В.М. Перегудов
Туристские разборные парусные суда

Москва "Физкультура и спорт", 1987г.

Глава 2 РАБОТА ПАРУСА И ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКИ
§ 03 Работа паруса
§ 04 Аэродинамическое качество паруса и яхты
§ 05 Способы повышения качества паруса
§ 06 Жесткость и управляемость парусов

Глава 3 ПАРУСА РАЗБОРНЫХ СУДОВ
§ 07 Типы парусных вооружений разборных судов
§ 08 Типы гротов
§ 09 Стаксели
§ 10 Площадь парусности
§ 11 Методы снижения аэродинамических сил, развивамых парусами в сильный ветер

Глава 4 ОСТОЙЧИВОСТЬ, ПРОЧНОСТЬ И УПРАВЛЯЕМОСТЬ СУДОВ
§ 12 Остойчивость яхт
§ 13 Прочность разборных яхт
§ 14 Боковое сопротивление яхт
§ 15 Центровка и управляемость яхт

Глава 5 КОНСТРУКЦИИ ТРИМАРАНОВ НА ОСНОВЕ БАЙДАРОК
§ 16 Парусно-гребной тримаран
§ 17 Тримаран «Стриж-4,5»
§ 18 Другие конструкции тримананов на основе байдарок

Глава 6 КОНСТРУКЦИИ НАДУВНЫХ ПАРУСНЫХ СУДОВ
§ 19 Особенности разборных туристских катамаранов с надувными поплавками
§ 20 Катамаран «Аргонавт»
§ 21 Другие конструкции катамаранов
с надувными поплавками
§ 22 Парусное вооружение на надувной лодке

Глава 7 ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПОПЛАВКОВ, ШВЕРТОВ И ПАРУСОВ
§ 23 Надувные поплавки
§ 24 Шверты и шверцы
§ 25 Паруса

Глава 8 БЕЗОПАСНОСТЬ ПЛАВАНИЯ НА РАЗБОРНЫХ ПАРУСНЫХ СУДАХ
§ 26 Испытание новых самодельных судов
§ 27 Безопасность плавания
§ 28 Действия экипажей в особых условиях
§ 29 Действия экипажа после опрокидывания судна

ВВЕДЕНИЕ

Во всем мире наряду с парусным спортом быстро развивается так называемый "массовый парус" - туристские и прогулочные плавания на небольших яхтах самых разных типов. В нашей стране, учитывая ее уникальную географию и множество интересных, но удаленных водоемов, для парусного туризма в основном используются разнообразные парусные и парусно-гребные суда. Они не требуют стационарной стоянки на берегу или у дома, а на маршрут их можно доставить общественным транспортом практически во все районы СССР.

Другая особенность разборных парусных яхт - простота и доступная стоимость, что позволяет строить их в точном соответствии с запросами и вкусами каждого конкретного экипажа. Хотя промышленность уже начала подготовку выпуска некоторых разборных парусников, безусловно, значительную часть туристского парусного флота будут составлять самодельные парусные суда и суда, собранные из покупных полуфабрикатов.

Сам процесс проектирования и постройки судна не менее увлекателен, чем плавание под парусами. Он позволяет проявить свои творческие способности, приобрести практический опыт экспериментальной работы, принятия технических решений.

Парусный туризм имеет ряд особенностей. Чаще всего это семейное увлечение. Не случайно на парусно-туристских слетах большинство экипажей - семейные. Для них просто решается вопрос семейного отдыха во время отпуска и в выходные дни.

У туристов-парусников сильна тяга к объединению. На воде незнакомые люди встают одним лагерем, обмениваются впечатлениями, техническим и походным опытом, на основе общих интересов образуются стойкие туристские группы. Ходить в парусные походы несколькими судами не только удобнее, безопаснее, но и интереснее.

В городских и районных турклубах парусники объединяются в парусно-туристские секции, организуют в них школы начальной и средней туристской подготовки, устраивают технические семинары и коллективные отчеты о походах, совместно строят новые суда и готовят новые походы.

Важная черта парусных плаваний - спортивность: в каждом парусном рулевом рано или поздно просыпается гонщик. Конечно, не все разборные парусные суда, даже одного типа, одинаково быстроходны, но это и неважно. На соревнованиях быстро определяются группы равных по ходкости яхт, и победы в таких мини-матчах приносят не меньше удовлетворения, чем выигрыш абсолютного первого места.

Велико и практическое значение соревнований. За одну серию гонок, когда суда испытываются на пределе своих возможностей, экипажи выявляют эти возможности и уровень своей квалификации лучше, чем за иной длительный поход. Очень важно, что во время гонок рядом в тех же условиях идут другие суда, и есть с чем сравнивать, чему поучиться, и не только на собственных ошибках. Соревнования - эффективная комплексная школа обмена парусным опытом.

Особое значение для общего прогресса конструкций разборных парусных судов имеют центральные соревнования туристов-парусников страны. Собирающиеся на них получают возможность обменяться мнениями и идеями, обсудить наиболее перспективные типы судов, выявить их достоинства и недостатки.

Предлагаемая книга ставит целью познакомить читателей со всем комплексом вопросов, связанных с устройством, проектированием и самостоятельной постройкой разборных парусных судов. В ней учтены коллективный опыт самодеятельных судостроителей, результаты соревнований, технических конкурсов, туристских походов на парусных судах разных типов.

В связи с ограниченным объемом книги главное внимание в ней отведено вопросам, касающимся именно разборных парусников. По общим вопросам, достаточно широко освещенным в литературе по парусу, дается лишь необходимая информация.

В книге рассматривается около десятка проектов парусных судов, которые хорошо зарекомендовали себя на практике. Начинающие туристы могут повторять их без всяких изменений, что позволит им сразу получить суда достаточно высокого качества, сэкономив при этом время, материалы и избежав многих типичных для новичков ошибок. Опытные судостроители могут использовать описанные проекты как основу для создания яхт собственной конструкции.

При оценке судов, парусных вооружений автор руководствовался критериями безопасности, простоты постройки, минимального веса и времени сборки-разборки судна, надежности и общей рациональности технических решений. Эти критерии не являются единственно возможными. Существует еще целый ряд точек зрения. Судно, специально построенное для отдыха конкретного экипажа, и должно быть таким, каким хотел бы его видеть этот экипаж. Однако при подгонке конструкции судна под свои личные требования и фантазию нельзя терять чувство меры: вода и ветер не прощают ошибок.

В книге в основном использованы собственные разработки автора. Описаны также отдельные конструкции других самодеятельных судостроителей: москвичей Н. Боркуна, Н. Вайнонена, И. Дюргерова, В. Иванова, С. Игнатюшина, Л. Мороза, Н. Пушкина, В. Суровова, Е. Кузнецова из Загорска, калининградца Г. Лисина, Ф. Шульгина из Калинина, В. Зайцева из Куйбышева, А. Буханова и В. Краснощекова из Химок, других авторов, участников центральных соревнований и технических конкурсов.

Книга рассчитана главным образом на начинающих туристов, еще только собирающихся построить свое первое парусное судно. Надеемся, что она будет полезна также опытным туристам-парусникам и профессиональным конструкторам разборных парусных судов.

В заключение автор выражает свою благодарность рецензентам Н. В. Григорьеву и В. Н. Белоозерову, проделавшим большую работу при подготовке рукописи к печати, и многим туристам-парусникам, сделавшим десятки замечаний и уточнений, учтенных в книге.

ТИПЫ РАЗБОРНЫХ ПАРУСНЫХ СУДОВ

§ 1 СУДА НА ОСНОВЕ РАЗБОРНЫХ ТУРИСТСКИХ БАЙДАРОК

Байдарки — первые туристские суда, на которых в массовом порядке стал использоваться парус. Именно на них, обычно методом проб и ошибок, определялись особенности малых парусников, отрабатывались главные технические решения, испытывались новые типы парусных вооружении, силовых схем.До настоящего времени парусные байдарки составляют основу туристского парусного флота. Параллельно развиваются и различные типы парусных байдарок.

Байдарки со вспомогательными парусами (S = 2 — 3м², вес дополнительного оборудования 2,5 — 3,5 кг, время сборки вооружения 3—5 мин). Фактически это обычные гребные байдарки, на которых при попутных ветрах ставится вспомогательный парус. При средних ветрах (4—8 м/сек) он обеспечивает судну хороший ход на курсах фордевинд и бакштаг. В сильные и слабые ветра парус не ставят: в сильный ветер он может опрокинуть байдарку, а в слабый не дает достаточной тяги.

Достоинства этого типа судов — простота и малый вес парусного вооружения, сохранение качеств байдарки как хорошего гребного судна, возможность быстро переходить от движения под парусом на весла и наоборот.

Парусно-гребные байдарки (S = 3— 3,5 м², вес дополнительного оборудования 3,5—6 кг, время сборки вооружения 5—15 мин). Отличительная черта этих судов— простые, но уже достаточно совершенные, с точки зрения аэродинамики, паруса. Они позволяют байдаркам даже без шверцев уверенно ходить всеми курсами, вплоть до 70° к ветру. Практика показывает, что на маршрутах с господствующими попутными ветрами на парусно-гребных байдарках удается совершать чисто парусные походы в продолжение месяца.

Рис. 1. Курсы, используемые судами разных типов

Чтобы исключить случайные опрокидывания (оверкиль) и иметь возможность ходить под парусом при порывистых ветрах, байдарки оборудуют различными страховочными элементами, повышающими их остойчивость при резком крене. В слабый ветер и при встречных ветрах на этих байдарках используют весла. Переход с паруса на весла занимает менее 1 мин. Небольшой вес, простота-вооружения, широкие возможности движения под парусом и на веслах делают парусно-гребные байдарки достаточно популярными.

Байдарки повышенной остойчивости. Ходовые качества и безопасность судна зависят полностью от его остойчивости. Собственной остойчивости байдарки уже при парусе 3,5 м² в средний ветер становится недостаточно. Чтобы сделать байдарку более ходкой и иметь возможность устанавливать на ней парус большой площади, ее остойчивость повышают. Делают это двумя способами: либо энергично откренивают судно силами экипажа, используя при этом бортовые и выдвижные сиденья и даже летучие трапеции, либо превращают байдарки в многокорпусники — проа, катамараны и тримараны.

Тренированный сработанный экипаж легко откренивает байдарку с парусом 7 м² даже в свежий ветер. Одно время монобайдарки и гонки на них были очень популярны. Байдарочники научились хорошо управлять такими судами, в том числе и в свежий ветер, быстро ликвидировать последствия оверкилей, чему способствовало введение в конструкцию байдарок мощных бортовых емкостей плавучести.

Во время гонок были случаи, когда призерами становились экипажи, которые на дистанции даже побывали в воде. Однако в дальнейшем монобайдарки не выдержали конкуренции со стороны тримаранов на основе байдарок. Большинство экипажей предпочло спортивности туристских плаваний их надежность. Сейчас монобайдарки почти не строят.

Проа — байдарки с одним выносным поплавком — распространения не получили, ибо не обеспечивают требуемой безопасности. Например, при непроизвольном повороте фордевинд, когда легкий надувной поплавок оказывается с наветра, он практически не увеличивает остойчивости байдарки, и она опрокидывается.

Катамараны из двух байдарок довольно громоздки и тяжелы (S = 8— 16 м², вес 90—120 кг), но для многочисленных экипажей, например для двух семей с детьми, вполне приемлемы. Иногда сами байдарки частично модернизируют: делают более узкими и высокими, чтобы их меньше забрызгивало и заливало.

Тримараны на основе байдарок с двумя широко разнесенными поплавками, наиболее универсальные и удачные суда, сейчас особенно распространены. Существует несколько типов таких судов.

Однобалочные тримараны (S = 3,5 — 4,5 м², вес дополнительного оборудования 9—16 кг, время сборки вооружения, с учетом времени сборки самой байдарки, около 1 час.). Достоинства тримаранов с одной поперечной балкой — простота и малый вес. Площадь парусности берется минимальной, лишь бы судно уверенно лавировало против ветра. Для компенсации силы дрейфа на поперечной балке (реже на специальной шверц-балке) устанавливают один или два шверца. Сравнительно небольшой опрокидывающий момент парусов полностью компенсируется работой экипажа по открениванию судна. Боковые поплавки объемом 15—20 дм³ обычно используются как страховочные: их несут не погружая в воду, чтобы не увеличивать сопротивление тримарана движению.

Среди однобалочных тримаранов можно выделить три типа, при постройке которых добиваются разных основных целей.

1. Малый вес. Площадь парусности берут минимальной — около 4 м², а чтобы добиться приемлемой скорости на лавировке, сам парус делают максимально совершенным с точки зрения аэродинамики. Чем меньше абсолютные размеры паруса, тем проще выполнить его в домашних условиях в виде настоящего аэродинамического крыла.

Боковые поплавки целесообразно делать глиссирующими. В отличие от водоизмещающих поплавков они при крене не прилипают к воде, а сразу отскакивают от нее и не увеличивают сопротивления движению.

Такие тримараны хорошо подходят для воскресных прогулок и несложных походов. Особенно их ценят экипажи, имеющие небольшой общий вес или ограниченные возможности по транспортировке судна.

2. Возможность нормального движения на веслах. На легких тримаранах идти на веслах выгодно при слабом ветре, когда небольшие паруса не дают нужной тяги, и на коротких участках со встречным ветром, когда два гребца обеспечивают тримарану более высокую скорость “прямо на ветер”, чем небольшой парус. Кроме того, многие байдарочники просто любят иногда погрести, размяться. Периодическое использование весел заметно повышает среднюю скорость прохождения маршрута и уменьшает зависимость судна от капризов ветра.

Основное требование к парусам этих тримаранов — не высокое аэродинамическое качество, а простота, надежность, возможность быстрой постановки, уборки и рифления на ходу.

3. Хорошая ходкость при всех ветрах и на всех курсах. В этом случае тримаран вооружают шлюпом с общей площадью стакселя и грота 4,5 м . Рангоут рассчитывают на ветра до 10 м/сек, поплавки делают водоизмещающими, несущими, емкостью до 35 дм³. В последние годы количество таких тримаранов заметно уменьшилось, ибо по весу они значительно проигрывают “легким” тримаранам, а по остальным характеристикам — двухбалочным.

Двухбалочные тримараны (S = 4,5—7 м², вес дополнительного оборудования 16—23 кг, время полной сборки около 1 час.). Ввод в конструкцию тримарана второй поперечной балки сразу увеличивает его вес на 1,5—2,5 кг и затрудняет греблю, зато позволяет обеспечить высокую остойчивость, прочность и ходкость судна, надежное крепление боковых поплавков большого объема. Это уже настоящие лавирующие парусники, достаточно быстроходные и выносливые (рис. 2, 3, 4).

В простейшем случае их вооружают одним гротом 4,5 м , который в сильный ветер можно рифить до 3— 3,5 м². Многие тримараны вооружают шлюпом с парусностью 7 м², но это требует обязательного усиления наборов байдарок или установки на них накладных силовых рам.

Рис. 2. Легкий тримаран на основе байдарки. Автор Н. Пушкин

Рис. 3. Тримаран “Стриж-4,5”

Рис. 4. Тримаран с вооружением шхуна ( S=7 м²). Автор М. Глан

Рис. 5. “Модульный” тримаран с надувными поплавками (S = 12 м²). Автор А. Коробков

Боковые поплавки емкостью 35—90 дм на балках длиной 2,5—3,5 м вполне обеспечивают остойчивость три-марана. Экипаж откренивает лишь в очень сильный ветер или когда стремится увеличить скорость, ведя тримаран только на центральном корпусе. Как правило, поплавки делают водоизмещающего типа, придавая им хорошо обтекаемую форму.

При движении на веслах рулевой гребет двухлопастным байдарочным веслом. Матрос может грести веслом типа каноэ.

По назначению двухбалочные тримараны оказались наиболее универсальными. Они интересны в гонках, где при относительно малой площади парусности большое значение приобретают техника управления судном и совершенство парусного вооружения. Очень хорош и эти тримараны в самых различных походах, где особенно ценны их надежность и выносливость. Мореходность тримарана ограничивается только мореходностью самой байдарки и вполне достаточна для плавания по водоемам типа Средней Волги и озера Селигер.

Скоростные тримараны на основе байдарок.Чем выше остойчивость судна, тем выше его потенциальная быстроходность. Остойчивость тримарана легко увеличить, повысив объем боковых поплавков и прочность накладного моста. Одно время скоростные тримараны на основе байдарок были довольно популярны. Они имели парусность до 10—14 м²и легко разгонялись до скоростей 12—18 км/час. Соответственно росли их вес (до 110 кг) и время сборки (до 4—б час.). Выяснилось, что с ростом скорости быстро падает мореходность байдарок. Уже при умеренном волнении скоростные тримараны сильно забрызгивает и даже заливает с носа. Сейчас их почти не строят.

§ 2. РАЗБОРНЫЕ ПАРУСНЫЕ СУДА ДРУГИХ ТИПОВ

Тримараны с надувными поплавками. Если в байдарочном тримаране байдарку заменить надувным поплавком, то вес судна значительно уменьшится: надувной поплавок вместе со стрингерами или поплавковой фермой почти в 1,5 раза легче байдарки. Одновременно сокращается время сборки-разборки судна, упрощается его конструкция, повышается мореходность. Надувные поплавки не боятся заливания волнами, днища кокпитов (трамплины) находятся выше ватерлинии, т. е. кокпиты являются самоотливными. Надувные тримараны — молодой тип разборных судов, но уже можно говорить о перспективности двух его разновидностеи: легких тримаранов (S = 4,5—7 м², общий вес 30—45 кг, время сборки до 1 час.) для прогулок и несложных походов с экипажем из двух человек и более мощных “модульных” тримаранов (S = 7—13 м², вес 50—85 кг, время сборки 1,5—2,5 час.). Из поплавков и узлов модульного тримарана можно собрать: 2—4-местный мореходный, выносливый парусный тримаран, небольшой катамаран для парусных и гребных прогулок и рыбалки, а также компактный плот для сплава по речным участкам маршрута (рис. 5 и рис. 6).

Рис. 6. Тримаран с каютой, поплавки на основе надувных мячей (S = 10м²). Автор В. Байбаков

Рис. 7. “Альтаир” — простейший катамаран с латинским парусом (S =5,5 м²).
Хорошо виден носовой козырек-брызгоотбойник

Катамараны с каркасными поплавками имеют похожую, но более совершенную конструкцию, чем катамараны из двух байдарок. Корпуса их более прочные, легкие, а главное, более узкие и высокие, что позволяет выдерживать большую волну и высокие скорости. Конструкции наборов корпусов в основном повторяют конструкцию заводских и самодельных байдарок. Под кильсонами на всю длину днища укладывают длинные надувные емкости, служащие аварийными емкостями плавучести, натягивают оболочку и облагораживают форму днища. Один из таких видов катамаранов — уменьшенный вариант гоночного “Торнадо” (L = 5,2 м, S = 13 кв.м, вес 85 кг) — становился даже самым быстроходным судном Регаты Московского моря.

Скоростные катамараны с надувными поплавками (S = 16—21 м², вес 90—105 кг, время сборки до 4 час.) имеют высокую энерговооруженность, довольно быстроходные. Их большие паруса используют более сильный и ровный верховой ветер. Мощные силовые рамы обеспечивают эффективную работу парусов, необходимую прочность и жесткость катамаранов. По назначению эти суда спортивно-прогулочные. На них нет особых удобств для экипажа (иначе вырастает вес), они сильно забрызгиваются, откренивать их приходится даже с помощью летучих трапеций. Постройка таких катамаранов достаточно сложна, и они не получили широкого распространения.

Легкие катамараны с надувными поплавками (S = 5,5 — 8,5 м², вес 32—55 кг, время сборки около 1 час.). Для разборных туристских судов со средней ходкостью катамаранная схема оказалась самой выгодной с точки зрения снижения их веса. Даже надувные тримараны с равной парусностью на 10—15% тяжелее. Как только это удалось доказать, сразу появился новый многочисленный класс туристских катамаранов с умеренной парусностью (рис. 7—11). Быстро выяснилось, что по мореходности они значительно превосходят байдарки. Надувные поплавки легче, чем байдарки, переносят удары о камни, другие препятствия. Уровень комфорта на катамаранах можно делать любым по желанию экипажа. Уже на первых легких катамаранах были установлены развитые кокпиты — аэродинамические обтекатели для людей и груза. Верхний трубчатый каркас кокпита использовался в качестве спинок и подлокотников. На ночь над кокпитом устанавливалась палатка.

Достоинства катамаранов с высокой обитаемостью наиболее полно раскрываются в дальних походах, но в воскресных прогулках становятся заметны их увеличенные вес и время сборки-разборки. Это вызвало появление катамаранов со съемными кокпитами и открытыми мостами, но с развитыми “лыжами” — волнобрызгоотбойниками в носовой части трамплина. Иногда применяются компромиссные решения. Например, катамаран, изображенный на рис. 9, имеет лишь легкие бортовые обвесы и небольшую носовую рубку-убежище, в которой во время дождя может поместиться ребенок. Для движения на веслах на легких катамаранах устанавливают два распашных весла или гребут веслами типа каноэ.

Средние катамараны с надувными поплавками (S = 10—13 м² , вес 75—100 кг, время сборки около 2 час.). По мере развития и общего совершенствования конструкций разборных надувных катамаранов эти суда,имеющие достаточно высокую ходкость, стали довольно популярными. Их активно используют в парусных походах. Высокая средняя скорость, даже при слабых ветрах, расширяет возможности туристских групп, а достаточная надежность позволяет не бояться ухудшения погоды. На случай сильных ветров обязательно предусматривают возможность уменьшения парусности на 30— 45%.

Рис. 8. Катамаран “Аргонавт” с кокпитом-обтекателем на мостике

Рис. 9. Катамаран с простейшими обвесами кокпита и носовым убежищем. Авторы С. Игнатюшин и С. Вареник

Рис. 10. Спортивно-прогулочные катамараны с парусами-крыльями. Авторы Г. Лисин и А. Буханов.

Рис. 11. Мореходный катамаран “Азов” с развитым кокпитом-. убежищем. С левого борта на кронштейне подвешен газовый кипятильник.

Рис. 12. Швертбот (S=6,4м², L=3,2w, В= 1,45м, вес 55 кг). Автор В. Иванов

Швертботы. В основном у нас используются польские швертботы “Мева” с резиновой оболочкой и деревянным каркасом (L = 3,5м, В = 1,3 м, S = 6,4 м², вес в упаковках до 90 кг, время сборки 2 час.). На “Мевах” совершались походы практически по всем популярным у туристов водоемам. Ныне “Мевы” устарели и по основным характеристикам уступают современным разборным парусникам. Все это заставляет приверженцев швертботов самим проектировать и строить более совершенные суда (рис. 12).

Существенная особенность швертботов — при серьезных ошибках в управлении они опрокидываются. Зато плавание на них наиболее парусное: на каждую волну, на каждое изменение ветра легкий швертбот реагирует изменением крена, дифферента, скорости, и экипажу приходится все время быть начеку.

Парусные надувные лодки (S = 2,5—4 м², вес 20— 30 кг, время сборки 30—45 мин.) Надувные резиновые лодки имеют несовершенные обводы подводной части и по ходкости уступают всем другим разборным судам. Много затруднений доставляют малая жесткость их корпусов и отсутствие штатного рулевого устройства. Достоинства надувнушек — небольшие габариты, малый вес, хорошая транспортабельность, простота сборки. Они хорошо подходят экипажам с ограниченными возможностями по транспортировке судов, любителям путешествовать в одиночку или забираться в глубинку, когда до воды приходится добираться с пересадками, а то и пешком.

Надувные лодки с хорошим парусом уверенно лавируют. На острых курсах из-за небольшой абсолютной скорости меньше сказывается несовершенство их обводов. Они поворотливы, маневренны, на них удобно пользоваться веслами. Мореходность надувнушек примерно такая же, как и байдарок, но она сильно зависит от загрузки лодок. Чем легче лодка, тем при большем волнении на ней можно плавать.

В последние годы самодеятельные судостроители все смелее совершенствуют обводы надувнушек, чтобы повысить их ходкость.

Паруса на неразборных гребных лодках. Это обычные деревянные, шпоновые или пластмассовые лодки, которые предлагают туристам на турбазах. Экипажи заранее изготавливают вспомогательное или лавировочное парусное вооружение (вес комплекта 5—15 кг) и уже на базе устанавливают его на судно. Чаще всего на неразборные лодки ставят простое вспомогательное вооружение для полных курсов. Более опытные экипажи делают лавировочное вооружение с навесным рулем и шверцами. Основное преимущество этих судов заключается в том, что саму лодку не надо строить и доставлять к водоему.

Рис. 13. Швертбот-плот на основе автомобильных камер. Автор О. Кислицкий.

Разборные парусники оригинальных конструкций. Описанные выше типы судов — самые распространенные, но они не исчерпывают всего многообразия конструкций разборных парусников. Каждый экипаж строит судно всоответствии со своими вкусами, потребностями и возможностями. Так, туристы из Томска, идя по пути увеличения размеров и веса судна, построили мореходный швертбот-плот на автомобильных камерах (рис. 13), с просторной рубкой, двухмачтовым вооружением и настоящим судовым штурвалом. Вес перевозимых деталей судна составил около 300 кг, остальное изготавливалось на месте сборки. На подобном парусном плоту, но уже на основе длинных цилиндрических надувных баллонов, туристы из Мурома и Москвы совершили настоящее морское 20-дневное путешествие по Каспийскому морю.

РАБОТА ПАРУСА И ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКИ

§ 3. РАБОТА ПАРУСА

Работа паруса на полных курсах. Если парус поставить поперек ветра, он будет притормаживать обтекающий его поток воздуха. При этом часть кинетической энергии воздуха преобразуется в кинетическую энергию движения яхты.

Характер давлений, действующих на парус, показан на рис. 14. Суммарная сила, развиваемая наветренной и подветренной сторонами паруса, будет общей аэродинамической силой паруса — Ап. В данном случае это сила лобового сопротивления паруса — Хп. На рис.14 видно, что разные участки паруса работают с разной эффективностью. К краям паруса величины давления падают из-за перетекания воздуха с наветренной стороны паруса на подветренную и соответствующего выравнивания давлений в районах его шкаторин. Ясно, что на полных курсах эффективнее работают паруса, имеющие минимальный периметр при определенной площади, — квадратные, прямоугольные небольшого удлинения, трапециевидные. Хуже работают высокие и узкие паруса.

Рис. 14. Обтекание паруса на полных курсах.

Рис. 15. Обтекание паруса воздухом на острых курсах. Пунктиром показаны давления на парусе, не имеющем обтекателя мачты. Зоны I — ламинарное обтекание; II — ламинарно-турбулентное; III — завихрение и срыв потока.

Работа паруса на острых курсах. Если поставить парус под небольшим углом атаки к потоку воздуха, характер его работы станет принципиально иным. Поток воздуха будет отклоняться парусом от первоначального направления. В результате возникнет реактивная сила Yп, называемая подъемной силой паруса. Она направлена поперек первоначального потока воздуха рис. 15. Так как подъемная сила совершает определенную работу в продвижении яхты по курсу, а энергия на это может браться только из первоначальной кинетической энергии потока воздуха, воздух за парусом несколько притормаживается. Кроме того, воздух может значительно притормаживаться просто при обтекании паруса как не идеально обтекаемого тела. Притормажи-вание воздуха вызывает появление силы лобового сопротивления паруса — Xп. Общая аэродинамическая сила, развиваемая парусом, находится как векторная сумма подъемной силы и силы лобового сопротивления:

(1)

Абсолютное значение аэродинамической силы равно:

(2)

Именно эта способность паруса работать не только как тормоз для ветра, но и как аэродинамическое крыло позволяет яхтам ходить острыми курсами — до 45—30° к ветру.

На острых курсах суммарная аэродинамическая сила паруса А проявляется на яхте как сила тяги по курсу — Т и сила дрейфа — Д, которая стремится опрокинуть яхту

Рис. 16. Появление тяги по курсу Т на яхте, идущей под острым углом к ветру:

Y — подъемная сила паруса; Х — сила лобового сопротивления паруса; а — угол атаки паруса; b — угол между курсом яхты и направлением вымпельного ветра; Vв— вымпельный ветер, действующий на парус.

и сдвинуть ее вбок (рис. 16). Все парусные суда, рассчитанные на движение острыми курсами, имеют развитую подводную боковую поверхность, на которой образуется сила бокового сопротивления яхты (ее подъемная сила) — Ry. Она равна по величине Д и направлена в противоположную сторону. Эти две силы взаимно компенсируются, а сила Т двигает яхту по курсу. На острых курсах парус дает тем большую тягу по курсу, чем больше его подъемная сила и меньше лобовое сопротивление.

Величины аэродинамических сил, развиваемых парусами. Их подсчитывают по формулам:

Y = С_у • 0,0625 • S • V²_в (3)
и X = С_х • 0,0625 • S • V²_в (4)

где Су и Сх — аэродинамические коэффициенты подъемной силы и силы лобового сопротивления; Vв — скорость вымпельного ветра, действующего на парус идущей яхты (она получается как векторная сумма скорости истинного ветра, дующего на акватории, и скорости яхты, взятой с обратным знаком).

Например, на курсе фордевинд каждый квадратный метр паруса, имеющего Сх = 1,2, при ветрах разной силы будет развивать следующую тягу.

Таблица 1

Vb, м/сек 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12

Aп=Т, кгс 0,3 0,67 1,2 1,87 2,7 3,68 4,80 6,07 7,5 10,8

Рис. 17. Поляра модели паруса швертбота “Финн” (по Ч. Мархаю).

Влияние угла атаки на работу паруса. На рис. 17 приведен график изменения коэффициентов Су и Сх в зависимости от угла атаки паруса — поляра паруса. Она получена Ч. Мархаем при испытании в аэродинамическойтрубе модели паруса гоночного швертбота “Финн”. Модель была сделана из дакрона в масштабе 2:5, парус имел по передней шкаторине круглую мачту и во время работы скручивался по высоте винтом на угол до 13,5°.

При а=0 парус не развивает подъемной силы, но имеет определенную силу лобового сопротивления, вызванную силой трения воздуха о парусину. Если парус во флюгерном положении будет заполаскивать, его сопротивление станет значительным.

По мере увеличения угла атаки парус начнет отклонять поток воздуха, и на нем появится подъемная сила. На малых углах атаки парус обтекается потоком плавно, без создания значительных завихрений, поэтому его лобовое сопротивление мало. При угле атаки а = 7,5° тяга паруса по курсу составляет 43,5% от максимально возможной, а сила дрейфа — лишь 36,5%. На этом режиме парус используют при сильных ветрах, когда остойчивость и прочность яхты не позволяют поддерживать на парусе максимальную тягу, при которой парус может опрокинуть или сломать яхту.

При дальнейшем увеличении угла атаки подъемная сила будет расти, но еще быстрее будет расти лобовое сопротивление паруса из-за появления различных нарушений плавности обтекающего его потока и расхода энергии на создание завихрений на отдельных участках паруса и за ним. При угле атаки а ==52° парус дает максимальную тягу на курсе крутой бейдевинд, но уже при значительной силе дрейфа. На таком режиме парус работает при слабых и средних ветрах, когда борьба с креном еще не представляет трудностей.

При угле атаки а = 30°, который для данного паруса будет критическим углом атаки, на парусе начинается обширный срыв плавного потока в завихренный, и его обтекание будет напоминать обтекание простого плохо обтекаемого тела. При этом возрастает лобовое сопротивление паруса и падает его подъемная сила. Интересно отметить, что при угле атаки а = 42° (в таком режиме может работать нижняя часть скрученного грота при постановке его гика вдоль яхты) тяга по курсу такая же, как при угле атаки 7,5°, а сила дрейфа в 3,25 раза больше.

Влияние пуза паруса на его характеристики. Плоская пластина, даже поставленная под оптимальным углом атаки к ветру, создает небольшую подъемную силу. Ее Су, в зависимости от удлинения и шероховатости поверхности, не превышает 0,6—0,9, но она имеет большое лобовое сопротивление. Объясняется это тем, что поток не плавно обтекает пластину, а завихряется сразу за ее атакующей кромкой.

Если пластину изогнуть, поток на ее подветренной стороне, наиболее важной для создания подъемной силы, станет плавным — соответственно возрастет подъемная сила и уменьшится лобовое сопротивление. Величину выпуклости называют пузом паруса и характеризуют процентным отношением стрелки прогиба паруса к его ширине в этом месте. Пузо реальных парусов лежит в пределах 2—15%.

Поляры жестких пластин, сделанных из жести и имеющих разное пузо, показаны на рис. 18. Поляры реальных парусов будут несколько иными, но общие тенденции сохраняются. Здесь следует обратить внимание на следующее.

Рис. 18. Поляры моделей парусов с разным пузом. Паруса жесткие, не скручиваются винтом и не имеют по передней шкаторине мачты l=5 (по Ч. Мархаю).

В общем случае, с увеличением пуза растет величина максимальной тяги паруса на курсах, близких к галфвинду, но на очень крутых и полных курсах преимущество очень пузатых парусов перед парусами со средним пузом невелико.

С ростом пуза растет сила дрейфа.

На острых курсах пузатые паруса очень чувствительны к изменению угла атаки, ибо дают максимум тяги только в узком диапазоне этих углов. Кроме того, у пузатых парусов угол между хордой паруса и парусиной в районе передней шкаторины близок к критическому углу атаки паруса. Это ведет к тому, что при случайных увеличениях угла атаки, например при периодических отходах ветра, поток по всей высоте паруса срывается в завихренный. А при заходах ветра, когда угол атаки уменьшается, поток ударяет в подветренную поверхность паруса, и он начинает заполаскивать, что тоже ведет к срыву потока и соответствующему уменьшению Yп и росту Хп. То есть паруса с большим пузом требуют очень точного управления и могут работать лишь в двух крайних режимах — с созданием максимально возможной тяги или, при срыве потока, с большой силой лобового сопротивления. Все это приводит к тому, что паруса с большим пузом используются только на курсах полный бейдевинд, галфвинд и бакштаг и только при слабых ветрах.

Паруса с малым пузом (2—5%) хороши в сильный ветер, ибо могут работать на малых углах атаки с созданием небольшого безопасного для яхты кренящего момента и умеренной тяги, не перенапрягающей силовую конструкцию судна.

Универсальные паруса со средним пузом (5—10%) используются при средних ветрах.

Большое значение величины пуза паруса для его тяговых характеристик и безопасности яхты заставило туристов разрабатывать, создавать и совершенствовать различные устройства для регулировки пуза парусов на ходу яхты, из кокпита. Многие паруса, применяющиеся на разборных судах, позволяют за несколько секунд менять пузо от 0—2 до 10—12% без какого-либо заметного искажения своей формы.

§ 4. АЭРОДИНАМИЧЕСКОЕ КАЧЕСТВО ПАРУСА И ЯХТЫ

Аэродинамическое качество (К) паруса — отношение его подъемной силы к силе лобового сопротивления:

(5)

Для вспомогательных парусов, которые используются только при попутных ветрах, К паруса не имеет большого значения, но для основных парусов лавирующих яхт это важнейшая характеристика, определяющая работоспособность паруса на острых курсах.

Кроме аэродинамического качества паруса — Кп различают аэродинамическое качество всей яхты — Кя. Оно равно отношению подъемной силы паруса к общему лобовому сопротивлению яхты, которое складывается из силы лобового сопротивления паруса и сопротивления надводной части корпуса и экипажа яхты, — Хк:

(6)

Значение аэродинамического качества паруса для ходкости яхты на острых курсах. Для разборных парусных судов вопрос о качестве парусов стоит гораздо острее, чем для больших яхт. Если большие яхты при снижении К их парусов просто медленней пойдут в лавировку, то легкие яхты с плохими парусами вообще лавировать не смогут.

Объясняется это тем, что разборные суда имеют относительно небольшую площадь парусности (лишь тогда они получаются действительно легкими и транспортабельными) и большую площадь паразитного лобового сопротивления корпуса и экипажа, что существенно ухудшает общее Кя и позволяет им лавировать только с достаточно совершенными парусами.

Поясним это конкретным примером (рис. 19). Реальный тримаран на основе байдарки имеет паразитну ю парусность 1,5 м² и грот площадью 4,5 м², который в режиме создания максимальной тяги имеет К = 6. При среднем ветре на курсе крутой бейдевинд парус дает тягу 53,5 н (5,3 кгс), но с учетом значительного сопротивления корпуса и экипажа яхты тяга составит лишь 31,5 к. Это обеспечит тримарану скорость на галсе около 4,5 км/час и скорость продвижения по генеральному курсу (прямо на ветер) 3 км/час. Такая скорость для байдарок вполне приемлема.

Рис. 19. Тяга по курсу на реальном тримаране (Sn = 4,5 м², Кп= 6, Sк=1,5 м², Кя= 2).

Теперь допустим, что при тех же условиях тот же парус работает с более низким качеством — К=2. Сделав аналогичные построения, можно убедиться, что его тяга на курсе крутой бейдевинд составит только 10 н (1 кгс). Конечно, для настоящей лавировки он не годится. Нет никакого смысла часами ходить галсами, когда тот же участок на легкой байдарке можно быстро пройти на веслах. Для более тяжелых разборных парусников, которые имеют водоизмещение 350— 500 кг, паразитную парусность 2,5 м² и больше и потому очень тяжело идут против ветра на веслах, паруса с низким К опасны, ибо не позволяют судну при необходимости достигнуть наветренного берега. (На Азовском море автору однажды пришлось около двух часов буквально по метрам приближаться к берегу под неудачным экспериментальным вооружением при отжимном ветре, который неожиданно усилился до 10—12 м/сек. В противном случае пришлось бы отстаиваться на якоре, а уверенности, что ветер не усилится до шторма, не было.)

Реальная возможность движения на легких разборных парусниках против ветра на веслах, возможность вооружать их гораздо более простыми и легкими вспомогательными парусами, рассчитанными только на полные курсы, и опасность несовершенных парусов для более тяжелых судов делают бессмысленной установку на них лавировочных парусов с низким К. В то же время серьезные работы по совершенствованию малых парусов, которые были вынуждены провести строители разборных парусников, позволили делать их не только легкими и транспортабельными, но и достаточно ходкими на острых курсах.

На рис. 20 показана зависимость тяги по курсу парусов реальных тримаранов в зависимости от их К. Из графика видно, что тяга на лавировке быстро растет при росте К до 5—7. Таким К обладают средние паруса, имеющие обтекатели мачт, правильный аэродинамический профиль и внешне напоминающие крылья птиц. Для достижения такого качества оправданы все усовершенствования лавировочных парусов.

Увеличение К свыше 7 уже не дает значительного роста тяги, и при дальнейшем совершенствовании своего паруса, например до формы крыла планера, надо смотреть, не ухудшаются ли при этом другие важные характеристики паруса: его кренящий момент, управляемость, вес, простота постановки, уборки и рифления, время сборки.

Определение аэродинамического качества яхты. При самостоятельном проектировании и постройке парусов желательно знать их К и его изменение при различных усовершенствованиях паруса. В любительских условиях точно определить К паруса довольно трудно, поэтому обычно ограничиваются оценкой паруса в прикидочных гонках с эталонными судами.

Рис. 20. Зависимость тяги (Тя) реальных тримаранов от К их парусов на курсе крутой бейдевинд.

Рис. 21. Определение качества яхты в натурных условиях (при Тя = 0 и Кя= ctgb)

Есть и второй путь — в реальных условиях с достаточной точностью определить аэродинамическое качество всей яхты и по этим данным оценить К паруса. Для определения качества яхты надо с помощью хорошего компаса-пеленгатора замерить угол между истинным ветром и продольной осью яхты, заякоренной лагом и приведенной так круто к ветру, что парус уже не дает тяги по курсу и яхта останавливается (рис. 21). В таком случае:

(7)

Замеры осуществляют в ровный устойчивый ветер у наветренного берега, чтобы исключить влияние волны. Парус должен стоять под рабочим углом атаки, при котором он дает максимальную тягу на лавировке. Замерять надо при ветрах разной силы. В зависимости от жесткости конструкции паруса при усилении ветра Кя будет быстрее или медленнее падать. Кя хорошо лавирующих яхт с экипажем на борту должно лежать в пределах 1,8 — 2,5. Чем больше отношение площади парусности к площади лобового сопротивления яхты, тем выше должно быть ее качество.

§ 5. СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ПАРУСА

Хороший самодельный парус невозможно сделать, лишь слепо копируя паруса больших яхт: во-первых, в любительских условиях трудно сшить парус столь же качественно, как это делают специалисты на верфях, а во-вторых, аэродинамическое качество парусов больших яхт не всегда может удовлетворить любителя. Например, модель паруса швертбота “Финн” площадью 1,68 м² на режиме создания максимальной тяги имеет К = 3,34 (см. рис. 17), что для разборных судов очень мало.

Чтобы создавать более совершенные паруса, надо хорошо понимать их работу, и мы советуем читателям ознакомиться с трудами по аэродинамике и изготовлению парусов (в первую очередь с книгой Ч. Мархая “Теория плавания под парусами”. М.: ФиС, 1970). Ниже описаны лишь основные методы повышения качества парусов.

Общие положения. Чтобы повысить качество паруса, надо увеличить его подъемную силу и уменьшить силу лобового сопротивления, которая слагается из сопротивления трения воздуха о парусину (Хтр), сопротивления формы паруса как не абсолютно обтекаемого тела (Хф) и индуктивного сопротивления (Хинд) которое возникает из-за перетекания воздуха с наветренной стороны паруса на подветренную по его шкаторинам.

В общем случае подъемная сила и сила лобового сопротивления определяются характером потока, обтекающего парус. Чем плавнее поток, чем меньше завихрений возникает на отдельных участках паруса и за ним, тем больше подъемная сила и меньше лобовое сопротивление.

Это легко понять, если представить, что движется не воздух относительно паруса, а буксируется парус относительно неподвижного воздуха. Возникновение любых завихрений на парусе или за ним, на создание которых нужно затратить определенную энергию, по закону сохранения энергии требует увеличения буксировочной силы, в нашем случае — силы лобового сопротивления паруса.

Если завихрения возникают на самой поверхности паруса, то они не только увеличивают его лобовое сопротивление, но и уменьшают подъемную силу, ибо завихренный поток, обтекая поставленный под углом к нему парус, меньше отклоняется от своего первоначального направления.

Таким образом, борьба за повышение К паруса в значительной степени сводится к созданию условий, при которых весь парус, или хотя бы значительная часть его, обтекался плавным потоком воздуха (см. рис. 15).

Улучшение формы атакующей кромки паруса. Обтекание передней части паруса имеет решающее значение для его качества. При благоприятных условиях именно на ней создается основная доля подъемной силы паруса. В то же время, если на передней кромке паруса возникнут завихрения, они распространятся на всю ширину паруса, и значительная площадь его не сможет работать в оптимальном режиме.

На небольших парусах в средние ветра теоретически можно сохранить плавное ламинарное обтекание по всей их площади. Но для этого надо обеспечить плавное, без завихрений обтекание передней кромки паруса. Стаксели, не имеющие по передней шкаторине толстой мачты, работают именно в таком режиме, чем и объясняется их эффективность.

Сложнее обстоит дело с гротами, которые передней шкаториной крепятся к мачтам. Если не принять специальных мер, мачта, будучи плохо обтекаемым телом, резко завихрит набегающий на парус поток, и вся передняя, наиболее важная часть паруса будет работать с низким К. Давления, возникающие на парусе, имеющем по передней шхаторине круглую мачту, показаны на рис. 15 пунктирной линией.

Рис. 22. Крепление гротов к мачтам с помощью: слева — колец-сегарсов; в центре — ликтроса в ликпазе мачты; справа — мачтового кармана-обтекателя мачты или двухслойного грота. Характер обтекания передней части грота определяется способом его крепления к мачте (рис. 22). Самые невыгодные способы крепления — такие, когда между парусом и мачтой остается щель (с помощью сезневки, колец-сегарсов или с помощью рельса на мачте и ползунов на парусе). В этих случаях работа паруса ухудшается не только из-за завихрения потока за мачтой, но и из-за энергичного перетекания воздуха через щель с наветренной стороны паруса на подветренную, что приводит к выравниванию давлений на сторонах паруса и еще большему завихрению потока. По данным Ч. Мархая, тяга таких гротов на острых курсах падает до 50% от тяги стакселя.

Более выгодно крепление грота к мачте с помощью ликтроса, помещенного в ликпазе на мачте. Щель между парусом и мачтой ликвидируется, но вредное влияние мачты на работу грота остается. В зависимости от диаметра мачты, потери тяги грота составляют 20—40%.

Можно значительно ослабить влияние мачты на работу грота, если сделать ее поворотной. Значительные завихрения будут возникать только на наветренной стороне паруса, но поскольку роль этой стороны в создании подъемной силы меньше, чем подветренной, потери тяги не превышают 15—25%.

Чтобы при смене галса мачта поворачивалась автоматически, точку крепления к ней вант относят несколько вперед. Наветренная ванта всегда натягивается сильнее подветренной и разворачивает мачту в нужную сторону (рис. 23).

Наиболее совершенно крепление паруса к мачте с помощью широкого кармана — обтекателя мачты, сделанного из материала паруса (рис. 22, справа). Ширина кармана 5—8 диаметров мачты. При этом удается почти полностью устранить вредное влияние мачты на работу грота и добиться полной самонастраиваемости обтекателя мачты при переменах галсов и изменениях угла атаки паруса.

Рис. 23. Обтекание парусов с не поротной и поворотной мачтами.

Если карман-обтекатель мачты сделать очень широким и довести его до задней шкаторины, получится новая разновидность паруса — двухслойный грот. Двухслойные гроты и гроты с широкими обтекателями мачты, впервые примененные именно на разборных парусниках в начале 60-х годов, по эффективности превосходят стаксели: они имеют более жесткую переднюю кромку, и у них мачта помещена внутрь паруса, а при стаксельном вооружении мачта площадью 0,2—0,3 м сама создает значительную силу лобового сопротивления.

Рис. 24. Горизонтальное сечение паруса:

а — неправильная форма пуза;

б — распределение давлений (условно);

в — правильная форма пуза и распределение давлений.

Форма горизонтального сечения паруса. На рис. 24, а показано, как работает парус, имеющий одинаковую кривизну по всей ширине. Разные участки паруса работают с разным качеством из-за разного направления давлений, которые всегда направлены перпендикулярно парусине. При этом низкое К задней части паруса существенно ухудшает его общее К. Более того, сразу за задней шка-ториной воздух устремляется из зоны повышенного давления в зону пониженного, и за парусом по всей высоте задней шкаторины возникает мощный вихрь, как за простым плохо обтекаемым телом. Еще больше ухудшаются лавировочные характеристики паруса при заворачивании на ветер его задней шкаторины (рис. 25).

Чтобы давления по мере приближения к задней шкаторине паруса постепенно уменьшались (см. рис. 24, в), заднюю часть паруса стремятся делать максимально плоской. Если при этом удастся у задней шкаторины полностью выровнять давления на сторонах паруса, то за ним не возникнет значительных завихрений и его лобовое сопротивление уменьшится.

Основной способ уплощения задней части паруса — усиление ее короткими латами. Именно их эффективностью во многом объясняется хорошее качество современных бермудских гротов. К сожалению, самодеятельные судостроители недооценивают значения коротких лат, делают их недостаточно длинными и применяют только на гротах с положительными задними горбами. На самом деле короткие латы повышают качество всех парусов (в том числе с прямой и вогнутой задней шкаториной), и даже стакселей.

Рис. 25. Обтекание паруса с загнутой на ветер задней шкаториной.

Рис. 26. Возникновение индуктивных вихрей за парусом (слева) и распределение давления по его краям; на левом рисунке заштрихованы части паруса, работающие с пониженной эффективностью, на правом — пунктирной линией показаны реальные давления на парусе.

Более простой, но менее совершенный способ уплощения задней части паруса — его раскрой с отрицательным серпом по задней шкаторине. На парусах с ярко выраженным силовым каркасом вдоль задней шкаторины пропускают туго натянутый булинь. Стремясь распрямиться, он оттягивает от мачты прилегающую к нему часть парусины и тем самым уплощает заднюю часть паруса. На парусах, имеющих латы, отрицательные серпы делают на участках между латами.

Остановимся на расположении максимума пуза паруса по его ширине. По данным Ч. Мархая, разница в тяге на лавировке у парусов с максимумом пуза на 1/3, 1/2 и 2/3 ширины от мачты составляет лишь несколько процентов. Однако очевидно, что паруса с передним расположением пуза быстрее заполаскивают при работе с пониженной тягой. Паруса с задним расположением пуза и с недостаточной жесткостью конструкции при усилении ветра могут легко превратиться в паруса с завернутой на ветер задней шкаториной. На практике максимум пуза паруса обычно располагают по его середине или немного ближе к мачте.

Снижение индуктивного сопротивления паруса. Если парус по всей своей высоте работает в одинаковом режиме (рис. 26), то на его верхнем и нижнем краях образуется большой перепад давлений. Воздух по верхней и нижней шкаторинам паруса начинает энергично перетекать с наветренной стороны на подветренную. За парусом возникают мощные спиралеобразные вихри, на образование которых тратится значительная часть первоначальной энергии потока. Эта доля лобового сопротивления паруса называется его индуктивным сопротивлением — Хинд.

Второе, не менее важное следствие перетекания воздуха через горизонтальные шкаторины — выравнивание давлений на сторонах паруса в районах этих шкаторин и соответствующее падение его подъемной силы. Действительное значение давлений на сторонах паруса показано на рис. 26, справа пунктирной линией.

В общем случае индуктивное сопротивление равно:

(8)

где К — коэффициент, зависящий от формы паруса; l — удлинение паруса, отношение его высоты к средней ширине:

(9)

Увеличивая высоту паруса (его удлинение) и снижая тем самым длину горизонтальных шкаторин, можно прямо снизить общие индуктивные потери — индуктивное сопротивление и уменьшение подъемной силы. Но этот метод имеет свои пределы. Очень высокие паруса получаются тяжелыми с большим опрокидывающим моментом. Удлинение реальных парусов туристских судов лежит в пределах 3,5—4,5.

На больших яхтах изредка применяют еще два способа: расположение нижней шкаторины паруса вплотную к палубе (тем самым перекрывается щель, через которую может перетекать воздух) и установку по горизонтальным шкаторинам широких аэродинамических шайб. На разборных судах шайбы не используют: они громоздки и сами имеют значительное лобовое сопротивление. А опускание нижней шкаторины паруса до палубы используют в ограниченных случаях, ибо низко расположенный парус создает экипажу массу неудобств.

Эффективный метод снижения индуктивного сопротивления (но не потери подъемной силы!) — аэродинамическая закрутка паруса, т. е. уменьшение его угла атаки и пуза в районах горизонтальных шкаторин с целью снижения перепада давлений на этих участках паруса. Так как давления по краям паруса без закрутки все равно выравниваются из-за перетекания воздуха, то при этом способе подъемная сила практически не падает, зато ликвидируется сама причина возникновения индуктивных вихрей, и лобовое сопротивление паруса значительно уменьшается. Это приводит к росту тяги на острых курсах.

В простейшем случае закручивают лишь верхнюю часть гротов — угол атаки верхней части паруса составляет 50—20% угла атаки в районе гика. Так работают эффективные бермудские гроты, у которых верхняя часть отваливается под ветер и действует под углом атаки лишь в несколько градусов. У парусов со средним расположением гика удается закрутить и нижнюю часть. При этом средняя часть паруса может работать с большим пузом на критических углах атаки (с максимально высоким Су) без риска существенно увеличить индуктивное сопротивление.

