Насолода від парусної подорожі можна посилити, якщо знати, як правильно налаштувати привід. Чому яхта прагне до приводу і як з цим справлятися?
Досвідчені мореплавці знають, що вітрильна яхта стає на курс, відчуваючи носом напрямок вітру. Це позитивна особливість човнів, яка доводить високу швидкість судна. Човен здатен лавірувати, йдучи під вітрилом, схильній до впливу вітру з обох сторін, допомагаючи капітану вийти на оптимальний курс. Ця технічна тонкість властивості вітрильних суден призводить до забезпечення гарного зворотного зв’язку через постійний тиск на кермо. Крім того, це позитивний момент в плані безпеки, що знижує ризик втрати керування човном, інакше вона не зможе самостійно плисти. Хоча цей фактор дуже сильно переоцінюють. Як цього уникнути?
Управління рухом
На противагу принципам якісного управління човном трапляються ситуації, коли шкіпер змушений залишити кермо. Іноді рульової просто засинає, втрачає свідомість, спускається в кубрик для перевірки курсу і позиційних характеристик човна. Головне правильно зафіксувати кермо, вибравши надійну позицію за допомогою тросів. При наявності автопілота проблем з управлінням не виникає. У такому положенні можна залишити кермо і без нагляду на певний час. Але якщо автопілот або фіксатор рульової системи погано функціонує або працює зі збоями, то управління знаходить безконтрольний характер і самостійно повернутися до потрібного курсу складніше. Високий ризик в цій колотнечі втратити хід. Але якщо штурвал вчасно не взяти під контроль, човен дасть задній хід, і подальші результати складно буде вгадати. Борт ввалиться і зробиться неконтрольованим, навіть повернувшись до вітру, що дме ззаду.
Настане хаос, з яким складно буде впоратися.
Іноді яхтсмени занадто покладають надії на правильну поведінку судна до вітру в ситуації, коли людина опиняється за бортом. Коли дме слабкий вітерець, навіть після приведення до вітру, не допоможе зупинити човен, і вона продовжить рух. Тоді вмілому плавцю практично стане недосяжна драбинка на борт транспорту. При шквалистих поривах човен ризикує зіткнутися з положенням, коли вітер фактично дме назустріч. Це положення називається левентік. Але відкритим залишиться питання про порятунок людини в рятувальній екіпіровці, що намагається вхопитися за трап.
Всі ці нюанси є побічним ефектом в прагненні судна вийти на привід. Це особливо помітно простежується, коли фрегат йде на високих швидкостях. Чому таке відбувається, легко пояснюється симбіозом сил, які впливають на конструкцію. Простіше кажучи, поведінка парусника продиктовано комбінацією аеро-, гідродинамічних сил, що впливають на фрегат.
Важливим показником є параметр ЦБС. Це точка (центр бічного опору), до якої прикладають результат вплив гідродинамічних сил і різниці тиску. Аналогом цієї позиції вважається ЦП, центр парусності, за яким оцінюють аеродинаміку. Як співвідносяться ці два параметри по відношенню один до одного? Ці характеристики демонструють початкове конструктивне положення яхти, показуючи взаємовплив моментів, якщо крену немає або він мінімальний при штилі. Більшість човнів тримає нейтральне кермо. Такий стан спеціально передбачено: якщо яхту привести до вітру, то при зростанні його швидкості, виросте і кут нахилу. Тоді судно складно привести до потрібного стану керма.
З цієї причини нейтральне кермо або легкий натяк на увал в штильовій погоді вважають нормальним явищем, що не вимагає активних дій.
Установка на привід
Бажання поставити фрегат на привід з’являється, коли вітрове навантаження збільшується, і судно крениться ще більше. ЦП в накрененому вітрильнику переміщається під вітер, ЦБС – на вітер. Відбувається модифікація паралелограма сил. Протиборчі сили не компенсують один одного. Рульовий зауважує явний крутний момент, що формує бажання човна прийти на привід до вітрової сили.
