воздушная каверна что это такое
Каверны: пустоты в дне судна, или как это работает
Когда позволили технологии, рядом с водоизмещающими судами появился транспорт на подводных крыльях, на воздушной подушке, на экранном эффекте. Смысл этих решений заключался в том, чтобы полностью или частично вытащить корпус судна на поверхность, избавив его от трения о воду. Но есть еще один вариант, который стали разрабатывать еще в XIX веке, но который остается весьма перспективным и в наши дни. Речь идет о технологии, позволяющей уменьшить сопротивление движению судна за счет подвода газа к его корпусу.
Плотность воздуха примерно в 800 раз меньше плотности воды. Когда часть смоченной поверхности корпуса изолируется воздухом от контакта с водой (и возникают так называемые воздушные каверны), то в этом месте сопротивление трения уменьшается в 800 раз. Соответственно, чем больше изолируемая площадь и чем больше составляющая трения в общем балансе силы буксировочного сопротивления, тем выше эффект от применения каверн.
Практика без теории
Первый патент на использование воздушных прослоек был выдан в США в 1848 году, однако эта идея опередила уровень развития техники на многие десятилетия. В 1883 году шведский инженер и изобретатель Густаф де Лаваль запатентовал устройство для подачи пузырьков воздуха в районе форштевня судна. Спустя некоторое время швед предпринял попытку экспериментально проверить эффективность придуманного им устройства. К глубокому разочарованию автора изобретения попытка оказалась неудачной.
В 1887 году русский инженер-механик С. Тимохович сделал заявку на выдачу ему привилегии на «способ уменьшения трения судов о воду и прилипания ее к их поверхности». Его идея заключалась в подаче на подводную часть корпуса воздуха или водомасляной эмульсии через специально устроенные трубы.
На быстроходных катерах первую по времени работу в области практического использования подачи воздуха под днище (аэрации днища) выполнил Д. М. фон Томамюль. В 1916 году он построил для австрийского флота торпедный катер – первый глиссер с «воздушной смазкой». Воздух под днище нагнетался центробежным вентилятором. Область воздушной прослойки ограждалась бортовыми стенками – снегами и поперечным реданом (ступенькой на днище). При мощности двигателей 480 л. с. катер показал скорость 40 узлов, однако дальнейшего развития эта удачно начатая работа не получила.
В последующие годы идея использовать воздух для снижения сопротивления являлась предметом многочисленных исследований и изобретений как в нашей стране, так и за рубежом. Предлагались различного рода конструкции для образования газовых прослоек на днище судна, которые, однако, не только не находили практического применения, но даже не подвергались серьезной экспериментальной проверке. Исключение составляют работы Л. М. Лапшина и К. К. Федяевского.
Почему неудачи?
В СССР в 1924 году на реке Ливенке Лапшин начал эксперименты с грубой моделью мелкосидящего плоскодонного речного судна размерами 2,5 х 0,22 х 0,02 м для проверки эффективности подачи воздуха под днище, а в дальнейшем впервые выполнил натурную проверку в 1938 и 1957 годах. Воздух нагнетался специальной воздуходувкой под носовую часть днища с помощью трубопроводов, выходные отверстия которых были установлены заподлицо с днищем.
В 1938 году для натурной проверки была переоборудована деревянная баржа длиной 25 м, шириной 7,7 м, осадкой 2 м. В результате ее испытаний был получен незначительный положительный эффект. Для его подтверждения в 1957 году была переоборудована более крупная стальная сухогрузная баржа серийной постройки длиной 75 м, шириной 13 м, осадкой 3,2 м. Однако в процессе испытаний даже этот незначительный эффект не подтвердился. Неудача опытов Лапшина объяснялась тем, что при выбранном способе подачи воздуха не формировалась устойчивая газовая прослойка, которая отделяла бы воду от обшивки корпуса. Пузыри воздуха уносились потоком из носовой оконечности днища по направлению к корме.
Испытания быстроходного судна, проведенные под руководством Федяевского в 1943 году, также не показали значительного снижения сопротивления.
