История мореплавания
Если же траулер, к примеру, следуя штормовым курсом носом на волну немного превысит скорость, то в условиях зарываемости под встречную волну будут получены сильнейшие удары обрушающегося потока по широкой палубе бака, а при уменьшении хода появляется риск потери управляемости и самопроизвольного выхода на курс лагом к волне, после чего может не хватить мощности машин для возврата на курс безопасного штормования.
Но все же стабилизация корпуса особенно важна для кораблей с гидро- и радиолокационным оборудованием, которое слепнет в условиях интенсивной качки. Как известно, при плавании на умеренном волнении новейший английский эсминец «Шэффилд» погиб, оказавшись беззащитным даже перед морально устаревшим ракетным оружием аргентинского самолета.
Рис.40. Пассажирский лайнер. Огромный надводный объем в носовой части корпуса предполагает плавание на волнении со свободным рысканием на курсе, но этого не допускает бульб. Широкая кормовая палуба существенно ограничивает возможности выбора штормового курса. В целом же штормовая безопасность этого судна всецело зависит от надежности двигателей и опытности ходовой вахты или от возможности быстро укрыться от непогоды в ближайшем порту – убежище
Исследование мореходных качеств современного флота является особой задачей, сулящей множество неожиданных открытий, особенно связанных с широким разнообразием обводов корпусов современных кораблей и судов. К сожалению, до настоящего времени в России не налажено постоянного взаимодействия кораблестроительной науки с капитанским опытом реального мореплавания, не опубликованы и не переданы широкой научной общественности материалы о мореходности, имеющиеся в судовых журналах 2-й Тихоокеанской эскадры адмирала З.П. Рожественского, не учитывается опыт флотских испытаний на мерных милях, которые в начале ХХ века проводились даже в условиях штормового волнения.
Рис.41. Форма корпуса современного корабля I-го ранга «Адмирал Пантелеев». Корабль имеет очень большой развал бортов в районе действующей ватерлинии, что обуславливает интенсивную бортовую качку на штормовом волнении. Очень высокий надводный борт, огромный развал носовых шпангоутов и большая дополнительная плавучесть в кормовой части корпуса приводят к недопустимой интенсивности всех видов качки. При этом глубоко посаженый бульб не позволяет корпусу уворачиваться (рыскать) от ударов встречных волн. Если же командир примет решение об уменьшении бортовой качки за счет снижения начальной остойчивости, то также будут существенно уменьшены и запас остойчивости, и угол ее заката, что создаст опасность опрокидывания корабля
Настоящие исследования штормовой мореходности полностью опираются на выводы из собственной морской практики автора, да на поддержку и взаимопонимание многих капитанов и судоводителей, с которыми приходилось обсуждать эту тему на Черном море, на Балтике, в Атлантическом и Тихом океанах. Многие исторические примеры приукрашены сленгом береговых встреч с однокашниками по мореходке, отчего и сложилось эмоционально-палубное и полукритическое восприятие традиционного ныне искусства проектирования формы современных кораблей и судов.
И все же корабль является сложной, но единой инженерной системой, и если при его проектировании усиливается одно из эксплуатационных требований, то из этого не должно следовать абсурдного следствия, которое, если не губит на корню мореходность корабля в целом, то нередко снимает актуальность или делает абсурдным требование – причину (подобно случаю борьбы с незаливаемостью).
Предварительные предложения по корабельной архитектуре
Проектирование корабля, как инженерного сооружения, должно обеспечивать сочетание свойств непротивления стихии с возможностями активного управления судном в штормовом море в соответствии с его назначением.
Рис.42. Малый противолодочный корабль пр.204 (1964 г.), как пример удачного проектирования высокоскоростного специализированного корабля прибрежного плавания. Корпус корабля является ярким примером обводов типа «двойного клина». Этому кораблю, оснащенному суперкавитирующими винтами с принудительным нагнетанием воздуха в область их действия, нестрашны оголения винто-рулевого комплекса, когда он начинает «перепрыгивать» с одной штормовой волны на другую. Подобно средиземноморским галерам, в основную задачу этого корабля входит охрана водного района вблизи торговых портов или военно-морских баз, где он всегда сможет укрыться и сам, спасаясь от ураганных штормов. В свежую погоду такие малые корабли охраны водного района отстаиваются у причалов военно-морской базы, а по тревоге готовы выскочить в море с предельно максимальной скоростью. Неадекватное поведение такого корабля на волнении требует особого опыта и автоматизма от рулевого, поэтому для управления ходом желательно использование компьютерные экспертно-измерительные и управляющие комплексы, которые либо автоматически поддерживали бы ход, либо наилучшим образом стабилизировали корпус корабля для повышения эффективности вооружений. Малому кораблю с относительно высокой прочностью корпуса вполне позволительно работать на форсированных режимах с предельными нагрузками на корпус и корабельное оборудование.
Современные корабли обладают огромными запасами мощности главных двигателей, а также очень прочными корпусами, что позволяет им уверенно штормовать в открытом море при активном использовании (и чрезмерной перегрузке) винто-рулевых комплексов. Учитывая исторический опыт мореплавания и непротиворечивого проектирования кораблей различного назначения, можно существенно повысить эффективность, экономичность и безопасность эксплуатации флота.
Однако, учитывая большие технические возможности и энергетические мощности современных кораблей, оптимизация формы корпуса и общекорабельной архитектуры может быть проведена с целью существенной специализации корабля как по его назначению, так и по режимам его повседневной эксплуатации и боевого использования. Чрезмерная специализация инженерной системы, как и ее оптимизация по жестко заданным формальным критериям, может привести к появлению критических режимов эксплуатации сверхспециализированного корабля, когда человек будет не в состоянии адекватно оценивать обстановку на море и предпринимать действия по управлению кораблем, особенно в сложных условиях плавания, во внештатных или аварийных ситуациях.
К примеру, достижение наилучшей штормовой мореходности может позволить поддерживать высокую скорость хода при стабилизации корпуса активными успокоителями качки, малейшая ошибка в управлении которыми будет представлять немалую опасность для удержания корабля на поверхности воды. Поэтому специализированное проектирование должно требовать более углубленного изучения особенностей эксплуатации флота в штормовых режимах плавания, чтобы после математизации основных законов и опытовых экспериментов по штормовому управлению кораблем можно было воспользоваться как аналитическими возможностями бортовых вычислительных комплексов, так и практическим опытом по обеспечению безопасности корабля при сбоях автоматических систем управления, формализованных в рамках тех же компьютерных экспертных систем.