Випускники вітрильних шкіл прекрасно інформовані про цей нюанс, однак повне розуміння приходить лише з практикою. Як сказати простіше? Досить уявити сили, які надають тиск на вітрильник нижче КВЛ, уявити фактори які гальмують, сили, що витягають судно вперед. Наприклад, в точці ЦБС стоїть цвях, що гальмує рух яхти. В результаті тягове зусилля по відношенню до ЦП мотивує судно обернутися навколо цього гвоздика, направляючи ніс на вітер через обертовий момент і плеча важеля. На противагу цій силі виступає шкіпер, керуючий конструкцією, завдання якого встановити рульове перо в потік, що набігає. В результаті на підвітряній частині керма тиск зростає.
У підводній конструкції утворюється додаткова дільниця з високим тиском і опором, і тут ЦБС переноситься в кормову площину. Тоді приводящий момент знижується, і бригантина йде прямо. Таке явище неважко простежити на човні, що має короткий кіль. На вітрильниках з подовженим кілем складніше справлятися, приводячи кермо в поворотне положення через незручну форму в плані гідродинаміки рульового пера. Вона видає зменшену підйомну силу.
Хоча для яхт з довгим кілем розроблено особливу перевагу: корпусний ЦБС практично постійно перебуває ззаду ЦТ. Це сприяє потужному впливу кіля на яхтовий курс. У зв’язку з таким пристроєм довгокільові моделі прекрасно рухаються вперед і застосовуються на далеких рейсах.
Форма підводної частини човнів диктує свої правила. Вітрильники, мають S-образні шпангоути, надто звужені, загострені. У суперяхт, наділених U-подібною формою обводу, передбачені великомасштабні підпалубні простори. Особливо добре влаштовані ці обсяги в кормовій частині з розширеними транцями. У ряді моделей ширина човна на вертикальній арматурі, що зміцнює корму, прирівнюється до максимальної ширини судна (на міделі). Така схема розробки проекту підсилює комфорт, позитивно позначаючись на ходових властивостях.
Відсутність крену або мінімальне його значення для катамаранів – позитивна властивість на повних курсах, даючи можливість вийти на планування над водою (гліссірування) при невеликій водотоннажності яхти. Вітрила тоді розвивають нормальну силу тяги. Обводи з U-формою мають плоский і широкий формат, значно підвищуючи остійність форми.
Але на відміну від старомодних вітрильників на нинішніх конструкціях це підсилює привід при зростаючому крені. Стоячи без крену, судно видає діаметральну швидкість, збігається з симетрією її підводної поверхні. Агрегат, що йде, чи не накренився, направляється в сторону, куди рухається ніс. Якщо широкоформатна бригантина крениться, ватерлінії знаходять асиметричний вид. Одночасно спостерігається наступне: основна поверхня площі ватерлінії крену зміщується в корму в підвітряну область.
Вертикальна поздовжня площина в такому разі не порівнюється з віссю симетрії в підводної частини. Ця частина дивиться в бік вітру, при цьому курс яхти залишається сталим.
Подібна схема підсилює прагнення яхти призвести до вітру.
Паралельно спостерігається наступна картина. Раз моделі вітрильників останнього часу наділяються інженерами великими габаритами, то занурюючи в хвилі підвітряний борт, судно, що володіє кормою, притоплюється в меншій мірі в порівнянні з носом. Корма плаває на поверхні води, точніше трохи спливає. Такий стан сприяє до того, що перо біля керма виводиться з води, приводячи до ЦБС, який рухається вперед. Важіль приводящого моменту збільшує дію, вимагаючи перекладки рульового управління. В результаті зростає опір, і потік з рульового пера зривається, мінімізуючи продуктивність цієї деталі. З цим явищем боротися можна, додавши додаткове перо, що спостерігається в останніх версіях деяких вітрильних марок ( «Баварія» або «Beneteau»).
Напрошується висновок: курсова стійкість порадує яхтсменів на човнах з довгим кілем і продуманою його формою, знижуючи прагнення човна прийти до приводу на вітер. Це підтверджується неодноразовими тестами, проведеними дослідниками під час морських подорожей. Але за все доводиться платити, і доведеться терпіти зниження населеності катамаранів такого плану через вузькі корпуси з мінімальним об’ємом. Однак човни, які мають подібні форми корпусів, завдяки корекціям положення ЦБС і ЦП легко піддаються приведенню на вітер.