Решение найдено
Ситуация сложилась парадоксальная: теоретические работы показывали возможность серьезного снижения сопротивления воды, но на практике достичь успеха не удавалось. Это очевидное несоответствие стимулировало выполнение более детальных исследований физических закономерностей развития газовых прослоек, образованных на днище судна.
Работы были начаты в ЦНИИ им. акад. А. Н. Крылова (ныне ФГУП «Крыловский государственный научный центр») в конце 1950-х инженером А. Н. Ивановым. На основании гипотезы об аналогии тонких газовых слоев и искусственных каверн он предложил использовать для определения формы и размеров воздушных прослоек аппарат теории развитой кавитации. Это позволило изучить влияние геометрии смоченной части днища и скорости движения судна на параметры воздушных прослоек – искусственных каверн. Были также получены интересные экспериментальные факты, которые стимулировали дальнейшее изучение искусственной кавитации и ее использование для снижения гидродинамического сопротивления. Наступило время испытать технологию на практике.
Применение каверны на транспортных судах и на глиссирующих катерах (у этих судов сила трения составляет примерно половину полного сопротивления) позволяет уменьшить буксировочное сопротивление на 17–30% при энергетических затратах на подачу воздуха, не превышающих 2–3%. На небольших (до 40 т) глиссирующих катерах для создания каверны можно использовать выхлопные газы главных дизелей. Искусственные каверны можно применять либо для снижения мощности при сохранении скорости судна – это более актуально для водоизмещающих судов, либо для увеличения скорости полного хода при сохранении мощности главных двигателей, что наиболее целесообразно для глиссирующих. За счет применения каверны скорость катера может возрасти примерно на 10%, например с 50 до 55 узлов. В этом случае можно, во-первых, повысить конкурентоспособность судна и, во-вторых, увеличить дальность плавания, ограниченную временными рамками.
Все решает автоматика
Одной из последних разработок Крыловского центра является автоматизированная система создания каверн на днище транспортного судна. В предлагаемой версии устройства для создания воздушных каверн выступающие части (продольные и бортовые кили, поперечные козырьки) выполняются подвижными. В рабочем состоянии они выступают за основную плоскость днища и служат для образования и поддержания каверн, а в необходимых случаях (прохождения судном участков предельного мелководья, шлюзования, движения в условиях сильного волнения, движения задним ходом и т. п.) эти элементы устройства автоматически поднимаются и практически не выступают за основную плоскость днища. Для восполнения воздуха в каверне и поддержания ее устойчивости используется воздушная система, состоящая из вентилятора и трубопровода. Другой новой разработкой является устройство для защиты от попадания воздуха из каверны на гребной винт, предотвращающее его износ. Еще одна полезная функция воздушной каверны позволяет транспортным судам ледового класса освобождаться из ледового плена.
За последнее десятилетие при активном участии Крыловского центра разработаны четыре проекта транспортных судов с кавернами. Это сухогруз «река – море» дедвейтом 8000 т, универсальный навалочник-контейнеровоз дедвейтом 70 000 т, «Балтик-макс-танкер» ледового класса Arc4 дедвейтом 200 000 т и контейнеровоз Post-Panamax грузовместимостью 9500 TEU. На судостроительных заводах России продолжается строительство нескольких проектов катеров с каверной, спроектированных ЦКБ по СПК им Р. Е. Алексеева. На сегодняшний день искусственные каверны позволяют получить эффект по снижению сопротивления, недостижимый ни одной из известных энергосберегающих технологий.
Редакция «ПМ» благодарит ФГУП «Крыловский государственный научный центр» за помощь в подготовке статьи.
Судно на каверне или катамаран на воздушной подушке?
Если о судах на воздушной подушке в «КиЯ» сообщалось уже не раз, то о судах на каверне, которые строятся нашими заводами по проектам отечественных конструкторов, в популярной литературе нет никаких сведений. Мы попросили рассказать о них сотрудника ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова Андрея Владимировича Сверчкова.
В последние годы многие зарубежные судостроительные журналы 4 проводят активную рекламную компанию по продвижению на мировой рынок скоростных судов, конструкция которых основана на использовании патента американского изобретателя Ховарда Харлея [6], выданного 5 ноября 1996 г. Часто эти суда называют «AirLifted Catamaran» (ALC) или «безъюбочные ССВП».
