Многокорпусный - Multihull

Макеты многокорпусных и однокорпусных судов

А многокорпусный это корабль или же лодка с более чем одним корпус, а судно с одинарным корпусом - однокорпусный.

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

История многокорпусных судов

Основные статьи: Лодка с аутригером и Катамаран
Полинезийский катамаран

Первые многокорпусные суда были Австронезийский каноэ. Строители выдолбили бревна, чтобы сделать каноэ, и стабилизировали их, прикрепив аутригеры чтобы они не перевернулись. Со временем это привело к проа, катамаран, и тримаран.

В Полинезийская терминология катамаран - это пара Вака держится вместе Ака, тогда как тримаран центральный Вака, с Ама с каждой стороны, прикреплены Ака.[2] Катамараны и тримараны имеют одинаковую терминологию.[3]

  • Ама[2] - AMA - это корпус аутригера, прикрепленный для большей устойчивости.
  • Ака[2] - Ака соединяет ваку с амой. В Гавайский, это называется яко (перекладина).
  • Вака[2] - Вака - главный каноэ -подобный корпус.

Современные пионеры многокорпусной конструкции включают: Джеймс Уоррам (ВЕЛИКОБРИТАНИЯ), Дерек Келсалл (ВЕЛИКОБРИТАНИЯ), Том Лэк (ВЕЛИКОБРИТАНИЯ), Лок Кроутер (Ост), Хедли Никол (Ост), Малкольм Теннант (Новая Зеландия), Джим Браун (США), Артур Пивер (СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ), Крис Уайт (НАС), Ян Фарриер (Новая Зеландия), LOMOcean (Новая Зеландия) и Дик Ньюик (СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ).

Типы многокорпусных

Подавляющее большинство многокорпусных парусников имеют катамараны. Тримараны менее распространены, и проас практически неизвестны за пределами южной части Тихого океана.

Каноэ с аутригером и проа

An каноэ с выносной опорой это каноэ с тонкой опорой («ама»), прикрепленной двумя или более подпорками («акас»). Это судно обычно приводится в движение веслами. Если у корабля есть парус, он известен как 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

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% быстрых пассажиров RoRo паромы - катамараны.

Корпуса катамарана обычно соединяются мостовой палубой, хотя некоторые более простые круизные катамараны[4] просто протяните батут между перекладинами (или «акас»).[5] Небольшие прогулочные катамараны, такие как Хоби Кот, также есть 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.

Корпус катамарана тонкий, хотя он может расширяться над ватерлинией, чтобы обеспечить запас плавучести.[6] 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.[7] Хотя большой вертикальный просвет обычно увеличивает катамаран. мореходность, дизайнер должен позаботиться о том, чтобы CoG слишком много.

Тримаран

60-футовый тримаран с высокорасположенной фракционной оснасткой Bermuda

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.[8] Тримаран имеет меньше места для размещения, чем катамаран, но 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 сверхскоростного судна - пронзительный тримаран (WPT) известен как воздушное разгруженное (до 25% водоизмещения) судно,[требуется разъяснение ] который может достичь удвоенной скорости с относительной мощностью.

В некоторых конфигурациях тримарана используются внешние корпуса для повышения устойчивости и обеспечения малой осадки, примеры включают экспериментальный корабль. Жилой дом Тритон[9] и Независимость класс прибрежные боевые корабли (НАС).[10]

Четыре и пять корпусов

Были предложены несколько многокорпусных судов с четырьмя (квадримаран) или пятью (пентамаран) корпусами; мало построено.[11] Швейцарский предприниматель пытается собрать 25 миллионов евро[12] построить квадримаран с парусным двигателем, который будет использовать солнечную энергию для выкапывания пластика из океана; запуск проекта запланирован на 2020 год.[13] Французский производитель Tera-4 производит моторные квадримараны, в которых используется аэродинамическая подъемная сила между четырьмя корпусами для улучшения глиссирования и снижения энергопотребления.[14]

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.[15][16] BMT Group, судостроительно-инжиниринговая компания в г. Великобритания, предложил пост грузовое судно и яхта используя такой корпус.[17][18]

SWATH многокорпусные

Узкая ватерлиния отличает судно SWATH от обычного. катамаран

Многокорпусные конструкции могут иметь корпус балки которые на поверхности воды («гидросамолет») тоньше, чем под водой. Такое расположение позволяет хорошо пробивать волны, сохраняя при этом плавучий гидродинамический корпус под гидросамолетом. В конфигурации катамарана это называется малогабаритный гидросамолет со сдвоенным корпусом, или SWATH.[19] Хотя SWATH устойчивы в бурном море, у них есть недостатки, по сравнению с другими катамаранами, в том, что они имеют более глубокую осадку, более чувствительны к нагрузке и требуют большей мощности из-за большей площади подводной поверхности.[20] Трехкорпусные конфигурации малых гидросамолетов изучались, но не строились по состоянию на 2008 год.[21]

Характеристики

Многокорпусные суда существенно отличаются от однокорпусных судов по ряду причин:

Физический

Многокорпусные суда имеют более широкий спектр геометрических форм корпуса и полезной нагрузки. По сравнению с однокорпусным корпусом они имеют относительно большой луч, площадь палубы (верхняя и внутренняя), надводная способность, меньшая осадка (позволяющая работать на мелководье), но ограниченная полезная нагрузка.

