Кіріспе
Бірден көп корпусты кеме немесе қайық
Көп корпусты кеме – бірден көп корпусты кеме, ал бір корпусты кеме – монокорпус деп аталады. Ең көп таралған көп корпусты кемелер – катамарандар (екі корпусты) және тримарандар (үш корпусты). Төрт немесе одан да көп корпусты басқа да түрлері бар, бірақ мұндай мысалдар өте сирек кездеседі және көбінесе нақты функциялар үшін арнайы жасалған.
Көп корпусты кеме тарихы
Аустронезиялықтардың бір қанатты қайықтары, екі қанатты каноэлер (катамаран) және екі қанатты қайықтары (тримаран) қазіргі көп корпусты кемелердің тікелей алдағылары болып табылады. Олар австронезиялық кеңею кезеңінде (б.з.д. 3000 – 1500 жылдар аралығында) дамыды, бұл австронезиялықтарға теңіз жағалаундағы Оңтүстік-Шығыс Азияны, Микронезияны, Арал Меланезияны, Мадагаскар мен Полинезияны мекендеуге мүмкіндік берді. Бұл австронезиялық кемелер әлі күнге дейін дәстүрлі балықшылар тарапынан австронезиялық аймақтарда – теңіз жағалаундағы Оңтүстік-Шығыс Азия, Океания және Мадагаскар; сондай-ақ, австронезиялықтардың ежелгі заманда таныстырған Шығыс Африка жағалауы мен Оңтүстік Азиядағы аймақтарда кеңінен қолданылады. Грек деректерінде б.з.д. III ғасырдағы үлкен катамарандар туралы да мәлімет бар, олардың бірі Архимедтің жетекшілігімен салынған Сиракузия, ал екіншісі Египеттің Птолемей IV Филопаторының тапсырысымен салынған Тессараконтерлер деп аталады.
Қазіргі заманғы құрылысшылар
Көп корпусты дизайнның заманауи ізашарларына Джеймс Уаррам (Ұлыбритания), Дерек Келсалл (Ұлыбритания), Том Лак (Ұлыбритания), Лок Кроутер (Австралия), Хедли Никол (Австралия), Малкольм Теннант (Жаңа Зеландия), Джим Браун (АҚШ), Артур Пивер (АҚШ), Крис Уайт (АҚШ), Иан Фарри (Жаңа Зеландия), LOMOcean (Жаңа Зеландия), Даррен Ньютон (Ұлыбритания), Дженс Кворнинг (Дания) және Дик Невик (АҚШ) жатады.
Бір тұтқалы ("проа")
Бір тұғыры бар каноэ – екі немесе одан көп тіреулермен ("ака") бекітілген ұзын, тар тұғыры ("ама") бар каноэ. Бұл кеме әдетте ескектермен қозғалады. Желкен қолданатын бір тұғыры бар каноэлер көбінесе қате түрде "проа" деп аталады. Бір тұғыры бар каноэлер мен проалар екеуі де тұрақтылықты тұғырдан алады, бірақ проаға желкеннің қисайту әсеріне қарсы тұру үшін тұғыр көбірек қажет. Проадағы тұғыр жел соққан жақ немесе желге қарсы жақта орналасады, ал бұрылыс жасайтын проада олар ауысып отырады. Дегенмен, соңғы кезде проалар тұғырды желдің бағытында немесе желге қарай ұстауға бейім, яғни бұрылыс орнына "шант" жасау қажет, онда кеменің алды артына, ал арты алдына айналады.