ALC представляет собой быстроходное судно катамаранного типа, в каждом корпусе которого имеется ниша для создания внутри нее воздушной подушки. Длина ниши составляет примерно две трети длины корпуса, глубина—четверть и более высоты борта. Носовая часть ниши ограничена прямым поперечным реданом. Уносу воздуха в сторону бортов препятствуют продольные кили, которые начинаются немного носовее редана и заканчиваются на транце. Носовые части корпусов, расположенные перед реданами, выполнены так же, как на традиционном катамаране, имеющем симметричные корпуса с остроскулыми V-образными обводами умеренной (до 15°) килеватости. Такие обводы носа позволяют обеспечить достаточно хорошие мореходные качества судна.
Принцип действия ALC аналогичен скеговым судам на воздушной подушке (ССВП): при помощи воздушной прослойки от контакта с водой изолируется значительная часть смоченной поверхности корпуса, благодаря чему существенно снижается сопротивление трения. В отличие от ССВП у ALC отсутствует гибкое ограждение, вследствие чего повышается надежность судна и значительно снижаются эксплуатационные затраты. По оценкам зарубежных специалистов, буксировочное сопротивление ALC на 30—35% меньше, чем традиционных однокорпусных судов и катамаранов близких размерений.
Воздух под днищем ALC имеет давление, превышающее атмосферное на 5—10%, что позволяет подушке нести на себе до 80—90% веса судна. В то же время оно достаточно низкое, что позволяет применять для подачи воздуха вентиляторы. В качестве движителей на ALC устанавливают частично погруженные гребные винты (ЧПГВ) с приводом Арнесона.
При эксплуатации судна в теплых морях возникает еще одно дополнительное преимущество ALC перед традиционными судами. Поскольку воздух изолирует от воды значительную часть смоченной поверхности, обрастание корпусов в существенно меньшей степени ухудшает ходовые качества. При плановом доковании судна поверхностям внутри днищевой ниши можно уделять несколько меньшее внимание, очищая их не так тщательно.
Эффективность концепции ALC подтверждена испытаниями моделей в опытовых бассейнах, а также испытаниями в натурных условиях двух прототипов. Первый прототип имел длину 7.5 м, длина второго была увеличена до 16.75 м.
Наряду с перечисленными выше достоинствами концепция ALC обладает и рядом недостатков. Главный из них — необходимость обеспечивать большие расходы воздуха, который уносится не только через транец, но и в сторону носа. Поэтому для привода вентиляторов приходится использовать отдельный дизель, мощность которого составляет от 10 до 20 % мощности главной энергетической установки. К другим недостаткам следует отнести невозможность применения концепции на однокорпусных судах и ограничения, связанные с использованием движителей, отличных от ЧПГВ с приводом Арнесона.
Скорейшему развитию концепции ALC посвящена начавшаяся 1 марта 2001 г. трехлетняя программа, финансируемая Евросоюзом, в которой принимают участие 13 компаний и организаций из 9 европейских стран. Бюджет программы составляет более 6 млн долл. Целью программы являются проведение обширных научных исследований и разработка широкого спектра проектов быстроходных судов различного назначения, главные из которых — 40-метровый пассажирский паром со скоростью 70 уз и 150-метровое судно «Ropax» со скоростью 50 уз. При этом для каждого конкретного проекта будет подбираться профилировка участков днища, ограничивающих нишу, в соответствии с требуемой скоростью и посадкой. Не исключено, что в результате выполнения программы некоторые недостатки удастся устранить.
По состоянию на начало 2002 г. в США и ряде европейских стран уже разработано более десятка проектов ALC, в том числе скоростных патрульных катеров, быстроходных пассажирских и автомобильно-пассажирских паромов, высокоскоростных военных кораблей и быстроходных транспортных судов, имеющих скорости от 40 до 100 уз. Ни одно судно пока не построено.
