Е. П. Леонтьева ШКОЛА ЯХТЕННОГО РУЛЕВОГО

Не менее важное значение, чем сопротивление корпуса, имеет сила тяги, развиваемая парусами. Чтобы яснее представить себе работу парусов, познакомимся с основными понятиями теории паруса.

Мы уже говорили об основных силах, действующих на паруса яхты, идущей с попутным (курсом фордевинд) и со встречным ветром (курсом бейдевинд). Выяснили, что сила, действующая на паруса, может быть разложена на силу, которая вызывает крен и снос яхты под ветер,—силу дрейфа и силу тяги (см. рис. 2 и 3).

Теперь посмотрим, как определяется полная сила давления ветра на паруса я от чего зависят силы тяги и дрейфа.

Чтобы представить работу паруса на острых курсах, удобно вначале рассмотреть плоский парус (рис. 94), который испытывает давление ветра под определенным углом атаки. В этом случае за парусом образуются завихрения, на наветренной стороне его возникают силы давления, на подветренной — силы разрежения. Их результирующая R направлена примерно перпендикулярно к плоскости паруса. Для правильного понимания работы паруса ее удобно представить в виде равнодействующей двух составляющих сил: Х—направленной параллельно воздушному потоку (ветру) и Y—перпендикулярной ему.

Сила X, направленная параллельно воздушному потоку, называется силой лобового сопротивления; она создается, кроме паруса, еще и корпусом, такелажем, рангоутом и экипажем яхты.

Сила Y, направленная перпендикулярно воздушному потоку, называется в аэродинамике подъемной силой. Именно она на острых курсах создает тягу в направлении движения яхты.

Если при том же лобовом сопротивлении паруса Х (рис. 95) подъемная сила увеличивается, например, до величины Y₁, то, как показано на рисунке, равнодействующая подъемной силы и лобового сопротивления изменится на R и соответственно сила тяги Т увеличится до Т₁.

Подобное построение позволяет легко убедиться, что с увеличением лобового сопротивления Х (при той же подъемной силе) тяга Т уменьшается.

Таким образом, есть два пути увеличения силы тяги, а следовательно, и скорости хода на острых курсах: увеличение подъемной силы паруса и уменьшение лобового сопротивления паруса и яхты.

Рис. 96. Профиль паруса

В современном парусном спорте подъемную силу паруса увеличивают придавая ему вогнутую форму с некоторой «пузатостью» (рис. 96): размер от мачты до наиболее глубокого места «пуза» обычно составляет 0,3—0,4 ширины паруса, а глубина «пуза»—около 6—10% ширины. Подъемная сила такого паруса на 20—25% больше, чем совершенно плоского почти при том же лобовом сопротивлении. Правда, яхта с плоскими парусами идет чуть круче к ветру. Однако с «пузатыми» парусами скорость продвижения в лавировку больше благодаря большей тяге.

Заметим, что у пузатых парусов увеличивается не только тяга, но и сила дрейфа, а значит, крен и дрейф яхт с пузатыми парусами больше, чем со сравнительно плоскими. Поэтому «пузатость» паруса больше 6—7% при сильном ветре невыгодна, так как увеличение крена и дрейфа приводит к значительному повышению сопротивления корпуса и снижению эффективности работы парусов, которые «съедают» эффект увеличения тяги. При слабых ветрах лучше тянут паруса с «пузом» 9—10%, так как из-за малого общего давления ветра на парус крен невелик.

Любой парус при углах атаки больше 15—20°, то есть при курсах яхты 40—50° к ветру и больше, позволяет уменьшить подъемную силу и увеличить лобовое сопротивление, поскольку на подветренной стороне образуются значительные завихрения. А так как основную часть подъемной силы создает плавное, без завихрений, обтекание подветренной стороны паруса, то уничтожение этих завихрений должно дать большой эффект.

Рис. 97. Работа стакселя

Уничтожают завихрения, образующиеся за гротом, постановкой стакселя (рис. 97). Поток воздуха, попадающий в щель между гротом и стакселем, увеличивает свою скорость (так называемый эффект сопла) и при правильной регулировке стакселя «слизывает» вихри с грота.

