Школа яхтенного рулевого

Рис. 82. Остойчивость швертбота и катамарана при действии ветра на паруса

Указанное обстоятельство свидетельствует о том, что хотя швертбот или катамаран сами по себе сохраняют положительную остойчивость до точек 4 и 5 соответственно, но опасность перевернуться возникает значительно раньше, при углах крена несколько больших, чем углы, соответствующие максимуму остойчивости, а вовсе не критическим углам крена (в точках 4 и 5), как иногда думают. Это следует иметь в виду при управлении швертботом, а в особенности катамараном, который в положении / переворачивается весьма стремительно.

Остановимся вкратце на наиболее существенных моментах рассмотренного материала (их надо знать, чтобы грамотно управлять яхтой):

— швертбот и катамаран могут опрокинуться, причем опрокидывание происходит при крене, близком к тому, при котором достигается максимальная остойчивость;

— килевая яхта опрокинуться не может, но если она имеет открытый кокпит, то при большом крене или волне ее может залить, и она затонет;

— бортовая волна раскачивает яхту и уменьшает ее остойчивость; швертбот на большой волне может перевернуться совершенно неожиданно;

— вода, находящаяся внутри судна, существенно уменьшает его остойчивость; при большом количестве ее в трюме швертбота достаточно совсем небольшого крена, чтобы он перевернулся;

— широкое судно остойчивее узкого;

— чем ниже центр тяжести, тем остойчивее судно, и наоборот;

— чем больше площадь парусности и чем выше расположен центр парусности, тем меньше, при прочих равных условиях, остойчивость судна.

Некоторые из этих выводов не объяснены, их придется принять на веру или самостоятельно познакомиться с литературой по теории яхты.

Управляемость судна — это его способность изменять направление движения (поворачивать) под действием руля и парусов. Схема действия руля показана на рис. 83. При движении судна давление воды на руль направлено примерно перпендикулярно плоскости руля. Силу R давления воды на руль можно разложить на две силы: N и Q.

Сила N толкает корму в сторону, противоположную той, в которую положен руль, поэтому судно начинает двигаться не по прямой, а по кривой. Сила Q вызывает добавочное сопротивление движению судна.

Если закрепить руль в одном положении, то судно пойдет примерно по окружности, которая называется циркуляцией. Диаметр или радиус циркуляции является мерой поворотливости судна: чем меньше радиус циркуляции, тем лучше поворотливость, и наоборот.

Наибольшая поворотливость получается, когда руль положен на определенный угол-обычно не больше 15–20° на килевых яхтах, у которых руль подвешен на ахтерштевне (например, класс «Дракон») и 30–40° на швертботах и килевых яхтах, где руль стоит отдельно от плавника (например, на монотипах класса «Солинг»).

Чрезмерно положенный руль, как видно на рис. 83, только тормозит ход и отнюдь не способствует улучшению поворотливости.

Поворотливость тем лучше, чем короче подводная часть судна и чем ближе к середине расположены места с наибольшей осадкой. Судно с равномерно распределенной осадкой (например, военно-морская шлюпка) обладает значительно худшей поворотливостью, чем парусная яхта с ее коротким, глубоким килем. Швертботы еще поворотливее, чем килевые яхты.

Излишняя поворотливость понижает устойчивость на курсе, то есть способность судна сохранять прямолинейность движения. Излишне поворотливая яхта резко отзывается на малейшее движение руля, а так как рулем приходится работать в какой-то мере постоянно, рулевой на такой яхте быстро утомляется. Большим дефектом является также рыскливость-склонность судна плохо слушаться руля и произвольно бросаться из стороны в сторону. Причинами рыскания чаще всего бывают люфты в рулевом устройстве (руль болтается относительно румпеля), дифферент на нос, попутная волна, слишком сильно выбранный шверт при попутном ветре (у швертботов). С рыскливостью, вызванной конструктивными дефектами судна, иногда удается справиться «домашними» средствами, без помощи верфи, — дифферент на корму и установление плавников дают желаемый результат. Если в рыскание не устраняется, надо обратиться к специалистам по судостроению или опытным путем найти причину дефекта, вызывающего рыскание, и устранить его, если это возможно. У нетренированного и малоопытного рулевого иногда рыскает и совершенно «здоровая» яхта.