Функція керма
Кермо на такій яхті не грає роль пріоритетного критерію. З цієї причини у довгокільових зразків вітрильників виникає момент, коли курс судна не залежить від перекладки керма під вітер. Це може тільки стримувати швидкість.
Наскільки сильно залежить кут крену від аналогічного показника перекладки керма, при якому положенні привід до вітру вважається нормою або дисбалансом – ці теми хвилюють любителів парусного ходіння по морях. Однак ці характеристики визначаються конструктивними секретами проекту.
«Золотим правилом» виступає наступний алгоритм. Дме вітер з силою в 2-3 бали, тоді на гострих кутах потрібна перекладка керма під вітер в три градуси. Посилення вітру змушує розширити це значення до 6 градусів.
Збільшуючи кут зміни положення керма, яхтсмен автоматично змінює опір на рульовій вертикальній пластині, і ця сила змінюється з більшою швидкістю, ніж підйомна.
На катмаранах з важільним (румпельним) управлінням кут зміни положення керма без праці заміряється транспортиром. Потрібний сектор надалі можна відзначити на транці або палубі. При управлінні човном за допомогою штурвала вимірювання простіше виконати, звертаючись до квадранту, позначаючи необхідний діапазон на кермі наклейкою. Ці кроки доречні, якщо кермові пристрої не супроводжуються явними люфтами.
Ставлення центру парусності до ЦБС диктує поведінку судна і стійкість курсу.
Таке маркування доречно застосувати при дефіциті тиску на кермо і малого зворотного зв’язку для впевненого стабільного управління човном. Позитивним сигналом для шкіпера є тиск потоку, що приходить на рульову вертикальну пластину, що збільшує кут для того, щоб повернути перо. Навіть помітне коригування керма на збалансованому морському транспорті не зробить занадто великого тиску на рульовий механізм. Така схема роботи спостерігається в конструкціях з важким характером ходу і мінімальним передавальним відношенням. На багатьох гідравлічних системах теж немає зворотного зв’язку.
Вибираючи вищевказані кути перекладки, власник яхти дарує яхті можливість впевненого кроку і насолоджується комфортними відчуттями. При цьому кут крену дорівнює 20-30 градусам. Виконуючи занадто сильний привід з тенденцією на увал, шкіпер ризикує зіткнутися з неприємностями через незбалансованість агрегату. З цієї причини потрібно спробувати трохи підправити нахил щоглової конструкції. Якщо побільше нахилити щоглу назад момент, що призводить стане більше. Непогано допомагає корекція форми пера, площі керма. У такому положенні справ назад зміщується ЦБС, зменшуючи намір яхти прийти до приводу. Однак не варто забувати: сумарний опір теж зростає!
Площа вітрил
Найпростішим способом позбутися зайвого прагнення судна призвести до вітру вважається зменшення параметра кута нахилу. Для цього доведеться постаратися надати вітрила більш плоский вигляд. Досвідчені моряки знають допоміжну методику, що знижує надлишки крену: перенесення частини водотоннажності на вітер, наприклад, всієї команди човна. Якщо зазначені дії не мали належного результату, залишається єдиний продуктивний крок – зменшити площу вітрила за допомогою рифів, спеціальних пристосувань.
Але у кожної яхти свій характер і реакція на взяття вітрил рифами. У значної частини човнів при рифленні ЦБС переміщається на корму, трохи підвищуючи плече приводящого моменту. Це явище навело на думку, що на крейсерській яхті рифитися потрібно починати з грота, змінюючи передні вітрильні полотна. Пояснюється така необхідність більшої тягою, створюваною гротом. Згодом ЦБС зміщується вперед, знижуючи плече приводу. Правда, втрата крутизни ходу до вітру – явище неминуче. Хоча на комфортність плавання пройдений крок не впливає, навпаки, додає приємних емоцій.
Рифлення – не привід звертатися до досвіду завзятих гонщиків. Яхтсмени, які беруть участь в регатах, вибирають корекцію передніх вітрил ще по одній значущій причині: грот в регаті набитий «в дошку». Однак реально функціонувати буде лише третина грота. Цю картину за ефектом можна порівнювати з взяттям першого рифу на такому гроті. Крейсерські катамарани володіють випнутими боками і важкі, тому зайві «кілограми вітрил» прибрати не вдається. При цьому, чим більше вітрила бачили види, тим помітніше.
