Глиссирующие маломерные суда. Теория, устройство, управление

 
 
 
 
ʭ. ʜ. ʦˈ˓ˈ˒˃ːˑ˅ 
 
 
 
 
 
ʒʚʗʠʠʗʟʢʭʨʗʔ ʛʏʚʝʛʔʟʜʪʔ ʠʢʓʏ  
ʡʔʝʟʗʮǡ ʢʠʡʟʝʘʠʡʑʝǡ ʢʞʟʏʑʚʔʜʗʔ 
 
 
ʢ˚ˈ˄ːˑˈ ˒ˑ˔ˑ˄ˋˈ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Москва    Вологда 
«Инфра-Инженерия» 
2025

УДК 656.61.052 
ББК 39.471 
Ч-46 
 
 
Рецензенты: 
первый заместитель руководителя Администрации  
Обского бассейна - капитан Обского бассейна ВВП Фомин А. А.; 
исполняющий обязанности начальника Центра дополнительного  
профессионального образования ФГБОУ ВО «СГУВТ» Русскин А. А. 
 
 
 
 
 
Черепанов, Ю. Н.  
Ч-46   
 Глиссирующие маломерные суда. Теория, устройство, 
управление : учебное пособие / Ю. Н. Черепанов. - Москва ; 
Вологда : Инфра-Инженерия, 2025. - 188 с. : ил., табл. 
ISBN 978-5-9729-2420-2 
 
Рассмотрены вопросы теории глиссирования, мореходности глиссирующих судов, поперечной остойчивости, движения глиссирующих 
судов в условиях волнения. Предложены варианты выбора оптимальной 
мощности двигателя для скоростного судна. Даны рекомендации для судоводителей при управлении глиссирующим маломерным судном в различных погодных условиях, при расхождении с другими судами, а также 
маневрировании при подходах/отходах от причалов. 
Для студентов очного и заочного обучения по специальности «Судовождение», специализации «Судовождение на морских и внутренних 
водных путях» и «Судовождение на внутренних водных путях и в прибрежном плавании». Может быть полезно судоводителям при управлении судами и составами в различных условиях. 
 
УДК 656.61.052 
ББК 39.471 
 
 
 
 
ISBN 978-5-9729-2420-2 ” Черепанов Ю. Н., 2025 
 
” Издательство «Инфра-Инженерия», 2025 
 
” Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2025 

ʑʑʔʓʔʜʗʔ 
 
В настоящее время глиссирующие суда нашли широкое 
применение как у нас в стране, так и за рубежом.  
В данном учебном пособии сделана попытка обобщить 
имеющиеся сведения по основным вопросам теории глиссирования, в том числе и результаты, полученные в этой области гидродинамики судов за последнее время. 
Здесь приведены основные результаты исследования процесса глиссирования, а также известные в настоящее время данные о явлении качения по поверхности воды, близком по характеру явлению глиссирования. Рассмотрены гидродинамические 
процессы при косом ударе тел о воду.  
Рассмотрены вопросы мореходности глиссирующих судов, 
поперечной остойчивости, движения глиссирующих судов в 
условиях волнения. 
Предложены варианты выбора оптимальной мощности 
двигателя для скоростного судна. 
Даны рекомендации для судоводителей при управлении 
глиссирующим маломерным судном в различных погодных условиях, при расхождении с другими судами, а также маневрирования при подходах/отходах от причалов. 
Подробно представлены все системы устройства судна  
и двигателя. 
Данное учебное пособие предназначено для изучения студентами и слушателями, обучающимися на курсах судоводителей маломерных судов. 

