Синтез крыла и катамарана

- A + КомментарииПрочитано 1209 раз   |
"Морская Техника" презентовала новую универсальную платформу катамаранного типа с фиксированным малопогружным крылом. О новом проекте, его плюсах и том, где он может работать, "Корабел.ру" рассказал руководитель конструкторского отдела "Морской Техники" Александр Попов.
– Вы уже на нескольких конференциях, в том числе на последнем форуме "Российское судостроение" и в рамках Военно-морского салона, презентуете свой новый проект пассажирского катамарана. Расскажите о нем поподробнее.
– Наша компания разработала универсальную мелкосидящую платформу катамаранного типа с фиксированным малопогруженным крылом, которая может заменить и старые суда на подводных крыльях, и классические глиссирующие суда. Наш вариант обладает достоинствами обоих типов судов: высокой топливной экономичностью, хорошей мореходностью, относительно невысокой стоимостью изготовления. При этом он лишен присущих обоим типам судов недостатков, особенно большой осадки у СПК, чувствительности глиссирующих судов к изменению центра тяжести и увеличению водоизмещения. Катамараны более приспособлены к нестандартным вариантам загрузки.

Корпуса катамаранов могут быть стандартными, при этом ширина основной палубы может варьироваться в необходимых пропорциях, чтобы сохранять достойную мореходность и скорость хода.

Платформа может служить основой и для перспективных пассажирских судов, так и для грузовых и грузопассажирских судов. 
 
Руководитель конструкторского отдела "Морской Техники" Александр Попов / Корабел.ру


– А как вы конкурируете с зарубежными проектами в этом сегменте?
– Конкурируем довольно успешно. Раньше, при выборе рабочих и маломерных вспомогательных судов водоизмещением от 30 до 200 тонн, заказчики ориентировались на признанных грандов судостроения, например, Damen. За последние несколько лет, примером работы нашего КБ, мы показали, что отечественные инженеры и верфи могут составить достойную конкуренцию иностранцам. Как минимум, обеспечив конкурентную цену и не уступающий по своим характеристикам продукт.

При этом в качестве обеспечения требований РМРС или РРР, отечественные бюро на порядок выше иностранных бюро, так как зарубежные партнеры занимаются адаптацией своих существующих проектов под наши правила и реалии, что зачастую сложно или практически невыполнимо.

– И по цене, скорее всего, отечественные проекты дешевле?
– По цене российские КБ безусловно дешевле, исходя из конечной стоимости для заказчика. Ни для кого не секрет, что в соседней Финляндии стоимость работы инженера, даже по моим "субъективным" данным, порядка 120 евро в час. Не буду озвучивать стоимость работы инженера у нас, но она намного меньше.

– Есть ли аналоги вашему проекту у отечественных КБ?
– Аналога катамарана с малопогружным фиксированным крылом на отечественном рынке нет. У иностранных бюро похожие проекты встречаются. Более того, в США есть уже реализованные проекты, но с нашим проектом они не пересекаются. Это суда разного класса, с разными габаритами, скоростями и обводами корпусов. Плюс не надо забывать, что там они строились без учета требований отечественных классификационных обществ. А я могу вас уверить, что это существенная разница, даже в части экономии массы и особенности сварки конструкций.

– Волнопронизывающие катамараны не схожи с вашими?
– Волнопронизывающие корпуса уже немного из другой теории. Они предназначены для работы на волнении - то есть в основном морских условиях, а на реке в них не будет особого смысла и кроме того, они будут препятствовать швартовке судна носом к необорудованному берегу. Но у нас также есть опытная модель с волнопронизывающими обводами для морского применения.

Касательно волнообразования есть прекрасные научные труды Washington State Transportation Center, который признал наиболее приспособленным для использования на ВВП обводы теплохода "Заря". Его корпус вызывает минимальное волнообразование, так как он относительно узкий и длинный, по этой же концепции и разработан наш катамаран.

