пентамаран) корпусами; построено было лишь несколько. [20] В 2018 году швейцарский предприниматель искал финансирование [21] для строительства парусного квадримарана под названием Manta , который будет использовать солнечную энергию для сбора пластика из океана. [22] По состоянию на конец 2023 года Manta все еще находилась в стадии разработки. [23] Французский производитель Tera-4 выпускает моторные квадримараны, которые используют аэродинамическую подъемную силу между четырьмя корпусами для улучшения глиссирования и снижения энергопотребления. [24]

Концепции дизайна для судов с двумя парами аутригеров были названы пентамаранами. Концепция дизайна включает в себя узкий, длинный корпус, который разрезает волны. Затем аутригеры обеспечивают устойчивость, которая необходима такому узкому корпусу. В то время как кормовые спонсоны действуют как спонсоны тримарана, передние спонсоны обычно не касаются воды; только если судно кренится на один бок, они обеспечивают дополнительную плавучесть для исправления крена. [25] [26] BMT Group , судостроительная и инжиниринговая компания в Великобритании , предложила быстроходное грузовое судно и яхту , использующие этот тип корпуса. [27] [28]

Многокорпусные суда SWATH

Узкая ватерлиния отличает судно SWATH от обычного катамарана.

Многокорпусные конструкции могут иметь балки корпуса , которые тоньше на поверхности воды («ватерплан»), чем под водой. Такое расположение обеспечивает хорошее пробитие волн, сохраняя при этом плавучий гидродинамический корпус под ватерпланом. В конфигурации катамарана это называется двухкорпусным судном с малой площадью ватерплана , или SWATH. [29] Хотя SWATH устойчивы в бурном море, у них есть недостатки по сравнению с другими катамаранами, такие как более глубокая осадка, большая чувствительность к нагрузке и потребность в большей мощности из-за большей площади подводной поверхности. [30] Трехкорпусные конфигурации судов с малой площадью ватерплана изучались, но не строились по состоянию на 2008 год. [31]

Производительность

Каждый корпус многокорпусного судна может быть уже, чем у однокорпусного с тем же водоизмещением [32] и длинными, узкими корпусами, многокорпусное судно обычно создает очень маленькие носовые волны и следы , что является следствием благоприятного числа Фруда . [33] [34] [35] Суда с широкими корпусами (обычно однокорпусные) обычно создают большую носовую волну и след. Такое судно ограничено своей «скоростью корпуса», будучи неспособным «перелезть» через свою носовую волну, если оно не перейдет из режима водоизмещения в режим глиссирования. Суда с тонкими корпусами (обычно многокорпусные) обычно не будут создавать заметной носовой волны, ограничивающей их движение.

В 1978 году, спустя 101 год после того, как катамараны типа Amaryllis были запрещены в гонках на яхтах [36] [37], они вернулись в спорт. Это началось с победы тримарана Olympus Photo под управлением Майка Бирча в первой гонке Route du Rhum . После этого ни одна гонка в открытом океане не была выиграна однокорпусным судном. Время победы сократилось на 70% с 1978 года. 23-дневный успех Olympus Photo в 6 часов 58 минут 35 дюймов упал до успеха Gitana 11 в 7 дней 17 часов 19 минут 6 дюймов в 2006 году. Около 2016 года были построены первые большие гоночные катамараны с ветровым приводом на крыльях. Эти катамараны поднимаются на крылья и рули с Т-образными крыльями только на более высоких скоростях. [ требуется ссылка ]

Парусные многокорпусные суда и рабочие катера

Паром-катамаран в Сейлеме , Массачусетс
Французский катамаран-траулер

Растущая популярность катамаранов с 1960-х годов объясняется дополнительным пространством, скоростью, малой осадкой и отсутствием крена на ходу. Устойчивость многокорпусного судна делает плавание под парусом гораздо менее утомительным для экипажа и особенно подходит для семей. Не имея необходимости в балласте для устойчивости, многокорпусные суда намного легче однокорпусных парусных лодок; но тонкие секции корпуса многокорпусного судна означают, что нужно быть осторожным, чтобы не перегрузить судно. Моторные катамараны все чаще используются для гонок, круизов, а также в качестве рабочих и рыболовных судов. Скорость, устойчивая рабочая платформа, безопасность и дополнительное пространство являются основными преимуществами моторных катамаранов.

