Туристу-воднику

Парус типа «Стриж»

В. Перегудов

Байдарка под парусом нового типа, получившим название «Стриж» (автор В. Перегудов), впервые появилась на парусно-туристских соревнованиях в 1975 г. По сравнению с традиционным вооружением, у «Стрижа» более высокое аэродинамическое качество, поэтому неудивительно, что уже со следующего года лодки под парусом типа «Стриж» уверенно занимают в гонках призовые места.

В дальнейшем появились другие оригинальные варианты паруса, предложенные А. Бухановым, Н. Пушкиным. Л. Морозом, В. Суворовым и др. Сейчас уже можно говорить о целом семействе парусов этого типа, объединенных рядом конструктивных признаков (расположение гика, жесткая мачта, использование нижней шкаторины в качестве оттяжки гика и др.). Большими достоинствами вооружения типа «Стриж» являются технологичность изготовления и возможность применить доступные материалы, что позволяет сделать на «домашней верфи» качественный парус.

Основная черта паруса типа «Стриж» — повышенная жесткость. Под этим понимается способность паруса сохранять в заданных пределах угол атаки, величину и форму «пуза» но всей площади и на всех режимах работы, т. е. при разных ветрах е курсах. Заметим, что у самодельного бермудского грота из хлопчатобумажной ткани при усилении ветра пузо может самопроизвольно увеличиться до 20—30 %, угол атаки измениться по высоте до 45°. В таком виде парус почти не дает тяги, направленной по движению лодки, однако он развивает огромную силу дрейфа, которая может опрокинуть или сломать легкий разборный парусник. В сильный ветер бермудский грот обезветрить потравливанием шкотов не удается — парус сразу сильно заполаскивает. Все это приводит к тому, что в штормовую погоду гонки для судов с недостаточно жесткими парусами заканчиваются массовыми оверкилями и авариями. Именно это и определило быстрое признание более жестких парусов типа «Стриж».

Основным фактором, определяющим жесткость треугольного грота, является степень натяжения задней шкаторины. Чем сильнее она натянута, тем труднее ее прогнуть под ветер, тем самым увеличить «скручивание» (изменение углов атаки по высоте) и пузо паруса. Натяжение задней шкаторины во многом определяется эффективностью работы оттяжки гика, которая зависит от положения точки крепления оттяжки и величины угла между ней и гиком. На «Стриже» оттяжку гика (стальной тросик) проводят от нока к шпору мачты, а пространство между гиком и оттяжкой заполняют парусиной (рис. 1).

Тросик оттяжки пропускают через карман, пришитый к нижней шкаторине паруса, т. е. тросик одновременно выполняет функция и оттяжки, и булиня шкаторины. В галсовом углу обязательно делают устройство (мягкий талреп) для корректировки фактической длины булиня по мере вытяжки парусины и при тонкой настройке паруса. Такой же тросик-булинь пропускают через карман задней шкаторины. Чтобы сильнее натянуть булини, мачту предварительно изгибают в пределах ее упругих деформаций, при этом выбирают все люфты в узлах соединения колен мачты, которая на судах этого типа делается всегда разборной. Чем жестче мачта, тем сильнее можно натянуть булини и тем стабильнее будет форма паруса во время работы.

Парус «Стриж» эффективнее бермудского грота, так как в самой широкой части паруса профиль не искажается гиком. Благодаря более высокому расположению эта часть обтекается относительно ровным незавихренным потоком воздуха. «Стриж» имеет пониженное индуктивное сопротивление, поскольку нижняя шкаторина, резко опускаясь вниз, работает подобно задней шкаторине.

У большинства парусов типа «Стриж» соотношение теоретических длин шкаторин принимают как 5:4:3, а шкотовый угол делают равным 90°. Это позволяет заднюю и нижнюю шкаторины кроить по прямым ниткам утка и основы парусины. Благодаря этому даже начинающим парусным мастерам удается делать аэродинамически гладкие паруса — без морщин и фалд, повышающих сопротивление формы и трения паруса.

