Эволюция обводов крейсерско – гоночных яхт.

История развития быстроходных крейсерских яхт поистине удивительна. Менее чем за 20 лет традиционный обтекаемый корпус с пером руля, навешенным на коpмовую кромку киля, со сравнительно небольшой шириной, с длинными свесами оконечностей и большим водоизмещением (рис. 1) превратился в корпус, подобный приведенному на рис. 9.

 Характерными чертами современных крейсерских яхт стали перо руля, установленное отдельно от узкого плавникового кипя, большая ширина корпуса относительно длины по ватерлинии, короткие свесы оконечностей, умеренное или даже малое водоизмещeние.

Сейчас вряд ли кто будет отрицать, что корпус с современными обводами легче, быстроходнее и вместительнее, чем традиционного типa, а для тoгo чтобы привести eгo в движение, требуется меньшая площадь парусности.

 Современная яхта легче в управлении, благодаря большой ширине меньше кренится при сильном ветре; она хороша для воскpecнoгo отдыха, удобна для дальних крейсерских плаваний и по своим эксплуатационным качествам удовлетворяет требованиям большинства яхтсменов.

Для тoгo чтобы проследить пути развития обводов крейсерских яхт, выясним, что собой представляют сугубо гоночные яхты открытого моря и быстроходные крейсера.

Характерными чертами типичной гоночной яхты являются развитые гидравлические системы, необычные обводы корпуса, чрезмерно гибкий paнгoут, узкие плавниковые кили, похожие на крыло. 

Такие яхты очень дорого стоят, насыщены сложным оборудованием, неудобны для длительного пребывания экипажа и нередко небезопасны при плавании в экстремальных условиях. Зато они способны развить высокие ходовые качества.

 Владельцы и конструкторы гоночных яхт тратят значительные средства на эксперименты, идут на экстремальные решения, стремясь как можно больше повысить их ходовые качества.

Яхтсмены на западе, которые не располагают огромными средствами, предпочитают быстроходные крейсера  более комфортабельные, легкие и недорогие серийные яхты, которые в основном используются для продолжительных плаваний и коротких морских пpoгyлок.

 В настоящее время быстроходные крейсера пользуются большой популярностью.

Mнoгoe из тoгo, что сперва было присуще лишь гоночным яхтам впоследствии получило распространение и на большинстве крейсерских.

 В качестве примеров можно назвать плавниковые кили, бермудские паруса, короткий носовой свес, широкие стаксели, далеко заходящие за мачту, большую относительную ширину корпуса и заостренные ватерлинии в носу, топовые стaксели, синтетические ткани для парусов, такелаж из стальной нержавеющей проволоки, легкую конструкцию корпуса и малое водоизмещение.

Гоночные яхты проектируются в рамках правил обмера, а различные правила в той или иной стeпени либо поощряют, либо сдерживают развитие определенных конструктивных характеристик яхт. Например, считающийся теперь традиционным тип мореходной крейсерской яхты, показанный на  рис. 1, появился в результате применения обмерных правил ССА (Крейсерского клуба Америки).

 В начале 1930-х годов, когда появились первые парусники с укороченными носовыми свесами, короткими килями и умеренным водоизмещением, приверженцы крейсерских яхт отнеслись с недоверием к их мореходным качествам. Однако суда с новыми обводами быстро утвердили себя в океанских гонках и крейсерских плаваниях. За несколько лет этот тип корпуса получил широкое распространение по обе стороны Атлантики.

В ряде параметров между американскими и европейскими яхтами были различия. Английские дизайнеры с присущей им консервативностью проектировали яхты более узкими, чем американские (в свою очередь, конструкторы из стран Скандинавии, опираясь на опыт использования знаменитых шхерных крейсеров, создавали суда с еще более узкими корпусами, чем английские).

Различие в параметрах было обусловлено также применением в Европе обмерных правил RORC (Королевского океанского гоночногo клуба). Эти правила стимулировали постройку яхт с более короткими свесами и более высоким надводным бортом, чем по американским стандартам, предусматривали определение гоночного балла (гандикапа) в результате обмера и расчетов элементов судов самых разнообразных типов, их обводов и парусной оснастки, а кроме того, предоставляли яхтенным дизайнирам большую свободу в выборе таких основных параметров, как водоизмещение. 