В речных скоростных перевозках волнообразование имеет очень большое значение, так как из-за него на закрытых акваториях размываются берега и гибнет малёк рыбы так, что птицы собираются в определенных местах на берегах точно по расписанию теплохода, чтобы подобрать рыбу. Это было сказано в одном из пароходств, эксплуатирующих глиссирующие пассажирские суда. Поэтому использовать такие типы теплоходов в коммерческих целях на реках нежелательно.
 
Универсальная платформа катамаранного типа с фиксированным малопогружным крылом от МТ / "Морская Техника", ГК

– Некоторые специалисты считают, что наличие крыла компенсирует недоработки корпуса. Если проектировщик сделал хороший корпус, ему крыло не нужно. Так ли это?
– Это утверждение более чем спорное. Модельные испытания в опытовом бассейне показали, что в нашем случае крыло позволяет значительно улучшить скоростные характеристики катамарана при той же мощности силовой установки и расходе топлива.

– Суда какого назначения можно строить на базе вашей платформы?
– Совершенно разные. Разрабатывали мы его в качестве высокоскоростного пассажирского судна для речных или морских перевозок на 150-250 пассажиров. Но без глобальных изменений, его можно превратить в эквивалентное по грузоподъемности грузопассажирское судно, или судно-снабженец, которое сможет перевозить и вахту, и необходимое количество груза.

– Оптимальные линии для работы катамарана вы просчитывали?
– Мы их и просчитывали, и обкатывали в опытовом бассейне. Дальность хода у нас заложена 700 километров на одной бункеровке. Это существенно превосходит любое из ныне действующих или планируемых к постройке СПК или глиссирующих судов. При той же пассажировместимости эти суда обладают на четверть меньшим запасом хода. А этот критерий очень важен при эксплуатации в Сибири или на северных реках.

– Какие отечественные предприятия способны строить такой катамаран?
– Любое предприятие с достойным уровнем культуры производства, и которое может работать с алюминием. Либо имеет потенциал его освоить.

– Таких немного.
– Таких немного, но они есть. Сейчас назрела необходимость поддержать инновационные идеи – того же самого Крыловского ГНЦ в части разработки алюминиевых панелей получаемых методом трения с перемешиванием. Даже специалисты зачастую не знают о тех работах, которые проводят наши научные центры, хотя при их внедрении можно получить можно получить существенные выгоды на уровне целой отрасли.

– С заказчиками уже начали работу?
– Мы стараемся разрабатывать проекты не из любви к искусству, а рассчитывать на конкретного заказчика. Поэтому, при разработке катамарана мы консультировались и узнавали конкретные потребности у заказчиков: начиная от пассажировместимости, допустимых габаритов и дальности хода, и заканчивая автономностью и условиями работы экипажа.

– На применение какого ГД рассчитан проект?
– Силовую установку мы выбирали, исходя больше из своего огромного опыта работы по модернизации СПК. Поэтому остановились на высокооборотном двигателе марки MAN.
 
Двигатель MAN / "Морская Техника", ГК

– Как обстоят дела с сервисными центрами MAN в отдаленных регионах России?
– Ситуация выглядит более чем благополучно. У наших крупных заказчиков – транспортных компаний, которые эксплуатируют суда на Оби и Иртыше – в летний период функционируют сервисные центры. Там постоянно присутствует наш сервисный инженер с необходимым оборудованием и комплектом запасных частей. Кроме того, мы проводим постоянные тренинги и семинары для экипажей судов, где учим их как выполнять минимальные необходимые работы самостоятельно.
Основные технические характеристики катамарана:
Длина, м 29,8
Ширина, м 10,3
Осадка, м 1,1
Высота над ватерлинией, м 7,5
Осадка на ходу, м 0,4
Водоизмещение полное, т 90
Скорость хода максимальная, км/ч 74
Скорость эконом-хода,км/ч 65
Дальность плавания эконом-ходом, км 700
Пассажировместимость, чел. 150 + 2 человека для лиц
с ограниченными возможностями на колясках
Экипаж, чел. до 6

– Какова ориентировочная стоимость готового судна и срок окупаемости?
– Срок окупаемости сложно подсчитать, так как на этот показатель оказывает влияние масса факторов, и в каждом отдельном случае он может отличаться. Вообще сложно говорить о сроках окупаемости для социально значимых маршрутов, в особенности, когда этот вид транспорта является единственно доступным. И задача государства обеспечить гражданам транспортную доступность.

