Рис. 15-1. Силы бокового сопротивления яхты.
В общем случае суммарная аэродинамическая сила, развиваемая парусной яхтой, направлена под углом к ее диаметральной плоскости и имеет составляющую – силу дрейфа яхты (ДЯ), направленную перпендикулярно ДП яхты. Она складывается из силы дрейфа паруса, которая может меняться в очень широких пределах по величине и направлению, силы дрейфа, развиваемой корпусом и экипажем яхты, и силы дрейфа, возникающей из-за действия на яхту волн. Чтобы яхта могла ходить без дрейфа, вдоль своей продольной оси, ее корпус, опираясь о воду и работая как подводное, вертикально поставленное крыло, должен развивать силу бокового сопротивления яхты (RУ.Я.), равную по величине силе дрейфа, но противоположно направленную. Точка приложения суммарной силы бокового сопротивления яхты называется ее центром бокового сопротивления (ЦБС).
Общая сила бокового сопротивления яхты (рис. 15-1) развивается корпусом (RУ.К.), рулем (RУ.Р.) и швертом (RУ.Ш.). На многих яхтах вместо швертов используют шверцы – те же шверты, но закрепленные по бортам корпуса.
Рис. 15-1. Силы бокового сопротивления яхты.
Работая как подводные крылья, стоящие под небольшим углом атаки к потоку, корпус, руль и шверт развивают подъемную силу, направленную поперек курса яхты. Угол атаки корпуса и шверта, если он стоит в ДП, равен углу дрейфа яхты. Шверцы, как правило, ставят с начальным фиксированным углом атаки.
На подводных крыльях развивается не только подъемная сила, но и сила лобового сопротивления. Отношение этих сил называется гидродинамическим качеством подводного крыла (К).
Величина подъемной силы подводного крыла подсчитывается по формуле:
.
где: СУ – коэффициент подъемной силы, зависящий от угла атаки, профиля и качества поверхности подводного крыла, его удлинения и жесткости; S – площадь крыла, м2; VЯ – скорость яхты, м/сек.
Округлые мелкосидящие корпуса имеют низкий коэффициент подъемной силы, низкое гидродинамическое качество и развивают небольшую силу бокового сопротивления.
Рули имеют более совершенную форму в плане и гораздо более высокие СУ и К. Их активно задействуют для создания силы бокового сопротивления.
Основную долю силы бокового сопротивления яхт создают шверты или шверцы – относительно тонкие пластины значительной площади, опускаемые в воду со стороны днища яхты.
Как правило, шверты и шверцы ставят с начальным углом атаки к потоку – около 3°. Желательно, чтобы у швертов при перемене галса угол атаки менялся автоматически. Во многих конструкциях начальный угол атаки швертов и шверцев можно регулировать на ходу, что позволяет яхтам ходить почти без дрейфа.
Если яхта пойдет без дрейфа, то ее корпус будет обтекаться прямым потоком воды и будет иметь минимальное лобовое сопротивление. При этом лобовое сопротивление шверта (или шверца), работающего с повышенной нагрузкой, возрастает, но в гораздо меньшей степени, чем падает лобовое сопротивление корпуса.
Например, если корпус имеет гидродинамическое качество КК=1, то при уменьшении его силы бокового сопротивления при ходе без дрейфа на 5 кгс, его сила лобового сопротивления уменьшится тоже на 5кгс. Чтобы сохранилась величина общей силы бокового сопротивления яхты придется увеличить (за счет увеличения угла атаки) на 5 кгс силу бокового сопротивления шверта (или шверца). При гидродинамическом качестве шверта КШ=10 его лобовое сопротивление увеличится лишь на 0,5 кгс. Общая сила сопротивления яхты движению уменьшится на: 5 – 0,5 = 4,5 кгс. Соответственно возрастет скорость яхты.
Площадь шверта, а если сила бокового сопротивления создается рулем и швертом, то их суммарная площадь берется такой, чтобы они давали требуемую силу бокового сопротивления при угле дрейфа яхты или при начальном угле атаки шверта не более 3-5°. При больших углах атаки гидродинамическое качество крыльев начинает падать, а корпуса, идущие с большим дрейфом, имеют значительное лобовое сопротивление, что снижает скорость яхты на лавировке.
На разборных парусниках суммарную площадь шверта и руля берут в пределах 4-6% от площади парусности.
Для улучшения лавировочных качеств яхты выгоднее увеличивать площадь швертов, но чаще туристы сознательно уменьшают ее, что позволяет делать шверты и рули более легкими и надежными в работе, особенно при плаваниях по мелководьям. При недостаточной площади шверта яхту уваливают и лавируют под большим углом к ветру, чтобы скомпенсировать недостаток площади шверта увеличением скорости яхты на галсе (подъемная сила шверта зависит от квадрата скорости набегающего на него потока воды). Это удается, но подниматься «прямо на ветер» яхта будет все же несколько медленнее, чем могла бы. На туристских судах с этим обычно мирятся.
Изредка, из-за излишнего начального угла атаки шверта (из-за ошибки конструктора, больших люфтов в узле крепления шверта или недостаточности его жесткости) яхта идет с дрейфом на ветер (рис. 15-2, справа) – это самый невыгодный случай. Начальный угол атаки шверта надо обязательно уменьшить.
Рис. 15-2. Ход яхты с дрейфом.
Слева – шверт работает недостаточно эффективно и яхта дрейфует под ветер; cправа – шверт развивает излишнюю силу и яхта дрейфует на ветер.
Для новых яхт площадь шверта определяют по наиболее близким хорошо лавирующим прототипам. Очень полезно увеличить ее на 10-20%. Если испытания покажут, что площадь шверта завышена, уменьшить ее будет нетрудно. И наоборот, если яхта плохо пойдет в лавировку, увеличить площадь готового шверта сложно.
Достаточность площади швертов оценивают при испытаниях яхт в средний ветер. В сильный ветер без волны площадь нормального шверта оказывается завышенной, при волнении равновесие восстанавливается. В слабые ветра площади швертов, как правило, не хватает. При испытаниях угол дрейфа яхты определяют как угол между продольной осью судна и кильватерной струей или длинной леской с грузом, буксируемой за кормой.
Величину угла дрейфа легко определить по тангенсу угла. Например, tg4°»0,07. Один из катетов равен 1 метру, второй – 7 сантиметрам.
Создавая подъемную силу, шверты и рули имеют и значительную силу лобового сопротивления, которая может достигать 40-100% сопротивления “голого” корпуса яхты.
В частности, полной неудачей кончаются попытки установить на парусно-гребных байдарках примитивные шверцы из весел или “кухонных разделочных досок” – байдарки перестают идти под возможным для них углом к ветру, а лишь “круто стоят”.
Все, что говорилось выше о качестве парусов, справедливо для швертов и рулей. Например, недостаточно жесткие (длинные и тонкие) шверты могут скручиваться винтом и самопроизвольно менять угол атаки. Как правило, они увеличивают его в нижней части и работают как тормоз для яхты. На повышенных скоростях рули и шверты из плоских пластин начинают вибрировать со звуковой частотой – “гудеть”. Гладкие дюралевые и лакированные деревянные шверты дают гораздо большую подъемную силу и меньшую силу лобового сопротивления, чем шверты с шероховатой поверхностью. Из-за больших индуктивных потерь плохо работают рули и шверты малого удлинения или с широкой нижней горизонтальной кромкой.
Как и для паруса, для работы рулей и швертов решающее значение имеет характер обтекающего их потока. При обычных скоростях яхты на хороших швертах удается сохранить ламинарный поток по всей их площади. В этом легко убедиться, если с помощью моторной лодки или другого парусника прогнать в воде отдельно взятый шверт. Его опускают с борта, но не вертикально, а под углом 30-45°, атакующей поверхностью вниз. В солнечную погоду все нарушения ламинарного потока на шверте и завихрения за швертом хорошо просматриваются на шверте в виде белых турбулентных струек (рис. 15-3). Такой опыт позволяет непосредственно наблюдать процессы, протекающие на крыле, поставленном под небольшим углом атаки к потоку. При этом можно оценить значимость различных дефектов шверта, а то и просто обнаружить их. Например, при испытаниях плосковыпуклого деревянного лакированного шверца тонкие турбулентные струйки образовывались на таких малых забоинах по его передней кромке, что их не сразу нашли при визуальном осмотре.
Рис. 15-3. Различные дефекты шверта и их влияние на уменьшение подъемной силы.
1–каверна в зоне разряжения. 2 –нарушение правильного профиля. 3 – забоина по передней кромке. 4 –забоина; 5 и 6 –заклепки.
Наивыгоднейшая форма рулей и швертов в плане – эллипс, полуэллипс или трапециевидная с узкой нижней частью, скошенной к задней кромке. Удлинение рулей и швертов ограничивается только их прочностью и механической жесткостью. В сечении они бывают плоскими, объемными симметричными и объемными асимметричными (рис. 15-4).
Рис. 15-4. Работа швертов и шверцев различного сечения.
Плоские шверты работают хуже других, срыв потока у них происходит сразу за атакующей кромкой (рис. 15-5, а). Тщательным закруглением и полировкой передней кромки удается исправить этот недостаток лишь частично. Учитывая опубликованные в печати результаты исследований, для ориентировочных расчетов можно считать, что при углах атаки 4-6° их Су = 0,2-0,3 при К» 3.
Объемные шверты симметричного сечения с отношением ширины к толщине профиля 10-12:1 обтекаются потоком более плавно и имеют небольшое лобовое сопротивление, однако, из-за симметричности сечения, их подъемная сила невелика Су = 0,3-0,4 при К » 10.
Эффективнее всех работают шверцы асимметричного сечения. При малом лобовом сопротивлении они развивают наибольшую подъемную силу на единицу площади. На углах атаки 4-6° их Су = 0,5-0,6 при К = 10-15.
Решающее значение для качества швертов имеет форма их атакующих кромок (рис. 15-5). Все нарушения плавности потока, возникающие на передней кромке, распространяются на всю ширину шверта и выводят эту часть его площади из режима оптимальной работы. На сторону, где создается разряжение, поток должен набегать под небольшим отрицательным углом атаки, прижиматься к ней, а уже потом, обтекая криволинейную поверхность шверта, плавно изменять свое направление, создавая подъемную силу. Задняя часть шверта должна быть максимально плоской, чтобы за ним не возник мощный индуктивный вихрь.
Рис. 15-5. Формы атакующих кромок швертов и шверцев.
Наивыгоднейшая форма передней кромки шверта показана на рис.15-5, б. Практически не ухудшается работа шверта, выполненного по тому же принципу, но со скругленной передней кромкой, более технологичной и более стойкой при ударах о препятствия (рис. 15-5, в).
Хорошая передняя кромка получается у швертов и шверцев, выстроганных из дерева (фанеры) или согнутых из одного листа дюраля. Совершенно неудовлетворительно работают шверцы, склепанные из двух листов (рис. 15-5, г).
Сечения швертов иногда делают в соответствии с различными нормализованными авиационными профилями. Это требует большого количества шаблонов и высокой квалификации исполнителя. Для любительских условий вполне достаточно, если профиль шверта будет просто плавным, без заметных перегибов и граней, с постепенным уменьшением кривизны к задней кромке. Максимум толщины шверта должен находиться на расстоянии 40% его ширины от передней кромки. Неаккуратность в изготовлении шверта и различные технологические погрешности дают гораздо большие потери его качества, чем несовершенство самодельного профиля.
Рули на разборных судах тоже делают объемными симметричного сечения из дерева, пластика или сгибают из тонкого дюралевого листа. Но часто рули делаю и плоскими из жесткого листового дюраля. Достоинство плоских рулей – их высокая живучесть при различных ударах и при навалах на мели, в том числе и в случаях, когда руль уже отклонен на большой угол и не может сам откинуться назад. Плоские рули пружинят, ослабляя силу удара, или даже гнутся, но не ломаются и не выламывают рулевых коробок. С согнутым рулем можно дойти до берега и там его разогнуть и отрихтовать. А если в свежую погоду яхта останется вообще без руля, то может возникнуть опасная ситуация. Поскольку рули работают на больших углах атаки, чем шверты, и имеют симметричный профиль, преимущества объемных рулей перед плоскими сказываются не так резко, как у швертов. Чтобы на больших скоростях плоские рули не “гудели”, их переднюю кромку закругляют и полируют, а заднюю кромку стачивают почти на острие (рис. 18-8).
Не боятся изгиба и очень эффективны объемные лакированные рули из дерева. Желательно, чтобы весь руль, или хотя бы его передняя кромка при клееном руле, были сделаны из твердого дерева. По мере появления на передней кромке руля забоин руль шпаклюют и лакируют.
Под “парусной центровкой” яхты в дальнейшем условимся понимать соотношение всех моментов, уваливающих или приводящих яхту.
“Управляемость яхты” – это ее способность выдерживать траекторию движения, заданную рулевым, четко реагировать на все действия рулем и не выходить из-под контроля рулевого при всех условиях, в том числе и экстремальных. То есть яхта должна: четко идти по прямой, по желанию рулевого приводится вплоть до выполнения поворота оверштаг (но не должна самопроизвольно приводиться при каждом порыве ветра), не должна останавливаться в положении левентик и должна уверенно уваливаться из положения левентик на любой из галсов. На полных курсах яхта должна уверенно уваливаться вплоть до выполнения поворота через фордевинд.
На яхте, не удовлетворяющей этим требованиям, автор проиграл одну из гонок на Кавголовском озере. Монобайдарка с гротом 7 м2 отлично лавировала и делала повороты оверштаг с хорошим «выбеганием на ветер», мощно шла полными курсами, но во время шквалов случайно остановилась без хода на курсе галфвинд. При попытке выбрать шкот яхта резко приводилась до положения левентик, потом послушно уваливалась до галфвинда и останавливалась. При попытке выбрать шкот все повторялось сначала. Такие «чудеса» надо исключать еще на стадии проектирования яхты.
Управляемость яхты прямо обеспечивает безопасность плаваний. Если яхта в экстремальных ситуациях перестает слушаться руля, т.е. разворачивающий момент руля становится меньше приводящего или уваливающего моментов, развиваемых парусами и корпусом яхты, то на ней нельзя отправляться в плавание.
С достаточной степенью точности можно считать, что яхта вращается в горизонтальной плоскости вокруг центра бокового сопротивления шверта (или шверца).
На рис. 16-1 видно, что в каком-то одном частном случае линия действия аэродинамической силы паруса (парусов) будет проходить через ЦБС шверта, и яхта даже с поднятым рулем пойдет прямолинейно, т.е. будет идеально уцентрована. Во всех других случаях линия действия АП будет проходить в корму или в нос от ЦБС. В первом случае яхта будет приводиться, во втором уваливаться.
Рис. 16-1. Изменения парусной центровки яхты при изменениях курса.
На острых курсах второй случай является невыгодным. Для компенсации уваливающего момента руль придется отклонять на ветер (рис. 16-1, справа), соответственно, его сила бокового сопротивления будет направлена под ветер. Она будет вычитаться из силы бокового сопротивления шверта, общая сила бокового сопротивления яхты уменьшится и яхта пойдет с большим дрейфом. Чтобы этого не происходило, яхты заранее настраивают на приведение – перемещают шверт в нос (или мачту в корму), чтобы яхта на всех курсах приводилась. Для компенсации приводящего момента руль отклоняют под ветер, его подъемная сила, направленная на ветер, складывается с подъемной силой шверта и дрейф яхты становится минимально возможным.
Площадь пера руля берут такой, чтобы требуемый уваливающий момент он создавал при угле отклонения не более, чем на 5°, когда гидродинамическое качество руля, даже плоского, еще остается высоким и он не работает как тормоз для яхты.
Эффективность работы руля (разворачивающий момент) зависит не только от его площади, но и от расстояния между ним и швертом, между рулем и центром парусности. При проектировании новых яхт надо стремиться разнести на максимальное расстояние руль и шверт, руль и мачту.
Рис. 16-2. Схема для расчета парусной центровки яхты.
Яхта будет идти, не приводясь и не уваливаясь, т.е. будет уцентрована, если сумма всех моментов, приводящих и уваливающих ее (рис. 16-2) будет равна нулю.
где: АП – аэродинамическая сила, развиваемая парусом; RЯ – сила сопротивления корпуса яхты движению; ХК – аэродинамическое лобовое сопротивление корпуса и экипажа; RПОПЛ. – сила сопротивления движению бокового поплавка; RР — гидродинамическая сила руля; Y – расстояния от линий действия сил до ЦБС.
В формуле, если сила стремится привести судно, ее берут со знаком “плюс”, если увалить – со знаком “минус”.
Величину аэродинамической силы паруса подсчитывают по формулам, приведенным в §4. Точка приложения аэродинамической силы паруса при его работе на закритических углах атаки совпадает с центром парусности (см.§13), а при уменьшении угла атаки она перемещается ближе к мачте, вплоть до 35% его ширины от передней шкаторины, тем больше, чем меньше угол атаки и чем выше К паруса. При определении направления действия АП учитывают аэродинамическое качество паруса, которое у большинства описываемых парусов лежит в пределах КП = 4-6. Если яхта ходит с креном, учитывают перемещение ЦП из-за крена.
Величину силы, развиваемой рулем, подсчитывают по формуле, приведенной в §15. Значения СУ и К берут по полярам руля, если они имеются, или по усредненным данным, приведенным выше. Точка приложения RР лежит на высоте центра тяжести погруженной площади руля и смещена вперед примерно на 35% ширины руля от его передней кромки.
Сила сопротивления поплавка движению (RПОПЛ.) зависит от действующей на него архимедовой силы. Гидродинамическое качество поплавка на скоростях ниже его “волнового порога” (см. §11) берут в пределах КПОПЛ. » 30-50.
Тяга паруса должна равняться сумме RЯ + RПОПЛ. + лобовое сопротивление шверта + лобовое сопротивление руля.
При предварительных прорисовках новых яхт можно не проводить полного расчета их парусной центровки, а ограничиться определением ориентировочной площади шверта и руля при известном (или желательном) их положении по длине и ширине судна.
Действуют по следующей методике:
На горизонтальной проекции яхты определяют направление действия аэродинамической силы паруса (АП) на курсе гоночный бейдевинд, с учетом КП и крена яхты. По соотношению расстояний от этого направления до центров бокового сопротивления руля и шверта (шверца), которые работают под одинаковым углом атаки, примерно 3°, определяют соотношение их площадей. (Если шверт неповоротный, то яхта будет ходить с дрейфом около 3° и с рулем, поставленным в ДП). Суммарная площадь руля и шверта назначается в пределах 4-6% площади парусности. (SР + SШ = (4-6%)SП) Решая два простых уравнения с двумя неизвестными, находят требуемые площади руля и шверта. Площадь руля сразу увеличивают на 15-20%, чтобы перекрыть погрешности этого ориентировочного расчета и создать запас по управляемости на полных курсах, когда приводящий момент будет гораздо большим, чем на бейдевинде.
Полученный результат сравнивают с известными добротными прототипами.
При постройке новых яхт стремятся оставить возможность корректировать их парусную центровку по результатам испытаний. (Предусмотреть все возможные на практике «чудеса» может только полный и квалифицированный расчет.) Если шверт крепится к мосту с помощью швертовой коробки (рис. 19-1), то его несложно перенести на некоторое расстояние вперед или назад по длине яхты. Если такой возможности нет, то заранее завышают площадь шверта и руля – до 6-8%SП. Уменьшить их до необходимых величины и соотношения можно будет после испытаний яхты.
Она в первую очередь определяется эффективностью работы руля. Чем больше его площадь и чем на большее расстояние в корму он отнесен от мачты и шверта, тем он эффективней. Зависимость эта не только количественная, но и качественная. Яхта с недостаточной управляемостью в сильный ветер или на волнении может стать вообще неуправляемой, непригодной к плаваниям.
В частности, на катамаранах рули, закрепленные на корме поплавков или на длинной продольной балке, работают гораздо эффективней и надежней рулей, закрепленных на кормовой поперечной балке, расположенной на небольшом расстоянии от мачты и шверта.
В последние десятилетия наблюдается тенденция к увеличению площади рулей всех яхт, что позволяет делать их более управляемыми, а следовательно, и более безопасными. Некоторое увеличение лобового сопротивления больших рулей вполне допустимая плата за улучшение управляемости и безопасности яхты и сокращение времени, затрачиваемого на повороты.
Особенно остро вопрос управляемости яхты стоит при попутных ветрах, когда приводящий момент паруса максимален, а линия действия АП. проходит в корму от руля (рис. 16-1, слева). Для уверенного плавания полными курсами требуется руль большей площади, чем для лавировки. Поэтому требуемую площадь пера руля окончательно уточняют только после испытания яхты на курсе фордевинд в сильный ветер.
Эффективность руля увеличивается с увеличением его заглубления в воду – в этом случае он обтекается потоком, меньше возмущенном корпусом и снижаются потери на границе вода-воздух. Но глубоко погруженные рули оказываются неудобными на мелководьях и при подходах и отходах от берега. В благоприятных условиях, когда управляемости яхты хватает с избытком, становится заметным повышенное лобовое сопротивление глубоко погруженного руля. Это противоречие удается разрешить, меняя на ходу заглубление руля по желанию рулевого. Если рулевое устройство имеет конструкцию, показанную на рис. 19-5, то помимо сорлиня вводят еще одну управляющую снасть, позволяющую на ходу поднимать или опускать вниз баллер вместе с пером руля и румпелем. (Автор идеи С.А. Домрачев).
На рис. 16-1 и 16-3 видно, что курсом фордевинд яхта может идти только с рулем, отклоненным под ветер. На руле развивается определенная подъемная сила – RУ.Р., направленная поперек курса яхты. Компенсируется она противоположно направленной подъемной силой корпуса яхты или шверта. Первый случай невыгоден, т.к. из-за низкого гидродинамического качества корпуса почти на величину его подъемной силы (равной RУ.Р.) увеличится и его лобовое сопротивление. Яхта пойдет медленно. Поэтому при попутных ветрах выгоднее частично опускать шверт (рис. 16-3), который имеет гораздо более высокое К, чем корпус. Лобовое сопротивление шверта будет в несколько раз меньше, чем лобовое сопротивление корпуса, развивающего такую же подъемную силу. На яхтах со шверцами асимметричного сечения в воду опускается не подветренный шверц, как при лавировке, а наветренный. (Этот способ повышения скорости яхты на курсе фордевинд за счет частичного опускания шверта обычно очень удивляет начинающих парусников).
Рис. 16-3. Компенсация приводящего момента паруса на курсе фордевинд с помощью шверта.
На парусно–гребных судах, которые не имеют швертов и шверцев, для уверенного плавания полными курсами выгодно увеличивать килеватость их корпусов, чтобы они создавали достаточную силу бокового сопротивления при ходе с небольшим дрейфом. Один из способов увеличения килеватости байдарок показан на рис. 18-10. Другим способом улучшения ходкости и управляемости парусно-гребных судов является применение полубалансирных парусов, у которых приводящий момент гораздо меньше, чем у косых парусов.
На судах, имеющих стаксели, для уменьшения приводящего момента на курсе фордевинд, стаксель выносят “на бабочку”
Традиционная схема (рис. 16-4, а). В классическом парусе считается, что яхта хорошо уцентрована, если в средний ветер на курсе бейдевинд она слегка приводится при поднятом руле. В этом случае линия действия аэродинамических сил проходит чуть в корму от ЦБС яхты без учета руля. Вся сила бокового сопротивления создается корпусом и швертом, которые должны иметь достаточную площадь бокового сопротивления. Руль нагружен слабо, он служит лишь для изменения курса. Его площадь делают небольшой и при прямолинейном движении отклоняют на малый угол.
Рис. 16-4. Схемы расположения рулей, швертов и шверцев.
При этой схеме парусную центровку яхты принято оценивать по расстоянию между ЦБС и ЦП при проекции парусов на диаметральную плоскость яхты. В классическом парусе именно это расстояние (“а”) принято называть “центровкой яхты”.
Центр парусности располагают в нос от ЦБС на величину – 2-18% от длины яхты по ватерлинии. Конкретную величину “а” определяют на основе накопленной статистики для яхт данного типа и уточняют после испытания яхты, передвигая мачту или шверт (шверц) вдоль яхты. В одной из парусных книг подчеркивалось, что определение точного значения “а” для конкретной яхты дело очень сложное, “...на уровне шаманского искусства”. (Если читатели не обладают такими способностями и не умеют камлать, то лучше придерживаться методик, описанных выше).
Иногда эта схема применяется и на разборных судах, например на байдарочных тримаранах. Для байдарок эта схема выгодна потому, что они имеют небольшие штатные рули и небольшую прочность всего рулевого устройства, поэтому их рули не задействуют для создания общей силы бокового сопротивления яхты. В некоторых пределах центровку таких тримаранов корректируют, подавая шверц вперед-назад (рис. 20-11).
Два шверца симметричного сечения и обычный руль (рис. 16-4, б). Схема работает как и предыдущая и тоже позволяет добиться хорошей центровки яхты с небольшим рулем. Недостаток схемы – значительный вес двух шверцев. Их суммарная площадь должна быть больше, чем у одного центрального шверта, ибо они работают в поверхностном, более возмущенном корпусом слое воды и имеют заметные потери подъемной силы на границе вода-воздух.
Простейшие шверцы выстругивают из дюймовой сосновой доски шириной 150мм.
Один шверц симметричного сечения (рис. 16-4, в). Он работает эффективнее двух шверцев и имеет меньший вес. Особенность схемы – изменение центровки при изменениях галса. При расположении шверца с правого борта приводящий момент на правом галсе будет большим, чем на левом.
Один шверц симметричного сечения с регулируемым углом атаки (рис. 16-4, г). Чтобы яхта ходила почти без дрейфа (это значительно снижает ее лобовое сопротивление за счет уменьшения суммарного лобового сопротивления шверца и корпуса), шверц ставят не параллельно ДП судна, а под положительным углом атаки к потоку. При перемене галса угол атаки шверца меняют в пределах ± 3-4°. В некоторых конструкциях угол атаки шверца меняется автоматически. Конкретные примеры шверцев с ручной и автоматической регулировкой угла атаки показаны на рис. 21-12 и 25-7.
Два попеременно опускаемых шверца асимметричного сечения (рис. 16-4, д). Шверцы асимметричного сечения имеют повышенную подъемную силу, следовательно, их можно делать меньшей площади, чем симметричные. На лавировке опускают лишь один шверц – с подветренного борта. Второй шверц поднят. Это обеспечивает одинаковую парусную центровку яхты на обоих галсах. Каждому шверцу задается постоянный начальный угол атаки около 3°.
Другое достоинство схемы – малое расстояние по горизонтали между центром парусности и рабочим шверцем, что приводит к меньшим изменениям центровки при изменениях курса, например при переходе с крутого бейдевинда на полный. Хорошая центровка позволяет добиться уверенной управляемости яхты даже при небольшом руле. В частности, на байдарках “Салют” при парусности до 4,5 м2 оставляют штатное перо руля.
В дальних походах сказывается еще одно важное достоинство двух шверцев – повышенная надежность. В глухой таежной или пустынной местности поломка единственного шверца (шверта) – серьезная авария, его негде починить. Наличие второго шверца позволяет продолжить поход до «населенки». При плаваниях по большим водоемам второй шверц прямо повышает безопасность. Если при сильном отжимном ветре рабочий шверц сломается, то, опустив шверц с подветренного борта, можно достигнуть берега. Судно пойдет менее круто к ветру, с заметным дрейфом, но все же пойдет. В этих случаях также остается возможность сменить галс.
Эта схема, одна из самых совершенных, применяется на различных разборных судах с парусностью 4,5м2 и выше. Ее недостатки – увеличенный вес двух шверцев и некоторые трудности их обслуживания при плаваниях в одиночку.
Два асимметричных широко разнесенных шверца (рис. 16-4, е). Из теории следует, что можно менять центровку яхты, перемещая шверц не только вдоль, но и поперек судна. Удаление шверца от диаметральной плоскости судна в сторону подветренного борта равносильно его перемещению от мачты в корму. Используя это положение, А. Румянцев на своем однобалочном тримаране установил шверцы асимметричного сечения на поперечной балке у самых боковых поплавков. Это позволило, при сохранении нормальной парусной центровки тримарана, отказаться от дополнительной шверц-балки, загромождающей кокпит, мешающей гребле и увеличивающей вес вооружения. Все преимущества предыдущей схемы сохраняются.
Центральный шверт и руль увеличенной площади (рис. 16-4, ж). Во всех предыдущих случаях преследовалась цель – наилучшим образом уцентровать яхту при минимальной площади пера руля. Это важно для судов, у которых усиление рулевого устройства связано с определенными трудностями. У байдарок с транцами (рис. 21-13) и у разборных яхт других типов рули могут выдерживать значительные нагрузки, и их сознательно задействуют для постоянного создания силы бокового сопротивления, т. е. используют их как рули-шверты. Например, если на легких коротких швертботах шверт поставить на расчетном расстоянии от мачты, то швертовый колодец недопустимо загромоздит кокпит и окажется позади основных силовых узлов корпуса. Это потребует дополнительного усиления и усложнения набора. При наличии большого руля-шверта швертовый колодец можно перенести вперед и объединить его с силовым узлом мачты.
Чтобы руль, в том числе и плоский, из листа дюраля, развивал требуемую силу бокового сопротивления при малом лобовом сопротивлении, т. е. при углах отклонения не более 3-5°, его площадь приходится делать довольно большой. Площадь шверта при этом можно соответственно уменьшить, что снизит его вес и сделает более надежным в эксплуатации и удобным в транспортировке.
Дополнительное, очень существенное преимущество данной схемы – повышенная управляемость яхт на полных курсах. Показательно, что на самых различных туристских и крейсерских яхтах, даже хорошо уцентрованных, строители прямо завышают площади рулей, чтобы обеспечить запас по управляемости при сильных попутных ветрах.
Чтобы уменьшить нагрузки на румпель и руку рулевого, большие рули всегда делают полубалансирными – впереди оси вращения должно находиться 10-15% их площади.
Два шверца асимметричного сечения и руль увеличенной площади (рис. 16-4, з). Схема аналогична предыдущей, но один центральный шверт заменен двумя более эффективными шверцами асимметричного сечения. Их ставят с фиксированным начальным углом атаки к потоку, что упрощает их конструкцию и повышает надежность яхты. При смене галса один шверц поднимают, другой, с подветренного борта, опускают.
Эта схема является одной из самых совершенных и обеспечивает управляемость яхты при всех условиях. В частности, применение этой схемы на катамаранах с надувными поплавками, позволило повысить их управляемость и поворотливость до уровня швертботов.
Руль–шверт на байдарке (рис. 16-4, и). Длинные байдарки с “гранеными” обводами сами обладают значительным боковым сопротивлением и с хорошими парусами могут ходить без шверцев до 90-80° к ветру. Если боковое сопротивление парусной байдарки увеличить за счет применения большого руля, то она пойдет еще круче. Получается легкое компактное парусно-гребное судно. В этом случае крепление рулевой коробки к корпусу усиливают, а мачту ставят ближе к середине кокпита. Все недостатки управляемости такого судна компенсируют энергичной работой веслами.
Шверт–руль с кормовым парусом А. Катайнена (рис. 16-4, к). Шверт-руль и мачта объединяются в одном компактном узле, навешиваемом с помощью струбцины на транец судна. Установка паруса при этом не ухудшает обитаемости лодки, но из-за резкого нарушения центровки, которое ничем не компенсируется, разборные яхты с таким вооружением на регатах ходили плохо и управлялись неудовлетворительно.
Диагональная схема (рис. 16-4, л). Руль и шверц примерно одинаковой площади размещают по диагонали яхты. Шверц крепят на подмачтовой балке с одного борта, а руль – на корме с другого борта. Их общий центр бокового сопротивления лежит в диаметральной плоскости судна, на достаточном удалении от мачты и существенно не перемещается при перемене галса, чем достигается хорошая начальная центровка яхты. Все нарушения центровки компенсируются незначительными отклонениями большого руля. Из-за большой площади руля хорошая управляемость сохраняется и на полных курсах при поднятом шверце.
Первоначально такая схема была применена на катамаране Е.С. Кузнецова, но особенно удачной она оказалась для коротких надувных лодок, у которых вдоль бортов идут продольные балки силовой рамы. К одной из них крепится руль, к другой шверц.
