Контакты

Морское Дело,
Возрождение забытого искусства
.
Инженер Иванов.
maineditor@sobdelo.ru

Напишите мне: выгодные сотрудничество, предложения, а также новые идеи приветствуются.

Плюс - ответы на все ваши вопросы.

Мой телеграм канал Морское Дело https://t.me/nauticalworld

Выберите дату в Календаре и просмотрите все материалы за этот день.

May 2024
M T W T F S S
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728293031  
28.05.2024

Морское Дело

ВОЗВРАЩЕНИЕ ЗАБЫТОГО ИСКУССТВА

Проектирование паруса для лодки 2

Таким образом, стр. 169 будет для нас руководящим документом по проектированию паруса. Мы не будем залезать в дебри....

Views: 15

В прошлый раз мы остановились на вопросе о выборе типа нашего паруса. Какой парус нам выбрать?

Я уже предлагал для начала выбрать самый простой парус, с которым будет легко справится любому и даже без опыта хождения под парусами. На повестке дня внезапно оказались бермудские паруса, которые я обнаружил при “инвентаризации” в ходе подготовки к летнему сезону.

Итак, начнём с типов парусного вооружения. Уже упомянутый мною бермудский парус весьма простой по конструкции и управлению им. Он крепится к мачте и гику, рангоутному дереву, растягивающему нижнюю шкаторину паруса. Сам парус имеет треугольную форму с небольшими дополнениями в виде изогнутых шакторин, которые обеспечивают правильную форму паруса при его работе. Иногда верхнюю часть паруса расширяют и при таком расширении задняя шкаторина получается со сломом.

Современные бермудские паруса избавились от треугольного окончания наверху паруса. Чтобы повысить эффективность, бермудские паруса стали делать со “срезаным” верхом. Одни из первых таких парусов появились на лодках, построенных для кругосветных океанских гонок “Вольво Оушен Рэйс” (Volvo Ocean Race).

Такелаж бермудского паруса прост. Как я уже упомянул, бермудский парус поднимается фалом на мачту, оттяжкой Каннингхема растягивается передняя шкаторина, а шкот паруса крепится на гике. Сам гик управляется гика-шкотом.

Чтобы парус имел правильное положение на попутных курсах, к гику присоединяют оттяжку, которая не даёт ему задираться вверх. Таким образом работает вся площадь паруса.

Казалось бы, бермудский парус самый простой. Однако, его гик представляет собой угрозу для новичка. На попутных курсах он может по невнимательности экипажа внезапно перелететь с одного борта на другой. При этом может кое-кому крепко попасть по голове. Эта процедура излечивает забывчивость раз и навсегда мгновенно.

На этом люггерном парусе стоит один ряд рифов: ряд свисающих верёвочек, называемых риф-штертами. Ими нижняя убираемая при усилении ветра часть паруса привязывается к рейку. После этого, за крайние люверсы (если мне не изменяет память – носовой штык-болт, кормовой – риф-кренгельс) парус другими верёвочками крепится к рейку. Понятно, что для взятия рифа, фал рея травится и рей опускается на расстояние, равное высоте убираемой части паруса. Так же мы видим здесь реёк на нижней шкаторине паруса. В носовой части рейка видна его оттяжка и ракс-бугель, который удерживает его около мачты.

Такого недостатка лишён люггерный парус. Возможно, хотя я и не уверен, но многие стараются это доказать громкими речами, люггер менее эффективен. С аэродинамической точки зрения – да, безусловно. Ибо из науки аэродинамики каждый школьник знает, что эффективность паруса, то есть крыла, возрастает с его удлинением. То есть с увеличением отношения высоты паруса (длины крыла) к его ширине, тянущая (подъёмная) сила на нём увеличивается. Вот почему гоночные лодки, особенно в гонках с многомиллионными бюджетами и планеры у лётчиков имеют такие высокие/длинные и вытянутые паруса/крылья.

Но, мы не можем принимать во внимание только аэродинамику. Наша первая забота – безопасность на воде, удобство управления – мы всё-таки не работать под парусом будем. Ну, и вся возможная после этих ограничений эффективность.

Ещё один важный момент. На маленьких лодках для упрощения такелажа отказались от фала для подъёма паруса на мачту. Вместо фала на парусе, на его передней шкаторине делают карман для мачты. И передняя шкаторина паруса, как чулок, одевается на мачту. Так сделано на гоночных швертботах “Лазер”.