«Вес многокорпусного судна такой длины, вероятно, не намного больше половины веса однокорпусного судна той же длины, и управлять им можно с меньшими усилиями экипажа». [38]

Гоночные катамараны и тримараны популярны во Франции, Новой Зеландии и Австралии. Круизные катамараны наиболее распространены в Карибском море и Средиземноморье (где они составляют большую часть чартерного бизнеса) и в Австралии. Многокорпусные суда менее распространены в США, возможно, потому, что их увеличенная ширина требует более широких доков/слипов. Меньшие многокорпусные суда могут быть складными и прицепными, и, таким образом, подходят для ежедневников и гонщиков. До 1960-х годов большинство многокорпусных парусных лодок (за исключением пляжных катамаранов) строились либо их владельцами, либо судостроителями; с тех пор компании продают лодки массового производства, которых насчитывается более 150 моделей. [39]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Дубровский, В. (2004) Суда с аутригерами, Backbone Publishing Co, ISBN  0-9742019-0-1
  2. ^ ab Mahdi, Waruno (1999). «Распространение австронезийских лодочных форм в Индийском океане». В Blench, Roger; Spriggs, Matthew (ред.). Archaeology and Language III: Artefacts languages, and texts . One World Archaeology. Vol. 34. Routledge. pp. 144–179. ISBN 0415100542.[ мертвая ссылка ]
  3. ^ ab Doran, Edwin B. (1981). Wangka: Austronesian Canoe Origins . Texas A&M University Press. ISBN 9780890961070.
  4. ^ ab Beheim, BA; Bell, AV (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 . 
  5. ^ ab Hornell, James (1932). «Был ли известен двойной аутригер в Полинезии и Микронезии? Критическое исследование». Журнал полинезийского общества . 41 (2 (162)): 131–143.
  6. ^ ab Doran, Edwin Jr. (1974). "Outrigger Ages". Журнал полинезийского общества . 83 (2): 130–140. Архивировано из оригинала 2020-01-18 . Получено 2021-02-02 .
  7. ^ Кассон, Лайонел (1971). Корабли и мореплавание в Древнем мире. JHU Press. ISBN 9780801851308. Получено 22 мая 2011 г.
  8. ^ Athenaeus (1854). "V:37". The Deipnosophists . Vol. I. Translated by CD Yonge . Henry G. Bohn . pp. 324–325. Архивировано из оригинала 2021-05-17 . Получено 2021-02-02 .
  9. ^ Athenaeus. "V:37". The Deipnosophists . Перевод CD Yonge. стр. 203–204. Архивировано из оригинала 2021-11-01 . Получено 2021-02-02 .
  10. ^ Например, некоторые проекты Wharram
  11. ^ Дубровский, В., Лайховицкий, А. (2001) Многокорпусные суда. Backbone Publishing Co. ISBN 97809644311-2-6 
  12. ^ Гарретт, Росс (1 января 1996 г.). Симметрия парусного спорта: физика парусного спорта для яхтсменов. Sheridan House, Inc. стр. 133. ISBN 9781574090000.
  13. ^ Как и во всех проектах Catalac
  14. ^ Tuck, EO; Lazauskas, L. (11 июня 1998 г.), "Optimum Hull Spacing of a Family of Multihulls" (PDF) , Applied Mathematics Department , The University of Adelaide: 38 , получено 15 января 2016 г.[ постоянная мертвая ссылка ]
  15. ^ Уайт, Крис. (1997). Крейсерское многокорпусное судно . Камден, Мэн.: International Marine. стр. 45. ISBN 0-07-069868-6. OCLC  39033104.
  16. ^ Словарь английского языка Коллинза – 2007 – Harper Collins – ISBN 978-0-00-780072-8 
  17. ^ "Victor Tchetchet". Multihull Maven. Архивировано из оригинала 2014-12-15 . Получено 2021-02-02 .
  18. ^ "Информационный листок о северном патрульном судне ACV Triton Австралийской таможенной службы" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 2012-02-27 . Получено 2019-03-22 .
  19. ^ "US Navy Fact File: Littoral Combat Ship Class – LCS". ВМС США. Архивировано из оригинала 2 марта 2015 года . Получено 14 марта 2015 года .
  20. ^ Уильям Хокбергер (2007). «Паромы Quadrimaran — высокоскоростные с мелкой осадкой». Sage . Ежегодное заседание Совета по транспортным исследованиям. doi : 10.3141/2033-01. S2CID  109720261.
