Моторные лодки, катера, яхты, проекты лодок для самостоятельной постройки, тюнинг мотолодок, лодочные моторы, надувные лодки, технические данные и описания мотолодок  


  Главная>>>   Яхтинг. Полное руководство>>> Как лодка идет под парусом. Остойчивость. Форма паруса

Яхтинг. Полное руководство.
Как лодка идет под парусом. Остойчивость. Форма паруса

Остойчивость

Одна из самых важных задач, решаемых при проектировании парусного судна, — обеспечение его остойчивости. Стоит ступить в маленький круизер, он тут же наклонится в ту сторону, куда вы наступили, поскольку центр тяжести переместится.

Как лодка идет под парусом. Остойчивость. Форма парусаВыталкивающая сила приложена в середине яхты, в точке, называемой центром плавучести (В), а сила тяжести (вес) действует в центре тяжести (G) и направлена вниз. Когда точка G находится прямо над точкой В, лодка пребывает в устойчивом положении, она не опрокидывается. Когда лодка наклоняется (кренится), например когда вы в нее ступаете, точки В и G уже не находятся на одной линии. Центр плавучести смещается вправо или влево относительно центра тяжести, и тогда лодка наклоняется в этом направлении. Однако, поскольку выталкивающая сила направлена вверх, а сила тяжести — вниз, вместе они создают поворачивающий рычаг, который стремится вернуть лодку в прежнее положение.

Эта сила известна как восстанавливающий момент, она противодействует крену и придает яхте остойчивость.

На остойчивость лодки одновременно влияют несколько сил
На остойчивость лодки одновременно влияют несколько сил: боковая сила ветра, оказывающая давление на паруса, и противостоящая ей сила давления воды на киль. На швертботе (как показано на рисунке) вес членов команды помогает справиться с креном; на килевых лодках используется вес балласта.

Хороший пример — яхта, идущая под парусом. Под давлением ветра на парус яхта кренится, точка В смещается в сторону от точки G, поэтому естественным стремлением для В и G является создание восстанавливающего момента, чтобы привести судно в исходное положение; это реакция остойчивой яхты.

Однако у восстанавливающего момента есть предел, и, когда точка G оказывается по другую сторону от точки В, восстанавливающий момент оказывается направленным в другую сторону и превращается в опрокидывающий момент, что заставляет лодку переворачиваться, так как она теряет свою первоначальную остойчивость. Чтобы этого избежать, нужно восстановить положение, при котором яхта находится в нормальном состоянии, — когда точка G находится прямо над точкой В. Для достижения этого есть два способа:

1. Уменьшить давление ветра на паруса обезветриванием. Это дает лодке возможность вернуться в нормальное положение и возвращает G в положение над В. Обычно это достигается ослаблением, или травлением, шкотов.

2. Использовать вес членов экипажа или балласта для увеличения восстанавливающего момента и противодействия крену. В плоскодонках в качестве балласта используется вес членов команды, они наклоняются в сторону высокого борта (или трапеции), чтобы вернуть судно в нормальное положение. На килевых яхтах используется вес балласта. Когда корпус кренится, киль поднимается, создавая сильный восстанавливающий момент, возвращающий яхту в нормальное положение.

Теоретически нормальное положение яхты является идеальным для хождения под парусом. На практике это не получается из-за того, что давление ветра вызывает ее крен, а без ветра в парусах она не будетдвигаться. Поэтому компромисс достигается использованием двух описанных выше методов для обеспечения безопасного наклона до точки, в которой судно проявляет свои наилучшие качества, и при этом не возникает опасности опрокидывания, а также угрозы безопасности экипажа.

Мастерство шкипера и экипажа, позволяющее им найти равновесие между плавучестью и гравитацией, определяет, насколько хорошо идет яхта при любых обстоятельствах.

Форма паруса

Нетрудно понять, как движется яхта при попутном ветре; давление ветра на паруса просто толкает ее вперед. Совсем другое дело при встречном ветре, в этом случае скорее проявляется тенденция двигаться назад, чем вперед. И все же парусные суда могут двигаться против ветра, хотя и не прямо.

Непосвященному трудно понять, как яхта может двигаться почти против ветра. Секрет — в форме парусов. В те времена, когда старинные парусники бороздили океаны, у них были, за редким исключением, прямые паруса, которые ловили ветер, толкавший их вперед; и, естественно, таким судам было трудно двигаться против ветра. Поэтому торговые маршруты, по которым они следовали, были разработаны так, чтобы большую часть пути ветер был попутным или почти попутным.

Многие прекрасные клиперы намеренно делали большие петли в океане в погоне за нужным попутным ветром. Один из основных маршрутов парусных судов в Южном полушарии пролегал от мыса Доброй Надежды через южные районы Тихого океана к Австралии и дальше — к знаменитому мысу Горн в Южной Америке. Суда шли, таким образом, все время на восток, используя попутные западные ветры, обычные в высоких южных широтах, и часто достигали скорости 16 или 17 узлов даже при малоэффективных прямых парусах. Для них было бы почти невозможно идти под парусом в противоположном направлении.