1.  ʒʚʗʠʠʗʟʝʑʏʜʗʔ ʙʏʙ ʟʔʕʗʛ ʓʑʗʕʔʜʗʮ 
ʞʝ ʞʝʑʔʟʤʜʝʠʡʗ ʕʗʓʙʝʠʡʗ 
 
1.1.  ʣˋˊˋ˚ˈ˔ˍˋˈ ˑ˔ˑ˄ˈːːˑ˔˕ˋ ˒˓ˑ˙ˈ˔˔˃  
ˆˎˋ˔˔ˋ˓ˑ˅˃ːˋˢ 
На каждый элемент поверхности твердого тела при потенциальном обтекании его нестационарным потоком жидкости 
наряду с касательными силами действуют нормальные избы- 
точные давления, определяемые в соответствии с интегралом 
Коши - Лагранжа следующим выражением: 
 
2
1
2
ij
ǻ p
ȡgz
ȡȣ
ȡ
t
s



s , 
(1.1) 
где  
	

a
ǻp
p
p


  - избыточные давления, действующие на 
элемент поверхности тела;  
р - давление жидкости на элемент поверхности тела; 
ра - атмосферное давление на свободной поверхности жидкости;  
ȡ - плотность жидкости;  
g - ускорение силы тяжести; 
z - погружение рассматриваемого элемента под свободной 
поверхностью жидкости (рис. 1.1); 
ȣ - скорость потенциального движения жидкости;  
ij - потенциал скорости движения жидкости  
(
/
;
/
;
/
х
у
z
ȣ
ij
х
ȣ
ij
у
ȣ
ij
z
s
s
s
s
s
s
 
здесь 
,
,
x
y
z
ȣ
ȣ
ȣ  - проекции вектора скорости движения жидкости 
на неподвижную систему координат). 
 
При малой скорости в условиях стационарного потока жидкости 	

0;
/
0
ȣ
ij
t
l
s
s l
поддержание тела осуществляется за 
счет давлений, определяемых первым слагаемым в формуле (1.1). 
Результирующая этих давлений, количественно выражающаяся интегралом по замкнутому контуру поверхности тела s, 

s
ǻ
ǻp
 ¨v
 
0
ȣ
ij
const


 
ds  
   (1.2)
представляет гидростатическую (Архимедову) силу поддержания. Эта сила на основании формулы Гаусса - Остроградского 
выражается через погруженный в жидкость объём тела V следующим образом: 
 
ǻ
Ȗ V
 ¸
͕ 
(1.3) 
где 
Ȗ - удельный вес жидкости. 
 
 
Рисунок 1.1. Подвижная система координат 
xyz
O
, связанная с телом,  
и неподвижная система координат 
1 1 1
1x y z
O
 (а); осадки носом, кормой  
и на миделе судна в функции относительной скорости движения (б): 
Тн - осадка судна носом, Тm - осадка судна на миделе (в середине),  
Тк - осадка судна кормой 

Линия действия этой силы проходит через центр погруженного объёма. 
По мере увеличения скорости потока или движения тела 
происходит рост гидродинамических давлений, определяемых 
вторым и третьим слагаемыми в формуле (1.1). В результате  
в уравнениях плавучести наряду с Архимедовой силой появляется гидродинамическая сила поддержания Y, являющаяся результирующей гидродинамических давлений. При этом уравнения вертикального равновесия запишутся в виде 
 
ǻ
Y
G
ǻ
Y
G
M
M
M
²


¦¦»¦


¦¼
͕ 
(1.4) 
где  
G - сила тяжести (вес);  
Мǻ - момент гидростатических сил относительно выбранного начала координат;  
МY - момент гидродинамических сил;  
MG - момент сил тяжести. 
 
Наличие гидродинамических давлений вызывает изменение характера движения тела. Тело при движении вблизи или по 
свободной поверхности жидкости под действием положительных 
гидродинамических давлений выталкивается из жидкости, в результате чего уменьшается объем погруженной части V и изменяется положение тела по отношению к свободной поверхности 
жидкости. Характер распределения гидродинамических давлений зависит от формы тела и вида его движения. Если тело имеет 
форму, характерную для водоизмещающего судна, то по мере 
увеличения скорости движения происходит изменение не только 
его осадки, но и дифферента. В начальный период увеличивается 
осадка судна, и оно начинает дифферентоваться сперва на нос,  
а потом на корму (см. рис. 1.1). 
При большой скорости гидродинамические давления  
могут достигать таких значений, при которых полностью обеспечивается поддержание судна. В результате судно выталкивается из жидкости, гидростатическая сила поддержания уменьшается практически до нуля и судно переходит из режима плавания в режим глиссирования, или скольжения по поверхности 
воды. 