Показывая преимущества ALC, авторы публикаций сравнивают их с ССВП, а также с традиционными однокорпусными судами и катамаранами, при этом даже не упоминают о разработанных в России судах на искусственной каверне, с которыми ALC имеют много общего. Несмотря на то, что на протяжении четырех десятилетий опубликовано более сотни статей, посвященных судам на каверне, широкому кругу читателей они малодоступны, поскольку выходили либо в специализированных сборниках, либо в трудах научно-технических конференций. Поэтому прежде чем сопоставлять суда на каверне с ALC, целесообразно рассмотреть их более подробно.
Сразу следует отметить, что воздушная прослойка под днищем судна на каверне представляет собой не воздушную подушку, а именно каверну, поверхность которой подчиняется физическим закономерностям кавитационных течений, поэтому она может быть описана теоретически с помощью уравнений движения невязкой жидкости.
Работы по созданию судов на каверне были начаты в России в 1961 г. в ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова. Первые исследования проводились применительно к тихоходным судам. Затем с 1965 г. стал выполняться обширный цикл работ по использованию каверн для снижения сопротивления глиссирующих судов, таких как патрульные и разъездные катера, спасательные и скоростные пассажирские суда. Работы над проектами этих судов продолжаются и в настоящее время.
С 1985 г. объектами исследований были быстроходные водоизмещающие суда, а с 1993 г. — глиссирующие катамараны и катамараны, движущиеся в переходном режиме. Следующим этапом, начавшимся в 1995 г., стало проведение исследований по созданию каверн на однокорпусных судах переходного режима движения, прежде всего скоростных морских пассажирских и автомобильно-пассажирских паромах. Начиная с 2000 г. проводятся испытания моделей скоростных транспортных судов. Наибольший вклад в развитие судов на каверне внес докт. техн. наук А.А. Бутузов.
Параллельно с научно-исследовательскими работами, выполняемыми в ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова, несколько конструкторских бюро проводят собственные исследования. Среди них, в первую очередь, следует отметить ЦКБ по СПК им. Р.Е. Алексеева, Зеленодольское ПКБ и Нижегородское Бюро Скоростных Судов.
Своим внешним обликом, особенно обводами носовой оконечности, судно с каверной похоже на традиционное. Отличие заключается в наличии днищевой ниши, где создается одна каверна или система из нескольких каверн. Длина этой ниши может составлять от 50 до 70 % длины судна, а ширина—до 90 % ширины корпуса. Носовая часть ниши ограничена поперечным реданом стреловидной формы. С боков ее ограждают скеги, днищевая поверхность которых является плавным продолжением поверхности днища перед реданом. Принцип действия каверны аналогичен действию воздушной подушки на ALC и ССВП.
Применение каверн на глиссирующих судах позволило уменьшить их буксировочное сопротивление на 20-35 % по сравнению с сопротивлением этих же судов, имеющих гладкие обводы днища.
На судах переходного режима движения эффект должен составить 15-25%.
Приводим график зависимости потребной буксировочной мощности от скорости для морского катера водоизмещением 25 т, там же показан выигрыш в сопротивлении, который обеспечивается применением искусственной каверны. Каверна способствует не только уменьшению сопротивления, но и улучшению мореходных качеств судов (снижает амплитуды вертикальной и килевой качки, а также уменьшает вертикальные перегрузки). Мореходность судов с каверной примерно такая же, как у судов на неуправляемых подводных крыльях.
Чтобы каверна обеспечивала существенное снижение буксировочного сопротивления, она должна иметь оптимальные характеристики: большую площадь в плане, повышенное избыточное давление и плавное замыкание. Большая площадь каверны необходима для изоляции от воды максимально возможной площади смоченной поверхности корпуса. Повышенное избыточное давление позволяет каверне нести на себе значительную часть веса судна, обеспечивая наибольшее всплытие корпуса. Плавное замыкание требуется для уменьшения объемов воздуха, подаваемого под днище, что приводит к снижению мощности, необходимой для работы вентилятора.