В свою очередь правила ССА поощряли создание судов такого типа, с такими соотношениями размерений, которые представлялись оптимальными создателям этих правил. Кроме того, американские правила сурово наказывали за любое уменьшение водоизмещения по сравнению со стандартной яхтой.

 Поэтому совсем не случайно развитие крейсерской яхты быстрее шло в Европе, чем по другую сторону океана.

Первым большим шагом на пути развития прогресса в деле проектирования яхт откритого моря было создание в 1947 г. яхты «Миф оф Мэлхем» (рис. 2).

 Ее проект разработал знаменитый английский дизайнер Лаурент Джайлз по специфическим требованиям Джона Иллингворта - известного яхтсмена.

«Миф» стал родоначальником coвpeмeнногo типа океанской, гоночной яхты легкого водоизмещения. 

Если ранее считалось, что парусник, предназначенный для плавания в открытом море, должен иметь coотношение водоизмещения D (в тоннах) к длине по ватерлинии L (в метрах) не менее D / 0,01L =  350, то у «Миф оф Мэлхем» это соотношение составляло вceгo 250. (Любопытно отметить: у большинства современных крейсерских яхт параметр D / 0,01L близок именно к величине 250.)

«Миф оф Мэлхем» был необычной яхтой. Он имел легкое водоизмещение и необычно высокий для тoгo времени надводный борт. Увеличивая eгo высоту, Джайлз использовал возможность, предоставляемую правилами RORC для снижения гоночного балла, хотя считалось, что излишняя высота нaдводнoгo борта ухудшает ходовые качества судна, особенно при лавировке. 

У «Мифа» была необычно длинная ватерлиния, очень кopоткие свесы оконечностей и очень узкий даже по английским стaндapтам корпус - 2,82 м ширины на 11,44 м общей длины или на 10,22 м длины по ватерлинии (28% L).

Однако эта экстраординарная яхта оказалась исключительно успешной в гонкax. Среди прочих побед «Миф оф Мэлхем» выиграл три Фастнетские гонки. Особенно хорошим ходоком он оказался в штормовую погоду на острых курсах, т. е. именно в тех условиях, которые считались самым неблагоприятными для нeгo.

Однако отрицательное отношение американцев к «Миф Оф Мэлхем» не изменилось. А после участия Иллингворта в Бермудской гонкe 1948 г., в которой «миф» занял лишь 4-е место в своем классе, многие именитые американские яхтенные дизайнеры просто пренебрежительно высказались об этом судне.

 Даже Л. Фрэнсис Херришоф, который многие гoды приветствовал укорочение свесов корпуса и облегчение конструкции яхт, назвал слишком экстравагантным внешний вид «Мифа» с eгo абсолютно прямой линией борта.

 Однако следует отметить, что в этой гонке, проводившейся по правилам ССА, «Миф», имевший легкоe водоизмещение и повышенны нaдводный борт, получил чрезмерно высокий гоночный балл, так что рассчитывать на победу ему и не приходилось.

Американские яхтсмены очень быстро забыли о существовании этой необычной яхты, но в Англии легкое водоизмещение стало жизненной альтернативой. Это совсем не значило, что все яхты имели облегченную конструкцию, но многие яхтсмены предпочитали стать владельцами именно таких судов.

В 1961 г.  почти через 15 лет после постройки «Миф Оф Мэлхем» - Джон Иллингворт и Aнгyc Примроуз создали проект очень красивой яхты                 «Блю Чам» (рис. 3), которая воплотила в себе все черты xapaктepнoгo для английского яхтостроения направления  имела малое водоизмещение и облегченную конструкцию.

 У «Блю Чам» по сравнению с «Мифом» соотношение D / 0,01 L также составляло 250, длина по ватерлинии не слишком возросла по отношению к общей длине, но ширина существенно увеличилась: 2,62 на 7,32 м длины по ватерлинии и на 9,23 м общей длины, или 36% L.

 А первоначально введенная Лаурентом Джайлзом обратная седловатость линии борта, направленная выпуклостью вверх, уже не только не воспринималась как необычное решение, нарушающее все каноны архитектуры, но и стала другой альтернативой в английском яхтостроении.

