Катамаран парусно-гребной
Полезная модель относится к маломерному судостроению и может быть использована при постройке спортивных и туристических судов. Эксплуатационные качества катамарана улучшены за счет применения конструкции, позволяющей использовать судно в парусном, гребном, и в режиме преодоления узостей, при этом трансформацию судна можно выполнять на плаву, силами экипажа, без значительных затрат времени. Ходовые качества и безопасность улучшены за счет применения поворотных шверцев, установленных под углом атаки к набегающему потоку воды, и под углом к диаметральной плоскости судна. 1 з.п. ф-лы, 4 илл.
Полезная модель относится к маломерному судостроению и может быть использована при постройке спортивных и туристических судов.
Известна конструкция туристического парусного катамарана, которая содержит надувные корпуса, разборный стержневой каркас с продольными и поперечными балками, с мягкой палубой, и со связанными с корпусами стрингерами. Катамаран также содержит установленную на поперечной балке моста секционную съемную мачту с блоком краспиц, стоячий такелаж, парусное вооружение с гиком, бегучий такелаж с гика-шкотом, блоками и стопором гика-шкота, и швертовое и рулевое устройства [патент РФ 
2092372, МПК В63В 7/08, опуб. 10.10.1997 г].
К недостаткам такой конструкции относится невозможность оборудования катамарана эффективным гребным устройством, повышенное, по сравнению с жесткими корпусами, сопротивление движению надувных поплавков, невозможность использования внутреннего объема поплавков для хранения вещей. Еще одним недостатком такой конструкции является невозможность быстрого изменения ширины судна для прохождения узостей в туристическом плавании.
Известна конструкция раздвижного катамарана, содержащая два корпуса, параллельно расположенных на расстоянии один от другого, и разъемные поперечные балки, снабженная регуляторами длины этих балок. Поперечные балки состоят как минимум из двух частей, а регуляторы длины установлены между частями поперечных балок с возможностью изменения длины, при этом корпуса выполнены с возможностью линейной фиксации относительно друг друга [Патент РФ 2099232, МПК В63В 4/4, опуб. 20.12.1997 г].
К недостаткам такой конструкции относятся: повышенные усилия трения в узлах поперечных балок, которые затрудняют трансформацию судна на плаву, небольшой диапазон регулирования, вызванный тем что каждую поперечную балку можно удлинить менее чем в два раза, низкая поперечная жесткость конструкции.
Известна конструкция швертового устройства катамарана, позволяющая компенсировать дрейф и повысить остойчивость парусного катамарана на ходу, при которой шверт подветренного корпуса катамарана поворачивают на величину угла атаки вокруг вертикальной оси, лежащей в плоскости, параллельной диаметральной плоскости (ДП) подветренного корпуса. Одновременно наветренный шверт поворачивают вокруг горизонтальной оси, лежащей в плоскости, параллельной ДП наветренного корпуса [патент РФ. на изобретение 2063901, кл. В63В 41/00, опубликованный 20.07.1996 г]. К недостаткам такой конструкции относятся невозможность получения вертикальных сил гидродинамической разгрузки, и повышенная опасность опрокидывания катамарана при непроизвольных поворотах оверштаг, вызванная вертикальным расположением работающего шверта.
Технический результат состоит в расширении функциональных возможностей использовать судно в трех режимах: парусном, гребном, и режиме преодоления узостей, с возможностью трансформации судна на плаву, силами экипажа, без значительных затрат времени, а также в возможности использования вертикальных сил гидродинамической разгрузки и повышении устойчивости и безопасность катамарана, а также в возможности увеличения крейсерской скорости судна за счет эффективного противодействия боковому дрейфу.