Эта диаграмма показывает, как мало парус сопротивляется напору ветра (А), пока он не закреплен шкотом (В), что разбивает поток воздуха и создает движущую силу
Эта диаграмма показывает, как мало парус сопротивляется напору ветра (А), пока он не закреплен шкотом (В), что разбивает поток воздуха и создает движущую силу.

Изобретение носового и кормового парусов, позволяющих судну продвигаться навстречу ветру, совершило революцию в парусном мореходстве. Хотя движение прямо против ветра осталось по-прежнему невозможным, такой тип паруса позволяет яхтам с высокими гоночными качествами идти под острым углом к направлению ветра и таким образом продвигаться навстречу ветру.

Идя под острым углом к ветру сначала одним бортом, а затем другим, яхта может достичь нужной точки, которая находится прямо против ветра — эта техника называется сменой галса или лавировкой.

Насколько острый угол для движения против ветра может выбирать экипаж, зависит в основном от ее проекта и кроя парусов.

Так как парус имеет форму крыла самолета, воздух движется быстрее с наружной стороны изгиба, создавая водоворот, толкающий лодку вперед
Так как парус имеет форму крыла самолета, воздух движется быстрее с наружной стороны изгиба, создавая водоворот, толкающий лодку вперед.

Мастерство изготовителя парусов высоко ценится и во многом определяется остротой этого угла; этот показатель называется лавировочным углом. Крейсерские яхты с парусами среднего кроя могут идти под углом меньше 45° к ветру, а яхты с высокими гоночными качествами, такие, как огромные яхты, участвующие в соревнованиях за Кубок Америки, с точно скроенными (и очень дорогими) парусами, могут двигаться под гораздо более острым углом к ветру.

Чтобы понять, как парус преобразует энергию ветра и тянет лодку вперед, мы должны сначала рассмотреть форму паруса, а также траекторию обтекания его ветром. Большинство носовых и кормовых парусов кроятся и шьются так, чтобы они имели форму, напоминающую аэродинамическую поверхность крыла самолета, — действительно, парус во многом работает по тому же принципу, что и крыло. Главное различие между ними состоит в том, что крыло крепится горизонтально и получает подъемную силу из обтекающего воздуха, а парус крепится вертикально и получает из воздуха силу, толкающую вперед.

Если бы парус был плоским и равномерно рассекал воздух, тогда не происходило бы и движения вперед, потому что воздух обтекал бы его одинаково со всех сторон. Но поскольку ему придается аэродинамическая форма, воздух с наружной стороны изгиба движется быстрее, чем с внутренней стороны. Более быстрый поток воздуха с наружной стороны создает эффект водоворота, который стремится «всосать» изгиб. В случае с крылом самолета это всасывание тянет крыло (и поэтому весь самолет) вверх. В случае с яхтой оно тянет парус (и судно) вперед.

(Чтобы лучше понять это, представьте себе строй солдат, поворачивающих за угол здания. Солдат, находящийся в ближайшей к углу точке, практически остается на месте, едва движется, в то время как солдат в самом дальнем ряду должен почти бежать, чтобы сохранить строй.)

Чтобы ускорить воздушный поток с наружной стороны изгиба и увеличить эффект водоворота, чаще всего используется перекрывающий парус, создающий «щелевой эффект» между парусами. Наиболее распространенный вид оснастки на современных парусных судах — носовой парус, или стаксель, перекрывающий грот так, чтобы образовалась щель.

вернуться в раздел

Поделитесь этой страницей в соц. сетях или добавьте в закладки:

добавить страницу в избранное

Разделы сайта:
Мотолодки, катера, яхты
Мотолодки, катера, яхты. Разное, советы...
Обзор моделей лодок, катеров, яхт
Описания гребных, парусных, моторных лодок, катеров и яхт.
Проекты лодок для самостоятельной постройки
Чертежи и проекты катеров, лодок, яхт.
Тюнинг мотолодок
Тюнинг, доработка серийных лодок.
Лодочные моторы
Отечественные и зарубежные лодочные моторы.
Надувные лодки
Обзор моделей, ремонт, хранение, обслуживание.
Рыбалка
Все о рыбалке, рыбаках и рыбах.
Подводная охота
Любителям подводной охоты.
Уровень воды в реках
Уровень воды в реках РФ. Список гидропостов.
Географические карты
Вся территория бывшего СССР.

поиск по сайту
примеры запросов: проекты катеров, чертежи яхт

Подпишитесь на рассылки:
Новости сайта vodnyimir.ru
Проекты катеров, лодок, яхт для самостоятельной постройки



Rambler's Top100
Рейтинг - яхты и катера
Все права защищены. Копирование материалов сайта vodnyimir.ru запрещено. Все случаи нарушения будут преследоваться согласно закону об авторских правах. Предложения и пожелания отправляйте на admin@vodnyimir.ru. Размещение рекламы на сайте