При разработке корпуса судна с каверной носовые обводы выбирают из общих проектных соображений, исходя из назначения судна и условий его эксплуатации. Чтобы каверна обладала оптимальными характеристиками, необходимо тщательно согласовать три области днища, ограничивающие нишу. Первая область, которая формирует каверну, расположена в районе редана. В этой области подбираемыми параметрами являются положение редана по длине корпуса и форма редана в плане. Вторая область представляет собой скеги, препятствующие уносу воздуха в сторону бортов. У скегов выбирают ширину и высоту. Третья, самая ответственная область днища, на которой происходит замыкание каверны, расположена между скегами вблизи транца. Для этой области подбирают ее высоту над основной плоскостью, угол наклона и форму в поперечном сечении. Геометрия этой области во многом зависит от выбранной формы редана, расчетной скорости судна и его посадки.
При правильно подобранной геометрии днища можно добиться значительного снижения сопротивления и снижения энергетических затрат на подачу воздуха в каверну до величин, не превосходящих 2-3 % затрат на движение. Столь незначительный расход воздуха позволяет использовать для привода вентиляторов электродвигатели, питаемые от штатного дизель-генератора, устанавливать вентиляторы на валу главного двигателя, на небольших быстроходных судах в ряде случаев вообще обойтись без вентиляторов, а вместо них использовать выхлопные газы главных дизелей. Следует отметить, что большинство производителей дизелей не возражают против небольшого избыточного давления на выходе газовыхлопа. Например, дизели завода «Звезда» рассчитаны на противодавление до 800 мм вод. ст.
Количество каверн зависит главным образом от скорости судна. Для глиссирующих судов достаточно сформировать одну каверну. Для водоизмещающих судов одной каверны недостаточно, чтобы обеспечить изоляцию от воды значительной области днища. В этом случае необходимо создать систему из нескольких каверн, следующих одна за другой. Задача выбора днищевых обводов с системой каверн значительно усложняется, поскольку придется подбирать геометрию участков днища, расположенных между кавернами. Эти участки должны одновременно служить для замыкания одной каверны и формирования следующей, причем каждая из каверн может иметь свои индивидуальные характеристики. При этом следует стремиться к тому, чтобы все каверны имели плавное замыкание, высокое избыточное давление, а замытые водой участки днища между кавернами были как можно меньше. Рекордной по количеству каверн была модель быстроходного водоизмещающего судна с системой из шести каверн.
Интерес вызывает и создание каверн на судах, имеющих две заданные скорости. Решение этой задачи представляет еще большую сложность. Поскольку длина каверны зависит от скорости судна, на разных скоростях необходимо создавать системы из разного количества каверн. Особенность выбора профилировки днища заключается в том, что при увеличении скорости она должна обеспечить попарное объединение каверн. При этом часть промежуточных реданов поглощаются кавернами и тем самым изолируются от контакта с водой.
Для определения профилировки днища, обеспечивающей формирование каверн с оптимальными характеристиками, в ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова разработана специальная технология. Она включает компьютерное проектирование днищевых обводов, последующую отработку этих обводов на буксировочных моделях в опытовом бассейне, согласование каверн с движителем, пересчет результатов испытаний на натурное судно и выбор параметров системы подачи воздуха. Именно численные расчеты по уникальным компьютерным программам позволяют в значительной степени сократить время и объем экспериментальных работ. Буксировочные испытания могут быть дополнены проведением испытаний самоходных моделей, а также исследованиями мореходных и маневренных качеств. Часто по просьбе заказчиков проводятся испытания такой же модели, имеющей гладкие, без днищевой ниши, обводы корпуса. Сопоставление результатов испытаний обеих моделей используется для определения величины эффекта от применения каверны и выявления лучших мореходных и маневренных качеств.
Многие элементы этой технологии являются уникальными, неизвестными зарубежным исследовательским центрам, не говоря о любителях-катеростроителях. Следует отметить, что несмотря на сложность отработки обводов корпуса с каверной, эти работы увеличивают стоимость судна весьма незначительно. Причем их доля существенно уменьшается, если судно строится серийно. При переходе на строительство судов с каверной заводу или верфи не требуются ни разработка специальных технологий, ни приобретение дополнительного оборудования.
