Экспериментальное исследование влияния параметров катамарана на остаточное сопротивление

Предметом исследования является изучение преимуществ многокорпусных судов перед однокорпусными, заключающихся в лучших ходовых характеристиках на больших скоростях и большей площади палубы, что является критичным для пассажирских судов. Отмечается, что при проектировании необходимо выбирать геометрические параметры, в том числе расстояние между корпусами. В работе дано краткое описание существующих методов расчета буксировочного сопротивления многокорпусных судов, а также приведены новые результаты экспериментального исследования влияния поперечного клиренса и отношения ширины одного корпуса к осадке на ходкость водоизмещающего катамарана. Отмечается, что исследования проводились путем испытания в опытовом бассейне малой несамоходной модели многокорпусного судна. Длина модели составляла 1,84 м, ширина одного корпуса — 0,15 м, осадка варьировалась от 0,07 м до 0,11 м. Отличительными особенностями модели является большая полнота обводов и волнорассекающий нос. Эксперимент выполнялся в опытовом бассейне ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова». Результаты были обработаны по методу Фруда без учета динамической посадки и представлены в виде зависимости коэффициентов остаточного сопротивления от числа Фруда. Путем аппроксимации экспериментальных данных было получено выражение, позволяющее оценить влияние указанных параметров на величину остаточного сопротивления в диапазоне чисел Фруда 0,30–0,70. Также при двух значениях осадки в том же диапазоне скоростей был испытан один корпус катамарана. Эти данные не аппроксимированы, но приведены в статье в виде экспериментально полученных точек. Результаты работы могут быть использованы на начальных стадиях проектирования катамаранов и при исследовании влияния указанных факторов на остаточное сопротивление.

1. Insel M. An Investigation into Resistance Components of High-Speed Displacement Catamarans. Doctoral Thesis / M. Insel. — United Kingdom: University of Southampton, 1990. — 378 p.

2. Molland A. F. Resistance Experiments on a Systematic Series of High Speed Displacement Catamaran Forms: Variation of Length-Displacement Ratio and Breadth-Draft Ratio (Ship Science Report, 71) / A. F. Molland, J. F. Wellicome, P. R. Couser. — Southampton, UK: University of Southampton, 1994. — 82 p.

3. Pham X. P. Wave Resistance Prediction of Hard-Chine Catamarans through Regression Analysis / X. P. Pham, K. Kantimahanthi, P. K. Sahoo // 2nd International Euro Conference on High Performance Marine Vehicles, Hamburgo, Alemania. — 2001. — Pp. 382–394.

4. Sugalski K. Influence of the Symmetry Plane Boundary Condition on the Planing Multihull Calm Water Resistance Test. CFD to Towing Tank Comparison / K. Sugalski // New Trends in Production Engineering. — 2018 — Vol. 1. — Is. 1. — Pp. 385–391. DOI: 10.2478/ntpe-2018-0048.

5. Schwetz A. Wave Resistance of Semi-Displacement High Speed Catamarans Through CFD and Regression Analysis / A. Schwetz, P. K. Sahoo // Proc. 3rd International Euro Conference on High Performance Marine Vehicles (HIPER’02). — 2002. — Pp. 355–368.

6. Grubišić I. Multi-attribute design optimization of Adriatic catamaran ferry / I. Grubišić, I. Munić // Maritime Transportation and Exploitation of Ocean and Coastal Resources. — London, Leiden, New York, Philadelphia Singapore: Taylor & Francis group plc., 2005. — Pp. 851–858.

7. Broglia R. Experimental investigation of interference effects for high-speed catamarans / R. Broglia, B. Jacob, S. Zaghi, F. Stern, A. Olivieri // Ocean Engineering. — 2014. — Vol. 76. — Pp. 75–8.5 DOI: 10.1016/j.oceaneng.2013.12.003.

8. Крыжевич Г. Б. Способы и средства улучшения мореходности, комфортабельности и снижения материалоемкости пассажирского катамарана / Г. Б. Крыжевич, А. Ю. Правдин // Труды Крыловского государственного научного центра. — 2021. — № 1 (395). — С. 99–108. DOI: 10.24937/2542-2324-2021-1-395-99-108.

9. ITTC Recommended procedures and guidelines [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://ittc.info/media/9876/0_0.pdf (дата обращения: 20.09.2021).

10. Бавин В. Ф. Ходкость и управляемость судов: учеб. / В. Ф. Бавин, В. И. Зайков, Л. Б. Сандлер, В. Г. Павленко; под ред. В. Г. Павленко. — М.: Транспорт, 1991. — 396 с.

11. Ramsani Z. B. Effect of Hull Form and its Associated Parameters on the Resistance of a Catamaran / Z. B. Ramsani, I.C.K. Tam, A. Dev // Proc. of the 6th Intl. Conf. on Technology and Operation of Offshore Support Vessels (OSV Singapore 2016). — OSV Singapore, 2016. — Pp. 56–66.

12. Mandru A. Experimental study on catamaran hydrodynamics / A. Mandru, F. Pacuraru // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. — IOP Publishing, 2020. — Vol. 916. — Is. 1. — Pp. 012060. DOI: 10.1088/1757-899X/916/1/012060.

13. Korkmaz K. B. Scaling of wetted-transom resistance for improved full-scale ship performance predictions / K. B. Korkmaz, S. Werner, R. Bensow // Ocean Engineering. — 2022. — Vol. 266. — Pp. 112590. DOI: 10.1016/j.oceaneng.2022.112590.

14. Kamal I. M. Influence of the transom immersion to ship resistance components at low and medium speeds / I. M. Kamal, A. I. Ismail, M. N. Abdullah, Y. A. Ahmed // Journal of Naval Architecture and Marine Engineering. — 2020. — Vol. 17. — No. 2. — Pp. 165–182. DOI: 10.3329/jname.v17i2.48494.

15. Haase M. Wave-piercing Catamaran Transom Stern Ventilation Process / M. Haase, J. Binns, G. Thomas N. Bose // Ship Technology Research. — 2016. — Vol.63. — Is. 2. — Pp. 71–80. DOI: 10.1080/09377255.2015.1119922.

16. Hadler J. B. On the Effect of Transom Area on the Resistance of Hi-Speed Monohulls / J. B. Hadler, J. L. Kleist, M. L. Unger. — Proceedings of 9th International Conference on Fast Sea Transportation. — 2007. — Pp. 176–183