Профиль мягкого паруса трудно сохранить неизменным при различных углах атаки. Раньше на швертботах ставили сквозные латы, проходящие через весь парус, — их делали более тонкими в пределах «пуза» и более толстыми к задней шкаторине, где парус гораздо площе. Сейчас сквозные латы ставят главным образом на буерах и катамаранах, где особенно важно сохранить профиль и жесткость паруса при малых углах атаки, когда обычный парус уже полощет по передней шкаторине.

Если источником подъемной силы является только парус, то лобовое сопротивление создает все, что оказывается в потоке воздуха, обтекающем яхту. Поэтому улучшение тяговых свойств паруса может быть достигнуто также и за счет снижения лобового сопротивления корпуса яхты, рангоута, такелажа и экипажа. Для этой цели используют различного рода обтекатели на рангоуте и такелаже.

Величина лобового сопротивления паруса зависит от его очертаний. По законам аэродинамики лобовое сопротивление крыла самолета тем меньше, чем оно уже и длиннее при той же площади. Вот почему парус (по существу то же крыло, но поставленное вертикально) стараются делать высоким и узким. Это позволяет также использовать верховой ветер.

Лобовое сопротивление паруса в очень большой степени зависит от состояния его передней кромки. Передние шкаторины всех парусов должны быть туго обтянуты, чтобы не допускать возможности вибраций.

Необходимо упомянуть еще об одном весьма важном обстоятельстве — так называемой центровке парусов.

Из механики известно, что всякая сила определяется ее величиной, направлением и точкой приложения. До сих пор мы говорили только о величине и направлении сил, приложенных к парусу. Как мы увидим дальше, знание точек приложения имеет большое значение для понимания работы парусов.

Давление ветра распределяется по поверхности паруса неравномерно (большее давление испытывает его передняя часть), однако для упрощения сравнительных расчетов считают, что оно распределяется равномерно. Для приближенных расчетов равнодействующую силу давления ветра на паруса полагают приложенной к одной точке; за нее принимают центр тяжести поверхности парусов, когда они помещены в диаметральной плоскости яхты. Эту точку называют центром парусности (ЦП).

Рис. 98. Графический способ нахождения центра парусности

Остановимся на самом простом графическом способе определения положения ЦП (рис. 98). Вычерчивают парусность яхты в нужном масштабе. Затем на пересечении медиан — линий, соединяющих вершины треугольника с серединами противоположных сторон, — находят центр каждого паруса. Получив таким образом на чертеже центры О и O₁ двух треугольников, составляющих грот и стаксель, проводят через эти центры две параллельные линии ОА и O₁Б и на них откладывают в противоположных направлениях в любом, но одинаковом масштабе столько линейных единиц, сколько квадратных метров в треугольнике; от центра грота откладывают площадь стакселя, а от центра стакселя — площадь грота. Концевые точки А и В соединяют прямой АБ. Другой прямой — O₁O соединяют центры треугольников. На пересечении прямых А Б и O₁O будет находиться общий центр. Четырехугольный грот предварительно разбивают диагональю на два треугольника, вычисляют их площади и описанным образом определяют отдельно ЦП такого грота.

Как мы уже говорили, силе дрейфа (будем считать ее приложенной в центре парусности) противодействует сила бокового сопротивления корпуса яхты. Силу бокового сопротивления считают приложенной в центре бокового сопротивления (ЦБС). Центром бокового сопротивления называется центр тяжести проекции подводной части яхты на диаметральную плоскость.

Центр бокового сопротивления можно найти, вырезав контур подводной части яхты из плотной бумаги и поместив эту модель на лезвие ножа. Когда модель уравновесится, легко нажимают на нее, затем поворачивают на 90° и снова уравновешивают. Пересечение этих линий дает нам центр бокового сопротивления.

Рис. 99. Центровка яхты

Когда яхта идет без крена, ЦП должен лежать на одной вертикальной прямой с ЦБС (рис. 99). Если ЦП лежит впереди ЦБС (рис. 99, б), то сила дрейфа, смещенная вперед относительно силы бокового сопротивления, поворачивает нос судна под ветер — яхта уваливается. Если ЦП окажется позади ЦБС, яхта станет поворачиваться носом к ветру, или приводиться (рис. 99, в).