Рулевое весло. Оно хорошо работает на коротких надувнушках, на парусно-гребных лодках с транцами и на шлюпках со вспомогательными парусами. Дополнительным достоинством весла является то, что им можно не только “рулить”, но и подгребать, быстро занося корму в нужную сторону. Лопасть весла должна быть плоской и иметь значительную площадь. Специальная усиленная и невыпадающая из гнезда уключина рулевого весла имеет горизонтальный и вертикальный шарниры.
Вспомогательные паруса для байдарок должны быть легкими, не громоздкими и не ухудшать качеств байдарки как отличного гребного судна. Многие байдарочники так и рассматривают вспомогательный парус – как экзотическое дополнение к байдарке, которое позволяет хотя бы иногда “пройтись под парусом”, “запрячь ветер” и почувствовать, что его силой можно управлять по своему желанию. Впечатления от первых парусных плаваний незабываемы и ни с чем не сравнимы.
Однако, в походах по относительно широким рекам и озерным системам типа Валдая и Селигера грамотно сделанный вспомогательный парус может стать надежным помощником байдарочников. Примерно третью часть маршрута на относительно широких плесах дует попутный умеренный ветер и есть смысл отказаться от монотонной гребли и поставить парус. При ходе под парусом байдарочники могут не только отдохнуть от весел, но и лучше увидеть окружающее, полнее почувствовать стихию воды и ветра.
Вспомогательный парус используют только при попутных ветрах силой 4-8 м/сек. В сильные и слабые ветра и против ветра идут на веслах. Никаких тяжелых швертов и устройств для повышения остойчивости байдарок не делают. При этих условиях вес всего комплекта вооружения удается выдержать в пределах – 2,5-3,5 кг и парус не превращается в заметную обузу.
Поскольку попутные ветра часто сменяются встречными или штилем, то парус приходится часто опускать и поднимать. Переход с паруса на весла и наоборот должен занимать 1-2 минуты. В убранном положении парус не должен загромождать байдарку и мешать полноценной гребле двумя веслами.
Допустимую площадь парусности для однокорпусных маломерных судов определяют по формуле:
, м2
где: L и B – длина и ширина судна по ватерлинии в метрах, k – коэффициент, зависящий от размеров и обводов судна, для байдарок он около 0,8.
Согласно этой норме парусность двухместных байдарок должна быть не более 2,5-3 м2. Тяга такого паруса (см. §4) при ветре на акватории 5 м/сек составит 4 кгс, при ветре 7м/сек – около 9 кгс. Этого вполне достаточно для обычных туристских плаваний.
Паруса большей площади применять не стоит. Небольшая прибавка скорости в туристских походах практического значения не имеет, а хлопот с большим парусом будет много, начиная с затруднений при его уборке и постановке и кончая риском опрокинуться при неожиданном усилении ветра или при непроизвольных поворотах через фордевинд.
Рифление вспомогательных парусов обычно не предусматривают, что является ошибкой. Действительно, уже при ветре 7 м/сек тяга паруса становится излишней. Уменьшив площадь паруса, плавание можно сделать более спокойным и не бояться дальнейших кратковременных усилений ветра.
Кренящий момент определяется не только площадью паруса, но и высотой центра парусности. Чем ниже расположен ЦП, тем меньше кренящий момент. Поэтому вспомогательные паруса делают широкими и низкими.
При этом паруса с гиками и рейками по нижним шкаторинам должны свободно проходить над головой матроса – расстояние от гика до сиденья матроса делают не менее 0,9м. В противном случае, несмотря на все команды “Пригнуть головы!”, вероятность получить удар гиком по голове остается высокой. Опасен не только сам удар, а то, что обычно это происходит во время непроизвольных поворотов через фордевинд, т.е. в самый ответственный момент, когда надо особенно внимательно откренивать байдарку.
Самый простой и надежный способ уменьшить тягу вспомогательного паруса на полном курсе – это поставить его во флюгерное положение (рис. 12-1). Во всех случаях, когда рулевой чувствует, что теряет контроль над судном, он должен просто отпустить шкот – парус сам развернется к носу байдарки и кренящий (или раскачивающий байдарку) момент уменьшится во много раз.
Чтобы парус мог сам вставать во флюгерное положение, его делают косым или полубалансирным, а мачту свободностоящей. Ни что не должно мешать парусу и мачте вращаться на 360°. Шкот ведут от нока гика прямо к руке рулевого, без всяких блоков, стопоров и уток. Обычно шкот делают из широкой мягкой капроновой ленты, которая не режет руку. Чтобы шкот не мог улететь по ветру, его ходовой конец привязывают к мачте.
На байдарках со свободностоящими мачтами на курсе фордевинд нельзя отпускать парус далеко в нос – байдарка в этом случае получит очень неприятный обратный крен.
В рабочем положении вспомогательный парус не должен раздуваться “пузырем”, не должен скручиваться винтом, что затрудняет выполнение поворотов через фордевинд, и не должен сильно заполаскивать во флюгерном положении, т.е. должен быть достаточно жестким, с туго натянутыми шкаторинами. Достигается это применением относительно жесткого рангоута и полубалансирности парусов. По этой причине надо избегать делать “импровизированные” вспомогательные паруса для байдарок из одеял, простыней и прочей экзотики и поднимать их на свежесрубленных сосенках. Такие паруса (рис. 1-1) кое-как работают в тепличных условиях, но при усилении ветра “раздуваются” и мотаются на гибком рангоуте во все стороны.
Если для рангоута не удалось приобрести дюралевых труб, заложенных в проекте, то детали рангоута можно сделать из дерева или стеклопластика. Их прочность и жесткость должны равняться аналогичным у дюралевых труб. Дерево для рангоута должно быть отборным, без сучков, и хорошо просушенным. Рангоут пропитывают горячей олифой и лакируют.
Парусная байдарка должна быть непотопляемой при всех вариантах аварий. Обеспечивается это размещением в ней больших емкостей плавучести. По форме форпика (в носу) и ахтерпика (в корме) шьются и склеиваются большие гермоупаковки для легкого объемного снаряжения. После размещения в них вещей входное отверстие гермоупаковки завязывают резиновым жгутом или бинтом и дополнительно несильно поддувают гермоупаковку через специальный сосок с пробкой. Компактные и расходные вещи помещают в длинные бортовые гермоупаковки (рис 17-4). Их надежно закрепляют, используя стрингера и петли, пришитые изнутри к брезентовой части деки.
Рис. 17-4. Крепление убранного парусного вооружения и бортовых емкостей плавучести к байдарке.
Если вещи перевозятся в рюкзаке, то сначала каждую из них вкладывают в полиэтиленовый пакет, который завязывают и только потом кладут в рюкзак.
В походных условиях общий объем воздушных емкостей должен равняться 50-100 литрам на 1 человека. Емкости плавучести в обязательном порядке берут с собой и во время прогулочных “пляжных” плаваний. Без них опрокинувшаяся байдарка может просто затонуть.
Рис. 17-1. Треугольный полубалансирный вспомогательный парус для байдарок. S=2,85м2.
1–степс. 2–болт М6. 3–оттяжка рейка. 4–штертик крепления галсового угла. 5–передняя шкаторина с булинем. 6–мачта. 7–шток флюгарки. 8–фал. 9–задняя шкаторина с булинем. 10–полотнище паруса. 11–риф-бант. 12–риф-штерт. 13–риф-кренгельс. 14–реек. 15–штертик шкотового угла. 16–шкот. 17–карман для рейка по нижней шкаторине паруса. 18–срывное колечко фала. 19–пяртнерс.
Основные технические характеристики:
Площадь паруса – 2,85 м2.
Вес дополнительного оборудования байдарки – 3кг.
Время постановки и уборки паруса – 1-2мин.
Общая компоновка. На байдарках типа “Салют” мачту устанавливают в самом начале кокпита, используя штатный степс для шпора мачты. Дужку-пяртнерс (рис. 17-2, поз.18) крепят к носовому комингсу (деревянной окантовке) кокпита. Сам пяртнерс делают из согнутой и сплющенной по концам алюминиевой трубки Æ16х1мм.
Рис. 17-2. Рангоут треугольного полубалансирного паруса.
1–шпор мачты, дуб, ясень. 2–заклепка Æ4. 3–нижнее колено мачты, Тр. Æ40х1,5х1750. 4–хомут, лист, в=3мм. 5–болт М6, гайка М6, шайба 6. 6–резиновое колечко. 7–фиксатор, Æ5. 8–верхнее колено мачты, Тр. Æ36х1-1,5х1700. 9–заклепка Æ4. 10–топ мачты, дуб, ясень. 11–шток флюгарки. 12–шайба. 13–передняя секция рейка, Тр. Æ32х1х1600. 14–заклепка Æ4. 15–задняя секция рейка, Тр. Æ30х1х1000. 16–комингс кокпита. 17–болт М6. 18–пяртнерс, Тр Æ16х1, АМг. 19–слой изоленты.
На байдарках “Таймень” пяртнерс тоже крепят в самом начале кокпита, но к фальшбортам. Под пяртнерсом к кильсону приклепывают самодельный степс из дюралевой пластины толщиной 2мм с круглым отверстием Æ22 мм под шпор мачты. Если передний отсек кокпита используется как багажник и закрывается фартуком, то пяртнерс можно сделать на шпангоуте №2, усилив верхнюю ветвь шпангоута горизонтальной накладкой из фанеры и просверлив в ней отверстие для прохода мачты, сам шпангоут желательно усилить двумя пиллерсами (стойками). В этом случае для обеспечения надежной управляемости “Тайменя” надо обязательно увеличить площадь пера руля как показано на рис.18-8.
Рангоут. Лучший материал для рейка и мачты – дюралевые трубы из сплавов Д16Т; Д6Т; Д1Т; В95; АМг6Н. В разобранном виде все детали рангоута (рис. 17-2), кроме второй короткой секции рейка, укладываются в нижнее колено мачты Æ40´1750мм и перевозятся в чехле для удочек.
Мачта состоит из двух колен. Верхнее колено (рис. 17-2, поз. 8) вставляется в нижнее до упора в нагель – поз. 7, который обычно делают из нержавеющей проволоки или гвоздя Æ5 мм. (“Nagel” – это немецкое название гвоздя). Чтобы нагель не выпадал из мачты, его фиксируют резиновым аптечным колечком. Более прочные колечки можно нарезать из велосипедных камер. В нижнее колено запрессовывают деревянный шпор мачты, а в верхнее топ с отверстиями для прохода фала и для штока флюгарки. Лучшее дерево для шпора и топа – дуб, ясень или лиственница. Дерево тщательно пропитывают олифой или горячим минеральном маслом для защиты от влаги. Отверстие для фала обрабатывают напильником, шкуркой, а потом натирают стеарином.
В месте прохождения мачты через пяртнерс на мачту наматывают несколько слоев изоленты на тканевой основе для предотвращения концентрации напряжений в этом месте и для более свободного прохода нижней части мачты через пяртнерс при ее постановке и уборке.
На нижнюю часть мачты, немного выше пяртнерса, надевают хомут, согнутый из листового дюраля толщиной 3мм, который стягивается болтом-нагелем – поз. 4 и 5. К одной выступающей части болта-нагеля крепят оттяжку рейка, на другую, с шаровидным концом, надевают металлическое срывное колечко, ввязанное в фал. Фал можно крепить к нагелю и различными узлами – “пиратским”, “английской косичкой” и др., которые гарантированно раздаются, если одной рукой дернуть за ходовой конец фала. При желании к хомуту можно приклепать утки или стопора (рис. 21-2) и крепить снасти к ним. Чтобы хомут не полз по мачте, под него на мачту наматывают слой изоленты на тканевой основе.
Реек (рис. 17-2) собирается из двух секций. В его оконечностях вставляются нагели или болты М5, позволяющие четко фиксировать на рейке положение галсового и шкотового углов паруса и крепить к рейку шкот. В месте, где к рейку привязывается оттяжка, на него наматывается слой изоленты на тканевой основе, чтобы узел не полз по рейку.
На рис. 17-2 указаны минимальные сечения труб для рангоута. Если их приобрести не удалось, то можно использовать более прочные трубы. Например, нижнее колено мачты можно сделать из трубы Æ45х1,5мм, а весь реек сделать из труб Æ36х1мм, соединив секции переходником из трубки Æ34х1,5х180мм. При повышении прочности и жесткости рангоута повышается жесткость паруса и он станет более управляемым.
Парус (рис.17-3).Для паруса подойдут лучшие сорта тика для пера, плащевые ткани, плащ-палатка и самые легкие синтетические парусные ткани. Парус для одного-двух походов можно склеить из армированной пленки или из простой полиэтиленовой пленки толщиной 0,15-0,2мм.
Рис. 17-3. Треугольный полубалансирный парус. (Величину серпов и горба по нижней шкаторине уточнить при пошиве.)
1–штертик шкотового угла. 2–реек. 3–полотнище паруса. 4–боут. 5– штертик галсового угла. 6–поперечный шов. 7– центральный шов. 8–карман булиня передней шкаторины. 9–регулировочный конец булиня передней шкаторины. 10–фаловый треугольник. 11–регулировочный конец булиня задней шкаторины. 12–риф-кренгельс, капроновая лента. 13–булинь передней шкаторины, трос капроновый плетеный, Æ5мм. 14–булинь задней шкаторины. 15–риф-бант. 16–риф-штерт. 17–карман нижней шкаторины. 18–шов.
Полотнище паруса сшивают из двух половин с центральным продольным швом. Долевые нитки парусины располагают перпендикулярно передней и задней шкаторинам – это обязательное требование, иначе парусина вдоль шкаторин быстро вытянется и парус потеряет свою правильную форму. По углам парус упрочняют боутами – накладками из материала паруса и из широкой корсажной ленты. К галсовому и шкотовому углам пришивают штертики длиной около 30 см для крепления паруса к нагелям рейка. К фаловому углу пришивается сварной фаловый треугольник (поз. 10), за который цепляется карабин фала.
Вдоль всех шкаторин делают карманы: по нижней шкаторине для рейка, по передней и задней для булиней, которые берут на себя значительную часть растягивающих нагрузок, действующих на шкаторины. Булини делают из предварительно вытянутого плетеного капронового троса диаметром 4-6 мм или из мягкого стального тросика. В нижних углах булини пришивают к парусине, далее свободно пропускают вдоль карманов и в фаловом углу привязывают к проволочному фаловому треугольнику. При такой конструкции можно корректировать фактическую длину булиней по мере вытяжки парусины и самих булиней.
Парус шьют совершенно плоским. Необходимое пузо у него появится под ветровой нагрузкой. В некоторых пределах пузо паруса можно регулировать: сильнее или слабее растягивая нижнюю шкаторину вдоль рейка и изменяя натяжение оттяжки рейка. Если эти меры не помогают и пузо в средний ветер превышает 10%, то парус перешивают – убирают излишек парусины в центральный продольный шов.
Особенно внимательно надо делать переднюю шкаторину и ее булинь. Во время работы передняя шкаторина должна быть туго натянутой и при постановке паруса во флюгерное положение парусина вдоль нее не должна заполаскивать. Поэтому переднюю шкаторину кроят со значительным отрицательным серпом. Конкретная величина серпов по передней и задней шкаторинам зависит от качества парусины и жесткости рангоута. Их определяют опытным путем при пошиве паруса “по рангоуту”, как описано в §27.
В разобранном виде парусное вооружение крепится на деке байдарки вдоль бортов. Секции мачты, связанные фалом, с одного борта, реек с накрученными на него парусом и шкотом – вдоль другого борта. Для этого к фальшборту крепят специальные пружинные крючки или пришивают к деке ремешки с пряжками или “липучками” (рис. 17-4). Они используются и для надежного крепления весел при ходе под парусом.
Постановка паруса. Рулевой приводит байдарку до курса полный бейдевинд и внимательно откренивает ее, используя для опоры о воду весло. Матрос вынимает из фиксаторов секции мачты и реек с парусом и кладет их поперек фальшбортов. Цепляет карабин фала (уже пропущенного через отверстие в топе мачты) за фаловый треугольник паруса и временно крепит ходовой конец фала к нагелю на нижнем колене мачты. Собирает мачту и вставляет ее в пяртнерс и степс. Полностью раскручивает парус, располагая парусину на коленях. Когда реек освободиться, его оттяжку временно, со значительной слабиной крепят к нагелю на мачте, шкот передается рулевому. Матрос выбирает фал до отказа и поднимает парус, срывное колечко, ввязанное в фал, надевает на нагель. Матрос как можно туже набивает оттяжку рейка и крепит ее на нагеле. Если у матроса не хватает сил, оттяжку можно дополнить простейшей талью с двумя блоками-кольцами (рис. 18-4). Рулевой осторожно выбирает шкот, наполняет парус ветром и уваливает байдарку до нужного курса.
Уборка паруса. Она осуществляется в обратной последовательности. Рулевой приводит байдарку до полного бейдевинда, травит шкот и ставит парус во флюгерное положение. Матрос срывает колечко фала с нагеля, одной рукой травит фал, а другой подбирает парусину в кокпит. При аварийной уборке паруса, когда полуспущенный парус сильно мотается по ветру, его не стоит подбирать в кокпит, лучше сразу отдать фал и позволить верхней части паруса упасть в воду.
Другие работы. На одном из галсов парус оказывается с наветренной стороны мачты и ложится на нее. На полных курсах это практически не влияет на его работу. При этом остается возможность потравить оттяжку рейка, вручную завести реек с парусом на подветренную сторону мачты и снова набить оттяжку в рабочее положение.
В сильные ветра парус надо рифить. Для этого парус опускают, нижнюю часть паруса подтягивают к рейку, складывают гармошкой и стягивают риф-штертами. Вдоль рейка нижнюю шкаторину паруса растягивают, используя прочные петли на парусе – риф-кренгельсы. При зарифленном парусе скорость останется довольно высокой, а кренящий момент уменьшится почти в полтора раза.
Если попутный шквал застал байдарку под полным парусом, то байдарка “полетит как птица” со всеми вытекающими последствиями. В походных условиях не стоит рисковать, лучше сразу отпустить парус во флюгерное положение. При этом нельзя идти точно по ветру – байдарка будет раскачиваться. Угол между парусом и ДП байдарки должен быть около 15-30° (рис. 12-1). В этом случае байдарка получит небольшой стабильный крен и ее легче откренивать. Если парус достаточно жесткий и не заполаскивает, а байдарка идет спокойно, то лучше не экспериментировать с опусканием паруса во время шквала, а дойти до берега (байдарки далеко от берега не ходят!), там разоружить ее и подумать – стоит ли в такую погоду продолжать плавание, даже на веслах.
Составляющие веса вспомогательного паруса, кг: мачта в сборе – 1,4; реек – 0,8; парус в сборе – 0,6; прочее – 0,2, итого – 3кг.
Из других вспомогательных парусов рассмотрим популярный у байдарочников прямоугольный рейковый парус (рис. 17-5). Его делают либо с гиком по нижней шкаторине, дополненным оттяжкой гика, либо с гиком-распоркой. Последний вариант проще по конструкции и в эксплуатации, а парус получается более жестким и лучше тянет на курсах близких к галфвинду.
Рис. 17-5. Рейковый вспомогательный парус.
1–пяртнерс. 2–нагель и хомут, лист, в=3мм. 3–буртик из изоленты. 4–нижнее колено мачты, Тр. Æ40х1,5х1720. 5–верхнее колено мачты, Æ36х1х1000. 6–фал. 7–верхний реек, Тр. Æ32х1х1750. 8–топ мачты, дуб, ясень. 9–шток флюгарки. 10–сварная вилка, пруток Æ5. 11–гик-распорка, Тр. Æ32х1х1600. 12–пробка, дерево. 13–заклепка Æ3. 14–риф-кренгельс. 15–риф-штерт. 16–полотнище паруса. 17–штертик шкотового угла. 18–фиксатор углов паруса, нагель Æ4 с резиновым колечком. 19–гика-шкот.
Прямоугольный парус проще других в изготовлении и лучше сохраняет свою форму в процессе эксплуатации, т.к. все его шкаторины скроены по прямым ниткам утка и основы парусины. Он ценится байдарочниками за универсальность применения – прямоугольное полотнище используют как тент, навес перед входом в палатку, а ночью как общее покрывало поверх спальников, что делает ночевку более теплой. Такой парус лучше шить из плащ-палатки или прочных непромокаемых плащевых тканей.
Эксплуатационные характеристики, способы обеспечения безопасности, конструкция основных узлов и сечение труб рангоута такие же как и у треугольного полубалансирного паруса. Мачта немного ниже и легче, чем у треугольного паруса. Верхняя часть паруса, из-за наличия рейка, несколько массивней, что может создать некоторые сложности при срочной уборке паруса в сильный ветер. Степень жесткости и аэродинамическое качество паруса несколько выше, чем у треугольного – это позволяет эксплуатировать его на курсах близких к галфвинду. Чтобы вилка гика-распорки не могла самопроизвольно скользить по мачте вверх-вниз, на мачте делают два буртика-ограничителя из изоленты.
Парусно-гребными называются суда, которые могут ходить под парусом курсами от фордевинда до полного бейдевинда – до 80-75° к ветру. Против ветра и в штиль на них ходят на веслах. Если ветер дует несколько круче, чем может идти байдарка под парусом (сохраняя высокую скорость и имея незначительный дрейф!), то идут “лесенкой” – 15-20 минут энергично гребут прямо против ветра, а потом снова поднимают парус (рис. 18-1). Движение “лесенкой” не надо путать с “лавировкой”, когда яхта периодически делает повороты оверштаг.
Рис. 18-1. Движение парусно-гребного судна “лесенкой”.
Возможность на парусно-гребной байдарке полноценно работать веслами и поэтому не зависить от штилей и других капризов ветра, позволяет заканчивать воскресные прогулки к точно назначенному сроку, а большие маршруты проходить с довольно высокой средней скоростью, часто боле высокой, чем на чисто парусных тримаранах.
Парусно-гребные байдарки предпочитают экипажи, которые любят не только парус, но и греблю – ее полезность для здоровья очевидна. В частности, в бывшей ГДР национальная популярность и высокая престижность оздоровительной гребли на байдарках даже помешали развитию собственно парусных байдарок, хотя разные байдарки с парусами там выпускались серийно.
Парусно-гребные байдарки удобны на маршрутах типа река-озеро и на озерных системах с узкими протоками и волоками. Если маршрут выбран таким, что господствующие ветра попутные, то на них удается совершать чисто парусные месячные походы. Во время встречных ветров устраивают дневки и туристы, как когда-то моряки с больших парусников с прямым вооружением, на берегу ожидают попутного ветра.
При вынужденных стоянках туристы имеют больше удобств, чем экипажи крейсерских яхт – ночуют в отдельных просторных палатках, а вместе собираются в «кают-компаниях». В качестве «кают-компаний» используют легкие шатровые палатки без дна или «чумы». Вверху у них делается отверстие для выхода дыма от небольшого костерка, по стенкам или на верхних распорках развешивается одежда для просушки.
При постройке парусно-гребных байдарок надо соблюсти следующие условия:
– безопасность байдарки должна оставаться на высоком уровне;
– байдарка должна сохранять все свои качества гребного судна, в том числе и высокую проходимость при плаваниях по узким протокам;
– вес всего дополнительного оборудования байдарки не должен превышать 5-6 кг, чтобы он не был слишком заметен при доставках байдарки к водоему;
– переход с движения под парусом на движение под веслами и наоборот должен быть простым и быстрым.
Выполнить эти жесткие условия удается только, если применять достаточно совершенные паруса. Паруса с высоким аэродинамическим качеством дадут требуемую тягу на курсах галфвинд и полный бейдевинд при малой собственной площади и, соответственно, при небольшом кренящем моменте. Можно будет отказаться от превращения байдарки в тримаран. Чем выше аэродинамическое качество паруса, тем меньшей будет развиваемая им сила дрейфа, значит можно отказаться и от швертового устройства, сразу увеличивающего вес вооружения на 1,5-2,5 кг и затрудняющего греблю.
Рис. 18-2. Парусно-гребная байдарка с латинским парусом S=3,4м2 и глиссирующим веслом.
а – рейки прямые – пузо максимальное, 10-15%; б – рейки изогнуты – пузо минимальное.
1–пяртнерс. 2–дужка крепления весла к фальшборту. 3–средняя усиленная секция глиссирующего весла. 4–лопасть весла. 5–воздушная емкость. 6–штертик фиксации галсового угла паруса. 7–шарнир рейков. 8–верхний реек. 9–парус. 10–фиксатор колен мачты. 11–фал. 12–карабин фала. 13–отверстие в мачте для прохода фала. 14–штертик фиксации шкотового угла паруса (грота-шкот). 15–нок нижнего рейка. 16–нагель. 17–карман нижнего рейка. 18–гика-шкот. 19– кольцо тали оттяжки нижнего рейка.
Основные технические характеристики:
Площадь паруса – 3,4 м2.
Время перехода с паруса на весла и наоборот – 2-3мин.
Вес дополнительного оборудования байдарки – 5,5 кг.
Наибольшая длина деталей – 1,25 м.
Скорость байдарки под парусом на всех курсах при умеренных ветрах в среднем такая же, как и под веслами. При усилении ветра она растет. В слабые ветра, если экипаж куда-то спешит, то парус опускают и идут на веслах.
Безопасность плаваний обеспечивается свободностоящей мачтой (рис. 18-2), позволяющей быстро отдать шкот и поставить парус во флюгерное положение при шквалах с любых направлений, высокой степенью жесткости паруса – его способностью при боковых ветрах работать с малым пузом под малым углом атаки и развивать умеренные силы даже в сильные ветра, и возможностью быстро опустить парус – он не связан с мачтой и опускается за 1-2 секунды.
Экипаж из двух человек легко откренивает описываемую байдарку, но практика показывает, что остается возможность опрокинуться во вроде бы безобидных ситуациях по “случайным” причинам – непроизвольный поворот через фордевинд в хорошую погоду, когда экипаж расслабился и загорает, крупная волна от другого судна, грубые ошибки экипажа и т.п. Чтобы исключить подобные случаи и облегчить работу матроса по открениванию байдарки, вводится дополнительный страховочный элемент – «глиссирующее весло».
Лопасти байдарочного весла (рис. 18-3) развернуты под углом атаки к воде – 10-15° и надежно зафиксированы в таком положении. При крене подветренная лопасть входит в воду и на ней развивается значительная подъемная сила, останавливающая или резко замедляющая дальнейший крен. Это дает экипажу время для исправления положения. Весло используют именно как страховочный, а не несущий элемент. На ходу лопасть весла должна лишь периодически скользить по верхушкам волн, в этом случае она не создает ощутимого дополнительного сопротивления движению. Если подветренная лопасть постоянно зарывается в воду – это служит для экипажа ясным сигналом, что надо энергичней откренивать байдарку или уменьшить развиваемые парусом силы. Чтобы глиссирующее весло развивало подъемную силу без хода и при заднем ходе, к лопастям весла карабинами пристегиваются большие детские надувные мячи, помещенные в сетки.
Рис. 18-3. Глиссирующее весло.
1–капроновая сетка. 2–надувная емкость. 3–карабин. 4–кольцо из медной проволоки. 5–цевье весла. 6–лопасть весла. 7–слой изоленты. 8–резиновое колечко. 9–фиксатор Æ5, сталь. 10–дужка, Тр. Æ14х1-1,5, АМг. 11–фальшборт. 12– дека байдарки. 13–винт М6. 14–гайка барашковая М6. 15–средняя секция глиссирующего весла, Тр. Æ30х2х900(1200). 16–крайняя секция весла.
В рабочее положение парус ставят в следующей последовательности.
Собирают мачту из двух колен, пропускают фал с карабином через отверстие в топе мачты, вставляют мачту в пяртнерс и степс. Верхний и нижний рейки вставляют в карманы по шкаторинам паруса. Собирают шарнир рейков и фиксируют штертиками положение углов паруса на рейках. К нижнему рейку крепят шкот и оттяжку нижнего рейка, к петле верхнего рейка пристегивают карабин фала. Ходовой конец оттяжки нижнего рейка временно, со значительной слабиной крепят к дюралевому кольцу-блоку, закрепленному на мачте. Фал выбирают до отказа и поднимают парус. Ходовой конец оттяжки нижнего рейка несколько раз пропускают в кольца на мачте и на рейке, образуя таль оттяжки нижнего рейка, набивают оттяжку и растягивают парус в рабочее положение.
Чем сильнее набивается оттяжка нижнего рейка, тем сильней рейки изгибаются дугой. В образующиеся по передней и нижней шкаторинам горбы уходит часть парусины, которая до этого шла на образование пуза. Пузо паруса уменьшается, а его жесткость увеличивается. В слабые ветра пузо паруса делают 10-12%, в сильные – до 3-5%.
На воде, при переходе с паруса на весла, надо отдать фал – парус опустится, рейки встанут параллельно друг другу. От мачты отдается оттяжка нижнего рейка, а от верхнего рейка отстегивается карабин фала – тем самым парус отсоединяется от мачты. Его сворачивают вокруг рейков, стягивают шкотом и крепят вдоль фальшборта байдарки. При некотором опыте на эти операции тратится не более минуты. При ходе на веслах мачту можно не вынимать из гнезда – она низкая и имеет небольшое лобовое сопротивление.
На одном из галсов латинский парус оказывается с наветренной стороны мачты и ложится на нее, что ухудшает его аэродинамическое качество. При боковых ветрах, еще перед подъемом паруса, его располагают с подветренной стороны мачты. (На парусно-гребных байдарках в лавировку не ходят и часто повороты оверштаг не делают.)
Общая компоновка.На байдарках типа “Салют” глиссирующее весло и мачту размещают в самом начале кокпита и при переходе с паруса на весла глиссирующее весло приходится частично разбирать.
На байдарках “Таймень” носовой отсек кокпита используют как багажник. Глиссирующее весло и мачту закрепляют между первым и вторым шпангоутами, в нос от шпангоута №2 примерно на 250-300 мм, а шпангоут усиливают дополнительными пиллерсами (вертикальными стойками) из трубки Æ14х1. В этом случае глиссирующее весло можно оставлять постоянно закрепленным поперек байдарки — оно не будет мешать гребле. Для гребли приобретают еще одно весло.
Глиссирующее весло (рис.18-3). В простейшем случае в качестве глиссирующего можно использовать штатное байдарочное весло без всяких переделок, но гораздо надежней и удобнее изготовить дополнительную более прочную среднюю секцию весла из дюралевой трубы Æ30х2х900 мм (для “Тайменей” ее длину можно увеличить до 1200 мм) и постоянно оставлять ее закрепленной к фальшбортам байдарки. Посадочные места по концам самодельной средней секции обрабатывают на токарном станке или напильником и шкуркой (см §30) до Æ29,6мм под штатные концевые секции весла и сверлят отверстия для шпеньков пружинных фиксаторов секций.
При разборке такого глиссирующего весла концевые секции отсоединяют от средней секции, от их лопастей отстегивают сетки с мячиками, концевые секции весла собирают со штатной средней секцией и весло готово к работе.
Надежное крепление глиссирующего весла к фальшбортам байдарки показано на рис. 18-3. На весло, в местах где оно проходит через дужки, наматывается слой изоленты на тканевой основе толщиной 1-1,5 мм. Отверстия под фиксаторы (поз. 9) сверлят обязательно на собранной байдарке, при этом лопасти разворачивают под углом атаки 10-15°.
Страховочные надувные емкости крепят к лопастям следующим образом. Посередине лопастей, непосредственно у цевья весла, сверлят два отверстия Æ6 мм. В них несколько раз пропускают мягкую медную проволоку диаметром около 1мм и формируют из нее колечко, за которое можно зацепить большой карабин. В качестве емкостей используют детские пластиковые мячи или любые другие надувные емкости объемом около 10 литров. Емкость помещают в капроновую сетку. К сетке крепят карабин. Объем надувной емкости должен быть больше объема сетки, чтобы ее сварные швы находились в ненапряженном состоянии – это повышает надежность ее работы и срок службы.
К средней усиленной секции глиссирующего весла крепится пяртнерс, согнутый из рутка Æ6мм и трубки Æ10х1,5 мм. (рис. 18-4, поз. 19 и 20 ).