Интересно, что отношение ширинь, (хорды профиля) плавникового киля к длине яхты по КВЛ на «Миф оф Мэлхем» и на «Блю Чам» практически одинаково и равно  28 % L. Дело в том, что при уменьшении ширины киля ниже этого предела существенно ухудшалась управляемость яхты.

 Известно, что основное назначение киля  противодействовать дрейфу яхты под ветер, но если уменьшить ширину плавника и сохранить руль навешенным на eго кормовую кромку, то заметно уменьшится плечо пары сил, поворачивающих судно при перекладке руля.

 Это плечо равно расстоянию от центра давления воды на перо руля до оси, вокpyг которой происходит вращение яхты при повороте (обычно она оказывается расположенной вблизи передней кромки плавника киля.

Для оптимального решения этой проблемы было необходимо отделить перо руля от киля и расположить eго ближе к корме. Такое устройство, например, имеют швертботы: поскольку шверт должен убираться в корпус, то руль крепится отдельно от него.

 Были известны и гоночные яхты с отделенным от киля рулем. Например, Натаниель Херришоф проектировал их еще в XIX столетии. Несколько весьма удачных проектов крейсерских яхт с отдельно расположенными рулями разработал Лаурент Джайлз.

 В конце 1940x годов небольшие яхты этого типа для прибрежных океанских гонок в группе JOG выпускал капитан Иллингворт (в то время он являлся владельцем фирмы «Аэро Марин»). В Голландии немало подобных яхт создал и Ван де Штадт, были интересные проекты и у американского дизайнера Ричарда Карлсона и т. д. и т. п

.

Однако средний яхтсмен и даже средний яхтенный дизайнер твердо верили в то, что несмотря на все эти положительные примеры, яхты с отдельными от киля рулями будут плохо управляться. Трудно установить, откуда пошло это суждение, но в литературе 40-х и 50-х годов оно встречал ось неоднократно.

Яхтой, заставившей изменить мнение на этот счет, стала знаменитая «Калифорния-40», проект которой разработал в 1964 т. американский конструктор С. Уильям Лапворт (рис. 4). 

На «Калифорнии» ширина плавникового киля относительно длины по ватерлинии была такая же, как на «Мифе оф Мэлхем», «Блю Чам» или любой другой крейсерско-гоночной яхте того времени. (Проблемы уменьшения ширины киля, выбора оптимальных соотношений ширины и длины и углов входа ватерлинии в носу решили конструкторы второй половины 60-х годов.)

Несмотря на то, что по правилам ССА яхты этого типа получали солидную надбавку к гоночному баллу за малое водоизмещение (D / 0,01 L оказалось равным 250!), они хорошо показали себя в соревнованиях по обе стороны Атлантики, причем при любых погодных условиях.

 Поэтому не случайно быстроходные, всегда маневренные и легко управляемые яхты типа «Калифорния-40» были построены и раскуплены в большом количестве, благодаря чему многие яхтсмены смогли убедиться в преимуществах отдельно поставленного руля и легкого водоизмещения.

И все же в США находилось нeмало яхтсменов, которые долгое время не признавали достоинств яхт нового типа  несмотря на успехи                 «Калифорнии-40», на то, что небольшая яхта «Рэббит» с раз дельными килем и рулем, спроектированная ранее неизвестным американским яхтсменом Ричардом Картером, была первой в Фастнетской тонке 1965 т.

 Автор хорошо помнит, с каким удовольствием консервативные яхтсмены того времени слушали рассказы о брочингах и случаях потери управляемости «странных» новых лодок. К их радости, «Рэббит» потерпел поражение в гонках Однотонното кубка 1965 т. Ему не удалось обойти яхту «Диана-III», имеющую традиционную конструкцию киля.

В середине 60-х годов фирма «Спаркмен и Стефенс» занимала ведущее положение в мире среди фирм-конструкторов яхт. Она имела отличную репутацию, и любой проект, который сходил с ее чертежных досок, оказывался удачным.

 К международным гонкам на Однотонный кубок 1966 г. «Спаркмен и Стефенс» спроектировала две почти идентичные яхты  «Кларионет» и «Раундэбаут» (рис. 5). 

Обе они имели кили очень небольшой площади и отдельно установленные рули. Под влиянием авторитета дизайнеров спортивные журналисты предсказывали этим яхтам успех; оба судна послужили прототипом для большого числа весьма удачных проектов яхт серийной постройки.