И чрезмерное приведение к ветру, и в особенности уваливание (неправильная центровка) вредны для хода яхты, так как заставляют рулевого все время работать рулем, чтобы сохранить прямолинейность движения, а это увеличивает сопротивление корпуса и снижает скорость судна. Кроме того, неправильная центровка приводит к ухудшению управляемости, а в некоторых случаях — к ее полной потере.

Если мы отцентруем яхту так, как показано на рис. 99, а, то есть ЦП и ЦБС окажутся на одной вертикали, то судно будет очень сильно приводиться и управлять им станет весьма трудно. В чем дело? Здесь две главные причины. Во-первых, истинное расположение ЦП и ЦБС не совпадает с теоретическим (оба центра сдвинуты вперед, но неодинаково).

Во-вторых, и это главное, при крене сила тяги парусов и сила продольного сопротивления корпуса оказываются лежащими в разных вертикальных плоскостях (рис. 100), получается как бы рычаг, заставляющий яхту приводиться. Чем больше крен, тем больше склонность судна приводиться.

Чтобы ликвидировать такое приведение, ЦП помещают впереди ЦБС. Возникающий с креном момент силы тяги и продольного сопротивления, заставляющий яхту приводиться, компенсируется улавливающим моментом сил дрейфа и бокового сопротивления при переднем расположении ЦП. Для хорошей центровки приходится ЦП помещать впереди ЦБС на расстоянии, равном 10—18% длины яхты по ватерлинии. Чем менее остойчива яхта и чем выше поднят ЦП над ЦБС, тем больше в нос надо его передвигать.

Рис. 100. Влияние крена на приведение яхты к ветру

Чтобы яхта имела хороший ход, ее надо отцентровать, то есть поставить ЦП и ЦБС в такое положение, при котором судно на курсе бейдевинд в слабый ветер было полностью уравновешено парусами, иными словами — было устойчиво на курсе с брошенным или закрепленным в ДП рулем (допускается легкая склонность к уваливанию при совсем слабом ветре), а при более сильном ветре имело склонность приводиться. Каждый рулевой должен уметь правильно центровать яхту. На большинстве яхт склонность приводиться увеличивается, если перебраны задние паруса и потравлены передние. Если же перебраны передние и перетравлены задние паруса, судно будет уваливаться. При увеличении «пузатости» грота, а также плохо стоящих парусах яхта склонна приводиться в большей степени.

Если яхта слишком приводится, следует перенести вперед ЦП или сместить назад ЦБС.

— перенести вперед (если позволяет обмер) точку крепления штагов передних парусов;

— подобрать шверт, особенно если он длинный и узкий—так называемый мечевидный;

— дать дифферент на корму. Если яхта слишком уваливает, надо перенести вперед ЦБС или назад ЦП. Для этого выполняют операции, обратные указанным.

Каждый рулевой должен помнить, что центровка яхты очень важна для увеличения скорости хода и безопасности. плавания.

Тема «Управление парусной яхтой» занимает основное место в программе теоретических занятий по подготовке яхтенных рулевых. В этой и последующей главах будут рассмотрены вопросы, касающиеся непосредственного управления яхтой под парусами в различных условиях плавания, при маневрировании и в особых случаях.

Прежде всего яхтенному рулевому необходимо четко усвоить следующее.

— Яхтенный рулевой, получивший в командование судно, должен в соответствии со своей квалификацией знать и уметь практически применять основные правила управления яхтой и руководить подготовкой ее к плаванию, начиная от судовых работ и кончая обеспечением всем необходимым судовым снабжением и оборудованием. Яхту, которой предстоит управлять, следует правильно и квалифицированно подготовить к плаванию: выходя из гавани, она не должна иметь никаких дефектов в состоянии корпуса, вооружения и снабжения. Оправданны могут быть только скрытые дефекты. Это положение относится как к швертботу класса «Оптимист», так и к крейсерским килевым яхтам. Разница лишь в объеме работы.

