Книга первая 1 страница

УСТРОЙСТВО ПАРУСНОЙ ЯХТЫ И УХОД ЗА НЕЙ

ОТ АВТОРА

Вдыхая ни с чем несравнимый запах краски, парусов я просмоленных канатов, я впервые осторожно прокрался между эллингами, в которых хранились яхты одного яхт-клуба и, сгораемый страстным желанием, смешанным со страхом, заглянул в открытые люки. Мое мальчишеское любопытство, наконец, взяло верх, и я полез, спотыкаясь о флоры и ударяясь о переборки, в темное нутро элегантной яхты из красного дерева, а затем солидного дубового баркаса.

С тех пор я часто с бьющимся сердцем часами просиживал на корточках рядом со швертовым колодцем в низкой каюте, а голова моя в это время была преисполнена самых смелых мечтаний, уносивших меня в далекий океан.

Весной, когда начались подготовительные работы и в зимнем эллинге было шумно и людно, я тоже стал действовать: после нескольких рукопожатий грубая мужская рука помогла мне спуститься в носовой трюм. Мне поручили очистить трюм и те места, в которые может пролезть без труда только самый маленький. Охваченный желанием трудиться, я чистил, скоблил, красил и был горд от сознания того, что имею право находиться на «борту».

Затем яхты вышли в море для первой дифферентовки, и на этот раз мои старания оказались ненапрасными. Мне разрешили плыть на яхте, убирать ее, работать на стаксель-шкотах, а позднее, в далеких гаванях, когда усталые от долгого перехода матросы лежали на своих койках, делать покупки или же смотреть за яхтой и парусом на то время, когда матросы, валко ступая по трапу, уходили на берег.

Сейчас каждый, кто хочет отправиться в самостоятельное путешествие по рекам и морям, в любое время может воспользоваться яхтами, принадлежащими теперь всему народу. Однако борьба с ветром, водой, различными превратностями погоды требует от яхтсмена не только желания и любви к делу. Наряду с необходимым мужеством, уверенностью в своих силах, присутствием духа и умением спокойно оценивать обстановку, яхтсмену нужен также известный опыт и прежде всего хорошие теоретические знания

Данная книга и содержит в себе тот запас знаний, который необходим каждому начинающему яхтсмену.

На том долгом и не всегда легком пути к получению звания классного рулевого автор хотел бы стать вашим другом и советчиком. Только к тому, кто сумеет совместить теоретические знания с практическим опытом, придут в будущем спортивные победы.

Иоахим Шульт

Берлин, 1957 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Глава 1. РАСКРЫТЫЕ СЕКРЕТЫ

Задумывались ли вы когда-нибудь о том, почему яхта идет по ветру в том направлении, в каком только захочет рулевой? Ветер, дующий над поверхностью воды, гонит перед собой любое тело, плывущее по ее поверхности. При постоянной скорости ветра оно движется тем быстрее, чем меньше оказывает ему сопротивление вода и чем больше поверхность тела, которая испытывает на себе силу ветра Для того чтобы лучше уловить ветер и использовать его силу для приведения в движение плывущего на воде предмета, на нем устанавливают парус, увеличивающий поверхность, на которую действует давление ветра.

Однако предмет, имеющий со всех сторон одинаковую форму подводной части (например, куб, кастрюля или плот), может двигаться только в том направлении, в котором дует ветер, так как со всех сторон он испытывает одинаковое сопротивление воды. Даже при изменении положения паруса направление движения предмета останется в основном неизменным. Только тогда, когда предмету будет придана обычная форма лодки, он сможет двигаться под парусом в ином направлении, чем то, которое определяет ветер. Лодочная форма как бы в миниатюре изображает собой погруженную в воду и расположенную в направлении движения плоскость. При лодочной форме в наибольшей степени уменьшается поверхность тела в направлении его движения, чем снижается лобовое сопротивление, но зато увеличивается площадь поверхности, расположенной перпендикулярно движению, т. е. боковое сопротивление. Боковая часть судна, находящаяся под водой, называется боковой проекцией (рис. 1).

Рис. 1.

Следовательно, корпус судна должен быть сконструирован таким образом, чтобы он по своей форме или соответствовал выше приведенной боковой проекции, или давал возможность укрепить на нем дополнительные плоскости, водяное сопротивление которых по ходу судна (для возможно большего сокращения лобового сопротивления) должно быть наименьшим, а перпендикулярно к движению (для увеличения бокового сопротивления)— наибольшим. Если такая плоскость жестко соединена с корпусом, она называется килем, а судно — килевым судном; если же плоскость может убираться (подниматься), то она называется швертом, а судно — швертботом.

