Критерий оценки остойчивости яхты.

Остойчивость является важнейшим качеством яхты, от котоpoгo зависит как безопасность плавания, так и скорость хода. При крене 15 – 20° и выше сопротивление воды у большинства яхт заметно возрастает. Это объясняется неблагоприятным изменением формы погруженной в воду части корпуса и уменьшением эффективного относитeльнoгo удлинения плавника, что приводит к увеличению дрейфа и росту индуктивного сопротивления на острых курсах. Некоторое повышение скорости при появлении крена можно получить  только на таких яхтах, у которых при крене резко уменьшаются ширина ватерлинии и смоченная поверхность (например, на швертботах американского класса «Скоу» [1], строившихся до войны на Волге  «лаптях» И т. п.).

 

 

Однако  снижение скорости при крене в основном зависит даже не столько от увеличения сопротивления сколько от уменьшения тяги парусного вооружения. Сила тяги парусного вооружения  FX и кренящая сила Fyz (рис. 1) могут быть определены по формулам:

Коэффицненты силы тяги  Кx,  и кренящей силы  Kyz  при ходе в крутой бейдевинд впервые были определены американским профессором К. Дэвидсоном [2] на основании серии натурных и модельных испытаний яхты «Джимкрак», вооруженной  бермудским шлюпом с жесткой мачтoй и обычными (несинтетическими) парусами. Эти коэффициенты (тал.1. 1) за границей широко используются для различного рода расчетов.

При проектировании необходимо стремиться к оптимальному соответственно парусного вооружения и остойчивости. Oбеспечение чрезмерной остойчивости яхты излишним увеличением ширины ее корпуса и веса фальшкиля приводит к увеличению сопротивления и снижению скорости.  Недостаточная остойчивость даже при незначительном  усилении ветра приведет к появлению сильного крена и опять – таки снижению скорости.

Кроме того, яхта с недостаточной остойчивостью, естественно, будет вынуждена paньше уменьшать площадь парусов – рифиться, чем яхты с нормальной остойчивостью.

Приближенно оценить способность яхты  нести парyca можно по безразмерному соотношению  SОб / V3/4,  где  V – объемное  водоизмещение яхты, м3;  Sоб –  обмерная площадь парусности, м2.

Среднестатистические значения этого соотношения показаны на гpaфике  (рис. 2). Более точную оценку соответствия остойчивости яхты ее парусному вооружению можно произвести по yглам  крена, приобретаемым   яхтой при заданном давлении ветра на паруса или при заданной скорости ветра. Для получения тaкoгo рода данных автором были выполнены расчеты остойчивости ряда разнотипных яхт.

В приводимую табл. 2  сведены значения критериев:

  1. Угол крена при давлении на паруса, равном  1кг / м2. и положении парусов в ДП, определенный по формуле:

де  lкр –  плечо кренящего момента,  принимаемое  равным вертикальному расстоянию от геометрического центра парусности до вaтеpлинии плюс 0.42 осадки, м;

S –  фактическая площадь лавировочных парусов, м2;

D –  весовое водоизмещение яхты, т;

h0  -   начальная поперечная метацентрическая высота, м.

Недостаток этого критерия, основанногo на метацентрической формулe, заключается в том, что он не учитывает остойчивости яхты на больших углax крена:

2. Статические углы крена при скорости вымпельного ветра 6,  9,  и 12 м/сек. на  курсе крутой бейдевинд,  полученные по точкам пересечения кривых восстанавливающих и кренящих моментов.

Диаграммы  статической остойчивости строились в предположении, что скорость, яхты не влияет на ее остойчивость, но с учетом откренивающего  действия экипажа. Предполагалось, что весь экипаж гоночных яхт и половина экипажа крейсерско – гоночных яхт располагается на кромке наветренногo борта. Таким образом восстанавливающий момент pacсматривался как алгебраичская суммa моментов остойчивости формы, веса и дополнительного момента от перемещения экипажа, т. е.

Кренящая сила определялась по вышеприведенной формуле.  Плечо кренящего момента принимапось тaкнм же, как н при расчете первого критерия.

В качестве примера на рис, 3 показано определение yглa крена для яхты Л6.

Из приведенных в табл. 2 данных видrно, что углы крена при равных условиях уменьшаются с увеличением размеров яхт. Довольно большие углы крена   «Звездника» и «Teмпеста» объясняются условностью расчета. Если учесть уменьшение «пузатости» парусов этих яхт при усилении ветра вследствие гибкости мачт, а также практикуемое в гонкax увеличение плеча открснивающего момента за счет перемещения экипажа за нaвeтpeнный борт, то yглы крена таких яхт будут ближе к средним значениям. Для оценки остойчивости можно использовать гpафик (рис. 4), построенный на основе данных таблицы.

П. С. Якшаров.

Источник:  «Катера и яхты»,  №36.

Литература.

1.Мархай Ч. , Теория плавания под парусами, «Физкультура и спорт», 1970г.

 

2. Dаvidsоn KSM, Some Ехреrimепtаl studies of the Sailing Yacht, SNAME, vol, 44, 1936.

Оставить комментарий

Комментарии: 0