— Никакой теоретический курс, каким бы полным он ни был, не в состоянии дать полное знание предмета, в частности такого, как управление парусной яхтой. Здесь описательная (теоретическая) часть играет вспомогательную роль, которая заключается в передаче и усвоении сравнительно немногих, но проверенных длительным опытом рекомендаций: как делать, в какой последовательности выполнять наиболее часто встречающиеся в повседневной практике управления яхтой маневры, как вести себя в тех случаях, которые принято называть «особыми», авариями и аварийными. Но никакой теоретический курс не может дать рекомендаций на все случаи, поскольку невозможно все предусмотреть.

— Научиться принимать правильное решение в каждой конкретной обстановке можно только в практических плаваниях, постепенно от плавания к плаванию накапливая опыт управления и командования судном.

— Технические усовершенствования в постройке яхт и в их вооружении способствуют только улучшению их морских или гоночных качеств и в какой-то мере облегчают, а иногда и усложняют управление ими. Поэтому нельзя считать, что технический прогресс уменьшает значение опыта морской практики. Основные приемы управления яхтой под парусами, описываемые в настоящем пособии, остаются практически неизменными.

— Яхтсмены, получившие квалификационные звания яхтенных рулевых или капитанов и назначенные командовать яхтой, несут ответственность за безопасность и безаварийность плавания, сохранность вверенного имущества и безопасность находящихся на борту людей. Это требование «Положения о квалификации» * должно быть положено в основу практической деятельности яхтенных рулевых и капитанов.

Так как «Положением о квалификации» яхтенному рулевому I класса предоставляется право управлять спортивными парусными судами парусностью до 60 м², главы, посвященные управлению яхтой под парусами, написаны применительно к управлению крейсерско-гоночной яхтой II или III класса IOR и исходя из особенностей вооружения и устройства этих яхт.

Экипаж яхты состоит из капитана и нескольких матросов, число которых зависит от величины судна (обычно 1—2 человека на гоночных и 4—6 и более на крейсерских и крейсерско-гоночных яхтах**).

Капитаном может быть назначен только яхтсмен, имеющий необходимую квалификацию, подтвержденную свидетельством или дипломом на право управления яхтой с данной площадью парусности.

Функции капитана яхты определяются не только «Положением о квалификации», обязательным для каждого яхтсмена, но и «Кодексом торгового мореплавания Союза ССР»***, распространяющимся и на спортивные суда в морском плавании. Согласно «Кодексу», на капитана яхты, как и на капитана любого другого судна, «возлагается управление судном, в том числе судовождение, принятие всех мер, необходимых для обеспечения безопасности плавания, поддержания порядка на судне, предотвращения всякого вреда судну и находящимся на нем людям и грузу. Распоряжения капитана в пределах его полномочий подлежат беспрекословному исполнению всеми находящимися на судне лицами» (Статья 48).

За неисполнение указанных в настоящей статье обязанностей капитан несет установленную законом ответственность». (Статья 53).

И далее: «Если, по мнению капитана, судну грозит неминуемая гибель, капитан после принятия всех мер к спасению пассажиров разрешает судовому экипажу оставить судно. Капитан оставляет судно последним, приняв все зависящие от него меры к спасению судового, машинного и радиотелеграфного журналов, карт данного рейса, документов а ценностей». (Статья 56).

Все остальные яхтсмены, входящие в список экипажа крейсерской яхты, считаются членами экипажа, и между ними, в зависимости от их квалификации, распределяются обязанности — помощника капитана, боцмана, моториста, матроса и т. д.

Экипаж гоночной яхты обычно называют командой, ее капитана — рулевым, а всех остальных членов команды шкотовыми матросами, независимо от их квалификации.

— содержание яхты и ее вооружения в должном порядке;

— работа на шверт-талях или швертовой лебедке;

— постановка, и уборка основных. дополнительных и штормовых парусов; работы при швартовке яхты;

— наблюдение за обстановкой во время плавания;

Кроме того, матросы, имеющие звания яхтенных рулевых, в крейсерском плавании несут вахту на руле. Конкретные обязанности каждого экипажа указываются в «Расписаниях» (см. стр. 136).

