Варианты рулевого комплекса многокорпусной яхты.


Рулевое устройство парусной яхты, как и любого другого судна, —  одно из наиболее ответственных и высоконагруженных узлов, которое, к тому же, должно соответствовать условиям эксплуатации. Поднимающиеся рули, в сущности, необходимы на пляжных лодках, лодках, которые можно вытаскивать по слипу или на трейлер. Желательны они и на больших многокорпусных (многомерных) яхтах, которые также вытаскивают на берег, главным образом когда руль не за щищен плавником.

 

В недалеком прошлом это решалось с помощью рулевой коробки, висящей на транце. Такое решение приемлемо для небольших лодок, а вот для сохранения высоких качеств трейлерных лодок и особенно для высокоскоростных многокорпусников (многомерников) подобная система за транцем создает сложности обеспечения их устойчивого равновесного движения изза засасывания воздуха при пересечения пером руля водной поверхности (вентиляции руля). Это же становится и частой причиной поломок.

 

Кроме того, изза излишнего веса коробки на транце возникает дифферентующий момент на корму, поэтому такая система требует очень тщательной конструкторской проработки и точного изготовления, чтобы она стала безотказной в работе. Более эффективной показала себя рулевая система, уже в течение многих лет испытанная на катамаране “Бумеранг” и тримаране “Золотая рыбка” (рис. 1, ав).

 

К числу явных преимуществ подобной схемы относятся следующие:

 

— отсутствие лишнего веса за кормой;

 

— отсутствие вентиляции пера руля, что увеличивает эффективность рабочей поверхности и уменьшает гидродинамическое сопротивление рулевой системы;

 

— возможность уменьшения площади пера руля на 20–25%, поскольку повышается эффективность его работы;

 

— уменьшение числа меньше металлических деталей, требующих тщательной обработки. Фактически к таким деталям относится только головка руля, поскольку баллер и “нервюры” пера обрабатываются на месте перед формовкой;

 

— снижение веса собственно конструкции, основную ее часть составляет сам баллер.

 

Рулевая система такой схемы хороша еще и тем, что ее легко демонтировать для мытья, зимнего хранения или перевозки, после чего столь же легко поставить на место. Как видно из приводимых иллюстрациий, данный узел довольно просто пристроить к уже готовому многокорпусному судну и — с большой долей вероятности — улучшить его эксплуатационные характеристики.

 

Недостатками же подобной схемы следует считать:

 

— выступающий из днища “качающийся скег” (более краткое название автору придумать не удалось). Хотя, с одной стороны, на ходу он способствует удержанию лодки на курсе, не ухудшая управляемости, но, с другой, — при повороте оказывает сопротивление боковому движению кормы от действия руля. Это выражается в лишних секундах, затрачиваемых на поворот. Здесь следует помнить, что многокорпусные лодки исключительно легкие, и высокие скорости они достигают именно благодаря подобным “мелочам”;

 

— открытый в поднятом положении руль, представляющий собой на мелководье или у причала объект, за который купальщикам хочется ухватиться рукой. А поскольку перо со скегом висит на оси, то при этом плечо изгибающего момента, вызванного весом купальщика, составит около метра, что может привести к повреждению данного узла.

 

Модификацией описанной выше системы является “плавучий рулевой блок” (рис. 2, а, б). В зависимости от архитектуры лодки, конструкции ее кормовой части и собственно назначения многокорпусника этот блок может иметь разные конструктивные исполнения, например, как на описанном в “КиЯ” № 173 катамаране “Новара44г” (рис. 2, в).

 

Следующим шагом в развитии рулевых систем многокорпусников является руль, показанный на рис. 3. Здесь откидывающийся блок напоминает предыдущий вариант, но баллер как таковой в данном случае отсутствует вовсе. Его роль выполняет вращающийся “колодец пера” в виде цилиндра (рис. 3, а). Возможен и вариант, при котором этот цилиндр может быть изготовлен воедино с пером руля (рис. 3, б).

 

В варианте, показанном на рис. 3, а, перо руля представит собой некое подобие “кинжального шверта”, а все остальное будет аналогично ранее описанной модификации. Конструкция этого руля может быть выполнена поразному. Главное для его будущего строителя — это постараться обеспечить минимальные зазоры между качающимся блоком и корпусом, а так же между вращающимся  цилиндром и блоком.

 

Автор не видит смысла предлагать сейчас готовое решение данного узла, так как каждый строитель всегда ищет собственные пути облегчения конструкции, упрощения ее изготовления, уменьшения стоимости и увеличения надежности. Например, поворотное устройство качающегося блока можно выполнить и с помощью петли, расположенной на палубе, и в виде цапфы из пенопласта и стеклопластика.

 

Какими же достоинствами обладает этот вариант рулевого механизма?

 

1. Становится возможным регулировать площадь пера руля на ходу, так как на больших скоростях для управляемости на курсе рабочая площадь руля может быть значительно уменьшена, что приведет к сокращению лобового сопротивления пера до 80%.

 

2. Эффективность рулевой системы должна увеличиваться из за отсутствия щели между “скегом” и пером или между корпусом и пером. Эта щель создает индуктивное гидродинамическое сопротивление из за перетекания воды.

 

3. Конструктивно выдвижное устройство может находиться ниже палубы и управляться вручную гидравлической и тросовой системами.

 

4. При правильно подобранных усилиях в стопорах трения возможно (во избежание серьезных поломок) откидывание всей рулевой системы при ударах о подводные препятствия — даже если руль в момент удара был повернут.

 

5. Перо руля всегда несложно вынуть для профилактического осмотра и ремонта, а также на стоянке у причала или на мелководье. Механизм легко демонтируется при проведении текущего ремонта или для зимнего хранения, а само перо можно заменить даже на ходу яхты. Интересно, что этот вариант “подднищевого” руля может быть смонтирован и на уже существующих судах — правда, для этого следует трансформировать их кормовые обводы.

 

К недостаткам подобной конструкции необходимо отнести:

 

— необходимость наличия плоской части днища корпуса в корме, так как в противном случае при повороте руля будут образовываться выступы и впадины, увеличивающие сопротивление формы;

 

— ограничение (изза сложности обеспечения плоской части днища значительной ширины) диаметра “плавникового” цилиндра и, следовательно, максимальной хорды пера руля и, соответственно, его площади. Поскольку при определенном удлинении пера будет уменьшаться его относительная толщина, встает вопрос об обеспечении его прочности.

 

Есть и другие конструктивные ограничения, что требует тщательной проработки. Например, несовпадения центра вращения пера и динамического центра давления. Плечо будет составлять примерно 12 – 30% хорды пера, в результате чего при больших скоростях могут возникать значительные моменты на румпеле.

 

Тем не менее эта оригинальная и удобная для использования  модификация рулевого устройства может оказаться очень полезной, особенно на многокорпусных судах, продолжительное время эксплуатирующихся на мелководных акваториях. Как уже было сказано выше, заглубление пера руля у такого устройства может быть уменьшено прямо на ходу яхты.

 

Предлагаемые варианты возможной модернизации рулевого устройства уже готового многокорпусного судна, однако, не дадут заметного эффекта, если само судно тяжелое, с некачественной поверхностью подводной части корпусов и другими недостатками, заложенными на начальном этапе проектирования или появившимися в процессе его постройки.

 

Герман Адрианов.

 

Источник:   «Катера и Яхты»,  №185.

 

 

Оставить комментарий

Комментарии: 0