Исходя из тех же принципов, производится и установка парусов. Они устанавливаются в продольной плоскости судна таким образом, чтобы обеспечить наиболее полное использование силы ветра, для чего на судне имеется хорошо укрепленная со всех сторон мачта, обеспечивающая поворот паруса в обе стороны на 90°. С помощью тросов парус можно установить под любым углом к продольной оси судна. Давление ветра на поверхность паруса и его наиболее выгодная установка по отношению к корпусу судна, при котором обеспечивается наименьшее лобовое и наибольшее боковое сопротивление, дают яхте хороший ход, преимущественно вдоль его продольной оси. Отсюда мы можем плыть в любом направлении, как по ветру, а если угол паруса около 45°, то и против ветра; применяя лавирование (движение зигзагами против ветра), можно прийти к цели, расположенной в той стороне, откуда дует ветер.

Рис. 2.

Возникающая в результате давления ветра на поверхность паруса сила стремится прижать выступающие над корпусом судна мачту и паруса к поверхности воды и тем самым опрокинуть все судно. Если мы хотим, чтобы судно сохранило свое нормальное положение на плаву, то остойчивость корпуса судна должна обеспечивать противодействие этой опрокидывающей силе. Поэтому корпус судна по своей форме и прочности строится таким образом, чтобы при любом боковом наклоне, вызванном давлением ветра, он обладал достаточной поперечной остойчивостью; продольная же остойчивость в большинстве случаев уже обеспечена длиной судна (рис. 2).

Если на плывущую доску установить мачту и парус для того, чтобы она двигалась быстрее, то окажется, что на плаву доска не сохранит своего горизонтального положения и перевернется (рис. 3). Однако, если к той части поверхности доски, которая находится под водой, прицепить балласт, то доска уже сможет сохранить свое первоначальное положение на плаву и при крене снова будет возвращаться в прежнее положение (рис. 4). В основу этого положен тот же принцип, что и в игрушку «ванька-встанька» (рис. 5). (Укрепленный в нижней части игрушки груз немедленно поднимает «ваньку-встаньку» из любого наклонного положения.) В зависимости от места расположения балласта на судне различают внутренний и внешний балласт. Чем тяжелее груз и чем ниже он расположен, тем больше остойчивость веса судна (весовая остойчивость).

Рис. 3. Неустойчивое положение	Рис. 4. Стабильное остойчивое положение

Учитывая, что глубоко сидящий балластный киль, или фальшкиль, имеет ряд недостатков, попытаемся обойтись без дополнительных грузов — балластин. Для этого свяжем нашу доску с другими в один плот (рис. 6), с тем чтобы при наличии мачты он смог оказать значительное сопротивление опрокидывающей силе ветра за счет своей широкой плывущей поверхности. В этом положении плот будет обладать остойчивой формой (рис. 7). Если, коснувшись воды, тело почти не делает крена, то можно сказать о нем, что оно обладает большой начальной остойчивостью.

Рис. 5. Остойчивость веса

Наша же утяжеленная грузом доска быстро кренится на воде, однако также быстро принимает и свое первоначальное положение, независимо от величины крена. Таким образом, несмотря на малую начальную остойчивость, доска обладает большой конечной остойчивостью. Для обеспечения продольной остойчивости, в противоположность поперечной, совершенно не требуется каких-либо особенных конструктивных решений, так как остойчивость обеспечивается сама по себе за счет длины корпуса судна.

Рис. 6. Низкая и высокая остойчивость формы

На мелководье, где осадка судна ограничена, наибольшее распространение получили швертботы, реже — килевые яхты. Борьба с креном или даже с перевертыванием швертботов, имеющих очень остойчивую форму, обеспечивается подвижным балластом, роль которого выполняет вес самого экипажа (рис. 8). Чем дальше свешивается человек с обращенной к ветру стороны судна, тем больше становится плечо рычага и тем действеннее груз, оказывающий сопротивление силе ветра. Таким образом, для придания швертботу наилучшего положения на плаву недостаточно только управлять рулем, парусом и швертом, а необходимо также участие и корпуса человека.

Рис. 7. Остойчивость формы	Рис. 8.

