Основные системы подруливающих устройств для парусной яхты..


Ha  пpaвильно  «сцeнтpовaнной» совpeмeнной  яхте  цeнтp пapycнocти cмeщeн нa 3 — 12%  длины по КВЛ в  нос относитeльно цeнтpa бокового coпpотивлeния.   Taкoe cмeщeниe нeобxoдимо для  тoгo, чтобы компeнсиpовaть  стpeмлeниe яхты пpиводиться   к вeтpy пpи кpeнe: гopизонтaльный  момeнт, обpaзyeмый силой coпpотивлeния  дpeйфy и  дaвлeниeм вeтpa нa пapyca, 6yдeт  ypaвнoвeшивaть  момeнт, возникающий из-зa тoгo, что  пpи кpeнe силa тяги пapycoв  Fд выходит  из ДП яхты. Oднaко тaкoe paвновeсиe нeycтoйчиво и дaжe пpи случайном умeньшeнии   кpeнa из — зa любого измeнeния  силы вeтpa или eго нaпpaвлeния   нapyшaeтcя, что  приводит  к уходy яхты с кypca.

Haиболee нeпpиятный  куpc — фopдeвинд, когда  pулeвому ocобeнно трудно удepжaть  яхту от pыскaнья:  пoпутнaя   волнa поднимaeт корму и стpeмится   paзвepнуть  яхту лaгом. Пpи yстойчивом 6eйдeвинде зaчaстую  yдaeтся   нaстpоить пapyca так, что  яхтa возвpaщaeтся   нa  пpaвильный куpс относительно  вeтpa дaжe пpи случaйных  отклонeниях  нa 5 — 10°, но и пpи тaкой  нaстpойкe  в конце  концов  cлучaйнaя   волнa или пopыв  вeтpa  обычно  всe – тaки  cбивaют  яхтy.

 

(Kcтaти  говopя  , тaкaя  нaстpойкa  пapycoв — обычно нe нaилучший  вapиaнт  с  точки зpeния   достижения   нaибольшeй скоpости.)

Для  пpодолжитeльнoгo плaвaния  пoпутными  кypcaми,  нaпpимep, пpи свeжих  pовных  пaccaтных  вeтpax  (пользyясь  котоpыми   можно  вoобщe обойти  полoвину зeмного  шapa  бeз  eдиной  смeны  кypca), дaвно  ужe извeстно и yпoтpeбляeтся   вoopyжeниe, cocтoящee  из  постaвлeнных нa двойном штaгe бaбочкой двух  стaксeлeй, шкоты которых закpeплeны  нa pумпeлe.

 

Шкотовыe yглы пapусов вытpaвлeны впepeд, зa линию  штaгa, тaк, что  пpи выбeгaнии  нa вeтep пpoeкция   плoщaди  нaвeтpeнного  стaксeля   увeличивaeтся, eго тягa возpaстaeт,  пo cpaвнeнию  с  тягой подвeтpeннoгo, и своим  шкотом  нaвeтpeнный пapyc  отклоняет  руль  вплоть,  до возвpaщeния яхты нa куpc и выpaвнивния   дaвлeний  нa оба  пapyca.  Шкоты мoгут  быть зaложeны и  нe зa пoпepeчину  pумпeля, a пpосто  нa коpмовых  yглax пaлy6ы,  как   покaзaно  нa пpиводимом  эскизе.

 

Ha более остpых  кypcax  иногдa иcпoльзyются  дpyгиe вapиaнты. Haпpимep, подвeтpeнный  шкот  стaксeля  пpоводится   нa нaвeтpeнную  сторону  румпeля  и  зaкpeпляeтся   нa нeм, пpичeм  тяга  шкота  ypaвнoвeшивается  эластичным стопором, оттягивающим румпель в подветренную сторону. Усиливающееся с ycилением  вeтpa cтpeмлениe яхты пpивoдится компeнcиpуeтcя  отклонeниeм pyля под дeйствыем cooтвeтcтвующeгo увеличeния  тяги стaкceля. Oднaко этa системa тpeбyeт  дoвoльнo тонкой нaстpойки  и, конечно, нeпpигoднa нa лaвиpoвкe.

 

Горaздо удобнee вapиaнт  с тaк нaзывaeмым  бpaйновским  квaдpaтом  нa гoлoвe  бaллepа  pyля. Устpойство  состоит  из тpexpoгoгo pумпеля (квaдpaнтa), котоpый под дeйcтвиeм элaстичного cтoпa стpeмится зaнять нeйтpaльнoe положeниe в ДП. Этому мeшaeт  тягa гика — шкотаa, котоpый зaклaдывaeтся кapaбином зa одно из отверстий поперечины  румпеля; тяга гика – шкота  стpeмится yвaлить  яхту  тeм большеe, чeм сильнee вeтeр, Cтpeмлeниe yвaливaться  можно peгyлировать, изменяя  плечо  тяги шкотa.

