Домашняя яхт-верфь.

Сайт создан для тех, кто мечтает построить яхту своими руками — яхту своей мечты…

Подвесник на «водоизмещайке» или парусной яхте.

00 00Насколько решительно делится водоплавающее сообщество на сторонников моторного и парусного досуга, настолько же четко происходит деление водномоторников на убежденных сторонников подвесных и стационарных двигателей. Обсуждение вариантов оборудования двигательной установки на Интернет-форумах давно отнесено к тематике «священных войн», которые с разной степенью накала могут тянуться годами. Оставим разговоры о чисто эксплуатационных аспектах дилеммы «стационар-подвесник», таких как ресурс, доступность сервиса, компактность и защищенность конкретного исполнения энергетической установки. Обсудим эффективность самого принципа приведения в вижение судна с помощью высокооборотного агрегата-моноблока, чьи параметры достаточно жестко заданы заводскими конструкторами и каталогами поставляемых винтов.

Если принять, что эффективность подвесного мотора (ПМ) как движительного комплекса максимальна на легких глиссирующих лодках – КПД винта более 65%, и равна нулю в случае его работы в швартовном режиме, то в промежуток между этими крайностями попадает множество режимов движения судна, при которых КПД привода можно считать приемлемым с той или иной мерой допуска. Какой будет эта мера – зависит от разных соображений и конкретики задачи. Обсудим применимость ПМ в чисто водоизмещающем режиме движения, характерном для парусных яхт, шлюпок, баркасов.

ПМ компонуется на «чистокровном» водоизмещателе с ахтерштевнем не без трудностей. Для него оборудуют колодец с несущей переборкой либо выносной кронштейн, при этом приходится решать проблемы возможного заливания попутной волной, прохватов воздуха винтом при качке, мириться с повышенным расходом топлива. Тем не менее, самодеятельные конструкторы зачастую идут на установку ПМ на своих круизерах, поскольку это существенно проще и часто дешевле, чем оборудовать полноценный стационарный привод с дизелем.

001

В чем очевидный минус подвесника в нашем случае? Его редуктор и винт оптимизированы для применения преимущественно на быстроходных лодках. Передаточное число редуктора в зависимости от модели мотора находится в пределах 1.8–2.1, что при стандартных оборотах коленчатого вала 5200–6000 об/мин дает частоту вращения винта примерно вдвое выше, чем у сопоставимого стационара. Винты ПМ поставляются в нескольких типоразмерах, ограниченных конструкцией редуктора; стандартные диаметры – 8.75, 9.25, 10, 12, 14 дюймов (215, 230, 250, 300, 350 мм; на практике диаметр может немного отличаться от нормативного).

Противники подвесных моторов утверждают, что в случае установки на водоизмещающих лодках винт обычного, неспециализированного ПМ работает в режиме, далеком от оптимального, и его КПД получается ничтожным. Проверим, так ли это.

Идем от винта

Работа некавитирующего гребного винта полностью опиисывается серийными диаграммами K1 — /\ –(Справочник по малотоннажному судостроению под ред. Б. Г. Мордвинова, 1987 г., далее все ссылки – на него). Диаграмма (рис.1) представляет собой зависимость характеристики упора K1  от относительной поступи винта /\  = v/nD, где v – скорость потока на винте, n – частота вращения гребного вала об/с, D – диаметр винта, м. Именно величина поступи в наибольшей степени характеризует эффективность винта.

002

Для типичных трехлопастных винтов с дисковым отношением (ДО) около 0.5 наибольший теоретический КПД n=max) отмечается при /\ > 0.7. При уменьшении поступи по какой-либо из трех причин (скорость, диаметр, обороты) эффективность винта падает, причем более активно – в области малых значений . Не забудем учесть влияние среднестатистического корпуса: снижение скорости потока в винте на 15% и рост силы сопротивления за счет подсасывания потоком от винта на 17%.

Примем в качестве граничного значение КПД около 50%: с одной стороны, для получения более высокой его величины поступь винта необходимо увеличивать существенно, что сопряжено с конструктивными трудностями. С другой стороны, при такой норме эффективности уменьшение поступи, скажем, от ухудшившихся условий плавания, еще не приведет к сильному падению КПД – останется запас на компенсирующий рост упора. Обозначим характеристики наилучшего винта, имеющего принятый n=0.5 и попытаемся выяснить, каким требованиям должно удовлетворять водоизмещающее судно, чтобы работающий на него совместно с ПМ винт смог удержать заданный уровень эффективности.

Очевидно, это будет некоторое нижнее ограничение по ходовым качествам – для успешной работы ПМ судно должно быть достаточно легким на ходу. Насколько? Проведем оценочный расчет. Он будет приблизительным, не учитывающим многие факторы, способные повлиять на эффективность работы ПМ на борту водоизмещателя, но включающим основные присущие этим судам зависимости, и поэтому полезным для принятия решения о применении ПМ на тихоходном судне.

003

Режим 1: наилучший из компромиссных.

Сначала на диаграмме K1- /\  для трехлопастных винтов с ДО 0.5 выберем рабочую точку. Ей предпочтительно лежать на линии режимов, наиболее эффективных по оборотам, которая отмечена на диаграмме символами K’d .C учетом снижения КПД от влияния корпуса примем, что приемлемый для водоизмещателя трехлопастной винт имеет шаговое отношение H/D около 0.88 и поступь 0.495 при коэффициенте упора, равном 0,203 (точка 1 на рис.1). Вычислим развиваемый им упор и требуемую для вращения мощность при стандартных значениях диаметра. Для нахождения оптимальной  частоты вращения не хватает знания скорости движения судна. Ей надо задаться.

Известно, что для классического водоизмещающего корпуса существует предельная скорость движения, превышать которую приложением дополнительной мощности не имеет смысла – сопротивление движению начинает расти при этом очень быстро. Предел приходится на относительную скорость Fr = \/gL равную 0,35 – 0,4. Значит, можно сопоставить абсолютному значению предельной скорости (именно на этой скорости обычно и ходят водоизмещающие катера) соответствующую ему длину судна по ватерлинии L. Таким образом, для нескольких значений типовых диаметров по формулам справочника получаем обороты, упор и требуемую мощность в зависимости от заданной длины корпуса. Полученные зависимости приведены на рис. 2.

004

Как видно по результатам, область «компромиссных» оборотов для большинства типовых винтов приходится примерно на середину рабочего диапазона ПМ (2500–3500 об/мин при передаточном числе редуктора 1.85–2).  Это значит, что ПМ, располагающий максимальной мощностью примерно вдвое большей, чем требуется, при работе «вполгаза» может обеспечить заданную эффективность работы винта, если сопротивление движению не превысит расчетного значения упора. Винт диаметром 300 мм (12”)  заметно превосходит остальные по упору, но требует настолько же меньших оборотов при возросшей мощности, что создает трудности при подборе подходящей модели ПМ.

Режим 2: альтернативный.

Считается, что винт для ПМ, используемого на тихоходном судне, должен иметь малый шаг и малое H/D. Важно ли это в нашем случае? Переместим рабочую точку вдоль линии постоянного КПД, равного тем же 53% (ранее мы набросили 3% на ухудшение эффективности винта от влияния корпуса) с линии оптимальных оборотов вниз на линию H/D=0.75 (точка 2 на рис. 1). Такое шаговое отношение обычно имеют наиболее «легкие» винты ПМ, которые можно приобрести в магазинах. Поступь немного снизится, уменьшится и коэффициент упора.

Так как скорость и диаметр остались теми же, «легкий» винт потребует несколько более высокой частоты вращения, за счет ее упор несколько вырастет, примерно на 3%, на столько же возрастет и потребляемая мощность, но это, по-видимому, скажется на работе ПМ несущественно – ведь он выдает лишь половину своих возможностей. Делаем вывод: при работе ПМ на «компромиссных» оборотах шаговое отношение винта несущественно влияет на эффективность его работы на водоизмещающем корпусе. Чуть выше обороты – чуть выше расход топлива и выдаваемый упор, но это некритично для нашей задачи.

005

Режим 3: «кавалерийский».

Предположим, что у нас нет уверенности в достаточной ходкости нашего судна, и ради того, чтобы не приобретать более мощный мотор с увеличенным диаметром винта, мы поступимся 10% КПД  и поднимем крейсерские обороты. Здесь уместен «легкий» винт с H/D=0.75, рабочая точка которого перемещается влево, в сторону существенно более низких поступей, а обороты приближаются к типичным для подвесника (точка 3 на рис. 1). Упор вырастает в 1.8 раз, потребная мощность – более чем в 2 раза.

Конечно, ходить в таком режиме себе не пожелаешь – мотор гудит на полную, жжет топливо так же. Но, с другой стороны, если мы остаемся в границах режима движения при Fr<0.4, то падение КПД винта до 40% – не слишком тяжелый крест при использовании ПМ в качестве вспомогательного. Хуже то, что запас мощности при этом заметно снижается, и если внезапно задует напористый встречный ветер на пару с волной, то, возможно, планы путешествия в этом случае придется поменять.

«Съедобное–несъедобное»

Мы обозначили возможности подвесника при работе на условно-оптимальных оборотах в составе привода водоизмещающего судна. Подходим к наиболее важному моменту исследования: какое судно можно считать достаточно ходким для того, чтобы выполнилось условие «КПД 50%»?  Для этого необходимо произвести расчет сопротивления некоторого типичного корпуса в поставленных условиях и определить численное значение наиболее влияющих на ходкость его характеристик.

006

Задача, вообще говоря, дает неограниченное пространство решений, поэтому зададимся следующими вводными. Пусть корпус по своим параметрам соответствует моделям «Серии 63» Тейлоровского бассейна с удлинением L/B=3 при длине по ватерлинии от 5 до 8 м.  В качестве критического для ходкости параметра принято водоизмещение V, которое вычислялось по относительному L /V1/3 , принимающему значения в диапазоне 4,5 – 6,5; оно определяет величину остаточного сопротивления, к которому затем прибавлялось сопротивление трения, вычисленное стандартным методом, и сопротивление дейдвуда ПМ.

Смоченная поверхность оценивалась по формуле Тейлора как 3·\/LD Варьирование длины и водоизмещения дало однозначно определенную «поверхность возможных сопротивлений». Пересечение ее с плоскостями, соответствующими упорам стандартных винтов при различных длинах корпуса дают линии в координатах «длина-водоизмещение», по которым и можно судить о применимости ПМ на корпусах с конкретным соотношением длины и водоизмещения (рис. 3).

Каждая из линий, соответствующая винту с определенным диаметром, для граничного значения КПД делит область возможных сочетаний длины и водоизмещения на две части. Суда с L и V, которые попадают ниже линии данного винта, можно разогнать до предельной скорости при эффективности движителя не хуже заявленной. Те, что лежат выше линии – тяжелы на ходу, и винт ПМ не достигает заданного уровня эффективности.

Видно, что длинные суда, приводимые в движение ПМ, поставлены в более жесткие рамки по допускаемому водоизмещению, чем короткие. Например, чтобы достичь скорости 10–11 км/ч под подвесным мотором, сохраняя n =0.5, 5–6–метровая лодка под 6–8–сильным ПМ с винтом диаметром 8.5 дюйма должна иметь полное водоизмещение не выше примерно 500 кг. При условии установки мотора с винтом большого диаметра можно позволить себе превысить тонну в водоизмещении, но и это довольно жесткое требование для владельца круизного тихохода.

007

Ослабив же требования к эффективности винта, можно значительно расширить массогабаритные пределы применимости ПМ на водоизмещателе. Видно, что под 10–15–сильным мотором можно успешно гонять на предельной скорости полуторатонные корпуса, но уже на оборотах от 3500 об/мин. А под винтом диаметром 300 мм «на ура» пойдут и трехтонные парусные яхты, жаль только, что маломощные подвесники с винтами такого диаметра – большая редкость.

Нетрудно видеть, что в условиях нашей задачи для каждого из диаметров независимо от длины судна существует предел водоизмещения, переступать который не стоит ради сохранения заданного значения КПД. Можно «привязать» значение достижимого КПД к некоторому критерию, отражающему связь между диаметром винта ПМ и водоизмещением судна, например к соотношению D/V1/3 . Просле живается явно выраженное соответствие: для получения на винте обычного ПМ n=0.4 величина D/V1/3 должна быть не меньше 0.2, а для n=0.5 – не меньше 0.27.

Ситуация упрощается в случае применения ПМ с грузовым редуктором, передаточное число которого доходит до 2.5–2.9. Не обременяя владельца избыточным весом, такой двигатель крутит винт увеличенного диаметра, что значительно расширяет границы применимости подвесника.

Выводы

Как видим, рамки условий успеха подвесника на водоизмещающем корпусе довольно тесны. Но что бы ни говорили противники установки ПМ на тихоходные шлюпки обладающий двойным запасом мощности мотор способен и выдать достаточный упор, и иметь пропульсивный КПД не хуже иного «колхозного» стационара, а если он еще и четырехтактный, то окажется очень достойной альтернативой, легкой, компактной и не слишком шумной. Применение четырехлопастного винта вместо трехлопастного несколько поднимет упор.

Принципиально важно не превышать сопротивление движению. В случае тяжелого на ходу корпуса маленький винт ПМ может превратиться в «миксер», впустую сверлящий воду, поэтому для достижения достойного значения эффективности его работы необходимо ограничивать относительную нагрузку на винт, в частности, поддерживать максимальное соотношение между диаметром винта ПМ и водоизмещением вашего судна.

А. Д.

Источник:  «Катера и Яхты» ,  №236.

 

 

 

04.08.2013 Posted by | Вспомогательные моторы | , , , , , , , , | Оставьте комментарий

Иногда они возвращаются… О возобновлении производства яхты «Contessa 32».

обво003

Пожалуй, мало найдется в мире любителей дальних морских и океанских плаваний под парусами, которые никогда не слышали о яхте «Contessa 32», спроектированной в 1970 г. британцем Дэвидом Садлером. Этот один из самых успешных мировых проектов парусных яхт к моменту завершения в 1982 г. серийного производства лодки на верфи Джереми Роджерса в Лаймингтоне оказался воплощенным более чем в 700 построенных вымпелах. Но народная любовь к «Contessa 32» на этом не иссякла – сразу несколько верфей в разных странах «по просьбам трудящихся» приступили к ее повторному выпуску (причем не всегда юридически «чисто» оформив этот процесс). Спрос на заслуженную яхту оказался так высок, что в 1995 г. ее производство вновь вернулось в Лаймингтон, и в конце 1996 г. новые лодки этого типа начали покидать сборочные цеха предприятия «Jeremy Rogers Special Products Division» – случай, в мировом яхтостроении почти исключительный.

Чем же так подкупила яхтсменов эта лодка, ведь это небольшое парусное судно по комфорту и ходкости определенно далеко от нынешних стандартов? Чтобы ответить на этот вопрос, стоит поподробнее рассмотреть историю создания яхты, ее конструкцию и технические характеристики. «Contessa 32» стала второй лодкой, спроектированной Д.Садлером для верфи Д.Роджерса – заметим, самого титулованного яхтостроителя Британии.

Нет в Англии людей, построивших парусных яхт больше, чем Джереми Роджерс (он начал строить их еще в 22-летнем возрасте), который к тому же одним из первых в стране приступил к постройке яхт из стеклопластика – еще в начале 60-х гг. Ранее, в 1966 г., Садлер создал для него же «Contessa 26» – фактически, это был обновленный «Folkboat» в пластиковом варианте. Спрос на яхту был очень большим, но звучали и нарекания на недостаточную вместимость лодки, поэтому в ходе Лондонской выставки 1970 г. владелец верфи заказал Садлеру «что-нибудь покрупнее, но такое же мореходное».

Корпус новой яхты проектировался как некий «переходный вариант» между классическими узкими яхтенными обводами с большой седловатостью и длинным килем (олицетворенными на тот момент в правилах RORC) и более современными вариантами «IORовских яхт» с отдельно стоящим плавниковым фальшкилем. Подобно большин ству английских яхт времен «золотой поры» она сохранила изящные очертания сравнительно узкого и невысокого корпуса с острыми носовыми обводами и большим носовым свесом, но приобрела глубокий и довольно короткий балластный фальшкиль и руль, установленный на очень мощном скеге.

002

Парусное вооружение «Contessa 32» стало более радикальным в соответствии с новыми правилами IOR: она получила относительно маленький грот большого удлинения и внушительную по площади геную со значительным перекрытием грота. При всем при том базовой концепцией яхты было создание достаточно комфортабельной и безопасной лодки, не требующей от экипажа значительного опыта управления парусным судном.

Однако, несмотря на отсутствие специальной «гоночной ориентации» в проекте «Contessa 32», первые же выходы новой лодки в море в 1971 г. сделали ее «собирательницей призов» в своей стартовой группе. Позднее в 1972 г. она была объявлена «Яхтой года» на Лондонской выставке катеров и яхт, после чего спрос подскочил так, что в иные годы на верфи собирали свыше 60 яхт только этой модели, что для тех лет (середина 70-х гг.) было событием исключительным. Яхтсмены и журналисты, опробовавшие яхту на ходу, в один голос отмечали ее хорошие ходовые качества, мягкий ход на большом волнении, способность долго нести полные паруса при усилении ветра, чувство хорошей защищенности при нахождении в глубоком кокпите, огражденном высокими комингсами.

Но главная особенность, сделавшая яхту и по сей день столь популярной, заключается в ее буквально феноменальной остойчивости. Во-первых, масса свинцового балласта, заложенного в фальшкиль, составляла почти 50% водоизмещения лодки: такой цифрой сегодня могут похвастаться разве что серьезные гоночные яхты, а у большинства массовых 30-футовиков этот параметр лежит в пределах 35–38%. Столь большая величина балласта позволяет лодке нести полные паруса даже тогда, когда соперники уже взяли рифы – вплоть до пятибалльного ветра.

004

Во-вторых, узкий со сравнительно невысоким бортом корпус «Contessa 32» имеет низко расположенный центр тяжести, лежащий лишь незначительно выше центра величины: ЦТ этой яхты – даже ниже ватерлинии на целых 23 см, что сегодняшним конструкторам сравнимых по длине яхт удается крайне редко. Для сравнения можно сказать, что, по данным редакции, ЦТ такой хорошо звестной яхты, как «Carter 30» (которую, в принципе, можно отнести к тому же поколению яхт, что и наша героиня), находится на 34 см выше КВЛ.

Вновь отметим, что «Contessa» не является радикальной «мыльницей», а имеет все необходимые для комфортабельного плавания элементы внутренней обстройки: мягкие диваны, камбуз, гальюн, столик и деревянную отделку. Как следствие, лодка имеет очень высокую остойчивость, делающую ее, по сути, образцом при проектировании парусных судов: угол крена, при котором ее восстанавливающий момент достигает максимума, равен 78°, а угол полной потери остойчивости (угол заката ДСО) – совершенно невероятной величине: рекордным 160°!

Стоит заметить, что большинство современных 30-футовиков теряют остойчивость при крене в 120–130°: например, новейшая «Delphia 33» (см. «КиЯ» № 209) имеет угол заката ДСО, равный 127°, а ее максимальный восстанавливающий момент развивается при крене, равном 57°. Кроме того, при взгляде на диаграмму статической остойчивости яхты, можно сразу отметить большую площадь положительной части кривой остойчивости, что говорит и о высокой динамической остойчивости судна.

005

Подтверждением высоких мореходных качеств яхты «Contessa 32» стала печально знаменитая штормовая Фастнетская гонка 1979 г. (№ 84), в ходе которой погибли 15 яхтсменов и несколько яхт (а каждая четвертая яхта гоночного флота перевернулась) – тогда сравнительно неглубокое Ирландское море буквально «вскипело» под напором «воронки» мощного циклона. Яхта «Assent» типа «Contessa 32» единственной из 58 лодок в своем классе (V класс IOR) успешно завершила гонку, а в более крупном классе IV на дистанции не осталось ни одного судна: все они получили серьезные повреждения и вынуждены были уйти в укрытие. (Отметим здесь, что среди всех участвующих в гонке судов число яхт, построенных Джереми Роджерсом, превышало 10%, ни одна из них не погибла и даже не сошла с дистанции. Это ли не высший класс работы судостроителя!)

При оценке качеств описываемой яхты непременно надо назвать высокую надежность и долговечность: случаи поломки руля или расслоения обшивки корпуса на «Контессах» практически неизвестны. Это и неудивительно, поскольку руль, как уже сказано выше, крепится на мощном скеге, а корпус и палуба имеют монолитную (без наполнителя) конструкцию (впрочем, лодки, строившиеся в середине 80-х гг. в Канаде, имели бальсовый наполнитель палубы). Подобная живучесть привела к тому, что даже старые лодки первых лет выпуска сохраняют довольно высокую цену на вторичном рынке (от 30 тыс. фунтов стерлингов), при этом высокая стандартизация производства (а «Contessa 32» быстро превратилась в one-design класс) позволяет старым лодкам в сегодняшних регатах гоняться наравне с новыми.

006

Конечно, с позиции сегодняшнего дня внутри «Contessa 32» весьма и весьма тесновата: узкий корпус превращает кают-компанию почти в «туннель», а небольшая общая высота заставляет рослого человека находиться внутри в постоянном полупоклоне: внутренняя высота 180 см присутствует лишь на крохотном пятачке между камбузом и штурманским столом (замечу, очень удобным). Узкий корпус с невысоким надводным бортом приводит к тому, что на острых курсах яхта сильно забрызгивается.

Но те, кто ищут действительно мореходную лодку, не обращают внимания на эдакие мелочи. А за транцами «Контесс» – масса интересных океанских переходов. Таких, как плавание Нью-Йорк–Сан-Франциско в обход мыса Горн против господствующих ветров и течений, одиночное четырехлетнее (!) кругосветное плавание Деклана Макелла и одиночное трансатлантическое плавание самого юного яхтсмена, самостоятельно пересекшего Атлантику – 15-летнего Себа Кловера.

007

Поэтому подобная репутация заслуженной яхты привела к тому, что Джереми Садлер выкупил назад свой оригинальный комплект матриц, переданный им по «ленд-лизу» одной канадской верфи, и в середине 90-х гг. вновь приступил к выпуску «Contessa 32» по первоначальным чертежам – разумеется, из более качественных новых материалов. Так что сегодня в лице «Contessa 32» мы имеем подлинно британскую классическую вещь: формально несовременную, но зато надежную, с уникальными характеристиками и с отличной репутацией. А за репутацию надо платить: цена новых «Контесс» зашкаливает за 100 тыс. фунтов…

Редакция благодарит Фиону Роджерс за помощь в работе над статьей.

Павел Игнатьев.

Фото предоставлены Ассоциацией класса «Contessa 32».

Источник:  «Катера и Яхты»,  №210.

06.06.2013 Posted by | Обзор яхт. | , , , , | Оставьте комментарий

Проектирование яхт для любительской постройки. Определение главных размерений. Часть 4.

Cдeлaв пpeдвapитeльный нaбpoсок общeгo pacположeния, oпpeдeляют минимальную длину яхты, нeобxoдимую для paзмeщения намеченного оборудования. 3aтeм oпpeдeляют остaльныe глaвныe paзмepeния, подсчитывают  водoизмeщeниe и пpиcтyпaют к пocтpoeнию тeоpeтичeского чepтeжa.

Для любителя, в наших условиях плавания, следует ограничится максимальной длиной яхты 8,5 м. На яхте таких размеров возможно размещение всего необходимого оборудования для морского плавания четырех, а на компромиссе для внутренних вод даже шести человек. Выше уже были указаны минимальные размеры для яхт на два и четыре спальных места.

Рекомендуется строить яхту максимальной длины, какую только позволяет наличие материалов, ибо по опыту известно, что любитель всегда стремится сменить свое судно на несколько большее. В табл. 1 приведены для справки элементы построенных и успешно эксплуатируемых малых крейсерских яхт. Сотни швертботов, переделанных любителями из гоночных в крейсерские, стали неплохими судами для походов по внутренним водным путям.

Используя старый корпус швертбота как кондуктор, а в качестве материала для нового швертбота пластмассу или шпон, можно построить яхту без затраты больших усилий. Высоту борта целесообразно увеличить на  200 мм, что, помимо улучшения мореходных качеств, даст большую высоту каюты. Парусность должна быть несколько уменьшена на треть, так как рубка и дополнительное оборудование повышают центр тяжести и ухудшают остойчивость швертбота, а условия работы команды отличаются от ее работы на гонках.

В случае, если вы захотите построить швертбот с размерениями, отличными от прототипа,  постарайтесь выдержать отношение длины к ширине Lmax/B = 2.5 – 3.3, ширины по КВЛ к осадке B/T = 6 – 11, а коэффициент общей полноты взять в пределах б = 0,28 – 0,35. Водоизмещение будет зависеть от материала и конструкции корпуса. Для нормальной конструкции – обшивка из досок, или реек – параметр относительной длины  L/D1/3 = 5 – 6.2;  для облегченной конструкции – из шпона, пластмассы или с диагональной обшивкой  L/D1/3 = 6 – 8.

Поскольку остойчивость швертбота зависит от его ширины, площадь парусности определяется по безразмерной характеристике √S/B, равной 2 – 2,5.  Высоту надводного борта каютного швертбота следует принимать не ниже  0,10L.  Свесы швертботов не принято делать большими; форштевень и транец обычно почти вертикальны.

Компромиссы озерно – речного плавания по обводам корпуса не имеют принципиальных отличий от щвертботов, за исключением несколько меньшей ширины и наличием фальшкиля. Соотношения главных размерений   Lmax/B = 2.7 – 3.2;  B/T = 2.5 – 4.0.  Вес фальшкиля составляет 27 – 33% водоизмещения; относительная длина 4,5 – 6,0.  Компромиссы морского плавания имеют обводы, напоминающие обводы килевых яхт. Длина свесов достигает 13 – 35% длины по палубе; коэффициент общей полноты равен  0,20 – 0,30, а относительная парусность √S / 3√D  находится в пределах 3,8 – 5,2.

Килевые яхты имеют еще более острые обводы; их остойчивость определяется весом и глубиной расположения фальшкиля. Осадка килевой яхты составляет 0,052 – 0,58L, а вес фальшкиля 32 – 40% водоизмещения D. При обычной конструкции L/D1/2 = 4,0 – 5,0, а при облегченной  L/D1/2  = 5,0 – 5,2.  В последнем случае вес балласта больше и может достигать 45% D.  Длина по палубе Lmax = 1.20 – 1.45L;  максимальный надводный борт принимается равным  8 – 10%L.  Отношение длины к ширине Lmax /B = 2.8 – 3.5;  коэффициент полноты  б = 0,18 – 0,26;  параметр  √S / 3√D  = 4.0 – 5.0.

Приведенные зависимости и данные табл. 1 позволяют даже при отсутствии близкого прототипа правильно выбрать главные размерения.  Естественно, что наличие прототипа существенно облегчит работу и позволит полнее учесть влияние тех или иных изменений, внесенных в проект.

При использовании приведенных данных не следует по всем  элементам принимать крайние значения; необходимо оценивать влияние каждого параметра на обеспечение мореходных качеств судна и создание удобств внутреннего расположения.

КУРБАТОВ Д. А.

Источник:  «Катера и Яхты»,  №1.

31.10.2011 Posted by | проектирование, расчет | , , , , , , , , , , | Оставьте комментарий

«UFO» над Россией.

Сегодня мир серийного производства парусных яхт достаточно жестко структурирован, причем большую его долю занимают верфи, производящие стеклопластиковые суда. Но наряду с этим существуют и компании, строящие яхты из других материалов – дерева, стали, алюминия. И вот недавно одна из них пришла и на наш рынок, найдя в России достойного дилера.

Речь идет о французской верфи «Alubat», строящей целую линейку отличных алюминиевых яхт серии «Ovni», надежных и мореходных, но при всем этом довольно быстроходных, комфортабельных и (что очень важно!) относительно недорогих.

Изначально при создании в 1973 г. самой верфи была поставлена задача занять доселе пустующую нишу на современном парусном рынке и строить алюминиевые суда с подъемным килем и упрощенными многоскулыми обводами (типа шарпи). Сегодня верфь подобно множеству других серийных яхтопроизводителей выпускает две серии  лодок: основную «Ovni» (многоскулые яхты с подъемным килем длиной от 34 до 45 футов) и элитарную «Cigale» — ULDB-яхты длиной от 48 до 60 футов с фиксированным килем и круглоскулыми корпусами, за прототипы которых зачастую берутся известные гоночные суда.

За прошедшие годы было построено более 1300 яхт серии «Ovni», что весьма убедительно свидетельствует о правильности выбранной верфью стратегии – свое место на рынке она нашла. Немалую роль, конечно, играет и то, что проекты для «Alubat» разрабатывает не кто иной, как Филипп Бриан — один из самых заметных и неординарных конструкторов современных парусников, особенно хорошо известный на рынке суперяхт. Это, кстати, достаточно легко понять по стремительному облику яхт «Ovni» — создатель блистательной «Mari-Cha III» и здесь остался верен себе.

Корпуса всех «Ovni» свариваются из высокопрочного и исключительно стойкого к коррозии алюминиево — магниевого сплава типа 5083 Н 111 в нейтральной аргоно — гелиевой атмосфере, причем их надводная часть остается неокрашенной (за исключением декоративных полос) и лишь подводная покрывается современной оловосодержащей «необрастайкой» поверх эпоксидного грунта.

Надводная часть борта всех яхт имеет толщину 4 мм, подводная — до 7, в зависимости от модели. У всех судов – три острые скулы, а их днище представляет собой алюминиевую пластину толщиной 7 –10 мм. Убирающийся шверт выполнен в виде профилированной алюминиевой же пластины толщиной 40 мм, руль способен складываться — в таком виде осадка яхты уменьшается всего до 0.5 м. Элементы внутренней обстройки служат мощным подкреплением для обшивки.

Как следствие, механические свойства корпусов яхт «Ovni»  весьма высоки – они даже порой форсируют весьма значительные ледовые поля. И это не шутка – «Ovni» особенно популярны среди тех яхтсменов, кто собирается ходить под парусом в высоких широтах, например, в районе Гренландии, Шпицбергена или Антарктиды (да-да, «Ovni» забирались и туда!).

Первый взгляд на эти лодки сразу останавливается на кормовой дуге, уже давно ставшей их штатным оборудованием — но, в отличие от некоторых современных решений (например, от описанной в этом же номере «Beneteau Oceanis 50»), на которых в угоду удобству отдыхающих туда вынесен погон гика-шкота, здесь дуга несет совсем иную «полезную нагрузку». На ней закрепленны ветрогенератор, две панели солнечных батарей, радар и антенна системы GPS. Дуга сильно вынесена за обрез кокпита и не мешает находящимся в нем. Палуба не отделана тиком, а покрыта специальным нескользящим настилом — решение не самое изящное, но функциональное.

Но основная изюминка «Ovni», конечно же, в сочетании надежного плоскодонного корпуса с убирающимися рулем и швертом. Эта комбинация придает яхте очень редкую сейчас возможность не только заходить в мелководные бухты или гавани, но и просто оставаться на осушку во время отлива на грунте (лишь бы он был более или менее ровный) или смело выбрасываться на песчаный пляж. При этом яхта опирается на грунт большой поверхностью плоского участка днища, в корме имеющего мощный скег, защищающий гребной вал и винт.

Как следствие, такая посадка судна надежна и безопасна — широкое днище обеспечивает устойчивую стоянку, отсутствие выступающих деталей исключает их поломку, а применение толстого алюминия в конструкции корпуса позволяет не беспокоиться о его прочности и декоративном слое (имеющиеся случаи столкновения этих яхт с полузатопленными контейнерами в океане лучшим образом характеризуют их прочность).

Характерным свидетельством долговечности и надежности яхт «Ovni» и их хорошей готовности к длительным и тяжелым плаваниям служит то обстоятельство, что в последнее время все большее и большее число их владельцев стремится к выполнению трудных плаваний в высоких широтах — вплоть до 80-й параллели на севере и района м. Горн и моря Дэвиса на юге нашей планеты.

Прекрасно подойдут эти суда и для сложных в навигационном отношении акваторий — захламленных, мелководных, без удобных стоянок, с большим приливно-отливным диапазоном. Особенно удобной может оказаться их эксплуатация на некоторых российских акваториях – на крупных реках, озерах или водохранилищах. Отличным выбором станет этот тип яхт и для тех яхтсменов, кто хочет освоить острова и побережья исключительно сложного Белого моря, но не готов расстаться с комфортом на борту, пересев на разборные туристские катамараны или тримараны.

Более того, думается, что из всего обширного флота серийных парусных яхт, производимых отечественными и зарубежными верфями, только «Ovni» смогут комфортно чувствовать себя на этом красивом, но очень трудном в судоводительском отношении море. Осушка, отмели – все это родная стихия для «Ovni». При этом, в отличие от пластиковых яхт, алюминий их корпусов весьма стоек к истирающему воздействию песка и грязи, что позволяет владельцам «Ovni» не беспокоиться насчет потери сияющего блеска гелькоута вкупе с товарным видом всего судна.

Так что вывод таков: если вам надоело ухаживать за стеклопластиковой игрушкой, постоянно изучая ее борта в поисках трещин на гелькоуте, но есть твердое желание сразиться со стихией или высадиться на берег в необорудованных местах — яхты «Ovni» вполне могут стать вашим выбором.

Артур Гроховский.

Источник:  «Катера и Яхты» ,  №225.

21.09.2011 Posted by | Обзор яхт. | , , , , , , , , , , , , , | Оставьте комментарий

Новинка верфи – яхта «ЛЭС – 22».

Широкую известность и распространение  получила выпускаемая на Ленинградской верфи ВС ДСО профсоюзов яхта-швертбот Т-2. Учитывая большой статистический материал о достоинствах и недостатках этой яхты, накопившийся за последние гoды, перед конструкторским бюро верфи стояла сложная задача. Требовалось спроектировать современную яхту, предназначенную для плаваний по внутренним водам страны, простую в управлении, надежную в эксплуатации, пассажировместимостью 4 — 5 чел., способную ycпeшнo выступать в гонкax. К лету 1985 г. основные проектные работы были завершены, к осени  построен опытный образец, получивший условное наименование «ЛЭС-22».

Яхта представляет собой классический тип судна с вооружением «бермудский шлюп», прямой линией бортов, развитой рубкой. Оставляющей, тем не менее, широкие участки палубы вдоль бортов и на баке, с самоотливным кокпитом и ахтерпиком.

Судно имеет гоночный балл в пределах V класса IOR и классифицируется как яхта с падающим килем. Выбранный тип судна  яхта с внутренним балластом и швepтoм —  наиболее полно соответствует своему назначению — плаванию как по ограниченным акваториям с мелководными участками, так и по обширным водным пространствам. Учтены также необходимость более пегкой транспортировки яхты и обеспечение возможности подхода к берегу в любом месте.

Гpaнeныe обводы корпуса разработаны с учетом использования обшивки из бакелизированной  фанеры, отличающейся хорошей механической прочностью и долговечностью.

Поперечный набор корпуса составляют девять рамных шпангоутов, большая часть которых служит элементами внутренней обстройки. Детали рамных шпaнгoутoв  изготовлены из дуба (флоры и нижние ветви), сосны и авиационной фанеры.

Корпус имеет развитый продольный набор: массивную килевую балку из ламинированной  древесины, по два скуловых стрингера и по четыре промежуточных на борт. Палуба с бортом соединяются на привальных брусьях. Весь продольный набор изготовлен из древесины хвойных пород. Дубовый ламинированный форштевень соединяется с закладкой на болтах и клею.

На опытном образце палуба и рубка изготовлены из бакелизированной фанеры. На серийных яхтах рубка и кокпит будут стеклопластиковыми. Для обеспечения требуемой правилами остойчивости яхта снабжена внутренним балластом в виде шести 45-килограммовых чугунных отливок, закрепленных к килю в трех шпациях в районе носовой части швepтoвoгo колодца. Опыт кренования  подтвердил расчеты: яхта имеет необходимый запас остойчивости при крене 900. Палубное оборудование включает в себя четыре шкoтoвыe лебедки, две из которых стоят на площадках на комингсах кокпита, а остальные — на рубке.

Дпя крепления снастей бегучего такелажа установлены кулачковые стопора. Носовой и кормовой релинги и шeсть леерных стоек изготовлены из стальных нержавеющих труб и соединены двумя рядами лееров.

По кромке рабочей палубы установлен фальшборт из перфорированного алюминиевого профиля.  Для шваpтовых концов в носовой и кормовой частях палубы предусмотрены палубные клюзы и утки.

Шверт массой 116 кг выполнен из листовой стали толщиной 12 мм.  Для eгo подъема предназначена лебедка, расположенная под бимсом гика-шкота в центре кокпита и установленная таким образом, что на ней может работать рулевой. Если ручку лебедки вставить спереди бимса, то швepтoм  мoгут управлять шкoтoвыe матросы. Шверт-тали проведены от швepта к лебедке по левому борту и имеют систему блоков, облегчающих работу устройства.

Мачта, гик и спинакер-гик изготовлены из алюминиевого сплава. Мачта установлена в степсе на рубке. Ее можно без особых затруднений завалить назад и вновь установить силами экипажа. В стоячий такелаж мачты входят две пары вант —  верхние и основные, штaг и aхтepштaг.  Штаг —  вращающийся с устройством для закручивания стакселя и натяжки фала. Axтepштaг заканчивается талями для регулировки натяжения. Грота-фал, спинакер-фал и топенант гика проведены внутри мачты. Весь стоячий и бегучий такелaж изготовлен из стальных нержавеющих тросов и капроновых канатов и шнypов.  Уборка гpoтa и eгo рифление может производиться наматыванием паруса на гик.

Под входом в каюту — трап, который ведет в салон. В средней части салона размещен складной обеденный стол, основанием котopoгo служит швepтовый колодец. Здесь же поставлены два дивана, имеющие размеры обычных спальных мест. Пространство между каждым диваном и бортом отделено панелью с дверцами и образует бортовые шкафчики для личных вещей команды.

Газовая плита на две горелки вместе с качающимся подвесом помещена в выдвижном камбузном блоке, облицованном белым пластиком. После приготовления пищи камбузный блок можно задвинуть в нишу под палубой с левой стороны кокпита.

С пpaвoгo борта вдоль кокпита расположено кормовое спальное место. Bceгo на яхте пять спальных  мест, считая и сдвоенное место в форпике. Пространство под кокпитом используется для хранения парусов и дpyгoгo яxтeннoгo имущества, но при «перенаселенности» судна там можно устроить еще одну широкую лежанку. Шкафы для одежды расположены  симметрично по обоим бортам перед мачтовой переборкой.

Под настилом носовых спальных мест размещены аккумуляторы. На «ЛЭС — 22» установлены две батареи 5НЖ100. Бортовая сеть напряжением 12 в обеспечивает питание ходовых огней, освещение салона, гальюна и форпика.

Ахтерпик отделен от остальных помещений водонепроницаемой переборкой  и имеет отливные отверстия за борт. В ахтерпике хранятся подвесной мотор и запас  топлива в баке.

Мотор «Ветерок-8Э» навешивается на кронштейн, установленный у транца с лeвoгo борта. Шарнирный кронштейн допускает закидывание мотора на палубу для осмотра гребного винта, смены шпонок и, очистки от водорослей и т. д. При движении под парусами приподнятый на кронштейне мотор вceгдa готoв к работе.

По результатам ходовых испытаний, проведенных осенью 1985 г., разрабатывается окончательный вариант «ЛЭС – 22». В 1987 г. верфь предполагает  выпустить первую опытную партию яхт.

Главный конструктор ЛЭС  А. Стружилин.

Источник:  «Катера и Яхты» ,  №120.

19.09.2011 Posted by | Обзор яхт. | , , , , , , , , , , , , , , , | Оставьте комментарий

«First Class 7.5» от «Beneteau».

Более двадцати лет минуло с той поры, когда ЖанМари Фино совместно с Жаном Фару и верфью “Beneteau”разработали национальный 8метровый крейсерский монотип. Лодка эта, без особых затей названная “First Class 8”, оказалась исключительно удачной — в общей сложности было продано более тысячи судов, что сделало “FC 8” самым популярным типом крейсерскогоночных яхт во Франции.

Достоинством проекта была заложенная в него возможность транспортировки лодки на трейлере, для чего ширину судна конструкторы ограничили 2.50 м, а киль сделали подъемным. В сочетании с относительно небольшим водоизмещением (1400 кг) это позволяло легко транспортировать яхту к месту гонок. Парусное вооружение лодки (шлюп 7/8) с относительно малым стакселем позволяло легко справляться с ним даже семейному экипажу, а достаточно большая длина по ватерлинии обеспечивала судну приличные скоростные качества в средний и свежий ветер.

Обстановка внутри лодки была, конечно, довольно спартанской, но все же там имелись четыре полноценных спальных места и крохотный камбуз, поэтому суденышко можно было использовать и для семейного отдыха. А на старт гонок выходило порой до 300 яхт одновременно, делая такие регаты азартным и захватывающим зрелищем.

Время шло, удачная конструкция старела. “Классу 8” требовалась современная замена — более скоростная и динамичная лодка, но в то же время недорогая и мобильная. И вот год назад такая замена появилась — ею стал новый “First Class” от “Beneteau”, спроектированный все тем же ЖанМари Фино в сотрудничестве с Пьером Форджиа, но уже не в порядке частной инициативы, а по заказу Французской федерации парусного спорта.

Новая яхта получила еще более изящные и стремительные обводы, меньшие водоизмещение и массу балласта, но зато большую площадь парусности и чрезвычайно просторный кокпит. Ширина корпуса осталась прежней, благодаря чему за судном сохраняется качество “трейлерного”. И хотя на яхте остаются четыре спальных места, новая версия популярной лодки уже вряд ли подходит для семейного отдыха — это чисто спортивная машина, лишь внешне сохраняющая некоторые черты “круизера”. А главное — лодка

построена по новой технологии, когда смола подается под давлением в заранее заполненный кевларом и стеклотканью промежуток между матрицей и пуансоном, откуда выкачивается воздух. Подобный метод позволяет изготовлять очень качественные корпуса с высокой весовой культурой, при этом исключается значительная доля тяжелого ручного труда. Поэтому такая технология уже проникает и в производство суперяхт.

Основными требованиями при проектировании новой яхты были следующие: создать надежную современную быстроходную лодку для участия в крейсерских регатах, при этом легкую и безопасную в управлении, обеспечивающую возможность самоспрямления силами экипажа и легко перевозимую по дорогам общего пользования.

Время покажет, сможет ли новая лодка оказаться столь же популярной, чем ее “первоклассный” предшественник. Ну, а отечественным конструкторам близкого по концепции и размерениям класса трейлерных лодок Т800 причем  быстро развивающегося в России, возможно, стоит приглядеться к концепции и конструкции “Beneteau First Class 7.5”.

Павел Игнатьев.

Источник:  «Катера и Яхты»,  №189.

06.09.2011 Posted by | Обзор яхт. | , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , | Оставьте комментарий

В поисках мореходности и комфорта — сравнение двух популярных проектов яхт.

Мореходные качества судна, или мореходность – это его способность безопасно выполнять свое предназначение при определенном ветроволновом состоянии акватории. Обычно в списке составляющих мореходных качеств рассматривают запас плавучести, остойчивость, непотопляемость, ходкость и управляемость. В применении к крейсерским яхтам, совершающим длительные переходы в открытом океане, в этот список нужно добавить характеристики качки, определяющие уровень комфорта для экипажа небольшого судна. С первого взгляда видно, что требования эти противоречивы. Проектирование любого корпуса – это попытка оптимального выбора водоизмещения, обводов корпуса, отношения длины корпуса к его ширине, длины свесов оконечностей, высоты надводного борта в соответствии с приоритетами, расставленными на старте. В зависимости от важности тех или иных составляющих мореходности для заказчика со стапеля сходят совсем разные яхты, которые будут вести себя по-разному в одних и тех же погодных условиях.

Строитель при выборе типового проекта для своей будущей яхты или в процессе постановки задачи а проектирование должен представлять, почему, например, одну лодку нарисовали относительно тяжелой, другую – легкой и широкой. Управляя яхтой, капитан и его экипаж должны понимать ограничения конкретной лодки, поскольку от этого зависит тактика морского перехода и особенности штормования. Безопасная и эффективная тактика, отработанная и рекомендованная для применения на судах одного типа, может обернуться тяжелыми последствиями, если будет бездумно использована для лодки другой концепции.

В качестве конкретных примеров рассмотрим два проекта очень разных концепций: «тяжелой» лодки – крейсерской яхты умеренно тяжелого водоизмещения               (проект «Hout Bay 40») и «легкой» лодки – океанского гонщика (проект «Didi 38»). По этим проектам было построено достаточно много судов, чтобы считать их успешными. По ним вполне можно получить представление, как решаются поставленные при проектировании задачи.

Лодка, имеющая небольшое водоизмещение, имеет неоспоримые преимущества в скорости и динамике ее набора. Неглубоко сидящий в воде корпус дает очень небольшое волнообразование на ходу, яхта хорошо управляется. «Тяжелая» стальная яхта будет двигаться медленней, волнообразование корпуса – заметно сильнее. Большее водоизмещение потребует дополнительной площади парусов и более мощного двигателя, так что эксплуатационные характеристики этой яхты будут хуже.

При движении на заметном волнении «легкая» лодка испытывает сильные удары. Корпус, и так имеющий небольшую осадку, на большой скорости стремится взлететь. Днище в носовой части, вплоть до фальшкиля, периодически выходит из воды и с силой шлепает по поверхности. Динамические нагрузки, возникающие при этом, довольно неприятны и для экипажа, и для лодки. Это явление называется слемингом.

Обводы носовой оконечности, имеющие форму «глубокого V», будут смягчать удары только если лодка идет без крена, как моторный катер. Однако в условиях обычного для парусного судна крена, когда скула становится почти горизонтальной, слеминг будет еще сильней. Для «легкой» лодки килеватость приходится делать высокой, осадка корпусом становится слишком большой, нарушается призматический коэффициент, возрастают смачиваемая поверхность и проблемы управления на попутных курсах.

Поэтому носовые обводы «легкой» лодки спроектированы с U-образными обводами и с добавлением небольшой килеватости днища. Такие обводы не образуют больших плоских поверхностей в подводной части, в результате снижаются ударные нагрузки, кроме того, криволинейная форма обшивки дает больше структурной прочности, чем плоский лист, и это можно использовать для экономии веса.

«Тяжелая» лодка редко испытывает слеминг. Это связано с тем, что корпус большого водоизмещения оголяется редко. Обводы носовой оконечности, имеющие форму «глубокого V», позволяют уменьшить килевую качку при движении против волны и хорошо согласуются с обводами глубоко очерченного мидель-шпангоута. Форштевень при таких обводах имеет острый вход, а чтобы получить сбалансированный корпус, в кормовой оконечности добавлена площадь бокового сопротивления, необходимая для управления при движении полным курсом относительно ветра.

Для того чтобы парусная яхта хорошо лавировалась, ее носовая оконечность должна иметь минимальное сопротивление при прохождении через встречную волну. Это значит, что ватерлинии носовой оконечности должны быть острыми, причем по всей высоте и в подводной части, и выше, иначе лодка остановится в первой же волне, вместо того чтобы пробить ее, не теряя хода. Быстроходные яхты обычно имеют очень острые ватерлинии с практически неизменным углом вплоть до палубы.

Основную задачу – минимум сопротивления на острых курсах относительно ветра – такая форма носовой оконечности решает лучше других, но палуба на этих курсах станет очень «мокрой». Вода при встрече с плоскими носовыми листами обшивки выбрасывается вверх, а ветер разносит брызги по палубе. Этому способствует и крен на курсе бейдевинд.

Небольшой развал бортов в носу помогает уменьшить количество брызг, поднимающихся над палубой, и сохранить ее сухой. Развал бортов в носовой оконечности также способствует  сохранению контроля над яхтой на полных курсах, создавая подъемную силу и предотвращая зарывание корпуса в попутную волну. Однако развал бортов должен быть небольшим, иначе дополнительная плавучесть, которая появилась в надводной части носовой оконечности, станет заметно увеличивать сопротивление движению на острых курсах и способствовать килевой качке. Она, в свою очередь, ухудшает работу парусов, еще больше снижая корость.

Заметная тенденция современных быстроходных проектов – форштевни, стремящиеся стать вертикальными. Смысл ее состоит в увеличении длины ватерлинии. При этом, во-первых, увеличивается теоретическая скорость корпуса, во-вторых, и это важней, – площадь, на которой действуют силы динамического поддержания, способствующие глиссированию. Осадка уменьшается соразмерно увеличению длины ватерлинии, профиль подводной части становится более плоским. Корпус с меньшей осадкой имеет меньшее волнообразование и способен раньше выйти на глиссирование.

Даже «тяжелая» лодка может догнать попутную волну при подходящих условиях. Глиссируя на попутном склоне, корпус набирает большую скорость, и внизу, «в корыте» между гребнями, или позже, на заднем склоне следующей волны, носовая оконечность должна иметь достаточную плавучесть, чтобы удержать палубу над водой. В таких условиях зарывшийся глубоко в воду нос создает серьезную опасность переворота лодки через борт или, что еще страшней, через нос, работающий как плечо рычага.

Обводы кормы так же важны, как и обводы носа, поскольку они формируют другие характеристики яхты. Наклон батоксов в корме играет основную роль в создании корпусом кормовой волны, определяя угол, под которым вода сходит с днища. На скорости при плоском выходе батоксов образуется небольшая волна, а при крутом подъеме батоксов в корме – большая и крутая волна, которая будет рано обрушиваться.

Закругленная форма батоксов в корме на ходу сформирует разрежение под кормой, которая просядет в воду, а корпус в результате получит дифферент на корму. Прямые батоксы в корме противодействуют этой тенденции. Чем быстрее движется лодка, тем заметней проявляются эти эффекты и тем больше вовлеченные в процесс силы.

Яхты с вельботной и зауженной транцевой кормой проявляют свои лучшие стороны на острых курсах – в лавировку и полный бейдевинд. Здесь в полной мере ощущается их хорошо сбалансированная форма корпуса. В тяжелых погодных условиях они почти не меняют центровки и не склонны к приведению – не «ложатся на руль», когда крен увеличивается. Это связано с тем, что распределение водоизмещения в носу и в корме очень близкое и почти не меняется при изменении крена.

В результате они очень хороши в бейдевинд. При легких ветрах яхты с такой формой корпуса показывают высокую скорость на любых курсах относительно ветра из-за небольшой смоченной поверхности и малого призматического коэффициента, которые характерны для таких обводов. Корпуса с подобными обводами склонны к килевой качке больше, чем лодки с широкой кормой из-за относительного сходства формы носа и кормы.

Такая яхта после пересечения чужой кильватерной волны на гладкой воде будет долго раскачиваться с постепенно уменьшающейся амплитудой. В тех же условиях корпус с широкой транцевой кормой получит меньшую амплитуду качки в момент прохождения через волну и быстро прекратит раскачиваться благодаря демпфированию плоскими поверхностями кормовой оконечности.

В целом сильная килевая качка яхты делает оконечности корпуса некомфортными для работы и отдыха и снижает скорость на волнении. Во-первых, скорость падает из-за роста сопротивления корпуса при раскачивании. Во-вторых, и паруса, и фальшкиль, настроенные для максимальной тяги, требуют стабильных условий обтекания потоком с оптимальным углом атаки. На сильной качке эти условия не соблюдаются, и эффективность работы движительного комплекса ухудшается.

В условиях стоянки у причала яхта с  вельботной кормой будет вести себя тихо, волны от проходящих судов не будут шлепать в плоские и почти горизонтальные поверхности кормы, потому что их нет. Корпус с широкой транцевой кормой получает заметные удары в такой ситуации, создавая дискомфорт в кормовых каютах. Чтобы смягчить шлепки, плоским участкам кормы придают небольшую килеватость, не больше нескольких градусов, иначе пострадают характеристики движения полными курсами.

Обводы поперечных сечений корпуса влияют на поперечную остойчивость и характер поведения подобно тому, как обводы носа и кормы влияют на аналогичные продольные характеристики. Корпус с небольшой осадкой и U-образной формой шпангоутов имеет высокую остойчивость формы, он стремится сохранить положение статической ватерлинии параллельно водной поверхности. Боковое волнение будет резко и интенсивно раскачивать такой корпус с частотой, равной частоте проходящих волн.

Поведение корпуса тяжелой яхты, глубоко погруженного в воду, отличается меньшим влиянием остойчивости формы, здесь на первый план выступает составляющая остойчивости, создаваемая балластом. Корпус стремится сохранить свое положение относительно горизонта, поднимаясь и опускаясь вместе с волнами и испытывая плавную качку с длинным периодом. Иногда могут возникнуть условия, когда собственный период раскачивания такого корпуса совпадает с периодом проходящих волн, и амплитуда качки сильно возрастает.

В результате «легкая» лодка с высокой остойчивостью формы корпуса будет стремиться «вытряхнуть» ветер из своих парусов в условиях слабого ветра на зыби. Она потребует также очень внимательного управления на острых курсах при умеренном ветре и на большой волне, потому что вымпельный ветер будет интенсивно менять свое направление при переходе с переднего склона волны на задний, и обратно. «Тяжелая» же лодка сможет более эффективно нести свои паруса, пока дует ветер, но будет тяжело раскачиваться на зыби, когда ветра недостаточно, чтобы создать упор.

Интересно рассмотреть поведение разных типов обводов шпангоутов в типичных условиях перехода с попутным пассатом. «Легкая» лодка будет идти, лучше сохраняя нормальное положение, испытывая, тем не менее, резкие рывки и удары. «Тяжелая» лодка будет идти, медленно раскачиваясь, скорей всего с большей амплитудой. Возможно, придется подобрать подходящий курс относительно волны, чтобы изменить характер качки и предотвратить перебрасывание на другой борт гика и спинакер-гика или удары попутной волны в парные пассатные стакселя.

Обычно двойные стакселя для попутных курсов выкраиваются с высоким шкотовым углом, но медленная и плавная качка с большой амплитудой может быть почти столь же неприятной, как и резкая и быстрая. Рулевой или автопилот на таком курсе постоянно загружены работой. Корпус проекта «Hout Bay 40» – граненый. Большинство яхтсменов избегают подобных корпусов, потому что считают грани признаком любительской самоделки. На вторичном рынке такие лодки стоят дешевле, чем подобные с круглой скулой, но строительство граненого корпуса также обходится дешевле, так что вряд ли здесь можно что-то потерять или выгадать.

С точки зрения эстетики круглоскулый корпус лучше, но удачно расположенные скулы граненого корпуса могут сделать его очень привлекательным. При бортовой качке скулы этого корпуса в некоторой степени играют роль успокоителей качки, а диаграмма статической остойчивости приобретет «граненость», увеличиваясь на некоторых определенных углах крена. Большее число граней будет приближать характеристики корпуса к характеристикам круглоскулого оригинала.

Корпус с радиусной скулой ведет себя подобно круглоскулому, если радиус имеет большую величину – не меньше 25% ширины корпуса. Чем меньше радиус скругления скулы, тем ближе характеристики корпуса к шарпи.

Комфорт для экипажа в море зависит от взаимодействия многих факторов, в первую очередь от водоизмещения яхты. «Тяжелая» лодка двигается в бурном море с меньшими перегрузками, такая качка переносится легче. За вес приходится платить снижением скорости либо повышенными расходами на парусное вооружение и более мощный двигатель.

Второй путь улучшения комфорта состоит в ограничении ширины, особенно по ватерлинии. Это касается в большей степени «легких» яхт. Широкая яхта небольшого водоизмещения обладает большой остойчивостью формы, поэтому бортовая качка будет резкой и неприятной. Уменьшение ширины смягчит качку, но снизит скорость на острых курсах из-за некоторой потери остойчивости.

В заключение этого сравнительного анализа оценим форму транца. Она не имеет большого значения, когда яхта идет в бейдевинд, но при движении полным курсом все меняется. Лодка небольшого водоизмещения уходит от волн с обрушивающимися гребнями, однако такие волны догоняют относительно «тяжелую» яхту, часто ударяя в корму. Классический транец, как на «Hout Bay 40», отклоняет воду вниз, уменьшая шансы заливания кормы.

Обратный «современный» наклон транца в данных условиях будет пособствовать захлестыванию кормы попутной волной. Многие современные яхты, в том числе и «Didi 40», оборудованы кормовой латформой для купания. Такая форма не должна использоваться на медленных лодках, потому что является прекрасной ловушкой для догоняющей попутной волны.

Остойчивость.

Остойчивость – это способность корпуса яхты противостоять силам, стремящимся его накренить. Обычно эти силы постоянные, как, например, нагрузка на паруса, создаваемая ветром, но штормовые условия с порывами ветра и разбивающимися гребнями волн могут добавить в процесс динамики. Оценка общей остойчивости океанских крейсерских судов требует учета факторов как статической, так и динамической остойчивости. Статическая остойчивость формируется остойчивостью веса и остойчивостью формы, которые имеют разные свойства.

У «тяжелых» лодок с низким расположением центра тяжести обычно высокая остойчивость веса. Остойчивость формы больше у широких корпусов, кроме того, на их размеры и характер изменения по мере увеличения угла крена влияют высота надводного борта, а на больших углах крена – погибь палубы и размеры и форма рубки. Диаграмма статической остойчивости показывает, как меняется восстанавливающий момент в зависимости от угла крена.

Чем круче наклонена кривая диаграммы, тем труднее накренить, а также восстановить судно в случае переворота. Площадь A под кривой (положительная ветвь) характеризует работу, которую необходимо совершить, чтобы опрокинуть судно. Чем площадь A больше, тем труднее его опрокинуть. Площадь B (отрицательная ветвь) соответствует работе по спрямлению судна. Чем она меньше, тем легче судно восстанавливается.

Как видно из сравнения двух диаграмм статической остойчивости, оба проекта отличаются довольно высокой начальной остойчивостью, что говорит о заметной доле остойчивости формы. Отношение площадей A/B у «Didi 38» заметно выше, чем у «Hout Bay 40». Это вызвано необходимостью компенсировать высокую нагруженность парусами. В то же время работа, которую необходимо совершить стихии, чтобы перевернуть «Hout Bay 40», почти в два раза больше, чем для «Didi 38».

Отрицательная часть диаграммы статической остойчивости у «Didi 38» очень невелика, сказывается солидная остойчивость веса – двухтонный балласт в бульбе фальшкиля. В случае переворота гафельной яхты «Hout Bay 40» у мачт есть довольно много шансов остаться на своих местах, тогда их плавучесть существенно уменьшит площадь отрицательной ветви диаграммы остойчивости.

Сравнительный анализ двух проектов позволяет сделать следующие обоснованные выводы:

«Didi 38» – очень легкая и сильно нагруженная парусами гоночная яхта. Это не экстремальный гонщик, тем не менее лодка очень быстрая. Дикс разгонял прототип этого проекта в гонке через Атлантику до скорости больше 20 уз с лучшим суточным переходом – 240 миль. Риск опрокидывания – в пределах нормы, и яхту можно допускать к океанским гонкам. Момент инерции невелик из-за небольшого водоизмещения, лодка очень остойчива. Комфорт на такой яхте в открытом море явно принесен в жертву скорости.

Однако основная часть яхт проводит свое время в походах и гонках в защищенных водах, лишь изредка выходя в открытое море. Лодка именно такого типа – выбор большинства яхтсменов, желающих иметь легкое и скоростное парусное судно с хорошей мореходностью и высокими эксплуатационными характеристиками, способное в то же время успешно гоняться, в том числе и пересекая при этом океаны.

«Hout Bay 40» – относительно тяжелая и широкая лодка, тем не менее она может быть достаточно быстрой. В Тихом океане на трассе Йокогама–Хакодате мы получили на «Чаве» лучший суточный переход – 150 миль, а лучший переход за 4-часовую вахту – 32 мили, при том что шли отнюдь не в пассате. Относительно большая ширина позволяет улучшить обитаемость.

Яхта характеризуется значительным моментом инерции, она будет медленно реагировать на динамические кренящие усилия. Секунды в такой ситуации могут сыграть большую роль в возникновении или неприятного крена, или катастрофического оверкиля. Судно подобной концепции не предназначено для участия в гонках, оно спроектировано для безопасной и удобной жизни в открытом море.

Андрей Попович, г. Владивосток.

Источник:  «Катера и Яхты»,  №207.

04.09.2011 Posted by | Обзор яхт., проектирование, теория | , , , , , , , , , , , | Оставьте комментарий

Крейсерский швертбот – выбор размерений и обводов.

Регион, в котором мы ходим – Белое море, в основном его Двинской залив. В течение 10 лет я имел возможность плавать с Михаилом Фальковским на его яхте, построенной им по проекту Д. А. Курбатова «Нерпа» (см. первое издание «15 проектов судов…»). Длина яхты габаритная – 5.7 м, длина по КВЛ – 4.8 м. Лодка вначале имела шверт, но впоследствии его заменили на длинный киль, что сделало невозможным посещение ряда мелководных районов.

«Нерпа» три раза была на Соловках, неоднократно пересекала беломорские сулои в районе о. Жижгин. Эти походы подтвердили пригодность ее обводов для неспокойного Белого моря: при нормальных погодных условиях и отсутствии волн длиной более 6 м двое человек могут совершать достаточно комфортное плавание продолжительностью более недели. За время эксплуатации удалось оптимизировать под наши требования планировку всех объемов.

Но при усилении волнения экипаж на борту испытывает «непередаваемые ощущения» из-за короткого корпуса. Поэтому мы пришли к выводу, что длина лодки должна быть около 7 м, чтобы длина по КВЛ была не менее 6 м. (Кстати, именно поэтому все поморские лодки строились длиной не менее 7 м.) О плюсах и минусах обводов шарпи написано много, поэтому повторяться не стоит.

При анализе существующих проектов, удовлетворяющих поставленным целям, наиболее подходящим оказался проект крейсерского швертбота «Морской еж» («КиЯ» № 90 за 1981 г.), однако после более тщательного рассмотрения этого проекта пришлось отказаться от него по следующим причинам: из-за недостаточного для предполагаемых походов водоизмещения и очень узкой ватерлинии в носовой части, а также отличия параметров гидростатики и внутреннего устройства каюты. Читать далее

01.09.2011 Posted by | CAD-проектирование, проектирование | , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , | Оставьте комментарий

profiinvestor.com

Инвестиции и заработок в интернет

SunKissed

мое вдохновение

The WordPress.com Blog

The latest news on WordPress.com and the WordPress community.

Домашняя яхт-верфь.

Сайт создан для тех, кто мечтает построить яхту своими руками - яхту своей мечты...

Twenty Fourteen

A beautiful magazine theme