Загибание назад верхней части мачты. Паруса с загнутыми назад верхними частями мачт, повторяющие по форме крылья хорошо планирующих птиц, совершеннее парусов с прямыми передними шкаторинами. Объясняется это меньшими индуктивными потерями, ибо у них задние шкаторины направлены более вертикально, а через наклонную переднюю шкаторину воздух не может перетекать на подветренную сторону паруса из-за большого динамического напора атакующего потока. На быстроходных спортивно-прогулочных судах, а иногда и на типично туристских разборных парусниках загнутые назад мачты применяют довольно часто.

Значение качества парусины. Качество парусины оценивается по трем показателям: прочности, гладкости, не-продувае мости. Парус из легкой недостаточно прочной парусины при усилении ветра начинает вытягиваться, на нем вредно увеличивается пузо, происходит общее искажение формы. На таких парусах быстро появляются местные вытяжки и остаточные деформации. Если прочность парусины не соответствует прикладываемым к ней нагрузкам, изготовленный из нее парус хорошо работать не будет.

Очень важна гладкость парусины. При прочих равных условиях на гладкой парусине переход потока из ламинарного в турбулентный происходит позже, чем на шероховатой, т. е. парус из гладкой парусины дает большую тягу на лавировке. При турбулентном обтекании коэффициент трения воздуха о парусину прямо зависит от ее шероховатости, значит, и в этих условиях гладкий парус имеет меньшее сопротивление. По данным Ч. Мархая, потери тяги на острых курсах из-за шероховатости парусины могут достигать 50%.

Продуваемость парусины приводит к тому, что воздух начинает фильтроваться с наветренной стороны на подветренную по всей площади паруса. При этом не только уменьшается разность давлений на его сторонах, но и нарушается правильность обтекания паруса, что ведет к заметному падению тяги.

Гладкость парусины сильнее сказывается в сильные ветра, ибо сопротивление трения воздуха о парусину пропорционально квадрату скорости ветра, а продуваемость парусины наиболее вредна при слабых ветрах. При усилении ветра не происходит заметного увеличения фильтрации воздуха из-за резкого роста сопротивления самих пор при увеличении скорости фильтрации. По этой причине штормовые паруса можно изготовлять из прочного, хотя и продуваемого, брезента, а паруса для слабых ветров выгоднее делать из непродуваемых пленок.

Качество хлопчатобумажной парусины, наиболее доступной для любителей, можно существенно улучшить, если осторожно обжечь паяльной лампой ворс на ее поверхности и устранить продуваемость с помощью специальных пропиток и последующего проглаживания паруса горячим утюгом. Как правило, используются пропитки на восковой основе с различными мягчителями. Конкретный состав пропитки для конкретной ткани подбирают опытным путем. Кусок ткани пропитывают, сушат, гладят, выставляют на несколько дней на солнце, трут его, мнут, мочат, сушат, а уже потом судят о возможности и целесообразности применения данной пропитки.

Другие способы повышения К парусов. Значительно снизить качество паруса могут мелкие, но многочисленные дефекты его поверхности — незаглаженные швы, торчащие лат-карманы, пришитые, а не нарисованные личные номера, которые присваиваются владельцам судов турклубами, семейства мелких морщинок. Эти дефекты устраняются аккуратным изготовлением паруса и последующим его вьгхаживанием. Радикальный метод повышения гладкости поверхности паруса — изготовление его двухслойным, т. е. из двух одинаковых полотнищ. В таком парусе все выступающие детали — швы, лат-карманы, боуты — помещаются внутри полотнищ.

Значительно повышает лобовое сопротивление паруса его рангоут. Мачты, гики, рейки, гафели сами являются плохо обтекаемыми телами и, кроме того, нарушают правильное обтекание паруса потоком воздуха. Для снижения лобового сопротивления все детали рангоута стремятся помещать в широкие карманы-обтекатели.

Развитый стоячий такелаж тоже может существенно увеличить сопротивление яхты. Общая площадь сечения вант, штагов, ромбовант невелика (порядка 0,15 м²), но, если такелаж недостаточно обтянут и вибрирует, его эффективная площадь может возрасти в 6 раз, что будет уже существенной потерей. Из-за малой жесткости разборных парусников на них трудно хорошо набить стоячий такелаж, поэтому надо стремиться к снижению длины и количества снастей, поддерживающих мачту. Дополнительное преимущество простых вооружений — их надежность в работе и малое время сборки-разборки.

Особое место занимает сопротивление фалов, проходящих вдоль мачты. Они снижают К грота в основном за счет завихрения потока, атакующего его переднюю шкаторину. Чтобы избежать этого, фалы проводят внутри мачтовых карманов-обтекателей.

§ 6. ЖЕСТКОСТЬ И УПРАВЛЯЕМОСТЬ ПАРУСОВ

Выше, рассматривая эффективность работы парусов, мы подразумевали, что паруса при рабочих нагрузках по всей своей площади сохраняют заданными угол атаки и пузо. В частности, поляры, приведенные на рис. 18, определены именно для жестких парусов, сделанных из жести. Реальные паруса из ткани, поставленные на не абсолютно жесткий рангоут, под действием ветровой нагрузки всегда больше или меньше изменяют свою форму — скручиваются винтом, увеличивают пузо, отдельные их участки заполаскивают. Чем выше формоустойчивость, жесткость паруса, тем при ветрах большей силы он может сохранять форму крыла и хорошо работать. И наоборот, чем мягче парус, тем быстрее ветер при своем усилении превратит его из крыла в бесформенную конструкцию, не способную тянуть яхту на острых курсах.

В дальнейшем под степенью жесткости паруса, или просто под его жесткостью, будем понимать способность паруса сохранять заданными форму, угол атаки и величину пуза по всей своей площади и во всем диапазоне расчетных для даннного паруса ветров.

Влияние жесткости паруса на его лавировочные характеристики. Количественно оценим потерю тяги паруса на острых курсах лишь от одного вредного фактора — его скручивания винтом под действием ветра. При этом речь идет не о полезной аэродинамической закрутке верхней части паруса, а именно о скручивании на 20—30° и больше, которое можно наблюдать на парусах туристских яхт, особенно если они сделаны из хлопчатобумажных тканей.

Рис 27. Влияние скручивания паруса на его характеристики (угол скручивания 30°):
Тж — тяга жесткого паруса (при Су = 1,5 и К = 6,5);
Гм — тяга скрученного паруса (при Су = 11,9 и К = 2,62).

Возьмем парус с пузом 10% (рис. 27). Чтобы его поляра соответствовала поляре жесткого паруса (см. рис. 18,III), сделаем его двухслойным, устранив тем самым вредное влияние мачты на его работу. В качестве парусины используем аэродинамически совершенно гладкую лавсановую пленку. Уберем на парусе все мелкие морщинки и другие нарушения его формы. Допустим, что этот потенциально очень эффективный парус во время работы скручивается так, что средние углы атаки каждого из его пяти участков равной площади отличаются от соседних на 7,5°. По поляре жесткого паруса найдем направления и величины аэродинамических сил, развиваемых каждым из его участков, сложим их и получим суммарную аэродинамическую силу скрученного (мягкого) паруса — Ам. Спроецировав ее на курс яхты, найдем тягу по курсу мягкого паруса — Тм. Сравнивая эту тягу с тягой жесткого паруса, который всей своей площадью работает под оптимальным углом атаки, убедимся, что жесткий парус тянет в 1,75 раза лучше мягкого. А если учесть влияние аэродинамического сопротивления корпуса и экипажа яхты, то при S = 4,5 м² и Sк = 1,5 м² тяга по курсу мягкого паруса будет в 2,6 раза меньше, чем жесткого. Из этого следует, что несмотря на принятые радикальные меры для повышения К паруса, мягкий парус из-за своего скручивания будет работать неудовлетворительно.

Если учесть, что мягкие паруса при усилении ветра не только скручиваются, но и увеличивают свое пузо (на больших стакселях, поставленных на слабо набитые штаги, оно достигает 20—30%), то станет ясно—уверенно лавировать можно только на достаточно жестких парусах. Это обязательное условие.

Определение необходимой степени жесткости паруса. С увеличением жесткости парусов растет диапазон ветров, при которых их можно использовать, и повьциается безопасность плаваний, но повышение жесткости всегда ведет к увеличению веса парусного вооружения, на что тури сты идут неохотно. Поэтому надо придерживаться принципа — жесткость каждого конкретного паруса должна быть достаточной лишь для ветра такой силы, на которую он рассчитан.

Например, при слабых ветрах сохраняют форму крыла и хорошо работают все паруса, в том числе и большие стаксели на слабо набитых штагах. Следовательно, вспомогательные стаксели, которые используются только на слабых ветрах, незачем делать особо жесткими. При усилении ветра их просто убирают.

Жесткость рабочих стакселей должна быть такой, чтобы они сохраняли свою форму при ветрах до 8—10 м/сек. Всепогоднь е гроты, которые несут в любой ветер и даже при шквалах, делают максимально жесткими, ибо в подобных условиях степень жесткости грота во многом определяет безопасность плавания.

Именно по этому принципу сделано парусное вооружение катамарана “Аргонавт” (прототип промышленного катамарана “Альбатрос”). Для обеспечения безопасности плавания он вооружен небольшим очень жестким гротом, рассчитанным на нормальную работу при ветрах, во время которых туристы еще выходят на воду, и большим вспомогательным стакселем, который при усилении ветра до 6 м/сек убирают. Поскольку такому стакселю не нужна высокая жесткость, он сделан облегченным, мягкой конструкции, без увеличения продольной жесткости корпуса и прочности мачты.

На практике степень жесткости конкретного паруса определяют опытным путем при расчетных ветрах. Для этого судно вытаскивают на берег, выбирая шкот, устанавливают парус под рабочими углами атаки и визуально оценивают степень искажения его формы. Жесткость парусов, имеющих автономно работающие силовые каркасы, можно прикинуть еще в процессе их изготовления, для чего парус ставят на рангоут, располагают его горизонтально и, двигая нок гика вверх-вниз с разной скоростью, имитируют действие на парус ветра разной силы.

Управляемость парусов. С жесткостью паруса тесно связано другое его важное свойство — управляемость, под которой в дальнейшем будем понимать возможность, по желанию рулевого, точно и в широких пределах изменять развиваемые парусом силы.

О достижении максимальной тяги по курсу было сказано выше. Чем жестче парус, тем проще, немного подбирая и потравливая шкот и ориентируясь по ходу яхты, найти оптимальный угол установки паруса относительно ветра на каком-либо конкретном курсе. Чем выше жесткость паруса, тем четче он реагирует на движение шкотом. Это наглядно видно из сравнения поляр, показанных на рис. 17 и рис.18.

В других случаях часто возникает необходимость заставить парус работать с пониженной тягой, чтобы он не сломал или не опрокинул яхту. При усилении ветра в 2—3 раза аэродинамическая сила паруса возрастает в квадратичной зависимости, т. е. в 4—9 (!) раз. Разборные парусники в отличие от больших яхт открытого моря строятся с небольшими запасами прочности и остойчивости (только в этом случае их удается делать легкими), и они не могут выдержать такого увеличения аэродинамических сил. Следовательно, парус должен иметь возможность работать вполсилы, треть силы и т. д. Чем шире возможности изменения силы паруса, тем при большем диапазоне ветров его можно использовать (рис. 28).

Жесткие паруса обладают хорошей управляемостью. Даже при очень сильных ветрах, уменьшая угол атаки паруса и его пузо, рулевой может поддерживать на нем именно такую силу, которую он сочтет безопасной и, что не менее важно, достаточной для продвижения по курсу (как правило, к берегу).

Рис. 28. Расширение диапазона ветров, при которых парус остается безопасным, в зависимости от возможного уменьшения развиваемой им аэродинамической силы (п = 1 — Vв до 6 м/сек; п = 2 — Vв до 8,4 м/сек; п = 3 — Vв до 10,4 м/сек; п = 4—Vв, до 12 м/сек).

Если парус имеет высокую управляемость, яхта перестает бояться неожиданных шквалов на острых курсах. Как только ветер ударит в парус, рулевой, потравив шкот на необходимую величину, может сохранить его тягу на безопасном уровне. Ясно, что никакими другими способами уменьшить за 1 сек. тягу паруса во много раз не удастся. При очень сильных шквалах пузо жестких парусов уменьшают почти до нуля и несут их под углом атаки лишь в несколько градусов, лишь бы судно сохраняло небольшой ход вперед.

Мягкие паруса плохо управляемы. При потравливании шкота аэродинамическая сила паруса уменьшается медленно (см. поляру на рис. 17), ибо значительная площадь паруса продолжает работать под большими углами атаки и, как правило, с большим пузом. При дальнейшем потравливании шкота верхняя часть паруса начинает заполаскивать, т. е. выпадает из работы по созданию подъемной силы, но создает большую силу лобового сопротивления. При этом К паруса и его тяга на острых курсах скачком падают, а общая аэродинамическая сила, стремящаяся опрокинуть или разрушить яхту, остается значительной. Это затрудняет использование мягких парусов при средних и сильных ветрах.

На шквалах яхты с мягкими парусами становятся беспомощными — часто опрокидываются, ломаются, при отжимном ветре не могут самостоятельно достигнуть берега, т. е. попадают в положение терпящих бедствие. В частности, на парусно-туристских соревнованиях при свежих ветрах неоднократно приходилось возвращать в лагерь на буксире тримараны с модным одно время стаксельным вооружением.

Диапазон возможного уменьшения аэродинамических сил конкретного паруса определяют опытным путем, на берегу, в сильный ветер. При этом минимальную силу замеряют, когда парус еще сохраняет форму крыла, не полощет и способен тянуть яхту против ветра.

Способы повышения жесткости парусов. Прежде всего разберемся, чем обусловливается устойчивость формы паруса. На рис. 29 видно, что задняя шкаторина грота под действием ветровой нагрузки стремится прогнуться под ветер и приблизиться к мачте, что соответственно вызывает скручивание паруса и увеличение его пуза. Таким образом, увеличение жесткости паруса из нетянущейся парусины можно свести к обеспечению стабильности формы его шкаторин и их положения относительно друг друга.

Конструктивными методами можно обеспечить жесткость любых парусов, в том числе бермудских гротов и больших стакселей. Чтобы эти методы стали понятнее, рассмотрим парус как комплексную систему, состоящую из каркаса — силовой рамы паруса — и мягкой парусины. Если силовая рама достаточно жесткая, не деформируемая, то, закрепив на ней нетянущуюся парусину и придав ей при раскрое желаемую форму, в нашем случае форму крыла, можно ожидать, что парусина сохранит ее при всех реальных ветрах.

В предельном случае силовую раму треугольного грота можно сделать из трех соединенных между собой прочных труб — мачты, гика и трубы по задней шкаторине. Треугольная рама из труб практически не скручивается. Парусина, опирающаяся на три жестко зафиксированные относительно друг друга опоры, не может самопроизвольно прогибаться и искажать форму пуза. Такой парус по своим характеристикам приближается к настоящему крылу асимметричного профиля.

Рис. 29. Изменение формы мягкого паруса при ветре: а — слабом; б — сильном; в — расстояние, на которое задняя шкаторина приблизилась к мачте; j — угол скручивания паруса.

Рис. 30. Искажение формы паруса из-за недостаточной жесткости рангоута:

1 — морщины; 2 — увеличение пуза из-за прогиба задней шкаторины.

Однако установка трубы по задней шкаторине связана с рядом неудобств, и ее не ставят, а туго натягивают саму парусину вдоль задних шкаторин гротов. На самодельных парусах из низкокачественной хлопчатобумажной парусины, которая не может выдержать требуемых нагрузок, приходится вводить дополнительный силовой элемент — булинь задней шкаторины из нетянущегося троса. Чем сильнее натянут трос, тем труднее ветру прогнуть его к мачте и вперед, тем стабильнее будет форма паруса. На реальных парусах булини задних шкаторин натягивают с силой 30—50 н (3—5 кгс) на 1 погонный метр их длины.

Рассмотрим конкретные требования к парусному вооружению, выполнение которых позволяет обеспечить необходимое натяжение задних шкаторин, и некоторые дополнительные способы повышения жесткости паруса.

1. Обеспечение жесткости рангоута. Это обязательное условие обеспечения требуемого натяжения задней шкаторины. Действительно, если рангоут будет гибким, то при возрастании давления ветра на парус нок гика и топ мачты пойдут навстречу друг другу, как показано на рис. 30, и задняя шкаторина прогнется. Жесткость рангоута увеличивают, делая его из труб большого диаметра (с ростом диаметра жесткость трубы растет в кубической зависимости, а с ростом толщины стенки — в линейной) или подкрепляя мачту краспицами и ромбовантами, превращая ее тем самым в объемную ферму.

2. Предварительный изгиб деталей рангоута. Гики и мачты без ромбовант, даже сделанные из толстых труб, все же остаются гибкими. Под нагрузкой они хотя и немного, но прогнутся, что ведет к прогибу задней шкаторины и перекосу паруса (см. рис. 30). Чтобы избежать этого, детали рангоута предварительно изгибают в пределах их упругих деформаций булинями задних шкаторин или другими снастями и уже по этой форме рангоута кроят парус. Детали рангоута изгибают до величины, до которой они сами бы прогнулись под действием максимального расчетного для данного паруса ветра. Этим простым способом удается ликвидировать все люфты в узлах соединения колен разборной мачты и секций гика.

3. Повышение эффективности оттяжки гика. При шарнирном креплении гика к мачте натяжение задней шкаторины прямо определяется натяжением оттяжки гика. Для повышения эффективности работы оттяжки в ее конструкцию вводят тали и увеличивают расстояние между пяткой гика и точкой крепления к мачте нижнего конца оттяжки. Чем больше это расстояние, тем меньшие силы развиваются в системе мачта — гик — оттяжка при определенном натяжении задней шкаторины грота, тем более легким можно делать рангоут.

4. Уменьшение действующей длины задней шкаторины. Чем короче задняя шкаторина грота, тем с меньшей силой ее надо натягивать, тем менее мощным можно делать рангоут. Существуют искусственные методы уменьшения действующей длины задней шкаторины. Например, на парусе Е. Кузнецова (см. рис. 41 она разделена гиком на две самостоятельные короткие части — верхнюю и нижнюю.

Рис. 31. Уменьшение угла скручивания паруса с помощью коротких лат, поддерживающих задний горб паруса:

1 — сквозная лата; 2 — короткая лата; 3 линия, соединяющая шкотовый и фаловый углы.

5. Применение парусов с горбами, подкрепленными короткими латами. Короткие латы не только выгодно уплощают заднюю часть паруса, но и уменьшают фактическое скручивание его средней части. На рис. 31 видно, что хорда средней части такого паруса почти совпадает по направлению с гиком, хотя сам парус скрученный. Его верхняя часть все же отваливается под ветер и работает на пониженных углах атаки, но с этим можно мириться, ибо потеря подъемной силы в верхней части паруса в значительной степени компенсируется уменьшением его индуктивного сопротивления. Чтобы исключить быстрое за-поласкивание верхней части грота при потравливании шкота, ее подкрепляют довольно Жесткой сквозной латой. По этому принципу сделаны паруса многих гоночных яхт. Так же был сделан эффективный бермудский грот для байдарок и “Мев”, разработанный Г. Сариным из Николаева и ленинградцем Р. Пирским.

ПАРУСА РАЗБОРНЫХ СУДОВ

§ 7. ТИПЫ ПАРУСНЫХ ВООРУЖЕНИЙ РАЗБОРНЫХ СУДОВ

Разборные туристские суда вооружают по-разному: одним гротом (кэт), гротом и стакселем (шлюп), изредка гротом, стакселем и кливером (тендер), двумя одинаковыми парусами на разнесенных по длине судна мачтах (шхуна), причем основные типы вооружения — кэт и шлюп (рис. 32).

Вооружение кэт. Его преимущества по сравнению со шлюпом — простота конструкции и малое количество снастей, высокая эффективность на всех ветрах и курсах, хорошая управляемость. Недостатки — большой вес рангоута, высокое положение центра парусности и соответственно большой опрокидывающий момент, возможность уменьшать площадь парусности только за счет рифления грота, что не всегда удобно.

При усилении ветра используют способность гротов повышенной жесткости работать на малых углах атаки с пониженной тягой. Шквалы при таком вооружении “пропускают”, ставя грот почти во флюгерное положение. Правда, в случае применения мачт с вантами, которые не позволят парусу поворачиваться на 360°, становятся опасны шквалы с кормы. Судно надо успеть привести к ветру еще до того, как оно опрокинется или сломается. Отсюда и обязательное требование — суда с вооружением кэт должны обладать высокой управляемостью (см. § 15. При стойких усилениях ветра, особенно попутного, грот рифят.

Вооружение применяется:

1) на самых легких и простых прогулочных судах. Здесь особенно ценно малое время сборки и настройки парусного вооружения, малое количество снастей и приспособлений для их проводки, возможность эффективно управлять судном в одиночку;

Рис. 32. Типы вооружений разборных судов (слева — направо): кэт, шлюп, шхуна.

2) на быстроходных спортивно-прогулочных судах. Один грот постоянно нести под оптимальным углом атаки проще, чем два паруса. А если ветер сильный, то на нем проще поддерживать безопасную, но максимально допустимую для данного судна тягу;

3) на судах начинающих парусников. Имея лишь один парус и получая ничем не искаженную информацию о результатах действия единственной управляющей снастью — шкотом, рулевые-новички, ориентируясь по ходу и крену яхты, начинают быстро разбираться в работе паруса, его оптимальных углах атаки, наивыгоднейших углах лавиров-ки и т. д.;

4) на туристских судах, когда от них требуется максимальная надежность (например, когда на борту дети). В экстремальных ситуациях вероятность наделать ошибок с одним парусом гораздо меньше, чем с двумя. Очень важно, что все управление судном сосредоточивается у одного рулевого. Площадь грота на таких судах делают умеренной, а его жесткость повышенной. Вооружение шлюп. По сравнению с кэтом при вооружении шлюп мачта получается более короткой, центр парусности расположен ниже, но требуется значительная прочность и жесткость корпуса в продольном направлении. При усилении ветра заметно снижается общее аэродинамическое качество вооружения из-за ухудшения формы относительно мягкого стакселя и вредного взаимовлияния парусов. При равной площади парусности яхты с вооружением шлюп, как правило, идут менее круто к ветру, чем с вооружением кэт, и менее быстро. При усилении ветра стаксель можно убирать или менять на штормовой, это быстрее, чем рифить грот. При необходимости рифят и грот. На некоторых судах возможно идти против сильных ветров только под одним зарифленным гротом. То есть при вооружении шлюп имеются более широкие возможности изменять площадь парусности. Однако если неожиданный шквал с кормы застанет яхту с вооружением шлюп, идущую под полными парусами, от экипажа требуется достаточное умение, чтобы не потерять мачту или не опрокинуться.

Вооружение применяется:

1) на судах с относительно большой парусностью, когда их остойчивость не позволяет устанавливать один большой грот;

2) на судах с плохой поворотливостью. Даже небольшой стаксель упрощает поворот оверштаг (рис. 33), но не убыстряет его, ибо из-за большого сопротивления полощущегося стакселя яхта может остановиться в положении левентик. В этом случае поворачивают на другой галс задним ходом;

3) на яхтах с традиционным вооружением “бермудский шлюп”. Его особенно любят туристы, прошедшие первоначальную парусную подготовку на спортивных яхтах. Они хорошо умеют управлять такими парусами и настраивать их на разные ветры и курсы;

4) на яхтах, где по условиям приемлемой парусной центровки приходится смещать вперед центр парусности. Как правило, это короткие суда со швертами, расположенными очень близко к мачте, например большинство швертботов.

Вооружение кэт с вспомогательным стакселем. Если разборную яхту вооружить одним гротом умеренной площади, она станет безопасной и выносливой, способной уверенно ходить при сильных ветрах, а при зарифленном гроте выдерживать и самые сильные ветры, которые могут встретиться в сложных туристских походах. Но в средние и слабые ветра такая яхта будет тихоходной. Подобное противоречие удалось разрешить, установив при вооружении кэт в помощь гроту большой вспомогательный стаксель, рассчитанный на работу только при слабых и отчасти средних ветрах. Площадь грота при этом берут действительно небольшой — лишь бы яхта удовлетворительно лавировала. Площадь стакселя делают максимально возможной — до 50—75% площади грота. Это не уменьшает безопасности яхты, ибо при слабых ветрах ее прочности и остойчивости хватает с избытком, чтобы нести такое вооружение. При усилении ветра до 5—7 м/сек вспомогательный стаксель убирают. Уборку и постановку стакселя осуществляют на ходу и очень быстро. Сигналом к уборке стакселя служит резкое искажение его формы и уменьшение тяги при усилении ветра.

Рис. 33. Поворот оверштаг на недостаточно поворотливых яхтах, вооруженных шлюпом. В положении .2 отпорным крюком выносят стаксель на ветер. Если яхта при этом получит задний ход, то и руль перекладывают на ветер на новом галсе.

Вооружение применяется на самых разных туристских судах, когда нужны надежность, высокая средняя скорость и относительно малый вес вооружения.

Единственное ограничение применения вооружения кэт с вспомогательным стакселем — требование к управляемости самой яхты. При постановке и уборке стакселя резко меняется ее парусная центровка. Яхта с одним гротом имеет тенденцию приводиться, что особенно заметно на полных курсах. На байдарках и длинных многокорпусни-ках, увеличивая площадь пера руля и относя его на значительное расстояние от мачты, легко удается получить надежную управляемость. Труднее этого добиться на коротких швертботах и надувнушках.

Двухмачтовые и многопарусные вооружения. С точки зрения аэродинамики двухмачтовые и многопарусные вооружения невыгодны: их паруса работают в ветровой тени друг друга. Кроме того, они сложны, требуют много времени на сборку и настройку, менее управляемы.

В последние годы появились двухмачтовые шхуны, удачные с точки зрения эффективности работы и рациональности конструкции. В качестве примера рассмотрим первый такой тримаран на основе байдарки (автор И. Дюргеров), который хорошо себя зарекомендовал в походах и неоднократно становился победителем парусно-туристских соревнований в классе “Тримаран-4,5 м²”.

На байдарке установлено два паруса типа “Стриж” площадью по 2,25 м². Грот-мачта стоит в самом конце кокпита, а фок-мачта — в самом начале, т. е. паруса разнесены на большое расстояние и почти не мешают работе друг друга. Паруса двухслойные, с прямым гиком (см. рис. 50 в), имеют хорошую форму (чем меньше парус, тем проще сделать его совершенным). Мачты свободностоящие, вставляются в специальные стаканы, закрепленные на шпангоутах байдарки. Корпус не имеет дополнительного усиления, но не скручивается винтом при энергичном откренивании экипажем, ибо матрос и рулевой откренивают каждый свой небольшой парус и просто не возникает значительного момента, скручивающего байдарку. Паруса не рифятся. При усилении ветра грот убирают или просто вынимают из гнезда грот-мачту вместе с парусом и идут под одним фоком. На полных курсах фок-мачту оставляют на штатном месте, а на острых переносят в дополнительный стакан на среднем шпангоуте. Парусная центровка тримарана при этом остается нормальной.

При таком вооружении, с двумя далеко разнесенными друг от друга парусами, оказалось возможным добиться самонастраиваемости яхты при движении определенными курсами относительно ветра. Более того, когда в походе по Каспийскому морю хлесткие волны все же снесли руль байдарки (на морские условия она не рассчитана), тримаран продолжал уверенно маневрировать под одними парусами.

Из других многопарусных вооружений можно отметить катамараны с большим количеством стакселей. Целесообразность такого вооружения на легких яхтах сомнительна. Несмотря на обилие парусины, в гонках эти катамараны ходили плохо, иногда опрокидывались, идти мимо них на дистанции было просто опасно из-за невозможности предугадать, куда в следующий момент устремится судно, часть парусов которого тянет в одну сторону, другая — в другую, остальные же громко полощут по ветру. Экипаж при этом полностью поглощен ловлей, выбира-нием и закреплением шкотов. Этот пример еще раз доказывает, что для малых яхт качество парусов важнее их суммарной площади.

§ 8. ТИПЫ ГРОТОВ

Конструкции гротов разборных судов отличаются большим разнообразием. Их выбирают, исходя только из наибольшей приспособленности грота для конкретного судна и предполагаемого района и характера плаваний. При этом определенную роль играют личные вкусы строителя, его квалификация, возможности реальной постройки конкретного паруса, имеющиеся материалы, привычка к новаторским решениям или верность традициям.

Ниже описаны гроты, применяющиеся на разборных судах. Знакомство с ними поможет выбрать себе парус по вкусу или создать свою оригинальную конструкцию, творчески используя имеющийся опыт.

При оценке конкретных парусов каждый строитель руководствуется личными критериями, но при этом надо учитывать и объективные оценки их совершенства:

1) эффективность паруса (чем она выше, тем при данном весе и сложности конструкции яхта будет быстроходней, или, если подходить с другой стороны, при данной ходкости парус можно делать меньшей площади, что прямо снижает вес яхты и упрощает ее конструкцию);

2) управляемость и степень жесткости паруса, его способность работать при резких усилениях ветра;

3) высоту центра парусности, которая определяет величину опрокидывающего момента;

4) удобство и быстроту постановки и уборки паруса;

5) возможность рифления паруса и эффективность его работы в зарифленном виде;

6) сложность конструкции и прямо связанную с ней надежность в работе;

7) удобство в эксплуатации, влияние на обитаемость судна;

8) вес и время сборки-разборки парусного вооружения, его приспособленность к транспортировке в разобранном виде.

Выбирая конкретную конструкцию паруса и оценивая его, надо помнить, что создать идеальный парус невозможно в принципе. Реальный парус — это всегда компромисс между противоречивыми требованиями, предъявляемыми к нему.

Типы гротов.

Прямые паруса(рис. 34) просты по конструкции, имеют низко расположенный центр парусности, быстро спускаются и поднимаются, лучше других гротов работают на полных курсах. Но у прямых парусов, расположенных симметрично относительно мачты, центр ветрового давления находится несколько наветренней оси их вращения, отчего при отданных шкотах парус стремится развернуться поперек ветра и развить максимальную тягу. Во время резких порывов прямой парус выполняет этот маневр при малейшей невнимательности рулевого. Даже если четко работать двумя шкотами и двумя брасами, парус практически невозможно обезветрить, поставив его вдоль ветра. Совершенно неудовлетворительная управляемость прямых парусов ограничивает их применение. Изредка они используются на байдарках как импровизированные небольшие паруса для полных курсов и как вспомогательные на больших остойчивых многокорпусниках.

Рис. 34. Прямые паруса:

слева — прямой; справа — треугольный прямой;
1 — брас; 2 — шов, соединяющий полотнища паруса; 3 — риф-штерт; 4 — шкот.

Рис. 35. Шпринтовые паруса:

слева — простейший вспомогательный парус, справа — парус швертбота «Оптимист»;
1 — реек (шпринт); 2 — «короткая» лата.

Рис. 36. Рейковые паруса:

а — грот байдарки «Нептун»; б — рейковый вспомогательный; в — со средним положением гика; г — с полубалансирным нижним рейком.

Шпринтовые паруса (рис. 35) часто используют как импровизированные вспомогательные паруса для байдарок. Они являются косыми парусами — сами встают во флюгерное положение при потравливании шкота и вполне работоспособны. Однако по своим главным характеристикам — жесткости, управляемости, весу, высоте центра парусности — несколько уступают лучшим парусам для полных курсов.

Шпринтовый парус, показанный на рис. 35 справа, имеющий гик и эффективную оттяжку гика, может работать и на острых курсах. Его иногда применяют на парусно-гребных судах.

Рейковые паруса (рис. 36). Эти, одни из наиболее совершенных парусов для полных курсов, успешно используются на байдарках и других парусно-гребных судах. Жесткость и управляемость рейковых парусов становятся вполне удовлетворительными, если их нижние шкаторины крепить к гику, а гик оттягивать вниз с помощью оттяжки (рис. 36,б).

Чтобы уменьшить высоту центра парусности, гик рейкового паруса можно упирать в мачту не у галсового угла, а несколько выше (рис.36, в). В этом случае парус можно опустить прямо до палубы. Оттяжкой гика будет служить нижняя шкаторина паруса. Другое хорошее решение — замена гика нижним полубалансирным рейком (рис. 36, г), который оттягивается вниз специальной оттяжкой с мягким талпером. При выбирании оттяжки одновременно набиваются передняя и задняя шкаторины паруса.

Рейковые паруса — полубалансирные, часть их площади находится с наветренной стороны мачты (оси вращения). Полубалансирность уменьшает приводящий момент паруса на полных курсах и уменьшает момент, скручивающий парус винтом, т. е. увеличивает его жесткость. Но, чтобы полубалансирные паруса уверенно разворачивались во флюгерное положение при отданных шкотах, с наветренной стороны мачты должно находиться не более 15—20% их площади.

Треугольный полубалансирный парус (рис. 37). У него более высокая мачта, чем у рейковых парусов, зато более низко расположен центр парусности, что важнее для безопасности судна. Кроме того, верхняя часть паруса менее массивна. Треугольные паруса быстро и просто поднимаются и опускаются. Они одни из лучших парусов для парусно-гребных байдарок, где уверенно работают вплоть до курса полный бейдевинд. Для повышения К паруса его лучше сделать с задним горбом, подкрепленным короткими латами (рис. 37, справа). Для увеличения площади паруса без увеличения высоты мачты полезно ввести фаловый треугольник или небольшой верхний реек.

Парус Н.Пушкина (рис. 38, слева). Если треугольный полубалансирный парус поставить на Л-образную мачту, то его можно использовать и на лавирующих судах — в этом случае при поворотах оверштаг уже не придется вручную переносить парус на подветренную сторону мачты.

Рис. 37. Треугольные полубалансирные паруса.

Рис. 38. Ланировочные полубалансирные паруса:

слева — парус Н. Пушкина; справа — ромбовидный;

1 — штаг; 2 — ахтерштаг.

Силовой каркас паруса образуется рейком и двумя туго натянутыми тросиками — булинями передней и задней шкаторин. На этот треугольный каркас опирается парусина. Для обеспечения необходимого натяжения шкаторин нижний реек оттягивается вниз с помощью талей. При площади паруса 4,5 м² тали рассчитываются на усилие до 500—700 н (50—70 кгс). Переднюю и заднюю шкаторины делают с отрицательными серпами. Пузо регулируется: грубо — перемещением шкотового угла паруса вдоль гика, тонко — изменением натяжения оттяжки рейка, при этом меняются площади положительного нижнего горба паруса и отрицательных серпов по передней и задней шкаторинам.

При рифлении нижняя часть парусины подтягивается к рейку и фиксируется риф-штертами. Вдоль линии риф-штертов вшит еще один тросик, выполняющий роль булиня нижней шкаторины зарифленного паруса, что необходимо для предотвращения вытяжки парусины в этом месте.

На острых курсах парус Н. Пушкина уступает лучшим лавировочным парусам, поскольку имеет длинную горизонтальную нижнюю шкаторину, на которой развивается большое индуктивное сопротивление. Зато он быстро поднимается и опускается, рифится, обладает высокой жесткостью. Этим и обусловлено его применение на легких парусно-гребных тримаранах (они лавируют только против сильных ветров, а против слабых идут на веслах, что быстрее) и на яхтах, рассчитанных на тяжелые условия плавания, когда от паруса прежде всего требуются надежность и простота обслуживания.

Рис. 39. Латинские паруса:

а — арабской доу; б — с двумя рейками, шарнирно соединенными в галсовом углу; в — с прочными предварительно изогнутыми рейками на Л-образной мачте; г — с горбом по задней шкаторине.

Ромбовидный полубалансирный парус (рис. 38, справа) устроен и работает так же, как и парус Н. Пушкина, но для уменьшения индуктивных потерь его форма сделана ромбовидной. Реек заменен двойным изогнутым гиком — уишбоном, который крепится к парусу в галсовом и шкотовом углах. Такой парус можно использовать и на однодревой мачте, закрепив его фаловый угол на топе мачты, а нижний — на одном из бортов судна.

Латинские паруса (рис. 39) имеют очень низкую мачту, быстро спускаются и поднимаются, достаточно жесткие и управляемые. В основном их применяют на парусно-гребных судах. При движении на веслах короткую мачту можно не убирать.

Старинные латинские паруса (рис. 39, а), которые до сих пор используются на арабских грузовых доу, имеют невысокую жесткость, и на них затруднена смена галсов. На разборные суда ставят другую разновидность латинских парусов — с двумя рейками, шарнирно соединенными в галсовом углу (рис.39, б).

Использованию латинских парусов на лавировке препятствует то, что на одном из галсов они перерубаются мачтой, отчего форма их резко искажается. Делались попытки крепить нижний реек латинского паруса к мачте с помощью специального механизма, позволяющего при поворотах оверштаг быстро заводить парус на подветренную сторону мачты, но они не прижились: на разборных парусниках все дополнительные, а тем более сложные или громоздкие механизмы справедливо считаются лишними.

Усовершенствованный латинский парус (рис. 39, в). Если латинский парус поднимать на Л-образной мачте, он будет сохранять правильную форму на обоих галсах, и его можно использовать на лавирующих судах. Для обеспечения высокой жесткости паруса рейки делают достаточно прочными, ,а их ноки соединяют стальным тросиком — булинем задней шкаторины. Рейки и булинь образуют почти не скручивающийся треугольный каркас паруса, который служит опорой для парусины.

Нижний реек оттягивается вниз с помощью талей. Чем сильнее набивается оттяжка рейка, тем сильнее изгибаются дугой нижний и, особенно, верхний рейки. В образующиеся по передней и нижней шкаторинам паруса положительные горбы уходит часть парусины, которая до того шла на образование пуза, и парус уплощается. Одновременно повышается его жесткость из-за увеличения натяжения булиня задней шкаторины. Такой парус может уверенно работать при сильных ветрах и на шквалах. В предельном случае его можно сделать совершенно плоским и во флюгерном положении он не будет заполаскивать.

Для повышения К паруса его рейки помещают в широкие карманы-обтекатели шириной в 6—8 диаметров рейка. Заднюю шкаторину паруса выгоднее делать прямой или слегка выпуклой и подкреплять короткими латами. Трос-булинь при этом ведут не по самой шкаторине, а по полотнищу паруса с небольшим прогибом в сторону мачты. На рис. 39, г его положение показано пунктиром. Карман для прохода булиня образуется пришитой к парусу длинной полоской-фальшивкой.

Рис. 40. Гафельные паруса:

слева — традиционной конструкции; справа — усовершенствованный; 1 — эренс-бакштаг; 2 — оттяжка гафеля; 3 — мачтовый карман — аэродинамический обтекатель мачты.

Гафелъные паруса (рис. 40) традиционной конструкции имеют невысокую эффективность на острых курсах и в первой трети XX века были вытеснены с гоночных яхт бермудскими гротами, хотя у последних более высокая мачта, которую приходится подкреплять краспицами и ромбовантами, и более длинная задняя шкаторина, делающая парус более мягким, склонным к скручиванию и самопроизвольному увеличению пуза в сильный ветер. В последнее время интерес к гафельным парусам возрождается, их конструкции делаются на новом, более высоком уровне; за границей даже появился термин «современные гафельные паруса».

Туристы-парусники всегда охотно использовали гафельные гроты для своих судов. На первых массовых соревнованиях парусных байдарок в 1974 г. две гонки из трех выиграл тримаран автора, вооруженный одним гротом, показанным на рис. 40, справа. Грот имеет удлинение более четырех и высокую степень жесткости. Мачта и гафель помещены в широкие карманы-обтекатели. Короткий гафель поставлен с большим подъемом к нок-бензельному углу, что значительно уменьшает индуктивные потери в верхней части паруса. Чтобы мачта не выступала выше гафеля, он фиксируется в рабочем положении не дирик-фалом, а оттяжкой гафеля. Пузо в верхней части паруса 3—5%, а в средней и нижней частях регулируется перемещением шкотового угла вдоль гика. Гик имеет мощную оттяжку с талями.

В том же году, но уже на первых московских парусно-туристских соревнованиях А. Мордашов из Калинина на своем более широком парусе применил эренс-бакштаг (рис. 40, слева). Его байдарка сразу пошла быстрее и круче к ветру, ибо скручивание паруса резко уменьшилось.

Паруса-крылья Е. Кузнецова (рис. 41). Дальнейшее развитие идей гафельных гротов привело к появлению очень высоких и жестких парусов-крыльев. Жесткость паруса, изображенного на рис. 41, слева, достигается тем, что гик, гафель и средний реек-распорка могут вращаться только синхронно, вместе с мачтой. Небольшая аэродинамическая закрутка верхней и нижней частей паруса обеспечивается за счет упругих деформаций и люфтов в узлах соединения деталей рангоута. В районе гафеля и гика пузо постоянно остается небольшим. В районе среднего рейка оно может достигать 15%. Регулируется пузо путем изменения длины передней телескопической краспицы мачты. Чем она короче, тем мачта сильней прогибается вперед и уплощает парус. Снасть, регулирущая длину краспицы, выведена к шпору мачты на специальный рычажок, имеющий шесть фиксированных положений на разные величины пуза. Длинная задняя шкаторина разбивается рейком на две самостоятельные короткие части, что позволяет делать ее натяжение небольшим. Катамаран Е. Кузнецова с этим парусом неоднократно становился победителем соревнований.

Рис. 41. Паруса-крылья Е. Кузнецова:

слева — прямоугольный со средним расположением гика; в центре — с загнутой назад мачтой; справа — убранный парус;
1 — ромбованты; 2 — регулируемая телескопическая красница; 3 — рычажок системы регулировки пуза; 4 — карман для спасти, подтягивающей парус к мачте; 5 — снасть для регулировки пуза.

Второй вариант крыла (рис. 41, в центре), разновидность паруса «Стриж-крыло», имеет более совершенную форму в плане — ликвидированы горизонтальные шкаторины в верхней и нижней частях паруса. Интересно, что этот парус не спускался по мачте, а при его уборке парусина подтягивалась вплотную к мачте системой снасточек, ходовые концы которых выведены к шпору мачты. Вдоль паруса снасточки проходят по карманам, образованным при сшивании отдельных полотнищ паруса, далее — по мачтовому карману вниз.

При желании все гафельные паруса можно делать с горбами по задним шкаторинам.

Парус «гуари» (рис. 42, слева). Для снижения индуктивного сопротивления паруса выгодно наращивать его передний горб, приближая форму паруса к наиболее совершенной — эллиптической. С этой точки зрения интересна форма старинного паруса «гуари».

Рис. 42. Парус «гуари» (слева) и парус Г. Лисина (справа):

1 — спускаемая изогнутая стеньга в кармане-обтекателе; 2 — ванта; 3 — штаг.

Рис. 43. Парус Люнгстрема (слева) и его вариант.

Парус Г. Лисина (рис. 42, справа). В нем по сравнению с «гуари» сделано принципиальное усовершенствование — верхний реек выполнен изогнутым (его можно рассматривать и как изогнутую стеньгу, и как вырожденный гафель). Форма верхней части паруса еще больше приблизилась к эллипсовидной. Оригинален узел крепления рейка к мачте. Реек наглухо крепится к короткой втулке, которая может свободно скользить по мачте вверх-вниз при спуске и подъеме паруса. В верхней части втулки есть паз с ловителем, которым она находит при подъеме паруса на головку болта на топе мачты, и в дальнейшем изогнутый реек может вращаться только синхронно с мачтой, что предотвращает скручивание паруса. Небольшая закрутка его верхней части обеспечивается за счет люфтов.

При такой конструкции удается сделать по всей передней шкаторине паруса карманы-обтекатели для мачты и рейка и в то же время обеспечить низкое положение точки крепления вант и штага к мачте. Напомним, что устойчивость мачты при нагружении ее сжимающими нагрузками от вант и штага обратно пропорциональна квадрату ее длины.

Парус Люнгстрема (рис. 43) применялся в 30-х годах на быстроходных «шхерных крейсерах». Парус двухслойный. Передние шкаторины каждого из двух совершенно одинаковых полотнищ крепятся к мачте с помощью ликтроса, входящего в ликпаз на передней стороне мачты. Мачта — свободностоящая, не имеет штагов и вант и может свободно вращаться вместе с парусом вокруг своей оси. Гиков нет. Пузо паруса регулируется изменением натяжения и направления действия шкота, как у стакселей. Рифят парус, вращая мачту и наматывая на нее излишнюю часть парусины. Таким же способом убирают парус полностью.

При попутных ветрах полотнища паруса раскрывают «бабочкой» в один ромбовидный парус. Возможность очень быстрого рифления путем наматывания части парусины на мачту сохраняется и в этом случае, что дает преимущество парусу Люнгстрема перед другими, в частности перед спинакерами. При случайном ударе ветра в переднюю поверхность развернутого «бабочкой» паруса он сам складывается в треугольный и остается вполне управляемым.

Вариант паруса Люнгстрема (или латинского паруса) показан на рис. 43, справа. Положение наклонной мачты фиксируется двумя трубками-распорками. Рифить этот парус, наматывая его на мачту, уже нельзя, но возможность раскрывать его в ромбовидный, увеличивая площадь сразу вдвое, остается.

Рис. 44. Парус Н. Боркуна:

1 — кольцо крепления шкотового угла паруса к гику; 2 —снасть для регулировки пуза; 3 — шкот; 4 — двойной гик; 5 — топовый подшипник.

Парус Н. Боркуна (рис. 44). При использовании паруса Люнгстрема на лавирующих разборных парусниках выяснилось, что степень его жесткости хотя и значительно выше, чем у стакселей (из-за наличия мачты по передней шкаторине), но все же недостаточна для туристских походов и гонок. Н. Боркун, использовав идеи Хаслера, усовершенствовал этот парус и успешно выступал на нем в соревнованиях. Прежде всего здесь введены гики с мощными регулируемыми по длине оттяжками. Шкотовые углы каждого полотнища паруса соединяются со своим гиком только в шкотовом углу посредством металлического кольца, которое может скользить по гику при рифлении и уборке паруса. От колец к блокам на ноках гиков идут снасти для регулировки пуза, далее они вдоль гиков выводятся к шпору мачты. Чем сильней набиты эти снасти, тем меньше пузо. Положение топа мачты относительно судна фиксируется штагом, ахтерштагом и двумя вантами. Чтобы мачта могла вращаться при наматывании на нее парусины, на топе устроен подшипниковый узел.

Этот парус сохраняет все преимущества паруса Люнгстрема и в то же время обладает более высокой жесткостью, что повышает его эффективность и управляемость.

Бермудские гроты (рис. 45). Конструкции бермудских гротов в настоящее время наиболее отработаны и широко освещены в литературе. Поэтому мы не будет останавливаться на них подробно, отметим лишь несколько моментов, важных именно для разборных парусных судов.

Прежде всего остановимся на распространенной ошибке — использовании упрощенных бермудских гротов (рис. 45, а) в качестве вспомогательных парусов для байдарок. По всем своим показателям они уступают хорошим вспомогательным парусам для полных курсов, в частности рейковым. У них более высокая мачта, более высоко расположен центр парусности, более длинная задняя шка торина, которую трудно набить достаточно туго. Владельцы таких парусов, стремясь понизить центр парусности, часто опускают гик до уровня фальшборта, и он при непроизвольных поворотах фордевинд может травмировать матроса.

Рис. 45. Бермудские гроты:

а — простейший вариант; б — с автономной силовой рамой; в — грот с погоном гика-шкота, корпус завязывается в силовую раму паруса.

Силовые рамы бермудских парусов могут быть автономными (рис. 45, б) и завязанными с корпусом (рис. 45, в). В первом случае оттяжку гика ведут к шпору мачты. Жесткость такого паруса не зависит от жесткости корпуса яхты, и его можно ставить даже на надувнушку. Правда, при этом варианте, из-за малого расстояния между точками крепления к мачте пятки гика и оттяжки, трудно обеспечить необходимое натяжение задней шкато-рины.

Во втором случае применено гораздо более эффективное решение — оттяжка идет не к мачте, а к специальному погону на палубе судна. При этом удается обеспечить требуемое натяжение задней шкаторины и парус получается достаточно жестким. Погон делают либо в виде троса, туго натянутого между бортами судна, либо в виде согнутого по радиусу рельса, закрепленного на палубе судна. По рельсу катается каретка оттяжки гика. Расстояние между гиком и погоном при разных положениях паруса остается постоянным. Высокая эффективность такой оттяжки позволяет делать бермудские гроты в виде высоких и достаточно жестких парусов-крыльев. Суда с подобными парусами успешно выступают на соревнованиях, но широкого распространения у туристов не получили из-за сложности и громоздкости всей конструкции, ухудшения обитаемости судна, к которому приводит установка радиусного погона.

Часто применяется компромиссное решение, когда функции оттяжки гика выполняет шкот. Его проводят через систему блоков, часть которых закреплена на палубе или на днище яхты в ее диаметральной плоскости. Результаты при этом получаются средними — парус работоспособен, но все же заметно скручивается, особенно на полных курсах.

Регулировку пуза на некоторых бермудских гротах гоночных и крейсерских яхт осуществляют путем специального изгиба мачты. Некоторые строители разборных парусников пытаются повторить такую методику на своих судах, но, как правило, получают не гибкую мачту, а недостаточно жесткую и прочную со всеми вытекающими отсюда последствиями. Подобный способ регулировки пуза требует очень точного подбора гибкости мачты в разных ее частях, специального раскроя парусины, а в ряде конструкций — и развитого стоячего такелажа, часть снастей которого используется не для поддержания мачты, а именно для ее изгиба.

В упрощенных вариантах этот способ регулировки пуза недостаточно совершенен. Например, при регулировке пуза паруса гоночной яхты «Финн» гик сильно оттягивается вниз. Соответственно изгибается мачта, и пузо паруса уменьшается, но при этом нарушается вся геометрия паруса, и он перекашивается. В фаловом и шкотовом углах появляются целые семейства крупных морщин.

В любительских условиях гораздо надежнее делать мачту прямой, максимально жесткой, а пузо регулировать, перемещая шкотовый угол паруса вдоль гика. В предельном случае, если поверхность паруса представляет собой часть поверхности цилиндра или конуса, парус не будет перекашиваться при регулировке пуза таким способом в самых широких пределах.

Сквозные латы, которыми иногда оснащают бермудские гроты, значительно повышают жесткость самой парусины, препятствуют ее заполаскиванию, но не уменьшают склонности паруса скручиваться винтом и не увеличивают стабильности величины пуза. При усилении ветра жесткости лат оказывается недостаточно, и они прогибаются. При ослаблении ветра, наоборот, сквозные латы вредно уплощают парус. Выход возможен в использовании нескольких комплектов лат, на что туристы обычно не идут, или достаточно жестких лат и специального устройства, для их принудительного регулируемого изгиба в соответствии с пожеланиями рулевого. Некоторые варианты таких устройств, например для грота популярного 20 лет назад швертбота национального класса «М», описаны в литературе.

В литературе имеется много чертежей бермудских гротов, иногда раскрой их дается с точностью до 1 мм. Пользоваться такими чертежами надо осторожно, ибо сшитый по ним парус будет хорошо стоять на рангоуте и хорошо работать только при условии, что все другие элементы, определяющие его форму (тип силовой рамы, мачта и ее гибкость, гик, система оттяжки гика, жесткость корпуса и характеристики парусины), будут точно соответствовать описанной конструкции. Для любителей гораздо надежней шить паруса не по чертежам, а по месту, по готовому рангоуту с частыми примерками и постепенной доводкой формы паруса до желаемого качества.