Катамаран (екі корпусты)
Катамаран – екі корпусты кеме. Саудалық катамарандар 17 ғасырда Англияда пайда болды. Бумен жүретін катамарандарға жасалған жеке тәжірибелер 20 ғасырдың ортасында жүргізілді. Дегенмен, сәттілікке қол жеткізу үшін жақсырақ материалдар мен дамыған гидродинамикалық технологиялар қажет болды. 20 ғасырдың екінші жартысында катамаран конструкциялары гүлденді. Катамаран түрлері жарыс, желкендеу, туристік және балық аулау қайықтарында қолданылады. Катамаран корпустары көбінесе көпір палубасымен біріктіріледі, бірақ кейбір қарапайым саяхаттық катамарандарда тек көлденең балкалар арасында (немесе "акастар") керілген батут болады. Кішкентай, жағалауға тоқтауға болатын катамарандар, мысалы, "Хобби Кэт" сияқты, корпустар арасында тек батутқа ие. Катамарандар корпустар арасындағы қашықтықтан – көлденең кеңістіктен – тұрақтылық алады, бұл қашықтық қанша артық болса, тұрақтылық та сонша жоғары болады. Әдетте, катамаран корпустары тар болады, бірақ олар су сызығынан жоғары кеңейіп, қосымша жүзу күшін қамтамасыз етеді. Су деңгейі мен көпір палубасының ең төменгі бөлігі арасындағы тік аралық толқындармен соқтығысу мүмкіндігін анықтайды. Тік аралықтың артуы мұндай соқтығыстарды азайтады және теңізге лайықтылығын арттырады, белгілі бір шекте.
Тримаран (қос шығыршықты)
Тримаран – негізгі корпусының екі жағына көлденең арқалық, қанат немесе басқа да конструкциямен бекітілген екі қанатты жүзу құралы бар кеме. Олар Оңтүстік-Шығыс Азияның дәстүрлі екі қанатты кемелерінен шыққан. Тримаран сөзі "три" және "(ката)маран" сөздерінің қосылуынан пайдалған, бұл терминді Украинада (сол кезде Ресей империясының бір бөлігі) туған, заманауи көп корпусты кемелерді жобалаудың алғашқы шебері Виктор Тчетчет ойлап тапқан деп саналады. Кейбір тримаран конструкциялары тұрақтылықты арттыру және судың аз тереңдігінде жүзуге мүмкіндік беру үшін шеткі корпустарды пайдаланады, мысалы тәжірибелік кеме RV Triton және АҚШ-тың жағалаудағы шайқас кемелерінің "Тәуелсіздік" класы.
Төрт және бес корпустар
Кейбір көп корпусты төрт (квадримаран) немесе бес (пентамаран) корпусты кемелер ұсынылған, бірақ олардың аз ғана бөлігі салынды. 2018 жылы швейцариялық кәсіпкер мұхиттан пластик жинау үшін күн энергиясын пайдаланатын "Манта" атты желкенді квадримаранды салуға қаржы іздеді. 2023 жылдың соңына дейін "Манта" әлі де әзірлену үстінде болды. Француздық Tera 4 компаниясы төрт корпустың арасындағы аэродинамикалық көтеруді пайдаланып, планерлеуді жеңілдететін және қуат тұтынуды азайтатын моторлы квадримарандарды шығарады. Екі жұп сыртқы иінтіректері бар кемелерді пентамарандар деп атайды. Бұл құрылымдық тұжырымдама толқындарды кесіп өтетін тар, ұзын корпуспен басталады. Иінтіректері осындай тар корпустың тұрақтылығын қамтамасыз етеді. Артқы иінтіректер тримаран иінтіректері сияқты жұмыс істейді, ал алдыңғы иінтіректер әдетте суға тимейді; кеме бір жаққа еңкейген жағдайда ғана олар тепе-теңдікті қалпына келтіру үшін қосымша жүзу күшін береді. Ұлыбританиядағы кеме құрылысы және инженерлік компаниясы BMT Group осындай корпус түрін пайдаланатын жылдам жүк кемесі мен яхтаны ұсынды.
SWATH көп корпусты
Көп корпусты конструкциялардағы корпус ендері су бетінде ("су жазықтығында") су астынан қарағанда тар болуы мүмкін. Бұл реттеу толқындарды жақсы тесіп өтуге мүмкіндік береді, сонымен бірге су жазықтығының астындағы икемді гидродинамикалық корпусты сақтайды. Катамаран конфигурациясында мұндай конструкция шағын су жазықтығы аймақтық қос корпус немесе SWATH деп аталады. SWATH конструкциялары құлпытас теңізде тұрақты болғанымен, басқа катамарандармен салыстырғанда, терең суға батуы, жүктемеге сезімталдығы және үлкен су асты бетіне байланысты көбірек қуат қажет етуі сияқты кемшіліктері бар. 2008 жылға дейін шағын су жазықтығы аймақтық кемелердің үш корпусты конфигурациялары зерттелген, бірақ салынбаған.
