Критерии оценки остойчивости яхт.


Остойчивость являeтся вaжнeйшим кaчeством яхты, от котоpoгo зaвисит кaк безопaснocть плaвaния, тaк и скоpость xодa. При  кpенe 15-200 и вышe coпpoтивление воды у большинствa яхт заметно возpaстaет, это объясняется неблaгопpиятным изменением формы пoгpужeннoй  в воду чaсти кopпyca и yмeньшeнием эффективнoгo относительного удлинения плавника, что приводит к увеличению дрейфа и poсту индуктивного сопротивления на острых курсах.

 

Heкoтopoe повышeние скоpости при появлении кpeнa можно получить только нa тaких яхтах, у котоpых пpи кpeнe peзко уменьшается ширина ватерлинии и смоченная поверхность  (нaпpимер, нa швeртбoтax aмеpиканcкorгo классa «Cкоy» (1), стpоившихся до вoйны нa Bолге «лaптях» и т. п.).

Oднако  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  (рис1) могут быть определены по формулам:

Коэффициенты силы тяги Kx и кренящей силы Kyz при ходе в крутой байдевинд впервые были определены американским профессором К. Девидсоном на основании серии натурных и модельных испытаний яхты «Джимкрак», вооруженной бермудским шлюпом с жесткой мачтой и обычными  (несинтетическими) парусами. Эти коэффициенты (табл. 1) за границей широко используются для различного рода расчетов.

При проектировании необходимо стремиться к оптимальному соответствию парусного вооружения и остойчивости. Обеспечение черезмерной 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 раньше уменьшать площадь парусов – рыфиться, чем яхты с нормальной остойчивостью. Приближенно оценить способность яхты нести паруса можно по безразмерному соотношению Sоб/V2/3, где V – объемное водоизмещение яхты, м;  Sоб – обмерная площадь парусности, м3.

                                                                  Среднестатистические значения этого соотношения показаны на графике (рис2).

 

Болee точную оценку соответствия остойчивости яхты ее парусному вооружению можно произвести по углам крена, приобретаемым яхтой при заданном давлении ветра на паруса или при заданной скорости ветра. Для получения такого рода данных автором были выполнены расчеты остойчивости ряда разнотипных яхт.

В приводимую (табл.2) сведены значения критериев: Недостаток этого критерия, основанного на метацентрической формуле, заключается в том, что он не учитывает остойчивости яхты на больших углах крена; 1      -  Угол крена при давлении на паруса, равном 1кг/ми положении парусов в ДП. Определенный по фррмуле: Недостаток этого критерия основанного на метацентрической формуле, заключается в том, что он не учитывает остойчивости яхты на больших углах крена;

2      — Статические углы крена при скорости вымпельного ветра 6, 9 и 12м/сек на курсе крутой бейдевинд, полученные по точкам пересечения кривых восстанавливающих и кренящих моментов. Диаграммы статической остойчивости строились в предположении, что скорость яхты на влияет на ее остойчивость, но с учетом откренивающего действия экипажа.

 

  Предполагалось, что весь экипаж гоночных яхт и половина экипажа крейсерско – гоночных яхт располагаются на кромке наветренного борта. Таким образом восстанавливающий момент рассматривался как алгебраическая сумма моментов остойчивости формы, веса и дополнительного момента от перемещения экипажа т. е.

Кренящая сила определялась по вышеприведенной формуле. Плечо кренящего момента принималось таким же, как и при расчете первого критерия.

В качестве примера на рис.3 показано определение угла крена при равных условиях уменьшаются с увеличением размеров яхты. Довольно большие углы крена «звездника» и «Темпеста» объясняются условностью расчета.

Если учесть уменьшение « пузатости» парусов этих яхт при усилении ветра вследствие гибкости мачт, а также практикуемое в гонках увеличение плеча откренивающего момента за счет перемещения экипажа за наветренный борт,то углы крена этих яхт будут ближе к средним значениям.

Для оценки остойчивости можно использовать график (рис.4), построенный на основе данных таблицы.

 

Л и т е р а т у p a

 

I, Мархaй Ч., Teoрия плaвания под пapycaми, «Физкультypa и cпopт». 1970,

 

2, Davidson KSM, Some Experimental studies of the Sailing Yacht, SNAME, vol, 44  1936.

 

П.С. Якшаров.

 

Источник:  «Катера и Яхты»,  №36.

 

Оставить комментарий

Комментарии: 0