Рис. 46. Парус лодки «Скиф» (слева) и простейший вариант паруса «Стриж».

Парус лодки «Скиф» (рис. 46, слева). Этот парус, применявшийся на североамериканских промысловых лодках еще в конце XIX века, имеет целый ряд устаревших решений (крепление к мачте с помощью сезневки, прямой гик, перерубающий парус на одном из галсов, отсутствие устройства для оперативного изменения пуза и его тонкой настройки) и не может конкурировать с современными лавировочными парусами. Однако представляют интерес его форма и способ обеспечения жесткости.

Нижняя шкаторина имеет значительный подъем вверх, что позволяет улучшить обтекание нижней части паруса и уменьшить длину задней шкаторины. В самой широкой части паруса его форма не искажается гиком и имеет правильный профиль, что дает существенную прибавку тяги по сравнению с бермудскими парусами. Кроме того, гик упирается в мачту не в галсовом углу паруса, а гораздо выше. При таком решении пузо в самой широкой части паруса не может самопроизвольно увеличиться, ибо гик четко фиксирует расстояние между шкотовым углом и мачтой. Нижняя часть паруса выполняет роль оттяжки гика, а поскольку расстояние между галсовым углом паруса и пяткой гика значительно, такая оттяжка работает эффективно и парус получается достаточно жестким.

В дальнейшем форма паруса лодки «Скиф» была использована в виндсерферских парусах и в парусах типа «Стриж».

Паруса типа «Стриж». Наряду с бермудскими гротами эти новые паруса наиболее применяются на разборных судах. Остановимся на них подробней.

«Стриж» родился в острой конкуренции с парусами традиционных типов, в первую очередь с бермудскими гротами. Почти идеальные соревновательные условия технического развития позволили ему быстро достигнуть необходимой степени совершенства.

Практика показала, что при достаточной квалификации исполнителей эффективными можно сделать паруса многих типов, но на «Стрижах» высокое аэродинамическое качество, жесткость и управляемость достигаются более простыми методами, чем на бермудских гротах и других традиционных парусах, они более терпимы к качеству парусины и квалификации исполнителей, универсальны.

В «Стриже» идеи, заложенные в парусе лодки «Скиф», получили свое дальнейшее развитие и более целенаправленное воплощение. От своего предшественника и виндсерферских парусов «Стриж» отличается:

1) более значительным подъемом нижней шкаторины по направлению к шкотовому углу, что улучшает условия обтекания нижней части паруса и, особенно заметно, его средней, самой широкой части, на которой развивается основная доля подъемной силы при небольшой силе лобового сопротивления;

2) более короткой задней шкаториной и большим расстоянием между пяткой гика и галсовым углом паруса, что позволяет обеспечить требуемую жесткость паруса при умеренных силах в его силовой раме;

3) ярко выраженным треугольным силовым каркасом паруса, состоящим из мачты, булиней задней и нижней шкаторин и гика-распорки (булинь нижней шкаторины можно рассматривать и как оттяжку гика);

4) более прочной мачтой, обеспечивающей жесткость всего паруса;

5) широким мачтовым карманом, выполняющим роль обтекателя мачты, или выполнением паруса двухслойным;

6) возможностью на ходу в широких пределах регулировать пузо паруса без заметных искажений его формы.

Простейший вариант паруса типа «Стриж» (рис. 46, справа). Отношение теоретических длин шкаторин берется как 5:4:3. Тогда шкотовый угол получается равным 90°, и парусина вдоль нижней и задней шкаторин идет по прямым ниткам утка и основы. Это значительно облегчает пошив паруса без морщин, аэродинамически гладким, обеспечивает минимальную кривизну паруса в районе задней и нижней шкаторин (нижнюю шкаторину можно рассматривать как вторую заднюю) и стойкость формы паруса в процессе эксплуатации: он меньше вытягивается в районе шкаторин.

В простейшем случае мачту «Стрижа» не подкрепляют ромбовантами, чтобы максимально упростить конструкцию, но саму мачту делают достаточно прочной. Ее предварительно изгибают в пределах упругих деформаций. Стремясь распрямиться, мачта туго натягивает булини шкаторин. При этом важно, что булини имеют предварительное натяжение и могут выдерживать меняющуюся ветровую нагрузку без дополнительного прогиба мачты и соответствующего изменения формы паруса. Чем прочнее мачта, тем более жестким получается парус, тем при более сильных ветрах он способен сохранять правильную форму аэродинамического крыла.

Мачту таких парусов либо делают свободностоящей (ее нижний конец просто вставляется в стакан, закрепленный в корпусе судна), либо подкрепляют топовыми вантами и штагом.

Заднюю и нижнюю шкаторины делают с небольшими отрицательными серпами. Туго натянутые булини, стремясь распрямиться, оттягивают от мачты прилегающую к ним парусину и тем самым уплощают всю заднюю часть паруса. Для каждого конкретного паруса, изготовленного из нестандартной парусины, требуемую величину отрицательных серпов находят опытным путем во время пошива паруса. («Стрижи» с вогнутыми шкаторинами вполне работоспособны, подавляющее большинство их выполняется именно по этой схеме, но автор считает необходимым подчеркнуть, что введение коротких лат по задней шкаторине ненамного усложнит конструкцию, но даст заметный рост тяги на лавировке.)

Одинарный гик делается изогнутым, чтобы парус не ложился на него на одном из галсов. К мачте он крепится с помощью втулки, которая может свободно скользить вверх-вниз по мачте. Ко втулке приварен болт, на него надевают пятку гика и фиксируют гайкой (см. рис. 86). Гик может свободно вращаться относительно втулки в вертикальной плоскости и вместе со втулкой — относительно мачты в горизонтальной плоскости. Поднимается и опускается гик вместе с парусом.

Пузо регулируется перемещением вдоль гика шкотового угла паруса, для чего между ноком гика и шкотовым углом делают таль в 4—5 лопарей. Ходовой конец тали выводят к шпору мачты вдоль нижней шкаторины или иногда вдоль гика, а затем вниз по мачте. При выбирании тали увеличивается расстояние между шкотовым углом паруса и мачтой. Но поскольку булини четко фиксируют расстояние между шкотовым углом и оконечностями мачты, средняя часть мачты вынуждена прогибаться вперед. В образующийся по передней шкаторине положительный горб уходит часть парусины, которая до того шла на образование пуза (см. рис. 50, а). При этом важно, что максимальную ширину горб имеет в средней части паруса — именно там, где в него необходимо убрать наибольшее количество парусины. При таком методе регулировки пуза не происходит заметного искажения формы паруса при изменениях пуза от нуля до 10—15%.

При уменьшении пуза из-за увеличения изгиба мачты автоматически повышается жесткость паруса, и он становится способным работать при сильных ветрах.

Профиль «Стрижей», сшитых из хлопчатобумажных тканей, делают ложкообразным со смещением максимума пуза ближе к мачте, а по высоте — к гику. Оттяжку гика используют как булинь нижней шкаторины — опору для парусины. Необходимая закрутка верхней части паруса на 1/2—1/3 угла атаки в районе гика обеспечивается за счет естественного скручивания паруса как не абсолютно жесткой системы.

Для уменьшения высоты мачты и положения центра парусности фаловый и галсовый углы паруса подрезают и крепят к дужкам-кронштейнам, постоянно закрепленным на мачте. Длину верхней дужки берут не более 0,25 м, иначе увеличивается сопротивление верхней части паруса. Нижнюю дужку можно делать длиннее, особенно если она находится у самой палубы судна, выполняющей роль аэродинамической шайбы нижней шкаторины грота. На больших катамаранах длина нижней дужки достигает 0,7 м. Попутно дужки позволяют дополнительно регулировать закрутку верхней и нижней частей грота, для чего нижнюю дужку (она вращается синхронно с верхней) отклоняют под ветер и именно на такой угол относительно гика, как сочтет необходимым рулевой. При этой конструкции можно добиться очень эффективной работы средней, самой широкой части грота, неся ее под большим углом атаки с большим пузом, и в то же время не бояться значительного увеличения индуктивного сопротивления паруса и срыва потока в завихренный при случайных увеличениях угла атаки.

На всех «Стрижах» самая широкая часть имеет самый правильный и стабильный профиль, самый большой угол атаки и обтекается плавным потоком воздуха, не завихренным гиком и корпусом судна. Это значительно улучшает тягу на острых курсах, например по сравнению с бермудскими парусами, и при прочих равных условиях обеспечивает «Стрижам» преимущество в гонках. Для тяжелых условий плавания высокая эффективность грота позволяет делать его меньшей площади, что повышает безопасность судна.

«Стрижи» рифят путем уборки в «колбаску» или в промежуток между полотнищами двухслойного паруса его нижней или верхней-задней части. Второй способ (рис. 47) применяют при изогнутых мачтах. «Колбаску» стягивают вдоль булиня задней шкаторины риф-штертами. В новом фаловом углу ее притягивают к мачте прочным штертиком, который пропускают через специальную петлю на передней шкаторине. (При этом надо следить, чтобы зарифленный парус свободно передвигался по мачте!) Наличие «колбаски» по задней шкаторине ухудшает обтекание паруса на острых курсах, но ненамного — в сильный ветер поток достигает задней шкаторины уже настолько завихренным, что ее фактическая толщина уже не имеет большого значения. При таком способе рифления оставшаяся часть паруса занимает на мачте свое обычное место, что при изогнутых мачтах очень важно.

В рабочее положение парус поднимают фалом. Для облегчения подъема паруса и снижения нагрузок на мачту от нисходящей ветви фала, что важно для изогнутых мачт, между топом мачты (верхней дужкой) и фаловым углом паруса устраивают простейшую таль (см. рис. 86).

Рис. 47. Рифление паруса «Стриж»:

1 — прочный штерт, удерживающий новый фаловый угол у мачты; 2 — мачтовый карман, собранный в гармошку; 3 — ходовой конец фала; 4 — положение задней шкаторины незарифленного паруса; 5 — риф-штерты, продеваемые через люверсы; 6 — ткань, собранная в «колбаску».

Рис. 48. Сравнительные размеры бермудского грота и паруса «Стриж» (S = 6 м²).

В заключение остановимся на двух распространенных ошибках, которые допускают строители «Стрижей». Часто на них, по аналогии с виндсерферскими парусами, вместо одного изогнутого гика ставят двойной уишбон, что ничем не оправдано. Двойной гик имеет большее лобовое сопротивление, больше нарушает плавность потока, обтекающего парус, и при равной с одинарным гиком прочности и жесткости имеет больший вес.

Высказывалось мнение, что «Стрижи» имеют более высоко расположенный центр парусности, чем бермудские гроты, а потому и более опасны для легких судов. На самом деле центр парусности «Стрижей» площадью до 7 м² расположен ниже, чем у бермудских гротов, у которых гик проходит над головами членов экипажа (рис. 48).

Варианты паруса «Стриж». Первый «Стриж» был продемонстрирован автором на парусно-туристских соревнованиях 1975 г. Уже со следующего года стали появляться различные варианты этого паруса. Направление оказалось перспективным, допускающим большую свободу творчества. Интересные решения предложили А. Буханов, В. Суровов, Н. Пушкин, Л. Мороз и др. Остановимся на некоторых вариантах таких парусов (рис. 49, рис. 50).

«Стриж» с короткими латами (рис. 49, а). Как уже говорилось, короткие латы улучшают характеристики любого паруса, в том числе и «Стрижа». При наличии лат заднюю шкаторину можно делать прямой (самый удобный при раскрое вариант) или слегка выпуклой. Трос-булинь задней шкаторины при этом остается на месте, прогнутым в сторону мачты. Определив опытным путем положение трос-булиня, его помещают в карман, образованный полотнищем паруса и полоской-фальшивкой. Фальшивку выкраивают по косой нитке, чтобы она не стягивала парусину. Характер работы силовой рамы паруса с горбом обычный.

«Стриж» с обрезанным шкотовым углом (рис. 49, б) применяют на парусах большой площади, чтобы уменьшить длину гика, и при вооружении судна шхуной при недостаточности расстояния между мачтами. Вертикальную заднюю шкаторину подкрепляют отрезком трубки диаметром 20—30 мм.

«Стриж.» с загнутой назад мачтой (рис. 49, в). Впервые этот выгодный с точки зрения аэродинамики парус был разработан автором для спортивно-прогулочного варианта катамарана «Аргонавт-Альбатрос». Мачта собиралась из трех колен, верхнее из них было изогнуто. Ванты и штаг крепились к узлу крепления к мачте гика, который мог вращаться относительно мачты в вертикальной плоскости, но не опускался по ней. При уборке парус опускался до гика, принайтовывался к нему, а затем нок гика опускался на палубу.

Рис. 49. Варианты паруса «Стриж».

Рис. 50. Способы регулировки пуза паруса «Стриж»:

а — изгиб мачты при помощи талей на ноке гика; б — изменение расстояния между шкотовым углом и прямой мачтой; в — изгиб мачты путем подъема по ней пятки гика; г — изгиб мачты при помощи краспицы регулируемой длины; 1 — плоский профиль; 2 — полный профиль; 3 — тали; 4 — краспица; 5 — контрштаг; 6 — телескопическая краспица.

Г. Лисин сделал второй вариант такого паруса, заменив верхнюю изогнутую часть мачты спускаемой изогнутой стеньгой. Точка крепления вант была поднята на топ относительно короткой мачты. При таком варианте добавились некоторые сложности, но упростилась уборка паруса и появилась возможность поднимать на штаге стаксель — вооружать судно шлюпом.

«Стриж» с прямой мачтой (рис. 51). При изготовлении «Стрижа» из парусного лавсана и другой нетянущейся парусины начинающим парусным мастерам трудно сделать их ложкообразной формы и добиться отсутствия морщин при разных величинах пуза. В подобном случае гораздо проще скроить парус совершенно плоским и поднимать его на жесткой прямой мачте. Поставленный на рангоут, он будет иметь форму части поверхности цилиндра с постепенным уменьшением угла атаки по направлению от гика к фаловому и галсовому углам. Как говорилось выше, такая явная закрутка паруса ведет к уменьшению общей аэродинамической силы паруса, но за счет снижения индуктивных потерь и улучшения обтекания средней части паруса его тяга на острых курсах возрастает. Это многократно подтверждалось в гонках.

На лавсановых парусах небольшой площади булинь по задней шкаторине можно не делать — прочности самой парусины достаточно. Трос — оттяжку гика иногда отсоединяют от нижней шкаторины, чтобы он не заворачивал ее на ветер. Принцип регулировки пуза такого паруса показан на рис. 50 б. Прямую мачту, подкрепленную краспицами и ромбо-вантами, делают и на «Стрижах» большой площади (10 — 13 м²), ибо в этом случае для нормальной работы изогнутой мачты ее надо делать из труб диаметром 80—90 мм.

Применяются два варианта прямых мачт. В первом случае узел краспиц совмещают с узлом крепления гика к мачте (рис. 51,а). Гик делают из двух прямых труб. В рабочее положение его и систему ромбовант поднимают фалом при подъеме паруса и окончательно набивают ромбованты талью у шпора мачты. Во втором варианте (рис. 51,б) ромбованты остаются постоянно закрепленными на мачте. Узел краспиц, независимый от гика и паруса, выполняют в виде бугеля, через прорезь которого можно протаскивать парус с мачтовым карманом при его подъеме и спуске мачты.

Окончательно вся система ромбовант набивается после постановки паруса в рабочее положение и набивки булиней его задней и нижней шкаторин, которые служат четвертой ромбовантой.

Рис. 51. «Стриж» с прямой мачтой (слева) и варианты крепления краспиц:

а — со спускаемыми ромбовантами; б — с постоянными; 1 — ромбованта; 2 и 5 — дужка, проходящая через отверстие в парусе; 3 — гик; 4 — парус.

Рис. 52. Два варианта паруса «Стриж-крыло».

«Стриж-крыло» (рис. 52). Схема «Стрижа» оказалась перспективной и для постройки высоких эллипсовидных парусов-крыльев. На рисунке показаны два варианта таких крыльев: со средним положением точки крепления к мачте вант и штага (слева) и со спускаемой изогнутой стеньгой (справа). В первом варианте гик не опускается по мачте, но может поворачиваться вниз и вставать вдоль мачты. Опущенный парус принайтовывается к ним. В обоих случаях из-за большого удлинения парусов шкотовые углы приходится делать больше 90° и вводить центральные швы по их биссектрисам. Направление ниток основы парусины перпендикулярно нижней и задней шкаторинам. В противном случае будет трудно сделать заднюю часть паруса плоской, даже несмотря на короткие латы.

§ 9. СТАКСЕЛИ

Особенности работы стакселей. Стаксели — передние паруса, поднимаемые на основном или дополнительных штагах. Основное достоинство их для туристских плаваний в том, что они быстро ставятся и убираются. По передней шкаторине стаксели не имеют мачты и обтекаются ничем не искаженным потоком воздуха, отчего могут обладать высоким аэродинамическим качеством при большом значении коэффициента подъемной силы. Однако большинство стакселей работает так лишь при слабых ветрах, ибо стаксели — относительно мягкие паруса и при усилении ветра быстро теряют свою форму. Для обеспечения нормальной работы стакселей надо туго набивать все три их шкаторины и в первую очередь — переднюю. Опытным путем установлено, что стаксели сохраняют форму крыла, если их передняя шкаторина или штаг, за который они цепляются карабинами, набиты с силой, не меньшей:

Р_шт>3,5А_ст (10)

где А_ст — аэродинамическая сила, развиваемая стакселем (ее подсчитывают по формулам, приведенным в § 3).

При слабых ветрах вполне достаточно натяжения штага в привычных для разборных судов пределах — 10— 25 кгс, но при усилении ветра до 10 м/сек штаг стакселя площадью 4 м² должен быть набит с силой более 1000 н (100 кгс), что сразу предъявляет высокие требования к прочности мачты и корпуса судна. Важно, чтобы мачта и корпус были не только прочными, но и жесткими — не деформировались при возрастании нагрузок вплоть до предельных, иначе штаг все же прогнется и стаксель перекосится, скрутится винтом, самопроизвольно увеличит свое пузо. В таком виде на острых курсах стаксель будет давать незначительную тягу, но очень большую силу дрейфа (опрокидывающую).

Рис. 53. Нагрузки на мачту и корпус судна от стакселя (S = 4 м², Vв = 7 м/сек).

В общем случае можно считать, что хорошо работающий стаксель дает нагрузку на мачту и корпус в 2,5 раза большую, чем грот такой же площади. Подтвердим это конкретным примером (рис. 53). Стаксель площадью 4 м при ветре 7 м/сек развивает аэродинамическую силу 150 н. Натяжение штага должно быть не менее 525 н. Корпус в районе мачты должен без заметных деформаций выдерживать изгибающий момент от действия штага 800 н • м. Для обеспечения натяжения штага ванты должны быть натянуты с силой 2000 н. Суммарная нагрузка на мачту от действия штага и вант, необходимая только для обеспечения нормальной формы стакселя, составит 2500 н (250 кгс). А если учесть, что нагрузки на мачту увеличатся еще на 1000 н от действия опрокидывающего момента стакселя, станет ясно, что для легкого разборного судна это много.

Недооценка рассмотренных особенностей работы стакселей приводила к тому, что в первые годы на парусно-туристских соревнованиях аварии яхт с большими стакселями следовали одна за другой: ломались мачты, вырывались вант- и штаг-путенсы, трещали корпуса, были случаи, когда в сильные ветра большие стаксели переламывали байдарки. Строители разборных парусников были вынуждены пойти на значительные усложнения конструкции судов: корпуса подкреплялись развитыми продольными фермами, наборы байдарок усиливались или заменялись новыми, мачты оснащались развитым стоячим такелажем с набором ромбовант, широко применялись ахтерштаги, которые дают на мачту гораздо меньшую нагрузку, чем ванты, отнесенные в корму. Со временем выяснилась бесперспективность этого направления, ибо сложность справедливо считается недостатком легких судов. Из теории известно, что надежность всей конструкции быстро снижается с увеличением числа ответственных узлов и деталей. Чем проще судно, тем спокойнее на нем можно отправляться в дальнее путешествие, тем больше вероятность, что плавание пройдет безаварийно.

Другая особенность стакселей — плохая их управляемость. При усилении ветра недостаточно жесткий стаксель трудно заставить работать с пониженной тягой. Он либо раздувается и дает максимальную опрокидывающую силу, либо при потравливании шкота заполаскивает с большой амплитудой.

Рис. 54. Увеличение тяги парусов на всех курсах при постановке вспомогательного стакселя в слабый ветер.

Рис. 55. Проводка бегучего такелажа при применении сменных стакселей:

1 — люверс в шкотовом углу стакселя; 2 — такелажная скоба; 3 — стопор ходового конца галс-оттяжки; 4 — стаксель-шкот левого галса; 5 — ходовой конец галс-оттяжки; 6 — стаксель-шкот правого галса; 7 — ходовой конец стаксель-фала; 8 — стопор стаксель-фала; 9 — блок-стаксель-фала; 10 — карабин стаксель-фала; 11 — люверс в фаловом углу; 12 — основной штаг; 13 — сменный стаксель; 14 — люверс в галсовом углу; 15 — карабин галс-оттяжки; 16 — блок галс-оттяжки.

Определенные трудности возникают с регулировкой пуза стакселя, которая осуществляется изменением силы и направления действия стаксель-шкотов.

Использование стакселей определяется их достоинствами и недостатками. Охотно применяют стаксели при слабом ветре, когда несущественна их мягкость; еще не перегружая силовую раму судна, они хорошо стоят и дают существенную прибавку тяги на всех курсах (рис. 54).

Широко используется возможность быстрой постановки и уборки стакселей при вооружениях шлюп и кэт со вспомогательным стакселем. При усилении ветра, заменяя стаксель на штормовой или убирая его совсем, можно буквально за полминуты существенно уменьшить площадь парусности яхты. Проводка такелажа, рассчитанного на быструю смену и уборку стакселей, показана на рис. 55.

Работа пары грот — стаксель. Стаксель в некоторых случаях может улучшить работу грота. Например, если нижняя часть умеренно скрученного бермудского грота стоит под углом атаки несколько больше критического, стаксель, отклоняя под ветер поток, обтекающий эту, самую широкую часть грота, позволяет ей работать в оптимальном режиме. В результате суммарная тяга пары грот — стаксель будет больше, чем тяга этих парусов по отдельности.

В большинстве других случаев, особенно при использовании совершенных гротов повышенной жесткости, наоборот, приходится бороться с вредным взаимовлиянием парусов, которое может привести к сущ ественному снижению эффективности грота, работающего в ветровой тени стакселя, т. е. обтекающегося уже завихренным и отклоненным под ветер потоком.

При несении стакселя на острых курсах надо внимательно следить, чтобы поток воздуха, стекающий со стакселя, не ударял в грот, как показано на рис. 56, а шел по касательной к его поверхности. Для этого стаксель должен иметь небольшое пузо, а его заднюю часть нужно делать максимально плоской. Для уплощения задней части стакселя иногда применяют короткие латы, дающие хороший эффект. На острых курсах стаксель стараются нести под небольшим углом атаки, тогда он меньше завихряет поток, обтекающий грот.

Рис. 56. Пример неудовлетворительной работы пары грот — стаксель.

Перекрытие площадей стакселя и грота на боковой проекции яхты не должно превышать 15—20% площади грота. Наращивание площади стакселя за счет еще большего перекрытия уже не дает роста тяги на острых курсах, а лишь ухудшает взаимовлияние парусов. Площадь стакселя можно увеличивать только за счет увеличения его высоты и расстояния между мачтой и штаг-путенсом (т. е. увеличивая площадь переднего парусного треугольника). Но в таком случае повышаются требования к прочности мачты и корпуса.

Среди парусных специалистов нет единого мнения о том, что выгоднее с точки зрения ходкости: вооружать ли яхту одним гротом, или гротом и стакселем равной суммарной площади. По мнению автора, один хорошо работающий грот с обтекателем мачты значительно эффективнее двух парусов. Даже не касаясь вопросов аэродинамики, это можно объяснить только простотой настройки грота на режим максимальной тяги после каждого поворота, изменения курса, отхода или захода ветра. В то же время при вооружении шлюп настройка многокомпонентной системы — угол атаки грота, угол атаки стакселя, угол между гротом и стакселем, величина и форма пуза стакселя — требует времени и достаточной квалификации. Однако вопрос о ходкости остро стоит только в гонках яхт с фиксированной площадью парусности. В походных условиях наращивание парусности в слабые ветра за счет установки стакселя дает только положительный эффект.

§ 10. ПЛОЩАДЬ ПАРУСНОСТИ

Площадь основных парусов, используемых в средние ветра (5—8 м/сек), — основная характеристика яхты, определяющая ее ходкость, вес, остойчивость, время сборки и разборки, особенности управления. Любые изменения площади парусности ведут к изменению этих характеристик, а в некоторых случаях и к изменению типа судна.

При проектировании нового парусного судна обычно задаются его желаемой ходкостью и характером плавания (прогулочное, спортивное, туристское), а затем уже определяют конструкцию самого судна, которое может нести необходимую парусность при определенных условиях плавания.

Ходкость яхты в общем случае определяется площадью парусности, водоизмещением судна, его типом, качеством подводной части и парусов. Ходкость однотипных яхт можно ориентировочно оценить по их энерговооруженности — площади парусности, приведенной к одной тонне водоизмещения — Э.

Э=S/ ³ЦД² м² /т. пр. (11)

На основе анализа ходкости и лавировочных качеств одно-трехместных разборных судов составлена табл. 2. В ней удовлетворительно лавирующими приняты яхты, которые при средних ветрах проходят круговую дистанцию со средней скоростью 5 км/час.

Таблица 2

Тип судна	Энерговооруженность, м²/т.пр.
	Лавировочные качества
	удовлетворительные	хорошие	высокие
Однокорпусные Тримараны Катамараны	10—13 11—14 12—15	14 и выше 14-18 15—20	18 и выше 20 и выше

Большие значения парусности относятся к судам, имеющим менее совершенные паруса, менее обтекаемую и гладкую подводную часть и большее лобовое сопротивление корпуса и экипажа.

Влияние площади парусности на другие характеристики яхты.

Ходкость с ростом парусности растет, но не в линейной зависимости. При скоростях до 6—8 км/час сопротивление движению байдарок и многокорпусников с длинными поплавками в основном определяется сопротивлением трения, которое увеличивается пропорционально площади смоченной поверхности и квадрату скорости движения. Кроме того, надо иметь в виду, что в любительских условиях большие паруса трудно сделать столь же совершенными, как малые, и их труднее нести в оптимальном режиме работы.

Вес судна с ростом парусности растет примерно в линейной зависимости. Например, если вес дополнительного оборудования байдарочного тримарана при гроте 4,5 м² составляет 17—20 кг, то при гроте 7 м² он равен 35 кг. Объясняется это тем, что при росте парусности в еще большей степени приходится повышать остойчивость судна, прочность корпуса, увеличивать площади рулей и швертов.

Сложность конструкции судна и его постройки, по мнению опытных самодеятельных судостроителей, растет примерно в квадратичной, а то и в кубической зависимости от роста парусности. Доводка скоростных судов с большими парусами даже у опытных строителей затягивается на 2—3 года.

Время сборки увеличивается пропорционально количеству деталей и общей сложности конструкции судна. Как правило, время сборки-разборки судна растет быстрее парусности.

Мореходность в общем случае быстро падает с ростом скорости судна из-за увеличения силы его ударов о волны. Это приводит к усилению забрызгиваемости, а иногда и к вкатыванию гребней волн на палубу. Особенно плохо ведут себя на повышенных скоростях байдарки.

Сложность управления. С парусами 3—4,5 м² легко управляются даже новички. Для управления быстроходным судном с парусностью 10 м² и выше требуется уже довольно высокая парусная квалификация и матроса, и рулевого.

Выбор площади парусности. Выбор площади парусности для своего судна — наиболее трудная задача начинающих судостроителей. Здесь приходится учитывать личные вкусы, которые редко остаются постоянными во времени, парусность судов товарищей по походам, иногда соображения престижности, трезво оценивать свои возможности по постройке судна и его транспортировке к водоемам, хорошо представлять условия будущих плаваний.

Чтобы облегчить читателям эту задачу, проследим, как менялась во времени площадь парусности байдарок — самого старого типа разборных парусников.

В 50—60-х годах туристские байдарки стали в массовом порядке вооружать парусами. В основном это были легкие вспомогательные паруса для полных курсов площадью 2—3 м². Безопасность байдарок оставалась высокой. Но часть их вооружалась лавировочными парусами, скопированными с гоночных яхт. Поскольку качество парусов было низким, для обеспечения уверенного хода в лавировку площадь парусности приходилось наращивать до б—8 м². Такие байдарки получались сложными, тяжелыми и, главное, опасными. Именно они на долгие годы обусловили настороженное отношение многих байдарочников к парусам.

К началу 70-х годов энтузиасты лавирующих байдарок научились превращать их в надежные тримараны и строить паруса удовлетворительного качества. В печати появились первые описания удачных тримаранов на основе байдарок с глиссирующими и водоизмещающими поплавками. Параллельно с тримаранами совершенствовались универсальные по применяемости парусно-гребные байдарки и катамараны из двух байдарок с парусностью до 12 м².

С 1974 года с появлением парусно-туристских соревнований началась погоня за повышением абсолютной скорости байдарок. Их вес, время сборки и обитаемость временно отошли на второй план. Площадь парусности тримаранов возросла до 7, 8,5, 10 и даже 12 м , вес — до 105 кг, время сборки — до 6 час. Однако эти монстры, в которых сама байдарка смотрелась чужеродным хлипким элементом, просуществовали недолго. Многие байдарочники поняли, что ходкость — лишь одна и не самая главная характеристика судна. По мере быстрого совершенствования судов, и особенно их парусных вооружений, все чаще стали появляться тримараны с умеренной парусностью. Уже на Регате Московского моря-80 исчез класс тримаранов с парусностью до 12 м², резко сократилось число тримаранов с парусами до 7 м², а абсолютное большинство байдарок было вооружено парусами до 4,5 м². При удовлетворительной ходкости они имеют вес 40—55 кг, высокую надежность и малое время сборки. Большую роль играет их универсальность — они одинаково хорошо подходят и для дальних походов,и для воскресных прогулок.

§ 11. МЕТОДЫ СНИЖЕНИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ СИЛ, РАЗВИВАЕМЫХ ПАРУСАМИ В СИЛЬНЫЙ ВЕТЕР

Любое судно, даже если его энергично откренивать силами экипажа, имеет определенную конечную остойчивость, а опрокидывающий момент, развиваемый парусами при усилении ветра, может возрастать до любых реальных величин (напомним, что зависимость опрокидывающего момента от скорости ветра квадратичная). В то же время совершенно недопустимо опрокидывание яхты при усилении ветра свыше какой-то расчетной скорости. Это классическое противоречие в случае разборных туристских судов дополняется еще одним: чтобы разборные суда были действительно легкими и транспортабельными (в этом их основное преимущество перед неразборными яхтами), их делают с малым запасом прочности и остойчивости, в то же время именно ветры прибрежных зон внутренних водоемов отличаются наибольшим непостоянством и периодически обрушиваются на легкие яхточки со скоростью, значительно превосходящей расчетную.

Например, во время одной из гонок на Кавголовском озере вскоре после старта через медленно и кучно идущий флот полосой пронесся сильный шквал и опрокинул почти все однокорпусные яхты, оказавшиеся на его пути. В той же гонке произошел другой интересный случай. Три байдарки шли фронтом на расстоянии около 100 м друг от друга. Крайние байдарки с трудом боролись с сильным ветром, но шли при этом разными галсами (!) Рулевой средней байдарки попытался с помощью дыма от сигареты разобраться, что же происходит. Дым поднимался прямо вверх.

Причины подобных ветровых аномалий описаны в специальной литературе. В нашем случае важно практическое требование к конструкциям разборных парусников, вытекающее из специфики их эксплуатации: они должны без опрокидывании и поломок выдерживать значительные, а часто и неожиданные усиления ветра. Без существенного увеличения веса судна этого можно добиться, если обеспечить возможность резкого снижения аэродинамических сил, развиваемых парусами.

Существует несколько способов снижения аэродинамических сил парусов. Одни используются при кратковременных усилениях ветра, другие — при продолжительных. Подробнее рассмотрим способы, применяющиеся на разборных судах.

Использование свободностоящих мачт. Свободностоящие мачты не имеют стоячего такелажа и могут вращаться вместе с парусом на 360°. Шкот грота проводится без всяких блоков, от шкотового угла — к руке рулевого. При такой мачте шквалы с любого направления парируются потравливанием шкота и постановкой пар уса во флюгерное положение. Если шквал очень силен для данного судна, то и судно разворачивают вдоль ветра (рис. 57). В таком положении оно наиболее остойчиво, не раскачивается, имеет стабильный крен, достаточный ход и слушается руля. Свободностоящие мачты — наиболее надежный и простой метод обеспечения безопасности самых легких разборных парусников.

Рис. 57. Безопасный метод встречи шквала на яхте со свободностоящен мачтой.

Использование жесткости и управляемости парусов. Увеличение жесткости парусов — универсальный метод повышения их безопасности. При усилении ветра, уменьшая пузо и угол атаки паруса, можно быстро привести его тягу в соответствие с прочностью и остойчивостью судна. Чем больше коэффициент возможного уменьшения аэродинамической силы паруса при определенной силе ветра — его управляемость, тем в большем диапазоне ветров он продолжает эффективно работать, оставаясь безопасным.

Использование хорошей поворотливости судна. Яхты с достаточно жесткими парусами не боятся шквалов с острых курсов, но, если мачта имеет ванты, становятся опасными попутные шквалы, когда ванты не позволяют потравить парус и поставить его во флюгерное положение. Для этого приходится предварительно приводиться до острого курса. Многие катамараны с надувными поплавками, надувнушки и самодельные швертботы, спроектированные с учетом этого фактора, могут приводиться с курса бакштаг до бейдевинда за 2—3 сек., т. е. за время, пока шквал еще не успел набрать полной силы.

Взятие рифов на парусах. При сильных ветрах, конечно, можно идти под гротом завышенной площади, используя лишь его жесткость и свое умение управлять им, но в этом случае от рулевого требуется постоянное повышенное внимание. На каждое усиление или отход ветра он должен реагировать потравливанием шкота или приведением яхты. Такое плавание довольно спортивно, однако безопасность судна здесь обеспечивается уже не его конструкцией, как принято для туристских плаваний, а квалификацией, внимательностью и выносливостью рулевого.

В таких случаях более правильным будет рифление грота. Раньше даже говорили: «моряк узнается по рифам». После рифления грота даже у опытных рулевых возникает иллюзия, что ветер ослаб и на смену «борьбе со стихией» приходит нормальное плавание.

При рифлении паруса уменьшается не только его площадь, но и высота центра парусности, что дополнительно уменьшает кренящий момент и нагрузки на силовую конструкцию судна.

Рифление грота обязательно при сильных попутных ветрах, когда нет уверенности, что ветер больше не усилится.

Рифление грота как метод имеет два недостатка. Сам процесс рифления довольно продолжителен (до 5— 10 мин.), а на недостаточно остойчивых судах в очень сильные ветра трудно осуществим на плаву. Поэтому ри-фить гроты надо заранее, когда еще только появляется возможность сильных шквалов. При встречных ветрах для рифления больших гротов, как правило, подходят к берегу.

Определенную трудность представляет получение хорошей формы зарифленного грота, ибо его трудно скроить так, чтобы он одинаково хорошо стоял при разных положениях на мачте. Наиболее выгоден способ рифления, когда убираемая часть парусины стягивается в «колбаску» риф-штертами. При пошиве паруса находят опытным путем такое положение риф-штертов на парусине, при котором форма зарифленного паруса остается удовлетворительной, а пузо небольшим (менее 5%). Рифление грота с помощью патент-рифов, при котором излишек парусины наматывается на круглый гик, с этой точки зрения несовершенно. Из-за неизбежной неравномерности накрутки паруса на гик его форма искажается, на поверхности появляются морщины и перетяжки. Такой парус, имеющий малую площадь и низкое аэродинамическое качество, может не дать яхте требуемой тяги на острых курсах, тем более что при усилении ветра значительно возрастает сила лобового сопротивления корпуса и экипажа. При отжимном ветре на нем трудно отлавировать к берегу. Выход возможен в комбинированном решении: сначала парусину аккуратно наматывают на гик, а окончательно подтягивают к нему риф-штертами, пришитыми к парусине именно в тех местах, где это нужно для обеспечения правильной формы грота в зарифленном виде.

Уменьшение площади стакселя путем закручивания его на штаг оправдано только на полных курсах. Лавировать со сморщенным зарифленным стакселем, имеющим по передней шкаторине толстую «колбаску», нет смысла. Но различные закрутки стакселей, как и патент-рифы, очень удобны при уборке парусов на берегу.

Замена парусов и их частичная уборка. Эффективность этого метода рассмотрим на примере распространенного вооружения яхт шлюпом.

При слабых ветрах яхта несет полный грот и большую геную (площадь ее может превышать площадь грота), при средних ветрах — грот и рабочий стаксель. При сильных ветрах грот рифят, а стаксель меняют на штормовой: он почти не увеличивает опрокидывающий момент, но необходим для сохранения правильной парусной центровки яхты. На разборных судах с основной парусностью 7 м² при этом способе можно изменять общую площадь парусов от 4 м² (зарифленный грот — 3,2 м² и штормовой стаксель — 0,8 м²) до 9 м² (полный грот — 5,2 м² и большой стаксель — 3,8 м²).

На принципе частичной уборки парусов основано вооружение кэт со вспомогательным стакселем. Полностью убирая стаксель, можно быстро уменьшить парусность более чем в 1,5 раза. При необходимости рифят и грот.

Полная уборка парусов. На парусно-гребных судах всегда спускают паруса при усилении ветра. Во всех случаях на них проще и безопасней уходить к берегу на веслах. Для многокорпусников, которые тяжело идут на веслах против сильного ветра, вопрос об уборке парусов решается сложнее. При сильных отжимных шквалах рулевой в каждом конкретном случае должен сам решать, что безопаснее — переждать шквалы на якоре с убранными парусами или попробовать достигнуть берега под зарифленным гротом, используя его жесткость и свое умение управлять судном.

Полную уборку парусов проводят в ситуациях, когда возникает реальная угроза опрокидывания, например, если судно не успело убежать от мощного предгрозового шквала, который оно может выдержать только под голым рангоутом, или когда судно серьезно повреждено — разгерметизирован поплавок, потерян руль и т. п.

Уборка парусов на шквалах — довольно сложная операция, требующая хорошей выучки экипажа. В некоторых случаях проще и безопаснее не спускать паруса, а завалить всю мачту. Для этого раздают узел крепления ходового конца штага, выведенного в кокпит, а в аварийных ситуациях перерезают ножом талреп или мягкую вставку ванты, делающуюся именно на этот случай. Мачта с парусами падает за борт. На многокорпусных судах ее можно поднять на борт и разоружить.

На берегу убирать все паруса надо обязательно по многим причинам. Приведем лишь один пример: на Регате Московского моря-81 в промежутке между двумя гонками вдоль берега прошел резкий шквал и соорудил из кучно стоявших многокорпусников некое подобие таежного бурелома. Наиболее легкие катамараны взлетали в воздух.

Применение слабых звеньев в конструкции парусных вооружений. Разборные парусные суда из-за неосторожности рулевых или при других обстоятельствах, например при спасработах, иногда оказываются на воде при ветрах, превышающих их возможности. В результате судно опрокидывается или ломается. Второе предпочтительнее, ибо гораздо безопаснее ожидать окончания шквала сидя в судне, хотя бы частично поврежденном, чем плавая в воде. Поэтому остойчивость разборных туристских яхт должна быть значительно выше их прочности.

В первую очередь ломаются наиболее слабые элементы силовой конструкции судна, каким, например, на польском швертботе «Мева» является мачта: при перегрузках она ломается первой. Это разумное решение конструкторов обеспечивает безопасность плавания. Когда во время Регаты Московского моря-81 флот «Мев» попал в сильный шквал, суда со штатными мачтами просто теряли их, а с усиленными мачтами — опрокидывались.

Выбор мачты в качестве слабого звена конструкции яхты — надежное, но не самое рациональное решение. Мачта — слишком ответственная и сложная деталь, чтобы рисковать ею при каждой серьезной ошибке рулевого. После аварии ее трудно восстановить в походных условиях. На самодельных парусниках в качестве специальных слабых звеньев используют более простые и легко заменяемые детали. Например, хорошо себя зарекомендовали большие карабины, которыми ванты крепятся к вант-путенсам. При опасных для яхты нагрузках карабин разгибается, наветренная ванта раздается и мачта с парусами плавно падает за борт. Момент, кренящий яхту, исчезает.

Прочность слабого звена подбирают опытным путем. Для этого яхту закренивают на берегу и следят, чтобы слабое звено разрушалось раньше, чем начнут перенапрягаться ответственные узлы и детали силовой конструкции, и гораздо раньше, чем будет исчерпан запас яхты по остойчивости.

Применение сигнальных устройств. Некоторые рулевые предпочитают не терять мачту при срабатывании слабого звена, а лишь получать объективную информацию о том, что яхта работает с перегрузкой. В этом случае параллельно слабому звену — карабину ввязывают с небольшой слабиной прочный штерт (см. рис. 91). При разгибании карабина раздается характерный ударный звук и ванта удлиняется на несколько сантиметров, что не мешает ей нормально работать. Срабатывание слабого звена служит достаточно ясным сигналом, что надо срочно уменьшить силы, развиваемые парусами. Разогнутый карабин можно согнуть снова или заменить запасным.

ОСТОЙЧИВОСТЬ, ПРОЧНОСТЬ И УПРАВЛЯЕМОСТЬ СУДОВ

§ 12. ОСТОЙЧИВОСТЬ ЯХТ

Остойчивостью судов называют их свойство плавать не опрокидываясь. Различают продольную и поперечную остойчивость, препятствующую опрокидыванию яхты через нос и через борт.

Продольная остойчивость зависит от формы ватерлиний корпуса, весовой центровки яхты, возможности эффективно дифферентовать ее на корму и, особенно сильно, от длины яхты. Как правило, у длинных и относительно тихоходных разборных судов продольная остойчивость довольно высокая, но обращать на нее внимание все-таки нужно. Например, байдарки из-за традиционно низкого штевня и подъема палубы к кокпиту вообще боятся дифферента на нос. В гонках были случаи, когда байдарки “RZ” и “Таймень” на больших скоростях врезались в волны и уходили под воду с дифферентом на нос.

Внимательными надо быть при дифферентовке коротких швертботов и надувных лодок. При больших парусах и сильном попутном ветре они могут не только уйти носом в воду, но и перевернуться через носовую скулу.

Известны случаи опрокидывания разборных катамаранов с парусностью 13—16 м² через носы поплавков. Опрокидываются и более легкие катамараны с недостаточно длинными поплавками.

Чтобы повысить продольную остойчивость, надо увеличить длину корпуса (зависимость в среднем квадратичная) и объем его надводной части в носу, обеспечить экипажу возможность эффективно дифферентовать судно на корму, уменьшить парусность при свежих попутных ветрах.

Поперечная остойчивость. Развиваемая парусом аэродинамическая сила имеет составляющую, направленную поперек продольной оси яхты, — силу дрейфа Д. Если посмотреть на яхту спереди, то будет видно, что она стремится не только сдвинуть яхту вбок, но и опрокинуть ее. Опрокидывающий или кренящий момент (Мк), создаваемый силой дрейфа, равен произведению этой силы на высоту центра парусности Н (рис. 58):

Мк=Д•Н (12)

Высота центра парусности равна расстоянию между центром парусности яхты (ЦП) и центром ее бокового сопротивления (ЦБС). По вертикали ЦП почти совпадает с центром тяжести проекции парусов яхты (его находят графически). ЦБС обычно не совпадает с центром тяжести проекции подводной части судна, ибо округлые мелкосидящие корпуса хотя и имеют большую площадь, но создают очень небольшую силу бокового сопротивления. При самостоятельных расчетах можно считать, что ЦБС лежит на высоте центра тяжести погруженной поверхности шверта яхты.

Сила дрейфа Д — величина переменная. Она зависит от квадрата скорости ветра, обтекающего парус, угла атаки, курса яхты, качества парусов.

Рис. 58. возникновение опрокидывающего момента.

Чтобы яхта могла ходить не опрокидываясь, кренящий момент парусов должен компенсироватьсяравным ему по абсолютной величине, но направленным в противоположную сторону восстанавливающим моментом. Он развивается корпусом яхты при ее крене, откренивающим экипажем и различными выносными поплавками — аутригерами. Максимальный восстанавливающий момент, который способна развить идущая яхта (Мд), определяет ее остойчивость.

Для расчетов остойчивости разборных парусников можно применять оправдавшую себя на практике приближенную формулу:

Мв=Мк•0,1•S •H•V²_{и расч}. (13)

где S — площадь парусности, м²; Н — высота центра парусности, м; V_{и расч}. — расчетный для данной яхты истинный ветер, дующий на акватории, м/сек; Мв — восстанавливающий момент, который должна развивать яхта, кгс • м.

В этом случае она может ходить острыми курсами при заметном волнении под парусами, которые при усилении ветра, вплоть до расчетного значения, можно нести в режиме создания максимальной тяги по курсу. Опасность опрокидывания, если не учитывать грубых ошибок экипажа и случаев применения несовершенных парусов, появляется только при усилении ветра свыше расчетной величины.

Определение восстанавливающего момента разборных судов.

Байдарки. Байдарки всегда стараются вести на ровном киле, без крена, поэтому восстанавливающий момент у них создается только экипажем (рис. 59). Сместившись к наветренному борту, экипаж создает момент 15—20 кгс•м. Этого вполне достаточно, чтобы в слабые и средние ветра нести вспомогательный парус площадью 2—3 м². При различных неблагоприятных факторах (шквалики, крупная волна, невнимательность экипажа) байдарка начнет крениться, и за счет этого возникнет дополнительный восстанавливающий момент порядка 15 кгс • м. В расчетах его не учитывают, и он идет в запас остойчивости.

Тримараны. Спортивно-прогулочные тримараны, имеющие лишь страховочные поплавки, открениваются экипажем, а точнее — матросом. Восстанавливающий момент, который может развить откренивающий матрос, зависит от его веса, квалификации, быстроты реакции, удобства различных сидений и приспособлений для откренивания и может достигать значительной величины.

Рис. 59. Возникновение восстанавливающего момента однокорпусных яхт.

Рис. 60. Восстанавливающий момент тримаранов.

Туристские тримараны с несущими поплавками в походных условиях не откренивают. (Действительно, часами висеть за бортом не только утомительно, но и опасно: по мере накопления усталости матрос начинает совершать грубые ошибки.) Их восстанавливающий момент создается погруженным в воду подветренным поплавком (рис. 60 и подсчитывается по формуле:

М_в.тр=Р_п • 0,5 • В_к, (14)

где Р_п — архимедова сила, развиваемая полностью погруженным в воду поплавком (численно в килограммах она равна объему поплавка в литрах); В_к — конструктивная ширина тримарана, равная расстоянию между центрами боковых поплавков, м.

В экстремальных ситуациях можно значительно повысить восстанавливающий момент тримаранов за счет их энергичного откренивания матросами.

При эксплуатации легких тримаранов на больших водоемах надо учитывать одну особенность. В отличие от настоящих тримаранов, у которых объем боковых поплавков составляет 0,8—1,2 их общего водоизмещения, разборные тримараны имеют поплавки малого объема. При встрече с крутым гребнем волны небольшой поплавок врезается в него. Большая инерционность всего судна не позволяет поплавку быстро всплыть, а вода, устремляясь вниз при образовании впадины волны, давит на поплавок сверху и увлекает его за собой. Все судно получает опасный крен на подветренный борт.

Для обеспечения безопасности плаваний тримаранов в условиях значительного волнения надо увеличивать объем боковых поплавков по сравнению с расчетным минимумом в 2 раза.

Катамараны. В походных условиях катамараны не откренивают и весь восстанавливающий момент развивается только за счет остойчивости самого судна. Восстанавливающий момент будет наибольшим, когда один из поплавков начнет отрываться от воды (рис. 61). В этом случае:

М_{в к}=0,5•Д•В_к (15)

где Д — полное водоизмещение катамарана; В_к — его конструктивная ширина.

Катамараны переворачиваются гораздо резче других судов, поэтому при плаваниях не допускают отрыва от воды их наветренных поплавков. (Спортивные катамараны ходят на одном поплавке, для чего нужны специально отработанная техника и хорошая подготовка экипажа. Даже в этом случае риск опрокинуться остается большим.)

Швертботы. Восстанавливающий момент швертботов создается корпусом (при его крене) и откренивающим экипажем (см. рис.59). Чем больше вес экипажа, чем тяжелее швертбот, тем он более остойчив. Особенно сильно остойчивость швертбота зависит от его ширины (зависимость от квадратичной до кубической) и от полноты ватерлиний.

Рис. 61. Восстанавливающий момент катамаранов.

Восстанавливающий момент швертбота в зависимости от угла крена можно подсчитать по специальным методикам, описанным в литературе, но расчет этот трудоемок и недостаточно точен. Для самодеятельных судостроителей более подходит следующий путь. При проектировании нового швертбота его остойчивость принимают по наиболее близкому прототипу и кренированию модели корпуса, потом уточняют при кренировании готового корпуса, а уже затем окончательно проектируют парусное вооружение.

На швертботах, как и на байдарках, в основном откре-нивает матрос. В условиях туристских плаваний для него надо предусматривать удобные, желательно мягкие сиденья по бортам судна, допускающие большую свободу движений и положений. Иначе матрос быстро устанет и будет совершать ошибки, чреватые купанием. Для рулевого предусматривается возможность быстрого перемещения с борта на борт, чтобы он мог своевременно подстраховать матроса и эффективно откренивать при резких усилениях ветра.

Расчетный и максимальный ветры, выдерживаемые яхтой. Чтобы подсчитать требуемую величину восстанавливающего момента по формуле (15), надо задаться какой-то определенной величиной расчетного ветра — максимального ветра, при котором безопасность яхты обеспечивается только ее конструкцией.

Для туристских яхт расчетный ветер должен быть не менее 8—10 м/сек, что обеспечивает безопасный, спокойный характер плавания, уверенное и быстрое прохождение больших маршрутов.

Для спортивно-прогулочных судов расчетный ветер ниже — 6—8 м/сек. Их перегружают парусами, чтобы уже в средний ветер ходить с высокой скоростью. В сильные ветра остойчивость значительно увеличивают за счет энеричного откренивания, а опрокидывающий момент уменьшают, неся паруса под малыми углами атаки. Однако ходить в дальние походы на яхтах, перегруженных парусами, не стоит. Условия шторма наступают для них уже в средний ветер, и экипажам либо приходится вести постоянную борьбу со стихией, либо отсиживаться на берегу в ожидании хорошей погоды. На многих водоемах ветры силой 8—12 м/сек могут дуть неделями. Как показывает практика, для увеличения средней скорости прохождения больших маршрутов выгоднее наращивать не площадь парусности, а именно остойчивость судов.