Искусственные каверны целесообразно применять либо для снижения мощности при сохранении скорости, либо для увеличения скорости полного хода при сохранении мощности двигателей. Снижение мощности двигателей целесообразно для водоизмещающих судов и, отчасти, для судов переходного режима движения с целью повышения их экономичности. При этом могут возникнуть дополнительные преимущества, связанные с возможностью применения менее мощных дизелей или турбин, уменьшением размеров движителей, сокращением запасов топлива. Эти положительные факторы приводят к снижению стоимости судна и уменьшению эксплуатационных расходов. Кроме того, благодаря уменьшению веса двигателей и сокращению запасов топлива следует ожидать некоторого уменьшения водоизмещения судна, что, в свою очередь, может дать дополнительный эффект по еще большему снижению сопротивления.
Положительный эффект от каверны, направленный на увеличение скорости полного хода, которое может составить от 3 до 10 уз, рационально применять на глиссирующих судах и на судах переходного режима движения. В этом случае можно, во-первых, повысить их конкурентоспособность, и, во-вторых, увеличить дальность плавания, ограниченную временными рамками.
Из сказанного выше следует, что судно на каверне не только сохраняет все положительные черты, присущие ALC, но и обладает рядом преимуществ.
Для формирования каверн требуется мощность, составляющая не 10—20 % мощности главных двигателей, а всего 2—3 %. По этой причине у судна на каверне нет необходимости, как на ALC, иметь дополнительный двигатель, специально предназначенный для вращения вентиляторов.
Глубина днищевой ниши, внутри которой формируется каверна, составляет не четверть высоты борта и более, как у ALC, всего лишь 10-15 % высоты борта. Это обеспечивает меньшую стояночную осадку и более рациональное использование внутреннего пространства.
Участок корпуса, расположенный непосредственно перед каверной, может иметь значительно большую (до 25°) килеватость, что позволяет существенно повысить мореходные качества судна.
Может быть применен любой тип движителя (гребной винт, водомет, ЧПГВ с приводом Арнесона или со стационарным гребным валом, вентилируемый водометный движитель), в то время как на ALC выбор движителя ограничен.
К настоящему времени разработано не менее 30 проектов судов на каверне различного назначения. По шести из них построено более 60 быстроходных судов и катеров водоизмещением от 14 до 105 т со скоростью хода от 30 до 52 уз. Основные характеристики быстроходных судов, построенных к началу 2002 г. приведены в таблице.
«Линда» (проектировщик — ЦКБ по СПК им. Р.Е. Алексеева, строители — Зеленодольский и Ярославский судостроительные заводы) — речное судно, рассчитанное на перевозку 70 пассажиров, в настоящее время классифицированное как озерно-речное.
«Серна» (проектировщик — Зеленодольское ПКБ, строитель — судостроительный завод «Волга») — судно спроектировано для высадки десанта на берег и перемещения груза весом 45 т.
«Сайгак» (проектировщик — ЦКБ «Редан», строители — ЦКБ «Редан» и Пермский судостроительный завод «Кама»), «Меркурий» (проектировщик — ЦКБ по СПК им. Р.Е. Алексеева, строители — Ярославский и Хабаровский судостроительные заводы) и «Мустанг-99» (проектировщик — ЦКБ «Редан», строитель — Батумский судостроительный завод) представляют собой патрульные катера.
«Муфлон» (проектировщик и строитель — ЦКБ «Редан») — буксировщик моделей гидросамолетов.
На «Сайгаке», «Муфлоне» и «Мустанге-99» в каверну подаются выхлопные газы дизелей; на судах остальных проектов используется воздух, нагнетаемый вентиляторами. Некоторые из перечисленных выше проектов имеют модификации. Так, например, «Серна» в коммерческом исполнении может служить контейнерным судном, одно судно проекта «Линда» было построено как комфортабельная яхта; несколько катеров «Сайгак» переоборудованы в пожарные и медицинские. «Меркурий» модифицирован как сторожевой катер (назван «Сокжой»).
Конструкторскими бюро разработан широкий спектр перспективных проектов судов на каверне, который включает быстроходные пассажирские суда, скоростные патрульные катера, быстроходные пассажирские и автомобильно-пассажирские паромы, высокоскоростные десантные корабли и быстроходные транспортные суда, имеющие длину от 17 до 109 м и скорость от 20 до 70 уз.