 Но Однотонный кубок выиграли не яхты Стефенса, а «Тина» - новый «однотонник» конструкции Дика Картера (рис. 6) также с раздельными плавниками киля и руля. После этих гонок новый тип яхты был признан уже всеми яхтсменами и дизайнерами, в том числе и придерживающимися консервативных взглядов.

 

Успех «Тины», отличавшейся превосходными лавировочными качествами, был обусловлен также значительной шириной корпуса. Отношение B/L у нее достигало 40%, т. е. было заметно больше, чем у яхт типа «Калифорния-40». Поперечные сечения корпуса «Тины» отличались плавным переходом бортов в днище и сравнительно небольшой осадкой собственно корпуса. 

Все это не прошло мимо внимания яхтенных дизайнеров и вскоре было широко использовано в проектах яхт меньших, чем «Тина», размерений.

В следующем 1967 т. впервые учрежденный Кубок Атлантики выиграл экипаж, выступавший на яхте «Арпеж» (рис. 7), проект которой был создан французским дизайнером Мишелем Дюфуром.

 При общей длине 9 м и 6,71 м по КВЛ эта яхта имела ширину 3,02 м и coотношение B/L == 45%. Это экстремальная цифра, такая ширина была присуща разве что старым американским швертботам типа «кэтбот». Большая ширина была использована дизайнером (и наилучшим образом) для повышения комфортабельности внутренних помещений.

 Это сразу же оценили яхтсмены, которые хотели использовать яхту в основном для крейсерских плаваний, а не для тонок. В дополнение к успешным выступлениям в гонкax «Арпеж» стала победительницей ралли крейсерских яхт, учрежденного английским журналом «Yachting World» в 1967 т.

 Участвовавшие в этом ралли яхты, построенные по различным проектам, оценивались прежде всего с точки зрения их приодности для крейсерских плаваний, а не для тонок. «Арпеж» имела несомненный успех на рынке среди судов, приобретаемых именно для крейсерских плаваний и отдыха выходного дня.

В 1969 т. с чертежной доски норвежского яхтенного дизайнера Питера Норлина сошел проект яхты «Скампи» (рис. 8), которая предназначалась, подобно «Арпеж», для участия в соревнованиях на Кубок Атлантики. «Скампи» имела практически такие же, как и у французской яхты, наибольшую длину, ширину и водоизмещение, но увеличенную на 1 фут (0,305 м) длину по ватерлинии. 

Вследствие этого соотношение D / 0,01 L уменьшилось до значения 250, ставшего ныне нормальным для крейсерских яхт. Существенное отличие между этими двумя яхтами заключалось в том, что в обводах «Скампи» угол входа ватерлиний у форштевня был на несколько градусов меньше, чем у «Арпеж».

 В сочетании с большой шириной корпуса это помогло добиться выступавшим на «Скампи» экипажам многих побед, среди которых были чемпионаты мира в полутонном классе в 1969, 1970 и 1971 гг.; первые места в классе Е в штормовых гонках SORC 1971 г. в Карибском Море, в гонках на Полутонный кубок Северной Америки 1972 и 1973 гг. и т. п.

Как и «Арпеж», «Скампи» было продано огромное количество 1350 единиц; свыше 80% из них были приобретены для крейсерских плаваний, а не для гонок. В крейсерском варианте яхты этого типа были оборудованы пятью койками, штурманским столом, закрытым туалетом, большим платяным шкафом, объемистыми рундуками и камбузом с духовой печкой; внутренние помещения были отделаны тиком.

Не мoгy не вспомнить своих первых впечатлений от встречи со «Скампи» в 1972 г. Мы шли на узком шхерном крейсере, ширина котopoгo была вceгo лишь 1,9 м, и вдpyг оказались рядом со «Cкaмпи». Не верилось, что эта яхта шириной 3 м сможет опередить нас, однако она обошла, причем на хорошей скорости и в крутой бейдевинд.

В 1970 г. кoгдa тип современной крейсерской яхты уже утвердился, были приняты международные правила обмера крейсерско-гоночных яхт IOR. Через короткое время дизайнеры хорошо освоили мaнипулирование обводами корпусов, главной целью котopoгo было получать низкий гоночный балл при высокой скорости.

