same in English
! Ищем мастеров, работников, партнеров для постройки серийных лодок и для реконструкции старинных судов (в перспективе - коча). Условия и оплата договорные, заинтересовавшимся просьба писать на почту 
!
Ходовые и лавировочные качества шняки
Наверное, каждый кто ходил под парусом, рано или поздно задавался вопросом: от чего зависит способность судна лавировать против ветра? Как можно эту способность улучшить? Может быть, стоит установить на шняку дополнительный фальшкиль или шверт? Из несложных тригонометрических построений получается приводимая ниже формула:
Здесь V - скорость ветра относительно неподвижной воды, U - истинная скорость судна с учетом бокового дрейфа, тоже относительно воды, и a - угол между этими векторами. Символом Q обозначено аэродинамическое качество, т.е. отношение "подъемной силы" паруса, действующей перпендикулярно направлению набегающего ветра, к силе сопротивления воздуха, действующей в направлении ветра. Аналогично, С - это гидродинамическое качество, отношение "подъемной силы" корпуса, (в данном случае это сила, противодействующая боковому дрейфу), к силе сопротивления воды, направленной противоположно движению судна. Формула получена в том приближении, что скорость судна мала по сравнению со скоростью ветра, U << V. Величина K по своему смыслу является отношением расстояния, на которое судно поднялось против ветра, к расстоянию, которое оно при этом должно пройти перпендикулярно ветру; эту величину можно назвать "лавировочным качеством", оно равно котангенсу минимально достижимого угла a между истинным курсом и направлением ветра. |
Как видно из формулы, судно вообще способно лавировать против ветра только если произведение QC превышает единицу, в противном случае оно сможет ходить только вниз по ветру. Лавировочное качество будет расти, если увеличивать как аэродинамическое, так и гидродинамическое качество, но, как показывает формула, сколько не увеличивай одно из последних, лавировочное качество никогда не превысит второго, меньшего, из них. Выражаясь более простым языком, это означает, что если мы имеем плоскодонный мелкосидящий корпус с низким гидродинамическим качеством (т.е. плохо сопротивляющийся боковому дрейфу), то не имеет никакого смысла совершенствовать на нем парусное вооружение -- все равно он против ветра не пойдет. И обратно, если мы имеем несовершенный парус недостаточной площади, то нам не поможет даже очень глубокий киль или шверт. Так что оптимальной оказывается комбинация в которой аэродинамическое Q и гидродинамическое С качества судна примерно равны, и совершенствовать нужно в первую очередь то из них, которое оказалось ниже.
При благоприятных условиях шняка может идти под углом a = 60o-70o против ветра, следовательно ее лавировочное качество достигает ctg 60o - 70o , т.е. в среднем около 0.4 . Но как узнать, что именно не позволяет ходить еще круче к ветру, что тут нас "держит", несовершенство паруса, или подводной части корпуса? Оказывается, аэродинамическое качество парусного судна нетрудно измерить, для этого не требуется никакого специального оборудования. Принцип ясен из рисунка:
- при ровном и устойчивом ветре (и отсутствии течения!) нужно поставить судно на длинный швартов , закрепленный на берегу, или на якоре, и настроить парус так, чтобы судно отнесло как можно дальше вбок, перпендикулярно направлению ветра. Тангенс угла между швартовом и направлением ветра (направления удобнее всего засекать по компасу) и даст искомое аэродинамическое качество Q . Измеренное таким образом Q для шняки оказалось порядка tg 50o - tg 60o , то есть в среднем около 1.45 . Совершенно аналогичным способом можно оценить и гидродинамическое качество С, для этого нужно поставить судно на швартов в реке с ровным течением, с убранным парусом и желательно при отсутствии ветра. Измерять надо в этом случае угол между направлением течения (по компасу) и швартовом. Такая оценка пока не проводилась, но из вышеприведенных данных следует, что гидродинамическое качество шняки С составляет около 1.5, т.е. по своему значению оно близко к Q, и наша комбинация паруса и корпуса близка к оптимальной. |
Этот оптимум, несомненно, был найден на практике многими поколениями поморов-судостроителей, которые за несколько веков построили и испытали множество судов с различным соотношением парусности и площади киля. Чтобы получить лучшие ходовые качества, нужно одновременно совершенствовать и парусное вооружение , и обводы подводной части -- а это уже практически невозможно без ущерба для мореходных качеств, увеличения осадки, снижения ходкости на веслах и создания других неудобств на рыбном промысле.
В целом следует заметить, что соотношение парусности шняки (~27 м2) и ее водоизмещения (1.5- 2 т без груза) составляет порядка 15 м2 на тонну, -- такое же соотношение имеют современные яхты. Площадь киля шняки составляет более 2.5 м2, в этом шняка тоже не уступает яхте равного водоизмещения. Так что по своим ходовым качествам шняка приближается к современной яхте, причем в слабый ветер и на попутных курсах может даже иметь преимущество; не говоря уже о таких достоинствах, как малая осадка и возможность плавания по мелководью.
Вместе с тем, как указывали Случевский и другие авторы, шняка довольно опасна, неожиданный шквал может ее перевернуть. Осенью 2003 я не испытывал построенную копию в сильный шторм, и ни разу не брал на парусе рифы. Тем не менее сложилось впечатление, что при боковом шквале крен действительно может достигнуть опасных значений, бдительность нужно сохранять, и при усилении ветра своевременно уменьшать площадь паруса. При этом следует учитывать, что под зарифленным парусом лавировочное качество должно заметно понизится, (поскольку ухудшится соотношение между площадью паруса и площадью надводного корпуса), судно может потерять способность подниматься против ветра, и тогда сразу возникает большая опасность быть выброшенным на камни или мель. Вообще эта опасность кажется более актуальной, чем опасность перевернуться вдали от берега -- ведь к потере лавировочных качеств приводят также любые, даже мелкие неполадки с такелажем, парусом, рулем, и пр. В любом случае, надежные якоря должны быть постоянно наготове, особенно если на судне недостаточно людей, чтобы в случае необходимости выгрести против ветра на веслах.
Для большинства систем парусного вооружения при хождении в бейдевинд возникает проблема крена. На шняке я постарался решить ее, воспользовавшись, пожалуй, единственным (среди множества его недостатков) преимуществом прямого паруса. Прямой парус можно установить под большим углом к вертикали, и он будет создавать подъемную силу, как воздушный змей. В идеале, его можно настроить так, что продолжение вектора аэродинамической тяги будет проходить через центр гидродинамического давления на киль и корпус, сводя кренящий момент к нулю при любой силе ветра и площади паруса:
|
last update: February 2012 report problems with this page to