Для повышения жесткости заднюю шкаторину «Стрижа» обычно делают со значительным отрицательным серпом. Чем больше серп, тем меньше под действием ветровой нагрузки шкаторина прогибается к мачте, самопроизвольно увеличивая пузо паруса. Натянутые булини, стремясь распрямиться, оттягивают назад прилегающую к ним ткань, делая заднюю часть паруса более плоской.

Другим эффективным способом «уплощения» задней части паруса является применение лат. В данном случае задние шкаторины можно делать без отрицательного серпа, прямыми или даже выпуклыми (рис. 2, а). Булинь по задней шкаторине оставляют на месте и крепят к парусине, как показано на рис. 7.

Для уменьшения высоты мачты и снижения положения центра парусности (ЦП) углы «Стрижей» подрезают (рис. 2,6). При этом углы паруса крепят не к мачте, а к дужкам-кронштейнам, постоянно закрепленным на мачте. На больших катамаранах, построенных автором, длина нижних дужек достигала 0,7 м, что позволяло снизить высоту мачты и ЦП минимум на 0,5 м. Длина верхних дужек должна быть гораздо меньше — в противном случае заметно ухудшается аэродинамика паруса.

Чтобы радикально улучшить аэродинамику верхней части паруса, автор разработал вариант грота с сильно загнутой назад верхней частью мачты. У такого паруса резко снижается индуктивное сопротивление. Этот же принцип применил и калининградец Г. Лисин, который предложил конструкцию паруса с загнутой назад спускаемой стеньгой (рис. 2, в). Нижний конец стеньги приварен к отрезку трубы (длина 0,2 м), свободно скользящему по мачте.

Чтобы уменьшить длину гика, шкотовый угол «Стрижа» иногда обрезают, а заднюю шкаторину подкрепляют отрезком трубки 20—30х1 мм. Форма паруса «Стриж-крыло» (рис. 2, г) максимально приближается к форме эллипса большого удлинения, идеальной для паруса.

Рис. 3. Способы регулировки величины пуза паруса: а — изгиб мачты при помощи талей на ноке гика; б — изменение расстояния между шкотовым углом и прямой мачтой; в — изгиб мачты при помощи подъема по мачте пятки гика; г — изгиб мачты при помощи краспицы регулируемой длины. 1 — плоский профиль; 2 — полный профиль; 3 — тали; 4 — краспица; 5 — контрштаг.

Чаще всего пузо «Стрижей» регулируют, изменяя расстояние между мачтой и шкотовым углом паруса. Для этого между ноком гика и шкотовым углом паруса основывают небольшие тали, ходовой конец их выводят в кокпнт вдоль нижней шкаторины или вдоль гика мачты. При выбирании ходового конца шкотовый угол и жестко связанные с ним булинями оконечности мачты остаются на месте, а мачта прогибается вперед (рис. 3,а). В образующийся у мачты дополнительный серп уходит часть парусины, при этом парус становится более плоским. Наибольший прогиб мачта получает в средней части — именно там, где необходимо убрать в передний серп наибольшее количество парусины. При регулировке пуза в широких пределах (от 0 до 10—15 %) геометрия Стрижа не нарушается и на нем не появляются ни морщины, ни фалды.

При уменьшении пуза и соответствующем изгибе мачты жесткость паруса повышается, он становится способным работать при более сильных ветрах. В этих условиях «Стриж» с небольшим пузом несут под малым углом атаки (2—4°), он не заполаскивает, сохраняет правильный аэродинамический профиль и развивает умеренную тягу. Парус может работать, как жесткий обтекаемый флюгер. Во время сильных шквалов достаточно отпустить шкот, чтобы поставить парус во флюгерное положение и избавить судно от кренящего момента и излишней нагрузки на мачту.

Другой способ регулировки пуза применяется на больших парусах (7—13 м²), имеющих прямую мачту, подкрепленную краспицами в ромбовантами. Здесь профиль изменяется за счет перемещения шкотового угла (рис. 3,б).