Как должен быть одет яхтсмен, находясь в плавании или на гонках, — вопрос далеко не праздный. Легкая, удобная, не стесняющая движений одежда существенно облегчает работу и пребывание на верхней палубе. Лучше всего подходит шерстяной тренировочный костюм. Традиционная обувь на яхте — резиновые туфли или кеды, надетые на шерстяные носки: они не портят палубу и не скользят по ней.

В холодную погоду поверх костюма следует надевать шерстяной свитер, брюки и плотную куртку, лучше из плотной синтетической ткани на поролоновой подкладке. Для работы на палубе в штормовую погоду и в дождь удобен непромокаемый костюм, куда входят брючки, куртка, резиновые сапоги и зюйдвестка — непромокаемая шапка с полями, прикрывающими воротник.

Головной убор яхтсмена — обычно берет, фуражка или вязаная шерстяная шапочка, в зависимости от погоды. В теплую солнечную погоду удобны легкие спортивные кепи с пластмассовым козырьком, защищающим глаза от солнечного света.

Готовясь в плавание или в гонку, следует всегда помнить, что внешний вид яхтсмена, как и яхты, свидетельствует об уровне морской культуры и эстетических взглядов экипажа, и в первую очередь его капитана. Поэтому одежда должна быть не только удобной, но и красивой. Подбирая комплект одежды, нужно избегать темных и серых тонов, и не только из эстетических соображений: яркий цвет костюма поможет быстрее найти случайно упавшего за борт человека.

Экипаж яхты должен быть одет одинаково. На гонках для участников устанавливается спортивная форма. Единая форма рекомендуется и экипажам крейсерских яхт, так как она определенным образом дисциплинирует яхтсменов.

Ясное понимание и правильное использование принятых в парусном спорте терминов очень важно для четкой работы экипажа яхты, при исполнении команд и в других случаях, при решении специальных вопросов.

— Курс яхты — в навигации угол между северной частью меридиана и диаметральной плоскостью яхты. Измеряется он в градусах—от 0 до 360° и задается рулевому по компасу (компасный курс).

В парусном деле существует курс судна относительно ветра—угол между направлением ветра и направлением движения судна, отсчитываемый от носа. В зависимости от величины этого угла курс относительно ветра может быть острым или полным (рис. 101). Курсом называется также направление, по которому движется яхта.

— Бейдевинд—острый курс относительно ветра, когда ветер дует под углом от 0 до 80°. Может быть крутой бейдевинд (до 50°) и полный (от 50 до 80°).

Полными курсы считаются, когда ветер дует под углом близким к 90° или под тупым углом к направлению движения яхты.

— Галфвинд (или полветра) — ветер дует под углом от 80 до 100°.

— Бакштаг — ветер дует под углом от 100 до 150° (крутой бакштаг) и от 150 до 170° (полный бакштаг).

— Фордевинд — ветер дует в корму под углом от 170° одного борта до 170° другого борта.

— Угол ветра — угол между направлением ветра и диаметральной плоскостью парусного судна, отсчитываемый от носа яхт; курс относительно ветра, выраженный в градусах.

— Левентик — положение яхты относительно ветра, когда угол ветра около нуля. Паруса в левентике полощут и не работают, а яхта, долго находящаяся в таком положении, постепенно забирает задний ход.

Рис, 101. Курсы и галсы яхты относительно ветра

— Галс — положение яхты относительно ветра, когда угол ветра больше нуля. Яхта идет правым галсом, если ветер дует в правый борт, и левым галсом, когда ветер дует в левый борт. На курсе фордевинд галс определяется положением грота-гика: если грота-гик находится на правом борту, — яхта идет левым галсом, и наоборот (см. рис. 101).

— Дрейф — снос яхты с линии курса под влиянием ветра. Как и курс относительно ветра, дрейф может быть правого или левого галса.

— Лечь в дрейф — находясь на остром курсе, поставить паруса таким образом, чтобы яхта не имела хода и оставалась почти на месте.

— Дрейфовать — перемещаться по ветру или течению без помощи парусов или двигателя; лежать в дрейфе с убранными парусами, удерживая нос или корму против ветра с помощью плавучего якоря; перемещаться с отданным якорем, когда он плохо забрал и ползет по грунту.