Данный технический результат достигается за счет того, что катамаран парусно-гребной состоит из двух жестких поплавков, соединенных конструкцией, состоящей из центрального корпуса и четырех поперечных балок, имеет швертовое и рулевое устройства, установленные на поплавках, кронштейны уключин и складные сидения экипажа, установленные на поплавках, гребное устройство, состоящее из уключин, весел, подвижных банок гребцов и ножных упоров, а также парусное вооружение, состоящее из мачты с вантами и штагом, гика, парусов, бегучего и стоячего такелажа, согласно полезной модели, поперечные балки установлены с возможностью складываться с одновременным сближением поплавков и центрального корпуса, состоят из двух звеньев, соединенных шарниром, и закреплены к центральному корпусу с одной стороны, и к поплавку с другой стороны с помощью шарнирного соединения, при этом оси поворота всех трех шарниров параллельны, и лежат в вертикальной плоскости, перпендикулярной диаметральной плоскости судна, и имеют наклон относительно вертикальной оси, швертовое устройство катамарана состоит из двух шверцев, расположенных на внутренней стороне поплавков, имеющих возможность поворота вокруг осей, лежащих в вертикальной плоскости, перпендикулярной диаметральной плоскости судна, при этом оси поворота шверцев имеют наклон относительно вертикальной оси, плоскости шверцев установлены в рабочем положении под углом к диаметральной плоскости судна, а сами шверцы имеют несимметричный крыльевой профиль и в рабочем положении установлены с углом атаки относительно набегающего потока воды.
Общее устройство катамарана представлено на фиг.1, на фиг.2 показано устройство катамарана в гребном положении, на фиг.3 показано устройство катамарана в сложенном для прохода узостей положении, на фиг.4 показано швертовое устройство катамарана
Катамаран парусно-гребной состоит из двух жестких поплавков 1, соединенных конструкцией, состоящей из центрального корпуса 2 и четырех поперечных складных балок: двух передних 3 и двух задних 4. На центральном корпусе установлено парусное вооружение, состоящее из мачты 5, гика, парусов: грота 6 и стакселя 7, стоячего и бегучего такелажа. На поплавках установлено швертовое устройство 8, рулевое устройство 9, сидения с подножками для экипажа 10, выносные кронштейны уключин гребного устройства 11. Часть внутреннего объема поплавков используется как элементы непотопляемости, часть как сухие рундуки. Каждая из четырех поперечных балок состоит из двух звеньев, соединенных шарниром, и крепится к центральному корпусу с одной стороны, и к поплавку с другой стороны с помощью шарнирного соединения. Оси поворота всех трех шарниров параллельны, и лежат в вертикальной плоскости, перпендикулярной диаметральной плоскости судна. Оси поворота шарниров имеют наклон относительно вертикальной оси, что позволяет путем частичного или полного складывания балок изменять расстояние между поплавками и центральным корпусом при одновременном изменении высоты центрального корпуса над конструктивной ватерлинией. Изменение расстояния между поплавками и центральным корпусом и изменение высоты центрального корпуса над конструктивной ватерлинией необходимо, так как оптимальное расстояние между поплавками в гребном режиме отличается от оптимального расстояния в режиме хода под парусами, и оптимальная высота центрального корпуса над конструктивной ватерлинией в гребном режиме отличается от оптимальной высоты в режиме хода под парусами. Складывание балок и фиксация в крайних и промежуточных положениях выполняется с помощью проведенных к узлам балок талей, снабженных стопорами. Балки в раскрытом положении показаны на фиг.1, в сложенном положении на фиг.2 и 3.
На фиг.2 показано устройство катамарана в гребном положении. В центральном корпусе размещены элементы гребного устройства, включающие в себя роликовые банки гребцов 12, рельсовые направляющие, подножки гребцов с ременными фиксаторами 13. На носовой и кормовой оконечностях центрального корпуса расположены сухие рундуки 14 для хранения вещей.
На фиг.4 показано швертовое устройство 8 катамарана. Оно состоит из двух шверцев, расположенных на внутренней стороне поплавков, имеющих возможность поворачиваться вокруг осей, лежащих в вертикальной плоскости, перпендикулярной диаметральной плоскости судна. Оси поворота шверцев имеют наклон относительно вертикальной оси, а сами шверцы имеют несимметричный крыльевой профиль и в рабочем положении установлены с углом атаки относительно набегающего потока воды. Указанная геометрия оси поворота приводит к тому, что в рабочем положении плоскость каждого шверца наклонена относительна диаметральной плоскости судна. При движении острыми курсами используется только подветренный шверц, наветренный убирается из воды и размещается вдоль поплавка поворотом вокруг оси вращения, при движении полными курсами используется частичное погружение обоих шверцев. Управление поворотом шверцев осуществляется с помощью талей с стопорами, с заведенными в центральный корпус рабочими концами тросов. На фиг.4 представлены шверцы в рабочем и убранном положении.
Разработанная конструкция катамарана позволяет эксплуатировать судно в трех основных режимах - режим движения под парусом, режим хода под веслами, режим прохождения узостей с минимальной шириной судна, при этом трансформацию судна можно выполнять на плаву, силами экипажа, без значительных затрат времени.