Мачта (рис. 18-4) состоит из двух колен, которые собираются с помощью нагеля Æ5мм – поз. 3. От выпадения нагель фиксируется резиновым колечком. В нижнее колено мачты запрессовывается деревянный шпор, а в верхнее топ с отверстием для прохода фала. На мачту, в месте прохождения через пяртнерс, наматывается слой изоленты на тканевой основе для предотвращения концентрации напряжений в этом месте. Немного выше к мачте привязывается кольцо тали оттяжки нижнего рейка и такое же кольцо для крепления ходового конца фала. Чтобы узлы не ползли по мачте, место их крепления фиксируется изолентой на тканевой основе. Кольца делают самодельными (см. §30) или используют прочные дюралевые кольца от штор. (Крепить снасти к элементам корпуса нельзя – парус с мачтой не сможет вращаться на 360°!)
Рис. 18-4. Мачта латинского паруса.
1–верхнее колено мачты, Тр. Æ40х1,5х1180. 2–резиновое колечко. 3– нагель-фиксатор, Æ5. 4–нижнее колено мачты, Тр. Æ45х2х1130. 5–парус. 6–вырез в кармане нижнего рейка. 7–нижний реек. 8–кольцо-блок. 9–штерт мягкого талрепа. 10–слой изоленты. 11–фальшборт. 12–заклепка Æ4. 13–степс. 14–кильсон. 15–шпор мачты, дуб. 16–топ мачты, дуб. 17–отверстие для фала. 18–заклепка Æ4. 19–дужка пяртнерса, пруток Æ6, латунь, резьба М6. 20–трубка пяртнерса, Тр. Æ10х1,5. 21–усиленная средняя секция весла, Тр. Æ30х1,5х1200 (800), Д16Т. 22–гайка барашковая М6. 23–фал.
При желании кольцо-блок оттяжки нижнего рейка и нагель или утку для крепления фала можно крепить к мачте с помощью хомута (рис. 17-2, поз.4). Сами кольца-блоки оттяжки можно заменить обычными 1-2-шкивными блоками, но работать с ними будет менее удобно.
На байдарках типа “Салют”, где мачту устанавливают в самом начале кокпита, используют штатный степс для шпора мачты. На “Тайменях” под пяртнерсом приклепывают к кильсону самодельный степс с круглым отверстием под шпор мачты.
Рейки (рис.18-5) собираются из тонкостенных дюралевых труб. На рисунке показан вариант, когда внутренний диаметр одной трубы равен наружному диаметру второй трубы. Чтобы их можно было собрать, внутренний диаметр охватывающей трубы надо увеличить примерно на 0,4 мм на длине несколько большей длины посадочного места с помощью “пуансона” (рис. 30-6). Если рейки собираются из одинаковых труб, то их соединяют с помощью наружных или внутренних втулок.
Рис. 18-5. Рейки латинского паруса.
1–передняя секция верхнего рейка, Тр. Æ34х1х1250. 2–средняя секция верхнего рейка, Тр. Æ36х1х1250. 3–заклепка Æ3. 4– слой изоленты. 5–петля для карабина фала. 6–задняя секция верхнего рейка, Тр. Æ34х1х1250. 7– пробка, дуб. 8– резиновое колечко. 9–нагель Æ5, сталь. 10–шток флюгарки. 11–передняя секция нижнего рейка, Тр. Æ36х1х1250. 12–кольцо-блок тали оттяжки нижнего рейка. 13–задняя секция нижнего рейка, Тр. Æ32х1х1250. 14–болт М6. 15–гайка барашковая М6. 16– шайба 6. 17–корпус шарнира рейков, лист, Д1Т, в=2-3мм.
С помощью штертиков и изоленты к верхнему рейку крепится капроновая или проволочная петля для карабина фала, а к нижнему – кольцо-блок тали оттяжки. В галсовом углу рейки соединяются разборным шарниром. В верхний реек запрессовывается деревянная пробка, в ней сверлится отверстие Æ 3 мм для штока флюгарки. (Как говорилось выше, флюгарка является обязательным элементом парусного судна.)
Парус (рис.18-6.) Вспомогательные латинские паруса часто делают упрощенной конструкции – без лат, с отрицательным серпом по задней шкаторине, в кармашке которой пропускают булинь для регулировки ее фактической длины. Такие паруса на полных курсах работают вполне удовлетворительно. Паруса для парусно-гребных байдарок должны обладать более высоким аэродинамическим качеством. Их форму желательно облагородить – ввести небольшой горб по задней шкаторине, а заднюю часть паруса сделать более плоской с помощью коротких лат. Шьют их из лучших сортов тика для пера, плащевых и палаточных тканей, но лучшие паруса получаются из парусного лавсана весом до 200г/м2. На курсах галфвинд и полный бейдевинд байдарка с лавсановым парусом пойдет заметно быстрее, а парус будет долговечнее.
Рис. 18-6. Латинский парус из хлопчатобумажной ткани, S=3,4м2.
(Величину горбов по передней и нижней шкаторинам уточнить при пошиве.)
1–шов. 2–вырез в кармане для крепления петли фала. 3–лат-карман. 4–карман верхнего рейка. 5–полотнище паруса. 6–боут. 7–штерт.
Парус шьют по готовому рангоуту (см. §27). В положении, когда таль оттяжки нижнего рейка выбрана до отказа и рейки изогнуты на максимальную величину, парус должен быть плоским. Заготовку паруса так и кроят – плоской по максимально изогнутым рейкам. В рабочем положении, при потравленной оттяжке нижнего рейка, форма паруса средняя между “ложкообразной” и “частью поверхности конуса” с уплощенной задней частью. Шкотовый угол делается прямым – это упрощает пошив паруса гладким, без морщин и обеспечивает стабильность его формы во время эксплуатации.
Шкот от нижнего рейка идет прямо к руке рулевого, чтобы его всегда можно было быстро отдать и поставить парус во флюгерное положение.
Латы (рис. 18-7) делают из стеклопластика или текстолита, в крайнем случае из дерева, надежно защищенного от влаги. Жесткость лат должна постепенно уменьшаться к их внутренним концам (в этом случае профиль паруса получается более плавным), поэтому их лучше делать конусными. Латы должны свободно входить в лат-карманы – их задача не растягивать парусину, а лишь уплощать парус. Все латы и лат-карманы нумеруют.
Рис. 18-7. Два варианта конструкции лат и лат-карманов.
1–парус, 2–резинка, 3–лат-карман, 4–лата, 5–шов.
Увеличение площади пера руля. На ряде байдарок, в том числе и типа “Салют”, площади штатного пера руля вполне достаточно для хорошей управляемости байдарки в парусном варианте при условии, что мачта стоит в самом начале кокпита. На байдарках “Таймень” площадь пера руля надо увеличить (рис. 18-8). Новое перо вырезают из самого жесткого листового дюраля толщиной 3мм. Ось-заклепку штатного пера “Тайменя” высверливают, доводят диаметр отверстия в рулевой коробке до Æ 8,5 мм и делают новую ось из нержавеющего болта М8. Литая рулевая коробка “Тайменя” может выдержать рабочие нагрузки только, если стянута гайкой-барашком – поз.5. Гайку затягивают, но так, чтобы перо под собственным весом могло опускаться в рабочее положение. Совершенно обязательной деталью является разводной шплинт – поз. 6, который предотвращает самопроизвольное откручивание или излишнее закручивание гайки. Чтобы перо на ходу не “гудело”, его кромки обрабатывают, как показано на рисунке и тщательно шлифуют мелкой наждачной шкуркой.
Рис. 18-8. Перо руля увеличенной площади для байдарки “Таймень”.
1–новое перо руля, 2–болт М8. 3–шайба 8, 4–штатная рулевая коробка, 5–гайка барашковая М8, 6–шплинт разводной Æ3.
Составляющие веса дополнительного оборудования парусно-гребной байдарки, кг: мачта в сборе —1,6; рейки в сборе — 1,9; парус — 0,9; средняя секция глиссирующего весла — 0,4; такелаж и пр. — 0,7; итого — 5,5 кг.
Парусно-гребные байдарки бывают двух типов – на одних больше ходят под парусом, на других – на веслах Во втором случае можно применять более простые треугольные полубалансирные паруса, сшитые из хорошей парусины, с горбом и с короткими латами по задней шкаторине (рис. 18-9). Достоинство паруса – быстрота его постановки и уборки, что важно при частых переходах с паруса на весла, и возможность его быстро зарифить при усилении ветра.
Рис. 18-9. Треугольный полубалансирный парус. S=3,4 м2
.
1–передняя секция рейка, Тр. Æ36х1х1600. 2–нижнее колено мачты, Тр. 45х2х1950. 3–верхнее колено мачты, Тр. 40х1,5х1850. 4–полотнище паруса. 5–лата. 6–лат-карман. 7–резинка. 8–шов. 9–булинь передней шкаторины. 10–риф-кренгельс. 11–риф-бант. 12–риф-штерт. 13–задняя секция рейка, Тр. 34х1х1000. 14–таль оттяжки рейка.
Если байдарка в основном используется в парусном варианте, то хорошо работает гафельный парус с мачтовым карманом-обтекателем, с обычным гиком и с оттяжкой гика (рис. 1-3), а еще лучше – с гиком-распоркой (рис. 9-7, б). На курсах близких к галфвинду гафельный парус дает большую тягу, чем все другие паруса равной площади. При вооружении кэт гафель в рабочем положении фиксируется оттяжкой гафеля – это позволяет уменьшить высоту мачты. Гафель и гик при опущенном парусе должны иметь возможность вставать вдоль мачты, чтобы парус вместе с рангоутом можно было связать шкотом и закрепить вдоль борта байдарки.
На парусно-гребных байдарках очень осторожно надо применять вспомогательные стаксели (рис. 1-3). Стаксель действительно заметно увеличивает тягу в слабые ветра, но при резком усилении ветра он не позволит парусу вращаться на 360°. Поэтому стаксель со стаксель-фалом надо убирать заранее, как только станет ясным неустойчивый характер погоды. В деревянном топе мачты делают отдельные отверстия для прохода стаксель-фала и грота-фала.
Парусно-гребные байдарки, несмотря на свою кажущуюся простоту, с конструкторской точки зрения являются довольно сложными судами, требующими точного балансирования на грани достаточности тяги при ходе под парусами и достаточности остойчивости, малого веса и сохранении удобства гребли двумя веслами.
Если увеличить ширину байдарки хотя бы на 10 см, то ее остойчивость существенно возрастет и сразу решатся многие проблемы. Увеличенная ширина не мешает нормальной гребле байдарочными веслами.
Если немного увеличить килеватость байдарки, и тем самым увеличить ее способность сопротивляться дрейфу и приводящему моменту от паруса, то она при том же парусе, пойдет быстрее и круче к ветру.
Дюралевые наборы отечественных байдарок, особенно “Салютов”, очень надежны и служат по нескольку десятков лет. Их легко ремонтировать, используя лыжные палки, дюралевые листы, прутки и трубки. Оболочки байдарок из обрезиненной ткани стареют гораздо быстрее, особенно если ткань сделана из натуральных волокон. Поэтому байдарочникам периодически приходится приобретать или самостоятельно шить новые “шкуры” из более современных материалов. Если оболочка самодельная, а байдарка используется в парусно-гребном варианте, и более в парусном, чем в гребном, то стоит подумать об увеличении килеватости и ширины байдарки без ухудшения ее ходовых и других качеств (рис 18-10). Даже небольшая килеватость позволяет заметно снизить дрейф и увеличить скорость на всех курсах, а некоторое увеличение осадки байдарки в большинстве парусно-гребных походах не имеет существенного значения.
Рис. 18-10. Увеличение килеватости и ширины байдарки.
1–кильсон. 2–“V-образная” стойка. 3–кница, полиэтилен. 4–центральный стрингер, Тр. Æ16х1,5 (лыжная палка). 5–протектор. 6–нагель Æ4. 7–стягивающий штертик. 8–бортовая надувная камера.
Под кильсоном в ДП байдарки устанавливается дополнительный центральный стрингер, некое подобие “киля”. В носу и корме он крепится к штевням байдарки, а в средней части поддерживается V-образными стойками, шарнирно закрепленными на кильсоне. Внизу стойки оканчиваются кницами из мягкого полиэтилена (или нагелями) для крепления к ним среднего стрингера. После сборки байдарки, которая облегчается из-за того, что оболочка в поперечном направлении находится в ненатянутом состоянии, стойки по очереди поворачивают и ставят в вертикальное рабочее положение. Оболочка натягивается, а две половины “киля” посередине байдарки соединяют внутренней или наружной втулкой. После спуска байдарки на воду ее подводная часть приобретает окончательную форму.
Парусно-гребная байдарка с килеватым днищем становится более “сухой” – вся трюмная вода собирается под кильсоном и не мочит сиденья.
Не менее важным является другое достоинство килеватых байдарок – их высокая живучесть при встрече с препятствиями. Каменистое дно, топляки и т.п. они встречают килем, имеющим мощный многослойный протектор, который пробить практически невозможно. (За пять лет эксплуатации такой парусно-гребной байдарки автор не имел на ней ни одной сквозной пробоины.) Это позволяет делать оболочку из более легкого материала, весом вплоть до 0,7 кг/м2, но на основе прочных синтетических тканей. Оболочку шьют с центральным швом по килю.
Ширину байдарки в надводной части увеличивают за счет установки бортовых надувных емкостей между оболочкой и верхними стрингерами. Емкости делают комбинированной конструкции – камеры из полиэтиленовой или ПВХ пленки (рукава), чехлы из легкой и прочной синтетической ткани. Чтобы емкости не выпирали внутрь байдарки, верхний стрингер и привальный брус соединяют стяжками из тесьмы или их превращают в жесткие “бортовые лесенки”, как на зарубежных байдарках с надувными бортами.
Хорошим вариантом для всех парусно-гребных судов является наличие в группе одного подвесного мотора мощностью 2 л.с. В штиль и против встречного ветра моторный лидер буксирует за собой другие байдарки группы.
По многолетнему опыту автора моторная байдарка может оставаться действительно безопасным судном только при дополнительном увеличении ее остойчивости, например, с помощью “глиссирующего весла”. В журнале “Катера и Яхты” описаны различные способы крепления мотора на байдарке – на корме и вдоль борта. Целесообразность крепления мотора на корме сомнительна. В этом случае простая замена свечи на плаву или продувка цилиндра после “пересоса” превращаются в проблему.
Один из способов крепления мотора вдоль борта в кормовой части кокпита показан на рис. 18-11.
Рис. 18-11. Кронштейн для крепления подвесного мотора “Салют” с левого борта байдарки.
1–рычаг, Тр. Æ18х2х410мм. 2–болт М6. 3–дужка правого борта. 4–поперечина, Тр.45х1,5х960, Д16Т. 5–болт М8. 6–брусок, 45х75х170, дуб. 7–пруток, 14х180. 8–заклепка 4. 9–болт М8.
В других вариантах упор мотора (20 кгс) и соответствующий крутящий момент воспринимается не балкой, работающей на кручение, а стальным тросиком Æ3 мм, одним концом надежно закрепленным в нижней части дейдвуда, а вторым на корме байдарки. Чтобы при откидывании мотора назад тросик не мог намотаться на винт, к его середине крепят легкую резиновую снасточку, которая поднимает тросик вверх при откидывании мотора.
Моторная байдарка управляется своим штатным рулем. Чтобы мотор не мог самопроизвольно вращаться вокруг своей вертикальной оси, втулку крепления струбцины к дейдвуду разбирают, ставят дополнительную прокладку из куска обрезиненной ткани и собирают втулку, затягивая четыре винта М6 – мотор будет вращаться вокруг своей вертикальной оси со значительным усилием.
Чтобы повысить остойчивость байдарок, их иногда соединяют в катамараны. Так поступают при попутных ветрах на парусно-гребных байдарках и байдарках со вспомогательными парусами, используя штатные весла или заранее вырубленные сосновые шесты – плавания сразу становятся более спокойными. Катамаран из двух байдарок очень остойчив. Реальные катамараны из байдарок со штатной загрузкой не опрокидываются – их остойчивость оказывается много выше прочности самих байдарок. Катамараны из байдарок можно вооружать и настоящими лавировочными парусами.
На первый взгляд байдарочный катамаран кажется несколько громоздким и тяжелым, но на самом деле это не так. Вес одного катамарана меньше, чем двух байдарочных тримаранов равной ходкости, вместимость его больше, а в постройке катамаран проще двух тримаранов.
Принципиальным преимуществом байдарочного катамарана перед катамаранами с надувными поплавками является то, что его можно очень быстро разобрать и проходить узкие речки и протоки между озерами на одиночных гребных байдарках. Это позволяет совершать интересные походы по озерным системам типа Валдая, Селигера и ряда районов Карелии. После дневного перехода и постановки лагеря катамаран тоже разбирают и используют две байдарки в гребном варианте для радиальных прогулок и рыбалки.
Наличие у катамарана мостика существенно повышает комфортность плаваний – на мостике в гермоупаковках перевозится все объемное снаряжение. При этом сами байдарки становятся значительно просторнее – в каждой двухместной байдарке легко размещается семья из трех человек. На катамаране члены экипажа могут садиться на борта и на мостик, вставать, переходить по мостику из одной байдарки в другую и даже загорать на мостике. Так как экипажу не приходится откренивать судно, то для защиты от брызг и вкатывающейся на палубу воды можно использовать фартуки, высокие носовые водорезы и различные брызгоотбойники. Двум экипажам удобней и легче доставлять к воде одно судно, чем каждому экипажу свое судно по отдельности.
Движение под веслами на катамаране несколько затруднено – каждый экипаж может грести лишь со своего борта, но зато на катамаране удобно обслуживать 2-х сильный подвесной мотор.
Один из вариантов катамарана из двух 2-х местных байдарок “Таймень” показан на рис. 19-1.
Рис. 19-1. Катамаран из двух байдарок “Таймень-2”.
1–мачта, l=5м. 2–грот. 3–штаг, трос 3-4, сталь. 4–стаксель №1. 5–ванта, трос Æ4, сталь. 6–стаксель №2. 7–носовая секция продольной балки, Тр. 55х2х1000. 8–степс. 9–балка I, Тр. 65х2х2000. 10–средняя секция продольной балки, Тр. 60х2х1900. 11–швертовое устройство. 12–распорка балок I и II, Тр. 22х1,5. 13–диагональная стяжка моста, трос 4, сталь. 14–балка II, Тр. Æ60х2х2000. 15–распорка балок II и III, 22х1,5. 16–балка III, 45х2х2000. 17–трамплин (сетка) моста. 18–удлинитель румпеля, Тр. 20х1х2000. 19–кормовая секция продольной балки, Тр. 55х2х2000. 20–перо руля. 21–румпель. 22–втулка баллера. 23–подвесной мотор, 2 л.с.
Основные технические характеристики:
При перевозке шверт, руль, паруса, трамплин, изогнутая средняя секция гика и мелкие детали упаковываются в штатные упаковки “Тайменей” или в отдельный рюкзак, сделанный из трамплина. Трубы моста и рангоута укладываются по принципу “труба в трубу” в 2-3места Æ75 и Æ 70 мм и перевозятся в отдельном компактном “пенале” длиной 2,0м.
Конструкции моста, рулевого и швертового устройств, и парусного вооружения являются типовыми для катамаранов и тримаранов разных типов, поэтому рассмотрим их подробней.
Мост. Байдарки соединяются автономно работающим плоским эластичным мостом. На нем монтируются: мачта с такелажем, руль, шверт и подвесной мотор. Мост воспринимает все нагрузки, которые они развивают. Байдарки шарнирно соединяются с оконечностями поперечных балок 6-ю болтами М8. 2-й, 3-й и 4-й шпангоуты байдарок усиливают “Л-образными” стойками (рис. 19-3, поз. 2). В простейшем случае стойки крепят к шпангоутам болтами М5, но можно применять различные хомуты и струбцины, что позволит не сверлить в шпангоутах отверстия и не уменьшать их прочность.
Конструктивная ширина катамарана выбрана такой, чтобы уменьшить вредное взаимовлияние байдарок на ходу, вызывающее увеличение их сопротивление движению.
Основой моста является центральная продольная балка (рис.19-2.) 1-я и 2-я поперечные балки моста соединяются с ней шарнирно с помощью вертикального нагеля – поз. 13, его делают из стальной нержавеющей трубки Æ6х1-1,5 или из гвоздя Æ5-6. Узел соединения балок стягивают капроновым штертиком. Перед тем как стягивать узел, штертик надо намочить. Чтобы увеличить площадь контакта труб, между ними прокладывается резиновая шайба – поз. 11.
Рис. 19-2. Продольная балка.
1–втулка баллера, Тр. 40х2х140. 2–усиливающая втулка, Тр. 60х2,5х90. 3–заклепка 6, сталь. 4–средняя секция, Тр. 60х2х1900. 5–степс. 6–фиксатор секций балок 6, сталь, латунь. 7–резиновое колечко фиксатора. 8–носовая секция, Тр. 55х2х1000. 9–дужка-блок штага, Тр. 10х1,5. 10–фиксатор дужки-блока, проволока 2-3. 11–шайба резиновая. 12–балка I. 13–нагель-фиксатор балок, 6. 14–швертовая коробка. 15– балка II. 16–кормовая секция, Тр. 55х2х2000. 17–болт М14. 18–шайба 14. 19–гайка барашковая М14. 20–втулка-распорка, Тр. 18х1,5х67. 21–корпус степса, лист, б=3-4мм. 22–гайка барашковая М12. 23–болт М12. 24–шайба 12. 25–треугольник из пружинной проволоки 1мм.
Рис. 19-3. Кормовая балка.
1–болт М5. 2–стойка, Тр. Æ16х1,5; Амг. 3–шпангоут. 4–гайка М5. 5–кормовая ветвь ванты. 6–штырь распорки балок. 7–полоса 380х25х4; Д16Т. 8–продольная балка. 9–палец-болт М14. 10–болт М6. 11–кормовая балка, Тр. Æ45х2х2000. 12–болт М8. 13–болт М10. 14–пластина, б=1мм. 15–шуруп Æ3. 16–брусок 45х75х200, дуб.
Кормовая и продольная балки моста соединяются жестко (рис. 19-3). Точеный палец с резьбой М14 – поз. 9 и дужка из дюралевой полосы или откованной трубы – поз.7 с крепежными болтами М6 воспринимают крутящие моменты от руля. Люфты в этом узле должны быть минимальными.
К кормовой балке со стороны, где сидит “моторист” (удобней, чтобы эта сторона была правой), болтами М10 крепится деревянный брусок под струбцину подвесного мотора – поз. 16. Для защиты от влаги брусок надо тщательно пропитать горячей олифой, а чтобы винты струбцины его не проминали, с носовой стороны брусок усиливают дюралевой пластиной.
Форма моста в плане фиксируется двумя диагональными стальными тросовыми стяжками с петлями на концах (рис. 19-4, поз. 2; 15). Стяжки можно делать цельными, но лучше в их конструкцию ввести “мягкий талреп” – поз. 13 и 14, который позволит более точно регулировать длину и натяжение каждой стяжки. Натяжение стяжек должно быть умеренным, чтобы они сами не перенапрягали мост. Проводят их под трубами моста и стараются на стяжки не наступать.
Рис. 19-4. Распорки балок и крепление трамплина (вид снизу).
1–штырь распорки балок, Тр. Æ18х2х130. 2–петля диагональной стяжки. 3–балка III. 4–заклепка Æ4. 5–распорка балок II и III, Тр. Æ22х1,5. 6–балка II. 7–распорка балок I и II, Тр. Æ22х1,5. 8–шнуровка трамплина, капроновый трос Æ4. 9–балка I. 10–носовой фиксатор распорок балок с отв. Æ5,5 для воротка. 11–петля трамплина. 12–трамплин. 13–огон троса диагональной стяжки. 14–капроновый трос мягкого талрепа. 15–диагональная стяжка, трос стальной Æ4мм.
Собирают мост в следующей последовательности.
К секциям продольной балки крепят дужку-блок штага, степс и швертовую коробку (рис. 19-2, поз. 9; 5 и 14). Секции между собой соединяют горизонтальными фиксаторами – поз. 6. Чтобы фиксатор не мог самопроизвольно выпасть, его закрепляют резиновым колечком или пружинным треугольником из проволоки Æ1мм (рис. 19-2, поз. 6; 7 и 25).
Собирают узел крепления продольной и кормовой балок, вставляют в балку трубки-распорки (рис. 19-4, поз. 5), надевают на концы кормовой балки петли тросовых стяжек.
К продольной балке крепят среднюю балку моста, вставляют в нее трубки-распорки балок – поз. 7.
На носовую балку надевают петли диагональных стяжек и крепят ее к продольной балке. Один из двух носовых фиксаторов распорок балок – поз. 10 заводят в петлю тросовой стяжки и ставят его на место, как показано на рис. 19-4. Второй фиксатор тоже заводят в петлю стяжки, его конец подтягивают к отверстию в балке – для этого надо приложить некоторое усилие – и тоже ставят на место. Если, из-за натяжения тросовых стяжек, фиксатор тяжело входит в распорку, то в него вставляют вороток (гвоздь Æ5) и вдвигают в балку и распорку вращательными движениями. Собранный мост соединяют с байдарками.
На рис. 19-1 пунктиром показана четвертая поперечная балка, соединяющая носовые оконечности фальшбортов байдарок. Она не является силовым элементом, поэтому делать ее можно из легкой трубы Æ36х1мм. Эта балка используется для устройства волно- и брызгоотбойников и для более точного обеспечения параллельности положения байдарок на ходу.
Трамплин (рис. 19-4). Легкий трамплин делают из прочной мелкоячеистой синтетической сетки – трала. К нему удобно привязывать гермоупаковки со снаряжением. При отсутствии трала можно сшить самодельную сетку из синтетической тесьмы, надо лишь помнить, что капроновая тесьма при намокании сильно вытягивается. Третий вариант – сплошной трамплин из технического лавсана весом – около 400 г/м2. Четвертый – легкая синтетическая ткань, подкрепленная снизу крупноячеистой сеткой.
Со всех четырех сторон трамплина пришивают с шагом 100-150мм усиленные петли, с помощью которых трамплин пришнуровывается капроновым тросом Æ4мм сначала к кормовой и носовой балкам, а потом к распоркам балок. Петли для шнуровки можно сделать из плетеного капронового троса Æ6мм. При шнуровке трамплина к кормовой балке надо оставить место для прохода струбцины подвесного мотора.
Рулевое устройство (рис. 19-5). На кормовую оконечность продольной балки напрессовывают усиливающую втулку – поз. 1. Если внутренний диаметр имеющейся втулки больше наружного диаметра балки, то зазор заполняют марлей, обильно пропитанной эпоксидным клеем. Дополнительно втулку фиксируют сначала одной заклепкой – поз. 24. В получившейся усиленной оконечности продольной балки сверлят отверстие Æ39,6мм под втулку баллера. Если расточного станка нет, то по периметру отверстия с запасом 0,5-1мм сверлят с минимальным шагом отверстия Æ3-4мм, стенки между ними прорубают, а края отверстия доводят до нужного диаметра полукруглым напильником с частыми примерками.
Рис. 19-5. Рулевое устройство на продольной балке.
1–усиливающая втулка продольной балки, Æ60х2,5х90. 2–кормовая секция балки. 3–втулка баллера, Тр. Æ40х2х140. 4–заклепка Æ6. 5–сорлинь. 6–винт М6 – ограничитель величины опускания баллера. 7–баллер, Æ36х4х450. 8–трубка Æ10х1, АМг. 9–удлинитель румпеля, Æ20х1х2000. 10–палец Æ8. 11–шайба 8. 12–шайба резиновая. 13–шплинт разводной Æ3. 14–румпель, Æ22х2х400. 15–усиливающий вкладыш, Æ18х2х130. 16–шплинт разводной Æ3. 17–шайба 22. 18–шайба 18. 19–ось пера руля, Æ18х3, сталь. 20–шплинт разводной Æ4. 21–перо руля. 22–заклепка Æ6 с распорками из Тр. Æ10х1,5. 23–резиновый шнур (контр-сорлинь). 24–заклепка Æ6.
Втулка баллера – поз. 3 должна входить в отверстие очень плотно. Дополнительно ее фиксируют эпоксидным клеем или сваркой и двумя заклепками Æ6 – поз. 4, которые частью своего диаметра входят в горизонтальные пазы, пропиленные напильником во втулке. Втулку вытачивают из нержавеющей стали или жесткой дюралевой трубы Æ40х2мм.
Наружный диаметр баллера – поз. 7 уточняют по фактическому внутреннему диаметру втулки и при необходимости протачивают или обрабатывают баллер шкуркой (рис. 30-4). Зазор между баллером и втулкой 0,1-0,2мм. Баллер должен легко вращаться во втулке, двигаться в ней вверх-вниз при регулировка заглубления пера руля, вставляться во втулку и выниматься из нее при разборке судна, но люфты должны быть минимальными. Трущиеся поверхности обязательно смазывают густой смазкой, во время похода ее обновляют не реже одного раза в неделю. В самой верхней части баллера сверлят отверстие и вставляют в нее мягкую трубку Æ10х1мм. Края трубки развальцовывают и тщательно заглаживают. Через нее пропускается сорлинь – снасть для подъема пера руля – поз. 5.
Румпель – поз. 15 сделан довольно длинным, чтобы повысить точность управления катамараном и уменьшить нагрузку на руку рулевого. В баллер он входит довольно плотно, но имеет возможность вращаться вокруг своей продольной оси. Это необходимо, чтобы удлинитель румпеля мог свободно вращаться не только в горизонтальной, но и в вертикальной плоскости. От выпадения из баллера румпель фиксируется двумя стальными разводными шплинтами Æ3. Чтобы исключить возможность поломки румпеля, в самом нагруженном месте он подкрепляется запрессованным усиливающим вкладышем – поз. 16.
Удлинитель румпеля – поз. 9 крепится к румпелю шарнирно. Палец Æ8 – поз. 10 желательно сделать из нержавеющей стали. При желании можно предусмотреть увеличение длины удлинителя румпеля, чтобы рулем могли управлять не только рулевые обеих байдарок, но и матросы, сидящие в передних отсеках кокпитов.
Ось пера руля – поз. 19 является одной из самых нагруженных деталей, поэтому ее лучше сделать из хорошей нержавеющей стали. Если ось вытачивают из прутка, то с одной стороны можно сделать буртик диаметром на 4мм большим диаметра оси. С другой стороны оси снимается фаска 1,5х45°, облегчающая постановку оси на место. Если ось делается из дюралевой трубки, то надо сразу сделать 1-2 запасные оси, т.к. срок службы их невелик.
Перо руля (рис. 19-6) сгибается из миллиметрового листа сплава АМг или Д1Т. С дюралевыми листами работать сложнее – они могут треснуть по линии изгиба. Предварительно к листу приклепывают внутренние усиливающие накладки – поз. 2. Внутренний каркас пера руля состоит из лонжерона – поз. 8, откованного по толщине пера, и двух нервюр – поз. 7. Концы нервюр сплющивают, на них наматывают слой изоленты на тканевой основе, который тоже плющат молотком по форме пера в данном месте. Подробней о технологии изготовления клепаных рулей и швертов рассказано в §29.
Рис. 19-6. Перо руля.
1–заклепка для крепления контр-сорлиня. 2–накладка внутренняя, лист, в=2,5мм, Д16Т. 3–заклепка Æ3. 4–корпус пера руля, лист, б=1,0, АМг. 5–заклепка Æ6. 6–слой изоленты. 7–нервюра, Тр. Æ10х2, Д1Т. 8–лонжерон, кованая туба Æ45х2х575, Д1Т. 9–баллер. 10–слой изоленты. 11–трубка-распорка. 12–заклепка Æ6. 13–заглушка, дуб, ясень.