Для разборных парусников, рассчитанных на плавание прибрежной зоне морей и больших озер, расчетный ветер должен быть не менее 10—12 м/сек. Иначе они не обеспечат безопасности плавания на большом волнении, когда фактическая остойчивость становится значительно ниже рассчитанной для гладкой воды, на них тяжело будет отлавировать к берегу в условиях начинающегося отжимного шторма.

Кроме расчетного ветра большое практическое значение имеет величина максимального истинного ветра, который данная яхта может выдержать на острых курсах без риска опрокинуться.

(16)

где М_{в макс} — максимальный восстанавливающий момент, который может иметь яхта с учетом ее откренивания экипажем, который сидит в удобных, неутомляющих позах; S — площадь парусности с учетом частичной уборки парусов или их рифления; п — коэффициент возможного снижения аэродинамической силы парусов (см. § 11);

k — коэффициент запаса по остойчивости; его берут в пределах 1,5—2,5. Наименьшие значения для спортивно-прогулочных яхт, наибольшие — для судов, рассчитанных на плавания в тяжелых условиях, или когда на борту находятся дети.

В заключение автор хотел бы подчеркнуть, что при проектировании и постройке своих судов самодеятельные судостроители должны рассчитывать на экстремальные для данных судов условия, в которые они хотя и редко, но обязательно попадают. Если от настоящих штормов и мощных предгрозовых шквалов обычно успевают убежать на берег, то ни одна яхта не застрахована от того, что при плавании в неустойчивую погоду она не будет застигнута порывами 12—14 м/сек. Для спортивных яхт опрокидывание — лишь привычный эпизод плавания, его даже иногда используют, чтобы вылить из кокпита излишек воды. Для туристских же яхт опрокидывание в походных условиях, на пустынном водоеме, в холодную ветреную погоду может надолго отбить у экипажа охоту к парусным путешествиям. В худших случаях создается реальная угроза здоровью и жизни членов экипажа.

К чему приводит недооценка остойчивости судов, показывает следующий случай. В 1976 г. в период горячих споров о целесообразности превращения байдарок в тримараны состоялась очередная Регата Московского моря. Для большинства монобайдарок первая гонка закончилась еще в предстартовой зоне. Порывы ветра до 10—14 м/сек опрокинули сразу несколько десятков байдарок, другие еще держались на плаву, но беспомощно дрейфовали под ветер, некоторые рулевые, воспользовавшись мелководьем, прыгали за борт и одерживали свои суда из воды. Из 55 судов лишь 3 смогли пересечь стартовую линию.

§ 13. ПРОЧНОСТЬ РАЗБОРНЫХ ЯХТ

Чтобы яхта могла ходить при расчетных ветрах, она должна быть не только остойчивой, но и прочной. Действительно, если просто увеличить объем боковых поплавков тримарана в 2 раза, то он не станет вдвое остойчивее, ибо остойчивость будет определяться уже не объемом поплавков, а прочностью поперечных балок. Это очевидное положение часто забывают, за что приходится расплачиваться. Например, на ленинградских соревнованиях “Белые ночи-80” при повторяющихся шквалах до половины байдарочных тримаранов ломалось на дистанции, некоторые из них опрокидывались.

Кроме поперечных балок на разборных судах подвергаются нагрузкам продольные балки и фермы, стрингера поплавков, мачты, узлы соединения различных деталей, шверцевые и рулевые устройства, корпуса, которые испытывают изгибающие и скручивающие усилия и выдерживают удары волн.

Повышение прочности судна вызывает увеличение его веса, но на это надо идти. Вес судна можно снижать только за счет более рациональных конструктивных решений и аккуратного изготовления всех узлов и деталей. Попытки произвольно облегчить основные силовые элементы судна без их предварительного расчета и серьезных натурных испытаний приводят к тому, что они хорошо работают лишь до первого серьезного ветра.

Силовые рамы разборных судов. Все нагрузки от парусного вооружения, волн и откренивающего экипажа воспринимаются на неразборных яхтах прочными корпусами. Такое решение подходит и для некоторых разборных парусников, например для парусно-гребных байдарок и легких швертботов с мягкой оболочкой и прочным набором. Прочность судов с относительно большими парусами выгоднее наращивать не усиливая их набор, а вводя более простые в сборке и надежные в работе накладные силовые рамы. Для катамаранов и тримаранов с надувными поплавками использование рам вообще единственный выход, ибо самодельные недостаточно прочные и герметичные надувные поплавки не держат высокого давления, отчего собственную их прочность и жесткость нельзя принимать в расчет.

Рассмотрим некоторые типы силовых рам.

Т-образная рама (рис. 62, а) — простейшая силовая рама, которая может выдерживать нагрузки от парусного вооружения, откренивающего матроса и боковых поплавков тримарана. Все нагрузки воспринимаются двумя прочными трубами. Откренивающий матрос сидит непосредственно на поперечной балке.

Если яхта не несет основного стакселя, продольную балку иногда не ставят. Ее функции выполняет продольный набор корпуса. Именно так делаются наиболее легкие тримараны на основе байдарок. Для повышения жесткости корпуса в носовой части наборы байдарок иногда стягивают тросиками, как показано на рис. 89, и превращают эту часть набора в жесткую пространственную форму.

Рама с раздвоенными внизу вантами (рис. 62, б). По условиям компоновки судна поперечную силовую балку Т-образной рамы часто приходится относить в корму гораздо дальше, чем нужно при условии обеспечения угла между вантами около 120°. В таком случае вводят еще одну вспомогательную поперечную балку, а ванты внизу раздваивают и ведут их ветви к оконечностям обеих балок. При этом довольно полно используется их суммарная прочность.

Рис. 62. Примеры плоских накладных силовых рам.

А-образная рама (рис. 62, в) — вариант Т-образной, но для обеспечения хорошей обитаемости носовой части судна одна продольная балка заменяется двумя, идущими снаружи кокпита. Если балки сделать достаточно прочными и жесткими, например, подкрепив их шпрюйтовыми растяжками, судно можно вооружать шлюпом.

Эта рама подходит для тримаранов с центральным надувным поплавком, ибо продольные балки обеспечивают горизонтальное положение боковых поплавков и в то же время за счет гибкости концов передней поперечной балки боковые поплавки могут в значительных пределах менять свой дифферент при встрече с большими волнами.

Н-образная рама (рис. 62, г). Две прочные продольные балки, закрепленные по бортам судна, связываются между собой подмачтовой балкой, кормовой балкой-стяжкой и через мачту четырьмя вантами. При достаточной прочности мачты и продольных балок рама не скручивается даже при энергичном откренивании яхты с кормы, со штатного места рулевого, и может обеспечивать продольную прочность и жесткость судна.

Хорошо работает и другой вариант этой рамы, когда ванты заменяются четырьмя трубками-распорками, которые идут не к самой мачте, а к мачтовому стакану, в который вставляется свободностоящая мачта.

Использование бакштагов (рис. 62, д). На однокорпусных яхтах расстояние между мачтой и вант-путенсами по длине судна получается небольшим и соответственно силы в системе мачта - ванты - корпус достигают очень больших величин, особенно на полных курсах. Кроме того, если рулевой будет откренивать яхту с кормы, то из-за большого расстояния между его местом и вант-путенсом создается значительный момент, скручивающий яхту винтом. Избегают таких неприятностей, применяя бакштаги — снасти, идущие от верхней части мачты к бортам яхты в районе ее кормы. Бакштаги значительно разгружают мачту, корпус и позволяют туго набивать передние шкаторины стакселей. Однако обычные бакштаги имеют существенный недостаток: их надо вовремя раздавать перед поворотами фордевинд. При непроизвольных поворотах, когда гик с силой ударяет по бакштагу, он может сломаться сам, а при излишней жесткости силовой рамы парусного вооружения пиковые значения сил при ударных нагрузках достигают очень больших величин — может сломаться мачта. Во всех случаях реальной остается угроза опрокидывания. По этим причинам безопасней применять автоматически отдающиеся бакштаги. Их закладывают за гладкий нагель, расположенный перпендикулярно продольной оси судна, с помощью металлического срывного колечка. При ударе гика о бакштаг колечко слетает с нагеля и бакштаг отдается.

Треугольные рамы (рис. 62,е, ж). Их работа основана на том, что треугольные рамы из труб не скручиваются. Если в треугольную раму завязать две прочные продольные балки, например фальшборта (см. рис. 62, ж), можно значительно уменьшить скручивание корпуса при откренивании его рулевым. Возможно использовать и раздвоенные снизу ванты, что облегчает общую компоновку судна.

Если яхта энергично откренивается с кормы, можно установить и кормовой нескручивающийся треугольник. Получится уже ромбовидная силовая рама (рис. 62, з).

Жесткие и эластичные силовые рамы. В дальнейшем под жесткими будем подразумевать силовые рамы в виде пространственных ферм, которые не деформируются при возрастании нагрузок вплоть до предельных, вызывающих их разрушение. Эластичные рамы, как правило, плоские в плане, могут несколько скручиваться и прогибаться под нагрузкой в пределах упругих деформаций своих элементов. Принципиальная разница в работе рам следующая. Жесткие рамы сохраняют свою форму стабильной во всем диапазоне рабочих нагрузок, но боятся ударных нагрузок. Чем жестче рама, чем меньше она деформируется при ударе, тем выше значения пиковых сил, действующих на ее элементы. Достоинство эластичных рам — их живучесть. Энергия ударов гасится при деформации рамы на значительную величину, а поскольку силы, развивающиеся при ударе в элементах рамы, обратно пропорциональны деформации, они не возрастают до значительных величин. Это повышает надежность работы рам, облегчает их расчет и позволяет делать запас прочности рам небольшим, что снижает их вес.

Пока мало применяются безусловно перспективные жесткие рамы с эластичными вставками. Эластичную вставку вводят в элемент фермы, работающий на растяжение. Деформируясь при опасном возрастании нагрузок, она предотвращает разрушение рамы.

Вопрос о выборе типа рамы в каждом конкретном случае решается особо. При этом надо различать силовые рамы корпусов, мостов многокорпусников, поплавков и парусных вооружений.

Рис. 63. Т-образная силовая рама парусного вооружения, подкрепленная шпрюйтовыми растяжками.

Приведем несколько примеров.

Силовые рамы корпусов на однокорпусных яхтах стремятся делать жесткими. Действительно, корпус с волнообразной килевой линией, или скрученный винтом, будет иметь большое гидродинамическое сопротивление. Вместе с тем однокорпусные яхты не боятся ударов о волны, ибо относительно тихоходны, имеют значительную килеватость корпуса в носу и прочный набор.

Силовые рамы парусных вооружений включают мачты и элементы, воспринимающие нагрузки от мачты, штагов и вант. При вооружении судна шлюпом силовые рамы обязательно делают жесткими, иначе нельзя избежать прогиба штага при усилении ветра. Один из способов обеспечения жесткости рамы показан на рис. 63. При Т-образной раме снизу как продолжение мачты ставят распорку и от ее конца ведут шпрюйтовые растяжки из стального тросика к штаг-путенсу и вант-путенсам.

В большинстве случаев повышение жесткости рамы парусного вооружения не вызывает повышения жесткости рамы корпуса.

При вооружении судна кэтом и кэтом с вспомогательным стакселем не стоит значительно увеличивать жесткость рамы парусного вооружения, чтобы не снижать ее терпимость к ударным нагрузкам.

Силовые рамы надувных поплавков тримаранов делают по жесткой и по эластичной схеме. В простейшем случае продольная прочность и жесткость поплавков обеспечиваются двумя трубами — стрингерами. Они хорошо зарекомендовали себя в работе на судах самых разных конструкций.

Когда строители не располагают трубами необходимого сечения для стрингеров, особенно при больших поплавках тримаранов с центральным надувным корпусом, поплавки подкрепляют продольными фермами. Их конструкцию (см. рис. 133) выбирают в соответствии с конкретными требованиями и имеющимися материалами. Чтобы смягчить удары поплавков, подкрепленных жесткими фермами, о волны, их носовые оконечности иногда выполняют килеватыми, для чего на цельноклееных поплавках в носовой части делают 1—3 горизонтальные стяжки-диафрагмы. На поплавках, состоящих из камеры и обтекателя, в носовую часть обтекателя вставляют или зафор-мовывают различные каркасы.

Силовые рамы мостов тримаранов почти исключительно делают эластичными. Действительно, если небольшим боковым поплавкам тримарана жестко задать горизонтальное положение, то из-за своего малого объема они не смогут быстро всплывать на гребни встречных волн и будут вынуждены разбивать волны носом. На это тратится определенная энергия, что снижает скорость судна. С ростом волны и скорости еще быстрее растет сила ударов поплавков о волны, что может оказаться опасным для их прочности.

Если же позволить поплавкам изменять в определенных пределах свой дифферент относительно центрального корпуса, они смогут всплывать на волны и не разбивать их, а плавно описывать их профиль. Тримаран пойдет мягче, скорость возрастет, а нагрузки на силовую раму моста значительно уменьшатся.

Силовые рамы мостов катамаранов. Мосты катамаранов из двух байдарок обязательно надо делать эластичными, а байдарки крепить к мостам шарнирно. В противном случае на косой волне наборы байдарок будут работать с большими перегрузками. После одного похода по Онежскому озеру на жестком катамаране наборы байдарок пришлось буквально разгибать.

О силовых рамах надувных катамаранов подробно рассказано в § 19.

Комплексная проверка прочности судов. В принципе можно сделать полный силовой расчет разборного парусного судна, но практика показывает, что он не дает требуемой точности даже при выполнении специалистами. В частности, при подготовке к промышленному выпуску катамарана “Альбатрос”, несмотря на обнадеживающие результаты расчетов, в конечном итоге так и не удалось облегчить основные силовые элементы судна по сравнению с самодельным прототипом — катамараном “Аргонавт”, где они определялись в основном опытным путем.

Основным и наиболее надежным методом комплексной проверки прочности разборных яхт остаются натурные испытания. Например, если поставить яхту на берегу или на мелководье, закрепить на мачте и штаге длинные концы и, имитируя их натяжением нагрузки от парусов, энергично откренивать яхту (см. рис.162, можно сразу получить ответы на многие вопросы о ее прочности. Подробнее этот метод испытания яхт описан в § 26.

Рис. 64. К расчету прочности поперечных балок Т-образных рам.

При проектировании новых яхт надо ориентироваться на уже построенные и хорошо себя зарекомендовавшие прототипы, в том числе и описанные ниже, и стараться применять наиболее простые по конструкции силовые рамы.

Расчет отдельных элементов силовых рам делают для предварительной оценки требуемой прочности отдельных элементов судна, чтобы сразу не наделать грубых ошибок.

Поперечные балки Т-образных рам (рис. 64).

1. С наибольшей нагрузкой они работают на курсе фордевинд, когда нагружаются вантами. Силы, развиваемые вантами, находят по приближенной формуле:

(17)

Если яхта вооружена гротом S = 4 м², h = 1,5 м², рассчитана на наибольшую тягу паруса А = 22 кгс (при вымпельном ветре Vs = 8,5 м/сек) и имеет а = 0,7 м, то сила, развиваемая вантами, будет 23,6 кгс.

Это сила натяжения каждой ванты.

Изгибающий момент, действующий на балку длиной l = 2,6 м, закрепленную на фальшбортах байдарки, разнесенных на 0,4 м (при этом l₁ = 1,1 м), будет:

(18)

Если рама использована на тримаране, то боковые поплавки периодически входят в воду и дополнительно нагружают балку. Поэтому полученный результат надо увеличить минимум в 1,5 раза. Таким образом, получим, что на курсе фордевинд поперечная балка может нагружаться изгибающим моментом до 39 кгс • м.

2. Проверим, как нагружает балку на острых курсах подветренный поплавок тримарана. Для расчета примем, что поплавок емкостью 20 л (Рп = 20 кгс) полностью погружен в воду, а дополнительные динамические нагрузки, действующие на поплавок, в сумме составляют половину его архимедовой силы. В этом случае изгибающий момент, действующий на балку в опасном сечении, составит:

М_{и б.от попл}. = (Р_п+0,5 Р_п) • l₁ = 33 кгс • м. (19)

Проверим, как будет нагружать балку на острых курсах наветренная ванта. При этом рассмотрим худший случай, когда матрос не сидит на балке, а откренивает судно из кокпита. Силу, развиваемую парусами, примем А = 30 кгс (ибо на острых курсах вымпельный ветер, действующий на парус идущей яхты, значительно сильнее, чем на полных курсах). Используем приближенную формулу:

(20)

Из приведенных расчетов видно, что изгибающий момент, действующий на среднюю часть поперечной балки Т-образной рамы, может достигать М_и = 39 кгс • м.

По табл. 3 найдем, что такой момент выдерживает труба с сечением Ж40х1,5 мм. Но закладывать ее в проект нельзя. Чтобы иметь небольшой запас по прочности, среднюю часть балки надо делать из трубы сечением 40х2 или 45х1,5 мм.

Для самодельных парусных судов обычно используют случайные некондиционные материалы, имеющие явные или скрытые дефекты, поэтому действительную прочность конкретных балок обязательно проверяют опытным путем. Для этого балку кладут на две опоры (рис. 65) и посередине прилагают известную силу, например вес испытателя. Постепенно раздвигая опоры, доводят балку до такого состояния, когда на ней начнут появляться следы остаточных деформации. Действительный изгибающий момент, выдерживаемый балкой находят по формуле:

(21)

Таблица 3

Вес погонного метра дюралевых труб и ориентировочное значение выдерживаемого ими изгибающего момента

Диаметр и стенка, мм
Вес

In. м,

кгс
Ми,
кгс. м
Диаметр и стенка, мм
Вес

1. П. М,

кгс

Ми,

кгс. м

10х1 0,08 1,6 40х1,5 0,51 43

12х1 0,09 2,3 40х2 0,68 56

14х1 0,11 3,1 42х1,5 0,53 47,5

16х1 0,13 4,2 45х1,5 0,57 55

18х1 0,15 5,4 45х2 0,76 72

20х1 0,17 6,7 48х1,5 0,61 62

22х1 0,19 8,2 50х1,5 0,64 62,5

24х1 0,20 9,8 50х2 0,85 90

26х1 0,22 10,7 52х1,5 0,67 74

28х1 0,24 13,4 52х2 0,88 97

30х1 0,26 15,2 55х2 0,94 110

32х1 0,27 17,4 60х2 1,02 130

32х1,5 0,40 27,5 65х2 1,11 156

36х1 0,31 22,0 70х2 1,2 180

36х1,5 0,46 34,5 80х2 1,38 235

Расчет стрингеров поплавков. Наиболее нагруженными являются их носовые участки. Опасное сечение находится в узле соединения стрингера поплавка с первой поперечной балкой (рис. 66).

В предельном случае вся носовая оконечность поплавка может погрузиться в воду. Тогда стрингера будут нагружаться архимедовой силой, развиваемой этой частью поплавка (Рп нос), и динамическими силами, достигающими 50% Рп нос. Изгибающий момент, действующий на каждый из двух стрингеров, оценивают по приближенной формуле:

(22)

При подсчете изгибающего момента кормовых участков стрингеров дополнительную динамическую силу можно брать в пределах 0,25 Рп корм.

Рис. 65. Проверка прочности балок опытным путем.

Рис. 66. К расчету стрингеров поплавков.

Для поплавков, имеющих большие пролеты между поперечными балками, делают проверочный расчет прочности стрингеров на средних участках:

(23)

Если продольная прочность поплавков обеспечивается жесткой фермой, надо проверять достаточность ее прочности при постановке поплавка на два гребня соседних волн. При этом отношение высоты волны к ее длине берут как 1:7.

Учет концентрации напряжений в узлах соединения труб. При некоторых способах крепления стрингеров к поперечным балкам в вертикальной плоскости стрингеров сверлят отверстия, которые значительно уменьшают их фактическую прочность.

Например, если в верхней части (в зоне сжатия) трубы из сплава Д16Т сечением 30х1 мм просверлить отверстие диаметром 5,5 мм, прочность трубы-стрингера уменьшится на 25%.

Если такое же отверстие просверлить в нижней части (в зоне растяжения), прочность трубы уменьшится почти в 2 раза. Если между стрингером и поперечной балкой не проложить резиновой прокладки, то из-за концентрации напряжений в точке контакта труб прочность стрингера при нагружении его изгибающими нагрузками уменьшится на треть.

Проверка прочности балок катамаранов. Балки спортивно-прогулочных катамаранов, у которых прочность делается выше их остойчивости, рассчитывают по методикам, разработанным для неразборных катамаранов с жесткими поплавками (см. Ю. С. Крючков, В. И. Лапин. Парусные катамараны. Судостроение, 1967). Для разборных туристских катамаранов, остойчивость которых делается значительно выше их прочности, подмачтовую балку можно рассчитать по формуле:

(24)

где А — максимальная расчетная (или реально возможная) аэродинамическая сила парусов; h — расстояние от ЦП до балки; В_к — конструктивная ширина катамарана; а — расстояние от мачты до вант-путенсов по длине судна.

Если катамаран имеет основной стаксель, прочность балки надо соответственно увеличить (см. § 9).

Все поперечные балки должны выдерживать вес человека, стоящего на их середине. Нагрузка, действующая на балку, берется равной 100 кгс (вес человека + динамические нагрузки). Прочность балок катамарана должна быть не менее:

(25)

Если поперечные балки катамарана связаны между собой прочной центральной продольной балкой, перераспределяющей нагрузки между ними, прочность отдельных балок может быть вдвое ниже.

§ 14. БОКОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ЯХТ

Как было показано выше, в общем случае аэродинамическая сила, развиваемая яхтой, направлена под углом к ее курсу и имеет составляющую — силу дрейфа. Чтобы яхта могла ходить прямолинейно, вдоль своей продольной оси, ее корпус, опираясь о воду, должен развивать соответствующую ей по величине, но противоположно направленную силу бокового сопротивления яхты (Ry_я). Точка приложения суммарной силы бокового сопротивления яхты называется ее центром бокового сопротивления (ЦБС). По величине сила бокового сопротивления должна равняться сумме силы дрейфа паруса, которая может меняться в очень широких пределах, силы дрейфа, развиваемой корпусом и экипажем яхты, и силы дрейфа, возникающей из-за действия на яхту волн (рис. 67).

Составляющие силы бокового сопротивления яхты. В общем случае эта сила развивается корпусом (Ry_к), рулем (Ку_р) и швертом (Ry_шв). Работая как подводные крылья, стоящие под небольшим углом атаки к потоку, они развивают подъемную силу, направленную поперек курса яхты.

Подъемная сила, развиваемая подводными крыльями, подсчитывается по формуле:

(26)

где Су — коэффициент подъемной силы, зависящий от утла атаки, профиля и качества поверхности крыла, его удлинения и жесткости; S — площадь крыла, м²; V, — скорость яхты, м/сек.

Рис. 67. Боковое сопротивление яхты.

Округлые мелкосидящие корпуса при малых углах атаки (углах дрейфа яхты) развивают незначительную подъемную силу при большой силе лобового сопротивления, что объясняется их малым вертикальным удлинением. На практике боковое сопротивление корпуса учитывают только на байдарках с небольшими парусами.

Рули имеют более совершенную форму в плане и гораздо более высокое К. Их активно задействуют для создания силы бокового сопротивления.

Основную долю Ry яхты создают шверты — относительно тонкие пластины значительной площади, опускаемые в воду со стороны днища яхты, или шверцы — те же шверты, но закрепляемые по бортам корпуса.

На многих судах шверцы, а иногда и шверты ставятся с начальным углом атаки к потоку. В некоторых конструкциях такой угол можно регулировать на ходу, что позволяет заметно увеличить скорость яхты: в этом случае она пойдет почти без дрейфа и ее корпус, обтекаемый прямым потоком, будет иметь меньшее лобовое сопротивление. Сопротивление шверта, работающего с повышенной нагрузкой, возрастает, но в меньшей степени, чем падает сопротивление корпуса, ибо он имеет гораздо более высокое К.

Площадь шверта, а если сила бокового сопротивления создается рулем и швертом, то их суммарная площадь берется такой, чтобы они давали требуемую силу бокового сопротивления при угле дрейфа яхты или при начальном угле атаки шверта не более 4°. При больших углах атаки К крыльев заметно падает, а корпуса, идущие под большими углами, имеют значительное лобовое сопротивление, что снижает скорость яхты на лавировке.

На большинстве разборных парусников суммарную площадь шверта и руля берут в пределах 4—6% Sп. Для улучшения лавировочных качеств выгоднее увеличивать площадь швертов, но туристы чаще уменьшают ее, что позволяет делать шверты более легкими и надежными в работе, особенно при плавании по мелководьям. При недостаточной площади шверта яхту уваливают и лавируют под большим углом к ветру, чтобы скомпенсировать недостаток площади шверта увеличением скорости обтекаемого его потока — скорости яхты на галсе. Это удается, но выбираться прямо на ветер яхта будет все же медленнее, чем могла бы. На туристских судах с этим обычно мирятся.

Изредка из-за большой площади и большого начального угла атаки шверта яхта идет с дрейфом на ветер. Подобный недостаток ликвидируют, уменьшая начальный угол атаки шверта.

Для новых яхт площадь шверта определяют по наиболее близким хорошо лавирующим прототипам. Очень полезно завысить ее на 10—15%. Если испытания покажут, что площадь шверта можно уменьшить, сделать это будет нетрудно. И наоборот, если яхта плохо пойдет в лавиров-ку, увеличить площадь готового шверта сложно.

Достаточность площади швертов оценивают при испытаниях в средний ветер. В сильный ветер без волны площадь нормального шверта оказывается завышенной, при волнении равновесие восстанавливается, а при дальнейшем усилении ветра и волны яхта начинает заметно дрейфовать (рис. 68). В слабые ветра площади швертов, как правило, не хватает. При испытаниях угол дрейфа определяют как угол между продольной осью судна и кильватерной струёй или длинной леской с грузилом, буксируемой за кормой.

Качество швертов и рулей. Создавая подъемную силу, они имеют и значительную силу лобового сопротивления, которая может достигать 40—100% сопротивления голого корпуса.

Полной неудачей кончаются попытки установить на парусно-гребных байдарках примитивные шверцы из весел или кухонных разделочных досок: байдарки перестают идти под возможным для них углом к ветру, а лишь круто стоят.

Все, что говорилось выше о качестве парусов, в принципе справедливо для рулей и швертов. Например, недостаточно жесткие (длинные и тонкие) шверты могут скручиваться винтом и самопроизвольно менять угол атаки. Как правило, они увеличивают его в нижней части и работают как тормоз. При повышенных скоростях рули и шверты из плоских пластин начинают вибрировать со звуковой частотой — гудеть. Гладкие дюралевые и лакированные деревянные шверты дают гораздо большую подъемную силу и меньшую силу лобового сопротив ления, чем шверты с шероховатой поверхностью. Из-за больших индуктивных потерь плохо работают рули и шверты небольшого удлинения.

Как и для паруса, для работы рулей и швертов решающее значение имеет характер обтекающего их потока. При обычных скоростях яхты на хороших швертах удается сохранить ламинарный поток по всей их площади. В этом легко убедиться, если с помощью моторной лодки или другого парусника прогнать в воде отдельно взятый шверт. Его опускают с борта, но не вертикально, а под углом 30— 45°, атакующей поверхностью вниз. В солнечную погоду все нарушения ламинарного потока хорошо просматриваются в виде белых турбулентных струек (рис. 69. Такой опыт позволяет непосредственно наблюдать процессы, протекающие на крыле, поставленном под небольшим углом атаки к потоку. При этом можно оценить значимость различных дефектов шверта, а то и просто обнаружить их. Например, при испытаниях плосковыпуклого деревянного лакированного шверца тонкие турбулентные струйки образовывались на таких малых забоинах по его передней кромке, что их не сразу нашли при визуальном осмотре.

Рис. 68. Ход яхты с дрейфом:

слева — шверт работает недостаточно эффективно, и яхта дрейфует под ветер;справа — шверт развивает излишнюю силу, и яхта дрейфует на ветер.

Рис. 69. Различные дефекты шверта и их влияние на уменьшение подъемной силы:

1 — каверна р зоне разряжения: 2- нарушение профиля; 3 и 5 — забоина; 4 и б — заклепка.

Форма и сечение рулей и швертов. Наивыгоднейшая форма рулей и швертов в плане — эллипс, полуэллипс или трапециевидная с узкой нижней частью. Удлинение рулей и швертов ограничивается только их прочностью и жесткостью. В сечении они бывают плоскими, объемными симметричными и объемными асимметричными (рис. 70).

Плоские шверты работают хуже других, срыв потока у них происходит сразу за атакующей кромкой. Тщательным закруглением и полировкой передней кромки удается исправить этот недостаток лишь частично. По данным Ч. Мархая и других авторов, для ориентировочных расчетов можно считать, что при углах атаки 4—6° их Су = 0,2—0,3 при К = 3—5.

Объемные шверты симметричного сечения с отношением ширины к толщине около 10:1 обтекаются потоком гораздо плавнее и имеют небольшое лобовое сопротивление, однако из-за симметричности сечения их подъемная сила невелика — Су = 0,3—0,5 при К = 10—15.

Эффективнее всех работают шверты асимметричного сечения. При малом лобовом сопротивлении они развивают наибольшую подъемную силу на единицу площади. На углах атаки 4—6° их Су = 0,4—0,6 при К = 10—20.

Рис. 70. Работа швертов и шверцев различного сечения.

Рис. 71. Форма атакующих кромок швертов и шверцев.

Решающее значение для качества швертов имеет форма их атакующих кромок. Все нарушения плавности потока, возникающие на ней, распространяются на всю ширину шверта и выводят эту часть площади из режима оптимальной работы (рис. 71,а). На сторону, где создается разряжение, поток должен набегать под отрицательным углом атаки, прижиматься к ней, а уж потом, обтекая криволинейную поверхность шверта, плавно менять свое направление. Задняя часть шверта должна быть максимально плоской, чтобы за ним не возник мощный индуктивный вихрь.

Наивыгоднейшая форма передней кромки шверта показана на рис. 71, б. Практически не ухудшается работа шверта, выполненного по тому же принципу, но со скругленной передней кромкой (рис. 71, в), более технологичной и более стойкой при ударах о препятствия.

Хорошая передняя кромка получается у швертов и шверцев, выстроганных из дерева (фанеры) или согнутых из одного листа дюраля. Совершенно неудовлетворительно работают шверты, склепанные из двух листов (рис. 71, г).

Сечения швертов иногда пытаются делать в соответствии с различными нормализованными авиационными профилями. Это требует хорошего оборудования, большого количества шаблонов, высокой квалификации исполнителя. Для любительских условий вполне достаточно, если профиль шверта будет просто плавным, без заметных перегибов и граней, с постепенным уменьшением кривизны к задней кромке. Максимум толщины шверта должен находиться на расстоянии 40% его ширины от передней кромки. Неаккуратность в изготовлении шверта и различные технологические погрешности дают гораздо большие потери его качества, чем несовершенство самодельного профиля.

Рули на самодельных судах чаще всего делают плоскими, из жесткого листового дюраля. Поскольку они работают на больших углах атаки, чем шверты, и имеют симметричный профиль, преимущества объемных рулей не так заметны, как у швертов. Другая причина — высокая живучесть плоских рулей при различных ударных нагрузках и при навалах на мели, в том числе и в случаях, когда руль отклонен на большой угол и не может откинуться назад. Они пружинят, ослабляя силу удара, или даже гнутся, но в отличие от жестких объемных рулей не ломаются сами и не выламывают рулевых коробок. С согнутым рулем можно дойти до берега и там его выправить. А если в свежую погоду яхта останется вообще без руля, может возникнуть опасная ситуация.

Чтобы на больших скоростях плоские рули не гудели, переднюю кромку их закругляют, а заднюю стачивают почти на острие (см. рис. 84).

§ 15. ЦЕНТРОВКА И УПРАВЛЯЕМОСТЬ ЯХТ

Под центровкой яхты в дальнейшем условимся понимать соотношение моментов, уваливающих или приводящих ее, а под управляемостью — способность судна четко реагировать на все действия рулем и не выходить из-под контроля рулевого при всех условиях, в том числе и экстремальных.

Условие равновесия яхты. Если у яхты поднять перо руля, в идеальном случае она может идти прямолинейно, не приводясь и не уваливаясь (рис. 72, в центре). При этом горизонтальная проекция равнодействующей всех аэродинамических сил, развиваемых парусами и корпусом, проходит через центр бокового сопротивления шверта и корпуса яхты. А если не учитывать незначительного бокового сопротивления корпуса, можно считать, что ЦБС яхты, вокруг которого она вращается в горизонтальной плоскости, находится в районе центра тяжести проекции погруженной площади шверта на расстоянии 35% его ширины от передней кромки.

Рис. 72. Изменения парусной центровки яхты при изменениях курса:

слева — яхта приводится; в центре — яхта уцентрована; справа — яхта уваливается

Условие равновесия яхты получим из рис. 73. На горизонтальной проекции яхты отложим все силы, действующие на яхту, и расстояния от линий действия этих сил до ЦБС (шверта). Яхта будет уцентрована при условии:

(27)

В формуле, если сила стремится привести судно, ее берут со знаком “плюс”, если увалить — со знаком “минус”. Точка приложения аэродинамической силы паруса при работе на закритических углах атаки совпадает с центром тяжести проекции паруса, а при уменьшении угла атаки перемещается ближе к мачте, вплоть до 35% его ширины, тем больше, чем меньше угол атаки и чем выше К паруса. Если яхта ходит с креном, учитывают перемещение ЦП из-за крена.

Работа руля. Для центровки яхты важно, что величина и направление действия аэродинамической силы паруса меняются в широких пределах при всех изменениях положения паруса относительно корпуса, при заходах ветра, при случайных срывах потока на парусе. Волны, изменения крена байдарок и швертботов, изменения нагрузки на боковой поплавок тримарана дополнительно нарушают центровку. Все нарушения центровки компенсируются работой руля. При этом прямолинейное движение яхты сохраняется.

Перо руля должно отклоняться под ветер, если яхта приводится, или на ветер, если уваливается. Второй случай невыгоден, ибо подъемные силы руля и шверта направлены в разные стороны (Ry _шв. вычитается из Ry _p.) и яхта идет с повышенным дрейфом.

Рис. 73. Схема для расчета центровки яхты.

Чтобы этого не происходило, яхты заранее настраивают на приведение, тогда руль и шверт совместно участвуют в создании силы бокового сопротивления. Диапазон реальных изменений центровки довольно большой, поэтому и запас по приводящему моменту тоже берут значительным. Чтобы руль мог создавать требуемый уваливающий момент без создания значительной силы лобового сопротивления, его площадь берут такой, при которой рабочие углы атаки не превышали бы 3—5°, когда К руля остается еще достаточно высоким.

Эффективность работы руля зависит не только от его площади, но и от расстояния между ним и швертом, между рулем и центром парусности. При проектировании новых яхт всегда стремятся разнести на максимальное расстояние руль и шверт, руль и мачту. Последнее очень важно для байдарок, у которых корпус сам имеет значительное лобовое сопротивление и в положении левентик центр парусности может оказаться позади центра бокового сопротивления корпуса, и даже при поднятом шверте байдарка не сможет самостоятельно увалиться из положения левентик.

Максимальный приводящий момент паруса развивают на полных курсах. Поэтому окончательно уточняют требуемую площадь пера руля только после испытания яхты на курсе фордевинд в сильный ветер. Часто оказывается, что для уверенного плавания полными курсами требуется руль большей площади, чем для лавировки.

В последние годы наблюдается тенденция к увеличе-нию площади рулей всех разборных яхт, что позволяет сделать их более управляемыми, а следовательно, и более безопасными. Некоторое увеличение лобового сопротивления больших рулей — вполне допустимая плата за улучшение управляемости и сокращение времени, затрачиваемого на повороты.

Рис. 74. Схемы расположения рулей, швертов и шверцев.

Схемы расположения швертов, шверцев и рулей.

Традиционная схема (рис. 74, а). Считается, что яхта хорошо уцентрована, если в средний ветер на курсе бейде-винд она слегка приводится при поднятом руле. В этом случае линия действия аэродинамических сил проходит чуть позади ЦБС шверта и корпуса. Руль в основном служит лишь для изменения курса. Его площадь делают небольшой и при прямолинейном движении отклоняют на очень малый угол. При таких условиях руль имеет незначительное лобовое сопротивление, что увеличивает ходкость яхты.

Иногда эта схема применяется и на разборных судах, например на байдарочных тримаранах. Для байдарок важна хорошая центровка, ибо они имеют небольшие штатные рули и небольшую прочность всего рулевого устройства.

Два шверца симметричного сечения и обычный руль (рис. 74, б). Схема работает, как и предыдущая, и тоже позволяет добиться хорошей центровки яхты с небольшим рулем. Недостаток схемы — значительный вес и увеличенное лобовое сопротивление двух шверцев. Их суммарная площадь должна быть больше, чем у одного шверта, ибо они работают в поверхностном, более возмущенном корпусом слое воды и имеют большие потери подъемной силы на границе вода — воздух. Достоинство — относительно малые размеры шверцев, что на крупных разборных парусниках иногда имеет решающее значение, и возможность продолжать лавировку после поломки одного из шверцев.

Один шверц симметричного сечения (рис. 74, в). Работает эффективнее двух шверцев и имеет меньший вес. Особенность схемы — изменение центровки при изменениях галса. При расположении шверца с правого борта приводящий момент на правом галсе будет большим, чем на левом.

Один шверц симметричного сечения с регулируемым углом атаки (рис. 74,г). Чтобы позволить яхте ходить почти без дрейфа (это значительно снижает ее лобовое сопротивление за счет уменьшения суммарного индуктивного сопротивления шверца и корпуса), шверц ставят не параллельно продольной оси судна, а под положительным углом атаки к потоку. При перемене галсов угол атаки шверцев меняют в пределах ±3—4°. В некоторых случаях угол атаки шверца меняется автоматически. Конкретный пример конструктивного решения узла шверцев с ручной регулировкой угла атаки показан на рис. 104.

Два попеременно опускаемых шверца асимметричного сечения (рис. 74, д). Такие шверцы имеют повышенную подъемную силу, следовательно, их можно делать меньшей площади, чем симметричные. На галсе опускается лишь один шверц — с борта, где находится парус. Второй шверц поднят. Это обеспечивает одинаковую парусную центровку яхты на обоих галсах.

Другое достоинство схемы — малое расстояние по горизонтали между центром парусности и рабочим шверцем, что приводит к меньшим изменениям центровки при изменениях курса, например при переходе с крутого бейдевин-да на полный. Хорошая центровка позволяет добиться уверенной управляемости яхты даже при небольшом руле. В частности, на байдарках «Салют» при парусности 4,5—7 м² оставляют штатное перо руля.

В дальних походах выявилось еще одно важное преимущество двух шверцев — повышенная надежность. В малонаселенной глухой местности поломка единственного шверца (шверта) — серьезная авария. Второй шверц позволяет продолжить поход. При плаваниях по большим водоемам второй шверц прямо повышает безопасность. Если при сильном отжимном ветре рабочий шверц сломается, то, опустив шверц с подветренного борта, можно достигнуть берега. Судно пойдет менее круто к ветру, с заметным дрейфом, но все же пойдет. В этих случаях остается также возможность сменить галс.

Эта схема, одна из самых совершенных с точки зрения гидродинамики, является одной из наиболее применяемых на разборных судах с парусностью 4,5 м² и выше.

Два асимметричных широко разнесенных шверца (рис. 74,е). Из теории следует, что менять центровку можно, перемещая шверт или шверц не только вдоль, но и поперек судна. Удаление шверца от диаметральной плоскости судна в сторону подветренного борта равносильно его перемещению от мачты в корму. Используя это положение, шверцы можно относить вперед и размещать не на специальной шверц-балке, загромождающей кокпит, а на подмачтовой балке. Все преимущества предыдущей схемы сохраняются.

Центральный шверт и руль увеличенной площади (рис. 74, ж). Во всех предыдущих случаях преследовалась цель — наилучшим образом отцентровать яхту и максимально разгрузить руль. Это важно, например, для байдарок, у которых усиление рулевого устройства связано с определенными трудностями. У разборных яхт других типов рули могут выдерживать значительные нагрузки. Их сознательно задействуют для постоянного создания силы бокового сопротивления, т. е. используют как рулишверты. Хорошо уцентровывать такие яхты необязательно, а часто и не нужно. Например, на легких коротких швертботах, если шверт поставить на расчетном расстоянии от мачты, швертовый колодец недопустимо загромоздит кокпит и окажется позади основных силовых узлов корпуса. Это потребует дополнительного усиления и усложнения набора.

Чтобы руль развивал требуемую силу при малом лобовом сопротивлении, т. е. при углах отклонения не более 3—5°, его площадь приходится делать довольно большой. Площадь шверта при этом можно соответственно уменьшить, что снизит его вес и сделает более надежным в эксплуатации и удобным в транспортировке.

Дополнительное, очень существенное преимущество данной схемы — повышенная управляемость яхт на полных курсах. Показательно, что на самых различных туристских судах, даже хорошо уцентрованных, строители прямо завышают площади рулей, чтобы обеспечить запас по управляемости в экстремальных условиях.

Шверцы асимметричного сечения и руль увеличенной площади (рис. 74, з). Схема аналогична предыдущей, но один центральный шверт заменен двумя более эффективными и живучими шверцами асимметричного сечения. Как правило, их ставят с начальным углом атаки к потоку. Применение такой схемы, в частности на катамаранах с надувными поплавками позволило повысить их управляемость и поворотливость до уровня швертботов.

Руль-шверт на байдарке (рис. 74, и). Длинные узкие байдарки сами обладают значительным боковым сопротивлением и могут ходить без шверцев с хорошими парусами до 70° к ветру. Если боковое сопротивление парусной байдарки увеличить за счет применения большого руля, она пойдет еще круче. Получается легкое компактное парусно-гребное судно. В этом случае крепление рулевой коробки к корпусу усиливают, а мачту ставят посередине кокпита. Все недостатки управляемости такого судна, например, во время поворотов компенсируют энергичной работой веслами.

Катамаран с рулем-швертом (рис. 74, к). Стремление уменьшить вес судна за счет полного отказа от швер-тового устройства привело к появлению катамаранов с одним рулем-швертом, закрепленным на задней балке мостика. При этом центровка яхты остается нормальной. Вес катамарана действительно удалось уменьшить, но идеального решения не получилось. По ходкости на лави-ровке и по управляемости такие катамараны уступали сделанным по предыдущим схемам. Для улучшения управляемости и облегчения поворотов делались попытки увеличить килеватость носовых оконечностей поплавков, ввести небольшой вспомогательный шверт на передней балке и даже установить небольшой передний руль (рис. 74, л), но при этих дополнениях схема лишается своего основного достоинства — простоты.

Шверт-руль с кормовым парусом А. Катайнена (рис. 74, м). Шверт-руль и мачта объединяются в одном компактном узле, навешиваемом на транец судна. Установка паруса при этом практически не ухудшает обитаемости судна, но из-за резкого нарушения центровки, которое ничем не компенсируется, яхты с таким вооружением ходят и управляются неудовлетворительно. На туристских судах подобную схему применяют лишь в единичных случаях и только когда есть возможность свободно пользоваться веслами.

Диагональная схема (рис. 74, н). Руль и шверц примерно одинаковой площади размещают по диагонали яхты. Шверц крепят на подмачтовой балке с левого борта, а руль — на корме с правого борта. Их общий центр бокового сопротивления лежит в диаметральной плоскости судна, на достаточном удалении от мачты и существенно не перемещается при перемене галса, чем достигается хорошая начальная центровка яхты. Все нарушения центровки компенсируются незначительными отклонениями большого руля. Хорошая управляемость сохраняется и на полных курсах при поднятом шверце. Первоначально такая схема была применена на катамаране Е. Кузнецова, но особенно удачной оказалась для коротких надувных лодок, у которых вдоль бортов идут продольные балки силовой рамы; к одной из них и крепится руль.

КОНСТРУКЦИИ ТРИМАРАНОВ НА ОСНОВЕ БАЙДАРОК

Байдарки можно превратить в настоящие, достаточно быстроходные парусные суда, если существенно увеличить их остойчивость. Сделать это можно несколькими способами, но испытание временем выдержали лишь тримараны с глиссирующими и водоизмещаемыми поплавками на одной или двух поперечных балках.

Одно из принципиальных отличий байдарочных тримаранов от парусных тримаранов традиционных конструкций заключается в том, что они имеют небольшие паруса и существенную остойчивость центрального корпуса — байдарки. Это позволяет откренивать тримаран только силами экипажа, а боковые поплавки использовать как страховочные элементы, предотвращающие опрокидывание судна при ошибках экипажа и при резких шквалах.

В качестве страховочных лучше других работают поплавки в виде глиссирующих пластин. Они не «прилипают» к воде при случайных увеличениях крена, а отскакивают от нее, что позволяет вести тримаран в наивыгоднейшем режиме — на одном центральном корпусе. Боковые поплавки лишь периодически скользят по верхушкам волн. При работе в таком режиме глиссирующие поплавки оказываются выгоднее даже подводных крыльев, которые постоянно, хотя бы частью своей площади погружены в воду.

На самых легких тримаранах и на парусно-гребных байдарках в качестве боковых глиссирующих поплавков используют штатные байдарочные весла. Одно или два весла закрепляют поперек байдарки лопастями вниз под углом атаки к поверхности воды 10—15° и надежно фиксируют в таком положении. Чтобы байдарка не опрокинулась при отсутствии хода и при заднем ходе, поверх лопастей пристегивают карабинами большие надувные мячи в капроновых сетках или обтекаемые поплавки (см. рис. 106).

При площади парусности 4,5 м² и выше площади даже двух глиссирующих весел оказывается недостаточно: они часто зарываются в воду и тормозят судно. В подобных случаях приходится делать настоящие глиссирующие поплавки с большой опорной поверхностью. Получаются довольно быстроходные спортивно- прогулочные суда. На двух таких тримаранах с парусностью 7 и 8,5 м² автор становился победителем и призером соревнований. Однако в дальних походах, когда небольшая прибавка скорости не имеет решающего значения, становятся ощутимыми недостатки глиссирующих поплавков: при значительной парусности они требуют постоянного и внимательного откренивания. В свежую погоду откренивать приходится не из кокпита, а со специального выносного сиденья, на что матросы идут очень неохотно, даже если одеты в непромокаемые костюмы.

По этим причинам большинство туристских тримаранов с парусностью 4 м² и выше оснащают не страховочными, а несущими боковыми поплавками водоизмещающего типа. Их почти исключительно делают надувными, круглого сечения, с подрезами в носу и корме. При большом удлинении и гладкой смоченной поверхности их гидродинамическое качество (отношение подъемной силы к лобовому сопротивлению) достигает 30—50, т. е. в несколько раз выше, чем, например, у глиссирующих пластин и подводных крыльев.

Надувные поплавки выклеивают из воздухонепроницаемого материала либо делают комбинированной конструкции: прочный чехол-обтекатель + воздухонепроницаемая камера из надувных игрушек, пленки или «серебрянки». Изредка в носовые части таких поплавков вставляют внутренний каркас или сжимают их с боков, чтобы повысить килеватость и тем самым смягчить удары о волны.

§ 16 ПАРУСНО-ГРЕБНОЙ ТРИМАРАН

Основные технические характеристики: площадь паруса — 4 м²; площадь зарифленного паруса — 3,2; 2,5 м²; конструктивная ширина — 2,4 м; объем одного бокового поплавка — 18 дм³; полное время сборки тримарана (2 человека) — 40 мин; вес дополнительного оборудования байдарки — 10,5 кг.

Эксплуатационные характеристики и обеспечение безопасности. Тримаран рассчитан на длительные походы по маршрутам типа “река-озеро”, по водоемам классов Л и Р (Верхняя и Средняя Волга, Селигер) и на воскресные прогулки. Желательно, чтобы при длительных путешествиях господствующие ветра были попутными (рис. 75).

При средних ветрах парус площадью 4 м² обеспечивает тримарану хорошую среднюю скорость, большую, чем у гребных и парусно-гребных байдарок. Он хорошо идет всеми курсами кроме крутого бейдевинда. Против ветра на нем ходят на веслах — это быстрее, чем лавировать. Если ветер дует не совсем в лоб, идут лесенкой. Энергично гребут прямо против ветра, а затем отдыхают, идя под парусом несколько полнее генерального курса.

При движении на веслах, особенно продолжительном, можно не только спустить парус, но и убрать его полностью вместе с мачтой. Парус, накрученный на реек, крепят вдоль одного фальшборта, мачту — вдоль другого. При желании можно разобрать и поперечную балку с поплавками. Все эти операции выполняются на плаву и довольно быстро.

Рис. 75. Парусно-гребной тримаран

Возможность нормального движения на веслах оказывается полезной при слабых ветрах, особенно встречных.

Это позволяет значительно повысить среднюю скорость прохождения маршрутов и сделать ее сравнимой со скоростью лавирующих тримаранов с гораздо более мощным (и более тяжелым) вооружением. Во время воскресных походов на парусно-гребном тримаране не возникает опасности безнадежно заштилеть вдали от конечной точки маршрута.

Рис. 76. Мачта парусно-гребного тримарана:
1—верхнее колено, Ж36х1х1230, Д16Т; 2—среднее колено, Ж 40 х I, 5х1400; 3—нижнее колено, Ж45х2х1450; 4—фал, капроновый трос Ж6; 5—кольцо-утка фала; 6—аптечное резиновое колечко; 7—фиксатор Ж5; 8—парус; 9—вырез в кармане рейка; 10—реек; 11—верхнее кольцо-блок тали оттяжки рейка; 12—ходовой конец тали оттяжки рейка; 13—нижнее кольцо-блок; 14—наметка из изоленты; 15—фальшборт; 16—заклепка Ж4; 17—дюралевый степс на кильсоне байдарки; 18—кильсон; 19—шпор мачты, ясень; 20—шайба 2, припаять; 21—флюгарка, капроновая лента; 22—шток флюгарки; 23-топ мачты, ясень; 24—отверстие для фала; 25—«подушка» из изоленты; 26—дужка Ж8, сталь; 27—трубка Ж10х1; 28-поперечная балка; 29—гайка барашковая М8.

Отказ от настоящей лавировки и соответствующее уменьшение парусности и остойчивости судна позволили сделать тримаран относительно легким. Вес дополнительного оборудования байдарки почти вдвое меньше, чем у тримарана “Стриж-4,5” (см. рис. 85, но в 1,5 раза больше, чем у еще более простых парусно-гребных байдарок.

В свежую погоду безопасность тримарана обеспечивают надувными поплавками на прочной поперечной балке и возможностью в широких пределах изменять тягу паруса: при ветрах 7 м/сек и выше его рифят до 3,2 м², при сильных попутных ветрах — до 2,5 м²; при шквалах с любых направлений свободностоящая мачта позволяет ставить парус во флюгерное положение. Парус достаточно жесткий, его пузо может убираться почти полностью, во флюгерном положении он не заполаскивает. При необходимости парус можно опустить буквально за 2—3 сек., для чего достаточно раздать ходовой конец фала (или сорвать с нагеля-утки его срывное колечко), и парус упадет сам.

На одном из галсов парус перерубается мачтой. На полных курсах это не имеет значения, а на острых матрос после каждого поворота должен раздать оттяжку рейка, перенести парус на подветренную сторону мачты и снова набить оттяжку. Так как на настоящую лавировку тримаран не рассчитан, это не является недостатком.

В разобранном виде весь рангоут и поперечная балка собираются по принципу “труба — в трубу” в 2—3 места и перевозятся либо в матерчатом пенале типа чехла от удочек, либо в штатной упаковке байдарки «Таймень».

Необходимо отметить, что описанный парусно-гребной тримаран — типичная промежуточная конструкция между судами других хорошо отработанных типов — парусно-гребных байдарок и лавирующих тримаранов на основе байдарок. Как и все подобные конструкции, он чувствителен к изменениям своих характеристик. Например, увеличение парусности до 4,5 м² сразу сделает тримаран валким, требующим внимательного откренивания. Уменьшение парусности до 3,5 м² сделает излишними водоизмещающие поплавки и шверц — на парусно-гребных байдарках обходятся без них. Замена паруса более совершенным для лавировки усложнит его уборку, постановку и рифление, и тримаран будет сложнее использовать в гребном варианте. При самостоятельном проектировании таких судов надо внимательно следить — не приближаются ли их характеристики к характеристикам других, более специализированных парусников, и не лучше ли строить последние.

Особенности конструкции.

Общая компоновка тримарана. На байдарках «Салют» мачту ставят в самом начале кокпита. Кроме удобства работы веслами, это обеспечивает уверенную управляемость судном при штатном пере руля. На изношенных байдарках, чтобы несколько разгрузить руль, поперечную балку со шверцем можно отнести в корму на 200—250 мм от мачты, а пяртнерс устроить не на поперечной балке, а на носовой окантовке (комингсе) кокпита, как показано на рис. 78.

На байдарках «Таймень» поперечную балку приходится отодвигать в корму от шпангоута № 1 на 250—300 мм. Мачту можно ставить либо у балки, либо у первого шпангоута. Чтобы матросу было удобнее работать веслом, верхнюю часть шпангоута № 2 удаляют, сам шпангоут усиливают, приклепывая к нему вырезанную по его форме дюралевую или фанерную накладку, и переносят сиденье матроса на 300—400 мм в корму. Все пространство от начала кокпита до поперечной балки закрывают фартуком, что улучшает не только условия гребли, но и весовую центровку байдарки, ее обитаемость, уменьшает забрызгиваемость.

Парусное вооружение (рис. 76—80). Основные достоинства примененного паруса — простота постановки, уборки и рифления. Парус достаточно жесткий, позволяет быстро регулировать пузо, а его полубалансирность уменьшает приводящий момент, ибо ЦП расположен близко к мачте.

На ходу пузо регулируют изменением натяжения оттяжки рейка, рассчитанной на усилие до 45 кгс. Чем больше выбирается оттяжка, тем сильнее прогибается реек, образуя нижний положительный горб, в который уходит излишек парусины. Передняя шкаторина распрямляется, что также ведет к уменьшению пуза. В предельном случае пузо можно убрать полностью, и парус не будет заполаскивать во флюгерном положении.

Риc. 77. Реек:

1—наружная секция, Ж30х1х1300, Д16Т; 2—передняя секция, Ж32х1х1450; 3—заклепка Ж4; 4—фиксатор Ж5; 5—резиновое колечко

Рис. 78. Вариант пяртнерса на носовом комингсе кокпита:

1—откованая трубка Ж16х1,5 AMr; 2—носовой комингс; 3—болт М6; 4—«подушка» из изоленты на трубке или на мачте; 5—мачта

Рис. 79. Полубалансирный треугольный парус, S — 4м²:

1—булинь передней шкаторины; 2—шов; 3—риф-бант; 4—риф-штерт; 5—полотнище паруса; б—лат-карман; 7—ручной шов крепления к парусу верхнего и нижнего концов булиня; 8—узел соединения концов булиня.

Реек оттягивают вниз простейшей талью, в которой вместо блоков использованы два металлических кольца (подойдут прочные кольца от штор). Верхнее кольцо крепят к рейку капроновым штертом. Чтобы узел не полз по рейку, на него предварительно наматывают несколько слоев изоленты, формируя из нее буртики. Такую же наметку из изоленты делают на мачте для крепления нижнего кольца-блока тали и кольца-утки для крепления ходового конца фала. Ниже по мачте наметка переходит в «подушку», необходимую для предотвращения концентрации напряжений в точках касания мачты и дужки пяртнерса (см. рис. 76).

Рис. 80. Два варианта конструкции лат и лат-карманов:

1—парус; 2—резинка; 3-лат-карман; 4-лата; 5—шов.

Оттяжку рейка и фал нельзя крепить к поперечной балке или деталям набора байдарки: в этом случае пропадает основное достоинство свободностоящей мачты — возможность поворачиваться вместе с парусом на 360°, что не позволит ставить парус во флюгерное положение при шквалах с любых направлений и делать в свежую погоду безопасный поворот фордевинд с проводкой паруса через нос байдарки и обносом шкота вокруг мачты.

Блок на топе мачты, через который проходит фал, сделан в виде сквозного отверстия (см. рис. 76, 23, 24). Стенки отверстия надо тщательно зашкурить и натереть воском.

Коренной конец фала крепят к фаловому треугольнику, склепанному из двух тонких дюралевых пластин, карабином или парусной такелажной скобой. Это позволяет быстро отсоединять фал от паруса при его полной уборке.

Парус кроят с центральным продольным швом, нитки основы парусины идут перпендикулярно передней и задней шкаторинам (см. рис. 79). Величину серпа по передней шкаторине и горбов по нижней и задней шкаторинам определяют опытным путем во время пошива и примерок паруса по готовому рангоуту. Подробно этот метод изготовления паруса описан в § 25.

В кармане вдоль передней шкаторины проходит булинь — стальной тросик диаметром 2 мм или предварительно вытянутый плетеный капроновый трос диаметром б мм. Булинь берет на себя все растягивающие нагрузки, действующие на переднюю шкаторину, и тем самым предотвращает вытяжку и перекосы парусины в этой, самой ответственной части паруса.

Булинь состоит из верхней и нижней частей. В фаловом и галсовом углах их крепят к парусине постоянно и пропускают через достаточно широкий карман. Свободные концы через отверстие в кармане выводят наружу, связывают и снова заправляют в карман. Такая конструкция позволяет корректировать фактическую длину булиня при настройке паруса и по мере вытяжки парусины и самого булиня.

Вдоль нижней шкаторины делают карман для рейка. По его нижней кромке в галсовом и шкотовом углах пришивают прочные штертики для крепления паруса к рейку. Они закладываются за фиксаторы на рейке (см. рис. 77,4). В простейшем случае фиксаторы делают из гвоздя диаметром 5 мм и аптечного резинового колечка. Такие же фиксаторы используют для соединения колен мачты.

Латы можно изготовить из ученических линеек, стеклопластика, текстолита. Чтобы жесткость лат постепенно уменьшалась к внутренним концам (в этом случае профиль паруса получается более плавным), их делают переменными по ширине. Лат-карманы для конусных лат лучше делать не традиционной конструкции (рис. 80, А—А), а как показано на рис. 80, Б—Б.

Боковые поплавки состоят из прочного чехла-обтекателя, задающего форму поплавка, и воздухонепроницаемой камеры. В качестве готовой покупной камеры используют детское надувное «бревно» (L=1,1 м, диаметр 175 мм). Об изготовлении обтекателя см. § 23.

Собирают поплавки в такой последовательности. Вставляют камеру в обтекатель, расправляют ее и надувают на 3/4 объема. В пластину (рис. 81, 14, 17) вставляют снизу болт 16 и накладывают ее на поплавок так, чтобы она совпала с вырезами стрингерных карманов 11. Каждый стрингер 15 продевают через кормовую часть кармана, через пластину и носовую часть кармана. Поплавок с пластиной и продетыми стрингерами приставляют снизу к поперечной балке так, чтобы болт 16 и штифты 10 вошли в соответствующие отверстия в ней. Завинчивают гайку 19. Надувают поплавок до рабочего состояния.

Рис. 81. Поперечная балка парусно-гребного тримарана:

1—средняя секция балки, Ж40х1,5х1200, Д16Т; 2—крайняя секция балки, Ж36х1х800; 3—дужка, откованная трубка Ж12х1,5; 4—фиксатор Ж5; 5—«подушка» из изоленты; 6—резиновое колечко; 7—болт М6; 8—фальшборт; 9—гайка М6; 10—штифт-заклепка, Ж5; 11—стрингерный карман на обтекателе поплавка; 12—камера поплавка; 13—обтекатель; 14—кованая пластина, дюраль, б = 2; 15—стрингер поплавка, Ж18х1х800; 16—болт M8; 17—пластина 200х100х2, дюраль; 18—заклепка Ж4; 19—гайка М8; 20-шайба, D=30, d=8,5, б=3, дюраль.

Выбранная конструкция крепления поплавков к балке достаточно надежна, обеспечивает параллельность поплавков байдарки и обладает необходимой эластичностью, позволяющей поплавкам менять дифферент при ходе на волнении.

Шверц и руль. Шверц не рассчитан на настоящую лавировку, поэтому имеет небольшую площадь и соответственно небольшой вес. Его конструкция и размеры показаны на рис. 83, а изготовление описано в § 24. В рабочем и поднятом положении шверц удерживается за счет сил трения, которые регулируют затяжкой гайки 9. Ее положение фиксируют разводным шплинтом 11. Опускает и поднимает шверц матрос вручную.

Рис. 82. Поплавок парусно-гребного тримарана ( V=18дм³).

Рис. 83. Шверц:

1—коробчатый профиль, Ж60х40х2, алюминий или брусок 120х40х60, дуб; 2—заклепка Ж5; 3—шайба, D-90; d-17; б = 4, фторопласт; 4—шайба, дюраль; 5—шайба; 14; 6—скоба-кронштейн, дюраль б = 2,5; 7—болт М8; 8—поперечная балка; 9—гайка М14 с приваренными воротками Ж5; 10—болт М14 с приваренным штырем; 11—шплинт разводной Ж3; 12—заклепка Ж3; 13—усиливающая накладка шверца, дюраль б= 1—1,5; 14—шверц, сосна.

Рис. 84. Увеличенное перо руля для байдарки «Таймень» и его крепление:

1—шайба 8; 2—болт М8; 3—перо руля, Д16Т; 4—разводной шплинт Ж3; 5—гайка барашковая М8; 6—рулевая коробка.

Самодельное перо руля для байдарок «Таймень» делают из самого жесткого дюраля толщиной 3 мм. Чтобы на больших скоростях перо не гудело, его кромки обрабатывают, как показано на рис. 84, и тщательно шлифуют мелкой шкуркой.

Ось-заклепку штатного пера «Тайменя» высверливают, доводят диаметр отверстия в рулевой коробке до 8,5 мм и делают новую ось из нержавеющего болта М8. Литая рулевая коробка «Тайменя» может выдержать рабочие нагрузки только, если стянута гайкой 5. Совершенно обязательная деталь — и разводной шплинт 4, который предотвращает самопроизвольное откручивание и закручивание гайки.

Длину штатного румпеля «Тайменя» увеличивают в 1,5 раза, для чего концы его сглаживают напильником и напрессовывают на них предварительно сплющенные трубки сечением 20 X 1 мм. Концы нового румпеля закругляют и в них делают отверстия для штуртросов или под ось удлинителя румпеля.

Рулевое устройство байдарок «Салют» оставляют без изменений за исключением дополнительной обработки кромок пера руля.

Составляющие веса дополнительного оборудования байдарки, кг: мачта в сборе — 2,3; реек — 0,8; поперечная балка в сборе — 1,2; поплавки в сборе — 2,2; шверцевое устройство — 2,3; парус — 1,3; шкот, фал и пр. — 0,4; итого — 10,5 кг.

§ 17. ТРИМАРАН «СТРИЖ - 4,5»

Основные технические характеристики: площадь грота — 4,5 (3,5) м²; площадь вспомогательного стакселя — 2,5 м²; конструктивная ширина — 2,5 (3,4) м; объем одного бокового поплавка — 90 (57) дм³; полное время сборки тримарана — около 1 час.; вес дополнительного оборудования байдарки — 18—21 кг.

Эксплуатационные характеристики и обеспечение безопасности. Когда преимущества тримаранов с надувными поплавками для условий дальних туристских походов стали очевидными, возникла задача создания максимально простого по конструкции и в постройке и относительно быстроходного лавирующего тримарана, способного с достаточными запасами остойчивости и прочности выдерживать жесткие условия, с которыми приходится встречаться в реальных туристских походах. Одним из таких новых тримаранов стал «Стриж-4,5» (рис. 85).

По ходкости «Стриж-4,5» не уступает «Мевам» и уже в средние ветра обходит на круговой дистанции гребные байдарки. На различных парусно-туристских соревнованиях «Стрижи-4,5» ежегодно попадают в число победителей и призеров гонок в классе «Тримаран-4,5 м²».

В средние ветры на тримаране ходят под одним полным гротом, который обеспечивает байдарке скорость 5—9 км/час, что полностью соответствует ее скоростным возможностям (при более высоких скоростях байдарку сильно забрызгивает, опасно перенапрягается корпус). В слабые ветры в помощь гроту поднимают легкий вспомогательный стаксель. При сильных попутных ветрах грот рифят до 3,5 м². Скорость при этом остается высокой, а опрокидывающий момент и нагрузки в силовой раме судна уменьшаются примерно в 1,5 раза. При необходимости можно лавировать под зарифленным гротом, хотя и не очень круто к ветру.

Остойчивость тримарана при ветрах до 10 м/сек и волне до 0,35 м обеспечивают боковые поплавки большого объема, вынесенные на двух прочных поперечных балках, способных выдержать изгибающий момент до 135кгс-м.

При грамотном управлении «Стриж-4,5» выдерживает и гораздо более тяжелые условия. Даже на шквалах тримаран не теряет управляемости — уверенно приводится, уваливается, делает повороты оверштаг, на нем можно в лавировку уйти к берегу, неся парус под очень малыми углами атаки и уменьшив его пузо почти до нуля. Во время неожиданных шквалов, даже если рулевой растеряется, тримаран сам с любого курса быстро приводится вплоть до заполаскивания паруса, подсказывая тем самым рулевому, что шквалы надо встречать именно на курсе полный бейдевинд.

Рис. 85. Тримаран «Стриж-4,5» на основе байдарки “Таймень»:

1—удлинитель румпеля, Ж18х1; 2—шарнирное соединение румпеля с удлинителем; 3—перо руля увеличенной площади; 4—ходовой конец шкота; 5—кольцо-блок; 6—гик; 7—парус; 8—стрингер поплавка; 9—поплавок, 90 дм³; 10—кормовая поперечная балка; 11—носовая поперечная балка; 12—поднятый шверц; 13—мачта; 14—штаг; 15—опущенный шверц; 16—ванта; 17—риф-штерт; 18—люверс для прохода риф-штерта.

«Стриж-4,5» прост в управлении. Это подтвердил и эксперимент — байдарочникам, никогда не сидевшим за рулем парусного судна, предлагалось самим покататься на тримаране по Московскому морю. После небольшого инструктажа они садились в байдарку, отходили от берега с попутным ветром 4—7 м/сек, на практике изучали работу руля и паруса, осваивали технику поворотов (тримаран прощал самые грубые ошибки) и самостоятельно, в лавировку, возвращались в лагерь.

По назначению «Стриж-4,5» универсален. Относительно малый вес всего судна (менее 55 кг), малое время сборки-разборки и хорошая укладываемость вооружения в рюкзаки позволяют использовать его в воскресных прогулках. Но особенно хорош он в дальних походах по водоемам типа Средней Волги, Селигера, озер Карелии.

Особенности конструкции.

Парусное вооружение. Для улучшения лавирочных характеристик «Стриж-4,5» вооружен простейшим, но достаточно эффективным вариантом паруса «Стриж». Его работа описана в § 8, а технология изготовления в § 25. Чаще всего парус делают из бытовых хлопчатобумажных тканей. Неизбежная вытяжка такой парусины под нагрузкой может быть скомпенсирована широкими возможностями регулировки формы паруса и его выха-живанием. Парус выполняют либо с мачтовым карманом, либо двухслойным. На двухслойный парус идет больше материала, но он более совершенен с точки зрения аэродинамики, и, что особенно важно для начинающих парусных мастеров, его гораздо легче сделать без морщин и других заметных искажений гладкости профиля. Если предполагается участие в гонках, надо следить, чтобы фактическая площадь паруса, измеренная по правилам геометрии с учетом вытяжки, но без учета площади круглой мачты, не превышала 4,5м².

Для облегчения подъема паруса и уменьшения нагрузки на мачту от нисходящей ветви фала на «Стриже-4,5» использована фаловая таль, соединяющая топ мачты с фаловым углом паруса. Коренной конец фала (рис. 86, 42) крепят к верхнему кронштейну-дужке 7 с помощью наметки из изоленты 43. Далее фал пропускают через огон (петлю) на конце троса-бу-линя задней шкаторины 41, через дужку и вдоль мачты опускают вниз. В тали применены блоки скольжения, имеющие большой коэффициент трения покоя. Это позволяет уменьшить натяжение нисходящей ветви фала, что еще больше разгружает мачту и сам фал, который может значительно вытягиваться под нагрузкой.

Рис. 86. Рангоут и грот тримарана «Стриж-4,5»:

1—шпор мачты, Ж40х1,5х80; 2—нижняя дужка, Ж16х1,5; 3—нижнее колено мачты. Ж45 х 1,5х1100, Д16Т; 4—среднее колено мачты, Ж50х2х1800, Д16Т; 5—верхнее колено мачты, Ж45х1.5х1800, Д16Т; 6—болт М6 с кольцом для проводки фала; 7—верхняя дужка, Ж14х1,5, Д1Г; 8—шток флюгарки, Ж2; 9—болт Ml2; 10—гайка барашковая Ml2; 11—втулка гика, Ж55х2х150, АМг, сталь; 12—крайняя секция гика, Ж36х1х1000, Д16Т; 13—средняя секция гика, Ж40х1,5х700, Д16Т; 14—фиксатор, Ж5; 15—крайняя секция гика, Ж36х1х1000, Д16Т; 16—огон штага; 17—огон кольца-блока стаксель-фала; 18—огон левой ванты; 19—палец с резьбой М12, сталь СтЗ; 20—огон правой ванты; 21—блок-кольцо стаксель-фала; 22—стаксель-фал; 23—заклепка Ж5; 24—шплинт разводной Ж3; 25—крепление ходового конца снасти для регулировки пуза паруса; 26—регулировочный конец булиня нижней шкаторины, капрон; 27—полосы корсажной ленты; 28—коренной конец булиня нижней шкаторины; 29—снасть для регулировки пуза паруса, капрон Ж4; 30—шкот; 31—кольцо-блок шкота; 32—болт М8; 33—двухшкивный блок на ноке гика; 34—точеный шкив или шарикоподшипник; 35—таль регулировки пуза паруса; 36—ручной шов крепления задней щеки двухшкивного блока на шкотовом углу паруса к парусине; 37—регулировочный конец булиня задней шкаторины; 38—булинь задней шкаторины, стальной трос Ж 39—боут; 40—ручной шов крепления к парусине верхнего конца булиня задней шкаторины; 41—огон-блок булиня задней шкаторины; 42—коренной конец фаловой тали; 43—наметка из изоленты; 44—заклепка Ж3; 45—грота-фал; 46—дужка на втулке гика для проводки грота-фала

Рис. 87. Основные размеры грота тримарана «Стриж-4,5» (S == 4,5 м². Вариант с мачтовым карманом.

Блок скольжения — металлическое кольцо — используется и при проводке гика-шкота 30, 31. Его коренной конец закрепляют на кормовой оковке байдарки, а ходовой находится в руке рулевого. Из-за большого трения покоя в кольце-блоке уменьшается статическая нагрузка на руку рулевого, что позволяет обойтись без всяких стопоров и уток и быстро реагировать на все изменения ветра потравливанием или подбиранием гика-шкота (при порывистых ветрах на небольших разборных парусниках вообще опасно закладывать шкоты на утки и стопора).

Пузо грота регулируют на ходу специальной снастью — шкотом 29. Она служит ходовым концом тали, соединяющей шкотовый угол паруса с ноком гика. Двухшкивные блоки тали делают в домашних условиях, используя в качестве шкивов небольшие шарикоподшипники. Снасть для регулировки пуза выводят к мачте и крепят на нижней дужке 2. Длину гика нового паруса делают с таким запасом, чтобы после вытяжки парусины, иногда значительной, оставалась возможность уменьшить пузо паруса до нуля.

Вид зарифленного грота показан на рис. 47. При двухслойном варианте риф-штерты нашивают с наружных сторон обоих полотнищ. При варианте с мачтовым карманом риф-штерты можно делать съемными и пропускать их через люверсы, вшитые или впрессованные в однослойную парусину (см. рис. 85).

Узел крепления гика к мачте выполняют сварным, его можно сделать из стали. К отрезку трубы 11 (см. рис. 86) приваривают болт 9, на который надевают пятку гика. При таком креплении гик может вращаться вокруг мачты вместе со втулкой, подниматься и опускаться по мачте и вращаться в вертикальной плоскости вокруг болта, что необходимо при спуске паруса и его уборке. Для прохода болта через парусину в мачтовом кармане делают небольшое отверстие. Весь узел крепления гика подвязывают к парусу снасточкой, пришитой к передней шкаторине паруса с внутренней стороны мачтового кармана.

Галсовый угол слегка оттягивают вниз другой снастью, пришитой к нижней части передней шкаторины.

В конструкцию булиней задней и нижней шкаторин обязательно вводят регулировочные элементы (см. рис. 86, 26, 37), позволяющие корректировать их длину по мере вытяжки парусины и при тонкой настройке паруса.

Вспомогательный стаксель ( рис. 88) шьют из плотного перового тика или прочной пленки. Так как на тримаране можно обеспечить лишь небольшое натяжение штага, отрицательные серпы по шкаторинам стакселя приходится делать значительными. К шкотовому углу стакселя крепят два шкота, один проводят по правому борту, другой — по левому. При перемене галса один шкот отдается, а другой, с нового подветренного борта, выбирается. При усилении ветра до 5—6 м/сек стаксель убирают, ибо он перенапрягает носовую часть набора байдарки, а на острых курсах почти перестает давать тягу из-за скручивания и самопроизвольного увеличения пуза и лишь портит работу жесткого грота. Изготовление стакселя описано в § 25.

Рис. 88. Основные размеры вспомогательного стакселя тримарана «Стриж-4,5» (S = 2,5 м²).

Рис. 89. Усиление набора байдарки:

1—мягкий талреп; 2—пиллерс; 3—стяжка, стальной трос Ж0,25

Силовая рама. Успех «Стрижа-4,5» во многом объясняется тем, что при его проектировании использован известный в инженерном деле принцип — минимальное количество максимально простых и достаточно прочных деталей. Этим достигается надежность работы всей силовой рамы, а попутно — простота постройки тримарана и уменьшение времени его сборки-разборки.

На байдарках «Таймень» мачта опирается шпором-вилкой на горизонтальную ось накладного степса, который крепится на носовых оконечностях фальшбортов. Топ мачты фиксируются штагом и двумя вантами. Точка их крепления к мачте максимально опущена. Уменьшение свободной длины мачты в квадратичной зависимости повышает ее способность выдерживать сжимающие нагрузки от штага и вант.

Ходовой конец штага пропускается через блок-кольцо на носовой оковке байдарки, идет к кокпиту и крепится за поперечную балку. При необходимости срочно завалить мачту, например перед проходом под линией электропередачи, матрос раздает ходовой конец штага, постепенно травит его и заваливает мачту частично или полностью (см. рис. 161).

На «Стриже-4,5» впервые были применены ставшие затем популярными ванты с раздвоенными нижними концами. При таком варианте удалось одновременно решить несколько задач: нагрузить вантами сразу обе балки и использовать их суммарную прочность, далеко по длине и ширине судна разнести от мачты вант-путенсы, обеспечить в горизонтальной проекции угол между вантами около 120°, не ухудшая при этом обитаемости байдарки.

При обычных ветрах корпус байдарки не скручивается винтом, ибо весь опрокидывающий момент компенсируется длинным подветренным поплавком, лежащим на воде горизонтально. При сильных ветрах матрос садится на наиболее нагруженную заднюю балку и опирается рукой на переднюю (иногда балки соединяют бортовыми сиденьями). И в этом случае не возникает скручивающего момента, поскольку матрос откренивает судно, «сидя на ванте».

Продольным силовым элементом рамы парусного вооружения служит носовая часть набора байдарки. Без всякого дополнительного усиления она способна выдержать нагрузки от грота, а при ветрах до 5 м/сек — и от вспомогательного стакселя. Это одно из достоинств схемы тримарана «Стриж-4,5». Но на изношенных байдарках и на тримаранах, рассчитанных на тяжелые условия плавания, набор все же стоит подкрепить простейшей тросовой стяжкой (рис. 89). Стяжка состоит из двух одинаковых тросов диаметром 2 мм. Их концы крепят к верхней части форштевня (и не снимают при разборке байдарки), далее ведут вниз и в стороны к кронштейнам нижних стрингеров на шпангоуте № 1, потом поднимают к кронштейнам крепления фальшбортов на шпангоуте № 2. Каждую ветвь стяжки набивают своим мягким талрепом 1, состоящим из двух огонов на концах тросов и стягивающего их капронового штертика.

Один из самых надежных и легко выполнимых в домашних и походных условиях вариантов огона показан на рис. 90. Медная трубка 3 выполняет роль коуша и блока скольжения. Свободный конец троса вставляют в заранее надетую на трос трубку большего диаметра 2. Трубку со вставленными тросами сплющивают на наковальне (или камне), но так, чтобы не перебить тросы, и с помощью двух плоскогубцев скручивают винтом. Прочность такой заделки равноценна прочности троса.

Во всех случаях шпангоут № 1 подкрепляют пиллерсом — стойкой-распоркой из дюралевой трубки диаметром 18 мм. По концам пиллерса забивают и дополнительно крепят заклепками пробки-«подушки» из твердого дерева, которыми он опирается на верхнюю и нижнюю ветви шпангоута. Пиллерс просто вставляют в шпангоут в распор и ничем не крепят. При загрузке в форпик объемных вещей (обычно в нем перевозят гермоупаковки со спальниками) пиллерс снимают.

Рис. 90. Огон на конце троса:

1— трос; 2—обжимная трубка, медь, d_вн.=2—2,5 d троса; 3—огон из медной трубки, d_вн.=1,2—1,5 d троса.

Рис. 91. Вант-путенс с сигнальным звеном:

1—ванта; 2—огон ванты; 3—страховочный штертик; 4—карабин; 5—петля крепления карабина к балке

При усилении набора байдарки надо помнить, что тросовые стяжки повышают продольную жесткость и прочность судна, но не настолько, чтобы его можно было вооружать настоящим шлюпом с топовым стакселем площадью 2,5 м². Работающие на сжатие элементы образующейся фермы — мидельвейс и фальшборта — остаются довольно слабыми и могут сломаться при перегрузках.

Другая особенность «Стрижа-4,5» — общая эластичность силовой рамы, обеспечиваемая эластичностью длинных, ничем не подкрепленных поперечных балок. При всех возрастаниях нагрузок эти балки прогибаются. Например, при встрече с крутым гребнем волны поплавок может иметь значительный дифферент на корму. При излишней тяге стакселя штаг автоматически прогибается, а искажающаяся при этом форма стакселя служит сигналом, что стаксель пора убирать. При непроизвольных поворотах фордевинд, когда гик с большой силой ударяет по ванте, она подается вперед и постепенно гасит энергию удара. Чем на большее расстояние может податься ванта, тем меньше пиковые значения сил, действующих при ударе на ванты и мачту.

Остойчивость и прочность. Остойчивость тримарана выбрана выше его прочности (прочности самой байдарки). Расчетный истинный ветер, определенный по остойчивости (см. § 12), составляет 10 м/сек, прочность поперечных балок соответствует остойчивости, т. е. тримаран во всем диапазоне используемых ветров остается неопрокидываемым. О наступлении предельных условий плавания и необходимости потравливания или рифления грота судят по поведению силовых элементов байдарки. Чем тяжелее судно нагружено, чем больше скорость и волнение, тем скорее при усилении ветра его набор начнет опасно деформироваться и трещать.

Чтобы не сломать байдарку, в конструкцию вант вводят слабые или сигнальные звенья (об их работе см. § 11). На рис. 91 показан один из вариантов крепления вант к вант-путенсам. На концах всех ветвей вант делают огоны, концы их слегка сплющивают и цепляют за них карабины (рис. 91, 4). К карабинам постоянно закреплены петли из прочного капронового троса диаметром 6 мм, которые удавками присоединяют к поперечным балкам в местах крепления к ним стрингеров поплавков. При первоначальной настройке парусного вооружения, регулируя длину петель, устанавливают фактическую длину вант и больше длину петель не меняют. Прочность карабинов подбирают опытным путем согласно методике, описанной в § 26.

Поперечные балки крепят к фальшбортам с помощью гнутых дужек (рис. 91, рис. 92). Крючки (гаки), крепящие стрингера поплавков к балкам, гнут из дюралевого прутка диаметром б мм или из трубки сечением Ж10х2 мм. На их верхних концах нарезают резьбу, а на нижние надевают и приклеивают резиновые трубки, обеспечивающие эластичность узла крепления стрингеров к балкам и предотвращающие проминание стенок стрингеров крючками. Для прохода крючков с внутренних сторон стрингерных карманов вырезают небольшие овальные отверстия. Чтобы не возникало концентрации напряжений в местах опоры стрингеров о балки, сверху к стрингерным карманам приклеивают резиновые подушки толщиной до 4 мм.

Поплавки диаметром 270 мм (рис. 85 и рис. 93), выклеенные из прорезиненной ткани, сделать труднее, чем поплавки с камерами из детских «бревен», зато они не требуют длинных поперечных балок (все секции балок собираются в одно место сечением 50х1500 мм и перевозятся в штатной упаковке «Тайменя»), и из таких поплавков емкостью по 90 л можно собрать плотик-катамаран для рыбалки на дневках.

Рис. 92. Поперечные балки тримарана «Стриж-4,5»:

1—гайка барашковая Мб; 2—гак (крюк из дюралевой или стальной проволоки Ж6; 3—слой резины, наклеенной на стрингерный карман поплавка; 4—резиновая трубка или слой изоленты; 5—стрингер поплавка, Ж20хIх1800, Д16Т; 6—крайняя секция поперечной балки, Д16Т, для носовой - Ж36х1,5х750, для кормовой - Ж45х1,5х750; 7—фиксатор Ж5; 8—средняя секция поперечной балки, Д16Т, для носовой - Ж40х1,5х1500, для кормовой - Ж50х2х1500; 9—фиксатор Ж5; 10—болт Мб; 11—гайка барашковая М6; 12—фальшборт байдарки; 13—дужка, откованная трубка Ж14х1,5 АМг; 14—слой изоленты или резины; 15—резиновое колечко.

Рис. 93. Поплавок тримарана «Стриж-4,5» объемом 90 дм

Рис. 94. Клепаный шверц асимметричного сечения:

1—болт М8; 2—средняя секция носовой поперечной балки; 3—дужка-кронштейн, дюраль, б = 2—3; 4—заклепка Ж4; 5—алюминиевый коробчатый профиль 40х40х6; 6—болт М14; 7—шайба; 8—прокладка, фторопласт; 9—гайка барашковая М14; 10—шайба D=40, d=14,5, б=4; 11—заклепка Ж5; 12—алюминиевая заклепка Ж3; 13—отверстие Ж8 для заполнения шверца водой; 14—заглушка, пенопласт, дерево; 15—труба, ЖЗ0х1400, Д1Т; 16—корпус шверца, лист б=1, АМг, Д1Т; 17—труба, Ж34х1,5х400; 18—труба, Ж40х2,5х450, Д1Т; 19—деревянная пробка; 20—нервюра, труба Ж14х2, откованная после сборки по профилю шверца; 21—слой изоленты на концах нервюр.

Тримаран может ходить с поплавками меньшего объема (см. рис. 98), в которых в качестве камер использованы детские «бревна»(L = 1,2 м, диаметром 200 мм). Ходкость судна даже немного увеличится, но, чтобы при этом не уменьшилась остойчивость, приходится значительно удлинять поперечные балки (см. рис. 96).

Шверцы и руль. Тримаран имеет два шверца плоско-выпуклого сечения. Выпуклые стороны обращены к байдарке. В воду опускается лишь один шверц со стороны борта, где находится парус. Шверцы можно выстрогать из доски или согнуть из листового дюраля. Шверц, показанный на рис. 94, в рабочем и поднятом положении фиксируется за счет силы трения, которая регулируется затяжкой гайки 9. Гайку берут барашковую либо приваривают к ней воротки из проволоки диаметром 6 мм. Чтобы она не могла самопроизвольно закручиваться и раскручиваться, ее положение фиксируют разводным шплинтом.

Рис. 95. Возможное изменение положения центра бокового сопротивления яхты путем поворота шверца

При поставленном стакселе Тримаран оказывается почти идеально уцентрованным. При одном гроте он приводится, но нагрузки на руль и руку рулевого остаются в допустимых пределах. Центровку тримарана можно корректировать, поворачивая рабочий шверц вперед-назад на ±30° (рис. 95). В частности, перед поворотом оверштаг шверц подают вперед — тримаран быстрее идет на приведение.

После прохода линии ветра шверт убирают далеко в корму, помогая тримарану увалиться.

«Стриж-4,5» на основе байдарки «Салют». Общая компоновка судна показана на рис. 96. Степс мачты установлен непосредственно на передней поперечной балке (рис. 97, а сама балка отнесена в самое начало кокпита. Для крепления шверцев вводится дополнительная шверц-балка.

На рис. 96 и рис. 98 приведены боковые поплавки, сделанные на основе детских «бревен», соответственно увеличена длина поперечных балок. При указанных на рис. 96 размерах все секции балок вкладываются одна в другую, и полученное одно место сечением 50х2000 мм перевозится вместе с мачтой и стрингерами поплавков в компактном матерчатом чехле-пенале.

В верхней части форштевней байдарок «Салют» имеется массивный литой кронштейн, к которому крепятся стринге ра. Это позволяет устроить более надежный штаг-путенс из кольца с приваренным к нему болтом М8 (рис. 99). Для прохода болта в носовой оковке байдарки сверлят отверстие диаметром 10 мм, затем при собранной байдарке в кронштейне нарезают резьбу М8. Резьбовое отверстие должно быть сквозным, так из него легче удалять случайно попавшие грязь и песок.

Полезно таким же способом усилить крепление к набору и кормовой оковки байдарки. Это повысит надежность рулевого устройства.

Рис. 96. Тримаран «Стриж-4,5» на основе байдарки «Салют»:

1—стопор; 2—снасть для подъема шверца; 3—средняя секция кормовой поперечной балки, Ж50х2х2000; 4—крайняя секция носовой балки, Ж45х1,5х950; 5—стрингер поплавка, Ж20х1х2000; 6—крайняя секция носовой балки, Ж36х1,5х950; 7—боковой поплавок, V=57 дм³; 8—средняя секция носовой балки, Ж40х1,5х2000; 9—резиновый шнур или пружина; 10—степс на носовой балке; 11—ось степса; 12—шверц-балка, Ж40х1,5х900.

Рис. 97. Степс на поперечной балке:

1—гайка барашковая М8; 2—шпор мачты; 3—втулка Ж12х1,5; 4—скоба, дюраль б=2,5; 5—поперечная балка; 6—болт Мб; 7—болт М8; 8—нижнее колено мачты.

Рис. 98. Поплавок тримарана «Стриж-4,5» объемом 57 дм³

Рис. 99. Штаг-путенс байдарки:

1—кольцо; 2—болт М8, сталь; 3—литая деталь набора байдарки; 4—дека; 5—носовая оковка; б—огон штага; 7—ходовой конец штага.

Рис. 100. Деревянный шверц тримарана «Стриж-4,5» и его крепление к шверц-балке:

1—снасть для подъема шверца; 2—фальшборт байдарки; 3—шверц, сосна; 4—заклепка Ж3; 5—шайба, D=80, d=16,5, б=4, дюраль; 6—вороток, приваренный к гайке; 7—усиливающая накладка, дюраль б=1—1,5; 8—гайка М16; 9—шайба; 10—болт барашковый М6; 11—деревянная часть шверца; 12—ось шверца, сталь; 13—фиксатор шверца, позволяющий ему поворачиваться на 90°; 14—резиновый жгут или пружина, ставящие шверц в рабочее положение; 15—шверц-балка, Ж40х1,5х900.

Размеры деревянного шверца и конструкция узла его крепления к шверц-балке показаны на рис. 100. Точеная ось 12 с постоянно закрепленным на ней шверцем свободно вращается в шверц-балке 15 на угол 110°. Ограничивает угол поворота шверца и его осевое перемещение фиксатор 13 (его можно сделать из гвоздя диаметром 5 мм). В рабочее положение шверц ставят резиновым жгутом или пружиной от эспандера 14, коренной конец которого закрепляют на носу байдарки или на передней поперечной балке. Поднимают шверц снастью 1. Матрос берется рукой за ее середину и тянет вверх, затем перехватывает за шверц, поднимает его окончательно и закладывает за плоский крючок, привязанный к кормовой балке.

§ 18. ДРУГИЕ КОНСТРУКЦИИ ТРИМАРАНОВ НА ОСНОВЕ БАЙДАРОК

«Таймень-3» с вооружением шхуна.

Основные технические характеристики: площадь фока — 3,5 м²; площадь грота — 3,5 м²; конструктивная ширина — 2,53 (3,4) м; объем одного бокового поплавка 147 (82) дм³; полное время сборки — 1—1,5 час.; вес дополнительного оборудования байдарки — 25 кг.

Трехместные байдарки удобны тем, что позволяют путешествовать семьей из 4 человек (с детьми), но они обладают невысокой прочностью и жесткостью, отчего на них не стоит выходить на большие водоемы, где возможно образование крупных волн. По той же причине их лучше вооружать не шлюпом, а шхуной. При двухмачтовом вооружении удается иметь значительную площадь парусности (что важно для ходкости тяжело груженных судов) и в то же время небольшие нагрузки на силовые элементы байдарки.

Тримаран (рис. 101) вооружен двумя совершенно одинаковыми двухслойными парусами типа «Стриж» с загнутой назад верхней частью мачты ( рис. 102 и рис.103). Мачты — свободностоящие. Возможность рифления парусов не предусматривают, в свежую погоду просто спускают грот и убирают грот-мачту. Если ветер попутный, фок-мачту оставляют на месте, а если приходится идти острыми курсами, ее переносят к средней поперечной балке, на которой делают третий пяртнерс.

Конструкция основных узлов и деталей тримаранов, в том числе и руля увеличенной площади, аналогична описанным в предыдущих разделах. Отличия следующие.

Утка на мачте делается в виде разжимного хомута, посаженного на слой изоленты, увеличивающей силу трения между ним и мачтой ( рис. 102, б, 14, 16). Для соединения верхнего и среднего колен мачты использован болт с приваренным к его гайке колечком (8 и 13). Через колечко пропускают нисходящую ветвь фала.

На ноке гика крепят дужку из трубки сечением Ж10х1 мм с запресованными в нее шпильками М8 (18). Она используется как блок скольжения для тали регулировки пуза паруса. К шкотовому углу паруса крепится двухшкивный блок из небольших шарикоподшипников.

Размеры бокового поплавка соответствуют показанным на рис. 93, но в середине добавлен цилиндрический участок длиной 1 м и диаметром 0,27 м. Стрингера поплавков состоят из двух секций. Размеры и объем поплавков позволяют делать из них удобный 1,5-местный плот-катамаран для рыбалки и радиальных поездок.

Рис. 101. Трехместный «Таймень», вооруженный шхуной:

1—средняя секция балки III, Ж50х2х1500; 2—поплавок, D=0,27 м, V=147 дм³; 3—крайняя секция балки III, Ж45х1,5х750; 4—секция стрингера поплавка, Ж20х1х1500; 5—шверц асимметричного сечения, погруженная площадь 0,18 м²; 6—крайняя секция балки II, Ж36х1,5х750; 7—средняя секция балки II, Ж40х1,5х1500; 8—крайняя секция балки I, Ж45х1,5х750; 9—средняя секция балки I, Ж50х2х1500.

Рис. 102. Рангоут паруса «Стриж» (S = 3,5 м²) с загнутой назад верхней частью мачты:

1—шпор мачты, ясень; 2—заклепка Ж5; 3—нижнее колено мачты, Ж45х2х1430; 4—болт Мб; 5—гайка Мб; 6—хомут, дюраль б=2; 7—среднее колено мачты, Ж40х1,5х1450; 8—болт Мб; 9—верхнее колено мачты, Ж36х1,5х1450; 10—проволока Ж2; 11— дужка-блок фала, Ж10х1; 12—буртик из изоленты; 13—гайка Мб с кольцом для проводки фала; 14—«подушка» из изоленты; 15—заклепка Ж5; 16—утка; 17—крайняя секция гика, Ж32х1х800; 18—шпилька M8; 19—гайка M8; 20—средняя секция гика, Ж36х1,5х900; 21—фиксатор Ж5; 22—резиновое колечко; 23—гайка М14; 24—болт М14; 25—втулка, Ж50х2х120; 26—мачта.

Рис. 103. Двухслойный парус «Стриж» (S=3,5м²):

1—отверстие в парусе для оси гика; 2—мачта; 3—правое полотнище паруса; 4—левое полотнище паруса; 5—карман булиня задней шкаторины; 6—фал; 7—боут; 8—снасть для регулировки пуза паруса; 9—штертик для регулировки длины булиня нижней шкаторины; 10—огон булиня нижней шкаторины; 11—дужка на ноке гика; 12—гайка барашковая М6; 13—люверс; 14—булинь задней шкаторины; 15—шайба; 16—болт Мб; 17—булинь нижней шкаторины; 18—дужка-блок на шкотовом углу паруса

Тримаран может ходить с боковыми поплавками, сделанными на основе трех надувных «бревен», но в этом случае длину поперечных балок надо увеличить (см. рис. 96).

Шверцы плосковыпуклого сечения делают деревянными или согнутыми из листового дюраля. Размеры их надо увеличить на 20% по сравнению с указанными на рис. 94.

Тримараны с одним шверцем симметричного сечения.

Достоинства и недостатки создания силы бокового сопротивления с помощью одного и двух шверцев рассмотрены в § 15. Здесь лишь отметим, что схема с одним шверцем из-за уменьшенного веса и простоты выполнения поворотов оверштаг имеет много приверженцев, хотя тримаран с одним шверцем лавирует несколько хуже, чем с двумя.

Эффективность работы шверца симметричного сечения повышают, задавая ему начальный угол атаки. В этом случае шверц один, без участия корпуса байдарки, будет создавать требуемую силу бокового сопротивления. Байдарка пойдет практически без дрейфа, а поскольку гидродинамическое качество длинного профилированного шверца значительно выше, чем мелкосидящего корпуса байдарки, имеющего удлинение лишь 0,03, суммарная сила лобового сопротивления байдарки и шверца будет меньше.

Рис. 104. Регулировка угла атаки шверца симметричного сечения и его подъем с помощью шарнирно закрепленной ручки:

1—удлиненная дужка; 2—фальшборт; 3—шверц-балка; 4—дужка; 5—ограничитель осевых перемещений шверц-балки; 6—шверц; 7—шарнир крепления ручки для подъема шверца; 8—положение ручки при опущенном шверце.

Применяется несколько конструкций шверцевых узлов, в которых предусмотрена возможность изменения начального угла атаки шверца при перемене галса. По мнению автора, наиболее простое и надежное решение предложили ленинградские байдарочники (рис. 104). Для изменения угла атаки шверца достаточно передвинуть вперед или назад правый конец шверц-балки. Для подъема шверца матрос берется за ручку 8, поднимает ее, вращая тем самым вокруг своей оси шверц-балку вместе со шверцем, и закладывает ручку за правый фальшборт, фиксируя шверц в поднятом положении.

Узлы и детали однобалочных тримаранов.

Съемный узел крепления шверца. На легких тримаранах при движении на веслах часто полностью убирают шверцы и крайние секции поперечных балок. Для этого случая подходит конструкция шверцевого узла, показанная на рис. 105. Выдернув фиксатор 8, можно вынуть из центральной секции балки крайнюю секцию, а затем снять с балки весь шверцевый узел.

В рабочем и поднятом положении шверц фиксируется за счет сил трения, кото рые можно регулировать затяжкой гаек 5. Болты М6 прихватываются к шайбе 11 сваркой, чтобы не прокручивались.

Боковой поплавок с глиссирующей пластиной (рис. 106). Если боковые поплавки использовать как страховочные, их выгоднее делать глиссирующими. На рисунке показан один из вариантов глиссирующего поплавка, сделанного из двухлопастного байдарочного весла. К фальшбортам оно крепится, как показано на рис. 81. Фиксаторы 4 обеспечивают положение лопастей под углом атаки к поверхности воды 10—15°. Сверху к лопасти крепятся страховочные надувные поплавки.

Рис. 105. Вариант быстросъемного крепления крайних секций
поперечной балки и шверцевого устройства однобалочных тримаранов:

1—ручка для опускания и подъема шверца; 2—шверц; 3—шайба, фторопласт; 4—втулка шверца; 5—гайка барашковая М6; 6—средняя секция поперечной балки; 7—крайняя секция поперечной балки; 8—фиксатор, Ж8; 9—болт М6; 10—резиновое колечко; 11—шайба, сталь, дюраль.

Рис. 106. Поплавок с глиссирующей пластиной:

1—цевье весла или поперечная балка; 2—лопасть весла или пластина увеличенной площади; 3—отверстие под гак в кармане стрингера поплавка; 4—сосок камеры поплавка; 5—карман кормового стягивающего штертика обтекателя; 6—стягивающий штертик; 7—камера — надувное «бревно»; 8—обтекатель поплавка; 9—карман стрингера; 10—стрингер; 11—резиновая трубка или слой изоленты; 12—гайка М6; 13—гак, сталь Ж6

Крепление поплавков к поперечной балке с помощью растяжек (рис. 107). Для лавирующих однобалочных тримаранов с большими надувными поплавками и мачтами, имеющими ванты, подойдет надежное крепление поплавков с помощью двух пар растяжек из капронового троса диаметром 4 мм. Они фиксируют поплавки в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Эластичности капроновых растяжек вполне достаточно, чтобы поплавки могли менять свой дифферент при ходе на волнении.

Рис. 107. Крепление поплавка однобалочных тримаранов
с помощью капроновых растяжек:

1—горизонтальная оттяжка; 2—крайняя секция поперечной балки; 3—фиксатор секций балки; 4—карман стрингера; 5—вертикальная оттяжка; 6—ванта; 7—колечко; 8—гак; 9—гайка М6; 10—прокладка из резины; 11—слой изоленты на гаке; 12—стрингер поплавка; 13—болт М6; 14—наметка из иэоленты; 15—стягивающий штертик; 16—штырь Ж6.

Повышение мореходности байдарок. На байдарочных тримаранах трудно ходить по относительно крупным водоемам, поскольку байдарки обладают невысокой мореходностью. Открытый кокпит, традиционно низкий форште-вень, малый развал бортов в носу, низкий надводный борт и небольшой объем надводной части корпуса в носу приводят к тому, что при ходе острыми курсами со скоростью 5 км/час и выше байдарки начинает энергично забрызгивать и даже заливать уже при волне 0,4 м. Не выдерживают они и заметных прибойных волн, а также волн от проходящих вблизи моторок. Все это заставило искать способы повышения мореходности байдарок. Некоторые из них описаны ниже.

Рис. 108. Форма мидель-шпангоута байдарки:

слева — без днищевой надувной емкости; в центре — с надувной емкостью из детских «бревен»; справа — с большой надувной емкостью.

Увеличение объема корпуса байдарки (рис. 108). Поведение судна на волнении прямо зависит от отношения его полного объема к водоизмещению. Объем байдарки можно увеличить, устроив поддувное дно. Сначала байдарочники просто укладывали под кильсоном длинный матерчатый чехол с надувными «бревнами» (рис. 108, в центре). При этом попутно облагораживались обводы судна, снижалось сопротивление движению и увеличивалась стойкость днища при встрече с препятствиями.

Рис. 109. Устройство багажников на носовой и кормовой палубах байдарки.

В дальнейшем стали применять и настоящее поддувное дно (рис. 108, справа). Объем корпуса байдарки при этом увеличивается значительнее, а само судно заметно изгибается бананом, что ведет к увеличению фактической высоты штевней — важному фактору повышенной мореходности. Днищевую емкость можно склеить из любого воздухонепроницаемого материала. Для защиты от истирания и случайных проколов ее помещают в чехол из легкого брезента.

Багажники на кормовой и носовой палубах байдарки (рис. 109). Чем больше объем оконечностей судна, тем труднее волнам подмять их и вкатиться в кокпит. Объем оконечностей байдарки можно значительно увеличить, устроив на кормовой и носовой палубах самодельные накладные багажники. Желательно при этом увеличить высоту штевней (см. рис. 4). Со стороны кокпита багажники оставляют открытыми, чтобы в них можно было загружать легкие объемные вещи в гермоупаковках. Гермоупаковки поддувают. Сами багажники делают из любого прочного материала, например из плащ-палатки, пропитанной водоотталкивающим составом или прокрашенной смесью бензина, резинового клея и алюминиевой пудры.

Рис. 110. Повышение фактического объема боковых поплавков
за счет крепления на них дополнительных воздушных емкостей:

1—поплавок; 2— чехол; 3—штертик; 4—гермоупаковки со снаряжением.

Рис. 111. Тримаранс А-образной накладной силовой рамой:

1—удлинитель румпеля; 2— кормовая поперечная балка; 3—кольцо; 4—продольная балка; 5—носовая поперечная балка; б—мачта; 7—штаг.

Багажники проще пришить к палубе, но лучше пришивать их к бортам, как показано на рис. 109, формируя по скулам буртики-брызгоотбойники. На острых курсах вода и брызги уже не будут подниматься почти вертикально вверх и наноситься ветром на экипаж, а станут отбиваться буртиками в стороны.

Надувные фальшборта. Последнее препятствие для воды на пути в кокпит — комингсы кокпита, фальшборта. Если увеличить их высоту, байдарка станет значительно суше. С этой целью по периметру кокпита пришивают к палубе матерчатый чехол и заполняют его надувными «бревнами» или длинными узкими самодельными камерами (см. рис. 4). Иногда надувной фальшборт делают лишь в носу байдарки.

Повышение объема боковых поплавков тримарана. Как говорилось в § 12, боковые поплавки относительно малого объема на значительном волнении не развивают расчетного восстанавливающего момента. На тримаранах, рассчитанных на волнение до 0,4 м и выше, их объем надо увеличивать. В крайнем случае поступают, как показано на рис. 110.

Повышение прочности силовых рам тримарана. При ходе на волнении корпуса байдарок испытывают значительные нагрузки от воздействия волн, и не стоит их дополнительно нагружать силами от парусного вооружения. В этих случаях выгоднее делать прочные автономно работающие накладные силовые рамы. Байдарку к ним просто привязывают снизу. Удачный пример такой рамы показан на рис. 111. Ее продольную прочность и жесткость обеспечивают две продольные балки, соединенные у форштевня байдарки.

Повышение надежности рулевого устройства. На мореходных тримаранах с большими рулями лучше сразу отказаться от штатных рулевых коробок, ибо они становятся наиболее слабыми и ненадежными элементами судна. Их заменяют самодельными коробками, более прочными и более надежно связанными с набором байдарки.