В режиме движения под парусом жесткие поплавки 1, имеющие транцевую геометрию кормовых окончаний, позволяют двигаться с высокими скоростями в режиме частичного и полного глиссирования, разработанное швертовое устройство 8 позволяет устранить дрейф поплавка под ветер, за счет установки шверца под углом атаки к набегающему потоку воды, повысив тем самым скорость хода за счет устранения вредного сопротивления поплавка, вызванного дрейфом. Наличие угла между плоскостью шверца 8 и диаметральной плоскостью судна позволяет использовать вертикальную составляющую гидродинамической силы подветренного шверца для гидродинамической разгрузки подветренного поплавка, уменьшив тем самым сопротивление движению. Наличие угла между плоскостью шверца и диаметральной плоскостью судна позволяет увеличить безопасность судна от опрокидывания через подветренный поплавок, так как при увеличении угла крена, таким образом, у установленного шверца 8 проявляется тенденция к соскальзыванию поперек осевой линии судна. Складывание шверцев 8 назад по ходу движения поворотом вокруг оси предохраняет конструкцию катамарана от разрушения при посадке на мель на высокой скорости.
В режиме движения под веслами уменьшение высоты центрального корпуса над конструктивной ватерлинией при одновременном сближении поплавков 1 позволяет получить схему гребного устройства, близкую к высокоэффективной схеме гребного устройства гоночных академических лодок, повысив тем самым скорость движения под веслами и уменьшив утомляемость гребцов. Высокое гидродинамическое удлинение жестких корпусов и размещение транцев над конструктивной ватерлинией позволяет снизить сопротивление движению в этом режиме, а катамаранная схема судна обеспечивает высокую остойчивость.
Режим минимальной ширины судна предназначен для прохождения узких проток, а также для транспортировки судна по суше.
Для переведения судна из парусного режима в гребной режим, убираются паруса, снимается и складывается мачта с вантами, убираются боковые сиденья экипажа, поперечные балки частично складываются с помощью талей, заведенных за средний шарнир каждой балки. Фиксация балок осуществляется с помощью контрольного линя, заранее заведенного к центральному шарниру каждой балки со стороны, противоположной управляющей тали.
Для переведения судна в режим прохождения узостей, отстегиваются контрольные лини, и балки складываются до упора.
Конструкция катамарана предусматривает изготовление центрального корпуса и поплавков из эпоксидного стеклопластика, методом ручного контактного формования. Соединительные балки выполнены из сплава АМг-6 сварной конструкции. Тяжело нагруженные элементы шарниров, узлов подвески рулей и шверцев выполнены из нержавеющей стали. В целом конструкция не содержит трудновыполнимых при сегодняшнем уровне развития технологии элементов и узлов.
1. Катамаран парусно-гребной, состоящий из двух жестких корпусов (поплавков), соединенных конструкцией, состоящей из центрального корпуса и четырех поперечных балок, имеющий швертовое и рулевое устройства, установленные на поплавках, кронштейны уключин и складные сидения экипажа, установленные на поплавках, гребное устройство, состоящее из уключин, весел, подвижных банок гребцов и ножных упоров, а также парусное вооружение, состоящее из мачты с вантами и штагом, гика, парусов, бегучего и стоячего такелажа, отличающийся тем, что поперечные балки установлены с возможностью складываться с одновременным сближением поплавков и центрального корпуса, состоят из двух звеньев, соединенных шарниром, и закреплены к центральному корпусу с одной стороны, и к поплавку с другой стороны с помощью шарнирного соединения, при этом оси поворота всех трех шарниров параллельны, и лежат в вертикальной плоскости, перпендикулярной диаметральной плоскости судна, и имеют наклон относительно вертикальной оси.
2. Катамаран парусно-гребной по п.1, отличающийся тем, что швертовое устройство катамарана состоит из двух шверцев, расположенных на внутренней стороне поплавков, имеющих возможность поворота вокруг осей, лежащих в вертикальной плоскости, перпендикулярной диаметральной плоскости судна, при этом оси поворота шверцев имеют наклон относительно вертикальной оси, плоскости шверцев установлены в рабочем положении под углом к диаметральной плоскости судна, а сами шверцы имеют несимметричный крыльевой профиль и в рабочем положении установлены с углом атаки относительно набегающего потока воды.
