Различия яхт по форме корпуса

Особенности конструкции корпуса парусной яхты определяются применением на ней паруса в качестве основного движителя.

Представим себе, что ветер дует прямо в корму яхте (рис. 2). Струи воздуха, набегая на парус, создают определенное давление на его наветренную сторону. Огибая парус, струи стремятся уйти (вместе со всем движущимся воздухом) дальше, вследствие чего на подветренной стороне паруса создается некоторое разрежение. В результате одновременного давления на наветренной стороне паруса и разрежения на подветренной его стороне возникает сила давления ветра на парус. Она-то и тянет его, а вместе с ним и яхту по направлению движения (если парус стоит как нарисовано, перпендикулярно к ветру). Это наиболее простой случай.

Рис. 2. Действие ветра на паруса яхты, идущей попутным ветром

Рис. 3. Действие ветра, на паруса яхты, идущей под острым углом к ветру

Другое дело, когда яхта идет так, что ветер дует под углом к направлению ее движения (рис. 3). Тогда сила R давления ветра на парус, очевидно, не будет совпадать с направлением движения яхты. Экспериментально выяснено, что она направлена примерно перпендикулярно к плоскости паруса.

Эта сила будет вызывать не только движение судна вперед, но и в значительной мере снос его в сторону, или, как говорят, дрейф под ветер.

Можно разложить силу R по правилу параллелограмма на две силы, направленные соответственно по направлению движения яхты и перпендикулярно к нему. Полученная в результате разложения сила Т будет тянуть судно по направлению его движения. Называют ее силой тяги. Сила D вызывает снос (дрейф) судна в сторону и поэтому называется силой дрейфа. Наличие этих двух сил, возникающих в результате давления ветра на паруса, определяет те особенности, о которых мы уже говорили. В самом деле, суда другого типа (паровые, моторные, буксируемые) в нормальных условиях не имеют силы дрейфа, вызываемой их движителем.

Как видно на рис. 3, сила дрейфа имеет значительную величину по сравнению с силой тяги. Почему же яхта не идет по направлению силы R, как это следовало бы ожидать на первый взгляд?

Сопротивление любого судна в направлении движения много меньше, чем сопротивление движению в поперечном направлении. Поэтому, несмотря на то, что в данном случае сила тяги меньше силы дрейфа, скорость движения судна вперед все же больше, чем скорость дрейфа. Однако обычное судно, например моторный катер, сможет более или менее хорошо ходить под парусами только с попутными ветрами, когда сила дрейфа сравнительно невелика по сравнению с силой тяги, так как боковое сопротивление его недостаточно. Чтобы судно хорошо шло при таком направлении ветра, как показано на рис. 3, оно должно иметь достаточно большое боковое сопротивление. У спортивных парусных судов это достигается с помощью вертикальных плавников, поставленных под днищем яхты вдоль корпуса.

Кроме того, сила дрейфа вызывает крен яхты, и для противодействия этому крену всякое парусное судно должно иметь большую остойчивость, то есть способность сопротивляться крену. Особенностью парусного судна является то, что оно почти всегда идет с креном, достигающим иногда 30—40°.

Эти два положения и определяют главное различие между корпусами парусных яхт—различие по способу борьбы с дрейфом и креном.

Наиболее характерным и распространенным типом парусной яхты является килевая яхта. Форма корпуса типичной килевой яхты показана на рис. 4. Днище корпуса переходит в глубокий плавник, создающий значительное боковое сопротивление. Для придания большей остойчивости к нижней части этого плавника крепится чугунный или свинцовый груз, называемый балластным килем или фальшкилем. Яхты такого типа предназначены для плавания на морях и озерах с глубокой водой и сильными ветрами и волнением. Килевая яхта обладает очень большой остойчивостью и в обычных условиях не может перевернуться. Правда, такая опасность возникает, когда яхта идет вдоль гребня большой океанской волны (как говорят, лагом к волне). Так было, например, с яхтой Ф. Чичестера во время его кругосветного плавания. Но даже при таком казусе килевая яхта все же станет на ровный киль, если имеет хорошую водонепроницаемую палубу и закрытые люки. Плавать на килевых яхтах по рекам и мелким озерам затруднительно из-за большой осадки.