Стандартно екіпажі гоночних човнів мають справу з каретками гику-шкота, вміло позбавляючись від пориву з грота, на короткий час позбавляючи його вітрового навантаження. Для далекої ж подорожі розумному шкіперу не прийде думка звернутися до каретки.
Міняють передні вітрила на яхтах для регат не тільки через необхідність зменшення їх площі. Більшою мірою відіграє роль установка плоских полотен, від яких залежить зменшення кренного фактора. З огляду на оснащення крейсерських човнів генуєю, це практично завжди вигідний хід. Тільки найбільш дорогі моделі, випущені широко відомими верфями, мають можливість зменшити вітрило до майже плоского стану. Така розумна з технічної точки зору дія вимагає налаштувати правильно стаксель-шкоти. Якщо вже нічого не вийде, яхтсмен отримає вітрильну ганчірку у вигляді мішка, яка здатна створювати нормальну тягу. Наслідком подібних дій стане відхід ЦП в корму зі збільшенням приводящого моменту.
Подібне спостерігається через те, що точка розміщення ЦП визначається співвідношенням сили тяги і площ грота і стакселя.
Перехід човну з гострого на повний курс призводить до мінімізації крену. Гірко помиляється яхтсмен, який чекає тихого, спокійного плавання! Яхта йшла спокійним кроком, але після увалу наводиться на вітер, вимагаючи активації роботи за штурвалом.
Незважаючи на зниження величини приводящого моменту і крену, ЦП зміщується під вітер завдяки потравленим шкотам. До того ж вітрила на носі після потравліваня шкотів позбавляються форми і профілю, розкриваючи задню шкаторину. Компенсувати цей недолік можна, задіявши шкоти, контролюючи задню шкаторини. В результаті ЦП йде назад, піднімаючи важіль приводящого моменту.
У ситуації, що склалася на виручку приходить каніфас-блок, встановлений на релінги. Через нього проходять стаксель-шкоти. Але істина криється в рифленні і причому грота. Сумніви? Тоді краще рішення – прибрати його. Залишивши яхту під одним вітрилом, шкіперу доведеться спостерігати за ЦП, що йде вперед на максимальний відрізок, при цьому важіль приводящого моменту зменшується до граничної позначки.
Результат приємно здивує: плавання знайде комфортабельний характер. Геную слід повністю розгорнути.
Висновок очевидний: яхта прагне вийти на привід, і це стандартна ситуація. Поведінка такого плану свідчить в черговий раз про живу натуру човна, її швидкість, правильні налаштування. Хоча якщо прагнення не виправдовує очікування, воно занадто велике, то доводить до небезпечного напруженого стану. Гостям, які піднялися на борт для приємної прогулянки, при нахилі човна на 35 градусів бризки летітимуть в обличчя. Малоприємна прогуляночка, чи не так? Плавати доведеться поодинці. Навчившись справлятися з явною неприємністю, можна подарувати гарну порцію адреналіну та позитиву пасажирам.
Цікавий факт про крен
У шквалистий вітер яхту хилить набік, сильно, ведучи ЦП під вітер. Показник вже не розташовується на одній лінії з ЦБС, завдяки чому з’являється крутящий момент, що змушує човен носом зустрічати вітер. Для широкобоких яхт, наділених U-образними обводами, характерний дифферент на носову частину, що тільки подвоює кут між напрямком ходу човна і вітру.
S-образні обводи реагують на це адекватно. В комбінуванні з широкою кормою обводи конструюють ватерлінії у вигляді клина з вузьким передом і широким задом.
Підводна частина при нахилі змінює положення осі симетрії, перестаючи обіймати спільний з ДП простір. Формується приводящий момент. Наявність вузького корпусу дарує гармонію змоченої водою поверхні. Корпусні обводи в гідродинамічному плані створюють сприятливі умови. Поверхня, змочена водою, зміщена під вітер (не як у U-образних моделей), майже порівнюючи з призводящим моментом.
При значному нахилі прагнення яхти до приведення невиправдано, ризиковано, небезпечно і може вийти з-під контролю. Порада! Краще надати гроту більше плоского стану, аналогічні заходи варто вжити щодо генуї і знизити навантаження. До того ж, не завадить рифлення.