Sep 072012
 

Poniższy wpis jestem winien czytelnikowi, którego komentarz pozostał bez odpowiedzi. Jest to podsumowanie kilku dokumentów znalezionych w sieci na temat niekonwencjonalnych form kadłuba. Bardzo przystępny opis zalet i wad różnych form kadłuba w zastosowaniach wojennomorskich znajduje się w dokumencie NATO/PfP Working Paper on Small Ship Design. Innym dokumentem skupiającym się bardziej na aspekcie szybkości jest rozdział High Speed Vessels w Ship Design and Construction.

Konstrukcje jednokadłubowe ludzie tworzą od dawien dawna, stąd wiedza posiadana na ich temat jest bardzo obszerna. To jest bardzo istotne, bo morze jest środowiskiem mało tolerującym błędy. Stąd pewnie duża ostrożność w zastosowaniach rozwiązań nietypowych. W międzyczasie znalazły one sobie miejsce w pewnych niszowych zastosowaniach i dojrzewają, to znaczy konstruktorzy i użytkownicy gromadzą wiedzę na temat ich zachowania, zwłaszcza w sytuacjach ekstremalnych. Wspomniane nisze zwykle są związane z potrzebą zwiększenia bądź prędkości, bądź dzielności morskiej, przy danej wyporności. W tym miejscu należy jednak wspomnieć słowa DK Browna:

Nie powinno się nigdy zapominać, że proporcje i kształt kadłuba są wynikiem a nie początkiem procesu projektowania, oraz że są odpowiedzią na wymagania operacyjne.

Wspomniany autor poświęcił cały rozdział w książce Future British Surface Fleet rozważaniom na temat 3.000 tonowej fregaty SWATH, dążąc do maksymalizacji dni, w czasie których okręt jest zdolny do wykonywania zadań i prowadzenia operacji lotniczych na północnym Atlantyku. Bałtyk nie Atlantyk, ale podobny tok rozumowania przy narzuconym odgórnie limicie na wielkość okrętu ma sens. Dla zobrazowania, co można zyskać, wspomniany autor przytacza wyniki prac nad porównaniem klasycznego okrętu o określonym ładunku użytecznym, SWATH z takim samym ładunkiem użytecznym i kadłubem konwencjonalnym z porównywalną dzielnością morską. SWATH kosztem utraty prędkości o 1.5 węzła i wzroście wyporności o 30% oferuje wzrost liczby dni „operacyjnych” o 7-8%. Uzyskanie tego samego efektu dla wariantu konwencjonalnego wymagałoby wzrostu wyporności o 70%. Poniżej zamieszczam proste porównanie podstawowych zalet i wad najpopularniejszych konstrukcji.

Wave-piercing Catamaran

Zalety

  • Duża powierzchnia pokładu i łatwość jego aranżacji
  • Możliwość stosowania pędników strugowodnych
  • Zoptymalizowane do dużych prędkości

Wady

  • Ze względu na dużą szerokość, nie wszystkie porty mogą je obsługiwać
  • Złożona konstrukcja, zwłaszcza części dziobowej
  • Większa waga i koszt konstrukcji
  • Niekorzystne przyspieszenia kadłuba wymagają aktywnych systemów stabilizacji
  • Systemy aktywnej stabilizacji działają gorzej przy niższych prędkościach (poniżej około 15 węzłów, jak w przypadku SeaFightera)
  • Osiągi są zależne od interakcji pomiędzy falami a łącznikiem kadłubów

Trimaran

Zalety

  • Zoptymalizowane do dużych prędkości
  • Duża powierzchnia pokładu i łatwość jego aranżacji
  • Dobra dzielność morska z wyjątkiem fal z kierunków 45% (quartering seas)

Wady

  • Złożona konstrukcja, ze względu na trzy kadłuby
  • Większa waga i koszt konstrukcji
  • Manewrowanie jest utrudnione, chyba ze zewnętrzne kadłuby pomieszczą jednostki napędowe
  • W zależności od konstrukcji, użyteczność zewnętrznych kadłubów jest ograniczona
  • Ogólnie aranżacja wnętrza jest bardziej złożona

SWATH (Small Waterplane Area Twin Hull)

Zalety

  • Bardzo dobra dzielność morska
  • Duża powierzchnia pokładu i łatwość jego aranżacji

Wady

  • Wąskie łączniki z częścią podwodną utrudniają dostęp do niej, co komplikuje projektowanie układu napędowego
  • Prędkość maksymalna jest ograniczona
  • Ponieważ zapas wyporności jest ulokowany wysoko w kadłubie, może to stanowić problem w sytuacji uszkodzenia podwodnej części kadłuba.
  • Kontrola wagi jest bardzo ważna, bo SWATH musi operować zawsze blisko założonego zanurzenia
  • Zanurzenie jest zwykle większe niż przy innych konstrukcjach o porównywalnej wyporności. Jest to minus na płytkich wodach ale poprawia pracę sonaru.
  • Zwykle wymagają aktywnych systemów stabilizacji

Semi-SWATH jest hybrydą SWATH i katamaranu, łączy wiec w sobie dzielność morską SWATH z dużymi prędkościami katamaranów.

Poduszkowiec bocznościenny SES (Surface Effect Ship)

Zalety

  • Duży zakres prędkości, ale głównie wysokich, ponad 40 węzłów
  • Małe zanurzenie
  • Ograniczenie pól fizycznych
  • Zwiększona odporność na wstrząsy
  • Dobra dzielność morska
  • Spora powierzchnia pokładu

Wady

Złożony układ napędowy

Mam nadzieję, że tym sposobem przybliżyłem trochę temat. Biorąc pod uwagę rosnące znaczenie pojazdów bezzałogowych przy ograniczeniu wielkości okrętów dla naszej marynarki wojennej, zwiększenie dzielności morskiej, nawet za cenę innego parametru ma sens. Jeśli tego typu wymagania operacyjne ległyby u podstaw procesu projektowania, niewykluczone, że w rezultacie pojawiłaby się propozycja nietypowej formy kadłuba. Prędkość jest o wiele bardziej dyskusyjna i może nie znaleźć wystarczającego poparcia aby przeważyć ryzyko innowacyjnego okrętu.

 Leave a Reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

(required)

(required)