Если мы говорим о туристском секторе, то нужно понимать, готовы ли частные перевозчики использовать суда новых проектов с учетом приобретения их в кредит, либо в лизинг.

Что касается стоимости, то по нашим расчетам новые суда не должны стоить дороже 300 млн рублей, а в случае их действительно серийного строительства и перехода на отечественные комплектующие – значительно меньше.

– Ваш проект может работать в море, скажем, на тех же черноморских линиях?
– Могу сказать, что первоначально наш катамаран, только несколько больших размеров, проектировался для маршрута Сочи — Севастополь. Модельные испытания показали, что он может достигать скорость в 50 узлов, это на уровне лучших мировых образцов. Наша универсальная платформа рассчитана на практическое использование со скоростью 35 узлов. Зато она может работать и в реке, и на море на волнении до 3 баллов при высоте волны 0,7-1,25 м без снижения скорости хода, и до 4-5 баллов - с высотой волны 1,25 – 3,5 м со снижением скорости.
 
Универсальная платформа катамаранного типа с фиксированным малопогружным крылом от МТ / "Морская Техника", ГК

– На какого заказчика рассчитан новый проект? Все же на компании, которые работают с госденьгами, или на частные компании?
– Проект рассчитан на оба типа заказчиков. Но в первую очередь мы думали об обеспечении социальных маршрутов. Можно, безусловно, сделать более дешевые тихоходные стальные суда, но тогда путешествие, которое должно пройти за один световой день, растянется на 2 — 3 дня. И размещение пассажиров на ночь ляжет на плечи судовладельца самих же пассажиров, а это уже другие деньги и удовлетворенность граждан.

Интерес со стороны частных заказчиков тоже есть – современное, экономичное судно. К тому же, работающие СПК, даже с учетом всех модернизаций, отживают свой век. Самое время думать о новых судах, новых проектах. 

Беседовал Владислав Букин
Поделиться новостью

Подписка Корабел.ру экономит ваше время
Подпишитесь на ежедневную рассылку новостей и будьте в курсе всего самого важного и интересного!

Комментарии   12.