После того, как перо руля будет склепано по задней кромке и установлена нижняя заглушка – поз. 13, в него окончательно вставляют лонжерон с нервюрами и устанавливают четыре стальных заклепки Æ6 – поз. 5. Полукруглые головки заклепок должны быть хорошо сформированы и иметь достаточный диаметр. Они несколько ухудшают работу руля (см. рис. 15-3), но это вполне допустимая плата за надежность и прочность конструкции. После этого, обязательно в сборе с баллером, сверлят отверстие Æ18 под ось пера руля, обеспечивая соосность пера руля и баллера. Определяют место и сверлят отверстие Æ6 под ограничитель угла поворота пера вниз – поз. 10; 11; 12. Уменьшая или увеличивая толщину слоя изоленты, добиваются того, чтобы впереди оси вращения руля находилось около 10-15% его погруженной в воду площади. В этом случае руль является полубалансирным, но усилие на румпеле остается достаточным, чтобы по его величине рулевой мог четко судить о поведении судна.
В верхней части пера руля ставят две заклепки – поз. 1 со втулками-распорками соответствующей длины и формы. К ним крепят сорлинь и контр-сорлинь – рис. 19-5, поз. 5 и 23. В конструкцию контр-сорлиня вводится резиновый жгут от эспандера, принудительно ставящий перо руля в рабочее положение, но позволяющий перу откидываться назад при наезде на препятствия.
Рулевое устройство является наиболее ответственным элементом судна. Поэтому делать его надо аккуратно, а во время походов осматривать ежедневно.
Швертовое устройство (рис. 19-7 и 19-8). Катамаран имеет один центральный шверт симметричного сечения, который вращается в швертовой коробке, закрепленной на продольной балке. В рабочее положение шверт ставится снастью (рис. 19-7; поз. 7), в конструкцию которой входит резиновый шнур от эспандера. Ограничивает движение шверта вперед заклепка Æ6 со втулкой-распоркой и с намотанной на них изолентой или резиной – поз.13. Поднимается шверт снастью – поз. 3, до упора в поперечную балку. Эти две снасти идут к кормовой балке и далее, через блоки, в кокпит одной из байдарок. Так как усилия при подъеме и опускании шверта довольно значительные, то в конструкцию этих снастей вводят тали (шверт-тали). Чтобы при резком подъеме шверта не повредить его заднюю кромку, к поперечной балке в соответствующем месте привязывается отрезок мягкой резины толщиной до 10мм.
Рис. 19-7. Швертовая коробка.
1–лонжерон шверта. 2–щека коробки, в=4мм, Д16Т. 3–снасть для подъема шверта. 4–ось-распорка блока, Тр Æ10х2. 5–трубка-заклепка блоков, Æ6х1. 6–шкив D=34мм. 7–снасть для опускания шверта в рабочее положение. 8–балка продольная. 9–болт М10. 10–распорка, Тр Æ10х2х60. 11–трубка-заклепка, Æ6х1. 12–втулка, Æ60х2,5х25, пластик. 13–ограничитель угла поворота шверта. 14–шплинт разводной Æ3. 15–шайба, D=28 d=14,5, в=2,5, сталь. 16–щека шкивов, Д16Т, в=1-2. 17–оси-распорки, Тр. Æ10х2. 18–балка I. 19–болт М14. 20–мягкий талреп оттяжки коробки. 21–оттяжка, трос стальной, Æ4мм. 22–фигурный огон. 23–ось шверта, болт М14, сталь. 24–шайба 14.
В вертикальном положении швертовая коробка фиксируется двумя оттяжками – поз. 21, идущими к оконечностям носовой поперечной балки. Длина каждой оттяжки точно подгоняется мягким талрепом – поз. 20. Этот узел не должен иметь люфтов – в противном случае функции оттяжек начнут выполнять болты – поз. 9 и узел крепления продольной и кормовой балок, что нежелательно.
Шверт (рис. 19-8) имеет такую же конструкцию, как и перо руля. Кованый лонжерон делается из двух составных труб для уменьшения его веса и облегчения ковки.
Рис. 19-8. Клепаный шверт симметричного сечения.
1–втулка, Æ60х2,5х25, пластик. 2–снасть для опускания шверта. 3–снасть для подъема шверта. 4–носовая верхняя заглушка, дуб, ясень. 5–шуруп Æ3. 6–верхняя секция лонжерона, Тр. Æ55х2х755, Д1Т. 7–нервюра, Тр. Æ10х2, Д1Т. 8–слой изоленты. 9–корпус шверта, в=1. 10–заклепка-распорка Æ6( Æ8). 11–нижняя секция лонжерона, Тр. Æ50х1,5х600. 12–нижняя заглушка, дуб. 13–заклепка Æ3, алюминий.
Наиболее ответственная операция при изготовлении швертового устройства – сверление отверстия Æ14 в швертовой коробке и в лонжероне шверта для прохода оси шверта – поз. 23. От правильности положения этого отверстия зависит вертикальность шверта в рабочем положении и его параллельность ДП катамарана. В домашних мастерских его можно сделать методом постепенных приближений.
Окончательно отверстие Æ14 разворачивают разверткой Æ14. (Сверло – грубый инструмент и требуемой точности при сверлении добиться трудно).
Следующая операция – установка начального угла атаки шверта ± 2-3°. Для этого в одной из щек швертовой коробки надфилями распиливают отверстие Æ14 в две стороны в эллипс с горизонтальной длинной осью. Делать это надо очень осторожно, с постоянными проверками получаемого результата – излишний начальный угол атаки на много вредней, чем недостаточный. Если все же допущена ошибка, то надо идти на увеличение диаметра средней части оси шверта до Æ15мм. Саму ось вытачивают из качественной, желательно нержавеющей стали.
При перемене галса начальный угол атаки шверта меняется автоматически, так как ЦБС шверта находится впереди его вертикальной оси вращения – лонжерона.
Катамаран вооружен кэтом со вспомогательными стакселями. Размеры парусов показаны на рис. 19-9. Большой стаксель, сшитый из самого легкого лавсана, ставится при слабых ветрах – до 5 м/сек, при средних ветрах используют прочный малый стаксель, а в сильные ветра ходят под одним гротом. При сильных попутных ветрах, чтобы не перенапрягать конструкцию катамарана и избежать энергичного забрызгивания и заливания байдарок, грот рифят, а если ветер временами ослабевает, то в помощь зарифленному гроту поднимают малый стаксель со слабо набитой передней шкаториной.
Рис. 19-9. Размеры грота и стакселей. Величины горба и серпов уточнить про пошиве парусов.
Под одним зарифленным гротом можно уходить к берегу курсом полный бейдевинд при начинающемся шторме.
Проводка снастей, позволяющая быстро поднимать, заменять и опускать стаксели, показана на рис. 10-4.
Грот. Чтобы катамаран имел разумные размеры и вес, а его ходкость не превышала скоростных возможностей байдарок, грот сделан небольшим – всего 7 м2. Чтобы при такой малой энерговооруженности катамаран хорошо лавировал, грот должен иметь очень высокое аэродинамическое качество.
Применен простой вариант лавсанового грота типа “Стриж” с жесткой прямой мачтой, описание его работы см. в §9.
Грот однослойный, с широким мачтовым карманом, но обязательно из парусного лавсана (двум экипажам легче осилить материальные и другие затраты, чем одному). Подойдет самый дешевый каландрованый лавсан с минимальной пропиткой смолой и весом до 200 г/м2. (В яхт-клубах из него обычно делают чехлы для лодок и “кисы” – мешки для парусов и тросов). Более жесткие и дорогие лавсаны и дакроны нежелательны, т.к. они плохо выдерживают транспортировку в рюкзаках. Лавсановый парус не только значительно эффективней хлопчатобумажных, но и значительно долговечнее их.
Грот шьют совершенно плоским, “по рангоуту” (см. §27). В рабочем положении он имеет наиболее совершенную форму части поверхности цилиндра. Величину пуза в пределах 0-15% регулируют шкотовой талью (рис. 19–10), соединяющей шкотовый угол грота и нок гика. Ходовой конец тали выводят к утке или стопору на нижнем рейке мачты. Задняя и нижняя шкаторина делаются с небольшими отрицательными серпами. Заднюю часть паруса уплощают короткими латами. Длина лат – 35% ширины паруса в данном месте, латы конусные с относительно гибким передним концом (рис. 18-7). Для регулировки положения нока гика по высоте (регулировки соотношения углов атаки в верхней и нижней частях паруса) вводят топенант. Нисходящие ветви топенанта и грота-фала проводят внутри мачтового кармана грота. Чтобы на ходу можно было принудительно поворачивать мачту с верхним и нижним рейками на ветер или под ветер, регулируя тем самым величину аэродинамической закрутки паруса, к нижнему рейку крепят снасть с двумя ходовыми концами, которые идут в кокпиты двух байдарок.
Поднимает, опускает и настраивает паруса один из матросов.
Так как в рабочем положении грот сильно растянут на рангоуте и велика сила трения парусины о мачту, то перед спуском паруса его пузо надо увеличить. Так же поступают и перед подъемом паруса.
Мачта (рис. 19-11) собирается из трех секций на пружинных фиксаторах – поз. 13 и вращается вокруг продольной оси как единое целое. Хорошо работает и второй вариант соединения секций мачты – на штифтах Æ6-8мм поз. 5, которые фиксируются от выпадения слоем изоленты. (При разборке мачты после похода изолента удаляется.) На собранной мачте верхний и нижний рейки должны быть параллельны. Овальные отверстия под верхний реек сначала сверлят с помощью коловорота, развертывают развертками Æ25 и Æ16, или обрабатывают до нужного размера круглым напильником.
В нижней части мачты винтами М5 крепятся три щелевых или кулачковых стопора (на рисунке не показаны) для топенанта, грота-фала и стаксель-фала. Если стопора приобрести или сделать не удалось, то используют самодельные утки и болт-упор шпора мачты – поз. 16. За одну утку или нагель можно крепить только одну снасть.
Рис. 19-11. Мачта грота S=7м2.
1–верхнее колено мачты, Тр. Æ70х2х2000, Д16Т. 2– шток флюгарки. 3–верхний реек. 4–грота-фал и топенант. 5–штифт Æ6. 6–слой изоленты. 7–огоны вант и штага. 8–огон-блок стаксель-фала. 9–стаксель-фал. 10–среднее колено, Тр. Æ75х2х2000. 11–втулка гика. 12–гик. 13–пружинный фиксатор секций мачты. 14–нижнее колено, Тр. Æ70х2х1400. 15–нижний реек. 16–болт М12. 17–шпор, Тр. Æ65х2х170. 18–ось степса.
Верхний реек (рис. 19-12) имеет два двухшкивных блока для проводки грота-фала и топенанта. У левого блока шкивы, они же распорки – поз. 4, не вращаются. Это практически не затрудняет подъем грота, но большая величина трения покоя в таком блоке позволяет заметно снизить нагрузки в нисходящей ветви фала и препятствует самопроизвольному осаживанию паруса вниз во время работы. Положение верхней части средней щеки левого блока фиксируется двумя зубьями, которые входят в соответствующие пазы в рейке. Корпус правого блока упирается в мачту. Положение его средней щеки – поз. 6 фиксируется заклепками со втулками-распорками – поз. 2; 5. На распорках вращаются обычные шкивы – поз. 7. Чтобы шкивы могли свободно вращаться, их толщина в средней части делается на 0,5-1мм меньше длины оси-распорки.
Верхний реек оканчивается стальной шпилькой с резьбой М16, на которую надеваются огоны вант, штага и кольца-блока стаксель-фала. Гайка-барашек – поз. 13 обязательно страхуется от самопроизвольного раскручивания стальным разводным шплинтом – поз.14.
Рис. 19-12. Реек верхний.
1–корпус левого блока, лист в=1,5мм. 2–трубка-заклепка, Тр. Æ6х1. 3–щека средняя, лист, в=1. 4–распорка Æ20, 2шт. 5–втулка-распорка, Тр. Æ10х2. 6–щека средняя правого блока. 7–шкивы Æ34 для фала и топенанта. 8–усиливающий вкладыш, Тр. Æ22х3, Д16Т. 9–заклепка Æ5. 10–реек, Тр. Æ25х1,5х420, Д16Т. 11–шпилька М16. 12–шайба, Д=40; d=17; в=2. 13–гайка барашковая М16. 14–шплинт разводной Æ4. 15–корпус правого блока, лист, в=1,5мм.
Нижний реек (рис. 19-13) вставляется в соответствующее отверстие в мачте до упора своим буртиком Æ25 во внутреннюю поверхность передней стенки мачты и фиксируется простым поворотом на 90°. Для прохода через мачту головок фиксатора – поз. 9 в отверстиях в мачте делают фигурные пазы. К рейку приклепывают две утки из листового дюраля и дужку из прутка – поз. 4 и 1. К ним крепят оттяжку задней части галсового угла и снасть для регулировки пуза грота, идущую от блока на ноке гика. Оттяжку передней шкаторины грота (собственно галс-оттяжку) крепят петлей к передней выступающей из мачты части нижнего рейка.
Рис. 19-13. Реек нижний.
1–дужка, пруток Æ5. 2–пробка, Д16Т. 3–реек, Тр. Æ25х1,5х423, Д16Т. 4–утка, лист в=2,5-3мм. 5–трубка-заклепка, Æ6х1. 6–мачта. 7–заклепка, Æ6. 8–вкладыш, Тр. Æ22х1,5х170. 9–фиксатор.
Гик (рис. 19-14) собирается из трех секций на пружинных фиксаторах или нагелях с резиновыми колечками. Средняя секция гика изогнутая, поэтому ее лучше делать из сплава Д1Т или АМг6Н. На пятке гика имеется горизонтальное отверстие Æ14,5мм, которым он надевается на ось втулки гика. К ноку гика болтом М10 поз. – 5 крепится двухшкивный блок тали для регулировки пуза паруса (рис. 19-10) и гика-шкот из стального тросика (рис. 19-15). Таль гика-шкота располагается ближе к гику. Расстояние между блоками тали при выбранном втугую шкоте – около 0,3м.
Рис. 19-10. Таль регулировки пуза грота.
1–шкотовый угол грота. 2–заклепка Æ3. 3–щека блока левая, в=1,5-2мм. 4–щека блока правая. 5–трубка-заклепка, Тр. Æ6х1. 6–ось-распорка, Æ10х2. 7–шкив, D=25мм. 8–трос капроновый Æ4. 9–щека блока гнутая. 10–болт М10. 11-гик.
Рис. 19-14. Гик.
1–задняя секция гика, Тр. Æ40х1,5х1200, Д16Т. 2–пружинный фиксатор секций. 3–средняя секция, Тр. Æ45х2х1000, АМг6Н. 4–передняя секция, Тр. Æ40х1,5х1000, Д16Т. 5–болт М10. 6–щека блока тали шкотового угла. 7–огон гика-шкота. 8–гайка барашковая М10.
Рис. 19-15. Проводка гика-шкота.
1–гик. 2–трубка медная заделок огонов тросов. 3–трос стальной, мягкий, Æ3. 4–ось-распорка, Тр. Æ10х2х11. 5–трубка-заклепка, Тр. Æ6х1. 6–шкив D=44; в=10,5. 7–щека блока верхнего. 8–шкив Æ34. 9–трос капроновый Æ6мм. 10–щека блока нижнего. 11–трос капроновый Æ6.
Втулка гика (рис. 19-16) имеет комбинированную конструкцию. На дюралевую трубу напрессовывается стальное кольцо, а к кольцу надежно приваривается стальная ось гика. Если для строителя лишние 0,4кг веса не имеют значения, то втулку – поз. 1 можно выточить из стальной водопроводной трубы. Наибольшая толщина стенки втулки оставляется в месте приварки оси гика, а к оконечностям она уменьшается до 1,5мм. (Дужка – поз. 3, внутри которой проводится грота-фал, обязательна при гибкой мачте, при описываемой прямой мачте ее можно не делать.)
Рис. 19-16. Втулка гика.
1–втулка, Тр. Æ80х2х160, Д16Т. 2–усиливающая втулка Æ88х4, сталь ст.3. 3–дужка. 4–шайба 14. 5–ось гика, Æ14,сталь ст.3. 6–гик. 7–шайба резиновая, D=30, d=14, в=5мм. 8–“флажок”. 9– ось флажка – заклепка Æ4.
При такой конструкции гик может вращаться в вертикальной плоскости вокруг оси – поз.5 и вместе со втулкой – поз. 1 вращаться вокруг мачты и подниматься и опускаться по ней вместе с парусом. Для прохода оси гика через парусину в мачтовом кармане делают небольшое отверстие, края его усиливают корсажной лентой. Выше делают второе такое же отверстие, через которое проходит ось гика при зарифленном гроте. Весь узел крепления гика подвязывают к парусу снасточкой, пришитой к передней шкаторине паруса.
Степс (рис. 19-2). Его достоинство – простота, недостаток – если заваливать мачту не строго в корму, а в корму и к борту, что чаще всего и происходит, то шпор мачты может выйти из зацепления с осью степса и мачта начнет падать неуправляемо.
Более надежно работает более сложный степс, показанный на рис. 19-17. Он имеет три степени свободы (две горизонтальных оси и вертикальный шарнир, который образуется шпором и нижним коленом мачты). При таком степсе мачту можно заваливать в корму под любым углом к ДП и свободно снимать ее со шпора при разоружении судна на стоянках. Корпус шарнира – поз. 5 можно выстрогать из дюралевой болванки или склепать из двух “П-образных” профилей, или из разрезанного коробчатого профиля.
Рис. 19-17. Степс с двумя шарнирами.
1–мачта. 2–болт-упор шпора, М14. 3–шпор. 4–ось продольная, М14. 5–корпус шарнира, Д16Т. 6–ось поперечная. 7–степс. 8–балка продольная. 9–болт М12.
Флюгарка (рис. 19-18). Чтобы отсоединить ее от мачты, достаточно отвернуть гайку – поз. 5.
Рис. 19-18. Флюгарка.
1–лента капроновая, 50х400. 2–шток флюгарки, проволока Æ2-3. 3–втулка. 4–шайба. 5–гайка барашковая М6. 6–шпилька М6.
Конструкция катамарана: мост, парусное вооружение, рулевое и швертовое устройства являются универсальными и подходят для любых байдарок.
При использовании байдарок “Салют” поперечные балки крепят к шпангоутам №№ 2; 3 и 4. Шпангоут № 3 надо сделать замкнутым. “Салюты” прочнее “Тайменей” и выдерживают большую волну, однако они поднимают и больший носовой бурун на высоких скоростях. Поэтому носовые части кокпитов желательно защитить простейшими фартуками (рис. 21-8).
Если в катамаран превращают легкие 1,5-местные байдарки, то площадь парусности можно уменьшить на 20-30%. Соответственно уменьшатся сечения труб, площади руля и шверта, судно станет значительно легче.
Если строители не располагают трубами, заложенными в проекте, то их можно заменить фермами. В качестве элементов, работающих на сжатие, в фермах можно применять дюралевые профили или трубы меньшего сечения, и даже дерево. Элементы, работающие на растяжение делают из стальных тросов, желательно нержавеющих.
В первую очередь это касается мачты. Мачту с краспицами, ромбовантами и двойным гиком, показанную на рис. 9-16, можно сделать из труб Æ55х1,5мм. Она будет достаточно жесткой, не тяжелее, чем показанная на рис. 19-11, но время ее сборки-разборки возрастет. Гики и поперечная краспица делаются из труб Æ36х1мм, передняя краспица – из лыжной палки, ромбо-ванты из стального троса Æ3-4мм, желательно нержавеющего.
Наиболее нагруженной в катамаране является первая поперечная балка, воспринимающая нагрузку от мачты. (В предельном случае мачта может давить на балку с силой, равной водоизмещению катамарана.) Ее тоже можно сделать из трубы диаметром около 55мм. С нижней стороны балки вниз выставляется распорка и от ее нижнего конца к оконечностям балки ведут две растяжки из стального троса Æ4мм.
То же касается продольной балки. Если ее прочности недостаточно, то и ее подкрепляют тросовыми растяжками, которые ведут от штаг-путенса – к нижнему концу подмачтовой распорки – и к балке III.
При желании катамаран можно вооружить шлюпом. В этом случае делают жесткую силовую раму парусного вооружения, показанную на рис. 14-3. При вооружении шлюп швертовую коробку переносят ближе к подмачтовой балке.
При увеличении жесткости продольной и подмачтовой балок и силовой рамы парусного вооружения жесткость самого моста не увеличивается. Он остается “эластичным” и сохраняет способность скручиваться винтом. Это очень важно в данном случае, т.к. при жесткой конструкции моста на курсах бакштаг и бейдевинд при значительном волнении стали бы с большими перегрузками, вплоть до разрушения, работать относительно слабые наборы байдарок
На фотографии показан один из реальных вариантов моста катамарана. Под мачтой стоит “Л”–образная стойка, а от ее нижнего конца идут оттяжки из стального троса к двум вант-путенсам и к штаг-путенсу. Носовая часть центральной продольной балки в этом случае работает уже не на изгиб, а на сжатие, потому она сделана из легкой трубы. Ее передний конец дополнительно, в горизонтальной плоскости, фиксируется еще двумя растяжками, идущими к концам подмачтовой балки.
Рис. 19-19. Вариант конструкции моста катамарана (вид снизу).
Применены простые одинарные ванты. Чтобы обеспечить между ними угол в горизонтальной плоскости около 120°, вантовая балка смещена в нос и не крепится к байдаркам. Из-за увеличения расстояния между средней и кормовой балками пришлось увеличить прочность распорок балок, они сделаны из цельных 2-х метровых труб.
На подмачтовой балке крепится упрощенный степс в виде точеного шара, в шпоре мачты для него имеется соответствующее отверстие.
Трамплин сделан без петель. По его кромкам пришиты карманы из прочной ткани, покрытой пластиком, в них вставляются дюралевые трубки 14х1 и прорезаются отверстия для шнуровки. Вес такого трамплина несколько больше, чем описанного выше, но трубки долговечнее петель и трамплин удобней пришнуровывать к мосту. Кормовая балка вставляется в карман по задней кромке трамплина. Это рациональное решение применяется на многих катамаранах, но обычно карман делается для носовой балки.
Швертовое устройство в основном аналогично описанному выше. Мягкие талрепы заменены самодельными винтовыми талрепами. Нижняя часть шверта сделана более совершенной – скругленной. При определенной квалификации исполнителя это сделать нетрудно, но внизу переднюю кромку, которая часто бьется о камни, надо обязательно усилить дюралевой полосой из листа толщиной 3мм, вставленной между листами корпуса шверта.
Автор хотел бы отметить один важный момент. Рассмотренный мост внешне выглядит довольно “варварски” – нет единого стиля, полностью отсутствует дизайнерская проработка и т.п. Действительно, катамаран был построен буквально за две недели перед отпуском тремя разными “экспериментаторами”, работавшими в трех разных местах, из совершенно случайных труб и готовых узлов и деталей, оставшихся от других экспериментов. Однако, технические решения, использованные в его конструкции, учитывающие особенности наличных материалов и узлов и вполне допустимые с инженерной точки зрения, позволили катамарану безаварийно проработать весь месячный поход. Модернизацию и доводку катамарана его владелец (большой умелец, но новичок в парусном деле) начал лишь после окончания отпуска.
Начинающие парусники могут иметь в виду этот случай, когда будут делать выбор – то ли годами строить и “вылизывать” свое судно, каждый раз приостанавливая стройку при отсутствии какой-либо трубы, детали или “фирменных блоков с трещоткой”, или ходить на судах типа описанного, приобретая за это время практический парусный и технический опыт.
Байдарки можно превратить в достаточно быстроходные лавирующие парусные суда, если существенно увеличить их остойчивость, переоборудовав в тримараны с двумя дополнительными боковыми поплавками. При парусности больше 4 м2 байдарки оснащают несущими боковыми поплавками водоизмещающего типа. Их почти исключительно делают надувными, круглого сечения, с подрезами в носу и корме. На скоростях 4-8 км/час гидродинамическое качество водоизмещающих поплавков – отношение их подъемной (архимедовой) силы к силе лобового сопротивления – достигает 30-50, т. е. в несколько раз выше, чем, например, у подводных крыльев, постоянно погруженных в воду.
Надувные поплавки выклеивают из воздухонепроницаемого материала c гладкой, желательно глянцевой наружной поверхностью, либо делают комбинированной конструкции – прочный и гладкий чехол-обтекатель и воздухонепроницаемая камера из надувных игрушек – “бревен” и “плотиков”, полиэтиленовой пленки (рукава) или из легких обрезиненных синтетических тканей. Иногда в носовые части надувных поплавков вставляют внутренний каркас со штевнем и носовой частью киля или сжимают поплавки с боков, чтобы повысить их килеватость и тем самым смягчить удары носовых оконечностей поплавков о волны (рис. 28-6).
Когда достоинства тримаранов с надувными поплавками для условий туристских походов стали очевидными, возникла задача создания надежного, простого по конструкции и относительно быстроходного лавирующего тримарана, способного выдерживать жесткие условия, с которыми приходится встречаться в реальных туристских походах. Первым из таких ширпотребовских тримаранов, готовившийся автором к серийному выпуску, стал “Стриж-4,5” (рис. 1-6). Ниже описан вариант этого тримарана, рассчитанный на самостоятельную постройку в условиях домашних верфей.
Основные технические характеристики:
В средние ветра на тримаране ходят под одним полным гротом, который обеспечивает байдарке скорость 5-9 км/час, что полностью соответствует ее скоростным возможностям (при более высоких скоростях байдарку сильно забрызгивает и опасно перенапрягается корпус). В слабые ветра – до 5-6 м/с – в помощь гроту поднимают легкий вспомогательный стаксель. При сильных ветрах, особенно попутных, грот рифят до 3,5 м2. Скорость при этом остается высокой, а кренящий момент и нагрузки в силовой раме судна уменьшаются примерно в 1,5 раза. При необходимости под зарифленным гротом можно лавировать, хотя и не очень круто к ветру. Безопасность плаваний обеспечивается большим объемом боковых поплавков, прочными поперечными балками, хорошей парусной центровкой тримарана и высокой степенью жесткости паруса.
Остойчивость тримарана при ветрах до 10 м/с и волне до 0,35м надежно обеспечивают боковые поплавки, вынесенные на двух поперечных балках, способных выдержать изгибающий момент до 135 кгс•м.
При грамотном управлении “Стриж-4,5” выдерживает и более тяжелые условия. Даже на шквалах тримаран не теряет управляемости – уверенно приводится, уваливается, делает повороты оверштаг, на нем можно в лавировку уйти к берегу, неся грот под очень малыми углами атаки и уменьшив его пузо почти до нуля. Во время неожиданных шквалов, даже если рулевой растеряется, ему достаточно отпустить руль – тримаран сам с любого курса быстро приводится вплоть до заполаскивания паруса – шквалы надо встречать именно на курсе полный бейдевинд! Однако, не стоит и переоценивать возможности тримарана и выходить на воду при усилении ветра до 10 м/с.
“Стриж-4,5” проектировался как ширпотребовское судно, поэтому он сделан очень простым в управлении. Это подтвердил и эксперимент, который проводился в рамках подготовки судна к серийному выпуску. Опытные образцы тримарана были доставлены на Парусный берег. Байдарочникам, никогда до этого не сидевшим за рулем парусного судна, предлагалось самим покататься на парусном тримаране. После небольшого инструктажа они садились в байдарку, отходили от берега с попутным ветром 4-7 м/сек, на практике изучали работу руля и паруса, осваивали технику поворотов и самостоятельно, в лавировку(!), возвращались в лагерь. Несмотря на массу грубых ошибок, которые совершали новоявленные рулевые и матросы, тримаран оставался безопасным и управляемым. Спасательное судно так и не отошло от берега.
По назначению “Стриж-4,5” универсален. Относительно малый вес тримарана (около 50 кг), малое время сборки-разборки и хорошая укладываемость вооружения в рюкзаки позволяют использовать его в воскресных прогулках. Но особенно он хорош в дальних походах по водоемам типа Верхней и Средней Волги, Селигера, озер Карелии. Однако, в свежую погоду выходить на большие плесы на нем не рекомендуется из-за ограниченной мореходности самой байдарки.
Общая компоновка (рис. 20-1). Мачта устанавливается в самом начале кокпита. Ее шпор упирается в самодельную ось-степс, пропущенную через два фальшборта байдарки. Передняя поперечная балка отнесена в корму на 250мм. Кормовая поперечная балка находится за шпангоутом №2. Шпангоуты №1 и №2 подкрепляются пиллерсами. К фальшбортам обе балки крепятся с помощью струбцин или дужек из алюминиевых трубок. Матрос сидит в переднем отсеке кокпита, поднимает и опускает паруса и шверцы, при необходимости заваливает мачту в корму, откренивает тримаран и управляет стаксель-шкотами. Матрос может грести веслом-гребком. Комфортность рабочего места матроса можно значительно повысить, если отнести в корму заднюю балку на 250-300мм и закрепить на ней спинку, а у шпангоута №2 удалить верхнюю ветвь между фальшбортами и подкрепить его двумя пиллерсами.
Рис. 20-1. Тримаран “Стриж–4,5” на основе байдарки “Таймень”.
1–удлинитель румпеля, Æ18х1. 2–шарнирное соединение румпеля с удлинителем. 3–перо руля увеличенной площади. 4–ходовой конец гика-шкота. 5–кольцо-блок шкота. 6–гик. 7–грот. 8–риф-бант. 9–риф-штерт. 10–стрингер поплавка Æ20х1х1800. 11–поплавок, 90дм3. 12–кормовая поперечная балка. 13–носовая поперечная балка. 14–опущенный шверц. 15–мачта. 16–штаг. 17–поднятый шверц. 18–ванта.
Рулевой сидит в кормовом отсеке кокпита, управляет рулем и гика-шкотом и может грести байдарочным веслом. Средняя секция кокпита двухместного “Тайменя используется как багажник или в него сажают ребенка.
Парусное вооружение. Тримаран вооружен гротом типа “Стриж” площадью 4,5 м2 и вспомогательным стакселем 2 м2.
Если строители располагают парусным лавсаном, то надо сразу идти на жесткую прямую мачту. Лавсановый парус, стоящий на жесткой мачте и имеющий форму части поверхности цилиндра, проще в изготовлении и эффективней в работе, чем другие паруса. В этом случае среднее колено мачты должно иметь сечение Æ55х2мм, а нижнее и верхнее – Æ50х1,5мм. Можно пойти другим путем – сделать мачту из легкой трубы Æ45-50х1,5мм, но подкрепить ее краспицами и ромбовантами (рис. 9-16). Гики и поперечная краспица делаются из труб Æ32х1, носовая краспица из лыжной палки, ромбованты из стального троса Æ2-3мм.
Однако, для начинающих парусников более доступны хлопчатобумажные ткани, поэтому ниже описан вариант грота из плащ-палатки. Форма его “ложкообразная” и опирается он на силовой треугольник из мачты и булиней нижней и задней шкаторин. Неизбежная вытяжка хлопчатобумажной парусины под нагрузкой может быть скомпенсирована широкими возможностями регулировки формы паруса и его выхаживанием. Методика пошива паруса описана в §27. Конструкция парусного вооружения показана на рис. 20-2.
Рис. 20-2. Рангоут и хлопчатобумажный грот тримарана “Стриж–4,5”.
1–шпор мачты, Тр. Æ42х2х90. 2–нижняя дужка, Тр. Æ16х1,5, Д1Т. 3–нижнее колено мачты, Тр. Æ45х1,5х1100, Д16Т. 4–среднее колено мачты, Тр. Æ50х2х1800, Д16Т. 5–верхнее колено мачты, Тр. Æ45х1,5х1800, Д16Т. 6-болт М6 с кольцом для проводки фала. 7–верхняя дужка, Тр. Æ16х1,5. 8–шток флюгарки. 9–болт М12. 10–гайка барашковая М12. 11–втулка гика, Тр. Æ55х2х150, АМг, сталь. 12–передняя секция гика, Тр. Æ36х1х1000. 13–изогнутая средняя секция гика, Тр. Æ40х1,5х700. 14–фиксатор Æ5. 15–задняя секция гика, Тр. Æ36х1х1000. 16–огон штага. 17–огон кольца-блока стаксель-фала. 18–огон левой ванты. 19–шпилька с резьбой М12. 20–огон правой ванты. 21–блок-кольцо стаксель-фала. 22–стаксель-фал. 23–штифт Æ5. 24–шплинт разводной Æ3. 25– крепление ходового конца снасти для регулировки пуза паруса. 26–регулировочный конец булиня нижней шкаторины. 27–боут, корсажная лента. 28–коренной конец булиня нижней шкаторины. 29–снасть для регулировки пуза грота, трос капроновый плетеный Æ4. 30–гика-шкот, проведенный в 2-3 лопаря. 31–кольцо-блок шкота. 32–болт М8. 33–двухшкивный блок на ноке гика. 34–шкив. 35–коренной конец тали шкотового угла. 36–двухшкивный блок шкотового угла грота. 37–регулировочный конец булиня задней шкаторины. 38–булинь задней шкаторины, стальной трос Æ2. 39–боут. 40–ручной шов крепления к парусине верхнего конца булиня задней шкаторины. 41–огон-блок фаловой тали. 42–коренной конец грота-фала. 43–наметка из изоленты. 44–заклепка Æ3-4. 45–фал. 46–дужка на втулке гика для проводки фала.