Өнер көрсету
Көпқабықты кеменің әр корпусы, бірдей сусыруға ие бірқабықты кеменің корпусынан тар болуы мүмкін. Ұзын, тар корпустары бар көпқабықты кемелер әдетте өте кішкентай жақын толқындар мен із жасайды, бұл тиімді Фроуд санының нәтижесі. Кең корпустары бар кемелер (әдетте бірқабықты кемелер) әдетте үлкен жақын толқын мен із жасайды. Мұндай кемелер "корпус жылдамдығымен" шектеледі, жылжыну режимінен жоғары жылғау режиміне ауыспаса, жақын толқынынан "өтпейді". Жұқа корпустары бар кемелер (әдетте көпқабықты кемелер) олардың қозғалысын шектейтін айқын жақын толқын жасамайды. 1978 жылы, "Амариллис" сияқты катамарандарды яхта жарыстарынан шеттетуге 101 жыл өткен соң, олар қайтадан спортқа оралды. Бұл бірінші "Рут-дю-Рюм" жарысында Майк Бирч басқарған тримаран "Олимп Фото" жеңісімен басталды. Содан бері ашық теңіздегі ешбір жарысты бірқабықты кеме жеңіп алған жоқ. Жеңіс уақыты 1978 жылдан бері 70%-ға төмендеді. "Олимп Фотоның" 23 күн 6 сағат 58 минут 35 секундтық көрсеткіші 2006 жылы "Gitana 11" кемесінің 7 күн 17 сағат 19 минут 6 секундке дейін төмендеді. 2016 жылға қарай алғашқы үлкен желмен жүретін, фольгада жылғау катамарандары жасалды. Бұл катамарандар жоғары жылдамдықтарда ғана фольга мен Т-тәрізді рульдерге көтеріледі.
Көлденең және жұмыс кемелерінде
Катамарандардың 1960 жылдан бері танымалдылығының артуы, кеңістіктің артық болуымен, жылдамдықпен, аз су айдынымен және жүріс кезінде қисаймайтындығымен байланысты. Көп корпусты кеменің тұрақтылығы экипажға жүзуді әлдеқайда аз шаршатуға мүмкіндік береді және ол әсіресе отбасылар үшін қолайлы. Тұрақтандыру үшін балласт қажет болмайтындықтан, көп корпусты желкенді қайықтар бір корпусты желкенді қайықтардан әлдеқайда жеңіл; бірақ көп корпусты кемелердің жұқа корпус бөлімдері кеменің артық жүктемелмеуіне көңіл қою қажеттігін білдіреді. Күшті катамарандар жарыстарда, круиздерде, жұмыс және балық аулау қайықтары ретінде жиі қолданылады. Жылдамдық, тұрақты жұмыс платформасы, қауіпсіздік және кеңістіктің артық болуы – қуатты катамарандардың басты артықшылықтары. "Осы ұзындықтағы көп корпусты кеменің салмағы, бірдей ұзындықтағы бір корпусты кеменің салмағынан кем дегенде екі есе жеңіл болуы мүмкін және оны экипаж аз күш жұмсап жүргізуге болады." Жарыс катамарандары мен тримарандары Францияда, Жаңа Зеландияда және Австралияда танымал. Круиздік катамарандар Кариб теңізінде және Жерорта теңізінде (олар чартер бизнесінің көп бөлігін құрайды) және Австралияда кең таралған. Көп корпусты кемелер АҚШ-та сирек кездеседі, мүмкін олардың кең ені кең доктар/орналасу орындарын қажет етеді. Кішкентай көп корпусты кемелер жиналмалы және тіркемеге қойылатын болуы мүмкін, сондықтан олар күндізгі саяхаттар мен жарысқа қолайлы. 1960 жылға дейін көп корпусты желкенді қайықтардың көпшілігі (жағажайлық катамарандардан басқа) иелері немесе қайық жасаушылармен жасалған; содан бері компаниялар жаппай өндірілетін қайықтарды сатады, олардың 150-ден астам модельдері бар.