История мореплавания
Рис.37. Лидер «Ташкент». Вторая мировая война испытывала на прочность не только самоотверженность корабельных минно-артиллерийских расчетов, во многих случаях искусство штормового кораблевождения оказывалось не менее важным средством поддержания боеготовности корабля в открытом море.
Трагическая морская практика кораблей этого типа, к сожалению, с точностью до наоборот отразилась в проектах современных кораблей с еще более широкими транцевыми кормами и полубаками, да еще и с развалом бортов в средней части корпуса. Это свидетельствует о современной концепции кораблестроения, ориентированной на поддержание абсолютной «всхожести на волну», что вполне соответствует и современному требованию по запасу плавучести, многократно превышающему водоизмещение корабля.
Отрыв от морской практики отмечен и другими технологическими «успехами» современной «самостоятельной» кораблестроительной науки. В начале XX века транспортные суда оборудовались парусиновыми люковыми закрытиями, унаследованными еще с парусного флота. Опасность для штормования представлялась в результате срыва такого закрытия «гуляющей» по палубе штормовой волной, что усугублялось как постоянно увеличивающимися размерами люковых закрытий на новых транспортных судах, так и все большей открытостью верхних палуб для ударов волн. Для обеспечения прочности и надежности люковых закрытий были созданы складывающиеся металлические люки типа "Мак-Грегори", повсеместно внедренные, правда, только в 50-е годы.
Независимо эту же задачу решили и корабельные инженеры, которые для защиты люковых закрытий пытались обеспечить незаливаемость верхних палуб, придавая корпусу судна свойство всхожести на волну. Форштевень судна (или корабля) стал наклонным вперед, а над ним стала простираться широкая палуба бака с крылообразным развалом носовых шпангоутов, что вместо ожидаемой «всхожести на волну» привело к резкой килевой качке и явлению «зарывания» или даже «подныривания» под встречную волну. Широкая и объемная, нависающая над водой транцевая корма, устроенная, видимо, для стабилизации потока в районе винто-рулевого комплекса, теперь стала подхватываться штормовой волной, усугубляя рыскание, бортовую качку и даже, угрожая опасными захватами корпуса попутной волной.
Судовладельцы, зная о проблемах штормовой мореходности, организовали службу штормовых предупреждений, которая вырабатывала рекомендации по обязательному уклонению от циклонов, по сути – отреагировали запретами плавания в штормовую погоду.
Рис.38. Траулер, скатывающийся под волну. Это единственно допустимый режим штормования для этого судна (СРТМК), так как движение вразрез волне невозможно из-за ударов волн по развалистой скуле. Траулер поддерживает ход, необходимый для сохранения управляемости, это усиливает разрушительную силу падающей на бак волны. В следующий момент между баком и надстройкой образуется озеро метровой глубины, судно теряет остойчивость и, кренясь, сбрасывает это "озеро" через фальшборт. Широкая транцевая корма - это опасность захвата корпуса попутной волной и опрокидывания при крутом выходе с курса по волне (но "морские волки" должны обгонять волну, давая полный или даже форсированный ход).
К сожалению, достижение незаливаемости палуб за счет хорошей всхожести на волну привело к необходимости усиления продольной прочности корпуса (эскадренные миноносцы без высокого полубака намного легче держали ход на волнении). Наблюдения за поведением корпуса судна во время штормовых ходовых вахт также наглядно подтверждали, что задача о безусловной незаливаемости верхней палубы приводит к совершено неприемлемым, а часто и к прямо противоположным результатам. Так, рыболовный траулер, постоянно падая с гребня одной волны, принимал на свою широкую носовую палубу следующую волну в ее наиболее разрушительной фазе. В результате интенсивной килевой качки вертикальное ускорение в носовом части корпуса нередко превышало ускорение свободного падения g, что наглядно проявлялось разбросанными грузами в носовом трюме и в кормовой провизионке этого траулера.
Для уменьшения качки, предотвращения днищевого слеминга и чрезмерных изгибных нагрузок корпуса на волнении обычно используется режим штормования вразрез волне, при котором поддерживается минимальный ход с курсовым углом приблизительно 30 градусов от встречного к волнению. Такое плавание сопровождается разрушительными воздействиями на двигатели и рулевые устройства, так как для удержания минимального хода главные двигатели работают на малых оборотах и с огромными внешними перегрузками на движителях, а для сохранения управляемости требуются постоянные перекладки руля чуть ли не с борта на борт. Вследствие усиленной килевой качки и малого хода создаются условия для оголения винто-рулевого комплекса, что приводит к его ударным перегрузкам. Штормование вразрез волне является комбинированным методом, в котором небольшие отклонения от курса носом на волну позволяют корпусу плавно отслеживать волновую поверхность при довольно сильном рыскании на штормовом курсе, при котором рулевой сохраняет режим активного хода, не отдает судно полностью во власть волны.
Рис.39. Океанский спасатель. На основе исторического анализа эти корабли можно сопоставить с поморскими кочами и ладьями викингов, если, конечно, исключить соотношение размеров корпуса и его относительную прочность. Такие обводы оправданы только для малых судов, способных удерживаться на поверхности волны, несмотря на огромные ускорения в процессе качки (теоретически - это g, если на вершине волны имеется обрушающийся гребень), и перед которыми не ставится задача сохранения хода, работоспособности оборудования, комфортной обитаемости и т.п. Остается надежда, что такая форма корпуса всего лишь вершина абсурдов борьбы с заливаемостью верхних палуб
Но и этот метод плавания был отменен из-за установки носового бульба, так как в результате повышенной массовой инерционности и жесткой гидродинамической устойчивости этого бульба на курсе вразрез волны может быть получен сильнейший удар волны по скуле, имеющей сильный развал носовых шпангоутов. Удары по скуле правильнее было бы определить как новый вид слеминга, вызванный усилением динамического взаимодействия корпуса и волнения.
В основном режиме работы рыболовного траулера, при выборке трала на курсе по волне, даже в случае умеренного волнения регулярно ощущаются удары слеминга также и под широкой транцевой кормой, которые к тому же сопровождаются продольной вибрацией корпуса. Главной особенностью рыболовных судов является необходимость работы экипажа на верхней палубе при умеренных штормах, при которых либо еще продолжается рыбалка, либо сети поднимаются на борт с последующим креплением «по штормовому». В данном случае достижение незаливаемости бака, которое имеет следствием усиление всех видов качки, приходит в явное противоречие с обеспечением безопасности работы на кормовой траловой палубе.