Мачта собирается из трех колен на пружинных фиксаторах или вкладных штифтах (рис. 19-11). Мачта вращается как единое целое – при повороте нижнего рейка на определенный угол, на такой же угол поворачивает верхний реек. Верхний и нижний рейки – поз. 2 и 7 сделаны в виде простых дужек, согнутых из дюралевых трубок.
Для уменьшения нагрузки на мачту от нисходящей ветви грота-фала сделана топовая фаловая таль с блоками скольжения. Чтобы фал проходил максимально близко к мачте, ко втулке гика обязательно приваривают дужку – поз. 46.
Блок скольжения – металлическое кольцо поз. 30 – используется и при проводке гика-шкота. Его коренной конец закрепляют на ноке гика, далее проводят через блок на корме байдарки, через кольцо-блок на ноке гика и к руке рулевого. Из-за большого трения покоя в кольце-блоке уменьшается статическая нагрузка на руку рулевого, что позволяет обойтись без стопоров и уток и быстро реагировать на все изменения ветра потравливанием или подбиранием гика-шкота. (При порывистых ветрах на небольших парусниках вообще опасно закладывать шкоты на утки и стопора).
Пузо грота регулируют на ходу талью шкотового угла. Ее ходовой конец – поз. 25; 29 выводится к мачте и крепится на нижнем рейке. Длину гика делают с таким запасом, чтобы после вытяжки парусины через 1-2 года эксплуатации оставалась возможность уменьшить пузо паруса до нуля.
Узел крепления гика к мачте – поз 9; 10; 11 выполняют сварным из сплава АМГ. Его можно сделать и из стали или комбинированным – из дюраля и стали (рис. 19-16) .
Галсовый угол грота слегка оттягивают вниз галс-оттяжкой, пришитой к нижней части передней шкаторины. Эту снасть закладывают за выступающие из мачты концы нижнего рейка-дужки.
Рис. 20-3. Основные размеры грота с мачтовым карманом, S=4,5м2.
Величину серпов и горба по передней шкаторине уточнить при пошиве.
В конструкцию булиней задней и нижней шкаторин обязательно вводят регулировочные элементы – поз. 26; 37, позволяющие корректировать их длину по мере вытяжки парусины и при тонкой настройке паруса. Регулировочный конец булиня задней шкаторины крепят к блоку шкотового угла и настраивают его перед выходом в плавание. На воде это можно делать только при предварительно опущенном гроте. Булинь нижней шкаторины постоянно крепят к блоку шкотового угла, свободно пропускают в кармашке вдоль нижней шкаторины и крепят его к люверсу, или к прочной петле, пришитой в обрезанном галсовом углу паруса. Люверс (или петля) оттягивается к мачте отдельной снастью – поз. 26. В этом случае длину булиня нижней шкаторины можно регулировать на ходу. Некоторые рулевые в галсовом углу вообще не соединяют парусину и регулировочный конец булиня нижней шкаторины, а набивают их по отдельности.
Рифят грот, убирая в “гармошку” его нижнюю часть, либо верхнюю заднюю часть. Конкретное решение этого вопроса зависит от фактической гибкости примененной мачты. Если мачта относительно гибкая или ее верхний конец загнут назад, то второй способ (рис. 9-18) редпочтительнее – передняя часть зарифленного грота остается на своем старом месте, по которому она была скроена, поэтому может сохранять правильную форму гладкого крыла.
Перед подъемом или спуском паруса таль шкотового угла раздают – в этом случае парус легко скользит по мачте.
Вспомогательный стаксель (рис. 20-4) шьют из плащ-палатки, плотного перьевого тика или склеивают из прочной пленки. (Однако, лучшие стаксели получаются из парусного лавсана.) Так как на тримаране можно обеспечить лишь небольшое натяжение штага, отрицательные серпы по шкаторинам стакселя приходится делать значительными. К шкотовому углу стакселя крепят два шкота, один проводят по правому борту, другой – по левому. При перемене галса один шкот отдают, а другой, с нового подветренного борта, выбирают. При усилении ветра до 5-6 м/сек стаксель обязательно убирают, ибо он начинает перенапрягать носовую часть набора байдарки, а на острых курсах почти перестает развивать тягу по курсу и лишь портит работу жесткого грота.
Рис. 20-4. Основные размеры вспомогательного стакселя тримарана “Стриж–4,5”, S=2м2.
Величину серпов уточнить при пошиве.
Силовая рама. На двухместных байдарках “Таймень” мачта опирается шпором-вилкой на горизонтальную ось-степс, которая крепится на носовых оконечностях фальшбортов. Топ мачты фиксируется штагом и двумя вантами. Точка их крепления к мачте максимально опущена вниз.
(Уменьшение высоты мачты, а точнее – расстояния между шпором и точкой крепления вант в квадратичной зависимости повышает ее способность выдерживать сжимающие нагрузки от штага и вант.)
Ходовой конец штага пропускается через блок-кольцо на носовой оковке байдарки (рис. 20-15), идет к кокпиту и крепится за поперечную балку. При необходимости срочно завалить мачту, например перед проходом под мостом или линией электропередачи, матрос раздает ходовой конец штага, постепенно травит его и заваливает мачту в корму частично или полностью (см. рис. 32-1).
На “Стриже-4,5” впервые были применены ставшие затем популярными на разборных судах ванты с раздвоенными нижними концами. При этом удалось одновременно решить несколько задач – нагрузить вантами сразу обе балки тримарана и использовать их суммарную прочность, далеко по длине и ширине судна разнести от мачты вант-путенсы, снизив тем самым нагрузки на мачту, и обеспечить угол между вантами в горизонтальной проекции около 120°.
При обычных ветрах корпус байдарки не скручивается винтом, ибо весь опрокидывающий момент паруса компенсируется длинным подветренным поплавком, лежащим на воде горизонтально. При сильных ветрах матрос садится на наиболее нагруженную заднюю балку и опирается рукой на переднюю балку (балки можно соединять бортовыми сиденьями). И в этом случае тоже не возникает значительного скручивающего момента, поскольку матрос откренивает судно, “сидя на вант-путенсе”.
Продольным элементом силовой рамы парусного вооружения служит носовая часть набора байдарки. При наличии вспомогательного стакселя его обязательно усиливают тросовыми стяжками (рис. 20-5). Стяжка состоит из двух одинаковых стальных тросов диаметром 2-3 мм. Их концы крепят к верхней части форштевня (и не снимают при разборке байдарки), далее ведут вниз и в стороны к кронштейнам нижних стрингеров на шпангоуте №1, потом поднимают к дужкам крепления кормовой поперечной балки. Каждую ветвь стяжки набивают своим “мягким талрепом”, состоящим из двух огонов на концах тросов и стягивающего их капронового штертика.
Рис. 20-5. Усиление набора байдарок.
1–мягкий талреп, 2–пиллерс шпангоута №1, 3–стяжка, стальной трос Æ2.
Шпангоут №1 подкрепляют съемным пиллерсом – стойкой-распоркой из дюралевой трубки диаметром 18-20мм. По концам пиллерса забивают и дополнительно крепят заклепками “пробки-подушки” из твердого дерева, которыми он опирается на верхнюю и нижнюю ветви шпангоута. Пиллерс просто вставляют в шпангоут в распор и ничем не крепят. При загрузке в форпик объемных вещей (обычно в нем перевозят объемные гермоупаковки со спальниками) пиллерс снимают, а после загрузки форпика ставят на место.
При усилении набора байдарки надо помнить, что пиллерсы и тросовые стяжки повышают продольную жесткость и прочность судна, но не настолько, чтобы его можно было вооружать настоящим шлюпом с топовым стакселем. Работающие на сжатие элементы образующейся фермы – мидельвейс и фальшборта – остаются довольно слабыми и могут сломаться при перегрузках. Поэтому при усилении ветра до 6м/сек стаксель надо обязательно убирать.
Другая особенность “Стрижа-4,5” – общая эластичность силовой рамы, обеспечиваемая эластичностью длинных, ничем не подкрепленных поперечных балок. При возрастании нагрузок эти балки прогибаются. Например, при встрече с крутым гребнем волны подветренный поплавок имеет возможность всплывать на нее с дифферентом на корму, а не разбивать волну носом. При непроизвольных поворотах через фордевинд, когда гик с большой силой ударяет по ванте, она прогибается и постепенно гасит энергию удара.
Поперечные балки крепят к фальшбортам с помощью гнутых дужек (рис. 20-6 и 18-3). Другим хорошим вариантом является крепление балок с помощью струбцин (рис. 20-7).
Рис. 20-6. Поперечные балки тримарана “Стриж–4,5”.
1–гайка барашковая М6. 2–гак (крючок) из дюралевого или стального прутка Æ6. 3–слой резины, наклеенный на стрингерный карман поплавка. 4–резиновая трубка или слой изоленты. 5–стрингер поплавка, Тр. Æ20х1х1800. 6–крайняя секция поперечной балки, Д16Т. Для носовой – Тр. Æ36х1,5х650, для кормовой – Тр. Æ45х1,5х650. 7–фиксатор Æ5. 8–средняя секция поперечной балки, Д16Т. Для носовой – Тр. Æ40х1,5х1700, для кормовой– Тр. Æ50х2х1700. 9–фиксатор Æ5. 10–болт М6. 11–гайка барашковая М6. 12–фальшборт байдарки. 13–дужка, согнутая и откованная трубка Æ14х1,5; АМг. 14–слой изоленты или резины. 15–резиновое колечко фиксатора.
Рис. 20-7. Струбцина для крепления поперечных балок к фальшбортам байдарки.
1–дека байдарки. 2–ребро жесткости. 3–фальшборт. 4–корпус струбцины, лист в=3-4мм, АМг. 5–гайка барашковая М8. 6–резиновая прокладка. 7–дужка-шпилька М8. 9–слой изоленты. 10–поперечная балка.
Гаки (крючки), крепящие стрингера поплавков к балкам (рис. 20-6, поз. 2), гнут из стального, латунного или дюралевого прутка диаметром 6 мм. На их верхних концах нарезают резьбу М6, а на нижние надевают и приклеивают резиновые трубки, обеспечивающие эластичность узла крепления стрингеров к балкам и предотвращающие проминание стенок стрингеров гаками. Для прохода гаков с внутренних сторон стрингерных карманов поплавков вырезают небольшие овальные отверстия. Чтобы не возникало концентрации напряжений в местах контакта стрингеров и балок, к стрингерным карманам сверху приклеивают мягкие резиновые подушки толщиной до 4 мм.
Поплавки диаметром 270 мм (рис. 20-8), выклеивают из прорезиненной ткани весом 0,5кг/м2, или делают комбинированной конструкции — сшитый чехол-обтекатель с гладкой наружной поверхностью и камера, сваренная из полиэтиленовой пленки или сделанная из готового “рукава” диаметром не менее 300 мм.
Рис. 20-8. Поплавок тримарана “Стриж–4,5”, объемом 90 дм3.
Тримаран может ходить с поплавками меньшего объема (см. рис. 20–14), в которых в качестве камер использованы детские надувные “бревна” (L=1,2 м, диаметр – 200 мм). Ходкость судна даже немного увеличится, но чтобы при этом не уменьшилась остойчивость, приходится значительно удлинять поперечные балки.
В принципе на тримаране можно ходить с поплавками малого объема, закрепленных на коротких балках. В этом случае остойчивость тримарана увеличивают за счет его энергичного откренивания матросом. Для удобства откренивания матросу устраивают бортовые сиденья.
Шверцы. Тримаран имеет два шверца плосковыпуклого сечения. Их выпуклые стороны обращены к байдарке, фиксированный начальный угол атаки – 2-3°.
На острых курсах матрос вручную опускает в воду лишь один шверц с подветренного борта, другой шверц поднят.
Шверцы можно согнуть из листового дюраля или выстрогать из доски (рис. 20-9 и 20-16). Шверц, показанный на рис. 20-9, в рабочем и поднятом положении фиксируется за счет силы трения, которая регулируется затяжкой гайки поз. 9. Гайку берут барашковую, либо приваривают к простой гайке воротки из проволоки диаметром 6 мм. Чтобы гайка не могла самопроизвольно закручиваться и раскручиваться, ее положение фиксируют разводным шплинтом.
Рис. 20-9. Клепаный шверц асимметричного сечения.
1–болт М8. 2–средняя секция носовой поперечной балки. 3–гнутый кронштейн шверца, лист в=3мм. 4–заклепка Æ. 5–алюминиевый коробчатый профиль, 40х40х2,5. 6–ось-болт М14. 7–шайба 14. 8–шайба, пластик. 9–гайка барашковая М14. 10–шайба D=50; d=14,5; в=4; Д16Т. 11–заклепка Æ, сталь. 12–заклепка Æ, алюминий. 13–отверстие Æ для заполнения шверца водой. 14–заглушка, дуб, ясень. 15–труба кованая Æ2х1х400. 16–корпус шверца, лист в=1,0, Амг. 17–труба-лонжерон Æ6х2х400. 18–труба-лонжерон Æ2х3х450; Д1Т. 19–деревянная пробка. 20–нервюра, Тр.Æ0х2, откованная после сборки по профилю шверца. 21–слой изоленты.
Шверц, показанный на рис. 20-16, в рабочее положение опускается снастью с резиновым жгутом от эспандера, а поднимается второй снастью, идущей в корму. Поднятые шверцы обычно закладывают на плоские крючки, привязанные к кормовой поперечной балке.
Руль. На байдарках “Таймень” перо руля увеличивают, как описано выше (рис.18-8). Для повышения точности управления судном очень желательно увеличить длину румпеля. Для этого к штатному румпелю приклепывают трубку Æ18-20х1,5 мм длиной 350-400 мм. Концы ее плющат и делают в них отверстия для крепления штуртросов. Удлинить румпель можно другим способом – концы штатного румпеля сглаживают напильником, а потом напрессовывают на них и дополнительно крепят заклепками Æ3 предварительно сплющенные отрезки трубки Æ20х1мм. Концы нового румпеля закругляют и делают в них отверстия для крепления штуртросов или удлинителя румпеля. Рулевой управляет тримараном с помощью обычных байдарочных стремян или педалей. Некоторые рулевые предпочитают иметь жесткий удлинитель румпеля, шарнирно соединенный с румпелем. Его проводят под правую или левую руку. От случайного падения за борт удлинитель страхуют снасточкой в виде петли, закрепленной к фальшборту или к спинке рулевого.
Стремена и педали удобны, когда рулевому часто приходится пользоваться веслами, например в узкостях, штилевых зонах и т.п. Жесткий удлинитель румпеля, освобождающий рулевому ноги, удобней в продолжительных парусных плаваниях.
Укладываемость парусного вооружения в упаковки. Используется метод укладки деталей “труба в трубу”. Все секции поперечных балок собираются в одно место Æ50х1700, дополнительно в них вкладывается один из стрингеров поплавков. Верхняя секция мачты вдвигается в среднюю секцию, в них вкладываются два стрингера поплавков. Эти два места, четвертый стрингер поплавков и удлинитель румпеля упаковываются в узкий матерчатый пенал. Остальные короткие детали парусного вооружения перевозятся в штатных упаковках “Тайменя”.
Расчетный истинный ветер, определенный по остойчивости (см. § 12), составляет 10 м/сек. Остойчивость тримарана выше его прочности (прочности самой байдарки), поэтому о наступлении предельных условий плавания и необходимости рифления грота судят по поведению силовых элементов байдарки. Чем тяжелее байдарка нагружена, чем больше волнение и скорость байдарки, тем скорее при усилении ветра ее набор начнет опасно деформироваться.
Чтобы не сломать байдарку при ошибках рулевого, в конструкцию вант вводят слабые или сигнальные звенья (об их работе см. §11). На рис. 20-10 показан один из вариантов крепления вант к вант-путенсам. На нижних концах всех ветвей вант делают огоны с коушами из медных трубок, концы их сплющивают и цепляют за них тарированные покупные или самодельные карабины – поз. 4. К карабинам постоянно закреплены петли из прочного капронового троса диаметром 6 мм, которые удавками присоединяют к поперечным балкам в местах крепления к ним стрингеров поплавков. При первоначальной настройке парусного вооружения, регулируя длину петель, устанавливают фактическую длину вант и больше длину петель не меняют. Прочность карабинов (“слабого звена”) подбирают опытным путем согласно методике, описанной в §32. Если параллельно карабину ввязать капроновый конец, прочность которого соответствует прочности ванты, то “слабое” звено превратится в “сигнальное” звено.
Рис. 20-10. Вант-путенс с “сигнальным звеном”.
1–ванта, стальной трос Æ. 2–огон ванты. 3–страховочный штертик, капрон. 4–тарированный карабин. 5–петля крепления карабина к поперечной балке.
При увеличенном пере руля и поставленном стакселе тримаран оказывается почти идеально уцентрованным. При одном гроте он приводится, но нагрузки на руль остаются в допустимых пределах. Центровку тримарана можно корректировать, поворачивая рабочий шверц вперед-назад на ±30° (рис. 19-11). В частности, перед поворотом оверштаг шверц подают вперед — тримаран быстрее идет на приведение. После прохождения линии ветра шверт убирают далеко в корму, и тримаран легче уваливается.
Составляющие веса дополнительного оборудования байдарки, кг: парусное вооружение в сборе – 7,2; поперечные балки – 4,1; поплавки в сборе – 2,5; шверцы –3,4; крепеж, такелаж и пр. – 1,8; итого – 19кг.
Общая компоновка судна показана на рис. 20-12. Степс мачты установлен непосредственно на передней поперечной балке (рис.20-13), а сама балка отнесена в самое начало кокпита. Для крепления шверцев вводится дополнительная шверц-балка.
Рис. 20-12. Тримаран “Стриж–4,5” на основе байдарки “Салют”.
1–щелевой стопор шверт-тали. 2–снасть для подъема шверца. 3–средняя секция кормовой поперечной балки, Тр.Æ0х2х2000; Д16Т. 4–крайняя секция кормовой балки, Тр.Æ5х1,5х950. 5–стрингер поплавка, Æ0х1х2000. 6–крайняя секция носовой балки, Тр.Æ6х1,5х950. 7–боковой поплавок, V=57дм3. 8–средняя секция носовой балки, Тр.Æ0х1,5х2000. 9–резиновый шнур или пружина для опускания шверца в рабочее положение. 10–степс на носовой балке. 11–ось степса. 12–шверц-балка, Тр.Æ0х1,5х900.
Рис. 20-13. Степс на поперечной балке.
1–балка. 2–болт М6. 3–гнутый корпус, лист в=2. 4–болт М10. 5–шайба 10. 6–шпор мачты. 7–мачта. 8–втулка-распорка, Æ4х1,5х45.
Рис. 20-14. Поплавок объемом 57 дм3.
На рис. 20-12 и 20-14 показаны боковые поплавки, сделанные на основе детских “бревен” диаметром 200 мм и длиной 1,2 м. Емкость каждого поплавка 57 дм3, соответственно увеличена длина поперечных балок. При указанных на рис. 20-12 размерах все секции балок вкладываются одна в другую и полученное одно место с габаритами Æ50х2000мм перевозится вместе с мачтой и стрингерами поплавков в чехле-пенале.
В верхней части форштевней байдарок “Салют” имеется массивный литой кронштейн, к которому крепятся стрингера. Это позволяет устроить более надежный штаг-путенс из кольца с приваренным к нему болтом М8 (рис. 20-15). Для прохода болта в носовой оковке байдарки сверлят отверстие диаметром 8,5мм, затем, при собранной байдарке, в кронштейне сверлят отверстие Æ6,5мм и нарезают резьбу М8. Резьбовое отверстие лучше сделать сквозным, так легче удалять из него случайно попавшие грязь и песок.
Рис. 20-15. Штаг-путенс байдарки “Салют”.
1– ходовой конец штага. 2– кольцо-блок. 3– огон штага. 4– носовая оковка. 5– оболочка байдарки. 6–литая деталь набора байдарки. 7–болт М8.
Таким же способом усиливают крепление к набору и кормовой оковки байдарки. Это повысит надежность рулевого устройства.
Размеры деревянного шверца и конструкция узла его крепления к шверц-балке показаны на рис. 20-16. Начальный угол атаки шверца – 2-3°. Точеная дюралевая или стальная ось поз.12 с постоянно закрепленным на ней шверцем свободно вращается в шверц-балке – поз. 15 на угол 120°. Ограничивает угол поворота шверца и его осевое перемещение фиксатор – поз. 13 (его можно сделать из гвоздя диаметром 5 мм). В рабочее положение шверц ставится резиновым жгутом от эспандера – поз. 14. Его передний конец закрепляют на носу байдарки или ведут через блок к задней поперечной балке, к рулевому. Поднимают шверц снастью – поз . 1. Одним концом она крепится к шверцу, другим – к кормовой балке. В нее ввязывается деревянная ручка, за которую удобно браться матросу. Матрос берется рукой за ручку, тянет ее назад-вверх, затем перехватывается рукой за сам шверц, поднимает его окончательно и закладывает за плоский крючок из дюралевой полосы, привязанный к кормовой балке. Чтобы крючок не царапал лакированный шверц, его надо обрезинить или обмотать изолентой.
Рис. 20-16. Деревянный шверц и его крепление к шверц-балке.
1–снасть для подъема шверца. 2–фальшборт. 3–шверц, сосна. 4–заклепка Æ. 5–шайба D=80; d=16,5; в=4, Д16Т. 6–вороток, приваренный к гайке. 7–усиливающая накладка, в=2; Д16Т. 8–гайка М16. 9–шайба 16. 10–болт барашковый М6. 11–деревянная часть шверца. 12–ось шверца, Д16Т (сталь ст.3). 13–фиксатор шверца, позволяющий ему поворачиваться на 90-120°. 14–резиновый жгут или пружина от эспандера, ставящие шверц в рабочее положение. 15–шверц-балка, Æ0х1,5х950.
Основные технические характеристики:
Трехместные байдарки удобны тем, что позволяют путешествовать семьей из 4 человек – с двумя детьми, но они, особенно “Таймени”, обладают невысокой прочностью, жесткостью и мореходностью, поэтому на них не стоит выходить на относительно большие водоемы, где возможно образование крупных волн. По той же причине их лучше вооружать не шлюпом, а шхуной. При двухмачтовом вооружении удается иметь значительную площадь парусности и в то же время небольшие нагрузки на силовые элементы байдарки. При наличии нескольких парусов активной работой с ними удается занять большее число членов экипажа, что делает семейные плавания более интересными.
Тримаран вооружен двумя одинаковыми двухслойными хлопчатобумажными парусами типа “Стриж” с загнутой назад верхней частью мачты (рис. 21-1 и 21-3). Мачты – свободностоящие. Возможность рифления парусов не предусматривают, т.к. паруса достаточно жесткие и управляемые. В сильные ветра на острых курсах их можно нести под небольшими углами атаки и они не создают опасной для тримарана тяги. Если дует свежий попутный ветер, грот опускают и идут под одним фоком. Если ветер начинает усиливаться до 8-10м/сек, то уходят на берег.
Рис. 21-1.
Трехместный “Таймень”, вооруженный шхуной.
1–средняя секция балки III, Тр. Æ5х2х1400; Д16Т. 2–поплавок ж0,27м; V=147дм3. 3–крайняя секция балки III, Тр.Æ0х1,5х800. 4–кормовая секция стрингера поплавка, Тр.Æ0х1х1400. 5–шверц асимметричного сечения. 6–крайняя секция балки II, Тр.Æ6х1,5х750. 7–средняя секция балки II, Тр. Æ0х1,5х1400. 8–крайняя секция балки I, Тр.Æ5х1,5х800. 9–средняя секция балки I, Тр.Æ0х2х1400.
Рис. 21-2.
Рангоут паруса “Стриж” (S=3,5м2) с загнутой назад верхней частью мачты.
1–шпор мачты, дуб, ясень. 2–заклепка Æ. 3–нижнее колено мачты, Тр.Æ5х2х1430, Д16Т. 4–болт М6. 5–гайка М6. 6–хомут, лист в=2-3мм. 7–среднее колено мачты, Тр.Æ0х1,5х1450. 8–болт М6. 9–верхнее колено мачты, Тр.Æ6х1,5х1450. 10–шток флюгарки, мягкая проволока Æ. 11–дужка-блок фала, Тр.Æ2х1,5. 12–буртик из изоленты. 13–гайка М6 с кольцом для проводки фала. 14–“подушка” из изоленты. 15–заклепка Æ. 16–утка. 17–фиксатор, проволока Æ. 18–дужка-блок тали фалового угла, Тр.Æ6х1. 19–задняя секция гика, Тр.Æ4х1. 20–пружинный фиксатор секций гика. 21–передняя секция гика, Тр. Æ6х1. 22–заклепка Æ. 23–деревянная пробка. 24–сварная вилка, пруток Æ. 25–мачта.
Рис. 21-3.
Двухслойный парус “Стриж”, S=3,5 м2.
1–мачта. 2 и 3–полотнища паруса. 4–булинь задней шкаторины. 5–фал. 6– боут. 7– штертик для регулировки длины нижней шкаторины. 8–ходовой конец снасти для регулировки пуза. 9–огон булиня нижней шкаторины. 10–болт М6. 11– дужка-блок шкотового угла паруса, Тр.Æ6х1. 12–таль шкотового угла. 13– дужка-блок на ноке гика. 14–гик. 15–огон булиня нижней шкаторины. 16–люверс. 17–огон булиня задней шкаторины.
Шпангоуты №1; 2 и 3 усиливают установкой пиллерсов и накладок из листового дюраля или водостойкой фанеры.
Конструкция основных узлов и деталей тримарана, в том числе и руля увеличенной площади, аналогична описанным в предыдущих разделах. Отличия следующие.
Паруса упрощенной конструкции сшиты из бытовых тканей – перьевого тика или легких непродуваемых плащевых тканей. Их выгодней сделать двухслойными – такие паруса проще в изготовлении для начинающих парусных мастеров и имеют повышенное аэродинамическое качество. Шкотовый угол фока “подрезают”, чтобы при всех вариантах исключить задевание гика фока за грот-мачту. В кармашек по дополнительной вертикальной задней шкаторине вставляется дюралевая трубка Æ20х1,5мм. Шьют паруса “по рангоуту” (см. §27).
Общая площадь парусности 7м2 даже для тяжело загруженной байдарки является значительной, поэтому, если парусная байдарка является у строителей первой, или если тримаран будет эксплуатироваться на относительно больших водоемах типа оз Селигер, то площадь парусов желательно уменьшить до 3 м2.
Верхняя часть мачты сильно загнута назад. В нижней части мачты крепится хомут (рис. 21-2, поз.6), посаженный на слой изоленты, увеличивающей силу трения между ним и мачтой. К хомуту приклепывается обычная утка, а болты, стягивающие хомут, используются как нагели для крепления снастей. Для соединения верхнего и среднего колен мачты использован болт с приваренным к его гайке колечком (поз. 8 и 13). Через колечко пропускают нисходящую ветвь фала.
Гик прямой, одинарный, проходит внутри паруса. В шкотовом углу два полотнища паруса по нижней шкаторине до конца не сшивают, в получающуюся щель нок гика пропускают наружу паруса.
На ноке гика крепят дужку из трубки сечением Æ16х1мм (поз.18). Она используется как блок скольжения для тали регулировки пуза паруса. В мачту гик упирается вилкой. К парусине в этом месте пришивают прочный боут с двумя отверстиями, через которые проходят наружу усы вилки.
К шкотовому углу паруса крепится согнутая из дюралевой трубки дужка-блок тали шкотового угла (рис. 21-3, поз. 11).
Размеры бокового поплавка соответствуют показанным на рис. 20-8, но в середине добавлен цилиндрический участок диаметром 0,27м и длиной 1м. Стрингера поплавков состоят из двух секций. Размеры и объем поплавков позволяют делать из них удобный гребной катамаран для рыбалки и радиальных поездок (рис. 21-4).
Рис. 21-4. Гребной катамаран для рыбалки из боковых поплавков тримарана.
Тримаран может ходить с боковыми поплавками меньшего объема, диаметром 0,2 м, сделанными на основе трех надувных “бревен”, но в этом случае длину поперечных балок надо увеличить (см. рис. 20-12).
Шверцы плосковыпуклого сечения делают деревянными или согнутыми из листового дюраля. Размеры их надо увеличить на 25% по сравнению с указанными на рис. 20-9.
Основное достоинство однобалочных тримаранов – простота конструкции и небольшой вес. Такие тримараны предпочитают владельцы легких на ходу и по весу (18-25 кг) самодельных и импортных 1,5-местных байдарок и экипажи, имеющие небольшой собственный вес или ограниченные возможности по транспортировке разобранных лодок. Однобалочные тримараны подходят и тем туристам, которые во время плаваний никуда не спешат, а отдыхают в свое удовольствие.
Так как кокпит однобалочного тримарана остается свободным, то экипаж может грести двумя байдарочными веслами, что очень удобно в штиль и в узкостях при встречном ветре. Некоторые однобалочные тримараны так и проектируют – парусно-гребными.
Вес парусного вооружения однобалочных тримаранов – 9-13 кг. Площадь парусности – 3,5-4,5 м2.
Иногда их вооружают шлюпом с топовыми вантами, со штагом и ахтерштагом, но более простым, эффективным и безопасным вариантом является кэт со свободностоящей мачтой. Чтобы тримаран с небольшим парусом уверенно лавировал, аэродинамическое качество паруса делают максимально высоким. Если паруса шьют из хлопчатобумажных тканей или из пленки, то их желательно делать двухслойными с загнутой назад верхней частью мачты, как в предыдущем случае.
Лучшие паруса получаются из самого легкого парусного лавсана весом до 150 г/м2. Ставят парус на достаточно жесткую прямую мачту.
На рис. 21-5 показан один из вариантов такого тримарана на основе легкой 2-х местной байдарки. Вес дополнительного оборудования байдарки всего 11кг, площадь парусности – 3,75 м2
Рис. 21-5. Легкий однобалочный тримаран.
1–грот. 2–одинарный изогнутый гик. 3– гика-шкот. 4–руль площадью –0,08 м2. 5–дужка крепления поперечной балки. 6–средняя секция поперечной балки, Тр. Æ6х2х1450. 7–шверц площадью 0,15м2. 8–боковой страхующий или несущий поплавок объемом 18 дм3. 9–пяртнерс.
Мачта ставится в самом начале кокпита. Степс крепится на кильсоне байдарки, пяртнерс – в узле соединения носовых оконечностей фальшбортов. Шпангоут в начале кокпита усиливают пиллерсом-распоркой.
Рис. 21-6. Схемы мачты и гика лавсанового паруса S=3,75м2.
1–шпор мачты, дерево. 2–реек нижний, Тр.Æ2х1,5х300. 3–нижнее колено мачты, Тр.Æ0х2х2000. 4–фиксатор секций мачты, Æ. 5–верхнее колено мачты, Тр.Æ5х2х2000. 6–реек верхний, Тр.Æ2х1,5х350. 7–вертлюг гика. 8–передняя секция гика, Тр.Æ2х1х700. 9–фиксатор секций гика. 10–средняя изогнутая секция гика, Тр.Æ6х1,5х700. 11–задняя секция гика, Тр.Æ2х1х1000.
Однослойный лавсановый парус с мачтовым карманом (рис. 21-7) имеет форму части поверхности цилиндра. Задняя шкаторина прямая, вся задняя часть паруса уплощается короткими латами. На случай сильных попутных ветров желательно предусмотреть рифление паруса до 2,7 м2. При попутных шквалах остается возможность поставить парус во флюгерное положение, или опустить его и идти под голой мачтой.