Наиболее очевидно это проявилось в своеобразных обводах шпангоутов, на которых между обмерными точками легко обнаружить плоский участок днища. Другой результат подобных манипуляций - впалые обводы носовой оконечности и ухищренные обводы кормы.

 Если такие манипуляции делались в умеренной стeпени, они не приносили ущерба мореходным качествам яхты и комфортабельности внутренних помещений; влияние обмерных правил IОR можно обнаружить на некоторых проектах комбинированных яхт крейсерско - гоночного типа.

 Однако эти ухищрения не являются характерными для обводов совpeмeннoro быстроходного крейсера, представленных на рис. 9. Heтpyдно также заметить существенные отличия обводов тaкoгo корпуса от обводов «Арпеж» или «Скампи».

Прежде вceгo, увеличилась длина по ватерлинии при одинаковой общей длине корпуса. Благодаря этому можно либо снизить значение параметра      D / 0,01 L, либо увеличить водоизмещение яхты при сохранении стaндapтнoгo соотношения D / 0,01 L = 250.

 Вторым отличием являются более широкие кормовые сечения, что обеспечивает больший объем парусных кладовых и кокпита в корме, а также позволяет нести паруса большей площади за счет повышения остойчивости судна на больших углах крена. 

Ценой этих преимуществ являются несимметричные относительно миделя обводы ватерлиний. Сравните ватерлинии в корме у яхты, показанной на рис. 9, с ватерлиниями в этом же районе «Скампи» и «Apпеж».

 Несимметричные обводы корпуса относительно миделя в известной степени изменяют дифферент при крене яхты, погружая нос в воду, что вызывает необходимость на ходу перекладывать руль на вeтер. Это не слишком серьезная проблема, поскольку современные яхты с их большой шириной и огромной тягой парусов с большим креном встречаются не так уж часто.

Несколько большее значение имеет факт, что широкая «обрезная» (практически без свеса) корма cовpeмeннoгo типа оказывается причиной неудовлетворительного поведения яхты на крупной попутной волне  судно реагирует на волну жестко.

 В противоположность этому поднимающаяся над ватерлинией и имеющая свес корма на яхтах, подобных «Скампи», «Арпеж», «Тина», «Калифорния-4О» и т. п., способствует более медленному и плавному подъему кормовой оконечности, кoгдa крупная волна накатывается с кормы. Увеличение силы плавучести при такой корме происходит менее резко.

 Практический эффект реально ощутим: этими «устаревшими» яхтами легче управлять на попутной волне.

Можно также обнаружить, что продольное распределение подводнoгo объема на современном крейсере (см. рис. 9) отличается от таковогo на ранее рассмотренных яхтах.

 Дизайнеры численно оценивают этот фактор по величине призматического коэффициента полноты водоизмещения ф. В результате испытаний в опытовых бассейнах найдены оптимальные значения ф для любой относительной скорости V/ \/^- L (здесь скорость V в узлах, L в метрах). Однако оказывается не так легко выбрать значение коэффициента ф для парусной яхты, скорость которой изменяется в зависимости от скорости ветра и курса судна относительно нeгo.

Совсем недавно оптимальной величиной для парусных яхт считался ф = 0,52, что соответствует относительной скорости около V/ \/^- L = 1.  Но обширные эксперименты, проводимые с гоночными яхтами, которые построены по правилам IOR, а также то обстоятельство, что сегодня эти яхты оснащаются гораздо большей парусностью, чем несколько лет назад, позволяют спроектировать более быстроходные суда.

 Поэтому большинство современных яхтенных дизайнеров предпочитает выбирать более высокие значения ф = O,54 - 0,56. Это означает, что подводные объемы распределяются ближе к оконечностям корпуса, другими словами, меньше концентрируются близ миделя, чем на предыдущих проектах.

Итак, для современной крейсерской яхты характерны: узкий плавниковый киль с отдельно от нeгo стоящим рулем; длинная ватерлиния; большая ширина; умеренно легкое водоизмещение; высокий надводный борт; сравнительно мелкие с плавной скулой поперечные сечения корпуса; высокий призматический коэффициент полноты.

 Сейчас уже хорошо известны достоинства всех этих особенностей, но мы храним память о замечательных парусных судах, которые сыграли роль в пpoгpecce совремeннoгo яхтостроения.

Дж. Пазерескис.

Источник: http://yachtshipyard.wordpress.com