 

Пpи пepeмeнe гaлca дocтaточно зacтeгнуть нa квaдpaнт  кapaбина  дpyгoгo «хвостa»  коренного концаa  гикa – шкота. Кстати  говоря, тaкaя систeмa хopошо зapeкoмeндoвaлa ceбя  пpи зaпycкe caмоходных модeлeй яхт. Все эти сравнительно простые  системы стоят того, чтобы попробовать их, плавая  с малочисленным экипажем. 

 

Однако развитие одиночных плаваний  привело  за  последние годы к разработке более эффективных специальных подруливающих  «автоматов», выправляющих  курс яхты относительно ветра  после  любых отклонений  (такие автоматы по – английски  называются  «рулевыми флюгерами»  — steering yane). Кинематически схема наиболее распространенной системы подруливающего «автомата»  представляет собой  два рычага, связанных поводком, катающимся в прорези. 

 

Один рычаг  укреплен на головке баллера руля.  Другой вращается  с флюгером, при чем может быть неподвижно связан с ним под определенным углом.  Принцип работы схемы со встречными рычагами рассмотрен в статье В. В. Чайкина.  Ниже приводится лишь описание  одной из английских конструкций, в которой  использована эта схема.

 

Вспомогательный руль подвешивается на транце, а подвижная система флюгера закреплена на легкой трубчатой раме 1, выстреленной за корму.  Ахтерштаг выполняется раздвоенным,  чтобы флюгер не задевал за него.

 

Перо руля  2,  продолжено вверх до уровея палубы и снабжено парой гетинаксовых щек  3,  которые служат направляющими для пальца  4, поводка  5 флюгера. Поскольку в большинстве случаев транец  неклонен, приходится скашивать  и внутренние плоскости этих щек, чтобы палец не заклинивало при положенном на борт пере.   Поводок  5  жестко соединяется с нижним фланцем  6  вращающейся вертикальной трубы  7 , несущей  собственно флюгер  8.

 

Труба  7  надета на  неподвижную ось  9  (диаметром  15 -16 мм), с напрессованными на нее бронзовыми втулками – подшипниками  скольжения  10.  Ось крепится гайкой  11 на площадке рамы -  выстрела  1,  а гайки  12 и шайба на верхнем конце оси предотвращают  смещение подвижных частей  вверх. Вес всей системы воспринимается упорным подшипником  13,  закрытым  от бризг колпачком  14, набиваемым   консистентной смазкой.

 

В  кормовой части поводка просверлены 12 – 20 отверстий, равномерно расположенных по окружности вкруг оси. Во фланце 6  трубы  флюгера  есть  3  отверстия,  шаг  которых  на  20 – 30№  отличается от шага  отверстий поводка.  Это дает возможность утроить число  возможных фиксированных положений поводка относительно флюгера.  Соединение осуществляется чекой  15.

 

Противовес 16 изготовляется иногда из жестяной банки залитой свинцом.  Положение груза на стержне подбирается при настройке  подруливающего устройства  и фиксируется гайками.  Для увеличения жесткости пластину  флюгера и конец стержня противовеса полезно связать проволочной струной  17.

 

Настройку лучше всего  производить при ветре – 2 – 3 балла  на курсе, близком к галфвинду.  Может оказаться, что полезно противовес расположить  так, чтобы он даже слегка перевешивал пластину  флюгера; это поможет  компенсировать  повышенное стремление яхты  приводиться  при больших кренах  на острых курсах.  На свежих  ветрах полезно подветренную оттяжку румпеля  основного руля делать эластичной (например, из резинового шнура экспандера.

 

Поскольку вспомогательный руль для уменьшения поворотного момента чаще всего делают балансирным , для регулировки полезно иметь три сменные  насадки  на переднюю кромку пера руля.  Смена насадок должна давать возможность изменять площадь балансирной части пера руля, делая  ее равной , например  5%, 12%, 20%  общей площади руля.

 

Соответственно в поводке надо предусмотреть  насколько отверстий для установки пальца  с  тем ,  чтобы иметь возможность  менять соотношение плеч поводкового соединения.  Среднее значение плеча поводка составляет  125 мм при вдвое меньшем значении плеча руля  (12% площадь пера руля  расположено  впереди оси вращения).

 

На попутных ветрах все подруливающие «автоматы» работают плохо.  Ведь как раз тогда, когда требуется особенно активная работа рулем  -  на  фордевинде  давление ветра на флюгер обычно в 9  -  10  раз меньше,  чем на бейдевинде. Следует помнить,  что и при использовании  подруливающего «автомата»  яхта не будет двигаться по идеальной прямой,  однако «автомат» поддерживает курс лучше ,  чем рулевой средней квалификации.