Стабильность

Ранние австронезийцы обнаружили, что круглые бревна соединяются в плот были стабильнее одного бревна. Выдолбление бревен еще больше увеличилось плавучесть и полезная нагрузка. 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 подвержены крен (наклон); парусный катамаран редко кренится более чем на 5 °, тогда как однокорпусный катамаран часто кренится на 45 °. Это особенно заметно, когда бегущий по ветру; однокорпусник будет катиться непрерывно, а катамаран останется в вертикальном положении. Устойчивое движение катамарана снижает морская болезнь и усталость экипажа, что делает его более безопасным и подходящим для семейного круиза. Стабильность также позволяет более эффективно солнечная энергия сбор и радар операция. Однако более короткие многокорпусные корпуса могут быть более склонны к неудобному движению, называемому хобби, особенно при небольшой нагрузке.

Будучи тяжелее (из-за балласт "в утюжках "при движении (многокорпусные корабли должны кливер "опешить" чтобы завершить поворот. Однако многокорпусные судоводители часто предпочитают "насмешка" вместо этого, поскольку гайбинг в многокорпусном судне гораздо меньше, чем в однокорпусном. Многокорпусные "призраки" хорошо работают под парусами, поскольку они легко реагируют на легкий ветер.

Балласт

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

С давних времен однокорпусные яхты (с парусами или без них) стабилизировались с помощью балласт (например, камни) в трюмах; и все современные однокорпусные яхты и корабли по-прежнему полагаются на балласт для устойчивости. Морские архитекторы устанавливают центр тяжести судна так, чтобы он находился значительно ниже корпуса. метацентр. Низкий центр тяжести действует как противовес, когда корабль пятится вокруг своей оси. центр плавучести; то есть, как однокорпусный корпус, его балласт работает, чтобы вернуть его в вертикальное положение.

Напротив, устойчивость многокорпусного корпуса определяется его шириной, а современные многокорпусные корпуса намного шире, чем предыдущие конструкции, с луч 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 приводит к переворачиванию судна. Шлюпка-катамаран может быть направлена ​​ее экипажем, но большая крейсерская кошка обычно остается перевернутой, если ее нельзя поставить вертикально.

Катамаран, на который слишком сильно давят, может "смола (опрокидывается) ", катастрофическое событие, в результате которого Ли нос (нос с подветренной стороны) закапывается в воду и спотыкается, затем поднимается корма и все судно совершает кувырок.

Безопасность

Без балласта многокорпусные корпуса с отверстиями или переворачиванием 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 опрокинулся однокорпусные корпуса обычно вправляются, опрокидывающиеся многокорпусные корпуса остаются перевернутыми. Большие многокорпусные суда могут иметь аварийные люки в корпусах или на мостике.[нужна цитата ]

Спектакль

Имея небольшой водоизмещение,[22] и длинные, узкие корпуса, многокорпусный корпус обычно производит очень маленькие носовые волны и просыпается, следствие благоприятного Число Фруда.[23][24][25] 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 катамаранов, подобных Амариллис было запрещено яхтенные гонки[26] они вернулись в спорт. Это началось с победы тримарана Фото Олимпа, под управлением Майка Берча в первом Route du Rhum. После этого однокорпусные гонки не выиграли ни одной гонки в открытом океане. С 1978 года время побед снизилось 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.[нужна цитата ]

Парусные многокорпусные и рабочие лодки

Катамаран-паром в Салем, 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 рыболовных судов. 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».[27]

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.[28]

Небольшие парусные катамараны еще называют пляжными катамаранами. Malibu Outrigger - одна из первых многокорпусных яхт, спущенных на воду (1950 г.). Самые известные гоночные классы - это Хоби Кот 14, Формула 18 кошек, A-cats, нынешний олимпийский Накра 17, бывший олимпийский многокорпусный Торнадо и Новой Зеландии Weta тримаран.

Мега или суперкатамараны - это те, что длиной более 60 футов. Они часто подвергаются существенной настройке по запросу владельца. Строители включают Корсар Марин (тримараны среднего размера) и HanseYachts ' Privilège марка (большие катамараны). Крупнейшим производителем больших многокорпусных судов является Фонтане-Пажот во Франции.

Моторные катера варьируются от небольших одноместных пилотов Формулы-1 до больших многодвигательных или газовая турбина d моторные лодки, которые используются в оффшорных гонках и имеют от 2 до 4 пилотов.