Ходкостью (ходовыми качествами) называют способность судна развивать и удерживать скорость хода. Она определяется, с одной стороны, сопротивлением, которое оказывает движению судна вода (и в некоторой степени воздух), а с другой — величиной движущей судно силы, то есть силы тяги парусов.

Чем меньше сопротивление корпуса судна и чем больше сила тяги парусов, тем больше скорость судна.

Сопротивление воды движению яхты складывается из следующих частей: сопротивление трения корпуса о воду, волновое сопротивление и сопротивление формы корпуса. Кроме того, учитывается и сопротивление надводной части судна воздуху, обдувающему корпус (для парусного судна-при движении против ветра).

Для парусных яхт, передвигающихся со скоростями, обычно не превышающими 4–6 узлов, то есть 8-12 км/час, большое значение имеет сопротивление трения поверхности днища о воду. В зависимости от скорости оно составляет от 40 до 80 % и более общего сопротивления корпуса. Чем меньше скорость, тем больше доля сопротивления трения в общем сопротивлении корпуса.

При малых скоростях движения (до 2–2,5 узла) сопротивление трения составляет 70–80 % общего сопротивления яхты.

Сопротивление трения зависит от гладкости поверхности днища. Чем меньше шероховатость, тем меньше и сопротивление трения. А так как в девяти случаях из десяти гладкость днища яхты зависит только от умения и трудолюбия ее экипажа, то, значит, в его же руках и возможности повышения скорости яхты.

Опытами установлено, что особенно сильно отражается на сопротивлении трения обрастание днища водорослями. Если не мыть днище, то через один-два месяца сопротивление трения увеличится на 40–60 %, что равносильно потере скорости яхты в средний ветер на 8-15 %.

По сравнению с зеркально-гладким днищем даже такая малая шероховатость, как 0,2–0,3 мм, увеличивает сопротивление трения небольшой яхты на 15–20 %, что равноценно потере скорости до 6 %.

Сопротивление трения зависит также от величины смоченной поверхности, то есть погруженной в воду поверхности корпуса. Чем больше смоченная поверхность, тем больше сопротивление трения. Поэтому, например, на швертботах и яхтах с достаточно полными обводами бывает полезно при слабом ветре слегка закренивать судно: геометрические свойства корпуса яхты таковы, что при крене (до известного предела, обычно до 10–15°) смоченная поверхность меньше, чем на ровном киле. При этом сопротивление уменьшается и судно идет несколько быстрее.

Как видим, уменьшение сопротивления трения чрезвычайно важно для повышения быстроходности парусной яхты.

Волновое сопротивление возникает от того, что судно при движении по воде образует на ее поверхности волны. Затрата энергии на их образование определяет величину волнового сопротивления. С увеличением скорости волновое сопротивление растет, причем быстрее, чем сопротивление трения.

Этим и объясняется меньшая доля сопротивления трения при больших скоростях движения.

Волновое сопротивление, кроме того, зависит от длины судна и его водоизмещения, а также от формы корпуса (как говорят, обводов), в частности от его полноты. Чем больше длина судна, тем меньше, при прочих равных условиях, волновое сопротивление.

Точнее говоря, волновое сопротивление существенно зависит не от самой длины яхты, а от ее относительной скорости, которую определяют отношением скорости к квадратному корню из длины по ватерлинии. Опыты показывают, что волновое сопротивление практически отсутствует при относительной скорости

— меньше 0,4–0,45 [20] и начинает интенсивно расти при

больше 0,9.

20

Здесь V — скорость в м/сек, L — длина по ватерлинии в м.