На двухслойных парусах небольшой площади иногда пузо регулируют, передвигая вниз-вверх по мачте пятку прямого гика, помещенного между полотнищами паруса (рис. 3,в). Гик имеет на конце ролик (шарикоподшипник) и усы, не позволяющие пятке сойти с мачты. Одной снастью пятка гика опускается вниз, другой поднимается вверх. При горизонтальном положении гика парус имеет нулевое пузо.

Еще один способ регулировки пуза на больших парусах — при помощи передней краспицы, длина которой регулируется из кокпита. На лодке автора этого метода, загорчанина Е. Кузнецова, у шпора мачты шарнирно закреплен управляющий рычажок с шестью фиксированными положениями — каждое для ветра определенной силы. При уменьшении длины краспицы мачта прогибается вперед, пузо паруса уменьшается.

Парус типа «Стриж» можно крепить к мачте разными способами, например, в ликпаз мачты или при помощи сезневки, но эти методы несовершенны — на острых курсах мачта сильно завихряет поток, обтекающий переднюю часть паруса, что приводит к снижению тяги паруса на 10—20 % при одновременном росте силы дрейфа. Для небольших лодок это весьма существенные потери. Чем меньше площадь парусности по отношению к площади лобового сопротивления корпуса и экипажа лодки, тем сильнее снижение качества паруса сказывается на лавировочных способностях судна. Поэтому «Стрижи» малой площади лучше крепить к мачте при помощи специального кармана на передней шкаторине. Карман должен быть достаточно широким, чтобы служить аэродинамическим обтекателем мачты.

Можно также использовать двухслойные паруса. Все выступающие детали — боуты, латы, швы и т. п. в этом случае размещают с внутренней стороны полотнищ с тем, чтобы получить гладкие наружные поверхности паруса.

Рис. 4. Уменьшение площади паруса типа «Стриж».
I — прочный штерт, удерживающий новый фаловый угол на мачте; 2—мачтовый карман, собранный в гармошку; 3 — ходовой конец фала; 4 — положение задней шкаторины незарифленного паруса; 5 — рифштерты, продеваемые через люверсы; 6 — ткань, собранная в «колбаску».

Применяют несколько способов рифления «Стрижей», но мы опишем лишь один (рис. 4). Прежде всего верхнюю — заднюю часть паруса укладывают «колбаской», которую стягивают вдоль булиня задней шкаторины. В новом фаловом углу ее притягивают к мачте прочным штер-том, пропущенным через петлю на передней шкаторине (при этом зарифленный парус должен свободно передвигаться по мачте!). Наличие «колбаски» по задней шкаторине несколько ухудшает работу паруса, но в сильный ветер поток воздуха приходит к задней шкаторине настолькв завихренным, что ее фактическая толщина уже не имеет большого значения. На двухслойном парусе убираемую ткань можно разместить внутри паруса.

Собранную в «колбаску» ткань крепят к парусу, пропуская риф-штерты через люверсы, поставленные с шагом 200—300 мм вдоль ряда рифа,

Подавляющее большинство парусов для туристских лодок шьют из доступных тканей, имеющихся в широкой продаже: хлопчатобумажных плащевых и палаточных, лучших сортов тика для пера, тентовых и др. При покупке ткань надо обязательно проверить на прочность и непродуваемость. Она должна незначительно и одинаково тянуться только по двум диагоналям (ни в коем случав по утку и основе). Непродуваемость проверяют, рассматривая ткань на свет лампы или ярко освещенного окна. Лампа или окно должны просвечивать через ткань в виде редких светлых точек или совсем не просвечивать. Важно разобраться, чем определяется непродуваемость — прочной набивкой нитей, как на настоящей парусине, или специальной пропиткой, которая быстро сходит с ткани.

Вес ткани не имеет существенного значения, но когда есть выбор, лучше брать легкую. Паруса из нее лучше держат форму в слабый ветер.