Рис. 4. Килевая яхта

Швертботы (рис. 5) имеют мелкосидящий и относительно широкий корпус. В середине корпуса сделана щель, в которой помещается плоский (металлический или деревянный) выдвижной киль — шверт. Щель для прохода шверта окружена деревянным или металлическим ящиком — швертовым колодцем, верхний срез которого расположен выше ватерлинии. Когда нет необходимости в дополнительном боковом сопротивлении (например, при попутных ветрах) или когда проходят мелкое место, шверт можно поднять или совсем убрать в швертовый колодец.
Остойчивость швертбота много меньше, чем килевой яхты, и обеспечивается главным образом соответствующей формой корпуса — плоского и широкого. Швертбот может перевернуться при неумелом управлении, поэтому он менее безопасен при плавании в море и открытых водоемах, чем килевая яхта. Однако на современных гоночных швертботах с успехом проводят гонки в тяжелых морских условиях, при штормовых ветрах и большой волне. И все же крейсерские плавания в открытом море и на крупных озерах на крейсерских швертботах рискованны и, как правило, не разрешаются.

  Рис. 5. Швертбот

Рис. 6. Яхта-компромисс

Существуют еще промежуточные типы яхт, совмещающие характеристики описанных судов. Так, для получения повышенной остойчивости при небольшой осадке строят суда, имеющие шверт, проходящий внутри балластного киля (рис. 6). У этих судов осадка без шверта меньше, чем у килевых яхт, но больше, чем у швертботов. Такие яхты называют компромиссами. Раньше компромиссы использовались главным образом как крейсерские яхты в районах, где имеются значительные открытые водные пространства с сильными ветрами, но с малой водой, а также для комбинированного плавания, когда приходится часто ходить из реки в море, канал, водохранилище и т. п. Однако в последние годы появилось много крей-серско-гоночных компромиссов для морского и даже океанского плавания, у которых шверт ставится для регулирования бокового сопротивления яхты.

В самые последние годы появились яхты, имеющие вполне «морскую», тяжелую и прочную, конструкцию, снабженные таким же колодцем, как и швертботы, с той лишь разницей, что в этом колодце вертикально перемещается тяжелый балластный плавник, профилированный в виде самолетного крыла с симметричным профилем. Естественно, что для подъема такого «шверта» требуются специальные силовые приводы, например гидравлические. Подобные яхты по международным правилам обмера крейсерско-гоночных яхт называются яхтами с «падающими» килями.

Для районов с приливами иногда строят крейсерские (скорее даже прогулочные) яхты, имеющие, подобно швертботам-двухшвертовикам, два киля. У них меньшая осадка, чем у однокилевых яхт, они не заваливаются на борт, когда случайно обсыхают при отливе, и не требуют киль-блоков при стоянке на берегу. Однако такие яхты на ходу хуже, чем обычные однокилевые.

До сих пор мы говорили о яхтах, имеющих один корпус. Однако существуют еще и многокорпусные яхты — катамараны и тримараны.

Катамараны (рис. 7) имеют два одинаковых узких длинных корпуса, разнесенных на такое расстояние, чтобы обеспечить большую остойчивость. Сопротивление таких корпусов значительно меньше, чем корпуса обычной яхты, поэтому катамаран развивает значительно большие скорости, чем самые быстроходные гоночные швертботы.

Катамараны успешно развиваются как гоночные суда. Сейчас существует ряд международных гоночных классов катамаранов, в том числе и монотипов, один из которых — «Торнадо» (с 1976 г.) — является олимпийским классом. Строят и крейсерские катамараны, на которых успешно совершают океанские плавания.

Рис. .7. Гоночный катамаран

Тримараны (рис. 8) имеют три корпуса: средний (более широкий, чем у катамаранов, но намного уже, чем у яхт) и два разнесенных и слегка приподнятых боковых, очень узких. Боковые корпуса, по существу, являются поплавками, обеспечивающими остойчивость. При крене тримаран идет на среднем корпусе и одном из боковых.

Рис. 8. Гоночный тримаран на подводных крыльях

В последние годы тримараны приобрели большую популярность, как крейсерско-гоночные яхты. Достаточно сказать, что в трансатлантических гонках 1981 г. среди тринадцати лучших в своих классах яхт шесть были тримаранами и три — катамаранами.

Прогресс в конструировании и постройке многокорпусных яхт, очевидно, позволил преодолеть некоторые присущие им недостатки. На волне они довольно плохо управляемы, имеют резкую качку и испытывают сильные удары, которые могут привести к разрушениям. Большая начальная остойчивость на малых углах крена не защищает тримараны (как, впрочем, и катамараны) от стремительного переворачивания, если ветровые и волновые условия (или ошибки в управлении) приводят к незначительному превышению допустимых углов крена. И тогда уже катамаран или тримаран поставить в море «на ровный киль» практически невозможно.