Чтобы принять участие в обсуждении, пожалуйста Авторизуйтесь или Зарегистрируйтесь или
-0+
#Леонов Владимир Васильевич, 21.07.2017, 20:36Интересная статья! Но отдельные утверждения вызывают сомнения. Например новизна. Данная гидродинамическая схема - достаточно старая. ЦКБ по СПК в период 1975-1985 года активно исследовало подобные компановки применительно к сибирским рекам. В 1981 году в г.Горьком на корфаке политехнического института были защищены два дипломных проекта по катамаранам на подводных крыльях. Про высокую эффективность обводов судна "Заря". Весьма спорный тезис. Суда типа "Заря" имеют коэффициент Фруда по водоизмещению ~2,2-2,3 и пропульсивный коэффициент (определяемый как произведение веса судна на скорость хода, делённое на мощность двигателей) 3,8-4,0. В то же время большинство современных катамаранов и глиссеров при даннмй коэффициенте Фруда имеют пропульсивный коэффициент 6,2-6,4. То есть мощность двигателя на "Заре" выше аналогов на 50-60%?     Про малый размыв берегов и сохранение икры.  Эту сказку рассказывают уже 50 лет, но до сих пор отсутствуют объективные научные д далее...
-0+
#Кузнецов Дмитрий Вячеславович, 22.07.2017, 18:59мне понравилось по стоимости труда инженеров. стоимость проекта это не только вознаграждению инженера. есть еще и прибыль компании и стоимость проекта на рынке а инженер будет 20 т.р. за месяц (160 часов примерно если 40 часов в неделю). так что стоимость проекта, исходя из сравнения оплаты труда инженера в Финляндии и в РФ, это еще не показатель. надо сравнивать стоимость проекта окончательную.
-0+
#Дубровский Виктор Анатольевич, 22.07.2017, 20:39Ура, наконец-то очевиднейшие идеи находят своего внедрителя и заказчика! Для рек - вполне очевидно и давно известно. На волнении - при рекламировании надо бы сообщить,какие ускорения на том же волнении 3 и 4 балла - и всё будет ясно. Потому что скорость малотоннажных судов ограничивается ускорениями качки и слеминга на волнении волнением. Что касается затрат энергии, предлагаемый В.П.Соколовым вариант с аутригерами, "разгруженный" крыльями (одно центральное неуправляемое и Т-образное кормовое, лучше -управляемое),  вероятно, будет лучше... Как и по волнообразованию, конечно. Считать можно и нужно. :)
-0+
#Францев Михаил Эрнстович, 24.07.2017, 20:11До тех пор, пока не продекларирована мощность СЭУ говорить об экономической эффективности данного судна явно преждевременно. Но кое-что можно примерно посчитать. Если взять за базу теплоход "Заря" 946 проекта (он более скоростной и удачный в гидродинамическом отношении) то его параметры следующие: водоизмещение полное 24,6 т полная пассажировместимость 86 чел. мощность главного двигателя 830 л.с. скорость полного хода на глубокой воде 45 км/час, класс Л (высота волны для данного судна не более 0,4 м, далее ограничения по скорости так как корпус плоскодонный с углом килеватости на миделе и далее в корму 0 град.) То есть на одного пассажира приходится чуть менее 10 л.с. при энерговооруженности судна 33,7 л.с./тонну полной массы. У "Зари" проекта Р83 полная масса 29,85 т при той же пассажировместимости, а скорость на глубокой воде 43 км/час при мощности уже 900 л.с. то есть энерговооруженность 30,1 л.с. на тонну водоизмещения (корпус немного килеватый, поэтому высота расчетной волны у проекта Р83 поднята до 0,7 м, несмотря на формальный класс "Р" РРР. То есть на одного пассажира уже 10,4 л.с. У данного катамарана полная масса, приходящаяся на один корпус 45 т. При полном гидродинамическом подобии, можно предположить, что мощность СЭУ для того чтобы разогнать данную массу до скорости 41 км/час должна быть в три раза больше (по 1350 л.с.) на корпус или 2700 л.с. на судно (кораблестроители знают, что по факту потребуется существенно больше так как это переходный режим, но пока еще не глиссирование). Если мы посчитаем Фруд по водоизмещению для данного катамарана мы увидим, что экономическому режиму соответствует FrV=3,05, а скорости полного хода FrV=3,48. То есть для того, чтобы разогнать корпус до уровня глиссирования потребуется дополнительная мощность. И это будет уже не 2700 л.с., а существенно больше. А-45 для скорости 70 км/час при полной массе 68 т требуется 2900 л.с. У данного катамарана мощность СЭУ будет скорее всего близка к 4000 л.с. То есть на одного пассажира будет приходиться примерно 26,66 л.с. с соответствующим расходом топлива. Мы много лет занимаемся экономикой эксплуатации скоростных судов, в том числе, делали НИР по скоростным перевозкам в Сибири и на Дальнем Востоке. Подробнее - здесь далее...
-0+
#Головешкин Владислав Борисович, 25.07.2017, 01:16Вот и наступило время специалистов покупных дипломов. Но пиарить они умеют.  По скоростным судам советские корабелы были впереди планеты всей и надо возродить этот класс судов, имеющих прекрасную гидродинамику, приведя их к современным требованиям эргономики и комфорта.
-0+
#Назаров Альберт Георгиевич, 25.07.2017, 11:32При такой длине салон катамарана уже должен быть двухярусным, и вмещать 250 пассажиров...
-0+
#Попов Александр, 26.07.2017, 15:01Уважаемые коллеги!
Благодарю за проявленный к статье интерес. Постараюсь ответить по порядку поступления комментариев:
№1  Буду чрезвычайно благодарен на ссылку, где можно было бы ознакомиться с результатами работы по катамаранам с крыльями. Обещаю выложить ссылку на документ указанного в статье университета по влиянию форм корпуса на волнообразование.  Касательно размыва берегов - я запросил непосредственно у эксплуатационщиков видео работы глиссеров и последствий их прохода (все уже догадались, о каких судах идет речь). Я думаю, что видео вполне сможет заменить "годы научных исследований".
 