Метод пошива паруса обуславливается наличием у «Стрижа» жесткого каркаса, который образуют мачта и гик с булинями нижней и задней шкаторин. Каркас располагают горизонтально, парус выкраивают и шьют прямо по месту. При этом удается учитывать все погрешности в размерах, особенности рангоута и материала паруса.

Рассмотрим на примере двухслойного грота катамарана «Аргонавт» (см. «КиЯ» № 106) последовательность изготовления паруса. Чтобы его изготовить, необходимо около 14 м² парусины.

Прежде всего нужно изготовить рангоут, тросы-булини задней и нижней шкаторин с огонами на концах и штертиками для корректировки их длины, устройство для регулировки пуза паруса со всеми блоками, утки, фал (рис. 5). Затем следует собрать каркас со всеми снастями и проверить его работу. Далее снастью для регулировки пуза поставить рангоут в положение, которое он будет иметь при нулевом пузе. Прогиб мачты должен составлять 100—150 мм.

В таком положении уточняют размеры паруса и делают его теоретический чертеж в масштабе 1: 10 или 1:5. На чертеже с учетом ширины ткани проводят линии швов, которые должны идти перпендикулярно задней шкаторине; их ширина — 2 см. По этой разметке определяют размеры отдельных полотнищ.

Теперь приступают к раскрою. Ткань расстилают на полу, при необходимости гладят, стараясь не растянуть, и отрезают от общего куска отдельные полотнища. Один рез должен идти по прямой нитке, второй — по косой. Прежде чем резать ткань по косой нитке, вдоль линии реза наклеивают широкую липкую ленту — иначе во время резки или в дальнейшем ткань растянется вдоль реза.

Тип шва, которым будут сшивать полотнища, выбирают в зависимости от исполнения кромок ткани и квалификации мастера. Если кромки имеют такую же прочность, как остальная ткань, их сшивают простейшим машинным швом «зигзаг», он не стягивает шов (рис. 6, а). Если кромка снабжена прочной тесьмой, ее обязательно отрезают, иначе в процессе эксплуатации жесткий шов будет вытягиваться гораздо меньше остальной парусины, что приведет к нарушению плавности профиля паруса.

В таком случае кромки ткани подгибают, тщательно заглаживают и сшивают полотнища швом, изображенным на рис. 6, б. Чтобы после отрезки тесьмы кромки ткани не сыпались, ткань полезно заранее промазать клеем. Для двухслойных парусов наиболее совершенным является шов, изображенный на рис. 6, в, однако он требует точного изготовления — малейшие отклонения шва от прямой ведут к нарушению плавности поверхности паруса.

Выкроенные отдельные полотнища ткани сметывают или склеивают клеем (например, резиновым), затем последовательно сшивают в два треугольных полотнища. Шов «зигзаг» применяют с максимальным шагом. Если швейная машина делает только простой шов, надо заранее научиться делать его так, чтобы он не стягивал шов и вдоль него не образовывались мелкие морщинки. Иголки (обычно № 100—120) должны быть очень острыми; натяжение верхней нити ослабляют — лишь бы она протягивалась через один слой ткани. Готовый шов обязательно разглаживают утюгом, стремясь растянуть шов (но не прилегающую к нему ткань).

Фальшвы на небольших по площади парусах обычно не делают так как прочности большинства тканей вполне достаточно, а сами фальшвы, влияя на деформацию ткани, при работе паруса искажают ею профиль. По этой же причине для изготовления «Стрижей» целесообразно применять широкие ткани, требующие минимального количества швов.

Сшитые полотнища укладывают на полу, излишки материала обрезают. Полотнища должны быть плоскими.

Кромки обоих полотнищ должны совпадать. На участках между латами делают небольшие отрицательные серпы. Края полотнищ подгибают и заглаживают. Наложив полотнища на рангоут, определяют положение углов паруса, пришивают в этих местах боуты и усиливающие накладки из широкой корсажной ленты. В шкотовые углы необходимо вшить или впрессовать люверсы.