Каверна может быть успешно применена и на сравнительно небольших катерах. Об этом свидетельствуют результаты испытаний катера на каверне «Гамма» длиной 10.2 м, шириной 1.84 м и водоизмещением 2.56 т. При мощности двигателя 73 кВт и мощности воздуходувки 1.5 кВт (2 % мощности главного двигателя) он развивает скорость 25 уз. Для умерения килевой и бортовой качки катер был дополнительно оборудован системой управляемых кормовых интерцепторов. В принципе, обводы корпуса любого из построенных или спроектированных катеров могут быть использованы на катере еще меньшего водоизмещения с сохранением высокого гидродинамического качества.
Проведенный анализ будет неполным, если не упомянуть еще две концепции использования воздушной подушки, предлагаемые американской компанией «Air Ride», которая входит в корпорацию «DK Group» [3, 8—12]. В соответствии с первой концепцией — Sea Coaster — предлагаются скоростные катамараны, со второй — Sea Lance — суда большого водоизмещения с аутригерами. Корпуса этих судов имеют днищевую выемку, которая начинается от форштевня и заканчивается на транце. С боков выемка ограничена узкими скегами. Глубина выемки составляет от четверти до половины высоты борта. В кормовой части корпуса днище внутри выемки опускается. Здесь располагаются главные двигатели.
В отличие от судов на каверне и от ALC на проектных судах компании «Air Ride» вес корпуса полностью поддерживается воздушной подушкой. Эта же подушка, а не твердая носовая часть, обеспечивает взаимодействие со встречными волнами.
Компанией «Air Ride» разработаны проекты более двух десятков скоростных судов различного назначения — от небольших пассажирских до гигантских контейнеровозов. Одно пассажирское судно «Island Rocket II» водоизмещением 59 т, длиной 21.9 м, предназначенное для перевозки 149 пассажиров со скоростью 35 уз, построено в 1998 г.
Проекты судов компании «Air Ride» — тема отдельного разговора, поскольку они по принципу действия больше похожи на ССВП.
Приведенное сопоставление показывает, что ALC и суда на каверне представляют собой два довольно близких и весьма перспективных типа быстроходных судов, обладающих низким гидродинамическим сопротивлением и хорошими мореходными качествами. При этом суда с каверной имеют ряд преимуществ перед ALC, что, однако, в некоторых случаях не исключает использования именно воздушной подушки. Выбор должен осуществляться путем сравнительного анализа в процессе разработки конкретного проекта.
Кроме того, концепция ALC, имея не очень продолжительную историю, пока применима только для катамаранов и еще не доведена до уровня серийного строительства. Напротив, концепция судна на каверне разрабатывается более 40 лет и уже давно реализована в серийном строительстве. Вариант с каверной может быть использован не только на скоростных катамаранах с симметричными корпусами, но и с несимметричными корпусами, а также однокорпусных глиссирующих и полуглиссирующих судах, полуглиссирующих катамаранах, быстроходных водоизмещающих судах и даже тихоходных транспортных судах.
В многолетних интенсивных исследованиях российскими учеными и конструкторами были успешно решены многие проблемы, связанные с особенностями формирования каверн, например, выбор оптимальной профилировки днища, взаимодействие каверны с движителем, стабилизация каверны в условиях морского волнения и др. С рядом из них конструкторы ALC еще, возможно, не успели столкнуться.
Пока Россия сохраняет лидирующее положение в разработке судов на каверне. Однако, если 10-15 лет назад результаты исследований, полученные в головных институтах, безвозмездно рассылали проектным организациям отрасли, то с переходом на рыночные отношения они стали коммерческой тайной, что отнюдь не способствует развитию отечественного судостроения. В этой связи было бы полезно перенять опыт Евросоюза по интеграции информационных, технологических, интеллектуальных и финансовых ресурсов научно-исследовательских, проектных и судостроительных организаций и предприятий, что позволит скорее продвигать российские суда на мировой рынок.