В руках гонщик держит палку – удлинитель румпеля и верёвку – гика-шкот

Однако, этот замечательный способ имеет один недостаток, существенный для новичков. Парус уже не “срубить”, то есть, не убрать на воде. На прогулочном швертботе “Рикошет” грот поднимался на фале, и если уж дунуло так, что стало сомнительно: то ли мачту надо спасать, то ли паспорта в карманы класть, то в таких случаях можно просто отдать фал и спустить грот. А на “Лазере” парус можно убрать только вместе с мачтой, которую ворочать на волнении весьма затруднительно. А это для нас минус.

Так вот получается, что люггер по совокупности указанных выше требований оказывается предпочтительней бермудского. Это не означает запрет. Это значит, что освоить парус вообще, научиться обращаться с ним в любой ветер лучше в порядке от простого к сложному.

Итак, люггер. Это довольно старое парусное вооружение, пришедшее из, тэскэть, глубины веков. Парус четырёх угольный, поднимается на рее. А внизу у него нет никакого рангоута. Только нижняя шкаторина самого паруса. Можно, конечно приделать к парусу снизу реёк чтобы растягивать нижнюю шкаторину для повышения эффективности работы паруса. Но, это будет именно реёк, то есть лёгкая палка небольшого сечения и веса. Что гораздо безопаснее.

К рею люггер просто привязывается разными способами. Затем фалом рей с парусом поднимается на мачту. Сам рей имеет ракс-бугель – специальное кольцо, которое удерживает рей около мачты. На малых лодках ракс-бугель обычно делается из верёвки в виде громмета, кто в курсе, или просто в виде обычной петли. Нижний передний угол паруса, который называется галсовым, крепится к утке, нагелю или другому приспособлению так, чтобы растянуть переднюю шкаторину паруса. Примерно так, как растягивается передняя шкаторина стакселя.

Задний нижний угол паруса называется шкотовым, к нему привязывается шкот, которым управляют положением паруса. Здесь есть недостаток – на полных курсах парус плохо держит форму, если его не растягивать рейком. Я уже об этом сказал.

У люггера есть ещё одно преимущество, которое многие недооценивают. Центр парусности люггерного паруса, как и прочих четырёхугольных парусов, значительно ниже, чем у высокого бермудского паруса. Следовательно и потребная сила для откренивания, как мы установили в первой части этой истории про проектирование нашего паруса, будет существенно меньше. На практике это будет означать, что в то время, когда экипажи с бермудскими парусами уже будут “пахать”, откренивая свои лодки, вы будете ещё находится в комфортных условиях плавания, особенно не напрягаясь. И в то же время, это означает, с другой стороны, что при усилении ветра вы сможете дольше нести полные паруса, в то время, как на бермудских парусах уже придётся брать рифы.

Да, лодки с бермудскими парусами, теоретически будут идти быстрее. Но, в конечном итоге, побеждает не тот, у кого круче матчасть, а тот, кто опытнее и более умелый. В чём прелесть парусного спорта? В том, что несмотря на значительное влияние матчасти, всё-таки побеждает тот, кот точнее определит условия на акватории. Тот, кто умеет “видеть” ветер и даже его предвидеть. Кто чувствует лодку и волну…., ну, и так далее… Но, это уже такие дебри, в которые нам заглядывать ещё рано.

Так вот, что мы имеем в итоге? Бермудские паруса у меня уже есть. Будем строить лодку, выстрогать лишнюю мачту – не проблема. Поставим и бермудский. Но, основным предлагаю считать люггер. Его надо будет сшить. А это ещё одно увлекательное приключение и ценный опыт, мимо которого, лично я, пройти не могу.

Теперь надо определить геометрию нашего паруса и “поставить” его на лодку. Пока на бумаге, в смысле, на мониторе. Мы уже вели разговор о площади паруса, а ещё раньше, про его центровку. Кому надо, освежите эти сведения. Это можно сделать прямо здесь, на сайте.

Для “рисований” я использую старую допотопную версию Акада, которая отличается простотой и малым “весом” и вполне отвечает моим скромным потребностям. Поставим нашу лодку на чертёж. Поглядывая на фото с красивыми люггерными парусами, надо наметить, тэскэть, контуры паруса. Соблюсти классические пропорции, чтобы не получить “на корове седло” или, простите не удержусь, “прекрасного ходока – лодку с глазками”. Кто в курсе.