Параметром, характеризующим степень развития гидродинамических сил и процесс перехода судна из режима плавания в 
режим глиссирования, является относительная скорость, или 
число Фруда по водоизмещению: 
 
3
/
v
r
ȣ
F
g
ǻ Ȗ

. 
(1.5) 
При числах 
v
rF
 = (1,0·3,0) гидродинамические давления 
существенно влияют на поведение судна. Поэтому такой режим 
движения называют переходным от плавания к глиссированию. 
При числах 
3
v
rF
p  судно на 95-97  поддерживается за 
счет гидродинамических сил. Это значение Fr принято считать 
граничным от промежуточного режима движения к глиссированию. Онo определяет границу режимов движения плавания  
и глиссирования довольно условно, так как подобный переход  
в значительной мере зависит от формы взаимодействующей  
с жидкостью несущей поверхности судна. 
Явление глиссирования по поверхности жидкости имеет 
следующие характерные особенности. Перед глиссирующей поверхностью жидкость практически не возмущена. Непосредственно у носовой части судна наблюдается подпор жидкости, 
часть которой вытесняется вверх в виде струй, направленных  
к границам несущей поверхности. 
Интенсивность потока жидкости в струях и их направление 
зависят от формы несущей поверхности. Если она плоская и достаточно большого размаха, то в ее носовой части образуется 
струя, направленная по ходу движения поверхности, так называемая обратная струйка (рис. 1.2). Если несущая поверхность малого удлинения и имеет в носовой части значительную килеватость, то основной поток струй направлен вдоль их границ. Для 
обтекания остальной части несущей поверхности характерно отбрасывание жидкости вниз. 
Задняя кромка пластины обтекается в условиях установившегося глиссирования с плавным сходом струй. 
Глиссирование представляет собою процесс, при котором 
движение жидкости происходит с резкими перепадами давления, 

в свою очередь, вызывающими в ней большие местные ускорения, и, таким образом, напоминает явление удара тел о воду. Однако плавный сход струй с задней кромки глиссирующей поверхности, а также подобие эпюр распределения давлений на нагнетающей поверхности тонкого профиля и глиссирующей пластине 
позволяют говорить об идентичности явления глиссирования  
и циркуляционного течения жидкости около тонких подводных 
профилей. 
Рисунок 1.2. Поток жидкости у глиссирующей пластины 
Отмеченные характерные особенности рассматриваемого 
процесса определили три способа решения задачи о глиссировании тел по поверхности жидкости. 
Первый из этих способов основан на методах теории струй, 
которые базируются, в свою очередь, на теории функции комплексного переменного. Строгое решение задачи о потенциальном обтекании глиссирующей пластины бесконечного размаха потоком невесомой жидкости впервые было выполнено Вагнером. Примерно в 
это же время данная задача рассматривалась С. А. Чаплыгиным при 
участии М. И. Гуревича и А. Р. Янпольского. Позднее Л. И. Седов 
решил идентичным методом плоскую задачу о глиссировании  
по поверхности тяжелой жидкости. 
Основываясь на аналогии Вагнера между движением жидкости при глиссировании пластины и циркуляционным течением 
около тонких профилей в бесконечной жидкости, а также используя приближенные приемы теории тонких крыльев и теории волн 