Рис. 112. Некоторые способы крепления поперечных балок к фальшбортам байдарок:

а—крепление балок к широким планширям; б—использование угольников усиления фальшбортов; в—аварийное крепление балки; 1—поперечная балка; 2—наметка из изоленты на балке; 3—планширь; 4—гайка барашковая М6—M8; 5—дека байдарки; 6—резиновая трубка или слой изоленты; 7—гак, сталь или латунь; 8—вариант с дужкой; 9—заклепка Ж5; 10—угольник, дюраль; 11—деревянный фальшборт; 12—стяжка, трос капроновый или х/б; 13—вспомогательный брус, дерево.

КОНСТРУКЦИИ НАДУВНЫХ ПАРУСНЫХ СУДОВ

§ 19. ОСОБЕННОСТИ РАЗБОРНЫХ ТУРИСТСКИХ КАТАМАРАНОВ С НАДУВНЫМИ ПОПЛАВКАМИ

До конца 70-х годов парусные катамараны с надувными поплавками строили лишь в единичных экземплярах, используя принципы, разработанные для неразборных гоночных и крейсерских судов. Это были быстроходные суда с парусностью 14—21 м², весом до 100 кг, временем сборки до 4 час. и более. Для обычных туристских походов они подходили мало, ибо имели низкую обитаемость и требовали энергичного откренивания уже в средний ветер.

В 1978 году по инициативе Комиссии водного туризма Федерации туризма ЦСТЭ была создана творческая группа для создания именно туристских катамаранов с надувными поплавками. Она проделала большую работу по изучению уже имеющегося опыта, выработке новых принципов конструирования разборных катамаранов и практической проверке их поведения в походных условиях. На первом этапе были спроектированы, построены и испытаны на водоемах различных классов 10 вариантов таких судов с парусностью от 4,5 до 10 м². Они хорошо себя зарекомендовали в гонках, в воскресных и дальних походах и в экстремальных условиях настоящих морских походов самых высоких категорий сложности. Это послужило толчком к массовой постройке катамаранов. Сейчас по популярности у туристов они догоняют парусные байдарки. Появились и параллельно развиваются различные типы этих судов с разной парусностью, ходкостью и весом, определились принципиально отличные направления в их конструировании. Ниже подробно рассмотрено лишь одно направление, по мнению автора, наиболее перспективное для самодеятельного судостроения.

Вес катамаранов. Для неразборных катамаранов основным преимуществом катамаранной схемы считается возможность достижения максимальных скоростей. Для разборных парусных судов абсолютная скорость не является основным достоинством, ибо за скорость всегда приходится платить увеличением веса судна, его усложнением и ухудшением транспортабельности, т. е. лишаться главных преимуществ, отличающих разборные парусники перед неразборными.

В то же время при равной полезной нагрузке и равной ходкости грамотно спроектированные катамараны получаются легче тримаранов и швертботов. Например, катамаран «Альтаир» (см. рис. 7 и рис.126), имеющий парусность 4,5—5,5 м², весит столько же, сколько двухместная байдарка без паруса. Катамаран «Аргонавт» (см. рис. 113) с кокпитом и палаткой весит в 1,5 раза меньше, чем сравнимый с ним по ходкости, но уступающий по грузоподъемности и мореходности швертбот «Мева». При одинаковом уровне проектирования катамараны получаются на 10—15% легче самодельных тримаранов с надувными поплавками. Для туристских разборных судов не ходкость, а именно малый вес составляют основное преимущество катамаранной схемы.

Ходкость. Туристские суда ходят главным образом на скоростях 5—8 км/час, когда основную долю гидродинамического сопротивления судна составляет сопротивление трения, которое прямо пропорционально площади смоченной поверхности корпуса. При равном водоизмещении катамараны имеют большую смоченную поверхность, чем швертботы, байдарочные тримараны и тримараны с надувными поплавками. Поэтому катамаранам при равной парусности трудно состязаться с ними в ходкости, особенно в слабые и средние ветры.

Лавировочные качества катамаранов дополнительно ухудшаются повышенным аэродинамическим лобовым сопротивлением, которое создается широким корпусом и высоко расположенным экипажем. Например, во время испытаний одного из первых катамаранов нового типа на него поставили вооружение от «Мевы» (бермудский шлюп, 4,6 м² + 1,8 м²), но оно так плохо лавировало, что испытания пришлось досрочно прекратить и ставить на катамаран другой парус.

Строители разборных катамаранов должны помнить об их пониженных скоростных и лавировочных характеристиках в слабые и средние ветры и либо мириться с этим, либо применять более совершенные паруса или увеличивать площадь парусности и вес судна.

Размерения. Катамараны с длиной поплавков меньше 4 м² используются только как прогулочные и парусно-гребные суда. В походных условиях их продольной остойчивости оказывается недостаточно уже при парусности 4,5 м².

Катамараны с поплавками L= 4—4,5м удовлетворительно ведут себя на волнении, характерном для Средней Волги и Селигера. Правда, при волнах выше 0,5 м становится ощутимой килевая качка (она переносится хуже бортовой и вертикальной).

Длина поплавков 4,5 м — оптимальная для катамаранов с основной парусностью 5,5—7 м². В хорошую погоду на них можно ходить даже в прибрежной зоне морей и больших озер. Такие катамараны выдерживают и заметные прибойные волны. Стрингера поплавков длиной 4,5 м удается делать из двух труб с одним соединительным узлом. На катамаранах с основной парусностью больше 7 м² применяют поплавки длиной 4,5—6 м.

Оптимальная ширина туристских катамаранов лежит в пределах B_к=35-45%L. Ее обязательно проверяют на достаточность остойчивости судна (см. § 12). При меньшей ширине увеличивается сопротивление катамарана из-за вредного взаимовлияния корпусов. У более широких катамаранов с большими нагрузками работает силовая рама, особенно на волнении. Их приходится делать более прочными и тяжелыми.

Поперечные балки относительно узких катамаранов удается изготовлять из цельных труб длиной до 2 м, что упрощает постройку и убыстряет сборку судна.

Диаметр поплавков берут в пределах Д_п=7,5—12%L. Меньшие значения — для узких, длинных поплавков спортивно-прогулочных катамаранов, большие — для туристских, рассчитанных на тяжелые условия плавания.

Объем поплавков прямо определяет мореходность катамаранов. Чем он больше, тем спокойнее ведет себя судно на волнении.

Поплавки с отношением объема одного поплавка к полному водоизмещению судна V_п/Д=1,5 и меньше не успевают всплыть даже на относительно небольшие волны. Если они накатываются на поплавок сбоку, то бьют в него, как в набережную. При этом развиваются значительные горизонтальные силы и возникает угроза отрыва поплавка от корпуса — одна из самых тяжелых аварий катамаранов. Если волна идет вдоль поплавков, то подминает их оконечности; от продольных силовых элементов поплавков требуется значительная прочность, чтобы они не переломились.

Большинство разборных катамаранов делается с отношением V_п/Д=1,7—1,8. При эластичных мостах они хорошо ведут себя на среднем волнении. На водоемах типа озера Селигер только особо крупные волны накрывают носовые оконечности поплавков.

Опытным путем установлено, что при отношении V_п/Д=1,8—2 катамараны выдерживают любое волнение, которое может реально встретиться в прибрежных плаваниях по внутренним водоемам.

При отношении V_п/Д=2—2,2 катамараны с эластичными мостами и поплавками длиной 4,5—5,6 м не только хорошо выдерживают настоящие морские волны, но и уверенно ходят в широких прибойных зонах с высотой валов до 0,6—1 м, лавируют, делают повороты и стоят на якоре. Поплавки, имея большой запас плавучести, не позволяют волнам подмять себя, а успевают всплывать на них и пропускают их под округлым днищем без заметных ударов и связанных с ними перегрузок.

Вертикальный клиренс (К_в—высота моста над ватерлинией) для разборных катамаранов не имеет такого важного значения, как для неразборных судов, ибо мостик у них делают не жестким, а в виде туго натянутого матерчатого трамплина. Волны, ударяя снизу в трамплин даже с очень большой силой, не могут его разрушить. Эластичный трамплин подается под нагрузкой вверх и постепенно гасит энергию удара. Невелико значение клиренса и для уменьшения забрызгиваемости мостика: на больших скоростях брызги поднимаются на 1—1,5 м. Гораздо эффективнее и проще бороться с ними не увеличением K_в, a установкой по передней кромке трамплина козырька-брызгоотбойника, который перехватывает брызги непосредственно у места их образования.

Однако нельзя и допускать, чтобы в свежую погоду носовой козырек подминал все встречные волны, скорость хода при этом заметно упадет. На основании практических испытаний разных катамаранов было установлено, что при клиренсе, составляющем K_в=13—17%B_к, только отдельные наиболее крупные волны ударяют по трамплину. На средней скорости такие удары не сказываются.

На катамаранах с широкими центральными поворотными швертами клиренс искусственно увеличивают, чтобы поднятый шверт не цеплял воду и не снижал скорость на полных курсах. Это вынужденная мера, и на нее приходится идти. Однако надо помнить, что с увеличением K_в растет аэродинамическое сопротивление катамарана и он хуже пойдет в лавировку, а из-за увеличения высоты ЦП и высоты центра тяжести судна уменьшится его остойчивость, особенно на волнении.

Силовые рамы катамаранов. При самостоятельном проектировании катамаранов надо различать силовые рамы мостов, поплавков и парусных вооружений. Они могут быть объединены в одну силовую конструкцию, но могут работать и автономно, почти независимо друг от друга. Каждая из этих рам может быть жесткой или эластичной. В одном катамаране все три рамы могут быть жесткими или эластичными, но могут быть и комбинированные конструкции из рам разных типов. Это важное положение значительно расширяет возможности конструкторов и облегчает получение катамаранов с желаемыми характеристиками.

Силовые рамы парусных вооружений. При вооружении кэт и кэт с вспомогательным стакселем можно использовать более простые и живучие эластичные рамы. При вооружении шлюп обязательно применяют жесткие рамы-фермы.

Для получения жестких рам чаще всего под мачтой ставят распорку и ведут от ее нижнего конца шпрюйтовые оттяжки ко всем вант- и штаг-путенсам. В частности, широко применяется рама, показанная на рис. 63. Она работает независимо от силовых рам поплавков и моста. Иногда жесткость рам парусных вооружений обеспечивают за счет жесткости поплавковых ферм. Жесткость мачт повышают установкой краспиц и ромбовант.

Силовые рамы поплавков. Их делают эластичными — в виде двух труб-стрингеров или жесткими — в виде ферм различной конструкции (см. рис.133 и рис.134). В работе они примерно равноценны. Можно лишь отметить общую простоту эластичных рам с двумя стрингерами, их терпимость к перегрузкам, более мягкие удары о волны и малое время сборки катамаранов. Опасения, что катамараны с эластичными трубами-стрингерами окажутся тихоходными на волнении, опровергнуты результатами многих гонок.

Существенное достоинство поплавковых ферм в том, что их можно делать из более доступных для самодеятельных судостроителей материалов — подойдут любые прочные тросы и элементы, способные работать на сжатие.

При длине поплавков до 4—4,5 м трубы-стрингера получаются легче ферм равной прочности, при более длинных поплавках фермы легче стрингеров на 10—30%. Однако, если поплавковые фермы завязаны в силовые рамы моста и парусного вооружения, то даже на небольших катамаранах можно получить выигрыш в весе.

Силовые рамы мостов. При жестких мостах, не допускающих деформаций, катамаран работает как единая жесткая система. При значительном волнении это ведет к резкой качке всего судна (по данным Ю. С. Крючкова, с ускорениями до 2—3 g). Носовые оконечности поплавков, врезаясь в волны, не могут сразу на них всплыть и вынуждены буквально разбивать волны на две части с созданием мощных брызговых усов. На это тратится значительная энергия, особенно при надувных поплавках, не имеющих острых форштевней. Ударный характер нагрузок вынуждает значительно повышать запас прочности мостов. При косом волнении катамараны часто попадают в положение, когда носовая оконечность одного поплавка оказывается на гребне одной волны, а кормовая оконечность другого — на гребне соседней. При этом мост испытывает большие скручивающие нагрузки.

Нагрузки в отдельных элементах жестких мостов-ферм достигают сотен и даже тысяч килограммов, что вынуждает делать их достаточно прочными (это повышает их вес) и тщательно испытывать уже готовые мосты.

На туристских катамаранах, которые могут попадать в серьезное волнение, выгоднее использовать эластичные силовые рамы мостов. Из них наиболее отработаны конструкции плоских мостов, которые могут значительно скручиваться при возрастании нагрузок. Это позволяет поплавкам при ходе на волнении изменять дифферент относительно друг друга. Один поплавок может взбираться на гребень волны с дифферентом на корму, а другой в то же время может скатываться с гребня соседней волны с дифферентом на нос. Катамаран идет без всяких ударов, не разбивает волны на две части, не поднимает тучи брызг.

Отсутствие ударных нагрузок с большими пиковыми значениями сил повышает надежность работы таких катамаранов и позволяет делать их менее прочными, т. е. более легкими.

Другая особенность катамаранов с эластичными мостами — мягкий ход на волнении. На курсах бейдевинд и бакштаг поплавки меняют свой дифферент попеременно, а средняя часть катамарана, где сидит экипаж, постоянно остается в среднем положении. На таких катамаранах не было резкой изматывающей качки даже при плаваниях по жестким крутым волнам азовских мелководий и по крупной беспорядочной «толчее» Каспийского моря.

Управляемость. Так как управляемость судна — один из основных факторов обеспечения безопасности плавания, особенно при недостаточно квалифицированных экипажах, то управляемость и поворотливость туристских катамаранов делают высокой, гораздо выше, чем у неразборных катамаранов. Во время различных испытаний, в том числе и официальных, катамараны «Альтаир», «Аргонавт» и «Альбатрос» при средних ветроволновых условиях делали за минуту в среднем по 4 полных циркуляции с последовательными поворотами оверштаг и фордевинд. Радиус циркуляции был меньше длины поплавков.

Высокая управляемость достигается за счет применения рулей большой площади и увеличения расстояния между рулями и мачтами. Большой, глубоко погруженный руль надежно работает и при значительном волнении, когда часть пера руля периодически выходит из воды. Во время поворотов оверштаг, если рулевой допустит грубые ошибки и катамаран зависнет в положении левентик, приподняв шверт и опирая корму на большой руль, судно легко увалить.

В отличие от гоночных катамаранов, на которых часто ходят на одном поплавке, на туристских ставят лишь один руль. При равной погруженной площади он легче двух и эффективнее их. Если на ходу катамаран случайно встанет на один поплавок, руль, расположенный в диаметральной плоскости судна, может выйти из воды. На катамаранах со значительной задней парусной центровкой ничего страшного при этом не происходит (срабатывает автомат), при выходе руля из воды судно резко приводится, паруса обезветриваются и катамаран снова встает на два поплавка.

§ 20. КАТАМАРАН «АРГОНАВТ».

Основные технические характеристики: длина — 4,5 м; конструктивная ширина — 1,62 м; диаметр поплавка — 0,45 м; объем одного поплавка — 0,55 м³; парусность: грота — 5,5 м², стакселя — 3 м²; вместимость — 2—3 человека; время сборки — около 1 час.; вес в упаковках — 55 кг.

Эксплуатационные характеристики. «Аргонавт» (рис. 113) — один из первых легких катамаранов с умеренной парусностью, с 1979 г. неоднократный победитель различных соревнований. Используется в воскресных и дальних походах по всем внутренним водоемам, а в устойчивую хорошую погоду на небольшом удалении от берега — в прибрежной зоне морей и больших озер. Прочность и остойчивость катамарана рассчитаны на ветер до 10 м/сек и волну до 0,6 м. При грамотном управлении он может ходить и в гораздо более жестких условиях, в которые случайно попадет экипаж, но специально оставаться на воде при ухудшении погоды, за исключением участия в спасработах, не стоит: «Аргонавт» — все же не всепогодная крейсерская яхта.

Грузоподъемность «Аргонавта» (275 кг) позволяет путешествовать на нем семейным экипажам с большим запасом снаряжения, продуктов и пресной воды. В хорошую погоду и в аварийных ситуациях катамаран может принять на борт еще двух человек. Это позволяет группе на 2—3 катамаранах обеспечить возможность самоспасения без посторонней помощи после любых аварий с одним из судов.

Рис. 113. Катамаран «Аргонавт».

Укладывается «Аргонавт» в два места — пенал с трубами длиной 2 м и рюкзак типа байдарочного. В рюкзак, помимо деталей катамарана (поплавки, пар уса, руль и шверцы), можно укладывать другое объемное снаряжение. В качестве рюкзака используется трамплин катамарана с пришитыми к нему петлями для шнуровки и крепления лямок. Перевозят упаковки на двухколесных тележках, снизу крепят рюкзак, а к нему пенал.

«Аргонавт» — первый разборный катамаран с настоящим полузакрытым кокпитом, который одновременно служит аэродинамическим обтекателем для людей и груза. Наличие кокпита резко повышает обитаемость судна, убыстряет и облегчает его загрузку снаряжением. Трамплин и обвесы защищают экипаж от ветра с боков и снизу, от забрызгивания и заливания с любых направлений, в том числе и при причаливании на значительном прибое, что делает плавание сухим. Верхняя окантовка кокпита из труб используется в качестве спинки и подлокотников мягких кресел из надувных матрасов. Внутри кокпита экипаж может свободно перемещаться, заниматься различными работами, готовить горячую пищу на ходу, и даже по очереди спать. Высокий уровень комфорта позволяет совершать на «Аргонавте» 6—12-часовые переходы. Если погода не экстремальная, экипаж при этом не устает и плавание не превращается в самоизмождение.

Походное снаряжение удобно размещается вдоль бортов в длинных гермоупаковках. В кормовом багажнике перевозят тяжелые вещи, в носовом — объемные спальники, посуду и т. п. Вдоль бортовых обвесов кокпита пришивают карманы для карт, термосов, фотоаппаратуры, ремонтного набора.

На ночь над кокпитом устанавливают палатку, в которой может переночевать семья из трех человек. При этом катамаран либо вытаскивают на берег, либо зачаливают в тихой бухточке. Палатка над кокпитом удобна при спешном причаливании перед грозой, когда на берегу нет хорошего места для ее установки, в воскресных походах или когда экипаж не имеет времени на разбивку лагеря, полную разгрузку катамарана и долгие сборы утром.

При отсутствии ветра и в узостях катамаран хорошо идет на веслах. Два человека гребут веслами-гребками. Скорость движения в штиль лишь немногим меньше, чем на гребной байдарке.

Особенности конструкции.

Парусное вооружение (рис. 114—116). Основной и наиболее универсальный вариант парусного вооружения «Аргонавта» — кэт с вспомогательным стакселем. Всепогодный грот повышенной жесткости имеет площадь всего 5,5 м², что обеспечивает безопасность плавания при всех используемых ветрах. Большой вспомогательный стаксель несут только при ветрах до 6 м/сек, когда он действительно эффективен и не перегружает силовых элементов судна. С таким вооружением «Аргонавт» достаточно ходкий. Во время его испытаний (уже как прототипа промышленного катамарана «Альбатрос») 250-километровый маршрут вдоль северных берегов Азовского моря был пройден со средней скоростью 6 км/час. Наибольший дневной переход составил 75 км, при этом почти все время пришлось идти курсом бейдевинд против волны 0,5 м.

Рис. 114. Схема мачты и гика (конструкцию см. на рис. 86, рис. 97, рис. 102).

Справа — варианты соединения колен мачты.

В сильные ветры вооруженный одним гротом «Аргонавт» сохраняет способность хорошо лавировать и быстро ходить полными курсами. В Регате Московского моря-80 в первых двух гонках при ветрах 10—14 м/сек он приходил абсолютно первым среди всех катамаранов, хотя там были и гораздо более мощные суда.

Другой вариант вооружения «Аргонавта» — кэт (один грот площадью 7 м², среднее колено мачты делается из трубы сечением Ж60х2х2000 мм). При достаточно жестком гроте и внимательном управлении катамаран остается безопасным судном, но в этом случае обязательно надо предусматривать возможность рифления грота до 5 м² и вводить в конструкцию вант слабые или сигнальные звенья.

Рис. 115. Грот катамарана «Аргонавт» (S=5,5 м²). Двухслойный вариант:

а—основные размеры грота; б—верхняя часть грота и мачты; в—короткая лата; 1—положение троса-буляня задней шкаторины; 2—верхняя дужка Ж10х1,5; 3—огон булиня задней шкаторины; 4—шток флюгарки — фиксатор верхней дужки; 5—мачта; 6—огон правой ванты; 7—огон левой ванты; 8—штаг; 9—кольцо-блок стаксель-фала; 10—болт Ml2 с приваренным кольцом для прохода грота-фала; 11—грота-фал; 12—шов, оформляющий лат-карман; 13—шов, фиксирующий положение булиня задней шкаторины; 14—трос-булинь задней шкаторины,Ж2; 15—лата; 16—левое полотнище паруса; 17—резинка-фиксатор положения латы в лат-кармане; 18—выступающий из паруса конец латы.

Рис. 116. Основные размеры стакселя катамарана «Аргонавт» (S=3м²).

Вариант с прямым шкотовым углом.

С хорошим 7-метровым парусом «Аргонавт» при всех ветрах может конкурировать с любыми катамаранами, имеющими равную парусность.

Мост. Силовая рама моста (рис. 117) выполнена по эластичной схеме. Эластичными сделаны и стрингеры поплавков и Т-образная рама парусного вооружения (носовая часть продольной балки и балка III, поз. 5). Это позволило значительно упростить конструкцию катамарана, сократить время его сборки и повысить выносливость всей силовой конструкции катамарана.

Основной силовой элемент моста — центральная продольная балка. Она обеспечивает общую продольную прочность и жесткость катамарана, воспринимает нагрузки от руля, штага и в значительной степени от поплавков, мачты, вант и шверцев. Все поперечные балки, а через них и стрингера поплавков связываются продольной балкой в единую, очень вязкую силовую конструкцию. Если один из ее элементов начинает испытывать перегрузку и прогибаться, в работу вступают соседние звенья, нагрузки перераспределяются и аварии не происходит.

Узлы крепления поперечных балок к продольной балке с использованием штифтов-фиксаторов и стягивающих капроновых штертиков (рис. 118, 30, 31) позволяют балкам вращаться относительно друг друга вокруг всех трех осей, что является обязательным условием при эластичной конструкции моста. В то же время капроновые стяжки ограничивают амплитуду и затрудняют этот поворот.

Балка V крепится к поперечной балке жестко (рис. 119, К — К). Этот узел воспринимает скручивающие нагрузки от руля, и его надо делать без люфтов.

Стрингера поплавков крепят к поперечным балкам с помощью крючков (гаков), согнутых из дюралевой трубки сечением Ж10х1 мм. В рабочем положении крючки фиксируются разводными шплинтами или разрезными кольцами из рояльной проволоки (рис. 118, 19). Так как балки катамарана имеют разный диаметр, то и крючки должны иметь разную рабочую длину. В них сверлят по нескольку отверстий под фиксаторы для балок диаметром от 36 до 50 мм. Хорошо работают и крючки с резьбой, показанные на рис. 92. Во всех случаях надо предусматривать установку резиновых прокладок между балками и стрингерами, чтобы не возникло концентрации напряжений, а на загнутые концы крючков надевать резиновые трубки.

Рис. 117.

Рис.118.

Рис. 119.

Рис. 117-119. Мост катамарана «Аргонавт»:

1—носовая секция центральной продольной балки Ж55х2х2000, Д16Т; 2—балка I,, Ж45х1,5х2000; 3—средняя секция балки II,, Ж55х2х1200; 4—крайняя секция балки II,, Ж50х1,5х625; 5—балка III,, Ж50х1,5х2000; 6—балка IV, Ж36х1,5х2000; 7—балка V, Ж40хI,5х2000; 8—кормовая секция продольной балки, Ж50х1,5х2000; 9—носовая секция стрингера поплавка, Ж34х1х2000; 10—гак, согнутая трубка Ж10х1,5; 11—носовая Л-образная балка, Ж32х1х1260; 12—ось шверца; 13—фиксатор Ж5; 14—распорка поперечных балок, Ж16х1,5х600; 15—кормовая секция стрингера поплавка, Ж32х1х2000; 16—распорка, Ж16х1,5х507; 17—распорка, Ж16х1,5х512; 18—усиливающая втулка Ж55х2,5х80; 19—фиксатор гака, кольцо из рояльной проволоки; 20—слой резины, приклеенный на карман стрингера; 21—резиновая трубка или слой изоленты; 22—болт М8; 23—штырь распорки поперечных балок, ограничивающий осевое перемещение и угол поворота оси шверца; 24—резиновое колечко фиксатора; 25—распорная втулка Ж14х1,5х48; 26—болт М10; 27—корпус степса, дюраль б=2,5; 28—болт М6; 29—резиновая шайба; 30—фиксатор Ж5; 31—стягивающий штертик; 32—втулка баллера руля; 33—заклепка Ж5; 34—стопор сорлиня; 35—дужка из трубки Ж22х2; 36—штаг-путенс; 37—фиксатор Ж2; 38—заклепка; 39—отверстие для штыря стойки кокпита; 40—болт Ml2; 41—шайба 12; 42—болт М6; 43—шнуровка трамплина; 44—штырь распорки поперечных балок; 45—карман трамплина.

В заключение подчеркнем, что эластичность силовой конструкции «Аргонавта» совсем не означает ее разболтанности. Катамаран достаточно хорошо держит свою форму, и на нем можно даже ходить на одном поплавке.

Кокпит (рис. 120) состоит из каркаса, трамплина (днища) и обвесов. Все обвесы сделаны наклонными для придания кокпиту обтекаемой формы. В носу имеется козырек — волнобрызгоотбойник.

Трамплин изготовляют из прочной, предпочтительно синтетической ткани весом 300—400 г/м². Лучший материал — некаландрованный лавсан. Он стоек к действию солнца и воды, не тянется при намокании, не отсыревает от росы, хорошо пропускает воду, попавшую на трамплин сверху. Если имеющийся материал трамплина недостаточно прочен, его можно усилить, пришив снизу сетку из прочной тесьмы. Обвесы делают из плащевой или палаточной ткани или из «серебрянки».

Непосредственно на трамплине сидеть неудобно. Кроме того, при ходе на волнении он быстро намокает. Поэтому на «Аргонавте» экипаж сидит на надувных матрасах. Если матрас один, его кладут поперек судна.

Рис.120. Кокпит катамарана «Аргонавт» (каркас):

1—стойка задняя, Ж18х1,5; 2—кормовая окантовка кокпита (спинка), Ж36х1,5х1400; 3—шпилька-нагель М10; 4—бортовая окантовка кокпита, Ж32х1х780; 5—стойка внутренняя, Ж18х1,5; 6—стоика наружная, Ж18х1,5; 7—болт М6х70; 8—верхняя носовая трубка Ж22х1; 9—нижняя носовая трубка, Ж22х1; 10—болт М6; 11—распорка поперечных балок; 12—Л-образная балка моста; 13—балка I; 14—заклепка; 15—пробка с резьбой М10; 16—гайка М10; 17—балка II; 18—штырь распорки поперечных балок; 19—кормовой обвес кокпита; 20—машинные швы; 21—петля из капронового троса Ж6; 22—шнуровка; 23—трамплин; 24—бортовой обвес кокпита; 25—карман для трубы Ж32; 26—шплинт разводной Ж3; 27—штырь стойки кокпита, Ж14; 28—балка IV; 29—заклепка.

Ко всем кормовым и бортовым кромкам обвесов и самого трамплина пришивают петли из тесьмы или капроновой веревки диаметром 4—6 мм для их шнуровки к мосту и каркасу кокпита. Крепление обвесов к верхним трубам каркаса кокпита с помощью карманов себя не оправдало.

Рис. 121. Обозначения см. в подписи к рис. 120

Трамплин крепят к мосту следующим образом. В карманы передней кромки трамплина вставляются Л-образцые трубы, фиксирующие форму всего моста в плане. Кормовую кромку трамплина пришнуровывают к кормовой балке, а бортовые кромки — к трубкам — распоркам поперечных балок (см. рис. 117, 14, 16, 17).

Конструкция стоек каркаса кокпита и способ их крепления к попер ечным балкам ясны из рис. 121, вид К — К. Кормовые стойки располагают с внутренней или наружной стороны кокпита. Иногда с наружной стороны располагают и внешние бортовые стойки.

В кормовых углах кокпита оставляют большие отверстия для быстрого слива воды (например, при его мокрой уборке). Для слива дождевой воды в трамплине делают еще 2—4 небольших отверстия, защищенных обратными клапанами из листовой резины. Их пришивают или приклеивают с нижней стороны трамплина.

На «Аргонавте» при коротких выходах можно не ставить кокпита, а натягивать только трамплин и носовой козырек-брызгоотбойник. Кормовой и бортовые обвесы с помощью петель пришнуровывают к кромкам трамплина. Между ними и трамплином образуются защищенные от воды места, в которых вполне можно перевозить снаряжение.

Если кому-то из строителей катамарана размеры кокпита покажутся недостаточными, его можно увеличить, выполнив по схеме, показанной на рис. 130 и рис.131. Форму мостика в плане при этом лучше фиксировать не Л-образ-ными трубами, а диагональными тросовыми растяжками.

При большом количестве снаряжения удобен накладной багажник, который размещают поверх кормового обвеса кокпита. В этом случае поперек катамарана, за кормовой балкой, стоит закрепить дополнительную широкую доску.

Палатка (рис. 122). Ее делают из прочной палаточной ткани или брезента. Палатки из легких тканей промокают, а из «серебрянки» и других воздухонепроницаемых тканей отпотевают изнутри. В простейшем случае палатку крепят к обвесам кокпита с помощью петель и пуговиц, пришитых с шагом 200—300 мм.

Если предполагается ставить палатку при поставленной мачте, то для прохода мачты делают брюканец, стягиваемый резиновым бинтом. Переднюю часть палатки разрезают вдоль и после постановки на кокпит соединяют разъемной молнией. От дождя молнию защищают продольным клапаном. К обеим носовым оконечностям палатки пришивают прочные петли, которые закладывают на узел соединения носовых труб каркаса кокпита.

Рис. 122. Палатка катамарана «Аргонавт»:

1—окно; 2—оттяжка; 3—молния входа; 4—пуговица; 5—брюканец мачты; б—молния; 7—носовые петли; 8—трубка Ж16х1х1000; 9—ткань палатки; 10—капроновая петля, пришитая к ткани палатки; 11—штырь стойки; 12—стойка, Ж16х1; 13—хомутик, проволока Ж5; 14—труба кормовой окантовки кокпита.

Перед установкой палатки паруса опускают. Грот принайтовывают к гику и крепят к ванте, используя часть фала как топенант.

Шверцы и руль. На «Аргонавте» применяют и деревянные, и дюралевые клепанные шверцы. Конструкция их крепления к подмачтовой балке показана на рис. 100. Погруженная площадь каждого из шверцев асимметричного сечения 0,18 м².

Руль «Аргонавта» (рис. 123, рис. 124) в значительной степени работает как руль-шверт. Его погруженная площадь 0,1 м². Для уменьшения нагрузки на руку рулевого руль делают полубалансирньш — около 10% площади пера руля находится впереди его вертикальной оси вращения. Обработка кромок пера показана на рис. 84. Само перо изготовляют из жесткого листового дюраля марки Д16Т.

Рис. 123. Конструкция руля, закрепленного на
кормовой оконечности продольной балки:

1—перо руля, Д16Т, б=4—5; 2—сорлинь; 3—втулка; 4—продольная балка; 5—усиливающая втулка продольной балки, Ж55х2,5х80; 6—втулка ограничитель вертикального движения баллера; 7—баллер, дюраль, Ж34х4; 8—заклепка Ж6; 9—слой марли на эпоксиднои смоле; 10—палец Ж8; 11—шайба 8; 12—шплинт разводной Ж3; 13—удлинитель румпеля; 14—румпель Ж22х1,5; 15—дужка сорлиня; 16—заклепка Ж6; 17—трубка-втулка; 18—заклепка Ж5; 19—гайка барашковая М8; 20—шплинт разводной Ж3; 21—болт М8; 22—резиновая шайба.

Рис. 124. Перо руля катамарана "Аргонавт".

Отверстие в продольной балке для прохода втулки баллера руля можно сделать в домашних условиях. Для этого по периметру отверстия с запасом 1—2 мм сверлят много отверстий диаметром 3—4 мм, перемычки между ними прорубают и края отверстия обрабатывают напильником. Втулка должна входить в отверстие очень туго, без люфтов. Ее надежно фиксируют от осевых перемещений. Для гарантии кормовую заклепку (рис. 123, 16) можно заменить болтом М8 и дополнительно заклинивать им втулку, сжимая в эллипс конец продольной балки.

Зазор между втулкой и баллером делают минимальным — лишь бы баллер свободно вращался и вынимался из втулки при разборке катамарана. Перед плаванием баллер и втулку покрывают густой смазкой (в крайнем случае — сливочным маслом) и периодически возобновляют ее.

Рис. 125. Поплавок (обтекатель) катамарана «Аргонавт» (V=0,55 м³).

Поплавки можно делать цельноклееными и комбинированной конструкции (см. § 23). На рис. 125 даны размеры универсального по назначению поплавка. При больших носовых и кормовых подрезах поплавков катамаран несколько быстрее пойдет по гладкой воде, но будет хуже держать волну, станет ощутимой килевая качка.

Чтобы катамаран мог самостоятельно достигнуть берега при разгерметизации одного из поплавков, перед плаванием внутрь каждого из них помещают аварийные емкости плавучести общим объемом не менее 100 л — три надувных «бревна» диаметром 0,2 м.

§ 21. ДРУГИЕ КОНСТРУКЦИИ КАТАМАРАНОВ С НАДУВНЫМИ ПОПЛАВКАМИ

Катамаран «Альтаир» (рис. 126).

Основные технические характеристики: длина — 4м; конструктивная ширина — 1,46 м; диаметр поплавков — 0,421 м; объем одного поплавка — 0,420 м³; парусность: грота — 4,5м², вспомогательного стакселя — 2,5м²; вместимость — 2 человека; время сборки— менее 1 час.; габариты упаковки — 0,3х0,15х1,8 м; вес в упаковке — до 35 кг.

«Альтаир» создавался как достаточно быстроходное, лавирующее, но максимально легкое и простое в сборке-разборке судно для воскресных прогулок и ненапряженных месячных походов. Полезная нагрузка может достигать 200 кг. Суточные переходы на Средней Волге колебались от 15 до 40 км. Небольшой корпус катамарана оказался удобным для рыбалки на дневках.

Конструкция «Альтаира» во многом повторяет «Аргонавт», но максимально упрощена. Прочность Т-образной силовой рамы (передняя часть продольной балки и балка II оставлена такой же, как на «Аргонавте». Поверх мостика натягивается открытый трамплин с носовым козырьком-волнобрызгоотбойником. Экипаж сидит на надувном матрасе, привязанном к трамплину вдоль его кормовой кромки. Матрас и гермоупаковки со снаряжением крепят к трамплину за веревочные петли, пришитые по его торцам и в средней части. Трамплин служит и рюкзаком-упаковкой для разобранного катамарана. Средние петли используют для шнуровки упаковки. К кормовой кромке трамплина пришивают нижнюю часть упаковки, имеющую ширину 0,3 м, высоту 0,15 м и глубину 0,5 м. Дно упаковки обязательно усиливают 2—3 слоями брезента чтобы при частых постановках ее на твердый пол торцы труб не пробили ткань.

Рис. 126. Катамаран «Альтаир»:

1—усиливающая втулка, Ж55х2,5х80; 2—кормовая секция центральной продольной балки, Ж50х1,5х1800; 3—кормовая секция стрингера поплавка, Ж30х1х1800; 4—балка III, Ж40х1,5х1800; 5—распорка балок, Ж20х1х905 (см. на рис. 119, Л—Л и М—М); 6—балка II, Ж50х1.5х1800; 7—балка I, Ж45х2х1800; 8—носовая секция стрингера, Ж32х1х1800; 9—носовая секция продольной балки, Ж55х2х1800; 10—Л-образная балка, Ж32х1; 11—удлинитель румпеля, Ж18х1х1800; 12—румпель; 13—перо руля; 14—шнуровка; 15—трамплин; 16—болт М6; 17—штырь распорки балок; 18—дужка из трубки, Ж20х1,5; 19—болт М12; 20—гак из трубки, Ж10х1,5; 21—оттяжка носового козырька; 22—стойка, Ж10х1; 23—носовой козырек трамплина; 24—штаг; 25—дужка-штаг-пирс; 26—болт М8; 27—степс; 28—нижняя часть рюкзака-упаковки; 29—петли для шнуровки упаковки.

Рулевое устройство оставлено таким же, как на «Аргонавте». Узел, препятствующий повороту продольной балки вокруг своей оси, перенесен на балку II. Здесь же находится ось вращения центрального шверта (рис. 127, 13). Для простоты изготовления и повышения живучести шверт сделан в виде плоской дюралевой пластины. Однако если применить лакированный деревянный или фанерный шверт симметричного сечения, который обладает почти такой же живучестью при навалах лагом (при ходе с большим дрейфом) на мели, то лавировочные качества катамарана улучшатся.

Рис. 127. Швертовое устройство катамарана «Альтаир»:

1—болт М6; 2—шверт, Д16Т, б=5; 3—передняя оттяжка, стальной трос Ж3; 4—задняя оттяжка; 5—огон передней оттяжки; 6—огон задней оттяжки; 7—кормовая секция продольной балки; 8—вилка шверта; 9—носовая секция продольной балки; 10—балка II; 11—болт М6; 12—дужка из трубки Ж22х2; 13—болт М6.

Положение шверта в диаметральной плоскости катамарана фиксируют двумя парами растяжек (рис. 127, 3, 4). Длину их делают такой, чтобы при рабочем положении шверта задние растяжки были натянуты туго, а передние имели небольшую слабину. В этом случае при перемене галса шверт будет автоматически вставать под положительным углом атаки к потоку (3—4°) и катамаран пойдет почти без дрейфа.

Для «Альтаира» подойдет легкое универсальное парусное вооружение с тримарана «Стриж-4,5». Вспомогательный стаксель можно нести при ветрах до 6м/сек. При общей парусности 7м² и водоизмещении 210 кг (двое взрослых, два рюкзака и сам катамаран) «Альтаир» имеет энерговооруженность 20 м²/т.п., что обеспечивает ему вполне хороший ход. С одним гротом 4,5 м² можно без особой борьбы со «стихией» ходить всеми курсами при ветрах до 9 м/сек (свист в снастях, свидетельствующий об усилении ветра до 10 м/сек, служит сигналом к немедленному уходу на берег). «Альтаир» хорошо идет и с одним гротом 5,5 м² (см. рис. 115). Но поскольку он менее прочен и остойчив, чем «Аргонавт», при плаваниях с таким гротом надо соблюдать осторожность: внимательно откренивать судно и не форсировать парусом при усилении ветра. Во всех случаях в конструкцию вант надо вводить слабое или сигнальное звено (см. рис. 91).

В штиль «Аргонавт» идет на веслах почти так же быстро, как и байдарка. Предусмотрены весла-гребки, которыми гребут два человека, сидящие по бортам катамарана. При желании можно установить по бортам уключины на стойках, раскрепленных тремя растяжками, и грести распашными веслами.

Рис.128. Поплавок катамарана «Альтаир», V = 0,42 м³

Рис 129. Упаковка катамарана «Альтаир» (1,8х0,3х0,15 м):

1—рюкзак; 2—ручка из тесьмы; 3—весло-ручка; 4—плечевая лямка; 5—ремни крепления рюкзака к тележке; 6—крепление переднего ролика к рюкзаку; 7—дюралевый угольник с передним роликом-подшипником; 8—двухколесная складная тележка; 9—поплавки; 10—паруса; 11-13—балки; 14—Л-образная балка; 15—руль и шверт; 16—кормовая секция центральной балки Ж50; 17—нижнее колено мачты, Ж45; 18—отпорныи крюк; 19—удлинитель румпеля.Ж16; 20—трамплин-рюкзак; 21—распорки балок, Ж20; 22—стрингера, Ж30, Ж32; 23—крайние секции гика, Ж36; 24—верхнее колено мачты, Ж45; 25—среднее колено мачты, Ж50; 26—носовая секция центральной балки, Ж55; 27—средняя секция гика, баллер, такелаж, крепеж; 28—шнуровка; 29—весло; 30—петли.

Способность «Альтаира» при любых погодных условиях иметь хороший ход очень важна, ведь воскресные походы заканчивают к определенному сроку.

Особое внимание обращается на укладку деталей разобранного катамарана в упаковку (рис. 129) и удобство ее транспортировки в общественном транспорте. Из конструкции «Альтаира» исключены объемные и гнутые детали (за исключением средней секции гика), все детали, крепящиеся к трубам, сделаны быстросъемными, чтобы трубы можно было вставлять одну в другую. В частности, заклепки в среднем колене мачты (см. рис. 86,23) заменены штифтами диаметром 5 мм, как показано на рис. 114. Принцип укладки «труба в трубу» использован максимально. Габарит упаковки (всего 1,8 м) позволяет без осложнений перевозить катамаран в автобусах и троллейбусах. Вносить упаковку в транспорт может один человек — за плечевую лямку, или двое за торцевые ручки.

Многие предпочитают перевозить упаковки с катамаранами на двухколесных тележках. В этом случае из упаковки «Альтаира» выдвигают ручку весла и используют ее как водило. На различные ступеньки, бордюры и в тамбуры электричек тележку, показанную на рис. 129, легко поднимает один человек. Для этого сначала опускают вниз ручку, поднимая тем самым переднюю часть упаковки, и вкатывают на возвышение передний ролик-шарикоподшипник (рис. 129, 7). Затем, используя опору на ролик, поднимают всю упаковку и вкатывают на возвышение колеса тележки.

Крепление упаковки к тележке должно быть быстросъемным, ибо в автобусах и электричках тележку удобнее перевозить отдельным местом. Саму тележку лучше сделать складной. Балансировать упаковку на тележке надо так, чтобы водило давило на руку вниз с силой 1—2 кг.

Вес (кг) катамарана «Альтаир» составляется из: поплавков — 6,6 кг, стрингеров поплавков — 3,8 кг, поперечных балок — 3,4 кг, центральной продольной балки — 3 кг, швертового устройства — 2,6 кг, рулевого устройства — 2,3 кг, трамплина-упаковки со шнуровкой — 2,5 кг, парусного вооружения в сборе — 8 кг, весел — 1,5 кг, крепежа и пр. — 0,8 кг;

итого — 34,5 кг.

Катамаран “Азов” (рис. 130).

Основные технические характеристики: длина — 5,2 м; конструктивная ширина — 2,2 м; диаметр поплавка — 0,60 м; объем одного поплавка — 1,2 м³; парусность: грота — 7 м²; стакселя № 1 — 2 м²; стакселя № 2 — 4 м²; вместимость — 3—4 человека; вес в упаковках — 100 кг.

Для экипажей со спортивным уклоном, предпочитающих сложные походы по большим озерам и прибрежным зонам морей, подойдет катамаран «Азов» — более мореходный вариант «Аргонавта». Его конструкция отрабатывалась автором при активном участии Е. Кузнецова и С. Домрачева путем последовательной постройки ряда вариантов этого судна и их испытаний в самых жестких условиях, в том числе в походах по Азовскому и Каспийскому морям.

«Азов» больше, прочнее и остойчивее «Аргонавта». На нем можно ходить в свежую погоду при волнении до 1 м, а при необходимости — и выше, форсировать без заливания кокпита прибойные зоны и не бояться неожиданного усиления ветра при пересечении заливов и проливов шириной до 5—10 км. В то же время относительно небольшой вес катамарана позволяет без осложнений перевозить его на багажной полке купейного вагона.

«Азов» имеет несколько конструктивных особенностей.Форма моста в плане фиксируется не Л-образными балками, а диагональными тросовыми стяжками (рис. 130 и рис.131, 4). На жестком косом волнении они работают надежнее.

Носовой козырек-лыжа начинается от первой поперечной балки, к которой пришнуровывается носовая кромка трамплина. При таком решении увеличивается полезная площадь кокпита и более полно перехватываются брызги из-под носовых оконечностей поплавков, особенно когда катамаран идет в режиме серфинга — с большой скоростью скатывается с переднего склона попутной волны.

Рис 130. Мореходный катамаран «Азов».

1—балка Iсредняя секция Ж55х2х2000, крайние секции Ж50х1,5х500; 2—балка II средняя секция Ж60х2х2000 со вставкой в средней части Ж55х2х700, крайние секции Ж55х2х650; 3—балка III, средняя секция Ж45х2х2000, крайние секции Ж 40х1.5х5000; 4—балка IV, средняя секция Ж60х2х2000, крайние секции Ж55х2х500; 5—балка V, средняя секция Ж50х2х2000, крайние секции Ж45х1,5х500; 6—центральная продольная балка, сечения труб Ж 70х2х2000, Ж65х2х900, Ж70х2х2000; 7—стрингера Ж45х1,5х2000, Ж45х2х1000; Ж40х1,5х2000; 8—трубки-распорки балок Ж20х1,5; 9—потопчина из шнуровки; 10—огон диагонального троса-стяжки; 11—кормовая площадка из шнуровки; 12—кормовой накладной багажник; 13—изогнутое окончание удлинителя румпеля; 14—грот, S=7м², 15—стаксель №2, S=4 м²; 16—стаксель №1, S=2,0 м².

Рис.131. Носовая часть трамплина, диагональная стяжка
и шнуровка катамарана «Азов» (вид снизу):

1—трамплин; 2—ручной или машинный шов; 3—петля из капронового троса Ж6; 4—диагональная стяжка, стальной трос Ж3—4; 5—шнуровка; 6—распорка поперечных балок, Ж20х1,5; 7—трубка-фиксатор, Ж16х2х200; 8—балка I; 9—заклепка; 10—трубка, Ж20х1,5х50; 11—отверстие под вороток; 12— болт М8; 13—труба каркаса носового козырька трамплина, Ж30х1.

В кормовой части, где находится экипаж, кокпит имеет увеличенную высоту (0,55 м, в некоторых вариантах — 0,6 м). Это позволяет более полно защитить экипаж от холодного ветра, а при дальних переходах устраивать в кокпите закрытые спальные места без установки над ним палатки. По направлению к носу высота кокпита уменьшается, что снижает его лобовое сопротивление и дает возможность дождевой воде свободно скатываться по носовой палубе и по тенту, которым можно закрывать открытую часть кокпита.

Палатка начинается сразу от мачты, заходит на носовую палубу на 0,25 м и пристегивается к ней с помощью петель и пуговиц. В передней части палатки устраивается разрезной брюканец для прохода мачты. Предусмотрено два варианта крепления палатки к бортовым обвесам — при поставленных кормовых стойках (в этом случае общая высота ее составляет 1,2 м) и без них, когда палатка используется как тент для открытой части кокпита. В холодную погоду при поставленном тенте плавание становится гораздо более «теплым».

Сидеть и спать в катамаране удобнее на двух широких (1м) надувных матрасах, положенных вдоль кокпита. Чтобы обеспечить им более ровную опору, поверх трамплина между балками II и III, III и IV поперек катамарана кладут весла длиной 2 м. Получающееся надувное днище кокпита всегда остается сухим и теплым.

Петли для шнуровки боковых сторон трамплина к трубам — распоркам балок делаются длинными (до 100 мм). После натяжения трамплина они образуют бортовые потопчины, по которым можно ходить, держась за ванту (обязательно привязавшись страховочным концом). Еще более широкая площадка из натянутых петель делается между кормовой кромкой трамплина и балкой V. На нее встают при посадке в катамаран и укладывают дополнительный кормовой багажник, в котором удобно перевозить бурдюки с пресной водой.

Катамаран вооружен одним гротом 7 м², который можно рифить до 5 м², большим стакселем для слабых ветров и прочным стакселем для ветров 6—8 м/сек. Так как Катамаран довольно тяжелый и имеет большую паразитную парусность, то К парусов надо делать как можно более высоким. Кроме того, надо помнить, что при значительном волнении фактическая остойчивость катамарана становится меньше, чем на гладкой воде. Поэтому нужно вовремя менять и убирать стаксели, а при усилении ветра до 10 м/сек рифить грот. Под одним зарифленным гротом «Азов» уверенно лавирует против крупных волн, хотя и не очень круто, и на нем можно достигнуть берега при начинающемся отжимном шторме. Под зарифленным гротом можно убегать от шторма полными курсами. Когда есть выбор, к берегу лучше уходить именно по ветру, уменьшив парусность и обеспечив уверенный дифферент на корму за счет перемещения груза.

Мачта собрана из трех 2-метровых труб сечением Ж70х2 мм, на переходниках — сечением Ж65х3 — 3,5х400 мм. (Верхнее колено мачты из более слабой трубы сечением Ж60х2 мм однажды переломилось при попытке спустить полный грот при ветре 18 м/сек.) В принципе мачту можно делать из труб меньшего сечения, подкрепляя ее краспицами и ромбовантами, но в этом случае она лишается своей простоты, что связано с надежностью.

Погруженная площадь руля 0,12 м². Толщина пера руля из дюралевой пластины Д16Т — 5 мм. Сечение баллера — Ж40х2,5 мм. Особое внимание надо уделить креплению втулки баллера к продольной балке катамарана и узлу фиксации балки от проворота. Баллер должен свободно ходить по втулке вверх-вниз, чтобы его можно было поднимать вместе с пером. Кроме обычного сорлиня делается еще одна снасть — для регулировки заглубления пера руля. При причаливании на прибое и при выбрасывании на песчаные пляжи баллер в последний момент поднимают до отказа, чтобы не повредить руль.

Погруженная площадь шверцев асимметричного сечения — 0,25 м². На испытанных катамаранах шверцы из дерева и фанеры работали безотказно и выдерживали сильные удары о дно, когда при поворотах в прибойной зоне катамаран идет с большим дрейфом и шверцы не могут свободно откидываться назад.

Поплавки «Азова» имеют такую же форму, как поплавки «Аргонавта». Их диаметр и объем уточняются в зависимости от полезной нагрузки и района плаваний. Отношение Vn/Д должно лежать в пределах 2—2,2. Чем больше объем поплавков, тем выше мореходность катамарана (см. § 19).

При указанных на рис. 130 размерах все большие трубы и часть стрингеров укладываются в пять труб диаметром 70 мм. Их, а также остальные стрингера и мелкие трубы перевозят в двух компактных пеналах. Поплавки, надувные матрасы и аварийные емкости плавучести (объемом не менее 250 л на поплавок) перевозятся в отдельной упаковке. Все остальные детали катамарана и часть снаряжения пакуются в большой рюкзак из трамплина.

Рис.132. Легкий парусно-гребной катамаран конструкции А. Бабенко.

Парусно-гребные катамараны хорошо зарекомендовали себя в походах по небольшим рекам с рядом плесов или озер, где вполне могут конкурировать с парусно-гребными байдарками. Они несколько тяжелее идут на веслах, зато надежнее и быстроходнее при движении под парусом. При равной с байдарками грузоподъемности они весят 20—30 кг.