Площадь паруса нам известна. Мы будем ориентироваться на 7-8 кв. м., как мы установили в прошлой “передаче”. На самом деле – это очень много, это уже спорт без натяжек, а значит и развитая физическая форма и семь потов ручьями. Кто любит побороться со стихиями. Но, как мы уже говорили, мы сделаем рифы для уменьшения площади паруса и, если ветер будет усиливаться, мы их, рифы, возьмём. Таким образом мы сможем иметь “бодрый” ход лодки в довольно широком диапазоне ветров. А у нас они заключены в промежуток от 0 до 6 м/с. Всё что свыше означает срочный переход по курсу на стоянку в родное укрытие.

Посмотрим на вид сбоку или на боковую проекцию лодки и паруса. На лодке у нас будет шверт и руль, на мачте – парус. У тех и других будут центры, в которых действуют силы воды и аэродинамические – ветра. Наша задача организовать эти силы так, чтобы они наилучшим образом тянули нашу лодку к победе. То есть, нам надо сделать правильную центровку лодки.

Напомню, правильная центровка (х – рис.3) – это когда ЦП (центр парусности) впереди ЦБС (центра бокового сопротивления) на определённую наукой и практикой величину. У нас есть бессмертный труд, незабвенная книга тов. кап. 1 р. Мордвинова Баррикадо Георгиевича, которая собрала в себе разрозненные сведения обо всём, что касалось проектирования, строительства и эксплуатации маломерных судов и в непростые 80-е прошлого века была единственным светочем во тьме научно-маломерно-кораблестроительного голода.

Ну, конечно, не обо всём, но о многом. Книга была действительно ценной и очень полезной, поскольку была единственной в своём роде на фоне практически полного отсутствия необходимой литературы.

Так вот, на странице 169 указанного труда, вы найдёте сведения о центровке яхт различных типов. Там всё просто, на уровне 6 класса. Не буду даже пересказывать. Скачивайте книгу, она есть в И-нете. Прочтите или хотя бы просмотрите её. Тем, кто захочет проникнуть в тайны аэродинамики паруса настоятельно рекомендую прочесть соответствующую главу из этой книги. Начинается она на странице 161 и называется “Глава 7. ГИДРОАЭРОДИНАМИКА ПАРУСНОГО СУДНА”. Там всё не так сложно и, в общем, довольно понятно.

Таким образом, стр. 169 будет для нас руководящим документом по проектированию паруса. Мы не будем залезать в дебри и подробности и оставим дело на уровне эскизного проектирования, как там указано. Этого пока нам хватит вполне.
Что мы получим на практике?

1. Общая площадь нашего шверта и руля должна быть в пределах 8-11% от полной площади лавировочных парусов. А у нас всего один парус и тот, как мы уже определили 7-8 кв. м. Давайте возьмём восемь. Значит площадь шверта и руля, та, что будет находится под водой и создавать гидродинамическую силу, будет равна:

Аш+р = 0,08×8 = 0,64 м2

2. При этом, площадь руля принимается:

Ар = 0,24 Аш+р, но не менее Ар = 0,012÷0,015 А, где А – общая площадь парусности. А у нас всего один парус…. То есть:

Ар = 0,24×0,64 = 0,15 м2 или, проверяем, Ар = 0,012×8 = 0,096 м2

Поскольку у нас ожидается значительная часть наших хождений по водам в слабый ветер, то стоит, на мой взгляд, принять верхнюю границу площади руля. Тем самым, мы возьмём руль максимальной площади и, поэтому, управляемости.

Идём дальше, 3. Гидродинамический центр нашего шверта, то есть точка приложения силы бокового сопротивления (практически), должна находится на расстоянии 48% от длины КВЛ от носа. То есть, почти в середине лодки. Считаем:

хЦБС = 0,48 Lквл = 0,48×3 = 1.44 м

Из той же стр. 169 мы узнаём, что центр давления, куда приложена сила ветра на парусе определяется ещё проще, чем я уже говорил раньше. На расстоянии от 34 до 38% хорды паруса от передней шкаторины. И для центровки не важно на какой высоте. Супер! Таким образом имеем…. А вот тут уже надо наш парус рисовать, поскольку мы пока не знаем его ширину.

Но, этим мы займёмся в следующий раз.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *