Наслаждение от парусного путешествия можно усилить, если знать, как правильно настроить привод. Почему яхта стремится к приводу и как с этим управляться?
Опытные мореплаватели знают, что парусная яхта становится на курс, чувствуя носом направление ветра. Это положительная особенность лодок, доказывающая высокую скорость судна. Лодка способна лавировать, идя под парусом, подверженному воздействию ветра с обеих сторон, помогая капитану выйти на оптимальный курс. Эта техническая тонкость свойства парусных судов приводит к обеспечению хорошей обратной связи из-за постоянного давления на руль. Кроме того, это позитивный момент в плане безопасности, снижающий риск потери управления лодкой, иначе она не сможет самостоятельно плыть. Хотя этот фактор слишком сильно переоценивают. Как этого избежать?
Управление движением
В противовес принципам качественного управления лодкой случаются ситуации, когда шкипер вынужден оставить руль. Иногда рулевой попросту засыпает, теряет сознание, спускается в кубрик для проверки курса и позиционных характеристик лодки. Главное правильно зафиксировать руль, выбрав надежную позицию с помощью тросов. При наличии автопилота проблем с управлением не возникает. В таком положении можно оставить руль и без присмотра на определенное время. Но если автопилот либо фиксатор рулевой системы плохо функционирует или работает со сбоями, то управление обретает бесконтрольный характер и самостоятельно вернуться к нужному курсу сложнее. Высок риск в этой передряге потерять ход. Но если штурвал вовремя не взять под контроль, лодка даст задний ход, и дальнейшие результаты сложно будет предугадать. Борт увалится и сделается неконтролируемым, даже повернувшись к ветру, что дует сзади.
Наступит хаос, с которым сложно будет справиться.
Иногда яхтсмены слишком возлагают надежды на правильное поведение судна к ветру в ситуации, когда человек оказывается за бортом. Когда дует слабый ветерок, даже после приведение к ветру, не поможет остановить лодку, и она продолжит движение. Тогда умелому пловцу практически станет недосягаема лесенка на борт транспорта. При шквалистом порыве лодка рискует столкнуться с положением, когда ветер фактически дует навстречу. Это положение называется левентик. Но открытым останется вопрос о спасении человека в спасательной экипировке, пытающегося ухватиться за трап.
Все эти нюансы являются побочным эффектом в стремлении судна выйти на привод. Это особенно заметно прослеживается, когда фрегат идет на высоких скоростях. Почему такое происходит, легко объясняется симбиозом сил, воздействующих на конструкцию. Проще говоря, поведение парусника продиктовано комбинацией аэро-, гидродинамических сил, оказывающих влияние на фрегат.
Важным показателем является параметр ЦБС. Это точка (центр бокового сопротивления), к которой прикладывают итог действия гидродинамических сил и разницы давления. Аналогом этой позиции считается ЦП, центр парусности, по которому оценивают аэродинамику. Как соотносятся эти два параметра по отношению друг к другу? Эти характеристики демонстрируют первоначальное конструктивное положение яхты, показывая взаимовлияние моментов, если крена нет или он минимальный при штиле. Большинство лодок держит нейтральный руль. Такое положение специально предусмотрено: если яхту привести к ветру, то при росте его скорости, вырастет и угол крена. Тогда судно сложно привести к нужному положению руля.
По этой причине нейтральный руль или легкий намек на увал в штилевой погоде считают нормальным явлением, не требующих активных действий.
Установка на привод
Желание поставить фрегат на привод появляется, когда ветровая нагрузка увеличивается, и судно накреняется еще больше. ЦП в накрененном паруснике перемещается под ветер, ЦБС – на ветер. Происходит модификация параллелограмма сил. Противоборствующие силы не компенсируют друг друга. Рулевой замечает явный вращающий момент, формирующий желание лодки прийти на привод к ветровой силе.
Выпускники парусных школ прекрасно осведомлены об этом нюансе, однако полное понимание приходит лишь с практикой. Как сказать проще? Достаточно представить силы, оказывающие давление на парусник ниже КВЛ, представить тормозящие факторы, силы, вытягивающие судно вперед. К примеру, в точке ЦБС стоит гвоздь, тормозящий движение яхты. В итоге тяговое усилие по отношению к ЦП мотивирует судно обернуться вокруг этого гвоздика, направляя нос на ветер из-за вращающегося момента и плеча рычага. В противовес этой силе выступает шкипер, управляющий конструкцией, задача которого установить рулевое перо в набегающий поток. В результате на подветренной части руля давление растет.
В подводной конструкции образуется дополнительный участок с высоким давлением и сопротивлением, и здесь ЦБС переносится в кормовую плоскость. Тогда приводящий момент снижается, и бригантина идет прямо. Такое явление нетрудно проследить на лодке, имеющей короткий киль. На парусниках с удлиненным килем сложнее справляться, приводя руль в поворотное положение из-за неудобной формы в плане гидродинамики рулевого пера. Она выдает уменьшенную подъемную силу.
Хотя для яхт с длинным килем разработано особое преимущество: корпусный ЦБС практически постоянно находится сзади ЦТ. Это способствует мощному воздействию киля на яхтенный курс. В связи с таким устройством длиннокилевые модели прекрасно двигаются вперед и применяются на дальних рейсах.
Форма подводной части лодок диктует свои правила. Парусники, имеющие S-образные шпангоуты, чересчур заужены, заострены. У суперяхт, наделенных U-образной формой обвода, предусмотрены крупномасштабные подпалубные пространства. В особенности хорошо устроены эти объемы в кормовой части с расширенными транцами. В ряде моделей ширина лодки на вертикальной арматуре, укрепляющей корму, приравнивается к максимальной ширине судна (на миделе). Такая схема разработки проекта усиливает комфорт, позитивно сказываясь на ходовых свойствах.
Отсутствие крена или минимальное его значение для катамаранов – положительное свойство на полных курсах, давая возможность выйти на планирование над водой (глиссирование) при небольшом водоизмещении яхты. Паруса тогда развивают нормальную силу тяги. Обводы с U-формой имеют плоский и широкий формат, значительно повышая остойчивость формы.
Но в отличие от старомодных парусников на нынешних конструкциях это усиливает привод при растущем крене. Стоя без крена, судно выдает диаметральную скорость, совпадающую с симметрией ее подводной поверхности. Агрегат, идущий, не накреняясь, направляется в сторону, куда движется нос. Если широкоформатная бригантина накреняется, ватерлинии обретают асимметричный вид. Одновременно наблюдается следующее: основная поверхность площади ватерлинии крена смещается в корму в подветренную область.
Вертикальная продольная плоскость в таком случае не сравнивается с осью симметрии в подводной части. Эта часть смотрит в сторону ветра, при этом курс яхты остается константным.
Подобная схема усиливает стремление яхты привестись к ветру.
Параллельно наблюдается следующая картина. Раз модели парусников последнего времени наделяются инженерами крупными габаритами, то погружая в волны подветренный борт, судно обладает кормой, притапливаемой в меньшей степени по сравнению с носом. Корма плавает на поверхности воды, точнее немного всплывает. Такое положение способствует к тому, что перо у руля выводится из воды, приводя к ЦБС, движущемуся вперед. Рычаг приводящего момента увеличивает действие, требуя перекладки рулевого управления. В итоге растет сопротивление, и поток с рулевого пера срывается, минимизируя производительность этой детали. С этим явлением бороться можно, добавив дополнительное перо, что наблюдается в последних версиях некоторых парусных марок («Бавария» или «Beneteau»).
Напрашивается вывод: курсовая устойчивость порадует яхтсменов на лодках с длинным килем и продуманной его формой, снижая стремление лодки прийти к приводу на ветер. Это подтверждается неоднократными тестами, проведенными исследователями во время морских путешествий. Но за все приходится платить, и придется терпеть снижение обитаемости катамаранов такого плана из-за узких корпусов с минимальным объемом. Однако лодки, имеющие подобные формы корпусов, благодаря коррекциям положения ЦБС и ЦП легко поддаются приведению на ветер.
Функция руля
Руль на такой яхте не играет роль приоритетного критерия. По этой причине у длиннокилевых образцов парусников возникает момент, когда курс судна не зависит от перекладки руля под ветер. Это может только сдерживать скорость.
Насколько сильно зависит угол крена от аналогичного показателя перекладки руля, при каком положении привод к ветру считается нормой или дисбалансом – эти темы волнуют любителей парусного хождения по морям. Однако эти характеристики определяются конструктивными секретами проекта.
«Золотым правилом» выступает следующий алгоритм. Дует ветер с силой в 2-3 балла, тогда на острых углах нужна перекладка руля под ветер в три градуса. Усиление ветра заставляет расширить это значение до 6 градусов.
Увеличивая угол изменения положения руля, яхтсмен автоматически меняет сопротивление на рулевой вертикальной пластине, и эта сила меняется с большей скоростью, нежели подъемная.
На катмаранах с рычажным (румпельным) управлением угол изменения положения руля без труда замеряется транспортиром. Нужный сектор в дальнейшем можно отметить на транце либо палубе. При управлении лодкой с помощью штурвала измерения проще проделать, обращаясь к квадранту, помечая требуемый диапазон на руле наклейкой. Эти шаги уместны, если рулевые устройства не сопровождаются явными люфтами.
Отношение центра парусности к ЦБС диктует поведение судна и устойчивость курса.
Такую маркировку уместно применить при дефиците давления на руль и малой обратной связи для уверенного стабильного управления лодкой. Позитивным сигналом для шкипера является давление приходящего потока на рулевую вертикальную пластину, что увеличивает угол для того, чтобы повернуть перо. Даже заметная корректировка руля на сбалансированном морском транспорте не окажет слишком большого давления на рулевой механизм. Такая схема работы наблюдается в конструкциях с трудным характером хода и минимальным передаточным отношением. На многих гидравлических системах тоже нет обратной связи.
Выбирая вышеуказанные углы перекладки, владелец яхты дарит яхте возможность уверенного шага и наслаждается комфортными ощущениями. При этом угол крена равен 20-30 градусов. Выполняя слишком сильный привод с тенденцией на увал, шкипер рискует столкнуться с неприятностями ввиду несбалансированности агрегата. По этой причине нужно попытаться немного подправить наклон мачтовой конструкции. Если побольше наклонить мачту назад, приводящий момент станет больше. Неплохо помогает коррекция формы пера, площади руля. В таком положении дел назад смещается ЦБС, уменьшая намерение яхты прийти к приводу. Однако не стоит забывать: суммарное сопротивление тоже растет!
Площадь парусов
Самым простым способом избавиться от лишнего стремления судна привестись к ветру считается уменьшение параметра угла наклона. Для этого придется постараться придать парусам более плоский вид. Опытные моряки знают вспомогательную методику, снижающую излишки крена: перенос части водоизмещения на ветер, к примеру, всей команды лодки. Если указанные действия не возымели должного результата, остается единственный продуктивный шаг – уменьшить площадь паруса с помощью рифов, специальных приспособлений.
Но у каждой яхты свой характер и реакция на взятие парусов рифами. У внушительной части лодок при рифлении ЦБС перемещается на корму, немного повышая плечо приводящего момента. Это явление навело на мысль, что на крейсерской яхте рифиться нужно начинать с грота, меняя передние парусные полотна. Объясняется такая необходимость большей тягой, создаваемой гротом. Впоследствии ЦБС смещается вперед, снижая плечо привода. Правда, потеря крутизны хода к ветру – явление неизбежное. Хотя на комфортность плавания проделанный шаг не влияет, напротив, добавляет приятных эмоций.
Рифление – не повод обращаться к опыту заядлых гонщиков. Яхтсмены, участвующие в регатах, выбирают коррекцию передних парусов еще по значимой причине: грот в регате набит «в доску». Однако реально функционировать будет лишь треть грота. Эту картину по эффекту можно сравнивать с взятием первого рифа на таком гроте. Крейсерские катамараны обладают выпяченными боками и увесистые, потому лишние «килограммы парусов» убрать не удается. При этом, чем больше паруса видали виды, тем заметнее.
Стандартно экипажи гоночных лодок имеют дело с каретками гика-шкота, умело избавляясь от порыва с грота, на короткое время лишая его ветровой нагрузки. Для дальнего же путешествия разумному шкиперу не придет мысль обратиться к каретке.
Меняют передние паруса на яхтах для регат не только по причине необходимости уменьшения их площади. В большей степени играет роль установка плоских полотен, от которых зависит уменьшение кренящего фактора. Ввиду оснастки крейсерских лодок генуей, это практически всегда выгодный ход. Только наиболее дорогостоящие модели, выпущенные широко известными верфями, обладают возможностью уменьшить парус до почти плоского состояния. Такое разумное с технической точки зрения действие требует настроить правильно стаксель-шкоты. Если уж ничего не выйдет, яхтсмен получит парусную тряпку в виде мешка, не способного создавать нормальную тягу. Следствием подобных действий станет уход ЦП в корму с увеличением приводящего момента.
Подобное наблюдается из-за того, что точка размещения ЦП определяется соотношением силы тяги и площадей грота и стакселя.
Переход лодки с острого на полный курс приводит к минимизации крена. Горько ошибается яхтсмен, ожидающий тихого, спокойного плавания! Яхта шла спокойным шагом, но после увала приводится на ветер, требуя активации работы за штурвалом.
Несмотря на снижение величины приводящего момента и крена, ЦП смещается под ветер благодаря потравленным шкотам. Вдобавок паруса на носу после потравливания шкотов лишаются формы и профиля, раскрывая заднюю шкаторину. Компенсировать сей недостаток можно, задействовав шкоты, контролируя заднюю шкаторину. В итоге ЦП уходит назад, поднимая рычаг приводящего момента.
В сложившейся ситуации на выручку приходит канифас-блок, установленный на релинге. Через него проходят стаксель-шкоты. Но истина кроется в рифлении и причем грота. Сомнения? Тогда лучшее решение – убрать его. Оставив яхту под одним парусом, шкиперу предстоит наблюдать за ЦП, уходящим вперед на максимальный отрезок, при этом рычаг приводящего момента уменьшается до предельной отметки.
Результат приятно удивит: плавание обретет комфортабельный характер. Геную следует полностью развернуть.
Вывод очевиден: яхта стремиться выйти на привод, и это стандартная обстановка. Поведение такого плана свидетельствует в очередной раз о живой натуре лодки, ее быстроте, правильных настройках. Хотя если стремление не оправдывает ожидания, оно слишком велико, то доводит до опасного напряженного состояния. Гостям, поднявшимся на борт для приятной прогулки, при наклоне лодки на 35 градусов брызги будут лететь в лицо. Малоприятная прогулочка, не так ли? Плавать придется в одиночку. Научившись справляться с явной неприятностью, можно подарить хорошую порцию адреналина и позитива пассажирам.
Интересный факт о крене
В шквалистый ветер яхту клонит набок, сильно, уводя ЦП под ветер. Показатель уже не располагается на одной линии с ЦБС, благодаря чему появляется вращающий момент, заставляющий лодку носом встречать ветер. Для широкобоких яхт, наделенных U-образными обводами, характерен дифферент на носовую часть, что только удваивает угол между направлением хода лодки и ветра.
S-образные обводы реагируют на это адекватно. В комбинировании с широкой кормой обводы конструируют ватерлинии в виде клина с узким передом и широким задом.
Подводная часть при крене меняет положение оси симметрии, переставая занимать совместное с ДП пространство. Формируется приводящий момент. Наличие узкого корпуса дарит гармонию смоченной водой поверхности. Корпусные обводы в гидродинамическим плане создают благоприятные условия. Поверхность, смоченная водой, смещена под ветер (не как у U-образных моделей), почти сравниваясь с приводящим моментом.
При внушительном крене стремление яхты к приведению неоправданно, рискованно, опасно и может выйти из-под контроля. Совет! Лучше придать гроту больше плоского состояния, аналогичные меры стоит принять в отношении генуи и снизить нагрузку. К тому же, не помешает рифление.