Рис. 21-7. Основные размеры паруса S=3,75м2. Размеры горба и серпов уточнить по месту.
Боковые поплавки емкостью 18 дм3 выклеивают из легких прорезиненных тканей типа БЦУ и БЦК или делают комбинированной конструкции с камерами из пленок или “надувных бревен”. Они крепятся на поперечной балке, состоящей из усиленной средней секции – дюралевой трубы Æ36х2х1450 из сплава Д16Т, и двух крайних секций от “тайменевского” весла.
Если матрос “спортивный” и согласен энергично откренивать байдарку, то поплавки используют как страховочные, а лопасти весла как “глиссирующие”. Для удобства откренивания матросу можно сделать простейшие бортовые сиденья (рис. 21-8). Страховочные поплавки имеют лишь один стрингер который крепится к лопасти весла двумя гаками разной длины – это обеспечивает поплавку горизонтальное положение (рис. 21-9).
Рис. 21-8. Однобалочный тримаран с носовым фартуком, усиленным шпангоутом и бортовыми сиденьями.
Рис. 21-9. Поплавок с глиссирующей пластиной.
1–втулка, Тр.Æ0х1,5. 2–цевье весла или поперечная балка. 3–лопасть весла или глиссирующая пластина. 4–отверстие под гак в кармане стрингера поплавка. 5–сосок с пробкой камеры поплавка. 6–стягивающий штертик. 7–карман для стягивающего штертика в корме обтекателя поплавка. 8–камера из полиэтилена или “надувное бревно”. 9–обтекатель. 10–стрингерный карман. 11–стрингер. 12–резиновая трубка или слой изоленты. 13–гайка М6. 14–гак, сталь, дюраль Æ.
Если поплавок используется как несущий, водоизмещающий, то его делают с двумя стрингерами и крепят с нижней стороны лопасти весла. Угол атаки лопасти – 5°.
Такое крепление поплавков к поперечной балке довольно надежно и позволяет поплавкам при ходе на волнении менять свой дифферент в пределах упругих деформаций весла.
Два шверца асимметричного сечения крепятся на поперечной балке как показано на рис. 20-9 или на рис. 21-10. Второй вариант удобен тем, что при превращении байдарки в чисто гребное судно, например на стоянках или при прохождении проток и узкостей чисто на веслах, шверцы можно быстро убрать вместе с крайними секциями поперечной балки. Для этого выдергивают фиксатор – поз. 8, убирают крайние секции поперечной балки вместе с поплавками, а затем снимают весь шверцевый узел со средней секции балки.
Рис. 21-10. Вариант шверцевого устройства тримаранов.
1–ручка для опускания и подъема шверца. 2–шверц. 3–шайба, текстолит. 4–втулка шверца, Д16Т. 5–гайка барашковая М6. 6–средняя секция поперечной балки. 7–крайняя секция поперечной балки. 8–фиксатор Æ, сталь. 9–болт М6. 10–резиновое колечко фиксатора. 11–шайба, Д16Т, сталь.
В поднятом и рабочем положении шверцы фиксируются за счет силы трения, которая регулируется затяжкой гаек – поз. 5.
Шверцы обычно выстругивают из широкой выдержанной сосновой доски (без сучков и других пороков), затем их шкурят, лакируют и полируют.
Площадь пера руля увеличенная (см. рис. 18-8).
В заключение автор хотел бы отметить, что популярные и очень разнообразные по конструкциям однобалочные тримараны имеют очень узкую “нишу”, в которой они по совокупности своих эксплуатационных качеств превосходят суда других типов. Несмотря на кажущуюся простоту, это одни из самых сложных судов. Действительно, если применить менее совершенный парус, как это уже пытался делать завод “Салют” на своем серийном парусном вооружении для “Тайменей”, то байдарка плохо пойдет в лавировку. При этом будет выгодней оснастить ее более простым и легким по весу вспомогательным парусом или ходить в парусно-гребном варианте, тем более, что легкие байдарки легко идут на веслах. Попытка улучшить лавировочные качества тримарана за счет увеличения площади паруса сразу увеличит вес парусного вооружения, т.к. придется увеличивать сечение и длину труб рангоута и поперечной балки, увеличивать объем боковых поплавков и площадь шверцев. В этом случае по всем показателям станут выгоднее двухбалочные байдарочные тримараны.
Байдарочные тримараны обладают одной интересной особенностью – большой остойчивостью центрального корпуса – самой байдарки. Это позволяет, при энергичном откренивании судна силами экипажа, вести тримаран в наивыгоднейшем режиме – лишь на одном центральном корпусе, а боковые поплавки использовать как страховочные.
При таком режиме движения эффективней других работают глиссирующие поплавки – дюралевые пластины большой площади и большого удлинения, закрепленные на прочной поперечной балке. Такой тримаран автора с гротом 7 м2 действительно был очень быстроходным судном, «призы брал!», но просуществовал недолго из-за забастовки матросов, которые отказывались постоянно висеть за бортом.
На тримаране с парусностью 4,5 м2 (рис. 21-11) применено другое решение – балки изогнуты, чтобы увеличить высоту поплавков над водой. Откренивать такой тримаран довольно легко, матрос большую часть времени сидит в кокпите. Для сильных ветров можно предусмотреть бортовые сиденья.
Рис. 21-11. Тримаран со страховочными водоизмещающими поплавками на изогнутых балках.
Крепление шверцев позволяет на ходу менять их начальный угол атаки. Автор А.И. Козлов.
На этом тримаране использовано интересное крепление шверцев к поперечной балке с помощью сварных сдвоенных хомутов – один охватывает заднюю поперечную балку тримарана, другой – центральную трубу-лонжерон шверца. Эта конструкция позволяет точно регулировать начальный угол атаки шверца и вести тримаран практически без дрейфа. В рабочем и поднятом положении шверцы фиксируются за счет сил трения в шарнирном узле.
С.В. Зуев получил авторское свидетельство на двухбалочный байдарочный тримаран, у которого боковые поплавки выполнены в виде объемных пенопластовых шверцев асимметричного сечения. Носовая поперечная балка имеет постоянную длину. Кормовая балка разрезана посередине и соединяется шпилькой с правой и левой резьбой. На шпильке имеется маховик. Вращая маховик, можно менять длину кормовой балки и изменять тем самым начальный угол атаки поплавков-шверцев. На острых курсах, когда тримаран идет с креном, в воду погружен лишь подветренный поплавок-шверц. При ходе без крена на полных курсах оба поплавка выходят из воды.
С.В. Зуев демонстрировал этот тримаран на регатах в Ленинграде и Москве, но идея признания не получила. Основной ее недостаток – низкая эффективность шверцев малого удлинения (l » 0,2). Их гидродинамическое качество в несколько раз меньше, чем у простого вертикального шверца-крыла, выстроганного из сосновой доски (l = 4-6). Кроме того, объем пенопластовых поплавков явно мал для двухбалочного тримарана, а при транспортировке они очень громоздки.
По причине громоздкости при транспортировке не были запущены в серию на заводе “Салют” пенопластовые страховочные поплавки-шверцы. Они должны были обеспечить безопасность “Тайменей” в парусно-гребном варианте, который разрабатывался одновременно с проектом самих байдарок “Таймень”.
Достоинства и недостатки создания силы бокового сопротивления яхты с помощью одного и двух шверцев рассмотрены в §16. Здесь лишь отметим, что схема с одним шверцем, из-за малого веса и простоты выполнения поворотов оверштаг, имеет много приверженцев.
Применяется несколько конструкций шверцевых узлов, в которых предусмотрена возможность автоматического или принудительного изменения начального угла атаки шверца при перемене галса. Простое и надежное решение предложили питерские байдарочники (рис. 21-12). Для изменения угла атаки шверца достаточно передвинуть вперед или назад правый конец шверц-балки. Для подъема шверца из воды матрос берется за ручку, шарнирно соединенную со шверц-балкой, поднимает ее на себя, вращая тем самым вокруг своей оси шверц-балку вместе со шверцем, и закладывает ручку за правый фальшборт, фиксируя шверц в поднятом положении.
Рис. 21-12. Регулировка угла атаки шверца симметричного сечения и его подъем с помощью шарнирно закрепленной ручки.
1–удлиненная дужка. 2–фальшборт. 3–шверц-балка. 4–дужка. 5–ограничитель осевых перемещений шверц-балки. 6–шверц. 7–шарнир крепления ручки для подъема шверца. 8–ручка.
Регулируемые шверцы небольшой площади можно делать по принципу, показанному на рис. 25-7.
На тримаранах с большой парусностью и большими рулями штатные рулевые коробки байдарок становятся наиболее слабым и ненадежным элементом судна. Их усиливают, связывая с набором байдарки, или заменяют самодельными, более прочными. Самым рациональным решением является устройство в корме байдарки небольшого треугольного транца (рис. 21-13), к которому можно надежно закрепить руль любой площади, вплоть до руля-шверта. Это позволит перенести мачту ближе к середине кокпита, а на самых легких парусно-гребных тримаранах с корпусом повышенной килеватости (рис. 18-10) вообще отказаться от шверцев, что уменьшит вес судна.
Рис. 21-13. Байдарка с транцевой кормой и усиленным рулевым устройством.
На ходкости байдарки транец практически не сказывается, а оболочка байдарок с транцевой кормой служит дольше, чем при острой (байдарочной) корме, так как ее проще содержать в чистоте, просушивать, а при необходимости ремонтировать.
На байдарочных тримаранах трудно ходить по относительно крупным водоемам. Открытый кокпит, традиционно низкий форштевень, малый развал бортов в носу, низкий надводный борт и небольшой объем надводной части корпуса в носу и корме приводят к тому, что при ходе острыми курсами со скоростями 7км/час и выше байдарки начинают энергично забрызгиваться и даже заливаться уже при волне 0,3-0,4 метра. Не выдерживают они и заметных прибойных волн с носа и кормы, а также волн от проходящих вблизи моторок. На больших скоростях байдарки врезаются носом в волны и на наклонной палубе развивается значительная отрицательная подъемная сила, дополнительно утапливающая нос. Не очень помогает и облегчение форпика. На Волге автор попал в такую ситуацию, идя на “Салюте-4,7” в одиночку. Он догнал крупную попутную волну и зарылся в нее носом. Вал воды высотой 0,2 м стал быстро приближаться по носовой палубе к кокпиту. От полного заливания байдарку спасло только резкое приведение.
Все это заставило искать способы повышения мореходности байдарок. Некоторые из них описаны ниже.
Увеличение объема корпуса байдарки (рис. 21-14). Поведение судна на волнении прямо зависит от отношения его полного, закрытого от воды объема к водоизмещению. Объем корпуса байдарки можно увеличить, устроив надувное дно. В простейшем случае байдарочники просто укладывают под кильсоном длинный матерчатый чехол с надувными “бревнами” или с полиэтиленовым рукавом (рис. 21-14, в центре). При этом попутно натягивается оболочка, облагораживаются обводы судна, снижается его сопротивление движению и увеличивается стойкость днища при ударах о дно и другие препятствия.
Рис. 21-14. Формы мидель-шпангоута байдарок.
Слева – обычный. В середине – с надувной емкостью под кильсоном. Справа – с большой надувной емкостью.
Иногда применяют и настоящее надувное дно (рис. 21-14, справа). Объем корпуса байдарки при этом увеличивается значительнее, а само судно заметно изгибается “бананом”, что ведет к увеличению фактической надводной высоты штевней – важному фактору повышенной мореходности. Днищевую емкость можно сделать из детских надувных плотиков. Для защиты от истирания и случайных проколов емкость помещают в чехол из ткани.
Увеличение высоты комингсов кокпита. Последнее препятствие для воды на пути в кокпит – фартуки в носовой части кокпита (рис. 21-8), комингсы кокпита, и фальшборта. Если увеличить их высоту, байдарка станет значительно суше. С этой целью по периметру кокпита пришивают к палубе матерчатый чехол и заполняют его надувными “бревнами” или длинными узкими самодельными камерами из пленки (рис. 1-6). Иногда надувной фальшборт делают лишь в носовой части байдарки.
Другим решением является замена (или дополнение) штатных фальшбортов высокими легкими фермами с брезентовыми обвесами (рис. 21-15).
Рис. 21-15. Байдарка с увеличенной высотой комингсов кокпита. Авторы: В. и С. Каменские и М. Райхлин.
Повышение объема боковых поплавков тримарана. Как говорилось в §13, боковые поплавки относительно малого объема на значительном волнении не развивают расчетного восстанавливающего момента. На тримаранах, рассчитанных на волнение до 0,4 м и выше, их объем надо значительно увеличивать. В крайнем случае поступают, как показано на рис. 21-16.
Рис. 21-16. Увеличение фактического объема боковых поплавков тримарана за счет крепления на них гермоупаковок.
1–поплавок. 2–длинная гермоупаковка. 3–штертик. 4–снаряжение.
Многие туристы, особенно прошедшие первоначальную парусную школу на гоночных и крейсерских яхтах, всем другим парусам предпочитают старое привычное вооружение “бермудский шлюп”. Они хорошо знают эти паруса, умеют их настраивать и пользоваться ими в разных погодных условиях.
В качестве примера приведем чертежи парусов, разработанные Г.В. Сариным из г. Николаева (“КиЯ” №63 (5), 1976). Они были выпущены небольшой серией и успешно применялись не только на байдарках, но и на швертботах “Мева”.
Паруса (рис. 21-17) шьются из парусного лавсана весом 144 г/м2 или 203 г/м2. Грот имеет три сквозных и одну короткую лату. Латы гибкие. (Ближе к задней шкаторине жесткость лат желательно увеличить.) Размеры латкарманов даны без учета швов. Передняя шкаторина ликуется тросом пологой свивки Æ10 мм со слабой посадкой ткани – около 3%. Углы паруса подкрепляются боутами из двух слоев ткани. В углах запрессовывают люверсы с внутренним диаметром Æ10 мм. Мачта диаметром 40 мм в продольной плоскости достаточно гибкая, в поперечной плоскости она подкрепляется двумя краспицами и ромбовантами. Ванты топовые. Гик из трубы Æ25 мм тоже гибкий. Место крепления к нему бугеля с гика-шкотом определяется опытным путем, чтобы изгиб гика соответствовал желаемой форме паруса. В первое время парус крепился к матче с помощью ползунов, скользящих по рельсу на мачте, но в дальнейшем стали применять приклепанный к мачте ликпаз из трубки или откованного “П-образного” профиля (рис. 30-8).
Рис. 21-17. Комплект лавсановых бермудских парусов для байдарок и швертботов.
Грот, S=4,3м2; стаксель №1, S=2,7м2; стаксель №2, S=1,4м2. Автор Г.В. Сарин.
В чертежах на гроте предусмотрена только одна обязательная серповидная закладка в галсовом углу, ее ширина у передней шкаторины – 20 мм. Необходимость закладок по другим швам зависит от фактической гибкости рангоута и определяется при самостоятельном пошиве паруса “по рангоуту”. Дополнительно автор советует шить этот парус не цельным, а с “мачтовой полосой” (рис. 27-5) – это позволит более точно, опытным путем, определить форму кривой по передней шкаторине грота.
Несомненным достоинством гротов, у которых нижняя горизонтально расположенная шкаторина крепится к гику постоянного сечения, является простота их рифления и полной уборки путем наматывания грота на гик. На рис. 21-18 показан упрощенный вариант патент-рифа для разборных судов, разработанный Р.Ф. Пирским (“КиЯ” №56 (4) 1975). Чтобы зарифить грот, матрос берется за гик, оттягивает его от мачты на 15-20 мм, сжимая пружину – поз. 9, при этом шайба на ноке гика с квадратным отверстием посередине – поз. 8 сходит с квадратной части оси вертлюга гика. Гик теперь можно свободно вращать вокруг продольной оси и наматывать на него парусину. Если отпустить гик, то пружина вернет его в исходное положение, шайба с квадратным отверстием найдет на квадратную часть оси и зафиксирует гик от самопроизвольного вращения.
Рис. 21-18. Патент-риф для грота. Автор Р.Ф. Пирский.
1–мачта. 2–стойка вертлюга гика. 3–горизонтальный шарнир. 4–гайка М5. 5–дужка. 6–вертикальный шарнир. 7–гайка М6. 8–втулка с квадратным отверстием 8х8мм. 9–пружина. 10–гайка М6. 11–шплинт Æ. 12–гик. 13–винт М3. 14–винт-ось М6.
Описанная конструкция разрабатывалась для небольших парусов и гика из трубы Æ22х1. Для более мощных гиков сечение всех деталей патент-рифа надо соответственно увеличить.
Как говорилось выше, из-за неизбежной неравномерности накрутки парусины на гик форма зарифленного грота искажается и лавировать под ним трудно. Поэтому автор советует дублировать патент-риф обычными риф-штертами, пришитыми к парусине по оптимальной (кривой) линии.
До конца 70-х годов разборные парусные катамараны с надувными поплавками строили лишь в единичных экземплярах, используя принципы, разработанные для неразборных гоночных и крейсерских катамаранов. Это были быстроходные спортивно-прогулочные суда с парусностью 13-21 м2, весом до 100 кг и более, временем сборки – до 4 часов. Для обычных туристских походов они подходили мало, ибо имели низкую обитаемость и уже в средние ветра требовали энергичного откренивания, в том числе и с помощью летучих трапеций.
Однако, перспективность катамаранной схемы для туристских судов была очевидной. В начале 1978г. по инициативе Федерации туризма ЦСТЭ была создана инициативная группа во главе с автором для проектирования, постройки и выявления возможностей не экстремальных, а “спокойных” и мореходных легких катамаранов и тримаранов с надувными поплавками, приспособленных для обычных туристских плаваний.
Летом того же года Е.С. Кузнецов на таком пробном катамаране с гротом 4,5 м2 и весом всего 30 кг участвовал в месячном парусном “агитпоходе” по Селигеру наравне с байдарочными тримаранами. Правда, в свежую погоду этот “игрушечный” катамаран оказывался излишне мокрым.
Более комфортабельный катамаран автора, уже с развитым кокпитом-обтекателем и гротом 7м2 весил 44кг и успешно участвовал в регатах 78г.
За первые два года членами инициативной группы было построено более десятка туристских катамаранов разных конструкций с парусностью от 4,5 м2 до 10 м2, с кокпитами и без них, сделанных по “эластичной” и по “фермовой” схемам. Все они тщательно испытывались, изучались и по нескольку раз перестраивались. В результате быстро рос их технический уровень. Они хорошо себя зарекомендовали в гонках, в воскресных и дальних походах, в том числе и в морских прибрежных плаваниях. Статьи о конструкциях легких катамараном и отчеты о их испытаниях печатались в популярных журналах.
Это послужило толчком к массовой постройке разборных катамаранов с умеренной парусностью и включению в работу по их проектированию десятков самодеятельных конструкторов. Сейчас надувные катамараны очень популярны. Они уверенно занимают свою туристскую нишу – чисто парусные походы по относительно большим водоемам.
Появились и параллельно развиваются различные типы этих судов с разной парусностью, ходкостью, обитаемостью и весом, определились принципиально отличные направления в их конструировании.
Для спортивных катамаранов основным преимуществом катамаранной схемы считается возможность достижения высоких скоростей. Для туристских парусных судов скорость не является главным достоинством, ибо за скорость приходится платить увеличением веса судна, усложнением его конструкции и ухудшением транспортабельности, т. е. лишаться главных преимуществ, отличающих разборные парусные суда от неразборных.
В то же время выяснилось, что при равной полезной нагрузке, равной ходкости и обитаемости грамотно спроектированные разборные катамараны получаются легче тримаранов и швертботов. Например, двухместный катамаран “Альтаир” (рис. 2-6 и 24-4) весит немногим больше двухместной байдарки без паруса и в 2 раза легче швертбота “Мева”.
Если не затрагивать мореходность, то для туристских разборных судов основным преимуществом катамаранной схемы является не ходкость, а именно малый вес. Конкурировать с ними могут только тримараны с надувными поплавками.
Размеры, форму и объем поплавков катамарана, определяющие его мореходность, можно делать любыми по желанию конструктора. Кроме того, на катамаранах с надувными поплавками дно кокпита – “трамплин” находится выше ватерлинии, т.е. кокпит становится самоотливным и не боится заливания волнами. Это позволяет ходить на них при значительно большем волнении, чем на байдарках, швертботах и надувных лодках.
Катамараны являются менее ходкими, чем суда других типов, имеющих равные с ними водоизмещение и площадь парусности, особенно в слабые ветра, когда не удается полностью использовать высокую остойчивость катамаранов. Объясняется это большой площадью смоченной поверхности двух поплавков и повышенным аэродинамическим лобовым сопротивлением, которое создается широким корпусом и высоко расположенным экипажем (cм. рис. 5-1). На скоростях до волнового порога катамараны уступают байдарочным тримаранам и швертботам и на всех скоростях несколько уступают тримаранам с надувными поплавками. В частности, когда на один из первых “легких” катамаранов поставили вооружение от “Мевы”, то гоняться на равных с “Мевами” он не смог.
Строители легких разборных катамаранов должны помнить о их пониженных скоростных и лавировочных качествах и либо мириться с этим, либо применять более совершенные паруса или увеличивать площадь парусности и вес судна.
Увеличивая длину и ширину катамарана, можно увеличить до любой желаемой величины и желаемого соотношения (что тоже важно!) его продольную и поперечную остойчивость и, соответственно, увеличить площадь парусности и ходкость судна.
Узкие катамаранные поплавки имеют меньшую абсолютную величину горба волнового сопротивления, чем байдарки, а тем более швертботы, легко преодолевают “волновой порог” и ходят в “переходном” режиме движения (VЯ км/час > 6 Ö L КВЛ, м.). При достаточной энерговооруженности катамараны становятся действительно быстроходными судами.
Однако, за увеличение ходкости приходится платить увеличением веса, ухудшением транспортабельности судна и увеличением времени его сборки-разборки. Увлечение значительной части туристов катамаранами с парусностью 13м2 заметно снизило их мобильность. В туристских кругах и в печати снова дискутируется изначальная мечта о легкой “Парусной лодке в рюкзаке”.
На туристских разборных катамаранах оказалось возможным обеспечить любую желаемую степень комфортности плаваний. Правда, за повышение обитаемости тоже приходится платить увеличением веса и времени сборки судна, но многие экипажи, не любящие превращать плавания во время отпуска в “самоизмождение”, охотно на это идут – дополняют мостики катамаранов кокпитами с развитыми обвесами, устраивают в них удобные багажники, теплые полы из надувных матрасов, мягкие кресла со спинками и подлокотниками, по аналогии с байдарками закрывают кокпиты фартуками, а на ночь ставят над ними палатки.
(Один хитроумный экипаж, чтобы уменьшить проблемы при плавании по “полузакрытому” водоему, крупно написал на своем катамаране слово “ИСПЫТАНИЯ”. Когда дотошный инспектор все же подошел к ним на моторной лодке и поинтересовался, что же они испытывают?, экипаж ему честно ответил: “Удовольствие!”)
Длина поплавков (L). Она определяет продольную остойчивость катамарана и характер килевой качки. С ростом длины поплавков примерно в квадратичной зависимости растет продольная остойчивость, а килевая качка становится менее резкой и менее размашистой.
Катамараны с длиной поплавков меньше 4 м используются только на речках и небольших озерах как прогулочные и парусно-гребные суда.
Катамараны с поплавками L=4,2-4,5м удовлетворительно ведут себя на волнении, характерном для Средней Волги и Селигера. Правда, при попутных волнах выше 0,5 м становится ощутимой килевая качка, которую большинство людей переносит хуже бортовой и вертикальной.
Длина поплавков L=4,5м оптимальна для катамаранов с основной парусностью 5,5-7 м2. При достаточной полноте поплавков в оконечностях на них можно ходить даже в прибрежной зоне морей и больших озер. Такие катамараны выдерживают и заметные прибойные волны. Стрингера поплавков длиной до 4,5 м можно делать из двух 2-метровых труб с одним соединительным узлом.
На катамаранах с основной парусностью больше 7 м2 используют поплавки длиной 5-6,5 м.
Длина поплавков по ватерлинии (LКВЛ). Ее проверяют на соответствие водоизмещению катамарана по формуле:
где: LКВЛ – длина по ватерлинии в метрах, Д – водоизмещение в тоннах.
В этом диапазоне катамаран имеет наилучшее соотношение волнового сопротивления и сопротивления трения. При меньших значениях j в районе горба волнового сопротивления ( VЯ = 4-6 Ö LКВЛ, км/час) волновое сопротивление оказывается значительным. При больших значениях – снижение волнового сопротивления не компенсирует рост сопротивления трения на всех скоростях из-за увеличения площади смоченной поверхности. (“Длина – бежит!”, но, как и все в технике, лишь до разумных пределов.)
На многих туристских катамаранах длину поплавков сознательно занижают – короткие катамараны получаются легче, проще и дешевле длинных. Потеря скорости в районе горба волнового сопротивления для них не очень важна и компенсируется увеличением скорости, из-за уменьшения смоченной поверхности, на скоростях 5-10 км/час, на которых, в основном, они и ходят.
“Короткие” катамараны надо обязательно проверять опытным путем на достаточность продольной остойчивости. Продольную остойчивость увеличивают: наращивая надводный объем поплавков в носу, увеличивая объем кормовых оконечностей поплавков и кормовую весовую центровку катамарана.
Конструктивная ширина (ВК). Расстояние между центрами поплавков определяет поперечную остойчивость. У туристских катамаранов ВК=35-45% LКВЛ.
Ее обязательно проверяют на достаточность поперечной остойчивости судна (см. §13).
При недостаточной ширине катамарана увеличивается его сопротивление движению из-за вредного взаимовлияния корпусов. Для исключения вредного взаимовлияния корпусов, носовые волны, расходящиеся от носов поплавков под углом 18-20° к ДП, должны встречаться под мостиком в кормовой части катамарана, за “мидель-шпангоутами” (самой широкой частью) поплавков.
Поперечные балки относительно узких катамаранов удается делать из цельных труб длиной до 2 м, удобных в транспортировке. Это значительно упрощает конструкцию катамарана, снижает его вес и убыстряет его сборку-разборку. С уменьшением ширины катамарана уменьшается нагрузка на силовую раму моста при ходе на волнении
У “широких” катамаранов поперечная остойчивость может превысить продольную. Это вполне допустимый вариант, но в этом случае о наступлении предельных условий плавания приходится судить уже не по крену катамарана и началу отрыва наветренного поплавка от воды, а по его дифференту и погружению в воду носов поплавков.
Диаметр поплавков (dП). Его берут в пределах dП=7,5-12%. L. Меньшие значения – для узких, длинных поплавков спортивно-прогулочных катамаранов, большие – для туристских, рассчитанных на тяжелые условия плавания и значительное волнение.
Объем поплавков (VП). По опыту автора он прямо определяет мореходность катамаранов. Чем больше запас плавучести катамарана, тем спокойнее он ведет себя на волнении.
Поплавки с отношением объема одного поплавка к полному объемному водоизмещению катамарана VП /Д < 1,5 не успевают всплывать даже на относительно небольшие волны. Если волны накатывают на поплавок сбоку, то они бьют в него, как в набережную. При этом развиваются значительные горизонтальные силы соизмеримые с водоизмещением судна и возникает угроза отрыва поплавка от корпуса – одна из самых тяжелых аварий катамаранов. Если волна идет вдоль поплавков, то она подминает их оконечности. При этом уменьшается фактическая продольная остойчивость катамарана, а от продольных силовых элементов поплавков требуется значительная прочность, чтобы они не переломились. (У неразборных катамаранов известны случаи отламывания носовых частей поплавков катамарана “Торнадо”, которые имеют недостаточный объем для плаваний на волнении.)
Большинство разборных катамаранов имеет отношение VП /Д = 1,7-1,9. Они удовлетворительно ведут себя на среднем волнении. На водоемах типа озера Селигер только особо крупные волны накрывают оконечности поплавков.
Опытным путем установлено, что при отношении VП /Д = 2-2,2 катамараны выдерживают любое волнение, которое может реально встретиться в прибрежных плаваниях по внутренним водоемам.
При отношении VП /Д =2,3-2,5 катамараны с эластичными мостами и поплавками длиной 4,5-6,4м не только хорошо выдерживают морские волны, но и уверенно ходят в широких прибойных зонах с высотой закрученных гребней до 0,4м – лавируют, делают повороты оверштаг и фордевинд и спокойно стоят на якоре на большой волне. Поплавки с большим запасом плавучести не позволяют волнам подмять себя, а успевают всплывать на них и пропускают их под округлым днищем без заметных ударов и связанных с ними перегрузок.
Вертикальный клиренс (КВ). Высота моста над ватерлинией для разборных катамаранов не имеет такого важного значения, как для неразборных судов, ибо мостики у них делают не жесткими, а в виде матерчатого “трамплина”. Волны, ударяя снизу в трамплин даже с большой силой, не могут его разрушить. Эластичный трамплин подается под нагрузкой вверх и постепенно гасит энергию удара.
Увеличивая вертикальный клиренс, можно снизит забрызгиваемость открытого мостика катамарана, но лишь частично. На больших скоростях брызги от носов поплавков поднимаются на высоту 1-1,5 м. Проще бороться с ними не увеличением КВ, а перехватывать брызги непосредственно в месте их образования – натягивать в носовой части катамарана мелкоячеистую сетку или устраивать в носовой части мостика козырьки-брызгоотбойники. Хорошие результаты дает увеличение «развала бортов» в носу поплавков – в этом случае брызговые усы не поднимаются вверх, а отбрасываются бортами в стороны, ближе к горизонтали.
Однако, нежелательно, чтобы в свежую погоду носовой козырек моста подминал все встречные волны, скорость хода при этом заметно упадет. На основании практических испытаний разных катамаранов автором было установлено, что при клиренсе, составляющем КВ=14-17% ВК, только отдельные наиболее крупные и крутые волны ударяют по трамплину. На средней скорости такие удары не сказываются и опасности для прочности конструкции не представляют.
На катамаранах с широкими центральными поворотными швертами вертикальный клиренс приходится искусственно увеличивать, чтобы поднятый шверт не цеплял дно при плаваниях по мелководьям, а при стоянках на берегу не касался земли и не повреждался. Это вынужденная мера, и на нее приходится идти. Однако, надо помнить, что с увеличением КВ растет лобовое аэродинамическое сопротивление катамарана и он хуже пойдет в лавировку. Из-за увеличения высоты ЦП и высоты центра тяжести судна уменьшится его остойчивость, особенно на волнении.
По сравнению с другими судами у катамаранов относительно небольшая продольная остойчивость, поэтому, для компенсации дифферентующего момента, развиваемого парусами на полных курсах, катамараны проектируют со значительным начальным дифферентом на корму. Дифферентующий восстанавливающий момент, равный произведению весового водоизмещения катамарана на расстояние по длине судна между его центром тяжести и “центром величины” (точкой приложения архимедовой силы на ровном киле), делают равным дифферентующему моменту, который развивают паруса на курсе фордевинд при скорости ветра 10 м/сек. Чтобы при слабых ветрах и на лавировке корма не “тонула” и не “тащила за собой воду”, диаметр поплавков в корме делают максимально большим. Очень полезны и небольшие кормовые свесы. В некоторых пределах дифферент катамаранов можно корректировать, перемещая вдоль мостика тяжелые грузы и экипаж. Например, на острых курсах и в слабые ветра матрос располагается в носовой части мостика, при сильных попутных ветрах – в кормовой.
Для экстремальных ситуаций на катамаранах обязательно предусматривают дополнительную возможность создания значительного дифферента на корму силами экипажа, чтобы вообще поднять из воды носовые оконечности поплавков. Это требуется, например, при причаливании на прибое и на внутренних водоемах во внешне безобидных ситуациях, когда обычные волны при резком изменении глубины дна под ними неожиданно становятся ненормально высокими и крутыми. На больших акваториях это случается при входе с попутным ветром в бухты, проливы и устья рек. Катамаран в этом случае начинает двигаться на подветренном склоне волны в режиме серфинга с большой скоростью и с дифферентом на нос. Значительное попутное поверхностное течение на склоне волны стремится занести корму с рулем вперед относительно носа, который находится во впадине волны или даже в начале наветренного склона соседней волны, где поверхностное волновое течение имеет обратную направленность (с гребня волны – вниз). Если не принять соответствующих мер, то катамаран может зарыться в воду носом, резко привестись, стать лагом к волне и опрокинуться через подветренный поплавок.