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Дубровский, В. (2004) Корабли с аутригерами, Backbone Publishing Co, ISBN  0-9742019-0-1
  2. ^ а б c d "Букварь по проасу". Получено 2007-10-30.
  3. ^ "Рейдер Тридарка". Архивировано из оригинал на 2007-10-20. Получено 2007-10-30.
  4. ^ Такие как некоторые Wharram конструкции
  5. ^ Дубровский В., Лайховицкий А. Многокорпусные корабли. Backbone Publishing Co. ISBN  97809644311-2-6
  6. ^ Как и во всех Каталак конструкции
  7. ^ Tuck, E. O .; Лазаускас, Л. (11 июня 1998 г.), «Оптимальное расстояние между корпусами семейства многокорпусных судов» (PDF), Кафедра прикладной математики, Университет Аделаиды: 38, получено 2016-01-15
  8. ^ Примечание. Точнее, термин тримаран используется для корабля или катера с тремя одинаковыми корпусами традиционной формы.[нужна цитата ]
  9. ^ "Северное патрульное судно ACV Triton Fact Sheet Австралийская таможенная служба" (PDF).
  10. ^ "Факты ВМС США: Класс прибрежных боевых кораблей - LCS". ВМС США. Получено 14 марта 2015.
  11. ^ Уильям Хокбергер (2007). «Квадримаран паромы - скоростные с мелкой осадкой». Ежегодное собрание Совета по транспортным исследованиям. Дои:10.3141/2033-01. S2CID  109720261. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  12. ^ Мюллер, Кристина (3 января 2018 г.). "Ein Quadrimaran für saubere Meere". Яхт-журнал (на немецком). Получено 2019-03-22.
  13. ^ Персонал (2018-04-11). "Mit einem Quadrimaran будет Schweizer Plastik aus Meer holen". Блик (на немецком). Получено 2019-03-22.
  14. ^ Редакция (10 апреля 2017 г.). "Тера-4 сигнэ ла венте де сын тут премьер квадримаран". ActuNautique.com (На французском). Получено 2019-03-22.CS1 maint: дополнительный текст: список авторов (связь)
  15. ^ Редакторы (21 июня 1999 г.). "Пять корпусов делают корабли быстрее". www.marinetalk.com. Получено 2019-03-09.CS1 maint: дополнительный текст: список авторов (связь)
  16. ^ Редакция (11 декабря 2001 г.). «В океанской скоростной полосе». Новости BBC. Получено 2019-03-09.CS1 maint: дополнительный текст: список авторов (связь)
  17. ^ Мартин, Джек (4 сентября 2008 г.). "Project Veloce - 130-метровая пентамаранская супер-яхта 40 узлов". newatlas.com. Получено 2019-03-09.
  18. ^ Редакция (7 декабря 2005 г.). «Отправляет мощь в более быстрое будущее». Новости BBC. Получено 2019-03-09.CS1 maint: дополнительный текст: список авторов (связь)
  19. ^ Мисра, Суреш Чандра (2015). Принципы проектирования судов и морских сооружений. CRC Press. п. 474. ISBN  9781482254471.
  20. ^ Кахарл, Виктория (4 мая 1986 г.). «Корабли на ходулях». chicagotribune.com. Получено 2019-03-25.
  21. ^ Дубровский, В. (22.08.2008). «Пример трехкорпусного корабля SWA с предельным продольным смещением (оценка массы конструкции корпуса)». Суда и морские сооружения. 3 (3): 263–265. Дои:10.1080/17445300801989014. ISSN  1744-5302. S2CID  110921016.
  22. ^ В то время как однокорпусный "тоннаж «(мера объема) обычно соответствует его массе, водоизмещение многокорпусного судна обычно составляет половину его тоннажа.
  23. ^ Число Фруда любого корпуса рассчитывается по формуле куда ты относительная скорость потока между морем и кораблем, грамм в частности ускорение силы тяжести, и L - длина судна на уровне ватерлинии, или Lwl в некоторых обозначениях. Это важный параметр по отношению к судовой тащить, или сопротивление, особенно с точки зрения волновое сопротивление.
  24. ^ J.W., Park; J.J., Kim; Д.С., Конг (2001), Ву, Ю-Шэн; Чжоу, Го-Цзюнь; Цуй, Вэй-Чэн (ред.), Численный расчет эффективного следа корабля и его проверка в большом кавитационном туннеле, Практическое проектирование судов и других плавучих сооружений: Восьмой международный симпозиум - PRADS 2001, 1, Elsevier, стр. 1422, ISBN  9780080539355
  25. ^ Инструкторы. «Сопротивление и питание кораблей» (PDF). Военно-морская академия США. С. 7–9.
  26. ^ Л. Фрэнсис Херрешофф. "Дух времени, 24 ноября 1877 г. (перепечатка)". Марин Паблишинг Ко., Камден, Мэн. Архивировано из оригинал на 24.01.2008.
  27. ^ Джим Ховард; Чарльз Дж. Доан (2000). Справочник по морскому круизу: мечта и реальность современного морского круиза. ISBN  9781574090932.
  28. ^ «Матросский гидрокорпус» - 3-е издание

Ссылки и библиография

внешняя ссылка