Необходимо упомянуть также о совершенно новом типе спортивных судов (яхтами назвать их трудно) — о парусных досках (виндсёрферах). За какие-нибудь десять лет этот новый вид парусного спорта завоевал большую популярность благодаря дешевизне самого «судна», простоте его перевозки и, конечно, большой «атлетичности». Хотя виндсёрфинг находится в таком же несколько особом положении относительно классических видов парусного спорта, как, скажем, буерный спорт, но его популярность заставила МОК включить его уже в 1984 г. в программу олимпийской парусной регаты.

Наружная форма корпуса яхты характеризуется формой ее поперечного сечения, а также видом носа и кормы. При сравнении судов рассматривают сечение, проходящее примерно через середину яхты. Называется оно сечением по мидель-шпангоуту или миделем.

По форме миделя все яхты независимо от типа подразделяют на яхты с округлым миделем, или круглошпангоутные (рис. 9, А, Б, В и Г), и с угловатым миделем, или шарпи (рис. 9, Д, Е, Ж, и 3), форма которого составлена из прямых или кривых линий, образующих углы.

Постройка яхт с угловатыми шпангоутами проще и обходится несколько дешевле, но эти яхты немного проигрывают круглошпангоутным во внешнем виде и скорости хода. Поэтому гоночные яхты чаще всего строят круглошпангоутными, хотя есть немало яхт с угловатым миделем, завоевавших большую популярность (юношеские классы «Кадет», «Оптимист», яхта класса «Звездный» и многие другие).

Рис. 9. Формы мидель-шпангоутов. Круглошпангоутные яхты:

А — швертбот, Б — килевая яхта с бульбкилем, В — килевая яхта с илавниковым килем, Г — килевая яхта обычной формы, Д — швертбот «Оптимист», В — килевая яхта с бульбкилем «Звездного» класса, Ж — килевая яхта с плавниковым килем, 3 — с подрезной скулой

Классическая форма миделя килевой яхты округлая, с плавным, как говорят — «зализанным», переходом от днища к плавнику. Такую форму имеет большинство более или менее крупных килевых яхт, и гоночных, и крейсерских (рис. 9, Г).

Иногда переход от днища к фальшкилю бывает не плавный (рис. 9, ß и Ж), а резкий и фальшкиль крепится на деревянном плавнике. Яхты с такой формой миделя называются яхтами с плавниковым килем. Сейчас широко распространены яхты с так называемым бульбкилем — вертикальным профилированным тонким плавником с сигарообразным балластом (бульбом) снизу. Такие кили имеют яхты классов «Звездный» и «Темпест», а также множество крейсерско-гоночных яхт малого размера.

Швертботы, как и килевые яхты, делают и с угловатым миделем (рис. 9, Д), и с округлым (рис. 9, Л). Кроме того, различают швертботы с одним и двумя швертами.

У одношвертовика шверт расположен в диаметральной плоскости судна. У двухшвертовика оба шверта поставлены под углом (пунктиры на рис. 9, Л), поэтому он несколько лучше сопротивляется дрейфу при больших углах крена. При сильном крене один из швертов не работает, а часто и совсем выходит из воды; второй шверт в это время оказывается почти в вертикальном положении, тогда он принимает всю работу по противодействию дрейфу на себя.

В настоящее время двухшвертовики применяются очень редко.

По форме носа яхты традиционно делят на прямоштевники, яхты с ложкообразным штевнем и клиперштевнем (рис. 11). Однако сейчас ложкообразные штевни с большим носовым свесом вышли из моды и большая часть современных яхт и швертботов имеют носы типа, изображенного на рис. 11, Б. Прямой штевень в чистом виде сохранился сейчас только у некоторых швертботов. Давно исчезнувшие клипер-штевни (рис. 11, В) в наши дни все чаще и чаще появляются не только на крупных моторных и парусно-моторных яхтах, но и на небольших крейсерах.

У мелких швертботов и яхтенных шлюпок (тузиков) нос часто заканчивается не острым форштевнем, а плоским наклонным срезом (рис. 11, Д). Такой нос называют транцевым (иногда — прам), а сам срез — носовым транцем или форшпигелем. Транцевые носы имеют швертботы юношеских классов «Оптимист» и «Кадет».

Рис. 10. Формы кормовых частей:

А — яхтенная корма, Б — то же с реверсивным транцем, В — байдарочная корма, Г и Д — транцевая корма

Рис. 11. Формы носовых частей:

А — ложкообразный штевень, Б — современный наклонный штёвень, В — клиперштевень, Г — прямой, штевень, Д — транцевый нос (форшпнгель)

По форме кормовой части яхты могут иметь яхтенную корму с нормальным или обратным (реверсивным) транцем (рис. 10, Л, Б), байдарочную (рис. 10, В) или транцевую обрезную корму. Последняя имеет две разновидности; одна из них характерна для килевых яхт (рис. 10, Г), другая — для швертботов (рис. 10, Д).