Определенный интерес представляют 1—1,5-местные парусно-гребные катамараны. Один из них , построенный А. Бабенко из г. Люберцы (рис. 132), имеет следующие характеристики : L—3,6 м, B_к—0,9 м, объем одного поплавка—0,26 м³, парусность—3 м²+1,2 м², время сборки—0,5 час., вес в упаковках—20 кг. Мостик начинается сразу от носовых оконечностей поплавков и со всех сторон имеет обвесы, образующие удобный кокпит и багажники. Грести на катамаране можно байдарочным веслом. На других подобных катамаранах мостик оставляют открытым. Э. Заичкин из г. Протвино поставил на такой катамаран мачту и парус от виндсерфера и управлял им стоя, держась за уишбон. Катамаран обладает эффективным центральным швертом и не имеет руля, как и настоящий виндсерфер. На соревнованиях, выступая в классе «Катамаран-5,5 м²», этот катасерфер, как назвал его автор, продемонстрировал хорошие ходовые качества. Неплохо ходит он и на веслах. Вес судна 20 кг.

Катамараны с поплавковыми фермами (рис. 133 и рис. 134. Как уже говорилось, эксплуатационные характеристики и вес катамаранов с поплавковыми фермами и со стрингерами примерно одинаковы, но фермы позволяют использовать более широкий ассортимент материалов. Например, в ферме катамарана «Спаниель» Н. Никитина (рис. 133, б) использован выбракованный коробчатый профиль, применяемый в строительстве.

При постройке ферм надо следить за надежностью заделок огонов тросов (нагрузки на них могут быть значительными), за надежностью их крепления к центральным стрингерам, работающим на сжатие; сечение болтов или пальцев, соединяющих отдельные элементы фермы, должно быть таким, чтобы их не срезало и чтобы они не проминали стенки труб.

Надо иметь в виду, что на поплавок действуют силы не только в вертикальной плоскости, но и в горизонтальной. Они могут достигать величин, равных водоизмещению судна, и даже больших. Фермы должны выдерживать такие нагрузки. В первом приближении это можно проверить на воде, поставив катамаран с экипажем на борту на один поплавок в вертикальное положение.

В походных условиях было несколько случаев полного отрыва поплавков от ферм из-за ненадежности их крепления к фермам. Чтобы этого не произошло, к тросам и стрингерам поплавки лучше крепить не отдельными ремнями или завязками, а с помощью сплошных карманов. Карманы следует не только приклеить (от воздействия солнца и воды многие клеевые швы теряют прочность), но и потом пришить к ткани поплавка. Нижние пояса ферм желательно проводить ниже середины поплавков.

Рис. 133. Некоторые варианты поплавковых ферм:

1—поперечная балка; 2—центральный стрингер; 3—стойка; 4—дужка соединения балки со стрингером; 5—наметка из изоленты или приклепанныи упор; 6—карман центрального стрингера; 7—поплавок; 8—стальной трос Ж2,5—4; 9—карман троса; 10—стойка-дужка; 11—болт М6, М8; 12—стойка двойная; 13—стойка одинарная.

Рис. 134 Катамаран Г. Лисина с поплавковыми фермами и шпрюйтовыми растяжками, усиливающими подмачтовую балку.

§ 22. ПАРУСНОЕ ВООРУЖЕНИЕ ДЛЯ НАДУВНОЙ ЛОДКИ.

О достоинствах и эксплуатационных характеристиках парусных надувных лодок уже говорилось в § 2. Ниже рассмотрен конкретный пример парусного вооружения для надувной лодки «Волна» (ЛГН-2), построенного автором совместно с одним из наиболее активных пропагандистов этого типа судов Н. Вайноненом (рис. 135). На конкурсе разборных парусников в 1980 г. «Волна», тогда первая уверенно лавирующая парусная надувнушка, была отмечена дипломом I степени. В гонках парусных надувных лодок она неоднократно занимала первые места.

Основные технические характеристики: длина — 2,8 м; ширина — 1,04 м; диаметр баллонов — 0,285 м; площадь паруса 3,2 (2,2) м²; вместимость: в походном варианте — 1 человек, в прогулочном — 1—2 человека; время сборки— 40 мин., вес в упаковках — 25 кг.

Особенности конструкции.

Накладная силовая рама корпуса (рис. 136, рис.137, рис. 138). Корпус надувной лодки не обладает необходимой прочностью и жесткостью, чтобы выдерживать нагрузки от настоящего паруса, руля, шверта и откренивающего рулевого. Все эти нагрузки перекладываются на автономно работающую силовую раму из труб. Она состоит из двух продольных балок, которые вставляются в карманы, прикленные к бортам лодки, поперечной подмачтовой балки, легкой кормовой балки-стяжки и мачтового стакана, раскрепленного 4 трубками-распорками — Н-образная рама. При достаточной прочности труб рама является жесткой и не позволяет лодке скручиваться винтом даже при значительных нагрузках на парусе и энергичном откренива-нии ее рулевым, который сидит ближе к корме. Если строители не располагают трубами нужного сечения, можно применять другие трубы и профили, стеклопластик, фанеру, дерево. Важно лишь, чтобы прочность на изгиб и кручение элементов рамы соответствовала прочности дюралевых труб, указанных на рис. 136.

Рис. 135. Парусное вооружение для надувной лодки «Волна»:

1—гик; 2—двухслойный парус; 3—мачта; 4—мачтовый стакан; 5—носовой козырек; 6—поворотный шверц; 7—накладная силовая рама; 8—дополнительный днищевый лист; 9—перо руля; 10—удлинитель румпеля; 11—шкот.

Рис. 136. Накладная Н-образная рама:

1—усиливающая втулка, Ж45х2,5х80; 2—труба, Ж40х1,5х880; 3—кормовая балка, Ж36х1х825; 4—труба, Ж36х1х1050; 5—труба, Ж40х1,5х1050; 6—распорка, Ж20х1,5; 7—дужка из трубки, Ж12х1; 8—подмачтовая балка, Ж40х1,5х1000; 9—мачтовый стакан, Ж45х2х400; 10—заклепка Ж5; 11—втулка баллера руля, Ж32х1х47; 12—болт M8; 13—гайка барашковая M8; 14—пластина, дюраль б=2,5; 15—пробка, дуб; 1б—заклепка; 17—болт М8; 18—резиновое колечко; 19—фиксатор, Ж5; 20—гайка барашковая М6; 21—болт М6; 22—резиновая шайба.

Рис. 137. Мачтовый стакан:

1-болт М6; 2—шайба 6; 3—распорка, Ж18х1,5; 4—шайба, сталь; 5—заклепка Ж5; 6—втулка, сталь; 7—стакан, Ж45х2х400; 8—пластина; 9—болт М8; 10—шайба 9; 11—втулка-распорка, Ж10х1; 12—гайка барашковая М8; 13—подмачтовая балка.

Рис. 138. Крепление распорки мачтового стакана к продольной балке:

1—продольная балка; 2—шайба 8; 3—болт М8; 4—гайка барашковая М8; 5—пластина; 6—заклепка Ж4; 7—распорка.

Рис. 139. Рулевое устройство надувной лодки:

1—перо руля, Д16Т, б=4; 2—отверстие для закрепления сорлиня; 3—сорлинь; 4—баллер руля, Ж30х4х270; 5—заклепка; 6—ограничитель угла поворота пера руля, алюминиевая заклепка Ж5; 7—пробка, дуб, ясень; 8—резиновая шайба; 9—разводной шплинт Ж3; 10—палец Ж6; 11—удлинитель румпеля, Ж18х1; 12—румпель, Ж18х2х300; 13—наметка из изоленты; 14—шайба; 15—болт М8; 16—гайка барашковая М8; 17—шайба 8.

Рулевое и шверцевое устройства. На «Волне» применена диагональная схема расположения руля и шверта (см. § 15). На кормовую оконечность правой продольной балки надевается еще одна трубка, в которую запрессована втулка баллера. От проворачивания вокруг своей продольной оси она фиксируется в узле соединения продольной балки с кормовой стяжкой. Конструкция и размеры руля показаны на рис. 139.

Шверц (рис. 140 закреплен на левой оконечности подмачтовой балки. Поднимается и опускается он вручную и фиксируется в этих положениях за счет сил трения.

На ходу лодка на всех курсах приводится. Приводящий момент компенсируется отклонением большого руля на несколько градусов под ветер. Его гидродинамическое качество при этом остается высоким, а подъемная сила, как и у шверта, направлена на ветер, т. е. препятствует дрейфу лодки. При таком решении «Волна» имеет хорошую управляемость на всех курсах. На испытаниях она стабильно делала по 5 полных циркуляции за минуту.

При изготовлении рулевого и шверцевого устройств надо стремиться делать их прочными, жесткими и без люфтов. Только в этом случае лодка сможет уверенно лавировать и ее не будет сдувать под ветер.

Парусное вооружение. Для простоты управления и соответствующего повышения безопасности лодка вооружена кэтом — одним гротом умеренной площади, который поднимается на свободностоящей мачте. Сама мачта из двух телескопических труб сечением Ж40х2х1800 и Ж35х1,5х1800 мм вставляется в мачтовый стакан и ничем больше не крепится. Конструкции мачты и гика аналогичны показанным на рис. 86. Длина нижней дужки 500 мм, верхней — 200 мм.

Парус сделан двухслойным (рис. 141), что не только повышает его качества (К), но и облегчает владельцам надувнушек, как правило, не имеющим опыта пошива парусов, получение хорошего паруса с первого раза.

Рис. 140. Шверц надувной лодки:

1—усиливающая накладка шверца, дюраль 6=1—1,5; 2—заклепка; 3—шайба, D=98,б=4; 4—подмачтовая балка; 5—болт М8; 6—втулка, дюраль, сталь; 7—болт М6; 8—шайба; D=100, d=60, б=4, фторопласт; 9—шверц, сосна.

Рис. 141. Двухслойный парус «Стриж» (S = 3,2м²):

1—люверс шкотового угла; 2—отверстие в парусе для прохода оси гика; 3—петля для верхнего риф-штерта; 4—левое полотнище паруса; 5—правое полотнище паруса; 6—боут; 7—корсажная лента; 8—булинь задней шкаторины; 9—риф-бант, корсажная лента; 10—риф-штерт; 11—риф-штерты, завязанные узлом; 12—убранная часть паруса.

Шкот ведется от нока одинарного изогнутого гика прямо к руке рулевого без всяких блоков и стопоров. Это позволяет быстро травить парус во флюгерное положение при всех осложнениях, в том числе и при неожиданных шквалах с кормы.

При ходе полными курсами в свежую погоду парус надо рифить, ибо «Волна» при излишне быстром ходе имеет тенденцию зарываться носом в волны.

Модернизация корпуса лодки «Волна». Превращая «Волну» в парусный швертбот, стоит поработать и над ее корпусом. В первую очередь надо сделать носовой козырек. Он заметно уменьшит забрызгиваемость и заливаемость кокпита. В нижней части козырек приклеивают как продолжение карманов продольных балок. Его верхнюю часть привязывают к распоркам мачтового стакана. В походах носовую часть лодки загружают объемными, но легкими вещами.

Чтобы повысить ходкость лодки, надо продлить днище до кормовых оконечностей баллонов. Дополнительное днище делают из любой водонепроницаемой ткани, подойдет детская клеенка, склеенная в два слоя и покрашенная «серебрянкой» (резиновый клей + бензин + алюминиевая пудра). В надводной части кормовую палубу приклеивают к бортовым и поперечному баллонам. Для доступа в образующийся кормовой багажник делают клапан на двух молниях (на рис. 135 он показан пунктиром).

Сидеть в лодке лучше не на штатном сиденье, а на туго надутом надувном матрасе, положенном вдоль судна. Он более равномерно распределяет вес человека на днище, которое меньше прогибается и не искажает обводы подводной части «Волны».

Грести на «Волне» можно не только штатными распашными веслами, но и байдарочным веслом — во многих случаях это оказывается удобнее. Во избежание рысканья при каждом гребке, перо руля приподнимают, чтобы оно работало как длинный плавник, и фиксируют закрепленным удлинителем румпеля в положении, параллельном продольной оси судна. В двухлопастное весло можно превратить и штатные весла «Волны», если соединить их трубкой-переходником, например, от пылесоса.

Изменение обводов надувных лодок. После того как надувные лодки удалось заставить хорошо лавировать, появилось желание улучшить их ходкость на полных курсах. Направления, в которых ведутся работы, рассмотрим на примере довольно быстроходной лодки О. Штыхно (рис. 142). К польскому «Дельфину» он приклеил дополнительную носовую секцию с острым форштевнем. Легкий каркас из пластиковых листов (можно и из трубок) вставляется в секцию сверху, а затем носовая палуба наглухо зашнуровывается.

Вдоль днища лодки лежит самодельная надувная емкость из детских «бревен», помещенных в матерчатый чехол. Поверх емкости проходит кильсон, на нем лежитсиденье-подушка для рулевого. При такой конструкции днище натягивается гораздо сильнее, чем обычно, становится более ровным, обтекаемым и имеет значительную килеватость. Форма ватерлиний надувнушки начинает походить на обычную, швертботную, что сразу повышает ее ходкость.

Рис. 142. Надувная лодка «Дельфин» с парусным вооружением.

Интересно отметить, что на «Дельфине», как и на «Волне», тоже применена Н-образная силовая рама, но мачта крепится не в стакане, а двумя парами топовых вант. При этом кокпит получается более просторным, но парус уже нельзя потравить во флюгерное положение при шквалах с кормы. В таком случае используют хорошую поворотливость надувнушек. Даже если рулевой просто бросит руль и шкот, лодка сама буквально за несколько секунд приведется до полного бейдевинда и парус обезветрится.

На «Дельфине» О. Штыхно поставлены два шверца асимметричного сечения и руль, расположенный в диаметральной плоскости судна. Шверцы отнесены в корму от мачты. По сравнению с описанным выше вооружением лодки «Волна» при этом варианте растет вес судна, появляется необходимость попеременно поднимать и опускать шверцы при перемене галса, повышаются требования к точности работы рулем из-за уменьшения расстояния между рулем и шверцем. В то же время более эффективные шверцы улучшают лавировочные качества лодки, становится возможным вести ее с умеренным креном на обоих галсах, уменьшая тем самым смоченную поверхность, что тоже повышает ходкость. Какой из вариантов выбрать, зависит от конкретных требований, которые строители предъявляют к будущему судну.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПОПЛАВКОВ, ШВЕРТОВ И ПАРУСОВ

§ 23. НАДУВНЫЕ ПОПЛАВКИ.

Форма поплавков. В зависимости от назначения поплавков их форма может меняться от цилиндрической до веретенообразной (рис. 143). При определенных габаритах цилиндрические поплавки имеют наибольший объем и наибольшую продольную остойчивость, веретенообразные — наименьшее гидродинамическое сопротивление. Цилиндрические поплавки применяются на коротких парусно-гребных катамаранах и в качестве страховочных поплавков тримаранов, веретенообразные — только на длинных скоростных судах. Поплавки, имеющие промежуточную форму (рис. 143 б, в), по своему назначению более универсальны.

Рис. 143. Формы надувных поплавков:

а — цилиндрическая; б — с подрезами в носу и корме; в — веретенообразная с приполненной кормой; г — веретенообразная с загнутым вниз носом.

Рассмотрим поплавок, изображенный на рис.143, б. В зависимости от величины кормового и носового подрезов его объем составляет 70—85% объема цилиндра с такими же габаритами. Несмотря на относительно плоское днище в оконечностях, он хорошо обтекается водой, в основном по батоксам, имеет небольшое сопротивление. Корма поднимается на 20— 40 мм выше ватерлинии — даже при килевой качке она не тянет за собой воду. В то же время поплавок в корме имеет большой диаметр и относительно плоское днище, что позволяет корме не тонуть при перегрузке судна и нарушениях весовой центровки.

Носовая оконечность поплавка имеет значительный свес, что смягчает его удары о небольшие и средние волны и помогает всплыть на крупные волны, не зарываясь в них. При этом работает не только дополнительный объем свесов, но и наклонное днище, на котором развивается гидродинамическая подъемная сила. Отношение длины таких поплавков к их диаметру обычно берут около 10:1 или немного меньше.

На быстроходных катамаранах, которые идут на скоростях свыше 10 км/час, стремятся заострить носовые ватерлинии поплавков, чтобы уменьшить их волновое сопротивление. Было построено несколько катамаранов с веретенообразными поплавками, имеющими загнутые вниз носы (рис. 143,г). Они действительно ходили очень быстро, особенно на гладкой воде, но на волнении были опасны. Так, во время маневрирования перед стартом гонки катамаран В. Дзюбы, автора этого решения, случайно воткнулся носами в волну и перевернулся столь стремительно, что рулевого буквально катапультировало из судна, приводнился он уже за топом мачты.

В. Краснощекову и А. Буханову удалось создать конструкцию катамаранов, у которых можно менять наклон носовых секций поплавков на ходу. На гладкой воде носы опущены, а при росте волнения их постепенно поднимают. Поперечная гофра образуется только в верхней части поплавков, что не ухудшает их обтекания. Существуют и другие решения, но, видимо, это уже случаи, которые известный яхтенный специалист Н. В. Григорьев метко называет «победой техники над разумом».

Для скоростных судов подойдет поплавок, изображенный на рис. 143,б. Носовая оконечность его сделана почти симметричной. При зарывании в воду на ней не образуется отрицательной подъемной силы. Ватерлинии имеют достаточную длину и заострение. В корме сохранен большой диаметр поплавка и соответственно относительно плоское днище. Для скоростных судов это особенно важно, ибо на высоких скоростях неизбежно возникает значительный момент, дифферентующий судно на корму. Если корма не имеет достаточной полноты, она будет притапливаться и тянуть за собой воду.

Иногда корму поплавков делают не сферической, а с резко выраженной гранью между днищем и транцем (рис. 144, в центре). В этом случае вода легче отрывается от поплавка. Но такая корма хорошо работает только при больших скоростях и при четком соблюдении дифферента.

Рис. 144. Варианты конструкции кормовой
оконечности поплавка с кормовым рукавом:

1—штертик, стягивающий кормовое отверстие поплавка или его обтекателя; 2—обтекатель; 3—камера; 4—резиновый бинт; 5—транцевый диск, фанера; 6—кормовой рукав; 7—цельноклееный поплавок; 8—приклеенная часть кормового рукава; 9—герметизирующая накладка.

Рис. 145. Один из способов построения килевой линии поплавка.

Кривые, по которым делают носовые и кормовые подрезы, являются частью гипербол, парабол, окружностей, синусоид и т. д. Их находят аналитически либо вычерчивают от руки или по лекалам на теоретическом чертеже поплавка. Способ построения килевой линии как части синусоиды показан на рис. 145.

Объем поплавка находят как сумму объемов, заключенных между теоретическими шпангоутами поплавка. При этом принимают, что объем одной шпации равен:

V_Dп>—D_п=P (D_п²+D_п+1²) L (28)

где D_п и D_п+1—диаметры поплавка по соседним теоретическим шпангоутам; L—длина теоретической шпации, обычно 100мм.

Конструкция поплавков. Надувные поплавки разборных туристских судов делают цельноклееными и комбинированными, состоящими из сшитого прочного чехла-обтекателя (он задает форму поплавка и обеспечивает его прочность) и воздухонепроницаемой камеры. При равной прочности цельноклееные поплавки легче комбинированных и проще при сборке судна. Но для их изготовления требуются высококачественные материалы, хорошо отработанная именно для данного материала и клея технология, достаточный опыт изготовителя. В противном случае поплавки могут выйти с гофрами, перекошенные, скрученные винтом, негерметичные или просто ненадежные.

Для большинства самодеятельных судостроителей доступнее изготовление комбинированных поплавков. Обтекатель шьют из любой прочной и гладкой с наружной стороны ткани. Для поплавков диаметром 200—250 мм подойдут «серебрянка» полимерным слоем наружу и материалы типа столовой клеенки с тканевой основой. Чем больше диаметр поплавка, тем прочней должен быть материал обтекателя. А чем более гладка его поверхность, тем быстроходнее будет судно. Иногда обтекатели делают из грубого брезента, а поверх него пришнуровывают еще один чехол из глянцевой пленки.

В качестве покупных камер используют детские «бревна» и мячи из поливинилхлоридной пленки (см. рис. 6). Самодельные камеры выклеивают из «серебрянки» и других прорезиненных тканей весом 250—400 г/м² или из пленок толщиной не менее 150 мк.

Диаметр камеры делают на 10—20% больше диаметра обтекателя, чтобы в рабочем положении материал камеры находился в ненапряженном состоянии. Это значительно повышает его герметичность и долговечность, что особенно важно для камер, сваренных из пленок: мячи и «бревна» не выдерживают продолжительной эксплуатации в раздутом состоянии. Ненапряженные камеры обладают повышенной живучестью при встречах поплавков с препятствиями. Если острый камень, сучок, гвоздь смогут пробить туго натянутый материал обтекателя, это совсем не значит, что они пробьют камеру. Ненапряженный материал ее может податься под нагрузкой внутрь поплавка и уцелеть.

Методы обеспечения живучести надувных поплавков. Надувные поплавки легче каркасных судов переносят удары о препятствия. Пробивает их очень редко, в основном на берегу или при причаливании, но иногда это происходит на воде, и застраховаться на такой случай надо обязательно.

Рис. 146. Методы обеспечения живучести поплавка при его разгерметизации:

1—сосок для поддува поплавка; 2—сосок аварийной емкости плавучести; 3—аварийная емкость плавучести — надувное «бревно»; 4—кормовая заделка поплавка; 5—автономная секция поплавка; 6—продольная диафрагма

Рис. 147. Проверка работы длинной аварийной
емкости плавучести на катамаране.

Основные способы обеспечения живучести поплавковпри их разгерметизации — размещение внутри поплавков аварийных емкостей плавучести (рис. 146, а) и деление поплавков воздухонепроницаемыми диафрагмами на отсеки (рис. 146, б и в).

Вкладывание в поплавки аварийных емкостей, например надувных «бревен», — простейший способ. «Бревна» вкладывают в поплавок через большое кормовое отверстие, надувают и проталкивают внутрь поплавка, где они остаются во время всего плавания. Трех «бревен» емкостью по 40 л вполне достаточно, чтобы катамараны типа «Альтаир» и «Аргонавт» после аварии поплавка могли самостоятельно достигнуть берега. На более крупных катамаранах применяют специально склеенные длинные камеры емкостью 250—300 л (рис. 147).

Поперечными диафрагмами удобно делить камеры поплавков комбинированной конструкции (рис. 146,6). На цельноклееных поплавках диафрагмы образуют почти неустранимые «перетяжки», портящие внешний вид поплавка и ухудшающие его обтекание. Для них более совершенны продольные диафрагмы (рис. 146, в, г).

Поплавки с широкими выпускными отверстиями, например с кормовыми рукавами (рис. 144), заполняются воздухом с помощью больших мешков-гермоупаковок (рис. 149). В выходной рукав гермоупаковки вставляют тонкостенную трубку 2 диаметром около 30 мм. Выходящая за трубку часть рукава 5 служит обратным клапаном мешка-насоса. Рукав гермоупаковки с трубкой вставляют в кормовой рукав камеры и прихватывают штертиком 4. На нижние углы гермоупаковки встают ногами, а ее открытую верхнюю часть поднимают, расправляют, набирают в гермоупаковку максимальное количество воздуха, затем скручивают верх гермоупаковки и давят на нее. Весь воздух из гермоупаковки перегоняется в поплавок. Операцию повторяют несколько раз.

После заполнения поплавка воздухом штертик раздают, вынимают из камеры рукав гермоупаковки, рукав камеры многократно перекручивают, перегибают вдвое и стягивают 15—20 шлагами медицинского резинового бинта, заправляют его в обтекатель и затягивают штертик кормового отверстия обтекателя. Окончательно поплавок наполняют воздухом с помощью «лягушки» через небольшой сосок, выведенный в удобное для экипажа место. Через него периодически подкачивают поплавок или стравливают излишки воздуха. В качестве дополнительных используют соски от спасжилетов и различных камер, в том числе и футбольных. Если сосок закрывается пробкой, ее обязательно надо привязать к нему прочной ниткой, иначе пробку можно потерять, подкачивая поплавок на ходу судна. Поддувать поплавки самодельными мехами (рис. 148).

Изготовление обтекателя. Негерметичные обтекатели сшивают на швейных машинках прочными капроновыми нитками. Их кроят с одним криволинейным продольным швом, идущим по днищу, с двумя швами по бокам обтекателя и с комбинацией нескольких швов.

Раскрой с одним центральным швом проще других, при нем меньше опасность получить перекошенный поплавок. В большинстве случаев поплавки с одним центральным швом изгибаются бананом из-за разного растяжения материала обтекателя, который в верхней части поплавка тянется по прямой нитке, а в нижних частях подрезов — по косой нитке. В некоторых случаях это не будет недостатком. Но если верхнюю линию поплавка намечено сделать горизонтальной, то по верхней центральной линии в местах кормового и носового подрезов тоже надо сделать небольшие подрезы. В зависимости от свойств конкретного материала они составляют 10—20% величины нижнего подреза. Сферическую поверхность в носу получают с помощью 4—6 клиновидных закладок. Сферическая поверхность в корме получается после затягивания штертика кормового отверстия.

Рис. 148. Самодельный мех емкостью 7,5 дм³:

1—верхний диск, дюраль б=2 или фанера б=6; 2—гофрированный шланг; 3—обратный клапан, прорезиненная ткань; 4—штуцер; 5—впускные отверстия Ж8; 6—ручка; 7—кольцо, D=200, d=170, б=2. дюраль; 8—заклепка; 9—обратный клапан — кольцо иэ проречиненной ткани; 10—обруч, рояльная проволока Ж2; 11—карман обруча; 12—корпус меха, прорезиненная ткань; 13—пружина; 14—нижний диск.

Рис. 149. Наполнение поплавка воздухом с помощью большого мешка-гермоупаковки:

1—гермоупаковка; 2—трубка Ж32х1; 3—рукав гермоупаковки; 4—стягивающий штертик; 5—обратный клапан — выступающий конец рукава гермоупаковки; 6—рукав камеры; 7—обтекатель поплавка.

Когда поплавок имеет симметричную форму (см. рис. 143, в), его лучше шить с двумя боковыми швами. Так же поступают, если обтекатель шьют из двух разных материалов. Более прочный и гладкий материал пускают на днище.

Обтекатели из жесткого материала шьют с тремя швами. Введение двух боковых швов на подрезанных участках поплавков, посередине каждого сечения, позволяет уменьшить кривизну нижнего шва и избежать тем самым появления гофр по днищу. Верхнюю часть таких поплавков почти не приходится подрезать: при правильном раскрое они почти не изгибаются бананом.

Более подробно рассмотрим изготовление простейшего обтекателя с одним центральным швом.

1. Подготавливают и сшивают полотнище-заготовку. С лицевой стороны размечают положение стрингерных карманов. С изнанки проводят осевую линию и на одной из сторон точно размечают положение центрального шва (рис. 150, а).

2. Аккуратно складывают заготовку вдоль осевой линии изнанкой наружу, размеченной частью вверх. Проверяют, чтобы оба слоя лежали ровно, без перекосов и морщин.

Если есть возможность, пришпиливают заготовку к полу иголками с внутренней стороны центрального шва. Осторожно поднимая верхнее полотнище, наносят вдоль центрального шва узкую полоску резинового клея и временно склеивают (сметывают) полотнища. Обрезают излишек материала вдоль центрального шва, оставляя припуск 15 мм. С наружных сторон обоих полотнищ через каждые 2—3 см ставят контрольные риски-мелки, по которым в дальнейшем будет контролироваться взаимное положение полотнищ. Ставить риски лучше шариковой ручкой (рис. 150,б).

3. Раскладывают заготовку обтекателя в плоскость и пришивают стрингерные карманы. С каждой стороны делают два шва: основной и в 5 мм от него страховочный. В носу карманы заглушают. Крепление их кормовых кромок усиливают. Стрингера должны входить в карманы свободно (рис. 150, в).

4. Ориентируясь по рискам-мелкам, снова складывают заготовку вдвое, изнанкой наружу. Достаточно прочно склеивают (сметывают) материал вдоль шва и делают на машинке основной и страховочный центральные продольные швы. Основной шов проводят во вторую очередь и делают его максимально ровным — малейшие виляния шва скажутся потом на плавности обводов поплавка (рис. 150, г).

Выворачивают обтекатель лицом наружу, вставляют в него камеру, надувают ее с помощью пылесоса и проверяют форму получившегося обтекателя. Отмечают, а затем, проводя новые швы, устраняют недостатки формы поплавка. По месту делают несколько клиновидных закладок для оформления сферической носовой части поплавка и плавного подъема килевой линии в корме.

5. В корме оформляют карман для стягивающего штертика (рис. 150, д).

6. Вкладывают в обтекатель камеру и надувают ее до рабочего давления. По всей длине нижнего шва приклеивают широкий прочный протектор. Верхние швы в оконечностях заклеивают дублирующими полосками шириной около 80 мм. При приклейке протекторов их нельзя растягивать, иначе они потом стянут ткань обтекателя (рис. 150, е).

Если материал обтекателя недостаточно прочный или имеет хлопчатобумажную основу, которая со временем теряет прочность, обтекатель можно усилить полосками-обручами из эластичного материала. Полоски делают шириной 50—80 мм и приклеивают с изнанки с шагом около 500 мм. При навалах на острые камни и перегрузках обтекатель разрывается только вдоль поплавка. Дойдя до обруча, разрыв останавливается.

Изготовление камеры. В простейшем случае камеру клеят, как пельмень.

1. Раскраивают заготовку камеры; по форме она может лишь приблизительно соответствовать форме поплавка. По всему периметру заготовки на ширину 40—50 мм материал отмывают от талька, зашкуривают, обезжиривают и покрывают двумя слоями клея. Каждый слой высушивают до отлипа (рис. 151, а).

2. Складывают камеру вдоль продольной оси и аккуратно небольшими участками склеивают ее края, разглаживая все случайные морщины. Тщательно, с большим усилием прикатывают клеевой шов. Под камеру при этом надо положить твердое гладкое основание, например мебельный картон глянцевой стороной вверх (рис. 151, б).

3. Выворачивают камеру лицом наружу, приклеивают и прикатывают стягивающую шов полоску шириной около 100 мм. Задача полоски — взять на себя все растягивающие нагрузки, которые могут действовать на материал камеры (например, при надувании ее без обтекателя или при частично разорванном обтекателе). Шов камеры всегда должен находиться в ненапряженном состоянии, ибо он, хорошо обеспечивая герметичность, не обладает прочностью. Материал, стягивающий шов, может быть негерметичным (рис. 151, б).

Рис.150. Порядок изготовления обтекателя поплавка.

Рис. 151. Простейший способ изготовления камеры.

Камеру делают больше обтекателя не только по диаметру, но и по длине примерно на 150 мм. В корме оставляют незаклеенный рукав длиной 0,5 м -и диаметром 100 мм. Через него камеру наполняют воздухом и выворачивают наизнанку для ремонта и просушки.

Общую герметичность материала камеры можно повысить, если прокрасить ее изнутри резиновым клеем, разведенным в бензине, с добавлением алюминиевой пудры. Во всех случаях внутреннюю поверхность камеры полезно натереть тальком.

Изготовление цельноклееных поплавков. Из нескольких способов изготовления клееных поплавков мы приведем лишь два. В обоих корма оформляется, как показано на рис. 144, справа.

Изготовление поплавков из двух слоев ткани. Этот вариант избирают, когда имеющийся материал недостаточно прочен или герметичен либо когда поплавок клеят из двух видов материала, при этом герметичный пускается на внутренний слой, а прочный — на наружный.

1. По методике, описанной выше, шьют наружный слой поплавка — обтекатель. Все швы с лица дублируют прочно приклеенными широкими полосками-накладками, а снизу—протектором (рис. 152, а).

2. Готовый обтекатель выворачивают через кормовое отверстие изнанкой наружу и все выступающие швы вместе с нитками обрезают. Это удобнее делать, если внутрь обтекателя поместить большую вспомогательную камеру и надуть ее (рис. 152, б).

3. При надутой вспомогательной камере на обтекатель наклеивают внутренний слой в виде поперечных полос. Перекрой между ними должен обеспечивать герметичность всего внутреннего слоя. Начинают клеить с носа, а кончают приклейкой кормового рукава (рис.152, в).

Изготовление поплавка из одного слоя ткани. 1. Подготавливают и тщательно размечают заготовку поплавка (см. подготовку и разметку обтекателя). Складывают ее вдвое вдоль верхней осевой линии изнанкой наружу, временно склеивают (сметывают) полотнища;обезжиривать ткань перед этим не надо, чтобы потом было легче удалять с нее следы клея (рис. 153, а).

Рис. 152. Изготовление цельноклееного поплавка из двух слоев ткани.

Рис. 153. Изготовление цельноклееного поплавка из одного слоя ткани.

Верхнее полотнище обрезают точно по разметке килевой линии, а нижнее — с припуском около 20 мм; чем эластичнее материал, тем большим может быть припуск.

2. Выступающую часть нижнего полотнища и такую же ширину верхнего тщательно обезжиривают, зашкуривают и промазывают двумя слоями клея. Сушат до отлипа. Последовательно небольшими участками подворачивают выступающую часть нижнего полотнища на верхнее и приклеивают ее, разглаживая руками все складки (складки не только нарушают гладкость поплавка, но и служат причиной его негерметичности, что важнее). С большим усилием прикатывают получившийся килевой шов (рис. 153, б).

3. Раздирают сметывающий клеевой шов и раскладывают поплавок, как показано на рис.153, в. Поверх центрального шва приклеивают герметичную стягивающую полоску шириной 100 мм. Задача полоски — создать герметичность всего шва и временно, до приклейки протектора, обеспечить его прочность. Вклеивают кормовой рукав (см. рис. 144, справа).

4. Выворачивают поплавок лицом наружу, надувают его до рабочего состояния или немного меньше и приклеивают прочный днищевой протектор. Материал протектора может быть негерметичным. Приклеивая протектор, крупные гофры на днище поплавка устраняют разглаживанием, жесткость материала протектора не позволит им образоваться вновь; на мелкие «неустранимые» гофры можно не обращать внимания и приклеивать протектор прямо поверх них (рис. 153,г).

Далее приклеивают к поплавку верхнее усиливающее полотнище с заранее пришитыми к нему стрингерными карманами. Окончательно обклеивают носовую оконечность, приклеивают декоративные полоски, вклеивают сосок для подкачки поплавка, удаляют следы клея с его наружной поверхности.

Если обнаружится, что поплавок не держит рабочего давления, ищут место течи и герметизируют его, обязательно изнутри поплавка. Наружные заплатки работают ненадежно: просачивающийся под них воздух постепенно образует пузырь и разрывает клеевой шов.

§ 24. ШВЕРТЫ И ШВЕРЦЫ.

На разборных парусных судах применяют шверты и шверцы из плоских дюралевых листов — они наиболее живучие, но наименее эффективные и самые тяжелые. Шверты и шверцы из согнутого пополам и склепанного по задней кромке тонкого дюралевого листа (их прочность обеспечивается внутренним каркасом из труб) самые легкие, но и самые жесткие, хуже других переносят боковые удары. Деревянные шверты и шверцы лишь немного тяжелее швертов из согнутого дюралевого листа, но гораздо лучше переносят ударные нагрузки; их недостаток — малая прочность передней кромки, которая быстро забивается при лобовых ударах о мели и другие препятствия. Фанерные шверты и шверцы тяжелее деревянных на 20—30%, но прочнее их.

Самодеятельные судостроители не прекращают попыток создания швертов нового типа. Отметим лишь два направления: оснащение жестких швертов симметричного сечения регулируемыми закрылками и изготовление швертов по типу двухслойных парусов-крыльев — с жестким внутренним каркасом и наружным покрытием из пластика или ткани с глянцевой наружной поверхностью. При перемене галса сечение этих асимметричных швертов автоматически меняется. Будут ли они по совокупности своих характеристик превосходить шверты традиционных конструкций, покажет будущее.

Изготовление плоских швертов и шверцев. Вырезать шверт по контуру можно с помощью резака (рис. 154) из твердой стали, например из полотна машинной ножовки. С двух сторон дюралевого листа делают прямые бороздки и по ним обламывают лист. Криволинейные поверхности получают путем нескольких приближенных прямых резов, а затем углы скругляют напильником. Фаски по кромкам шверта снимают рашпилями и напильниками. Так же делают и плоские рули.

Изготовление деревянных и фанерных швертов. Деревянные шверты выстругивают из хорошо выдержанных досок деревьев хвойных пород. Годовые кольца должны располагаться поперек торца доски (радиальная распиловка). В этом случае шверт не будет коробиться от времени.

Как говорилось в § 14, шверт можно выстрогать по какому-либо нормализованному авиационному профилю, но гораздо важнее, чтобы поверхности шверта были просто гладкими, без всяких резких перегибов и граней, которые во множестве появляются при обработке шверта рубанком. Поэтому поверхности шверта, после того как они выструганы, обрабатывают поперек его продольной оси рашпилем, наждачным камнем с крупным зерном, а затем длинной полоской шкурки (рис. 155). Далее шверт шлифуют более мелкой шкуркой, для чего можно использовать электродрель, зажав в ее патрон державку с кругом шкурки на тканевой основе.

Когда на поверхности шверта не останется изъянов, приступают к лакировке. Лак должен быть водостойким и давать прочную пленку. В частности, подойдет лак для паркета (с отвердителем). После полного отверждения первого слоя лака шверт снова обрабатывают мелкой шкуркой, а если надо, то и крупной. Натирают шверт мелом и располировывают суконкой. Наносят второй слой лака, сушат, обрабатывают шверт мелкой шкуркой, мелом, суконкой и т. д. Повторяют операции 6—8 раз, пока на шверте не появится глянцевая прочная, но не толстая лаковая пленка. Затем мягким тампоном наносят два отделочных слоя лака, разведенного ацетоном.

Рис. 154. Вырезка заготовки из листового дюраля.

Рис. 155. Обработка заготовки шверта шкуркой.

Операция лакировки шверта не трудоемкая, но растянута во времени (около двух недель). Для постройки судов в домашних условиях это не имеет значения, ибо самодельные суда стремятся делать не быстро, а хорошо.

К лакированному шверту приклепывают различные усиливающие накладки и тщательно защищают от воздействия воды его торцевые поверхности.

Фанерные шверты изготовляют по той же технологии. Иногда деревянные шверты обклеивают стеклотканью. По мнению автора, это нестоящая затея. Добиться глянцевой поверхности стеклопластикового шверта гораздо труднее, чем деревянного. Лаковую поверхность приходится делать толще, и она легче скалывается. При ударах о камни забоины на стеклопластике появляются так же легко, как и на дереве, а ремонтировать стеклопластик трудно, особенно если он отслаивается от дерева.

Более перспективны шверты с усиленной передней кромкой из красного дерева или дуба. Передний буртик (рис. 156,3) приклеивают к заготовке шверта водостойким клеем. Отверстия под нагели из твердого дерева размечают следующим образом. В торец буртика забивают, но не до конца тонкие гвоздики, откусыв их шляпки на расстоянии 3—5 мм, прикладывают буртик к заготовке шверта и нажимают, чтобы на торце заготовки остались отпечатки гвоздей. Из буртика удаляют гвозди и по полученной разметке сверлят отверстия под нагели. Буртик и заготовку шверта обрабатывают совместно, после их склейки.

Изготовление объемных швертов из листов алюминиевых сплавов. Заготовку шверта из не очень жесткого дюраля, а еще лучше из сплава АМг сгибают каким-либо способом вдоль передней кромки. Линия сгиба должна быть абсолютно прямой. Чем более твердый материал, тем большим должен быть радиус изгиба, иначе лист может переломиться. Стучать молотком по заготовке вдоль сгиба нельзя: на шверте появятся неустранимые местные искажения профиля.

В согнутый лист вставляют предварительно откованную трубу-лонжерон и с помощью нескольких струбцин стягивают заднюю кромку шверта. Она тоже должна быть совершенно прямой. Гидродинамическая закрутка шверцев плосковыпуклого сечения не должна превышать 2°. Плоская сторона шверцев асимметричного сечения должна быть действительно плоской или даже немного вогнутой. Выпуклая сторона должна иметь очень плавный профиль с постепенным уменьшением кривизны к задней кромке. Горб или яма в районе прохождения лонжерона не допускаются.

Рис. 156. Деревянный шверт с прочным буртиком по передней кромке:

1—шверт, сосна; 2—нагель; 3—буртик из твердого дерева.

Рис. 157. Крепление лонжерона к корпусу шверта:

1—корпус шверта, АМг, б=1; 2—лонжерон; 3—распорка-заклепка.

Когда качество собранного на струбцинах шверта станет удовлетворительным, вдоль задней кромки сверлят 6—8 отверстий диаметром 5,5 мм и постепенно заменяют струбцины болтами с гайками и шайбами, туго их затягивая.

Еще раз проверяют качество шверта. Если оно удовлетворительное, начинают сверлить по задней кромке отверстия под заклепки, с двух сторон делают зенковку 0,5х45°.

Заклепки нарезают из мягкой алюминиевой проволоки. Склепывать заднюю кромку надо осторожно, расплющивая только материал заклепки, но ни в коем случае не материал шверта, иначе из-за местных удлинений задняя кромка покоробится.

Крепить лонжерон к шверту лучше заклепками переменного диаметра (рис. 157, 3). Их расплющенные головки могут выступать над швертом — крепление в этом случае получается более надежным. Хорошие результаты дает дополнение каркаса шверта нервюрами — горизонтально расположенными жесткими трубками (см. рис. 94, 20). Их плотно запрессовывают в лонжерон, а концы отковывают по форме шверта и обматывают несколькими слоями изоленты. Они значительно облегчают работу всех элементов шверта.

Нижние заглушки делают из самого плотного пенопласта, покрашенного масляной краской, из текстолита или даже из дерева. Крепить к шверту их лучше маленькими шурупами с потайной головкой.

§ 25. ПАРУСА

Общие положения

Парусные ткани должны быть прочными, нетянущимися под нагрузкой, непродуваемыми и гладкими (см. § 5. Желательно, чтобы парусина при этом была легкой — паруса из нее в слабые ветры имеют более правильную форму. Полнее всего таким требованиям удовлетворяет каландрованный парусный лавсан «Яхта» (артикул 22791, вес 144 г/м²). Лавсановые паруса можно заказывать через спортклубы предприятий или частным порядком на верфях спортивного судостроения. Можно попытаться заказать не сами паруса, а их заготовки — плоские полотнища. Окончательно шьют парус по имеющемуся рангоуту самостоятельно.

Лучшая хлопчатобумажная ткань для парусов — легкие сорта парусной ткани «Проба» (вес 214 г/м²). Самодеятельные судостроители чаще всего получают эту ткань, распарывая отслужившие свой срок паруса больших яхт.

Из бытовых тканей для парусов подойдут лучшие сорта тика для пера, наиболее плотные бязи и перкали, плащевые, плащ-палаточные и тентовые ткани. Совершенно .не годятся для лавировочных парусов различные тонкие капроновые ткани.

Покупая хлопчатобумажную ткань, надо обращать внимание не на ее название, а только на качество. Хорошая ткань не должна тянуться в руках по утку и основе и незначительно тянуться по двум диагоналям. Непродуваемость ткани проверяют, рассматривая ее на свет лампы или ярко освещенного окна. Через хорошие ткани нить накаливания лампы просвечивается в виде редко расположенных слабо светящихся точек или совсем не просвечивается. Ворсистость определяют, рассматривая ткань против света вдоль ее поверхности. Чем меньше ворса, тем лучше. Приобретать ткань надо с запасом — у начинающих мастеров на парус уходит не менее 130% его окончательной площади, включая площадь мачтовых карманов.

Раскрой парусной ткани. Сначала делают теоретический чертеж паруса с учетом ширины имеющейся ткани. Полотнища должны идти перпендикулярно задней шкаторине (или линии, соединяющей фаловый и галсовый углы паруса) . На стакселях с центральным швом полотнища идут перпендикулярно задней и нижней шкаторинам.

При пошиве парусов традиционных типов для придания им ложкообразной формы делают целую систему криволинейных шкаторин, клиновидных и серповидных закладок, вставок. Желающих ознакомиться с этой методикой мы отсылаем к специальной литературе. Начинающие судостроители при пошиве парусов, описанных выше, могут кроить их заготовки простейшим способом — совершенно плоскими, с прямыми шкаторинами, но сделанными с достаточным запасом для последующей отрезки по сложным кривым, которые определятся при пошиве паруса по месту — готовому нестандартному рангоуту.

На теоретическом чертеже определяют размеры каждого полотнища паруса. При этом учитывают размеры швов и припуск на последующую обрезку паруса в чистый размер.

На ткани разглаживают все складки и расстилают ее на ровном полу. Переносят на нее размеры отдельных полотнищ, проводят шариковой авторучкой линии швов и реза. Разрезают ткань на отдельные полотнища острыми ножницами, стараясь при этом не растянуть ткань вдоль линии реза.

Сметывание паруса. Края отдельных полотнищ подворачивают вдоль линии швов и заглаживают горячим утюгом (утюг всегда должен быть под рукой до окончания пошива паруса). Полотнища накладывают краями друг на друга и через каждые 2—3 см фиксируют их взаимное положение рисками-мелками (сухим мылом или авторучкой). Ориентируясь по рискам-мелкам, сметывают заготовку паруса — сшивают ручным швом, закалывают иголками или склеивают резиновым клеем. Последний метод самый быстрый и точный.

Швы. Основные виды швов, применяющихся при пошиве паруса, показаны на рис. 158. Швы должны быть прочными, не нарушать гладкость поверхности паруса и не стягивать парусину.

Прочность шва достигается применением прочных ниток. Лучшие из них — капроновые. При пошиве больших парусов прочность ниток берется меньшей, чем прочность нитей парусины. Для малых парусов это правило не обязательно. Для облегчения прохода ниток через ткань и ушко иголки верхнюю нитку на швейной машинке можно смазывать каким-либо жиром, мылом или воском. Смазывающий элемент укрепляют непосредственно на машинке на пути нитки.

Парус шьют швом “зигзаг” с максимально большим шагом. Этот шов не стягивает ткань вдоль шва. В крайнем случае можно шить и прямым швом, но тогда надо заранее научиться делать его так, чтобы нитки не стягивали шов и вдоль него не образовывалось множества мелких морщинок.

Рис. 158. Типы парусных швов.

Иголки применяются толстые (№ 90—120) и обязательно очень острые. Натяжение верхней нитки швейной машинки должно быть минимальным — лишь бы нижняя нитка протягивалась через один нижний слой ткани. Готовый шов тщательно разглаживают горячим утюгом, стремясь растянуть шов, но не растянуть при этом прилегающую ко шву парусину.

Гладкость поверхности готового паруса во многом зависит от типа шва, которым сшиты полотнища. Парус, особенно из некачественной парусины, под нагрузкой всегда вытягивается. Швы, как более прочные участки, растягиваются меньше. Гофры, образованные швами, располагаются не параллельно потоку, обтекающему парус, и значительно снижают эффективность его работы. Чтобы избежать этого, надо стремиться уменьшить жесткость швов, для чего толстый бельевой шов (см. рис. 158, а) не годится. Полотнища паруса сшивают между собой швами типа б и в. Какой из них выбрать, зависит от вида продольных краев парусины. Если они прочные и не сыпятся, применяют шов в. Дополнительно края парусины можно укрепить, промазав их каким-либо клеем для ткани.

Некоторые ткани имеют по краям широкую сильно упроченную полоску — тесьму. Ее обязательно надо срезать, ибо она переупрочнит шов. На двухслойных парусах можно применять шов типа г — наилучший. Он не только меньше других стягивает парусину, но и не нарушает ее гладкости.

На парусах площадью до 7 м² фальшшвов не делают. При таких размерах паруса прочности парусины обычно достаточно, а частые швы затрудняют выравнивание поверхности паруса, которое практически осуществимо даже при наличии стягивающих швов. По этой причине для небольших парусов предпочтительнее прочные, но широкие ткани — до 160 см. Их излишний вес будет недостатком только в слабые ветры, но с этим вполне можно мириться, особенно на судах, которые хорошо идут на веслах.

Боуты и усиливающие накладки. Парусина не выдерживает сосредоточенных нагрузок и постоянного трения о металл, дерево и тросы. Во всех таких местах к парусу пришивают или даже приклеивают усиливающие накладки. Углы паруса подкрепляют боутами. Их делают из нескольких накладок разных размеров: в этом случае они не становятся причиной морщин в углах паруса.

Все торцы различных карманов, через которые проходят ликтросы, регулировочные снасти и рангоут, усиливают накладками из материала паруса и 1—3 слоев широкой корсажной ленты.

Ликовка парусов. Большие паруса обязательно ликуют — пришивают к их шкаторинам усиливающие ликтросы. На самодельных парусах этого лучше не делать, а дать возможность ликтросам свободно перемещаться в карманах, которыми окантовываются шкаторины. Один конец ликтроса постоянно закрепляют у одного угла паруса, а другой выводят из кармана и привязывают к люверсу или к сварному треугольнику из проволоки, вшитому в другой угол.

По мере вытяжки парусины вдоль шкаторины, корректируют длину ликтроса. Это делают и при тонкой настройке паруса, чтобы изменить расположение максимума пуза паруса по его высоте и ширине.

В качестве ликтросов применяют плетеные, заранее хорошо вытянутые капроновые тросы диаметром 4—6 мм или стальные тросы диаметром 2 мм, которые гораздо удобнее, ибо практически не вытягиваются. Конструкция свободного (регулировочного) конца стального ликтроса показана на рис. 86.

В большинстве описанных в книге парусов ликтросы шкаторин входят в силовой каркас паруса, и их правильнее рассматривать и изготовлять не как части паруса, а как самостоятельные детали. То есть сначала изготовляют весь силовой каркас паруса со всеми ликтросами и узлами их крепления, а уж потом шьют сам парус.

Если ликтрос по передней шкаторине паруса используется для крепления паруса в ликпазе мачты, то и в этом случае пришивать его к парусине не стоит — можно наделать много ошибок. Лучше сшить для ликтроса специальный карман из прочной, стойкой к истиранию ткани (рис. 159). Ликтрос должен иметь возможность перемещаться вдоль кармана, хотя и не очень свободно. К выступающей стороне кармана машинным швом пришивают сам парус. Достоинства этого метода — возможность менять длину передней шкаторины (осаживая или набивая ткань кармана вдоль ликтроса) и корректировать фактическую длину ликтроса по мере его вытяжки, простота замены кармана ликтроса при его износе. При такой конструкции передней шкаторины значительно облегчается изготовление паруса, ибо требуемую криволинейную форму передней шкаторины можно без больших затруднений найти опытным путем, меняя положение шва крепления паруса к карману ликтроса.

Рис. 159. Крепление ликтроса к передней шкаторине паруса:

1—ликтрос; 2—карман ликтроса; 3—полотнище паруса; 4—ликпаз — откованый П-образный алюминиевый профиль; 5—мачта.

Изготовление паруса типа “Стриж” с мачтовым карманом. Парус шьется по месту, непосредственно по своему силовому каркасу, все окончательные размеры паруса определяются опытным путем. Такой метод позволяет учесть все особенности конкретного рангоута (в первую очередь мачты) и свойства нестандартной парусины. Начинающие парусные мастера при этом способе имеют возможность скомпенсировать недостаток своей квалификации временем, затраченным на изготовление паруса.