Паруса яхты должны отвечать целому ряду требований, определяющих способ постановки и управления ими, а также форму и материал, идущий на их изготовление. Парус укрепляется таким образом, чтобы обеспечить возможность поворота его в обе стороны, а также снятия по приходе судна в гавань. В зависимости от того, дует сильный или едва ощутимый ветер, следует иметь возможность уменьшить или увеличить площадь паруса. Величина и распределение поверхностей парусов должны быть согласованы с площадью бокового сопротивления судна так, чтобы точка паруса, в которой концентрируется давление ветра (так называемый центр парусности), находилась бы примерно на перпендикуляре, восстановленном из центра бокового сопротивления, в котором сходятся действующие в противоположном направлении силы, оказывающие сопротивление боковому давлению на подводную часть судна. В целях увеличения остойчивости судна центр парусности следует располагать как можно ниже. Учитывая все это, конструктор яхт еще до начала строительства судна вынужден сделать огромное количество расчетов, прежде чем сможет сдать свои чертежи на судостроительную верфь.

Глава 2. КОРПУС СУДНА

Каждый яхтсмен стремится к тому, чтобы корпус его яхты отвечал трем следующим основным условиям: подводная часть судна должна иметь довольно большое боковое возможно малое лобовое сопротивление. Кроме того, при достаточной грузоподъемности корпус судна должен быть сравнительно небольшим и обтекаемым, для того чтобы уменьшить сопротивление его смачиваемой поверхности. И, наконец, исходя из высоты мачты и давления ветра на парус корпус судна должен обладать хорошей остойчивостью тщательный расчет которой производится конструктором

Эти три фактора наряду с характеристикой акватории и целевой направленностью судна определяют его величину. Транспортный парусник, предназначенный для перевозки различных грузов, имеет более полные формы; крейсерская же яхта, рассчитанная на плавание по Северному и Балтийскому морям, — просторные жилые помещения, а конструктивные особенности ее надводной части должны обеспечивать плавность хода на море; парусник для прибрежного плавания обычно бывает небольшим и быстроходным и при достаточной остойчивости имеет наименьшие размеры в боковой плоскости, а также, что очень важно, лишен дополнительных помещений в подводной части корпуса.

Форму корпуса конструктор изображает на чертеже. представляющем проекцию тех точек, где корпус судна пересекают три взаимно перпендикулярные плоскости. На рис. 9 изображены три основных разреза корпуса, а на Рис. 10 показан полный теоретический чертеж. Изображение судна, если смотреть на него сбоку, называется бок, при взгляде сверху - полуширота, а при виде спереди и сзади - корпус. Вспомогательные проекции, которые изображаются как прямыми, так и кривыми линиями, могут в первый момент

Рис. 9.

Рис. 10.

Рис. 11.

ввести вас в заблуждение. Поэтому разбираться в них лучше с бока, где корпус судна показан с боковой стороны и определяет форму его надводной и подводной частей (это позволит вам измерить величину свободного борта, свесов, длину и осадку). Чертеж бока располагают таким образом, чтобы нос судна находился с правой, а корма с левой стороны чертежа. На полушироте, которая дает представление об очертаниях судна, вы можете увидеть изображенную кривой линией ватерлинию, которая на боку наносится как прямая. Ватерлинию проводят только на левой стороне судна, в то время как на правой показываются диагонали.

Как уже говорилось, корпус — это изображение судна спереди или сзади. На чертеж наносятся вертикальные разрезы корпуса, сделанные в различных точках вдоль его диаметральной плоскости. Обычно справа на корпусе изображаются кривые линии шпангоутов носовой части, слева — кормовой, крайние же линии показывают форму мидельшпангоута или миделя.

Диагоналями, или рыбинами, называются разрезы, сделанные перпендикулярно к обшивке судна и служащие для контроля положения шпангоутов. При неточности в проектировании диагонали не создают плавно закругленных линий, а образуют в определенных местах уширения и завалы, указывающие конструктору на ошибки в чертеже. Помимо этого, диагонали дают также представление о полноте формы судна и тем самым позволяют судить о его быстроходности. С помощью этих проекций можно точно установить и проконтролировать положение любой точки на внешней обшивке судна.

Рис. 12.

Рис. 13.