  21. ↑ Мюллер, Кристина (3 января 2018 г.). «Эйн Квадримаран для большего количества людей». Яхтный журнал (на немецком языке). Архивировано из оригинала 22 марта 2019 г. Проверено 22 марта 2019 г.
  22. ^ Персонал (11 апреля 2018 г.). «Mit einem Quadrimaran будет Schweizer Plastik aus Meer holen». Блик (на немецком языке). Архивировано из оригинала 22 марта 2019 г. Проверено 22 марта 2019 г.
  23. ^ "The SeaCleaners | The SeaCleaners в действии: ретроспектива 2023". The SeaCleaners . Архивировано из оригинала 2024-02-01 . Получено 2024-02-01 .
  24. ^ "Tera-4 signe la vente de son tout premier quadrimaran". ActuNautique.com (на французском). 10 апреля 2017 г. Архивировано из оригинала 2019-03-22 . Получено 2019-03-22 .
  25. ^ "Пять корпусов делают корабли быстрее". marinetalk.com . 21 июня 1999 г. Архивировано из оригинала 25.12.2018 . Получено 09.03.2019 .
  26. ^ "In the ocean fast lane". BBC News . 11 декабря 2001 г. Архивировано из оригинала 22.03.2019 . Получено 09.03.2019 .
  27. ↑ Мартин, Джек (4 сентября 2008 г.). «Проект Veloce — 130-метровая 40-узловая суперяхта Pentamaran». newatlas.com . Архивировано из оригинала 20-02-2019 . Получено 09-03-2019 .
  28. ^ "Ships power into faster future". BBC News . 7 декабря 2005 г. Архивировано из оригинала 25.02.2019 . Получено 09.03.2019 .
  29. ^ Мисра, Суреш Чандра (2015). Принципы проектирования судов и морских сооружений. CRC Press. стр. 474. ISBN 9781482254471.
  30. ↑ Кахарл, Виктория (4 мая 1986 г.). «Корабли на ходулях». chicagotribune.com . Архивировано из оригинала 2019-03-25 . Получено 2019-03-25 .
  31. ^ Дубровский, В. (2008-08-22). «Пример трехкорпусного судна SWA с предельным продольным сдвигом (оценка массы конструкции корпуса)». Суда и морские сооружения . 3 (3): 263–265. doi :10.1080/17445300801989014. ISSN  1744-5302. S2CID  110921016.
  32. ^ Большинство судов (за исключением судов на подводных крыльях и глиссирующих корпусов) остаются на плаву, вытесняя свой вес в воде. Многокорпусное судно может разделить это водоизмещение между несколькими узкими корпусами. Однокорпусное судно должно быть глубже, длиннее или шире, чтобы вытеснять то же количество воды. Один длинный, глубокий корпус был бы неустойчивым и сложным для маневрирования, поэтому однокорпусные суда почти всегда шире, чем отдельные корпуса многокорпусного судна.
  33. ^ Число Фруда любого корпуса рассчитывается по формуле, где u — относительная скорость потока между морем и судном, g — ускорение силы тяжести , а L — длина судна на уровне ватерлинии, или L wl в некоторых обозначениях. Это важный параметр относительно сопротивления судна , или сопротивления, особенно с точки зрения сопротивления созданию волн .
  34. ^ JW, Park; JJ, Kim; DS, Kong (2001), Wu, You-Sheng; Zhou, Guo-Jun; Cui, Wei-Cheng (ред.), Численный расчет эффективного следа судна и его проверка в большой кавитационной трубе, Практическое проектирование судов и других плавучих конструкций: Восьмой международный симпозиум - PRADS 2001, т. 1, Elsevier, стр. 1422, ISBN 9780080539355
  35. ^ Инструкторы. "Сопротивление и питание кораблей" (PDF) . Военно-морская академия США . стр. 7–9. Архивировано (PDF) из оригинала 2020-04-08 . Получено 2019-03-09 .
  36. ↑ Рэнди Томас (июнь 1985 г.). «Обнаружены многокорпусные суда: часть 1: их происхождение, мифы, магия, мана... и предостережения, связанные с этими судами, которые произошли от древнего наследия». Яхтинг . стр. 84–87 . Получено 7 января 2015 г.
  37. ↑ Л. Фрэнсис Херрешофф. «Дух времени», 24 ноября 1877 г. (перепечатка)». Marine Publishing Co., Кэмден, Мэн. Архивировано из оригинала 24-01-2008.
  38. ^ Джим Ховард; Чарльз Дж. Доан (2000). Справочник по морским круизам: Мечта и реальность современных океанских круизов. Sheridan House. ISBN 9781574090932.
  39. ^ "Руководство для моряков по многокорпусным судам" - 3-е издание

Ссылки и библиография

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы по теме многокорпусных судов .