Так как управляемость судна один из основных факторов обеспечения безопасности плавания, особенно при невысокой квалификации экипажа, то управляемость туристских катамаранов делают высокой, гораздо выше, чем у неразборных гоночных и крейсерских катамаранов, рассчитанных на более подготовленные экипажи.
Достигается это за счет применения рулей большой площади и увеличения расстояния между рулями и мачтами. Глубоко погруженный в воду большой руль надежно работает и при значительном волнении, когда часть пера руля периодически выходит из воды. Во время поворотов оверштаг, если рулевой допустит ошибки и катамаран остановится в положении левентик, приподняв шверт и сместив тем самым ЦБС далеко в корму (к рулю), судно легко увалить, вынося паруса “на ветер”.
На туристских катамаранах всегда ходят на двух поплавках, поэтому на них можно ставить лишь один руль в ДП яхты. При равной погруженной площади он значительно легче по весу двух рулей на кормовых оконечностях поплавков, работает более четко и имеет меньшее лобовое сопротивление. Если на ходу катамаран случайно встанет на один поплавок, руль, расположенный в диаметральной плоскости судна, может выйти из воды. На катамаранах со значительной кормовой парусной центровкой и двумя шверцами по бортам (рис. 23-1) ничего страшного при этом не происходит – срабатывает автомат – при выходе руля из воды ЦБС перемещается в нос, к подветренному шверцу, судно резко приводится, паруса обезветриваются и катамаран снова встает на два поплавка. (Однако, очень рассчитывать на этот “автомат” и допускать отрыв наветренного поплавка от воды все же не стоит!).
Особенно хорошей поворотливостью обладают катамараны с круглыми в сечении поплавками, имеющими подрезы в носу и корме. Отсутствие значительных погруженных площадей в оконечностях катамарана облегчает его вращение вокруг своей вертикальной оси. Платой за улучшение поворотливости катамарана в этом случае будет ухудшение обтекаемости поплавков в носовой части. Если поплавки в носу делаются килеватыми, то для уменьшения “рыскливости” катамарана надо на соответствующую величину увеличивать площадь пера руля.
На разборных катамаранах применяют либо один шверт симметричного сечения, установленный в ДП, – он предпочтительней, если катамараном управляет один человек, или два асимметричных шверца, установленные по бортам – они более эффективны и стойки при ударах о дно, но имеют несколько больший вес.
Если конструкция моста не позволяет установить один руль на требуемом расстоянии от мачты, то можно применить диагональную схему (рисc. 16-4, л).
Катамараны, сделанные по этим принципам и имеющие рули большой площади, обладают вполне удовлетворительной поворотливостью. Описанные ниже катамараны “Альтаир”, “Аргонавт” и первый действующий макет промышленного “Альбатроса” во время различных испытаний, в том числе и официальных, при средних ветро-волновых условиях (4 балла) делали за 1 минуту в среднем по 4 полных циркуляции с последовательными поворотами оверштаг и фордевинд, что в то время было большим достижением в области малого судостроения. Радиус циркуляции под парусами сравним с длиной поплавков.
Рули большой площади всегда делают полубалансирными – впереди оси вращения располагают 10-15% площади пера руля.
Как говорилось в §14, при самостоятельном проектировании катамаранов надо различать силовые рамы мостов, поплавков и парусных вооружений. Они могут быть объединены в одну общую силовую конструкцию, но могут работать автономно, независимо друг от друга. Каждая из этих рам может быть жесткой или эластичной. В одном катамаране все три рамы могут быть жесткими или эластичными, но могут быть и комбинированные конструкции из рам разных типов.
При вооружении “кэт” и “кэт со вспомогательным стакселем” выгодно использовать простые, легкие и живучие эластичные рамы. При вооружении шлюп обязательно применяют жесткие фермы, позволяющие туго набивать переднюю шкаторину стакселя.
Жесткость рам парусных вооружений обеспечивают за счет жесткости поплавковых ферм или жесткости самих мостов. Часто применяется схема с 6-8-ю тросовыми растяжками (“пауком”), идущими от подмачтовой стойки к штаг-путенсу, вант-путенсам, к оконечностям балок и превращающими мост в пространственную ферму. Ее используют при постройке “жестких” катамаранов. Недостаток схемы – ее сложность, обилие тросов, талрепов и другого «железа».
На катамаранах с эластичными мостами и поплавками при вооружении шлюпом под мачтой тоже ставят распорку и ведут от ее нижнего конца оттяжки к вант-путенсам и штаг-путенсу (рис. 14-3), при необходимости усиливают “Т-образную” раму двумя “Л-образными” трубами. В этом варианте повышение жесткости рамы парусного вооружения не вызывает повышения жесткости моста и поплавков, но появляется возможность набивать штаг с любой желаемой силой. Жесткость мачт повышают установкой краспиц и ромбовант, а в простейшем случае – увеличением диаметра мачт (см. §9). На таких “эластичных” катамаранах можно использовать комплекты бермудских парусов с гоночных швертботов.
(К сожалению, некоторые специалисты ошибочно утверждают, в том числе и в печати, что описанные “эластичные” катамараны с жесткой силовой рамой парусного вооружения “...не могут существовать в принципе”. Автор советует читателям критически относиться ко всему, что говорят и пишут “специалисты”. Не так уж давно они утверждали, что все суда можно строить только из легкого дерева, которое обладает положительной плавучестью, а если судно сделать из тяжелого железа, то оно сразу пойдет на дно.)
Их делают в виде ферм различных конструкций (рис.24-9 – 24-12) или эластичными в виде двух труб-стрингеров. В работе оба варианта оказались примерно равноценными. Можно лишь отметить малый вес и общую простоту труб-стрингеров, их живучесть при перегрузках и малое время сборки-разборки катамаранов.
Автором было построено два десятка различных по размерам и назначению катамаранов с трубами-стрингерами. Расстояние между центрами стрингеров – около 75% диаметра поплавка. Стрингера катамаранов длиной до 4,5 м делают из дюралевых труб Æ32х1мм. Их вес значительно меньше, чем вес любой фермы такой же длины и прочности. При увеличении размеров катамарана преимущество “труб-стрингеров” перед “фермами” становится не так очевидно. Наибольший из построенных катамаранов этого типа (L=6,4м; ВК=2,6м; S=17 м2) имел стрингера из труб Æ45х2 в середине и Æ40х1,5 мм в оконечностях поплавков. Катамаран хорошо выдерживал морские условия, в том числе и настоящие штормы в открытом море. Однако, вес стрингеров – 6,5 кг на один поплавок, уже сравним с весом грамотно сделанной фермы такой же длины и прочности.
Существенное достоинство поплавковых ферм в том, что их можно делать из более доступных для самодеятельных судостроителей материалов – подойдут любые стальные тросы и элементы, способные работать на сжатие. Если при этом поплавковые фермы попутно обеспечивают сильное натяжение штага при вооружении шлюп, или к ним крепится шнуровка трамплина (рис. 24-10), или их верхние пояса являются элементами обвесов кокпита (рис. 2-8), то по совокупности своих характеристик они могут оказаться выгоднее труб-стрингеров.
При жестких мостах, не допускающих деформаций, катамаран работает как единая жесткая конструкция. При значительном, идущим под острым углом волнении, это ведет к резкой качке всего судна (по данным профессора Ю.С. Крючкова – с ускорениями до 2-3 g). Носовые оконечности поплавков, поочередно врезаясь в волны, не могут сразу на них всплыть из-за инерционности всего судна и вынуждены буквально разбивать волны на две части с созданием мощных брызговых усов. На это бесполезно тратится тяга парусов, особенно при надувных поплавках, которые не имеют острых форштевней и килей. Ударный характер нагрузок вынуждает повышать запас прочности мостов и поплавков.
При косом волнении катамараны периодически попадают в положение, когда носовая оконечность одного поплавка оказывается на гребне одной волны, а кормовая оконечность другого – на гребне соседней. При этом мост испытывает большие скручивающие нагрузки по диагональным осям – поэтому и родилась идея Х-образных силовых рам мостов катамаранов (рис. 14-2).
Нагрузки в отдельных элементах жестких мостов-ферм и в узлах их соединения достигают сотен и даже тысяч килограммов, что вынуждает делать их достаточно прочными и тщательно испытывать уже готовые мосты.
На туристских катамаранах, рассчитанных на серьезное волнение, выгоднее использовать более простые и легкие эластичные силовые рамы мостов. Из них наиболее отработаны конструкции плоских мостов, которые могут значительно скручиваться при возрастании нагрузок. Это позволяет поплавкам при ходе на волнении в определенных, заданных конструктором пределах, изменять свой дифферент относительно друг друга. На курсах бакштаг и бейдевинд один поплавок может взбираться на гребень своей волны с дифферентом на корму, а другой, в то же время, может скатываться с гребня соседней волны с дифферентом на нос. Катамаран идет без резких ударов, не разбивает волны на две части и не поднимает тучи брызг. За счет этого увеличивается скорость катамарана. (Именно для снижения сопротивления движению и повышения уровня комфорта (обитаемости) сначала стали подрессоривать подвеску карет, потом автомобилей, а народы Севера всегда делали свои нарты по “эластичной” схеме, связывая их детали ремешками).
Отсутствие ударных нагрузок с большими пиковыми значениями сил повышает надежность работы эластичных катамаранов и позволяет делать их менее прочными, т.е. более легкими.
Другая, наиболее ценная особенность катамаранов с эластичными мостами – мягкий ход на волнении. На курсах бейдевинд и бакштаг поплавки попеременно меняют свой дифферент, а средняя часть катамарана, где сидит экипаж, постоянно остается в среднем положении. На таких катамаранах не было резкой изматывающей качки и сопутствующей ей морской болезни даже при плаваниях по жестким крутым волнам азовских мелководий и по крупной беспорядочной толчее Каспийского моря. Высокие надежность, мореходность и обитаемость эластичных катамаранов конструкции автора позволили совершить на них более десятка безаварийных настоящих морских плаваний в том числе с пересечениями поперек Азовского и Каспийского морей в наиболее жестких весенних условиях.
В эластичных мостах часто применяют отдельные фермы, которые, не нарушая общей эластичности силовой рамы моста, повышают прочность его отдельных элементов. Например, на больших катамаранах подмачтовую поперечную балку выгодно делать в виде фермы с двумя растяжками от подмачтовой стойки, как на катамаране Торнадо. При вооружении шлюп применяют силовую раму, показанную на рис. 14-3 и др. Это позволяет значительно облегчить мост, в частности, подмачтовую и продольную центральную балки. (При постановке катамарана на один поплавок мачта давит на степс с силой равной водоизмещению катамарана.)
Так как принципы конструирования и постройки катамаранов с жесткими мостами широко описаны в парусной литературе (журнал “Катера и Яхты”; Ю.С. Крючков и В.И. Лапин “Парусные катамараны” и др.), а достоверной информации по катамаранам с плоскими эластичными мостами практически нет, то ниже подробно рассмотрены именно эти суда.
Первый “Аргонавт” был построен в 1978 году. С тех пор его конструкция постоянно совершенствовалась. Ниже описан один из современных вариантов “Аргонавта”, несколько отличный от описанного в первом издании книги.
Основные технические характеристики:
Рис. 23-1. Катамаран “Аргонавт”.
“Аргонавт” — семейный “дневной крейсер” с умеренной парусностью. Оптимальный экипаж – двое взрослых и ребенок. Он используется в воскресных и дальних походах по всем внутренним водоемам, а в устойчивую хорошую погоду и на небольшом удалении от берега – в прибрежной зоне морей и больших озер. Прочность и остойчивость катамарана рассчитаны на ветер до 10 м/сек и волну до 0,5м. При грамотном управлении он может выдержать и более жесткие условия, но специально оставаться на воде при ухудшении погоды не стоит – “Аргонавт” все же не всепогодная крейсерская яхта.
(Вид одинокого “Аргонавта” или “Альбатроса”, идущего на Соловецкие острова с берега Белого моря или на о. Валаам с северного берега Ладоги вызывает только удивление. При весьма возможном ухудшении погоды эти суда попадут в тяжелое положение.)
Грузоподъемность “Аргонавта” позволяет путешествовать на нем с большим запасом снаряжения, продуктов и пресной воды. В аварийных ситуациях катамаран может принять на борт еще двух человек. Это позволяет группе на 2-3 катамаранах после любых аварий с одним из судов обеспечить возможность быстрого самоспасения без посторонней помощи.
“Аргонавт” – был первым разборным катамараном с кокпитом, который одновременно служит аэродинамическим обтекателем для людей и груза. Эффективность обтекателя подтвердила продувка катамарана “Альбатрос” в аэродинамической трубе, проведенная туристами из г. Жуковский. Кроме того, наличие кокпита облегчает и убыстряет загрузку судна снаряжением и резко повышает комфортность плаваний. Трамплин и обвесы кокпита защищают экипаж от холодного ветра с боков и снизу, от забрызгивания и заливания с любых направлений, в том числе и при причаливании на значительном прибое. Это делает плавание “сухим”. Верхняя окантовка кокпита из труб используется в качестве спинки и подлокотников мягких кресел из надувных матрасов. Внутри кокпита экипаж может свободно перемещаться, заниматься различными работами, готовить горячую пищу на ходу на выносном газовом кипятильнике, и даже по очереди спать – вдоль кокпита размещаются 2-3 надувных матраса. Высокий уровень комфорта позволяет совершать на “Аргонавте” 6-12-часовые переходы, экипаж при этом не устает и плавание не превращается в “подвиг”.
В кормовом багажнике перевозят тяжелые вещи, в носовом объемные спальники в большой гермоупаковке, посуду и т. п. Вдоль бортовых и кормового обвесов кокпита пришивают карманы для карт, термосов, фотоаппаратуры, ремонтного набора.
На ночь над кокпитом устанавливают палатку, в которой может переночевать семья из трех человек. При этом катамаран либо вытаскивают на берег, либо зачаливают в тихой бухточке. Палатка над кокпитом удобна при спешном причаливании перед грозой, в воскресных походах, или когда экипаж не имеет времени на разбивку лагеря, полную разгрузку катамарана и долгие сборы утром.
На ходу часть палатки используется как фартук для открытой части кокпита. В свежую погоду это делает плавание более сухим и теплым.
При отсутствии ветра и в узкостях катамаран удовлетворительно идет на веслах. Два человека гребут веслами-гребками.
Предусмотрена установка мотора “Салют” мощностью 2 л.с. на кормовой поперечной балке.
Укладывается “Аргонавт” в два места — рюкзак типа байдарочного и компактный пенал с трубами длиной 2м. (Общий объем упаковок почти в 2 раза меньше, чем у заводского катамарана Альбатрос). К трубам не приклепывается никаких деталей, поэтому используется принцип их укладки “труба в трубу”. В рюкзаке перевозятся поплавки, паруса, руль, шверцы и надувные матрасы. В качестве рюкзака используется трамплин катамарана с пришитыми к нему петлями для шнуровки и крепления лямок. Упаковки удобно размещаются на полках плацкартных и купейных вагонов, пеналы укладывают поперек вагона. В одном купе можно провозить два катамарана.
Довольно большой вес «Аргонавта» – 56 кг объясняется его повышенной прочностью, необходимой для обеспечения безопасности семейных плаваний в относительно тяжелых условиях и по малонаселенной местности. (Первый «Аргонавт» весил всего 44кг.)
Парусное вооружение (рис. 23-2; 23-3 и 19-10 — 19-18). Основной и наиболее универсальный вариант парусного вооружения “Аргонавта” – кэт со вспомогательным стакселем с прямой жесткой мачтой. Конструкция парусного вооружения описана в §19.
Лавсановый всепогодный грот повышенной жесткости имеет площадь всего 5,5 м2, что обеспечивает безопасность плавания при всех используемых ветрах. Большой вспомогательный стаксель несут только при ветрах до 5м/сек, когда он действительно эффективен и не перегружает силовых элементов судна. При ветрах 5-7,5м/сек можно ставить стаксель №2 уменьшенной площади. В сильные ветра ходят под одним гротом. При длительных плаваниях в свежую погоду, особенно полными курсами, грот надо рифить до 4м2. Плавание станет более спокойным и менее утомительным.
При очень сильных попутных ветрах, чтобы не мчаться по волнам как моторный катер и исключить риск поломки катамарана, зарифленный грот опускают и поднимают один стаксель №2. Его переднюю шкаторину растягивают вдоль мачты, т.е. используют как трисель. Возможности маневрирования под малым стакселем ограничены, но зато плавание становится безопасным.
Паруса шьют из парусного лавсана, лучше из самого дешевого с минимальной пропиткой смолой – в этом случае они легче выдерживают многократное смятие и перевозку в рюкзаках. Грот имеет форму части поверхности цилиндра (см. §9).
Мачта без ромбовант, но достаточно жесткая – при уменьшении пуза до нуля она прогибается вперед лишь на несколько сантиметров. Топовый штаг не связан со стакселями. Предусматривается возможность потравить его из кокпита и частично завалить мачту в корму при проходе под низкими препятствиями. Ванты внизу раздваиваются или растраиваются. Основная ветвь идет к балке №3, вспомогательные – к балкам №2 и №4. Ветви ванты соединяются с основной вантой “мягкой” капроновой вставкой, которую можно перерезать ножом, в этом месте устраивается и “слабое звено” ванты.
Рис. 23-2. Схемы мачты и гика. (Конструкцию см. на рис. 19-8 и 19-18.)
1–шпор, Тр.Æ0х2х150. 2–болт М12. 3–нижний реек, Тр.Æ5х1,5х400. 4–нижнее колено мачты, Тр.Æ5х2х1000. 5–среднее колено мачты, Тр.Æ0х2х1900. 6–верхнее колено мачты, Тр.Æ5х2х2000. 7–верхний реек, Тр.Æ5х1,5х340. 8–крайняя секция гика, Тр.Æ5х1х920; 2шт. 9–средняя секция гика, Тр.Æ0х2х1000. 10– втулка гика с осью.
Рис. 23-3. Основные размеры грота и стакселей катамарана “Аргонавт”.
Размеры горба и серпов определяются при пошиве паруса по месту.
Стаксели тоже шьют из лавсана. Булини из стального тросика Æ2-3мм делают только по передним шкаторинам. Проводка снастей, позволяющая быстро менять или убирать стаксели на ходу, показана на рис. 10-4.
Мост (рис. 23-4). Силовая рама моста выполнена по эластичной схеме. Эластичными сделаны и стрингера поплавков, и “Т-образная” рама парусного вооружения (носовая часть продольной балки и балка №3 (рис. 23-4; поз. 16 и 7).
Рис. 23-4. Мост катамарана “Аргонавт”.
1–кормовая секция центральной продольной балки, Тр. Æ5х2х2000, Д16Т. 2–балка №5, Тр. Æ5х2х2000. 3– кормовая секция стрингера поплавка, Тр. Æ2х1х1930. 4–распорка балок №4 и №5, Тр. Æ0х1,5х657,5. 5– балка №4, Тр. Æ0х1,5х2000. 6– распорка балок №3 и №4, Тр. Æ0х1,5х505. 7– балка №3, Тр. Æ0х1,5х2000. 8–диагональная растяжка, трос стальной Æ. 9–распорка балок №2 и №3, Тр. Æ0х1,5х595. 10– ось шверца. 11– балка №2, Тр. Æ0х2х2200 (или составная). 12– распорка балок №1 и №2, Тр. Æ0х1,5х547. 13– балка№1, Тр. Æ5х1,5х2000. 14– фиксатор распорок балок. 15– носовая секция стрингера поплавка, Тр. Æ2х1х2000. 16–носовая секция центральной продольной балки, Тр. Æ0х2х2000.
Основной силовой элемент моста – центральная продольная балка (рис. 23-7). Она обеспечивает общую продольную прочность и жесткость катамарана, воспринимает нагрузки от руля, штага и в значительной степени от поплавков, мачты, вант и шверцев. При отсутствии нужных труб эту балку иногда делают в виде простейшей фермы с подмачтовой распоркой и нижними тросами, работающими на растяжение. На характере ее работы и “эластичности” моста в целом это практически не сказывается.
Все поперечные балки, а через них и стрингера поплавков связываются продольной балкой в единую, очень вязкую силовую конструкцию. Если один из ее элементов начинает испытывать перегрузки и прогибается, в работу вступают соседние звенья, нагрузки перераспределяются и аварии не происходит.
Узлы крепления поперечных балок к продольной балке с использованием штифтов-фиксаторов и стягивающих капроновых штертиков (рис. 23-5, поз. 12 и 14) позволяют балкам в небольших пределах вращаться относительно друг друга вокруг всех трех осей, что является обязательным условием при эластичной конструкции моста. Между всеми балками ставятся трубки-распорки, к которым пришнуровывается трамплин. Они, вместе со стрингерами поплавков, воспринимают скручивающие нагрузки, действующие на мост и ограничивают его деформацию.
Балка №5 крепится к поперечной балке жестко (рис. 23-6). Этот узел воспринимает крутящий момент от руля, и его надо делать без люфтов.
Рис. 23-5. Поперечная балка №2.
1–гайка М16 с приваренными воротками. 2–шайба, Д16Т. 3–лонжерон шверца. 4–пробка, дуб. 5–фиксатор оси шверца Æ, сталь. 6–распорка оси степса, Тр. Æ6х1,5х60. 7–шайба 12. 8–болт М12. 9–1/2 степса, лист, в=2-3мм. 10–болт М8. 11–шайба резиновая. 12–нагель Æ, н/ж сталь. 13–продольная балка. 14–стягивающий штертик. 15–балка №2, Тр. Æ0х2х2200, или составная из Æ0х2 и Æ5х1,5. 16–гак, Тр. Æ0х2, резьба М10х1,25. 17–резиновая пластина. 18–резиновая трубка. 19–стрингер поплавка Тр. Æ2х1х2000. 20–штырь распорки балок, Æ6х2. 21–ось шверца, Д16Т или сталь ст3, резьба М16.
Рис. 23-6. Поперечные балки №№ 1; 3;4;5. (Размеры для балки №3 указаны в скобках)
1–балка №1, Тр.Æ5х1,5х2000. 2–балка №3, Тр.Æ0х1,5х2000. 3–штырь распорок балок, Тр.Æ6х2. 4–гак, Тр.Æ0х2, резьба М10х1,25. 5–шайба резиновая. 6–трубка резиновая. 7–стрингер поплавка, Тр.ж 32х1. 8–балка №4, Тр.Æ0х1,5х2000. 9–балка №5, Тр.Æ5х2х2000. 10–стягивающий штертик, Æ, капрон. 11–нагель Æ, н/ж сталь. 12–шайба резиновая. 13–балка продольная. 14–стопора для сорлиня и контр-сорлиня. 15–палец-болт М14. 16–дужка, полоса, 30х4х300, Д16Т. 17–болт М6. 18–гайка барашковая М6. 19–болт М10. 20–брусок с дюралевой пластинкой для крепления струбцины мотора, дуб.
Рис. 23-7. Центральная продольная балка.
1–втулка баллера руля, Тр. Æ0х2х100. 2–усиливающая втулка, Тр. Æ0х2,5х90. 3–заклепка Æ, сталь. 4–палец-болт М14. 5–кормовая секция центральной балки, Тр. Æ5х2х2000. 6–фиксатор секций балок Тр. Æх2, н/ж сталь. 7–резиновое колечко фиксатора. 8–нагель Æ, сталь. 9–шайба резиновая. 10–стягивающий штертик. 11–балка №1. 12–носовая секция балки, Тр.Æ0х2х2000. 13–дужка-блок штага, Тр. Æ0-16х1,5. 14–проволочный фиксатор дужки.
Рис. 23-8. Распорки балок.
1–штырь распорок балок, Тр. Æ6х2 (или 16х1,5 из лыжной палки). 2–петля диагональной стяжки, трос Æ, сталь. 3–заклепка Æ. 4–распорка, Тр. Æ0х1,5. 5–поперечная балка. 6– (вариант) откованный конец нижней “Л-образной” трубки каркаса кокпита. 7– фиксатор распорок балок с отверстием Æ,5мм под вороток.
Рис. 23-9. Защитный “грибок” на торцах гаков.
1–откованный кружок, Æ0х1, АМг. 2–гайка гака М10х1,25. 3–штырь Æ. 4–гак.
Стрингера поплавков крепят к поперечным балкам с помощью гаков (крючков). Их сгибают из прутка Æ6 или из дюралевой трубки сечением 10х2 мм. На концах гаков нарезают резьбу М10х1,25 мм под фиксирующие гайки. Между балками и стрингерами ставят прокладки из микропористой резины, а на загнутые концы гаков надеваются резиновые трубки. Чтобы торцы гаков не протирали трамплин, сверху в них вставляют защитные “грибки” (рис. 23-9).
Форма моста в плане фиксируется двумя диагональными растяжками из стального троса Æ4 мм. Кормовые петли растяжек закладываются за концы балки №5, а носовые за концы балки №1 и фиксируются в рабочем положении фиксаторами распорок балок (рис. 23-13). Диагональные тросы проводят под продольной балкой.
Кокпит (рис. 23-11 – 23-13) состоит из каркаса, трамплина (днища) и обвесов. Все обвесы сделаны наклонными для придания кокпиту обтекаемой формы. В носу имеется козырек – волно-брызгоотбойник. Каркас кокпита в продольном направлении не образует фермы и не препятствует деформациям моста при ходе на волнении.
Рис. 23-10. Соединение секций стрингеров.
1–кормовая секция, Тр. Æ2х1х2000. 2–переходник, Тр.Æ0х1,5х130. 3–заклепка Æ. 4–носовая секция, Тр.Æ2х1х1930. 5–защитный слой изоленты на торце трубы.
Рис. 23-11a.
Рис. 23-11b.
Кокпит катамарана “Аргонавт” (каркас).
1–балка №5. 2–стойка кормовая, Тр. Æ8х1. 3–кормовая окантовка кокпита, Тр.Æ6х1,5х1380. 4–палец-болт М10. 5–стойка кормовая наружная, Тр. Æ8х1. 6–стойка кормовая внутренняя Тр.Æ8х1. 7–распорка балок. 8–бортовая окантовка кокпита, Тр.Æ6х1х1350. 9–болт М6. 10–стойка носовая наружная, Тр.Æ8х1. 11–балка №2. 12–верхняя “Л-образная” трубка, Тр.Æ0х1. 13–балка №1. 14–болт М6. 15–нижняя “Л-образная” трубка, Тр.Æ0х1. 16–пробка, Д16Т. 17–заклепка, Тр.Æх1. 18– гайка М10. 19– трубка, Тр. Æ2х1х30. 20–стойка носовая внутренняя, Тр.Æ8х1. 21–болт М6. 22–кормовой обвес кокпита. 23–бортовой обвес кокпита. 24–шов. 25–петля капроновая. 26–шнуровка, торс капроновый Æ. 27–трамплин. 28–карман балки №1. 29–носовой козырек.
Рис. 23-12.
Вариант крепление стоек кокпита к поперечным балкам.
1–штифт разводной, Æ. 2–поперечная балка. 3–штырь Æ2, АМг, или труба, Тр. Æ2х2. 4–вкладыш, Тр. Æ6х1,5. 5–заклепка Æ. 6–стойка, Тр. Æ8х1.
Рис. 23-13. Носовая часть кокпита (вид снизу).
1–трамплин. 2–шов. 3–петля для шнуровки. 4–диагональная растяжка моста. 5–шнуровка. 6–распорка балок. 7–балка №1. 8–фиксатор распорок балок. 9–болт М6. 10–нижняя “Л-образная” трубка кокпита.
Трамплин делают из прочной, предпочтительно синтетической ткани весом 300-500 г/м2. Лучший материал – некаландрованый технический лавсан. Он стоек к действию воды и солнца, не тянется при намокании, не отсыревает от росы, хорошо пропускает воду, попавшую на трамплин сверху. Если имеющийся материал трамплина недостаточно прочен, его можно усилить, пришив снизу сетку из прочной тесьмы (автор В.М. Бабенков). Капроновые ткани для трамплина нежелательны — при намокании они сильно тянутся и трамплин провисает. При высыхании капроновый трамплин натягивается и излишне напрягает мост катамарана.
Обвесы обычно делают из плащевой или палаточной ткани, но они недолговечны. Лучший материал – легкий технический или низкосортный парусный лавсан весом до 200 г/м2.
К верхним кормовым и бортовым кромкам обвесов и ко всем кромкам трамплина пришивают петли из тесьмы или плетеного капронового троса Æ6 мм для их шнуровки к мосту и каркасу кокпита. (Крепление обвесов кокпита к верхним трубам каркаса с помощью карманов себя не оправдало, но с помощью кармана можно крепить переднюю кромку трамплина к балке №1. )
Конструкция верхних трубчатых окантовок и стоек каркаса кокпита и один из способов крепления стоек к поперечным балкам показаны на рис. 23-11 и 23-12. Кормовые стойки располагают с наружной стороны кокпита. Иногда с наружной стороны располагают и внешние бортовые стойки. На рис. 23-11 пунктиром показана дополнительные съемные стойки для опоры бортовой окантовки кокпита на балку №3.
При пришивке обвесов к трамплину в кормовых углах кокпита оставляют отверстия для быстрого слива воды (например, при мокрой уборке кокпита). Для слива дождевой воды в трамплине в удобных местах делают еще 4 небольших шпигата (отверстия), защищенных обратными клапанами из обрезиненной ткани, пришитой с нижней стороны трамплина.
При коротких воскресных плаваниях можно не ставить кокпит с каркасом, а натягивать только трамплин и носовой козырек-брызгоотбойник. Это несколько сократит время сборки-разборки катамарана. Еще лучше – сшить второй “открытый” трамплин для прогулочных плаваний.
В дальних походах при большом количестве снаряжения удобен накладной багажник, который размещают поверх кормового обвеса кокпита. В этом случае поперек катамарана, за кормовой балкой, стоит закрепить дополнительную широкую доску. Она очень удобна и при посадке экипажа в катамаран.
Непосредственно на трамплине сидеть неудобно. Поэтому на “Аргонавте” экипаж сидит на надувных матрасах. Если матрас один, его кладут поперек судна.
Палатка (рис. 23-14). Палатки из легких хлопчатобумажных тканей промокают, а из водонепроницаемых тканей отпотевают изнутри. Поэтому палатку лучше делать комбинированной — крыша из водонепроницаемой ткани, а боковые и задняя стенки из хлопчатобумажной палаточной или плотной плащевой ткани. В простейшем случае палатку крепят к обвесам кокпита с помощью петель и пуговиц, пришитых с шагом 200мм, можно использовать и ленты-липучки типа “репейник”.
Рис. 23-14. Палатка катамарана “Аргонавт”.
1–кормовая оттяжка. 2–боковая стенка. 3–крыша. 4–разрезной брюканец мачты. 5–носовые петли. 6–окно. 7–молния входа. 8–пуговицы и петли. 9–перекладина, Тр.Æ2х1. 10–капроновая петля. 11–штырь стойки. 12–стойка палатки, Тр. Æ8х1. 13–сварная вилка. 14–кормовая окантовка кокпита.
Если предполагается ставить палатку при поставленной мачте, то переднюю часть палатки разрезают вдоль и после постановки на кокпит соединяют разъемной молнией или лентой “репейник”. От дождя молнию или ленту защищают продольным клапаном. Для прохода мачты делают разрезной брюканец (матерчатый рукав), стягиваемый резиновым бинтом. К обеим носовым оконечностям палатки пришивают прочные петли, которые закладывают на узел соединения носовых “Л-образных” труб каркаса кокпита.
Перед установкой палатки паруса опускают. Грот принайтовывают к гику, а гик крепят к ванте.
Шверцы. На “Аргонавте” применяют и деревянные, и дюралевые клепаные шверцы асимметричного сечения. Начальный угол атаки –3°. Погруженная площадь каждого из шверцев –0,18м2. Конструкция их крепления к подмачтовой балке показана на рис. 20-16, а проводка шверц-талей на рис. 23-15.