№2  Как правило, стоимость проекта и прибыль КБ несоизмерима меньше стоимости судна и отнюдь не всегда выдерживает эталонные пропорции, что стоимость проекта равна 10% стоимости построенного судна. Мы даже не берем в расчет около- и государственные проектные организации (связанные с  ВПК даже не принимаются в расчет)
  далее...
-0+
#Назаров Альберт Георгиевич, 26.07.2017, 15:191. Александр, у вас симметричные корпуса, и при этом используется межкорпусное крыло. Из каких соображений это сделано? Обычно крыло между корпусами применяется в сочетании с другими обводами.
 
2. Среди русскоязычных ссылок, на памяти это исследование: http://www.barque.ru/shipbuilding/1978/hydrofoil_for_boats_catamarans; есть много других зарубежных работ.
 
3. Интерсно увидеть результаты изменений вертикальных ускорений с крылом, и без него. Из нашего опыта, преимущества от применения крыла нивелируются необходимостью снижать скорость на волнении.
-0+
#Попов Александр, 26.07.2017, 16:11Уважаемый Альберт!
1) Симметричность корпусов вызвана несколькими соображениями, в т.ч. для  обеспечения угла килеватости в р-не миделя.
«Малопогруженное крыло между корпусами» название довольно условное, т.к. крыло для эффективной работы максимально заглублено и практически находится немного ниже килевой линии в районе миделя и по своим габаритам в плане (в данном случае - по ширине) превышает расстояние между ДП корпусов.
2) Испытания пока только запланированы. Получим результаты – поделимся.
-0+
#Францев Михаил Эрнстович, 26.07.2017, 17:45Если по результатам испытаний с водометами у вас получена мощность СЭУ 2х1029 кВт при скорости более 70 км/час, то полная масса судна, скорее всего не 90 т, а существенно меньше, что-нибудь около 55-60 т. В данном скоростном диапазоне гребной винт с водометом вполне конкурентноспособен. Что касается требований Регистра (предположим РРР для судна на ВВП), то даю гарантию, что буквы "Э" вам для вашего проекта тоже не избежать.
-0+
#Кузнецов Дмитрий Вячеславович, 03.08.2017, 08:22Не избежать символа "Э" в формуле класса еще и потому, что в РРР, как всегда нормы оставляют желать лучшего. Вот например, на днях, просчитывал якорное устройство под новые Правила РРР 2015 года для баржи проекта 183ВМ класса "Р" (200 тонн грузоподъемности при наибольшей длине 35,54 м.). Так у меня получилось что надо ставить якорь (или якоря) Холла суммарной массой порядка 350-400 кг. Хотя с постройки стоял 1 якорь Матросова 100 кг. Пусть даже и увеличим массу якоря Матросова в 2 раза (как того требуют Правила РРР) то получим что с постройки должен был стоять якорь Холла 200 кг. А по новым Правила аж 350-400 кг. Это что сделано для того чтобы более мощное якорное устройство ставили а соответственно, хоть немного, но снижалась полезная грузоподъемность? Откуда только берутся их формулы и коэффициенты?
-0+
#Назаров Альберт Георгиевич, 03.08.2017, 12:32Так судно для того и проектируется, чтобы возить регистровое оборудование. Вы не знали? :)
 
Касательно якорных устройств, я их считаю/проверяю напрямую - течение 2.5 м/с и ветер 25 м/с с опротивление, держащая сила якоря в зависимости от типа, и так далее. Это по документам МАКО - Requirements concerning mooring, anchoring and towing. International Association of Classification Societies (IACS), 2007. Если полученый по формулам КО результат далек от здравого смысла - руководствуемся здравым смыслом.