малой амплитуды, Л. И. Седов поставил двухмерную математическую задачу о нестационарном глиссировании пластины по  
поверхности невесомой жидкости и свел ее решение к результатам 
теории крыла в нестационарном безграничном потоке. В математическом отношении этот второй метод основывается на идентичности вихревого слоя линии разрыва скоростей, что позволяет при 
определенных допущениях решать ряд гидродинамических задач, 
как методом особенностей, так и методом потенциала скоростей. 
Полученное решение задачи Л. И. Седов применил для описания двух частных видов нестационарного взаимодействия глиссирующей пластины с жидкостью, а именно: автомодельного погружения редана и установившихся колебаний пластины. Случай 
произвольного неустановившегося движения глиссирующей несущей поверхности или тонкого крыла в безграничной жидкости 
нашло применение в решении задач о глиссировании. Задачи о 
глиссировании тел малого удлинения могут решаться с помощью 
метода циркуляционно-отрывной теории. В основу этой теории положено суммирование гидродинамических давлений от раздельных видов обтекания глиссирующей пластины - продольного циркуляционного и поперечного отрывного. Благодаря простоте и близости к физике явления этот метод нашёл большое распространение, несмотря на заранее допускаемую некорректность в суммировании скоростей при наложении указанных двух видов обтекания. 
1.2.  ʝ˔ːˑ˅ː˞ˈ ˓ˈˊ˖ˎ˟˕˃˕˞ ˕ˈˑ˓ˋˋ  
˔˕˃˙ˋˑː˃˓ːˑˆˑ ˆˎˋ˔˔ˋ˓ˑ˅˃ːˋˢ 
Подробно решения стационарных задач о глиссировании 
уже давно рассмотрены. Поэтому ниже лишь поставлены эти задачи и приведены основные результаты этих решений. 
1.  Плоская задача о глиссировании пластины по поверхности невесомой жидкости рассмотрена, как отмечалось, Вагнером 
и сводится к следующему. 
Жидкость набегает на пластину, поставленную под уг- 
лом р к основному потоку со скоростью v. Поток линией тока  
ȥ = 0 разделяется на поток жидкости, движущейся в «обратной 
струйке» толщиной į, и на основной поток. На свободной поверхности (см. рис. 1.2) вследствие постоянства атмосферного 

давления скорость жидкости также постоянна по величине и 
равна скорости набегающего потока ȣ0. От точки 3 к точке 2  
в основном потоке скорость жидкости сохраняет вследствие 
условия непроницаемости постоянное направление и изменяется 
по величине от 0 до ȣ0. На отрезке 3–4 скорость в «обратной 
струйке» нарастает от 0 в точке 3 до значения ȣ0 в точке 4. В произвольной точке потока вектор скорости в полярной системе координат запишется в виде 
0
iĬ
ȣ
ȣ е

, где ș - угол между вектором 
скорости и осью Ох. 
При этом 
в точке 1 
 
	

0;
;
ȣ
ȣ Ĭ
ʌ
ȕ



 
²¦¦¦¦¦¦»¦¦¦¦¦¦¼
 
(1.6) 
в точке 2 
 
0;
;
ȣ
ȣ
Ĭ
ʌ

 
 
в точке 3 
 
0;
ȣ 
 
в точке 4 
 
0;
0;
ȣ
ȣ
Ĭ


 
в точке 5 
 
	

0;
.
ȣ
ȣ Ĭ
ʌ
ȕ



 
При данных граничных условиях дальнейшее решение задачи сводится к построению обычными методами функции комплексного потенциала движения жидкости: 
 
2
cos
cos
1
1
sin
dF
t
ȕ
dz
t
ȕ
t
ȕ


 

, 
(1.7) 
где     F(z) = ij(x, y)  iȥ(x, y);  
F(z) - функция комплексного потенциала;  
ij(х, у) – потенциальная функция;  
ȥ(х, у) - функция тока. 
 
Переменная t связана с переменной z = х  iy следующим 
соотношением: 
	

2
2
1
cos
cos
1
cos
ln
2
1
sin
1
sin
.
z
t
t
ȕ
ȕ
ȕ
A
t
ȕ
t
arctg
t










 
(1.8) 
Причем А – постоянное число, связанное с толщиной 
брызговой струи соотношением