Рис. 23-15. Проводка шверц-талей на катамаране “Аргонавт”.
1–огон ванты. 2–одношкивный блок. 3–ветвь ванты. 4–балка №3. 5–поплавок. 6–ходовой конец шверц-тали. 7–одношкивный блок. 8–болт М6. 9–шверц. 10–усиливающая дюралевая накладка шверца. 11–резиновый шнур.
Рис. 23-16. Плоское перо руля катамарана “Аргонавт”. Лист, Д16Т, в=4мм.
Руль. Объемные рули из дерева и склепанные из согнутого алюминиевого листа (рис. 19-5; 19-6) имеют небольшой вес и повышенную эффективность, но деревянные рули быстро забиваются при ударах о камни, а склепанные из тонкого дюралевого листа, из-за своей жесткости, плохо переносят ударные нагрузки. Если от катамарана требуется высокая надежность, то лучше применить плоский руль из жесткого листового дюраля с тщательно обработанными кромками (рис. 23-16).
Руль в значительной степени работает как руль-шверт. Его погруженная площадь 0,1 м2. Для уменьшения нагрузки на руку рулевого руль делают полубалансирным – около 12-15% площади пера руля находится впереди его вертикальной оси вращения.
Поплавки можно делать цельноклееными и комбинированной конструкции, низкого и высокого давления (см. § 28). На рис. 23-17 даны размеры универсального по назначению поплавка. При больших носовых и кормовых подрезах и при большей симметричности поплавков в вертикальной плоскости катамаран несколько быстрее пойдет по гладкой воде, но будет хуже держать волну. При меньших подрезах катамаран будет более мореходен, но из-за полных ватерлиний менее ходким.
Чтобы катамаран мог самостоятельно достигнуть берега при разгерметизации одного из поплавков, перед плаванием внутрь каждого из них помещают аварийные емкости плавучести общим объемом не менее 100 литров — три надувных “бревна” диаметром 0,2м, или одну длинную страховочную камеру из обрезиненного капрона или полиэтиленового рукава, помещенного в чехол из легкой прочной ткани.
Рис. 23-17. Поплавок катамарана “Аргонавт”. V=0,55м3.
Катамаран собирают в следующей последовательности.
Поплавки на 3/4 наполняют воздухом с помощью большой гермоупаковки, вставляют стрингера в карманы, располагают поплавки параллельно.
Собирают центральную продольную балку. На поплавки сверху кладут балку №1, на нее временно опирают носовую часть продольной балки. Собирают узел соединения продольной балки и балки №5. Гаками крепят балку №5 к стрингерам поплавков. Закладывают за концы балки №5 петли диагональных стяжек и вставляют в балку распорки балок.
Собирают балку №4, затем, последовательно, остальные балки до балки №1.
Накладывают на собранный мост трамплин. В отверстия в трамплине, снабженные “брюканцами”, вставляют стойки кокпита, пропускают их через отверстия в балках и фиксируют снизу разводными шплинтами (рис.23-12). Для сокращения времени сборки все стойки заранее маркируют. Например, “Кормовая Левая Наружная” и т.д.
Чтобы шплинты и выступающие концы стоек не протирали ткань поплавков, к поплавкам в этих местах приклеивают кружки-протекторы.
Соединяют четыре Л-образных носовых трубки кокпита болтом М6 (рис. 23-11, Г-Г), вставляют их в кокпит, концы нижних трубок пропускают через отверстия в кокпите и фиксируют их на носовой балке фиксаторами распорок балок (рис. 23-8) или отдельными болтами М6 (рис. 23-13). Второй вариант проще. Собирают узлы крепления задних стоек с кормовой и бортовыми трубами-окантовками кокпита, а потом передние стойки соединяют с верхними носовыми “Л-образными” трубками и с бортовыми окантовками кокпита.
Переднюю кромку трамплина (если она не имеет кармана) пришнуровывают вплотную к балке I. Кормовую кромку трамплина пришнуровывают к кормовой балке, и в последнюю очередь бортовые кромки пришнуровывают к трубкам-распоркам поперечных балок. Пришнуровывают обвесы кокпита к кормовой и бортовым окантовкам.
К балке №2 крепят шверцы, собирают парусное вооружение и рулевое устройство.
Для значительного сокращения времени сборки катамарана и исключения различных случайных ошибок используют следующий прием. Из перьевого тика шьют мешочки со стягивающейся горловиной и пишут на них название узла: “Балка №1”, “Руль”, “Кокпит”, “Гик” и т.д. В мешочек помещают все мелкие детали, используемые при сборке этого узла, включая стягивающие штертики и специальный инструмент. При разборке катамарана все мелкие детали складывают обратно в свой мешочек. Это простая, но очень эффективная идея, предложенная В.А. Краснощековым, широко используется и при сборке других судов.
Перевозят упаковки на двухколесных тележках, снизу крепят упаковку-рюкзак, а сверху пенал, который используется как “водило”. На рис. 23-18 показана складная быстро разбирающаяся тележка. Две “П-образные” рамки с приклепанными серьгами сделаны из ножек от раскладушки, надувные шины – от детского самоката, усиленные диски колес – самодельные. Чтобы разобрать тележку, надо выдернуть из оси два наружных разводных шплинта и снять с оси колеса с подшипниками и шайбами. Ось из стального прутка Æ10 свободно вынимается из серег рамок и средней трубки-распорки Æ14х1х600мм. Рамки можно развернуть вдоль рюкзака, не отвязывая от него.
Рис. 23-18. Складная двухколесная тележка.
К нижней передней кромке упаковки-рюкзака полезно прикрепить уголок, согнутый из дюралевого листа; к нему крепятся два ролика, выточенные из текстолита или дюраля (рис. 24-7, поз. 3). В этом случае на различные ступеньки, бордюры и в тамбуры электричек тележку легко поднимает один человек по методу, предложенному для более тяжелых катамаранов А.В. Бухановым. Для этого сначала опускают вниз “водило”, поднимая тем самым переднюю часть упаковки, и вкатывают на возвышение передние ролики. Затем, используя опору передней части упаковки на два ролика, поднимают всю упаковку и вкатывают на возвышение колеса тележки.
Основные технические характеристики:
Для экипажей со спортивным уклоном, предпочитающих сложные походы по большим озерам и прибрежным зонам морей, подойдет катамаран “Азов-О” – более мореходный “озерный” вариант “Аргонавта”.
“Азов-О” больше, прочнее и остойчивее “Аргонавта”. На нем можно ходить в свежую погоду при волнении до 1м, форсировать без заливания кокпита прибойные зоны и пересекать заливы и проливы шириной до 5-8 км. В то же время относительно небольшой вес катамарана и его хорошая укладываемость в упаковки (объем упаковок такой же, как у заводского “Альбатроса”) позволяет без осложнений перевозить его на багажной полке плацкартного или купейного вагона.
В кормовой части кокпита, где находится экипаж, кокпит имеет увеличенную высоту (до 0,65 м). Это позволяет более полно защитить экипаж от холодного ветра, а при дальних переходах устраивать в кокпите закрытые спальные места без установки над ним палатки, а только тента. По направлению к носу высота кокпита уменьшается, что снижает аэродинамическое лобовое сопротивление кокпита и дает возможность дождевой воде свободно скатываться по носовой палубе и по тенту, которым можно закрывать открытую часть кокпита на ходу. Сидеть и спать в катамаране удобно на двух широких (в=1,1м) надувных матрасах, положенных вдоль кокпита. Чтобы обеспечить им более ровную опору и не провоцировать у экипажа радикулит, поверх трамплина между балками поперек катамарана кладут весла-гребки длиной 2 м. Получающееся надувное днище кокпита всегда остается сухим и теплым.
Петли для шнуровки боковых сторон трамплина к трубам-распоркам балок делаются длинными (до 100 мм). После натяжения трамплина они образуют “бортовые потопчины”, по которым можно ходить, держась за ванту и обязательно привязавшись страховочным концом. Еще более широкая площадка из натянутых петель делается между кормовой кромкой трамплина и кормовой балкой. На нее встают при посадке в катамаран и укладывают дополнительный кормовой багажник, в котором удобно перевозить объемные вещи и бурдюки с пресной водой.
Парусное вооружение “Азова-О” аналогично описанному в §19. Так как катамаран довольно тяжелый и имеет большую паразитную парусность, то качество парусов должно быть как можно более высоким.
При значительном волнении фактическая остойчивость катамарана становится меньше, чем на гладкой воде. Поэтому нужно вовремя менять или совсем убирать стаксели, а при усилении ветра до 8-10 м/сек рифить грот до S = 5 м2. Под одним зарифленным гротом “Азов” уверенно лавирует против крупных волн, хотя и не круто, и на нем можно достигнуть берега при начинающемся отжимном шторме. Под зарифленным гротом или под одним малым стакселем можно убегать от шторма полными курсами. Когда есть выбор, к берегу лучше уходить именно по ветру, уменьшив парусность и обеспечив уверенный дифферент на корму за счет перемещения груза.
Мачта собрана из трех труб сечением 75х2 и 70х2мм. (Однажды осенью на берегу Каспия, еще при сборке лодки верхнее колено мачты 7-метрового грота из более слабой трубы сечением 60х2мм переломилось при попытке спустить полный грот при ветре до 18 м/сек.) В принципе мачту можно делать из труб меньшего сечения, подкрепляя ее краспицами и ромбовантами, но в этом случае она лишается своей простоты, что связано с надежностью.
Конструкция рулевого устройства показана на рис. 19-5. Так как “Азов-О” рассчитан на более жесткие условия, чем байдарочный катамаран, то для повышения надежности руль лучше сделать не клепаным, а плоским из дюралевого (Д16Т) листа толщиной 5мм. Погруженная площадь руля 0,125 м2. Сечение баллера — Æ36-40х4мм. Особое внимание надо уделить надежности крепления втулки баллера к продольной балке катамарана и узлу соединения продольной и кормовой балок.
Баллер должен свободно двигаться по втулке вверх-вниз, чтобы его можно было поднимать вместе с пером руля. Кроме обычного сорлиня вводится еще одна снасть — для регулировки заглубления пера руля. При причаливании на прибое и при выбрасывании на песчаные пляжи баллер в последний момент поднимают до отказа, чтобы не повредить руль.
На рис. 24-1 показан вариант изогнутого удлинителя румпеля. Он оказался очень удобным при большой высоте спинки кокпита.
Рис. 24-1. Катамаран “Азов–О”.
1–узел фиксации продольной балки. 2–кормовая секция продольной балки, Тр. Æ0х2х2000. 3–усиливающая втулка, Тр. Æ5х2,5х100. 4–перо руля, лист б=5мм. 5–изогнутый удлинитель румпеля, Тр. Æ2х1,5. 6–стаксель S=3,8м2 . 7–одинарный изогнутый гик. 15–дужка-блок на продольной балке. 8–таль шкотового угла грота. 9–грот, S=7м2. 10–мачта, средняя секция, Тр. Æ5х2х2000, крайние секции, Тр. Æ0х2. 11–ванта. 12–стаксель, S=1,3м2. 13–стойка носовой оконечности кокпита. 14–оттяжка носовой оконечности кокпита. 15–дужка-блок штага. 16–носовая секция продольной балки, Тр. Æ0х2х1900. 17–балка №1. Средняя секция, Тр. Æ0х2х2000, крайние секции, Тр. Æ5х1,5х475. 18–диагональная растяжка, трос стальной Æ. 19–балка №2, средняя секция, Тр. Æ5х2х2000, крайние секции, Тр. Æ0х2х650. 20–шверц. 21–бортовая окантовка кокпита, Тр. Æ6х1,5х1600. 22–балка №3, средняя секция, Тр. Æ5х2х2000, крайние секции, Тр. Æ0х1,5х475. 23–средняя секция продольной балки, Тр. Æ5х2х1150. 24–средняя секция стрингера поплавка, Тр. Æ6х1х1000. 25–балка №4, средняя секция, Тр. Æ0х1,5х2000, крайние секции, Тр. Æ6х1,5х475. 26–балка №5, средняя секция, Тр. Æ5х2х1900, крайние, Тр. Æ0х1,5х525. 27–распорка балок, Тр. Æ2х1,5. 28–кормовая окантовка кокпита, Тр. Æ5х1,5х1600. 29–балка №6, средняя секция, Тр. Æ5х2х2000, крайние секции, Тр. Æ0х1,5х475. 30–кормовая секция стрингера поплавка, Тр. Æ4х1х2000.
“Азовы” строились и с центральными швертами, и с бортовыми шверцами. Все центральные шверты со временем были выломаны. Наиболее опасная ситуации – когда катамаран встречает высокую и крутую волну бортом. При этом нагрузки на шверт на много превосходят расчетные, сначала из-за гидравлического удара, потом из-за стремления накрененного катамарана съехать лагом по склону волны в ее впадину. Другим обычным случаем является удар шверта о различные мели. Если при этом катамаран идет со значительным дрейфом, например во время поворотов или на волнении, то дрейф препятствует свободному откидыванию шверта назад.
Бортовые клепаные и деревянные шверцы работают в описанных ситуациях гораздо надежней. За все время эксплуатации разных “Азовов” был сломан лишь один деревянный шверц, но т.к. его возраст равнялся 10 годам, то было решено, что он сломался “от старости”.
Погруженная площадь каждого шверца асимметричного сечения – 0,22м2. Конструкция оси шверца показана на рис. 20-16, а шверц-талей на рис. 23-15.
На рис. 24-1 показан вариант кокпита без каркаса в носовой части. Носовые “ребра” кокпита подкрепляются стальными тросиками Æ2 мм. Под носовую оконечность кокпита ставится стойка, которая оттягивается вперед оттяжкой – поз. 13 и 14.
Поплавки “Азова” имеют такую же форму, как и поплавки “Аргонавта”. Их диаметр и объем уточняют в зависимости от предполагаемой полезной нагрузки и района плаваний. Отношение объема одного поплавка к водоизмещению катамарана должно лежать в пределах 2,2-2,5. Чем больше объем поплавков, тем выше будет мореходность катамарана (см. § 22).
Рис. 24-2. Поплавок катамарана “Азов–О”. V=0,85 м3.
Большие катамараны тяжело идут против ветра на веслах, поэтому на них предусматривают установку 2-3-х сильных подвесных моторов с удлиненным дейдвудом, или крепят обычный мотор “Салют” на “пантографе”, который позволяет регулировать заглубление гребного винта в зависимости от загрузки катамарана и волнения. Чтобы волны не могли залить мотор, его крепят ближе к одному из поплавков, а с нижней стороны трамплина пришивают лист тонкой прорезиненной ткани и обертывают им мотор снизу, оставляя сверху небольшое отверстие для доступа в мотор свежего воздуха.
Пакуется “Азов–О” в четыре места. При указанных на рис. 24-1 размерах все большие трубы и часть стрингеров укладываются в три трубы диаметром 70 и 75мм. Их, а также остальные стрингера и мелкие трубы пакуют в два компактных пенала. Поплавки, надувные матрасы и аварийные емкости плавучести (объемом не менее 200л на поплавок) перевозятся в отдельной упаковке. Все остальные “колючие” детали катамарана и часть снаряжения пакуют в большой рюкзак из трамплина.
Перевозят упаковки на прочной 2-колесной тележке со сдвоенными шинами от детских велосипедов и самокатов или на 4-колесной тележке (рис. 24-3), собранной из деталей катамарана.
Рис. 24-3. Тележка грузоподъемностью до 100 кг.
Большие катамараны оказались удобными для путешествий по водоемам типа Волги и озера Селигер с многочисленным экипажем – 3-4 взрослых и 2-3 детей.
Размеры и конструкция катамарана аналогична описанному выше, но кокпит делается максимальной площади, а его высота уменьшается до 0,35-0,4м. Длина кормовой окантовки кокпита увеличивается до 2м, чтобы вдоль нее могли сидеть четыре человека.
Так как катамаран эксплуатируется в относительно мягких условиях, а в сильный ветер и при большом волнении на нем не ходят, то его конструкцию можно несколько облегчить. Фактический вес “семейных” “Азовов” – 80-85кг.
Основные технические характеристики:
Для воскресных прогулок и несложных походов с экипажем из двух человек удобен легкий катамаран “Альтаир” (рис. 24-4). Он удобен в транспортировке и прост в сборке-разборке. Полезная нагрузка может достигать 210 кг. “Альтаир” достаточно ходок, уверенно лавирует, в слабые ветра легко идет на веслах. Дневные переходы на Волге колебались от 15 до 40 км.
Рис. 24-4. Катамаран “Альтаир”.
1–кормовая секция продольной балки, Тр. Æ0х1,5х1900. 2–усиливающая втулка, Тр. Æ5х2,5х90. 3–перо руля (см. рис. 23-15). 4–румпель. 5–удлинитель румпеля, Тр. Æ0х1х1900. 6–степс. 7–“Л-образная” балка моста, Тр. Æ6х1. 8–горизонтальный болт М8 крепления “Л-образных” балок к продольной балке. 9–дужка-блок штага. 10–носовая секция продольной балки, Тр. Æ5х2х1900. 11–штаг. 12–носовой козырек. 13–оттяжка козырька. 14–стойка козырька. 15–носовая секция стрингера поплавка, Тр.Æ2х1х1900. 16–гак крепления стрингера к балке. 17–балка №1, Тр.Æ5х1,5х1900. 18–гайка М12. 19–дужка фиксации продольной балки. 20–фиксатор распорки балок. 21–балка №2, Тр.Æ0х1,5х1900. 22–болт и гайка М8. 23–трамплин. 24–распорка балок, Тр. Æ2х1,5. 25–шнуровка трамплина. 26–балка №3, Тр. Æ5х1,5х1900. 27–кормовая секция стрингера поплавка, Тр.Æ2х1х1830. 28–петли для шнуровки упаковки. 29–свернутая нижняя часть упаковки. 30–стопора сорлиня и шверт-тали. 31–нижнее колено мачты, Тр.Æ0х1,5х1100.
Конструкция “Альтаира” во многом повторяет “Аргонавт”, но максимально упрощена. “Т-образная” силовая рама парусного вооружения образуется передней частью продольной балки и балкой №2. Поверх мостика натягивается открытый трамплин с носовым козырьком-волноотбойником. Для уменьшения забрызгиваемости между носовыми секциями поплавков можно натянуть мелкоячеистую сетку. Экипаж сидит на надувном матрасе, привязанном к трамплину вдоль его кормовой кромки. Матрас и гермоупаковки со снаряжением крепят к трамплину за веревочные петли, пришитые по его периметру и в средней части. Трамплин служит и рюкзаком-упаковкой для разобранного катамарана.
Рулевое устройство оставлено таким же, как на “Аргонавте”. Центральная продольная балка проходит поверх поперечных балок. Узел, препятствующий повороту продольной балки вокруг своей оси, перенесен на балку №2. Здесь же находится ось вращения центрального шверта (рис. 24-5, поз. 13). При частых поворотах, особенно при плаваниях в одиночку, один центральный шверт удобней двух шверцев.
Рис. 24-5. Швертовое устройство катамарана “Альтаир”.
1–болт М10. 2–шверт, Д16Т, б=5мм. 3–передняя растяжка, трос стальной Æ. 4–задняя растяжка. 5–кормовая секция продольной балки. 6–вилка-болт шверта с резьбой М12. 7–носовая секция продольной балки. 8–огон задней растяжки. 9–огон передней растяжки. 10–балка №2. 11–болт М8. 12–дужка фиксации продольной балки, 530х25х4, Д16Т. 13–болт М8. 14–резиновый шнур.
Рис. 24-6. Поплавок катамарана “Альтаир”. V=0,45м3.
Для простоты изготовления и повышения живучести шверт сделан в виде плоской дюралевой пластины – ее труднее сломать, чем объемный шверт. Положение шверта в диаметральной плоскости катамарана фиксируют двумя парами растяжек – поз.3, 4. (Идея позаимствована с катамарана Успенских). Длину их делают такой, чтобы при рабочем положении шверта задние растяжки были натянуты туго, а передние имели небольшую слабину. В этом случае при перемене галса шверт будет автоматически вставать под положительным углом атаки к потоку – около 3-4° (не больше!) и катамаран пойдет почти без дрейфа.
Для “Альтаира” подойдет легкое универсальное парусное вооружение с тримарана “Стриж-4,5” с лавсановым гротом и жесткой прямой мачтой. Вспомогательный стаксель можно нести при ветрах до 6 м/сек. При общей парусности 7м2 и водоизмещении 210 кг (два человека, два рюкзака и сам катамаран) “Альтаир” имеет энерговооруженность Э = 17м2/т. п., что обеспечивает ему вполне хороший ход. С одним гротом 4,5 м2 можно без особой “борьбы со стихией” ходить острыми курсами при ветрах до 10м/сек. При сильных попутных ветрах грот рифят. Свист ветра в снастях, свидетельствующий об усилении ветра до 10 м/сек, служит сигналом к уходу на берег.
“Альтаир” хорошо ходит с одним гротом от “Аргонавта” площадью 5,5 м2, но поскольку он менее прочен и остойчив, чем “Аргонавт”, то при плаваниях надо соблюдать осторожность – внимательно откренивать судно, не форсировать парусом при усилении ветра и вовремя его рифить. Во всех случаях в конструкцию вант надо вводить слабые или сигнальные звенья (см. рис. 20-10).
В штиль “Альтаир” идет на веслах почти так же быстро, как и байдарка. Предусмотрены весла-гребки, которыми гребут два человека, сидящие по бортам катамарана. При желании можно установить по бортам уключины на стойках, раскрепленных тремя растяжками, и грести более эффективными распашными веслами. На кормовую балку можно навешивать подвесной мотор. Способность “Альтаира” при любых погодных условиях иметь хороший ход очень важна, т.к. воскресные походы приходится заканчивать к определенному сроку.
Пакуется “Альтаир” в три упаковки и переносится одним человеком (рис. 2-7), либо в одну упаковку, которая перевозится на 2-х колесной тележке (рис. 24-7).
Рис. 24-7. Упаковка катамарана “Альтаир”.
1–складная тележка. 2–капроновый трос крепления упаковки. 3–дюралевый угольник с передними роликами. 4–торцевая ручка. 5–ремни крепления упаковки к тележке. 6–плечевая лямка. 7–водило – весло или одна из балок. 8–упаковка. 9–шнуровка упаковки. 10–петля шнуровки. 11–поплавки. 12–паруса. 13–трубы моста и рангоута. 14–средняя секция гика, крепеж и такелаж.
Так как катамаран приходится часто перевозить в общественном транспорте, то особое внимание обращается на укладываемость деталей разобранного катамарана в упаковку и уменьшение габаритов упаковки.
В конструкции “Альтаира” нет объемных и гнутых деталей (за исключением средней секции гика). Все детали, крепящиеся к трубам, сделаны быстросъемными, чтобы трубы можно было вставлять одну в другую. Принцип укладки “труба в трубу” использован максимально. Малые габариты упаковки позволяют без осложнений перевозить катамаран в автобусах и троллейбусах. Вносить упаковку в транспорт может один человек за плечевую лямку, или двое за торцевые ручки.
К кормовой кромке трамплина пришивают нижнюю часть упаковки, имеющую ширину 0,3м, высоту 0,15м и глубину 0,4 м. Дно упаковки обязательно усиливают 2 слоями брезента и мягкой “пенкой”, чтобы при частых постановках ее на твердый пол торцы труб не пробили ткань.
На большие расстояния упаковку с катамараном удобно перевозить на 2-х колесной тележке (рис. 24-7). Крепление упаковки к тележке должно быть быстросъемным, ибо в автобусах и электричках тележку удобнее перевозить отдельным местом. Саму тележку лучше сделать складной. Балансировать упаковку на тележке надо так, чтобы водило давило на руку вниз с силой 1-2кг. В качестве водила используют кормовую секцию продольной балки или весло.
Составляющие веса катамарана, кг: поплавки – 9; стрингера поплавков – 4,1; мост в сборе – 6,7; швертовое устройство – 3; рулевое устройство – 2,2; трамплин-упаковка – 2; парусное вооружения в сборе – 8,5; весла и пр. – 2; итого – 37,5кг.
Самые легкие катамараны эксплуатируются в парусно-гребном варианте. Они хорошо себя зарекомендовали в походах по небольшим рекам с рядом плесов или озер, где вполне могут конкурировать с парусно-гребными байдарками и надувными лодками. При равной с байдарками грузоподъемности их вес – 20-25 кг.
Одноместный катамаран, построенный А. Бабенко из г. Люберцы (рис. 24-8), имеет следующие характеристики: L=3,6м; ВК=0,9м; объем одного поплавка – 0,26м3; парусность — 3м2 + 1,2м2; время сборки — 0,5 часа; вес в упаковках – 20 кг. Мостик начинается сразу от носовых оконечностей поплавков и со всех сторон имеет обвесы-обтекатели, образующие удобный кокпит и багажники. Грести на катамаране можно байдарочным веслом.
Рис. 24-8. Парусно-гребной катамаран. Вес – 20 кг.
На других подобных катамаранах мостик оставляют открытым. Э.И. Заичкин из г. Протвино поставил на такой катамаран мачту и парус от виндсерфера и управлял им стоя, держась за уишбон. Катамаран имеет эффективный центральный шверт и не имеет руля, как и настоящий виндсерфер. На соревнованиях, выступая в классе “Катамаран-5,5м2”, этот “катасерфер”, как назвал его автор, продемонстрировал хорошие ходовые качества. Катамаран неплохо ходит и на веслах. Его вес – 20 кг.
Как уже говорилось, по времени сборки и весу поплавковые фермы уступают трубам-стрингерам, но фермы позволяют использовать более широкий ассортимент материалов. Например, в ферме катамарана “Спаниель” Н. Никитина (рис. 24-9, а) использован коробчатый профиль, применяемый в строительстве. Он лежит непосредственно на поплавке и обеспечивает его прямолинейность. Нижние пояса фермы сделаны из стального троса Æ4. Распорки согнуты из труб от раскладушек.
Рис. 24-9. Примеры поплавковых ферм катамаранов.
Ферма, показанная на рис. 24-9, б, отличается лишь более надежной конструкцией распорок. Центральным стрингером поплавка служит труба или профиль, способные работать на сжатие. К поперечным балкам стрингер крепится с помощью хомута, согнутого из прутка или трубки.
В ферме на рис. 24-9, в стойки подняты выше моста. Верхние пояса ферм используются как удобные лееры (рис. 2-12), для крепления обвесов кокпита (рис. 2-8) и для крепления уключин распашных весел.
При постройке всех ферм надо следить за надежностью заделок огонов тросов (нагрузки на них могут быть значительными), за надежностью крепления тросов к центральным стрингерам или поясам ферм. Сечение болтов или пальцев, соединяющих отдельные элементы фермы, должно быть таким, чтобы их не срезало и чтобы они не проминали стенки труб. Достаточность прочности деталей ферм при максимально возможных нагрузках обязательно проверяют опытным путем.
Кроме того, надо иметь в виду, что на поплавок действуют силы не только в вертикальной, но и в горизонтальной плоскости. Они могут достигать величин, равных водоизмещению судна, и даже больших. Фермы должны выдерживать и такие нагрузки. В первом приближении это можно проверить на воде, поставив катамаран с грузом и экипажем на борту на один поплавок в вертикальное положение и посмотреть – как ведет себя ферма и не может ли поплавок оторваться от катамарана.
В походных условиях было несколько случаев полного отрыва поплавков от катамаранов из-за ненадежности их крепления к фермам. Чтобы этого не произошло, к тросам и стрингерам поплавки лучше крепить не отдельными ремнями или завязками, а с помощью сплошных карманов. Карманы следует не только приклеить (от воздействия солнца и воды многие клеевые швы теряют прочность), но и пришить к ткани поплавка. Нижние пояса ферм желательно проводить ниже середины поплавков.
На катамаранах с большим центральным швертом приходится искусственно поднимать мост, чтобы шверт в поднятом положении не касался дна при плаваниях по мелководьям или земли при стоянках на берегу. Фермы таких катамаранов отличаются большим разнообразием (рис. 24-10).
Рис. 24-10. Катамараны с поплавковыми фермами разных конструкций.
В московском турклубе был построен ряд удачных катамаранов, у которых распорки поплавковых ферм согнуты из “П-образного” алюминиевого профиля (рис. 24-11 и 24-12).
Рис. 24-11. Катамаран с “П-образными” распорками поплавковых ферм.
Рис. 24-12. Устройство “П-образной” распорки поплавковой фермы.
1–верхний пояс фермы. 2–поперечная балка. 3–бобышка и болт. 4–изогнутый “П-образный” алюминиевый профиль. 5–“патефонный” замок. 6–стрингер. 7–карман стрингера. 8–поплавок.
Первоначально эта рациональная идея была использована в 1971 г на катамаране Голубичного, Артыновой и Черной. (“КиЯ” №2 (78) 1979г.) Катамаран имел 5 поперечных балок, поплавковые фермы и подчеркнуто “эластичный” мост. Бермудский грот 7м2 и стаксель 3м2 поднимались тоже на очень гибком рангоуте. Степс мачты крепился на 4-х распорках, идущих от поплавковых ферм, распорки служат каркасом носовой рубки-убежища, которая может трансформироваться в палатку, закрывающую весь кокпит. Вес катамарана 70кг. Несмотря на излишнюю (по мнению автора) эластичность моста и рангоута и облегченность (недостаточную прочность) всей конструкции, катамаран неплохо ходил по Азовскому морю, Рижскому заливу, Волжским и Днепровским водохранилищам.
В дальнейшем эту поплавковую ферму использовал С.Н. Козлов для постройки уже “жесткого” катамарана с развитым тросовым “пауком” под мостиком. Позже эта схема видоизменялась и совершенствовалась другими авторами.
Для жестких поплавков большого давления нижние пояса этой фермы можно делать из тросов. Для обычных поплавков обязательными элементами фермы являются трубки-стрингера и карманы для них (рис. 24-12, поз. 6 и 7). Без жестких стрингеров килевая линия поплавка будет волнообразной. Стрингера крепятся к распоркам ферм “патефонными” замками. Отстегнув замки, поплавок со стрингерами можно быстро отсоединить от моста. Это очень удобно при хранении на берегу частично разобранного катамарана в промежутках между плаваниями, например, воскресными.
Шверты большой площади из листового дюраля получаются очень тяжелыми, а из дерева их сделать трудно. Изредка их делают из стеклопластика с наполнителем из труб, дерева и пенопласта, но чаще всего сгибают и склепывают из алюминиевого листа толщиной 1-1,2 мм и подкрепляют изнутри развитым набором из лонжеронов и нервюр. Как правило, шверты делают с автоматически изменяющимся при перемене галса начальным углом атаки.
К мосту шверты крепятся с помощью швертовой коробки (рис. 19-7) или по методу, разработанному В.Н. и М.Н. Успенским (рис. 24-13). Горизонтальная ось шверта находится вверху, у его кормовой кромки. В продольной плоскости шверт фиксируется двумя парами оттяжек. Кормовые оттяжки набиваются туго, а носовые с небольшой слабиной, чтобы позволить шверту вставать под начальным углом атаки ±3°. В месте крепления оттяжек шверт подкрепляется приклепанными с двух сторон дюралевыми уголками. При такой конструкции задняя верхняя часть шверта оказывается сильно нагруженной, ее надо усиливать прочным набором из дюралевых труб или профилей. Попытки произвольно облегчить или упростить конструкцию такого шверта могут кончиться его поломкой (рис.24-14).
Рис. 24-13. Крепление центрального шверта катамарана.
Рис. 24-14. Центральный шверт с недостаточной прочностью.
На катамаранах с “ферменными” мостами центральную продольную балку обычно не ставят и навешивают центральный руль на кормовую поперечную балку. В этом случае, из-за малого расстояния между ней и мачтой, ухудшается управляемость судна.
Более рациональное решение показано на рис. 24-15. Вводится дополнительная легкая кормовая поперечная балка, к ней крепится верхний (или нижний) конец оси коробки пера руля. Второй конец оси фиксируется двумя поперечными трубками-распорками, третья трубка-распорка идет вдоль ДП к кормовой балке моста и фиксирует ось рулевой коробки в продольной плоскости.
Рис. 24-15. Два варианта устройство руля на вспомогательной кормовой балке катамаранов.