По задней шкаторине и по линиям, примерно соответствующим положению передней и нижней шкаторин, полотнища сшивают машинным наметочным швом (при этом шве верхнюю нитку ослабляют настолько, чтобы она совсем не затягивала шов). До шкотового угла швы не доводят на 100 мм; верхний и нижний подрезы паруса не сшивают.

Далее парус ставят на рангоут, расположенный горизонтально. Снастью для регулировки пуза рангоут настраивают на среднее пузо и проверяют общее соответствие паруса рангоуту. Под действием собственного веса парусина должна прогибаться вниз не менее, чем на 10 % ширины паруса, измеренной по перпендикуляру к мачте. Прогиб парусины удобно контролировать при помощи длинной прямой рейки или трубки, которую кладут поперек паруса на мачту и булинь задней шкаторины.

В этом положении, обходя парус по периметру, полотнища сметывают друг с другом, последовательно закалывая их иголками с наружных сторон мачты и булиней шкаторин. Расстояние между иголками в начале сметывания паруса не должно превышать 0,5 м, в конце — 5—10 см. От качества выполнения этой операции зависит качество будущего паруса. В конце сметывания пузо в средней части паруса должно составлять 6—9%, ближе к краям—6—3%. Максимум пуза располагают на расстоянии 40 % ширины паруса от мач ты. В районе шкаторин парус делают максимально плоским. Поверхность паруса должна быть гладкой — без всяких морщин, фалд и перетяжек. Если в начале сметывания были допущены грубые ошибки и парус гладким не получился, надо убрать все иголки и сметать его заново.

Необходимые коррективы выполняют, настроив парус сперва на максимальное пузо (15 %), затем на минимальное и на нулевое. Все операции необходимо повторить 3—4 раза. Сметывание иголками считается законченным, когда парус на всех режимах работы имеет гладкую поверхность и правильный аэродинамический профиль. Форму паруса можно проверить, имитируя действие на него ветра. Для этого помахивают парусом несколько раз с разной скоростью. Только после этого парус можно снять с рангоута и заменить все иголки машинными наметочными швами.

Теперь с обеих сторон паруса авторучкой или сухим мылом проводят линии шва, фиксирующего положение булиня задней шкаторины, и ставят риски-мелки. Этот наметочный шов распускают, а парус снимают с рангоута, чтобы окончательно сшить переднюю (рис. 8) и нижнюю (рис. 6, В-В) шкаторины.

Поставив парус на рангоут, снова сметывают по линиям и рискам-мелкам заднюю часть паруса, вставляют в него латы и проверяют форму. Если в процессе примерок и сметывания не удалось избежать местных вытяжек парусины, придется корректировать форму задней части паруса, добиваясь ее «уплощения» на участках между латами, булинем и самой задней шкаториной. Можно также подпороть и перешить швы, соединяющие полотнища паруса (в крайнем случае сделать несколько небольших закладок). Затем задние кромки паруса сметывают машинными наметочными швами. Если вы предполагаете участвовать с этим парусом в гонках, то на данном этапе следует проверить фактическую площадь; она не должна превышать 5,5 м². Новый парус лучше делать примерно на 0,2 м² меньше, так как в процессе эксплуатации он можег заметно вытянуться.

Окончательно сшив заднюю часть паруса, ставят все необходимые усиливающие накладки, закрепляют ручными швами положение булиня задней шкаторины в фаловом углу и булиня нижней шкаторины в шкотовом углу. Поставив парус на рангоут, можно начать его «выхаживание». Для этого парус ставят в положение нулевого пуза, располагают горизонтально, обильно увлажняют и сушат на рангоуте. Операцию повторяют несколько раз. В походных условиях парус оставляют на ночь на рангоуте в положении нулевого пуза. Он увлажняется росой, а утром высыхает. При этом происходит перераспределение и выравнивание напряжений в парусине: в одних местах ткань удлиняется, в других садится — исчезают все мелкие морщинки, перетяжки и другие нарушения формы и профиля, полученные за день. Утром достаточно отрегулировать нужное пузо — и парус готов к работе.