 

Необходимо иметь в виду взаимодействие главного и вспомогательного рулей.  Если попытаться увалить яхту действием главного руля, подруливающее устройство будет препятствовать этому и рулевому будет  казаться ,  что яхта получила черезвычайно сильное стремление  приводиться  (об этой особенности не следует забывать в случаях экстренной  необходимости изменить курс).  Для уменьшения этого эффекта можно установить между щечками 3  вспомогательного  руля болт,  ограничивающий ход пальца поводка, а  следовательно, и поворот руля;  полностью уже устранить этот эффект можно только отсоединением поводка.

 

Ясно , что под действием,  ветра всегда сначала  поворачивается только флюгер,  воздействуя на привод   руля;  а  яхта  некоторое  время  идет по старому курсу.  Нетрудно сообразить,  что во время этого  рабочего хода флюгера  сила давления ветра на  него будет падать, так как угол атаки   по мере разворота флюгера в нейтральное положение будет уменьшатся.

 

Следствием этого является малая чувствительность  рассмотренных систем  с    флюгером,  вращающимся относительно вертикальной оси. Этот недостаток меньше  сказывается в системах в которых флюгер работает подобно крылу ветряной мельницы, т. е. ось его вращения горизонтальна.  Рассмотрим устройство одной  из  таких  систем.

 

На  горизонтальном барабане 1  установлен кронштейн 2 , несущий вращающийся горизонтальный вал  3  со шкивом  4  и пером флюгера  5  ( симметричный   обтекаемый профиль),  жестко ориентированным в плоскости вала  3. Флюгер снабжен противовесом  6,  стремящемся удержать его вертикально. Поворачивая барабан за тросовые тяги 7, разворачивают систему так чтобы вертикально расположенный флюгер установился вдоль потока  вымпельного ветра.

 

  В этой позиции , флюгер,  естественно, не создает никакой подъемной силы. Если теперь яхта  уйдет с заданного курса, обтекание флюгера уже не будет симметричным и под действием косого потока он начнет поворачиваться  вправо или влево  вокруг горизонтального вала  3 поворачивая (через шкив  4 и систему штуртросов  8) перо основного руля.

 

Очевидно,  что во время рабочего хода,  пока яхта не вернулась  на первоначальный  курс  флюгер будет совершать  вращение с примерно постоянным углом атаки,  т. е. без снижения   рабочего усилия передаваемого на руль. Как правило, в таких системах применяется понижающая передача,  дающая выигрыш в силе, т. е. позволяющая уменьшить площадь флюгера благодаря увеличению рабочего хода.

 

Есть  и  другой способ увеличения управляющего усилия , когда для  отклонения незакрепленного навесного транцевого руля  используется гидромеханическая подъемная сила, возникающая на балансирном вспомогательном руле.  Флюгер и вспомогательный руль сидят на одном и том же  штоке – баллере причем положение флюгера относительно штока фиксируется  стопорным винтом.  При отклонении яхты  от курса флюгер поворачивает перо  вспомогательного руля,  набегающий поток создает на пере подъемную силу,  которая передается на основной руль и будет поворачивать  его.

 

Удачной комбинацией  двух последних схем  является система, опубликованная  известным английским яхтсменом и конструктором  Колином  Мьюди  и  испытанная в одиночном плавании из Англии в Австралию.  Как видно из рисунка, подруливающая система  имеет вспомогательный  руль  1 с закрылком  2,  подвешенный к транцу на вращающемся   барабане  3.  Поворот  барабана  3  под  действием  гидродинамической  подъемной силы  приводит в действие  основной руль  4.  Эту систему можно рассматривать  как составленную из каскадов гидродинамического усилия.

 

Существуют также и системы, в которых роль  воздушного  крила – флюгера играют воздушные винты, вращающие через замедляющую червячную передачу  баллер вспомогательного руля.   Здесь используется  свойства винта  менять направление вращения в зависимости от того,  с  какой стороны  воздушный поток набегает на плоскость  вращения.  Замедляющая  передача  позволяет получить достаточно большое усилие даже в слабый ветер.

 

Среди большого разнообразия  применяемых  конструкций  трудно  отметить наиболее  предпочтительные  схемы.  Сложные системы обычно  обеспечивают  большую  стабильность курса, однако, как показывает опыт, менее надежны.  Вместе с тем  даже  сравнительно простые  системы  существенно  облегчают  дальние  переходы  с  малочисленной  командой, не говоря  уже  о  плаваниях  одиночек.

 

B, C. Tapaторкин, B, A. Бyдaнов.

 

Источник:  «Катера и Яхты»,  №31.

 

 

Оставить комментарий

Комментарии: 3
  • #1

    rytuał miłosny (Понедельник, 10 Апрель 2017 22:34)

    rytuał miłosny

  • #2

    Fildena (Пятница, 14 Июль 2017 15:58)

    Viagra Sublingual

  • #3

    sex telefon (Четверг, 10 Август 2017 13:38)

    синтетическая виагра