Последовательность операций (рис. 160):

1. Изготавливают рангоут, тросы-булини нижней и задней шкаторин, огоны на их концах и штертики для регулировки их длины, устройство для регулировки пуза паруса, фал, утки. Собирают весь каркас паруса, снасти для регулировки его формы и проверяют их работу.

2. Снастью для регулировки пуза ставят каркас в положение нулевого пуза. Окончательно уточняют размеры будущего паруса.

3. Размечают парусину и сшивают основное полотнище паруса с соответствующими запасами по всем шкаторинам. Полотнище должно быть совершенно плоским и не морщить при расстилании его на ровном полу. При существенных перекосах и перетяжках материала швы между отдельными полотнищами распарывают и сшивают их заново.

Рис. 160. Порядок изготовления паруса «Стриж» с мачтовым карманом.

4. На сшитом основном полотнище оформляют шкотовый угол — приклеивают и пришивают боут, запрессовывают или вшивают люверс, усиливают края паруса и начала карманов шкаторин корсажной лентой, оформляют начала карманов шкаторин.

5. Оформляют фаловый угол паруса — подгибают верхнюю кромку паруса, усиливают ее корсажной лентой, оформляют верхнюю часть кармана задней шкаторины и закрепляют в нем ручным швом верхнюю часть троса-булиня.

6. Оформляют переднюю часть кармана нижней шкаторины и усиливают нижнюю кромку паруса корсажной лентой. В месте, где будет находиться передняя шкаторина, пришивают штертик — оттяжку галсового угла.

7. Размечают, кроят, сметывают и сшивают полотнище мачтового кармана. Направление ниток ткани мачтового кармана должно быть таким же, как и на парусе.

8. На полотнище паруса размечают положение кромок мачтового кармана, приклеивают их к парусу резиновым клеем, а затем пришивают машинным наметочным швом. При этом шве верхняя нитка ослабляется настолько, что уже не затягивает шов, и его легко распустить, выдернув нижнюю нитку.

9. Ставят парус на рангоут в положение среднего пуза. Сметывают по месту переднюю шкаторину паруса, закалывая ее иголками.

10. Подгибая ткань вокруг булиней нижней и задней шкаторин, сметывают, закалывая иголками, карманы этих шкаторин. В начале сметывания всех шкаторин расстояние между иголками 1—0,5 м, в конце — 3—5 см.

11. Обходя растянутый парус по периметру, повторяют операцию сметывания до тех пор, пока не будут устранены все перетяжки, морщины, другие нарушения гладкости профиля паруса. Пузо должно составлять 7%, его максимум должен располагаться на расстоянии 40% ширины паруса от передней шкаторины, у задней шкаторины парус должен быть максимально плоским.

Величину пуза и его положение по ширине паруса легко контролировать, если растянутый на рангоуте парус расположить горизонтально и дать возможность парусине прогнуться под действием собственного веса. Положив на парус перпендикулярно мачте длинную ровную рейку, можно замерять глубину пуза по всей ширине паруса. Легким помахиванием паруса имитируют действие на него среднего ветра.

На этой стадии определяют все размеры паруса и оценивают его фактическую площадь.

12. Ставят парус в положение малого пуза (2—3%) и повторяют операцию сметывания до получения хорошей формы паруса на этом режиме работы.

13. Ставят парус в положение большого пуза (12%) и повторяют операцию сметывания.

14. Последовательно ставят парус в положение минимального, среднего и максимального пуза и вносят необходимые коррективы в положение иголок.

Операцию сметывания можно считать законченной, когда на всех режимах работы парус будет иметь правильную форму и гладкую поверхность. Времени на эту работу жалеть не надо — оно потом с лихвой окупится скоростью хода.

15. Парус снимают с рангоута и заменяют все иголки машинными наметочными швами. Снова ставят парус на рангоут, проверяют и корректируют его форму, особенно тщательно при среднем пузе.

16. Снимают парус с рангоута, проводят окончательную линию положения на парусе задней кромки мачтового кармана и часто ставят риски-мелки. Распускают наметочный шов крепления задней кромки кармана и отделяют ее от паруса.

17. Окончательно сшивают переднюю шкаторину паруса.

18. По линии положения и рискам-мелкам приклеивают . к парусу заднюю кромку мачтового кармана и пришивают ее машинным наметочным швом. Ставят парус на рангоут, проверяют его форму и вносят последние коррективы.

19. Заменяют все наметочные швы окончательными. Готовый парус ставят на рангоут и проверяют его форму. В положении среднего пуза снимают с паруса все его размеры и подсчитывают фактическую площадь. Как правило, она отличается от ожидаемой: в зависимости от жесткости мачты и парусины горбы и серпы по шкаторинам получаются разной величины. Кроме того, в процессе изготовления паруса тянется сама парусина, хотя этого надо стремиться избегать.

20. Изготовление любого паруса из хлопчатобумажной парусины заканчивают его выхаживанием. Для “Стрижей” и большинства других описанных в книге парусов, имеющих автономный силовой каркас, довольно трудоемкое и кропотливое выхаживание заменяют следующей операцией. Парус на горизонтально расположенном рангоуте ставят в положение нулевого пуза, обильно увлажняют и в таком положении сушат. Операцию повторяют несколько раз. При этом в парусине перераспределяются и выравниваются все внутренние напряжения, исчезают перетяжки и мелкие морщины.

В походных условиях такое выхаживание повторяют каждую ночь, оставляя парус на рангоуте в положении минимального пуза. Он увлажняется росой, а потом высыхает на утреннем солнце. Все нарушения правильности профиля паруса, полученные за предыдущий день, исчезают. Достаточно потравить снасть для регулировки пуза — и парус готов к работе.

Об эффективности такого выхаживания можно судить по следующему факту. Один из “Стрижей” площадью 10 м² был сшит довольно грубо из полосатой тентовой ткани. После сезона эксплуатации, тоже довольно грубой, но с регулярными ночными выхаживаниями, парус обрел неплохую аэродинамическую форму, однако все первоначально прямые полоски пошли по сложным Z-образным кривым.

Изготовление стакселя. Хорошие стаксели сделать труднее, чем гроты, ибо паруса эти более мягкие. Чтобы по нижней и задней шкаторинам не образовывались складки и “карманы”, парусина вдоль этих шкаторин должна располагаться по прямым ниткам. Для этого стаксель либо кроят как “Стриж” — с прямым шкотовым углом, либо делают по биссектрисе шкотового угла центральный шов и ведут от него полотнища перпендикулярно нижней и задней шкаторинам. Существуют и другие раскрои стакселя, в том числе и с центральным вертикальным швом.

Силовой каркас паруса, образованный тремя булинями шкаторин, лишь условно можно считать его каркасом, ибо в большинстве случаев по-настоящему работает лишь постоянно натянутый стальной тросик — булинь передней шкаторины. На стакселях, не имеющих значительного отрицательного серпа по задней шкаторине, булинь задней шкаторины либо вообще не делают, либо он выполняет лишь страховочные функции, поскольку, если его натянуть, задняя часть паруса сразу загнется на ветер. Эффективные короткие латы на стакселях пока приживаются весьма плохо.

Однако и стаксель возможно пошить по месту. Для этого горизонтально натягивают булинь передней шкаторины с такой силой, с какой он будет натянут при работе на судне. К его концам крепят фаловый и галсовый углы заготовки стакселя, к шкотовому углу крепят шкот и натягивают его в таком направлении и с такой силой, как это будет на судне на курсе бейдевинд. Материал вдоль передней шкаторины подворачивают вокруг булиня и закалывают иголками. Помахиванием паруса имитируют действия на него ветра и уточняют форму передней шкаторины. При сметывании стакселя надо стараться не растянуть материал вдоль его передней шкаторины, где он идет по косой нитке.

Изготовление бермудского грота. Бермудский грот, имеющий автономный силовой каркас, можно сшить так же, как парус “Стриж”. Если булинь по задней шкаторине не предусмотрен, то во время изготовления паруса расстояние между топом мачты и ноком гика фиксируют топенантом.

Гроты традиционных конструкций, особенно при недостаточно жестких мачтах, сделать труднее. При этом надо руководствоваться методиками, широко описанными в литературе. Для таких парусов обязателен полный цикл выхаживания на воде.

Хлопчатобумажные гроты, не имеющие автономных силовых каркасов, даже будучи хорошо выхоженными, в процессе эксплуатации быстро теряют свою форму. Поэтому для них тоже будут полезны ночные выхаживания. Методику их предложил В. Дзюба. Вечером паруса на судне ставят в положение наименьшего пуза путем сильной набивки шкотов, закрепленных в ДП. Затем судно вместе с парусами заваливают на борт, под топ мачты ставят подпорку. Паруса равномерно провисают под действием собственного веса, увлажняются росой, и в них происходят перераспределение и выравнивание напряжений.

БЕЗОПАСНОСТЬ ПЛАВАНИЯ НА РАЗБОРНЫХ ПАРУСНЫХ СУДАХ

Волны и ветер в реальных условиях могут усилиться до такой степени, что конкретная яхта их не выдержит — опрокинется или будет разрушена. При этом создается угроза для жизни и здоровья экипажа. Чтобы обеспечить безопасность плавания, надо не оказываться на воде при условиях, которые яхта выдержать не может.

Для яхт разных типов условия шторма наступают при ветрах разной силы. Например, крейсерские яхты открытого моря рассчитываются на очень редкие штормы с ветром до 30 м/сек и жесткое волнение. Они также имеют запас живучести, чтобы остаться на плаву и при более сильных шквалах, которые бывают еще реже.

Для прогулочных пляжных яхт предельный ветер — до 8 м/сек. На них можно плавать только в теплую погоду, вблизи берега и при наличии на акватории надежных спасательных судов.

Большинство туристских разборных яхт, в том числе и все описанные в книге, рассчитываются на наиболее часто повторяющиеся ветры с силой до 10 м/сек (5 баллов по шкале Бофорта). Это очень жесткое ограничение по условиям эксплуатации яхт, но именно оно позволяет не «переумощнять» их конструкцию и делать разборные яхты легкими и транспортабельными.

Однако ветер часто усиливается свыше 10 м/сек (о чем свидетельствуют начинающийся свист в снастях). Чтобы не попасть в опасное положение, туристские разборные яхты при наступлении таких условий должны немедленно уходить на берег и там пережидать настоящие штормы и шквалы. Быстро можно уйти на берег, если он близко. Поэтому описываемые разборные яхты эксплуатируются только как яхты прибрежного плавания, на которых ходят в непосредственной близости от берега, чтобы успеть убежать на него при резком ухудшении погоды. Близость берега для них — основной и обязательный фактор обеспечения безопасности плавания (проектирование и постройка разборных яхт, способных выдержать условия открытого моря, в данной книге не рассматриваются).

Поскольку туристы-парусники, как правило, не обладают высокой квалификацией яхтсменов-крейсерщиков, а самодельные суда по надежности уступают профессионально сделанным крейсерским яхтам, при ухудшении ветроволновых условий повышается вероятность аварий из-за ошибок экипажа и поломок отдельных жизненно важных узлов и деталей судна. Поэтому при плаваниях на разборных судах необходимо иметь вторую страховку. Вторым страхующим фактором могут быть: близкий подветренный берег, куда сдрейфует яхта после аварии, наличие рядом надежных судов, теплая погода, очень теплая вода, качественные спасжилеты, позволяющие без особых осложнений дождаться реальной помощи со стороны.

Первичными факторами обеспечения безопасности плавания на разборных парусниках, как и на всех других судах, остаются надежность самих судов (способность их с достаточными запасами выдерживать расчетные условия плавания) и квалификация экипажа (четкое знание предельных возможностей своего судна, умение управлять им в обычных и экстремальных условиях, умение предвидеть изменения погоды и так спланировать плавание, чтобы не попадать в безвыходные ситуации).

Все экипажи, а особенно их капитаны (рулевые), должны четко знать и неукоснительно соблюдать «Правила плавания по внутренним судоходным путям», «Правила организации и проведения туристских походов и путешествий» и неписаные правила хорошей морской практики.

§ 26. ИСПЫТАНИЯ НОВЫХ САМОДЕЛЬНЫХ СУДОВ

Надежность новых судов определяется в специальных испытаниях. Во время них экипаж одновременно изучает свое судно, выясняет его предельные возможности, учится управлять им, отрабатывает систему действий, в том числе в экстремальных и аварийных ситуациях. Методика таких испытаний, разработанная автором на основе опыта испытаний нескольких десятков разборных парусных судов разных типов, описана ниже.

Весь цикл состоит из испытаний на берегу и на мелководье, а также ходовых испытаний в средний и сильный ветер.

Испытания на берегу.

1. Новое судно собирают на открытом берегу или на пляже, садятся в него, проверяют практическую возможность и удобство работы со снастями, рулем, швертом, удобство откренивания.

Рис. 161. Заваливание мачты путем потравливания ходового конца штага.

2. Проверяют надежность крепления мачты и стоячего такелажа, работу бегучего такелажа, возможность и удобство подъема, спуска, замены и рифления парусов. Наполняя паруса ветром, проверяют их принципиальную работоспособность на разных курсах, для чего судно ставят в разные положения относительно ветра. Проверяют эффективность работы устройств для регулировки пуза парусов и их формы.

3. Определяет возможность быстрой уборки парусов по аварийному расписанию. Несколько раз частично и полностью заваливают мачту, потраьливая ходовой конец штага, пропущенный через блок или кольцо на носу судна (рис. 161), затем спрямляют мачту. Эти операции придется выполнять перед проходами под мостами и линиями электропередачи.

4. Проверяют возможность и отрабатывают методику аварийного заваливания мачты путем отдачи штага или наветренной ванты. Испытания проводят на разных курсах относительно ветра. Проверяют возможность обратной постановки мачты в рабочее положение силами экипажа, находящегося на борту судна.

5. Проверяют прочность и остойчивость яхты. Без всякого риска опрокинуться или сломаться яхта должна выдерживать опрокидывающий момент, который действует на нее при расчетном ветре. Величину опрокидывающего момента подсчитывают по формулам, приведенным в § 12.

Испытания проводят сначала на берегу, потом на мелководье. Паруса убирают. Опрокидывающий момент создают, прикладывая требуемую силу к длинному концу, закрепленному к мачте в районе крепления основных вант (рис. 162). Экипаж занимает в яхте свои штатные места и откренивает ее, находясь в свободных неутомляющих позах.

Направление действия кренящей силы постепенно меняют в диапазонах от 0 до ± 90°, считая от носа судна. При таких условиях все силовые элементы яхты должны работать без видимых перегрузок, крен однокорпусных яхт не должен превышать 15°, наветренные поплавки катамаранов не должны отрываться от воды (земли), а подветренные поплавки тримаранов погружаться в воду более чем на Уз своего объема.

6. Определяют максимальный опрокидывающий момент, который способна выдержать яхта при энергичном откренивании. Желательно, чтобы он не менее чем в 1,5 раза превосходил М_к расч. Определяют, что происходит раньше, — потеря остойчивости или прочности яхты. Для яхт, рассчитанных на тяжелые условия эксплуатации, на плавание с детьми или на походы по водоемам с холодной водой, т. е. в случаях, когда оверкили должны быть исключены хотя бы теоретически, остойчивость яхт делают гораздо выше их прочности. В экстремальных ситуациях безопаснее остаться на плаву на частично поврежденной яхте, чем пережидать условия, против которых экипаж оказался бы бессильным, плавая в воде.

Рис. 162. Проверка способности яхты выдерживать энергичное откренивание.

Для пляжных и спортивно-прогулочных яхт, которые эксплуатируются в гораздо более безопасных условиях и могут реально рассчитывать на помощь со стороны, наоборот, прочность делают выше остойчивости. Для них оверкиль — меньшее зло, чем поломка каких-либо деталей.

7. Проверяют работу слабого звена всей силовой конструкции яхты или сигнального звена: они должны срабатывать при нагрузках не более 1,1 Мк расч.

8. Так же тщательно проверяют прочность и надежность работы швертового и рулевого устройств. Рули и шверты, сделанные из листового дюраля, дерева и фанеры, нагружают силой из расчета 6—8 кгс на 1 дм² погруженной площади, силу прилагают в центре тяжести проекции этой площади. Более жесткие рули и шверты, имеющие внутренний каркас и оболочку из дюраля или стеклопластика, нагружают силой, в 1,5 раза большей. Проверяют общую жесткость рулей и швертов, устраняют все заметные люфты, особенно в рулевом устройстве.

Испытания на берегу по приведенной методике часто кончаются такими поломками или выявляют такие недостатки судна, что его уже нельзя спускать на воду, а надо ремонтировать или даже перестраивать. Это не должно огорчать строителей. Чем тщательнее и жестче испытания на берегу, тем надежнее будет яхта на воде, тем спокойнее можно доверить ей жизнь экипажа.

Ходовые испытания в средний ветер. Второй этап испытания проводят в хорошую устойчивую погоду вблизи от берега при ветрах 4—б м/сек. Еще на берегу проверяют исправность и надежность крепления дополнительных воздушных емкостей, обеспечивающих яхте абсолютную непотопляемость (надувных матрасов, гермоупаковок для снаряжения, детских надувных игрушек и «бревен» в защитных матерчатых чехлах). Общий объем их должен быть не менее 100 дм³ на одного члена экипажа, а расположение емкостей должно обеспечивать яхте положение на ровном киле при полном ее заливании водой или при разгерметизации любого из поплавков многокорпусника.

1. Проверяют весовую центровку судна. Имеющийся дифферент на нос обязательно устраняют. Для этого перемещают ближе к корме людей и грузы. Иногда приходится переносить в корму мосты многокорпусников.

2. На ходу проверяют парусную центровку и управляемость яхты, ее реакцию на различные (по амплитуде и скорости) движения рулем, на перекладку руля с борта на борт, поведение яхты при движении по прямой. В средний ветер на всех курсах яхта должна заметно приводиться на ветер, но в то же время очень легко уваливаться вплоть до фордевинда. Если заметно, что яхта уваливается с трудом, ее конструкцию обязательно корректируют, ибо при усилении ветра она станет неуправляемой.

3. Проверяют поворотливость яхты, для чего идут курсом бейдевинд и часто делают повороты оверштаг. Затем спускаются по ветру, делая повороты через фордевинд. Во время поворотов смотрят на поведение яхты, парусов, такелажа, определяют и отрабатывают наиболее рациональную технику выполнения поворотов.

Объективно о поворотливости яхты можно судить по количеству полных циркуляции, которые она может описать за минуту. Швертботы, парусные надувнушки, легкие и средние катамараны с надувными поплавками делают 3—5 циркуляции в минуту, тримараны на основе байдарок — 1,5—2 циркуляции.

Центровку, управляемость и поворотливость яхт улучшают, увеличивая площадь и прочность руля (основной метод) или увеличивая расстояние между рулем и мачтой (и швертом).

4. На разных курсах и галсах проверяют эффективность работы швертового устройства. Угол дрейфа яхты на курсе крутой бейдевинд не должен превышать 3—5°. Его замеряют по углу между продольной осью яхты и направлением кильватерной струи или длинного тонкого конца, буксируемого за кормой.

Если угол дрейфа больше 5°, значит, эффективность швертового устройства недостаточна (мала его площадь, недостаточна жесткость, несовершенна форма, неправильно установлен начальный угол атаки).

Если имеется возможность регулировать начальный угол атаки шверта или шверца, дрейф яхты сводят до минимума.

5. Проверяют эффективность работы парусов, меняют их пузо, форму, угол атаки. Находят оптимальные варианты настройки для разных курсов. Очень желательно, чтобы при этих испытаниях рядом параллельными курсами ходила другая, «эталонная», яхта с примерно равной ходкостью.

6. Проверяют возможности яхты при движении на веслах, в том числе и против ветра.

7. Отрабатывают технику постановки яхты на якорь. Проверяют ее поведение при отданном якоре. Отрабатывают технику подъема якоря.

8. Имитируют различные аварии и отрабатывают способы их устранения. Для многокорпусников обязательно проверяют их живучесть и поведение при разгерметизации одного из поплавков (см. рис. 147).

9. В обязательном порядке проверяют возможность постановки яхты на ровный киль после ее опрокидывания. Для этого несколько раз опрокидывают яхту, силами экипажа спрямляют ее несколькими способами, выбирают наиболее надежный и хорошо его отрабатывают. В качестве груза, который обычно находится на борту яхты, во время испытаний можно использовать наполненные водой гермоупаковки.

Эти испытания проводятся для всех яхт, в том числе и для неопрокидывающихся. Дело в том, что полностью исключить вероятность оверкилей нельзя, и рулевой обязан твердо знать, как ему действовать в такой ситуации, чтобы не потерять экипаж. Хорошо отработанная на практике система дейст вий дает гораздо большую гарантию безопасности, чем различные импровизации.

Испытания в сильный ветер. После того как поведение судна в слабый и средний ветер будет полностью удовлетворять строителей, его можно начинать испытывать при ветрах свыше 8 м/сек сначала на берегу, а потом на воде. Ходовые испытания в сильный ветер проводят по полной программе, ибо в сильный ветер судно ведет себя совершенно иначе, чем в хорошую погоду. Резче проявляются все его недостатки, выявляются новые, иногда неожиданные и неприятные, ломается все, что было сделано недостаточно добротно.

Все ходовые испытания в сильный ветер проводят только в непосредственной близости от подветренного берега, чтобы после случайных или запланированных аварий яхта могла сдрейфовать на него. Обязательна и вторая страховка — надежное мореходное судно, которое при необходимости может оказать помощь испытателям.

В сильный ветер сначала на берегу, а потом на воде проводят перечисленные ниже дополнительные испытания.

1. Прежде всего проверяют работоспособность парусов, которые предполагается использовать в свежую погоду. Они должны под нагрузкой сохранять форму крыла, не увеличивать самопроизвольно своего пуза, не скручиваться больше чем на 1/3 угла атаки в районе гика, не заполаскивать при потравливании шкотов.

2. Проверяют управляемость парусов — возможность в значительных пределах регулировать развиваемые ими силы. Уменьшая пузо и угол атаки паруса до минимума, проверяют его способность в таком положении тянуть яхту под острым углом к ветру. Оценивают опрокидывающий момент, который развивает парус при этих условиях: он должен быть значительно меньше предельно допустимого.

3. Проверяют работу паруса во флюгерном положении. Чем ближе характеристики паруса, развернутого во флюгерное положение, к характеристикам жесткого обтекаемого флюгера, тем легче яхта сможет пропускать сильные шквалы. Характеристики паруса в сильный ветер улучшают, повышая его жесткость и эффективность работы систем регулировки его формы.

4. На воде проверяют ходкость, управляемость, поворотливость и парусную центровку яхты со штормовым вооружением. Особенно тщательно проверяют, может ли она с такими парусами уверенно лавировать.

5. Проверяют практическую возможность спуска, подъема и замены парусов на ходу.

6. Опытным путем проверяют мореходность яхты — ее поведение на волнении. Определяют курсы, высоту волны и скорость яхты, при которых она начинает энергично забрызгиваться и заливаться.

7. На волнении выясняют предельную для прочности корпуса скорость яхты.

8. Выявляют предельные условия, когда еще можно выполнять повороты через фордевинд без риска потерять мачту.

9. Определяют условия, когда прочность и продольная остойчивость яхты еще позволяют убегать от шквалов полными курсами под парусами.

Во время испытаний надо как можно больше ходить на новой яхте, особенно в сильный ветер, ибо многие ее недостатки выявляются только со временем (недостаточная стойкость к усталостным напряжениям, перети-рание отдельных деталей и т. п.) или в специфических условиях, которые специально не моделируют. В период испытаний надо стремиться выявить именно предельные возможности яхты, доводя ее даже до поломок и аварий. Это позволит рулевому в будущих походах избегать опасного риска и излишней перестраховки, а практический опыт выхода из аварийных ситуаций может оказаться решающим, когда судно по каким-либо случайным причинам все же попадет в настоящую аварию.

Окончательно новое судно испытывают в дальнем походе. Хорошие результаты на последней стадии испытаний дает участие в парусно-туристских соревнованиях. В очном сравнении с другими хорошими судами того же типа становятся более заметными достоинства и недостатки новой яхты.

§ 27. БЕЗОПАСНОСТЬ ПЛАВАНИЙ

Характер основных опасностей. При плаваниях на легких разборных парусных туристских судах их экипажи должны уметь избегать столкновений с другими судами, ударов о препятствия (надводные и подводные камни, топляки и плавающие предметы, отвесный или каменистый берег), навалов на мосты и линии электропередачи, потери судном хода и управляемости, уноса в открытую часть больших водоемов, заливания и разрушения судна волнами, опрокидывания, переохлаждения людей.

Во всех этих случаях создается угроза здоровью и жизни членов экипажа. Наиболее опасны навалы на линии электропередачи и переохлаждение. Люди, попавшие в воду в спасжилетах, не тонут, а именно замерзают. Установлено, что безопасное время пребывания человека в воде, имеющей температуру 10°, составляет 3—5 мин. Спустя 15—30 мин. человек теряет сознание, а через 15—90 мин. последствия переохлаждения становятся необратимыми.

Общие правила плавания. Всех этих опасностей можно избежать, если соблюдать простые правила, основные требования которых сводятся к следующему:

1. На всех акваториях на легких разборных парусных судах нельзя плавать: в темное время суток; в туман и снегопад; в сильный дождь, грозу и предгрозовую погоду; при ветрах свыше 5 баллов и в неустойчивую ветреную погоду, когда возможны сильные шквалы.

2. В прибрежной зоне больших водоемов можно ходить только на наиболее мореходных, надежных и всесторонне испытанных судах. При этом выходить на воду можно лишь в устойчивую хорошую погоду; маршрут надо прокладывать только вдоль берегов, где имеются бухты-убежища или пляжи, на которые яхта может выброситься в случае необходимости. При ветре с берега надо соблюдать особую осторожность, даже в хорошую погоду идти в непосредственной близости от берега и немедленно выбрасываться на него при первых признаках ухудшения погоды.

3. На судоходных акваториях легкие яхты должны:

не выходить на фарватер; стараться держаться справа от его оси; пересекать фарватер только при отсутствии в зоне видимости (3—5 км) больших судов, при этом весла должны быть подготовлены к работе;

внимательно следить за маневрами больших судов, понимать и четко выполнять подаваемые с них команды;

быть готовыми к тому, что некоторые теплоходы, например типа «Заря», часто сходят с фарватера;

не подходить близко к знакам судоходной обстановки, пристаням, причалам, стоящим на якоре судам, к земснарядам, шлюзам (к самостоятельному шлюзованию легкие парусники не допускаются), водозаборным сооружениям, огражденным пляжам;

соблюдать осторожность при движении вдоль берегов, где возможно образование мощных прибойных волн от проходящих больших судов.

4. Расходиться с другими маломерными судами надо на значительном расстоянии, не допуская опасного сближения, особенно на волнении. Если второе судно — моторная лодка, то парусник, как имеющий право дороги, первым подает сигнал свистком и делает отмашку белым флагом (или полотенцем) с того борта, которым он намерен разойтись. Если расходятся два парусных судна, право дороги имеет идущее правым галсом, подветренное, обгоняемое. Оно первым подает сигнал и делает отмашку. Судно, не имеющее право дороги, подтверждает прием команды отмашкой флагом с соответствующего борта.

5. Особенно осторожно надо проходить под мостами и линиями электропередачи.

Мосты можно проходить только с правой стороны фарватера, а если есть семафор, то лишь при зеленом сигнале семафора. О высоте моста судят по количеству вертикально расположенных огней семафора: 1 огонь — менее 5 м, 2 огня — 5—10 м, 3 огня — 10—15 м. Если высота моста неизвестна или сравнима с высотой мачты, надо заранее раздать ходовой конец штага и держать его в руках. При необходимости, больше или меньше потрав-ливая штаг, частично заваливают мачту (см. рис. 161) назад, проходят мост и спрямляют мачту.

При прохождении под линиями электропередачи надо держаться ближе к их опорам — там высота проводов над водой максимальна. Ходовой конец штага обязательно находится в руке рулевого или матроса. При малейшей опасности навала мачту заранее заваливают.

§ 28. ДЕЙСТВИЯ ЭКИПАЖЕЙ В ОСОБЫХ УСЛОВИЯХ

Плавание в неустойчивую погоду и во время шквалов.

При шквале — резком усилении ветра, как правило, меняется и его направление. Особенно опасны шквалы в свежую погоду, когда ветер периодически усиливается до 12—16 м/сек. В предгрозовых шквалах скорость ветра достигает 20 м/сек и более. При первых же признаках шквалов разборные яхты должны уходить на берег.

В туристском плавании приходится встречаться с менее значительными усилениями ветра — до 10—12 м/сек (для простоты будем их также называть шквалами), с местными вихрями, возникающими у каменистых мысов, в проливах и заливах, и с белыми шквалами, налетающими без причин при чистом небе и слабом постоянном ветре. К встрече шквала начинают готовиться, как только станет ясным неустойчивый характер погоды.

Прежде всего рифят грот, ибо при усилившемся ветре сделать это будет трудно. Убирают большие передние паруса или готовят их к быстрой уборке по аварийному расписанию. Вещи на судне крепят по-штормовому. Тщательно проверяют надежность крепления аварийных емкостей плавучести. Надевают и приводят в полную готовность индивидуальные спассредства.

Курс судна прокладывают в непосредственной близости от берега, на больших водоемах он должен быть подветренным. Если ветер встречный, лавируют короткими галсами, не удаляясь от берега больше чем на 200—300 м и внимательно следя за небом и окружающей обстановкой. При сильных попутных ветрах прижимаются к берегу почти вплотную.

О приближении шквалов свидетельствуют: приближение большого кучевого (или грозового) облака, или вытянутого по небу облачного вала; приближение границы между облаками разных типов; исчезновение с акватории рыбаков — местных жителей; нарастающий шум; появление на волнах мелкой черной ряби или полосы белых барашков, идущих вместе со шквалом (по этому признаку узнают и приближение белых шквалов); значительное ослабление ветра за несколько секунд до шквала.

Если приближение попутного шквала удалось заметить заранее, спускают грот и встречают шквал под голым рангоутом — самый надежный метод. После прохождения шквала можно поставить штормовой стаксель и дальше идти под ним.

Если экипаж прозевал попутный шквал, на судах со свободностоящей мачтой травят грот и дают ему возможность встать во флюгерное положение. Если мачта имеет ванты, судно сразу вместе с нарастанием ветра приводят до курса полный бейдевинд. При этом парус во время шквала травят не до конца, а так, чтобы он давал небольшую тягу, судно имело незначительный ход и слушалось руля. Рулевой держит шкот в руках и отрабатывает им все быстрые изменения направления ветра, характерные для шквала. Судно ведут не очень круто к ветру, чтобы при заходах ветра парус не лег на ванту (при этом он может развить опасную по величине тягу). В таком положении пережидают, или, как говорят, пропускают шквал.

Если парус достаточно жесткий, а шквал кратковременный, после его прохождения ложатся на прежний курс и идут дальше. Если ветер имеет стойкую тенденцию к усилению, рулевой должен подумать о выброске на берег.

В шквальный ветер к берегу можно идти курсом полный бейдевинд, держа парус под очень малым углом атаки. Прочное судно с достаточно жестким гротом даже при сильных шквалах идет спокойно, с небольшой скоростью и без перегрузок. В некоторых случаях приходится делать повороты оверштаг. Если парус во флюгерном положении не заполаскивает, повороты обычно удаются. Делают их во время ослабления ветра. Для страховки, чтобы судно в положении левентик не потеряло ход, матрос должен энергично подгребать веслом с подветренного борта.

В большинстве случаев во время шквалов уходят на берег полными курсами. Если грот был заранее зарифлен, а стаксели убраны, убегание от шквалов проходит без осложнений. В крайнем случае можно полностью убрать грот и идти под голым рангоутом или под стакселем площадью 1—2 м².

Убегать от шквалов с полными парусами опасно. Их уже нельзя потравить, и во время отдельных порывов или притормаживания яхты при подъеме на гребень волны они могут развить такую тягу, которую судно не выдержит. Часто легкие корпуса просто н е выдерживают высокой скорости при значительном волнении, даже если яхта обладает достаточной продольной остойчивостью.

Надо очень осторожно решаться на приведение с полного курса на острый, когда ветер уже набрал силу, ибо придется проходить положение лагом к волне, а парус в это время лежит на ванте и развивает максимальную силу, большую чем на курсе фордевинд. Именно в такой момент чаще всего ломаются мачты, балки, подветренные поплавки тримаранов, суда заливает и опрокидывает.

Если яхта оказалась неподготовленной к встрече шквала или если на нее обрушился шквал, который она под парусами выдержать не может, надо быстро заваливать мачту со всеми парусами или даже рубить ее, перерезая ножом мягкую вставку наветренной ванты. В такой ситуации грубой ошибкой будут долгие колебания, сомнения, попытки спустить или зарифить грот на шквальном ветре. В экстремальных условиях рулевой должен в кратчайшее время принять исчерпывающие меры для обеспечения безопасности экипажа, а уже потом думать о сохранности судна.

Действия по сигналу “Человек за бортом!”. Все экипажи должны знать и практически освоить методику подъема людей из воды на борт судна. По этой же методике действуют при оказании помощи людям с яхты, терпящей бедствие, и при подходе к упавшим за борт предметам.

Существует несколько способов подхода к человеку, плавающему в воде (рис. 163). Выбор конкретного из них зависит от типа яхты, ее ходовых и маневренных качеств, возможности пользоваться веслами, от состояния человека в воде, ветроволновых условий и целиком лежит на рулевом, который лучше всех знает особенности и возможности своей яхты, а также свое умение управлять ею. Во всех случаях надо стремиться подойти к человеку в воде за кратчайшее время с наименьшим риском для него и для спасающего судна. При этом надо опасаться проскочить на большой скорости мимо спасаемого, сильно ударить его металлическими балками или подмять поплавками, оказаться от него с подветра и без хода (если спасаемый не потерял работоспособности, можно исправить положение, бросив ему “конец Александрова”), опрокинуть собственную однокорпусную яхту при приеме на борт спасаемого, оказаться без хода с наветра от аварийной яхты — спасающая яхта может навалить на нее и получить пробоины.

Рис. 163. Два способа подхода к упавшему за борт человеку.

Залогом успеха спасательной операции служат только практические навыки экипажей, которые в обязательном порядке отрабатываются во время тренировочных плаваний.

Оказание помощи бедствующему судну. Судно считается терпящим бедствие, если не может самостоятельно достигнуть берега. Экипаж такого судна в обязательном порядке должен подавать сигналы бедствия голосом, или свистком (частые свистки), или поднимая и опуская вытянутые в стороны руки; желательно, чтобы при этом в руках были далеко видимые красные флаги.

Все суда, услышавшие или увидевшие сигналы бедствия, обязаны подойти к бедствующему судну и оказать ему помощь. Это правило веками свято соблюдается на воде.

Если судно не подает сигналов бедствия, но находится явно в бедственном положении, например перевернулось, все проходящие мимо суда обязаны подойти к нему.

Если экипаж бедствующего судна отказывается от посторонней помощи, а ясность сознания его членов не вызывает сомнения, надо отойти на 30—40 м, лечь в дрейф и дождаться окончания работ по самоспасению. Присутствие страхующего судна прибавляет бедствующему экипажу уверенности и повышает вероятность успеха самоспасения.

Если самоспасение не удается или если люди в воде уже достаточно замерзли, начинаются спасательные работы. Руководит ими рулевой спасательного судна. Прежде всего он должен определить состояние потерпевших, задать им контрольные вопросы. Если уже заметны признаки переохлаждения, нельзя терять времени на спрямление или ремонт аварийной яхты, спасение вещей. Людей надо немедленно доставлять на берег.

Катамараны и тримараны с надувными поплавками позволяют дополнительно принять на борт весь бедствующий экипаж. Судно направляют к берегу, которого можно достигнуть в кратчайшее время. На берегу спасенный экипаж снабжают сухой одеждой, разводят костер, заставляют людей побегать, разогреться. После этого спасательное судно возвращается за снаряжением, а уж потом, желательно вместе с пострадавшим рулевым, — за его судном.

Если спасательное судно, например загруженная байдарка, может принять на борт только одного человека, то берут матроса пострадавшего судна. Его быстро отвозят на берег и возвращаются за рулевым. В некоторых случаях рулевого буксируют за кормой спасательного судна, привязав страховочным концом, но надо иметь в виду, что скорость движения при этом снижается в 2—3 раза. С самого начала спасработ спасательное судно должно само постоянно подавать сигналы бедствия — всегда есть вероятность, что с берега или из другой части акватории к месту аварии подойдет второе спасательное судно и снимет рулевого.

Во время спасработ рулевой спасательного судна должен постоянно обеспечивать безопасность и своего судна. В частности, надо уменьшить парусность, приготовить к работе весла, соблюдать особую осторожность при подходе к аварийной яхте (чтобы не получить пробоин) и при приеме на борт членов бедствующего экипажа. Надо решительно пресекать попытки некоторых капитанов-аварийщиков командовать спасательным судном из воды: показатель их квалификации — собственное бедственное положение. Лучше потом, на берегу, выслушать от спасенного капитана упреки в излишней осторожности, чем неопределенное время болтаться вместе с ним в воде.

Навал на провода линий электропередачи. Такие аварии вообще нельзя допускать, но изредка, из-за крайней безответственности рулевых они все же происходят. В этом случае, если экипаж сразу не получил тяжелых повреждений током, надо спасаться грамотно. Категорически запрещается прыгать в воду, вставать во весь рост и резко менять свое положение. Автор рекомендует только один надежный выход — заваливание мачты по аварийному расписанию. Если приходится перерезать ножом ходовой конец штага или мягкую вставку ванты, нож надо изолировать от руки большим куском полиэтилена или прорезиненным плащом. Если мачта укреплена в стакане, надо заваливать на бок все судно. При этом нельзя браться голыми руками за мачту и ванты и нельзя оказываться в воде раньше, чем мачта сойдет с проводов.

§ 29. ДЕЙСТВИЯ ЭКИПАЖА ПОСЛЕ ОПРОКИДЫВАНИЯ СУДНА

В походных условиях, особенно при холодной воде, туристские яхты вообще не должны опрокидываться. Однако их экипажи должны быть хорошо подготовлены к возможности оверкиля, который все же может произойти по самым невероятным причинам.

Оптимальный способ ликвидации последствий опрокидывания для каждой конкретной яхты должен быть сначала найден, а потом хорошо отработан во время испытаний судна и тренировочных плаваний. Не импровизация, а хорошо отработанная система действий позволяет избежать тяжелых последствий в экстремальных ситуациях.

Наличие страхующего судна или других судов группы, которые остались на плаву, значительно облегчает постановку на ровный киль аварийной яхты и спасение экипажа, но на воде основным методом спасения является самоспасение. Им должны владеть все экипажи. Без этого нельзя выходить на воду. Именно методы самоспасения рассмотрены ниже.

Отдельно остановимся на случае, когда экипаж покидает опрокинувшееся судно и достигает берега вплавь. В принципе такой вероятности исключать нельзя. Если дует шквальный отжимной ветер, вода холодная, а берег находится в 15—30 м, то можно, отдав все якоря и захватив лишь самые необходимые вещи, оставить судно. Надо только помнить, что плыть в одежде и спасжилете намного труднее и медленнее, чем это кажется новичкам. Вопрос об оставлении судна рулевой решает единолично, сразу после опрокидывания, пока экипаж еще не растратил запаса сил и тепла.

После опрокидывания рулевой должен быстро, но без суеты, выполнить самые необходимые работы, спокойно и критически оценить обстановку, наметить план действий, четко и кратко объяснить его экипажу.

Потом начинаются спасработы. Здесь уже важна быстрота их проведения. Люди, оказавшиеся в холодной воде, первые 3—5 мин. сохраняют работоспособность, из-за нервного возбуждения она может быть даже повышенной, но затем они устают, мерзнут, теряют ориентировку, наступают апатия и полная беспомощность. С определенного момента последствия переохлаждения становятся необратимыми.

Рулевой обязан закончить спасработы и обезопасить экипаж еще до того, как люди начнут замерзать. Ниже приведена последовательность действий экипажей судов разных типов, опрокинувшихся в неблагоприятных условиях: холодная вода, сильный отжимной ветер, берег в нескольких сотнях метров и нет надежды на быструю помощь со стороны.

На всех судах.

1. Сразу после опрокидывания каждый член экипажа должен проверить, не запутался ли он в снастях, в порядке ли его спасжилет. Одновременно надо глазами найти других членов экипажа и выяснить, не нуждаются ли они в помощи.

2. Проверяют состояние судна, надежность крепления аварийных емкостей плавучести.

3. Составляют и уясняют план действий.

На байдарках с вспомогательным парусом.

4. Мачту с парусом вынимают из гнезда и отталкивают в сторону. К шкоту можно привязать плавучий буек, чтобы потом было легче найти парус.

5. Байдарку ставят на ровный киль.

6. Рулевой откренивает байдарку с одного борта, ближе к корме, матрос забирается в нее с другого борта, ближе к носу, котелком или другой большой емкостью отчерпывает из нее основную часть воды. Если бортовые надувные емкости имели достаточный объем и были правильно закреплены, воды в байдарке бывает немного.

7. Матрос откренивает байдарку, используя для опоры о воду весло или надувную емкость. Рулевой забирается в байдарку. Это самая ответственная операция, и выполнять ее надо максимально осторожно, чтобы вторично не опрокинуть судно. Рулевой даже может рискнуть предварительно снять тяжелую намокшую одежду, однако без нее потеря тепла будет происходить значительно быстрее.

8. Матрос и рулевой берут весла и энергично гребут к берегу, согреваясь физической работой.

На швертботе.

4. Рулевой плывет к топу мачты. Используя подъемную силу спасжилета, а при необходимости и дополнительную воздушную емкость, поднимает мачту и поддерживает ее в горизонтальном положении.

5. Матрос спускает паруса, а если это невозможно, рубит всю мачту. Ни в коем случае нельзя терять времени на возню с заедающими ликтросами, распутывание снастей и т. п. В холодной воде первые минуты экипаж чувствует себя достаточно уверенно, но рулевой обязан помнить, что идет отсчет времени выживания и что каждая потерянная минута может впоследствии оказаться роковой.

6. Яхту ставят на ровный киль и дальше действуют, как в случае с байдаркой. Забираться в швертбот удобнее с кормы.

На тримаране.

4. Если тримаран опрокинулся из-за разрушения подветренного поплавка, действуют, как на однокорпусной яхте, спрямляя тримаран через борт, где поплавок разрушен. Если оба поплавка целы, тримаран встает мачтой вниз и вывести его из этого положения довольно трудно. Проще не пытаться спускать паруса, а раздать или разрезать мягкие талрепы вант и штага и отбуксировать мачту в сторону, привязав к ней буек.

5. Матрос и рулевой встают на боковой поплавок и топят его своим весом. Если поплавок большой, его частично сдувают. Потом оба берутся за центральный корпус, откидываются назад, спрямляя тем самым тримаран.

6. Забираются в тримаран из воды со стороны исправного поплавка. Рулевой помогает забраться матросу, тот быстро отчерпывает основную часть воды и помогает забраться на борт рулевому. К берегу идут, энергично работая веслами.

На катамаране.

Катамараны имеют неприятное свойство — после опрокидывания встают мачтой вниз, и вывести их из этого положения очень трудно: приходится поднимать на значительную высоту над водой их центр тяжести. Вес катамаранов с принайтованным к ним снаряжением достигает 100—300 кг. Существует несколько способов спрямления катамаранов.

Легкие катамараны обычно удается поставить на ровный киль, вращая вокруг одного из поплавков. Надо ли перед этим спускать парус или рубить мачту, выясняют во время испытаний судна. Матрос поднимает мачту в горизонтальное положение и удерживает ее. Рулевой откренивает и спрямляет катамаран. Держаться ему лучше не за детали рамы, а за конец длиной 2—3 м, привязанный к поплавку, который при повороте катамарана пойдет вверх. Это увеличит откренивающий момент.

Тяжелые катамараны можно поставить на ровный киль, вращая через нос или корму. Из поплавков стравливают до 30—40% воздуха, чтобы во время поворота центр тяжести катамарана находился очень близко к центру его водоизмещения, когда весь воздух устремится в поднявшуюся часть поплавков.

На всех судах в холодную погоду спасработы продолжаются и после того, как экипаж поставит судно на ровный киль и займет свои штатные места. Угроза переохлаждения остается. Так, весной 1976 г. в Финском заливе был найден небольшой фанерный швертбот с замерзшим экипажем. Корпус имел пробоину и был залит водой, но большие и правильно расположенные воздушные ящики поддерживали его на плаву на ровном киле, и швертбот мог идти своим ходом. Видимо, экипаж в мокрой одежде долго шел к берегу под парусами и незаметно замерз.

После того как экипаж займет в судне свои штатные места, надо энергично согреваться физической работой — греблей. На больших остойчивых судах можно потратить несколько минут, чтобы переодеться в сухую теплую одежду. Перед греблей желательно выпить горячего ча я из термоса — такой НЗ должен быть на каждом судне именно для такого случая.

Если экипаж чувствует себя действительно хорошо, а берег близко, можно попробовать дойти до него под парусами. При этом рулевой внимательно следит за матросами, постоянно контролирует их состояние по внешнему виду, осмысленности ответов, координации движений, быстроте реакции. При первых признаках переохлаждения (отклонения от нормального поведения, ослабление воли, агрессивность, апатия) рулевой немедленно заставляет матросов взяться за весла. Если не принять решительных мер, переохладившиеся люди могут погибнуть даже после того, как их еще живыми привезут на берег.

Рулевой должен внимательно следить и за своим состоянием, не допускать потери ясности сознания и способности реально, критически оценивать обстановку. В противном случае на яхту, уже побывавшую в аварии и управляемую нетвердой рукой, обрушатся новые напасти. Потеря рулевым работоспособности может привести к гибели всего экипажа.

На берегу надо немедленно переодеться в сухую одежду, если это не было сделано ранее, разжечь костер, поставить палатку и продолжать согреваться физической работой. Если дрожащие от холода люди заставят себя поработать до седьмого пота, т. е. согреться за счет внутреннего тепла, на следующий день у них не будет даже насморка, не говоря уже о других серьезных последствиях.

После оверкилей, даже в хорошую погоду, можно продолжать плавание только после того, как будет восстановлен запас теплой сухой одежды, а сам экипаж полностью восстановит свои силы.

WEB-публикация: С.Лямцев, М.Перегудов, Г.Шмерлинг

Сайт управляется системой uCoz

Vb, м/сек	2	3	4	5	6	7	8	9	10	12
Aп=Т, кгс	0,3	0,67	1,2	1,87	2,7	3,68	4,80	6,07	7,5	10,8

Диаметр и стенка, мм	Вес In. м, кгс	Ми, кгс. м	Диаметр и стенка, мм	Вес 1. П. М, кгс	Ми, кгс. м
10х1	0,08	1,6	40х1,5	0,51	43
12х1	0,09	2,3	40х2	0,68	56
14х1	0,11	3,1	42х1,5	0,53	47,5
16х1	0,13	4,2	45х1,5	0,57	55
18х1	0,15	5,4	45х2	0,76	72
20х1	0,17	6,7	48х1,5	0,61	62
22х1	0,19	8,2	50х1,5	0,64	62,5
24х1	0,20	9,8	50х2	0,85	90
26х1	0,22	10,7	52х1,5	0,67	74
28х1	0,24	13,4	52х2	0,88	97
30х1	0,26	15,2	55х2	0,94	110
32х1	0,27	17,4	60х2	1,02	130
32х1,5	0,40	27,5	65х2	1,11	156
36х1	0,31	22,0	70х2	1,2	180
36х1,5	0,46	34,5	80х2	1,38	235

В.М. ПерегудовТуристские разборные парусные суда

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ТИПЫ РАЗБОРНЫХ ПАРУСНЫХ СУДОВ

§ 1 СУДА НА ОСНОВЕ РАЗБОРНЫХ ТУРИСТСКИХ БАЙДАРОК

§ 2. РАЗБОРНЫЕ ПАРУСНЫЕ СУДА ДРУГИХ ТИПОВ

РАБОТА ПАРУСА И ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКИ

§ 4. АЭРОДИНАМИЧЕСКОЕ КАЧЕСТВО ПАРУСА И ЯХТЫ

§ 5. СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ПАРУСА

§ 6. ЖЕСТКОСТЬ И УПРАВЛЯЕМОСТЬ ПАРУСОВ

ПАРУСА РАЗБОРНЫХ СУДОВ

§ 7. ТИПЫ ПАРУСНЫХ ВООРУЖЕНИЙ РАЗБОРНЫХ СУДОВ

§ 8. ТИПЫ ГРОТОВ

§ 9. СТАКСЕЛИ

§ 10. ПЛОЩАДЬ ПАРУСНОСТИ

§ 11. МЕТОДЫ СНИЖЕНИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ СИЛ, РАЗВИВАЕМЫХ ПАРУСАМИ В СИЛЬНЫЙ ВЕТЕР

ОСТОЙЧИВОСТЬ, ПРОЧНОСТЬ И УПРАВЛЯЕМОСТЬ СУДОВ

§ 12. ОСТОЙЧИВОСТЬ ЯХТ

§ 13. ПРОЧНОСТЬ РАЗБОРНЫХ ЯХТ

§ 14. БОКОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ЯХТ

§ 15. ЦЕНТРОВКА И УПРАВЛЯЕМОСТЬ ЯХТ

КОНСТРУКЦИИ ТРИМАРАНОВ НА ОСНОВЕ БАЙДАРОК

§ 16 ПАРУСНО-ГРЕБНОЙ ТРИМАРАН

§ 17. ТРИМАРАН «СТРИЖ - 4,5»

§ 18. ДРУГИЕ КОНСТРУКЦИИ ТРИМАРАНОВ НА ОСНОВЕ БАЙДАРОК

КОНСТРУКЦИИ НАДУВНЫХ ПАРУСНЫХ СУДОВ

§ 19. ОСОБЕННОСТИ РАЗБОРНЫХ ТУРИСТСКИХ КАТАМАРАНОВ С НАДУВНЫМИ ПОПЛАВКАМИ

§ 20. КАТАМАРАН «АРГОНАВТ».

§ 21. ДРУГИЕ КОНСТРУКЦИИ КАТАМАРАНОВ С НАДУВНЫМИ ПОПЛАВКАМИ

§ 22. ПАРУСНОЕ ВООРУЖЕНИЕ ДЛЯ НАДУВНОЙ ЛОДКИ.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПОПЛАВКОВ, ШВЕРТОВ И ПАРУСОВ

§ 23. НАДУВНЫЕ ПОПЛАВКИ.

§ 24. ШВЕРТЫ И ШВЕРЦЫ.

§ 25. ПАРУСА

БЕЗОПАСНОСТЬ ПЛАВАНИЯ НА РАЗБОРНЫХ ПАРУСНЫХ СУДАХ

§ 26. ИСПЫТАНИЯ НОВЫХ САМОДЕЛЬНЫХ СУДОВ

§ 27. БЕЗОПАСНОСТЬ ПЛАВАНИЙ

§ 28. ДЕЙСТВИЯ ЭКИПАЖЕЙ В ОСОБЫХ УСЛОВИЯХ

§ 29. ДЕЙСТВИЯ ЭКИПАЖА ПОСЛЕ ОПРОКИДЫВАНИЯ СУДНА

В.М. Перегудов
Туристские разборные парусные суда