Если необходимо определить положение какого-либо предмета, другого судна или опасности относительно яхты. пользуются следующими понятиями:

на ветре — предмет, судно или опасность находятся в той стороне, откуда дует ветер;

под ветром — наблюдаемый объект находится в стороне, куда дует ветер; таким же образом определяются наветренный и подветренный борта;

прямо по носу — объект находится впереди по курсу;

прямо по корме — объект находится по курсу за кормой;

слева (справа) по носу — впереди и слева (справа) от курса.

Рис. 102. Курсовой угол

При определении точного положения какого-либо судна или предмета относительно своего судна применяют понятие «курсовой угол» — угол между диаметральной плоскостью судна и направлением на предмет (судно). Курсовой угол может быть правого или левого борта; отсчитывается он от направления «прямо по носу» до направления «прямо по корме», от 0 до 180° (рис. 102).

Курс яхты меняется поворотом руля. Если при этом угол ветра увеличивается, говорят, что яхта уваливается (идет полнее), если уменьшается, — яхта приводится (идет круче). Когда же угол ветpa увеличивается (или уменьшается) только из-за перемены его направления, а курс яхты не меняется, говорят, что ветер отходит или заходит.

Изменение курса, связанное с переменой галса, называется поворотом, а любое изменение курса в пределах одного галса — приведением или уваливанием, в зависимости от того, на ветер или под ветер был положен руль.

Поворот против ветра, когда яхта перед этим приводится, называется поворотом оверштаг. Поворот по ветру, перед которым яхта уваливается, носит название поворота через фордевинд. Подробно о поворотах и в каких случаях они делаются говорится ниже.

«Прямо руль!» — руль кладется так, чтобы перо его было в диаметральной плоскости яхты.

«Лево (право) на борт!» — положить руль на левый (правый) борт до отказа.

«Одерживай!» — перо руля положить в сторону, обратную повороту яхты, уменьшая скорость приведения или уваливания так, чтобы по следующей команде можно было задержаться на требуемом курсе.

«Так держать!» — удержать и сохранять курс (по створу, ориентиру или компасу), на котором яхта лежала в момент подачи команды.

«Привестись!» — отклонить перо руля на ветер, чтобы яхта пошла круче.

«У валиться!» — отклонить перо руля под ветер так, чтобы яхта пошла полнее.

Все команды рулевому отдаются по перу руля, а не по румпелю. Рулевой обязан повторять полученные команды, чтобы капитан был уверен — его приказание правильно понято и выполнено. Повторяемая команда предваряется словом «есть»: «Есть лево на борт!», «Есть держать по створу!»—и т. д. Это особенно необходимо при маневрировании в плохую погоду. Последствия же неправильно понятой и невыполненной команды нетрудно представить.

Для работы со шкотами и парусами, а также с бакштагами, оттяжками и другими снастями бегучего такелажа применяются свои термины:

— слабина—провисание недостаточно выбранной снасти;

— выбрать—подтянуть снасть на себя настолько, чтобы она не провисала;

— выбрать (снасть) втугую, обтянуть — выбрать снасть как можно туже;

— заложить—положить снасть на утку одним или двумя шлагами, чтобы она не травилась, будучи на руках;

— закрепить—положить снасть на утку, кнехты, битенг таким образом, чтобы исключить самопроизвольное потравливание или отдачу;

— отдать (снасть)—снять снасть с утки, кнехтов, битенга, нагеля;

— травить, потравить,—перепускать снасть постепенно, понемногу;

— раздернуть—травить снасть быстро, не задерживая, совершенно ее ослабить.

* Парусный спорт. Программа для спортивных секций коллективов физической культуры. ФиС. 1961, стр. 88—91. пункт 23.

** Точное число лиц, входящих в экипаж яхты определенного класса, указывается в ее заводском формуляре и в списке лиц судового экипажа (судовой роли).

*** Введен в действие Указом Президиума Верховного Совета СССР с 1 октября 1968 г.

Е. П. Леонтьева ШКОЛА ЯХТЕННОГО РУЛЕВОГО: Основные сведения из теории паруса

Общие замечания