В 2009 году конструкторское бюро Van Oossanen Naval Architects представило интересную новаторскую разработку Fast Displacement Hull Form (FDHF) — водоизмещающий корпус с особой геометрией, который по сравнению с типичными круглоскулыми корпусами требует значительно меньше энергии для движения на относительно высоких скоростях.
Инженеры во главе с Питером ван Ооссаненом, получившим мировую известность благодаря изобретению «крылатого» киля, с которым Australia II выиграла Кубок «Америки» в 1983 году, смогли эффективно свести воедино известные способы снижения гидродинамического сопротивления и получить востребованную на рынке технологию. За шесть лет было построено почти 20 судов FDHF (треть из них приходится на суперяхты Heesen!) и еще столько же находится в разработке. О том, в каком направлении развивается компания и в чем состоят основные преимущества FDHF, нам рассказал Нильс Моэрке, управляющий директор Van Oossanen Naval Architects.
Каковы принципиальные особенности FDHF?
Проектируя корпуса, мы уделяем особое внимание их обводам на уровне ватерлинии, тщательно подбираем форму бульба, если он предусмотрен проектом, и, что очень важно, добиваемся минимального дифферента вне зависимости от скорости движения: его значение не должно превышать 2°.
Если условно разделить корпус пополам, то в носовой части гидродинамическое сопротивление всегда будет выше, поэтому наша задача — повысить давление воды в корме, уменьшая тем самым потери энергии. Помимо самих обводов, на ходовой дифферент позволяют влиять автоматические интерцепторы. Транец при этом меньше погружен в воду, что никак не сказывается на возможности размещения в корме пляжного клуба или гаража.
Достигает ли судно с таким корпусом горба сопротивления на максимальной скорости?
Корпус FDHF относится к водоизмещающему, а не к переходному типу, поэтому не имеет горба сопротивления, и это одно из его главных преимуществ. Если повышать мощность двигателей, то яхта просто будет двигаться чуть быстрее, не достигая горба. Кроме того, FDHF за счет развитого кормового подзора позволяет использовать гребные винты большого диаметра, а значит, эффективнее расходовать энергию двигателей.
Недавно ваша компания анонсировала несколько модификаций FDHF для различных вариантов использования. В чем их особенности?
Первая модификация под названием Be-Tri предназначена для быстроходных суперяхт с относительно большой площадью открытых палуб и подразумевает наличие двух аутригеров и еще одного нашего запатентованного решения — подводного крыла Hull Vane на транце. Кроме того, у Be-Tri предусмотрено подводное крыло Hull Vane-assist в носовой части.
Вторая модификация Gran Displacement адресована преимущественно азиатскому рынку, где больше востребованы не открытые палубы, а помещения для развлечений. Для этого мы сделали корпус с невысоким отношением длины к ширине, воплотив при этом основные принципы FDHF. Чтобы сохранить мореходность и экономичность по топливу, мы также добавили два подводных крыла. Разумеется, они не могут поднять корпус над водой, однако заметно улучшают его курсовую устойчивость, что полностью подтвердили теоретические расчеты и модельные испытания. В случае 50-метрового корпуса мы смогли увеличить на треть полезный внутренний объем и при этом получить скорость 30 узлов с двумя MTU M93L.
Наконец, третья модификация XL позволяет строить в рамках концепции FDHF максимально длинные суда, у которых сохраняются высокие показатели по комфорту, скорости и экономичности.
Существуют ли готовые примеры сопряжения FDHF и Hull Vane?
Да, еще в 2013 году такое сочетание получила яхта Heesen Alive (42 м). Кроме того, сейчас подходит к завершению строительство 19-метровой прогулочной яхты Jetten с такой конструкцией и начато проектирование коммерческого судна для одного из голландских портов.
Самым крупным на сегодня корпусом FDHF обладает 70-метровая яхта Heesen Galactica Super Nova (проект Kometa), оснащенная двумя гребными винтами фиксированного шага и водометным «ускорителем». До 26 узлов судно идет только на винтах, а для достижения максимальной скорости 30,5 узла включается водомет. Насколько мне известно, сейчас это единственное в мире судно подобной конструкции.
Может ли крыло в корме повысить экономичность и комфортабельность существующих яхт?
Да. Hull Vane можно установить во время рефита, причем даже не обязательно заводить судно в сухой док. У нас уже был такой опыт с 55-метровым офшорным коммерческим судном, когда крыло поставили прямо в воде. Сначала мы делаем все необходимые расчеты, чтобы определить форму крыла для конкретного корпуса, а затем сами производим Hull Vane и доставляем его на верфь, в задачу которой входит подготовка посадочных мест для установки крыла. Сам по себе процесс монтажа занимает несколько часов — это настоящее plug & play решение.
Если крыло эффективно демпфирует килевую качку, работая как пассивный стабилизатор, почему его не ставят на все крупные водоизмещающие яхты?
Это очень актуальный для нас вопрос! Мы начали изготавливать и продавать Hull Vane всего два года назад; в этом году у нас было четыре заказа, причем один из клиентов хотел в первую очередь именно уменьшить качку. Мы активно продвигаем этот продукт, но, видимо, люди еще не привыкли к мысли, что можно так вот запросто установить Hull Vane на днище под транцем, чтобы не только снизить амплитуду килевой качки, но также улучшить мореходность и сократить расход топлива от 5 до 20%.
Стоимость проектирования и производства Hull Vane зависит от ряда факторов, в частности, от формы крыла. На яхтах Heesen установлено Т-образное крыло, а недавно мы разработали чуть более эффективное U-образное крыло. В общем случае для 50-метровой яхты Hull Vane будет стоить € 150–200 тысяч.
Вы проводите сотни тестов с моделями в опытовом бассейне, но основным инструментом вашей работы по-прежнему остается французский пакет CAD CFD-программ ISIS?
Совершенно верно, однако за прошедшие годы мы значительно адаптировали этот пакет под свои нужды, и сейчас с этими программами в Van Oossanen Naval Architects работают пять человек. При современных вычислительных мощностях мы тратим на расчет 70-метрового корпуса около недели: два-три дня уходит на подготовку и загрузку исходных данных, еще двое суток — собственно на вычисления и пара дней — на осмысление результатов.
Питер ван Ооссанен получил известность, проектируя парусники. Продолжаете ли вы сотрудничать с верфями, выпускающими парусные суперяхты?
Конечно, мы работаем с ними и в первую очередь помогаем решать нерядовые технические задачи. Например, недавно мы провели расчеты продольных напряжений корпуса и определили точки с пиковой нагрузкой для судна одной из голландских компаний. Кроме того, мы продолжаем рассчитывать кили и другие сложные элементы конструкции, для которых требуется глубокое понимание гидродинамики.