Если учесть, что малейшее отклонение на чертеже, пусть это будут даже доли миллиметра, на практике увеличится в двадцать и даже в пятьдесят раз, то легко можно себе представить, как важно тщательно определить положение каждой точки поверхности судна. На рис. 11—14 по частям показаны линии теоретического чертежа: рис. 11 на примере миделя демонстрирует те линии и размеры, взятые из трех проекций, которые необходимы для определения формы шпангоута; рис. 12 — проектные ватерлинии, изображенные на боку, полушироте и корпусе; рис. 13 — один из вертикальных разрезов, сделанных параллельно диаметральной плоскости яхты, а рис. 14 показывает образование диагонали.

Так как каждый яхтсмен может представить себе форму судна по его теоретическому чертежу, а вы, наверное, захотите научиться этому, то, безусловно, еще не раз вернетесь к изучению этих рисунков. Во время постройки судна первой плотничьей работой, которую выполняет судостроитель в своей мастерской, является изготовление стапеля — деревянного бруса, прочно прикрепленного к полу, на котором укрепляется нижняя продольная связь — киль. Если киль должен быть длиннее, чем имеющиеся в наличии балки, то тогда две балки связываются вместе (рис. 15).

Рис. 14.

Рис. 15.

Рис. 16. Изготовление наружной обшивки по лекалам

Эта важнейшая продольная связь дополняется двумя крепкими балками, которые в виде форштевня и ахтерштевня поднимаются выше ватерлинии. По теоретическому чертежу шпангоутов судостроитель изготовляет лекала (деревянные шаблоны), устанавливаемые на равных расстояниях поперек киля (рис. 16). По ним делают наружную обшивку корпуса судна. Когда корпус готов, лекала снимают. В дальнейшем их можно неоднократно использовать при постройке аналогичных судов. При строительстве больших судов после изготовления киля (спинного хребта всякого судна) судостроитель сначала изготовляет прочные шпангоуты, его ребра, на которые затем с помощью гвоздей укрепляется обшивка, представляющая собой узкие, плотно пригнанные друг к другу в целях обеспечения водонепроницаемости доски, называемые поясами.

У небольших судов, перед тем как снять лекала, шпангоуты при помощи заклепок связываются с наружной обшивкой. Для того чтобы во время обработки не сломать шпангоут и иметь возможность согнуть его соответственно кривизне корпуса, заготовки предварительно

Рис. 17. Килевая яхта с законченной обшивкой на стапеле

Рис. 18. Обшивка вгладь

Рис. 19. Обшивка кромка на кромку (клинкерная обшивка)

Выдерживаются в паровом котле для придания им необходимой эластичности. Гнутые шпангоуты укрепляются в некоторых случаях между жесткими — натесными. Привальный брус, связывающий верхние концы шпангоутов в продольном направлении, обеспечивает дополнительную продольную прочность корпуса, поперечная же прочность достигается бимсами, которые соединяют концы шпангоутов в поперечном направлении. Поэтому шпангоуты и бимсы называют поперечной связью, а киль и пояса — продольной. На рис. 17 изображена килевая яхта с законченной обшивкой, стоящая на стапеле, т. е. на том приспособлении, где происходит строительство судна.

Рис. 20. Обшивка на пазовых рейках

Внешняя обшивка корпуса выполняется различными способами. Первоначально для обшивки судов использовали шкуры животных, которые натягивали на сделанные из костей или дерева продольные и поперечные связи. Такие, конструкции до сих пор еще встречаются у эскимосов. На современных складных лодках вместо шкур применяют резину. На протяжении многих веков для изготовления наружной обшивки в судостроении используют узкие деревянные планки, которые только в настоящее время стали заменяться стальным листом, пластинами из легких сплавов или пластмассой. Если кромки деревянных досок плотно подогнать одна к другой так, чтобы получилась гладкая поверхность, то такая обшивка называется сделанной вгладь (рис. 18). Подобным же способом делается и так Называемая рейковая обшивка, которая позволяет производить обшивку почти всего корпуса судна рейками одинаковой величины. Это дает большую экономию материала. В случае, если наружная обшивка изготовляется из двух или нескольких слоев, то обшивку корпуса ведут вгладь диагональным или перекрестным методом. Этот способ применяется и при обшивке фанерой. Если же деревянные планки укладываются таким же образом, как и кровельная дранка (т. е. наружная обшивка становится негладкой), то о такой обшивке говорят, что она сделана способом кромка на кромку, иначе она называется клинкерной обшивкой (рис. 19); если же судостроитель накладывает вдоль пазов дополнительные рейки, то перед вами обшивка на пазовых рейках (рис. 20), применяемая в основном при изготовлении швертботов типа шарпи.