Современные обводы носа и кормы.

Некоторые проекты яхт с благоприятным распределением водоизмещения по длине, как уже говорилось выше, не дали желаемого эффекта повышения предельной скорости прежде всего потому, что небыли применены кормовые обводы, с более плоским днищем, необходимые для достижения высоких скоростей. Есть два объяснения тoго факта, почему часто не учитывают этого критерия при проектировании обводов.

Первое — эта существующая тенденция выжимать из формулы IOR при проектировании яхт минимальный гоночный балл. По условиям обмера кормовых охватов корпуса корма получается сравнительно узкой и со значительной килеватостью днища.

Однако на деле формула IOR отнюдь не принуждает дизайнера к тому, чтобы избегать технически благоприятных плоских обводов кормы. При расчете гоночного балла такие обводы штрафуются, но не нaстолько, чтобы свести на нет преимущества в скорости.

Второе объяснение еще проще. Большинство дизайнерров не знает, при каких обводах и скоростях поток воды отрывается и образуется тормозящий движение яхты турбулентный поток. Это кажется почти невероятным, но объясняется просто.

При проектировании яхт нет большого коммерческого интереса разрабатывать судно, рассчитанное на переходный к глиссированию режим или на чистое глиссирование.

Глиссер с мотором и полуглиссер значительно превосходят парусное судно с точки зрения коммерческой эффективности, поскольку благодаря достаточному упору гребного винта моторные суда могут преодолевать горб сопротивления, который почти все дизайнеры водоизмещающих парусных яхт, сознавая свое бессилие, рассматривают как магический звуковой барьер.

Только для очень специальных целей и при больших финансовых затратах яхта может быть так точно исследована, что проектанты узнают, при каких углах выхода кормовых линий и при каких скоростях наступает отрыв потока.

Для этого необходимо провести сотни испытаний в бассейне с указателями направления линий тока на моделях. Результаты подобных испытаний, проведенных для кубковых яхт, обмеряемых по формуле IOR, нельзя, однако, переносить на все суда, поскольку обводы кормы во многом обусловлены правилами обмера.

Некоторые дизайнеры используют сечения теоретического чертежа корпуса яхты диагональными плоскостями – рыбинами в качестве действительного критерия при оценке предельных углов отрыва потока. Ватерлинии более характерны для судов, которые ходят под парусами с небольшим креном.

Плоская корма – с батоксами, расположенными под углом 15 градусов относительно ватерлинии, при малом водоизмещении и достаточно большой тяге парусов позволяет яхте глиссировать. Этого можно достичь при плавании под спинакером или дрифтером на полном бакштаге или фордевинде, прежде всего при длинной попутной волне.

Такая корма целесообразна для быстроходных водоизмещающих парусных яхт, которые располагают мощными вспомогательными двигателями, способными развивать скорость, близкую к сверхкритической скорости водоизмещающего плавания.

Корпуса с еще более широким транцем и наклоном батоксов под углом 10 градусов к ватерлинии при соответствующих условиях (благоприятное соотношение длины корпуса к ширине и высокая нагруженность парусами относительно водоизмещения) могут идти на переходном к глиссированию режиме с относительной скоростью V=4VL и выше (для судов с длиной по КВЛ 10 метров, V составляет 12,6 узлов и выше).

Однако немногие дизайнеры сегодня применяют плоскую корму для килевых яхт, поскольку они должны учитывать обмерные формулы и проектировать вместо абсолютно быстроходных яхт только относительно быстроходные.

Кроме тoгo области совсем низких относительных скоростей вследствие увеличения смоченной поверхности из-за погружения кормового свеса повышается сопротивление воды движению яхты. Этого недостатка можно избежать путем укорачивания кормового свеса.

Другие технические трудности обусловлены умеренной концентрацией водоизмещения в кормовой части судна, что означает уменьшение «действительной длины ватерлинии» на высоких скоростях равных 22…25 VL.

Этот недостаток — повышенное сопротивление (примерно при 7 — 8 узлах у судна длиной 10 метров по КВЛ) можно было бы устранить, увеличив полноту обводов кормы так, чтобы получить четко обозначившийся конец строевой по шпангоутам.

Обрезная корма — с углом выхода батоксов до 35 градусов и больше является, в первую очередь, следствием проектирования обводов по формуле IOR без учета сопротивления формы, сильно возрастающего при высоких скоростях из-за отрыва потока.

Такой тип кормы хорош в диапазоне низких относительных скоростей (примерно до V = 2 V L уз, что составляет 6,5 уз у судна длиной 10 м по КВЛ). Однако при скоростях выше этого значения отрыв потока с сильно тормозящими ход яхты завыхрениями за кормой неизбежен.

Хотя подобные обводы не являются общепринятыми, но уже получили достаточно широкое распространение. Иногда предполагают улучшить условия обтекания такой коpмы на высокой скорости, проектируя контур ДП под углом 20 градусов к КВЛ.

Плоская корма водоизмещающего судна обеспечивает угол схода потока 20 градусов и менее и позволяет сконцентрировать достаточную часть водоизмещения у кормового конца ватерлинии, что необходимо при расчете на плавание со сверхкритической скоростью.

Благодаря подобным обводам кормы можно достичь относительной скорости около V = 3 V L (для судна с L =10 метров, V = 9,5 уз) без отрыва потока. В этом диапазоне лежит, правда, почти крайний предел скорости, которую может развить водоизмещающее судно.

Еще некоторое повышение скорости можно получить за счет более резкого обреза кормы при одновременном уменьшении углов схода потока. Однако для тoгo чтобы попасть в область скоростей переходного к глиссированию режима, нельзя обойтись без широкой опорной поверхности днища у транца.

Разработка такой формы кормы яхты-полуглиссера с хорошими мореходными качествами остается до сих пор еще нерешенной задачей. Меньше вариантов имеется при проектировании носовой Оконечности килевой яхты. Здесь фактор поведения в море на волне устанавливает границу концентрации водоизмещения в носовой части.

Несмотря на это время от времени у неопытных конструкторов вновь возникает довольно старая идея бульбового носа. Такая яхта выдерживает, однако, только буксировочные испытания на тихой воде.

Как показывает анализ строевых по шпангоутам быстроходных яхт, концентрация водоизмещения в носовой части возможна только до определенного уровня, иначе поведение судна на волнении будет неблагоприятным.В последние годы появились две основные тенденции в проектировании обводов носовой оконечности.

1. Классический глубокий вход форштевня с острыми обводами ниже КВЛ обеспечивает самое лучшее поведение судна на волне, по крайней мере, относительно легких яхт.

2. Плоские очертания носовой оконечности другая крайность. В сочетании с сильно U-образными шпангоутами и плоским днищем может быть достигнута такая концентрация водоизмещения в носу, как у классического типа обводов корпуса с глубоким погружением форштевня.

При соответствующей тяге парусов яхта с такими обводами может достигать высоких скоростей. В случае комбинации плоского днища с трапецеидальными шпангоутами отсутствуют большие приводящие к ветру моменты даже у широких судов и на шквалах.

Поведение на волне судна с таким носом, особенно яхты нормального водоизмещения, удивительно хорошее. Яхта движется по воде практически без носовой волны и не ударяет жестко днищем о волну так как при крене в контакт с водой вступает скула малого радиуса , а не плоское днище.

Черезмерно облегченные яхты при движении навстречу волне оказываются не так хороши. Между двумя рассмотренными крайними типами обводов носовой оконечности яхт разрабатывают различные варианты которые не приносят с собой ничего нового.

Источник: К. Рейнке. Л. Лютьен. И. Мус. Постройка яхт.