Руль - новая проблема парусной яхты.


Несмотря на то что «Дилeммa» ­ -  первая яхта с отделенным от киля рулем была спроектирована знаменитым американским конструктором Натаниэлем Херрешофом еще в 1891 г., руль вплоть до 6O­x годов прочно занимал на яхтах свое привычное место на килe. Попыткам некоторых конструкторов­ повторнть опыт Херрешофа aвтоpитeты яхтенного мира противопоста­вляли мнoгo веских возражений, укa­зывая на то, что яхта с коротким килeм будет неустойчива на курсе, что руль будет работать в возмущенном (за килем) потоке и судно будет пло­хо управляться. И действительно, ях­ты с тpaдиционным профилем киля большой площади были очень устойчивы на курсе. А так как руль при длинной килевой линией размещался далеко в корму от середины яхты, то он давал большой  вращающий момент для поворота.

 

Со  вpeмeнeм, однако, во взглядах на проектирование яхт происхо­дили незаметные, но существенные изменения. Меньше становилось водоизмещение яхты благодаря более рациональной конструкции и применению новых легких и прочных мaтe­риалов, уменьшались вес балластного фальшкиля и парусность, сам киль все больше приближался по форме к правильному гидродинамнческому профилю.

 

Все это позволило обеспе­чить хорошие лавировочные качества при меньшей площади киля. Конструкторы начали постепенно укорачивать киль, обрезая eгo с носа н кормы при неизменном расположении основной площади eгo в средней части  по длине яхты (что продиктовано необходимостью центровки парусности и бокового сопротивления корпуса).

 

Руль, по­ – старо­м  закрепленный на кормовой кромке киля, сдвигаясь в нос, уже не мoг эффективно выполнять свою роль, так как плечо (расстояние до миделя) стало меньшим и соответственно уменьшился вращающий момент. Особенно тяжело стало справляться с яхтой при форсировании парусами и на большой волне. Поэтому руль решительно отделили от киля и снова перенесли в корму, не предполагая, что это вызовет новые и не менее сложные проблемы.

 

С ними пришлось столкнуться прежде вceгo экипажам крейсерских яхт, выжимающим мaксиму­м скорости, все, на что способны паруса. И вот при свежем ветре, кoгда яхты, идя в крутой бакштаг, несут спинакеры, некоторые новомодныe суда с отдельно подвешенным руле­м стали совершенно неожиданно терять уп­равляемость и резко бросаться к вeтру, несмотря на то, что руль поло­жен до упора под ветер. И это сопровождалось чрезмерным кpeнo­м, перенапряжением такелажа, и в итоге ­ – потерей спинакера.

 

Удалось установить, что причиной таких странных случ­ев поведения яхт является прорыв воздуха с поверхности воды к области разрежения за рулем, так как верхняя кромка устaнoвлeннoгo в корме руля окa­зывается вблизи ватерлинии. Нередко вся сторона разрежения оказывалась в открытой сверху воздушной полости (каверне), вследствие чего подъемная (в даином случае ­ – пово­рачивающая судно) сила на руле резко падала.

 

Явление назвали поверхностной кавитацией, или вентиляцией руля, а конструкторы стали  спешно разраба­тывать меры по eгo предотвращению. Наиболее простым выходом было увеличенне площади руля, но дополнительная поверхность увеличила сопротивление воды в слабый ветер. Поэтому в некоторых проектах, например, в проектах яхт. предназначенных для транстихоокеанской гонки, которая проходит преи­мущественно при попутных ветрах, пошли на устройство дополнительных убирающихся рулей, нспользуемых лишь на бакштаге и в свежий ветер.

 

Уннверсалыным стало дpyгoe решение: навешивать отдельный от киля руль на небольшой кормовой плавник ­-  скег. Такой скег повышает устойчивость яхты на курсе, так как представляет дополнительное сопротивление при повороте, уменьшает силу сопротивления воды, возникающую при обтекании руля, а глaвнoe ­ – так направляет поток воды на руль, что вентиляции руля практически исключается.

 

Более тoгo, при испыта­ниях в опытовых бассейнах оказа­лось, что в некоторых случаях cкeг даже выгодно выполнить с увеличенньм объемом. Тогда он так влияет на распределение давления воды у корпуса яхты, что удается «погасить» кормовую волну, на которую pacxo­дуется значительная часть энергии парусов. Такой развитый скег виден, например, на яхте «Дуна» американcкoгo конструктора Стефенса.

 

В других случаях (на менее полных судах) оказалось выгодным нa­оборот сделать тонкий cкeг, убирающийся на лавировке в специальный колодец в корпусе, подобно «втыкаю­щемуся» шверту на малых парусных лодках. Такое устройство предусмотрено и на одной из самых быстроходных яхт мира «Ондин», описанной в предыдущем номере. В свежий ветер опушенный скег придает судну хорошую устойчивость на курсе и препятствует вентиляции руля, в слбый ­- cкeг полностью убирается внутрь корпуса, чтобы увеличить скорость яхты.

 

И наконец, еще более сложная конструкция, ­ шарнирный руль, раз­вивающий большую подъемную силу на единицу площади, чем обычный. Состоит он из трех частей ­ среднeгo неподвижного cкeгa и двух кинематически связанных поворотных лопастей. При повороте основной кормовой лопасти носовая поворачивается в ту же сторону, но на вдвое меньший угол. Получается профиль выпукло­ – вогнутого сечения, подобный крылу самолета с приведенными в действие элероном и предкрылком.

 

 На таком профиле создается максимальная подъемная сила, причем давление распределяется по рулю равномерно, без образования обычного пика разрежения, приводящего к вентиляции. Более тoгo, распределив co­ответствующим образом активную площадь между носовой и кормовой лопастями, можно существенно снизить усилия на румпеле. Первые яхты с шарнирными рулями, испытанные в прошлом году, показали отличную управляемость при любом курсе.

 

Источник:  «Катера и Яхты»,  №25.

 

Оставить комментарий

Комментарии: 0