Основы управления парусным катамараном (по учебнику Бонда)
Парусная школа: парусный катамаран - как парусное судно.
Определения и терминология.
Также начинающим советуем прочитать «Справочник яхтсмена» Б.Бонда и «Школу яхтенного рулевого», но надо иметь в виду, что у нас парусные катамараны и используем мы их немного иначе.
Парусный катамаран находится на границе раздела двух сред: воды и воздуха и движется по поверхности воды за счет их взаимного перемещения; вода обычно неподвижна, но имеется поток воздуха — ветер, возникающий из-за разности в атмосферном давлении соседних районов земной поверхности. Он характеризуется направлением, откуда дует, своей силой и скоростью.
Гидрометеорологические условия, в которых оказывается парусное судно, принято характеризовать баллами по шкале Бофорта.
Энергию для своего движения парусный катамаран получает от ветра и относительно ветра катамаран может идти разными курсами. Если ветер задувает точно в корму — это курс фордевинд; если сбоку сзади – бакштаг, если сбоку — курс галфвинд, если сбоку с носа — курс бейдевинд.
Различают движение правым и левым галсами; на правом галсе ветер задувает в правый борт судна, на левом — в левый. Привестись — значит идти круче к ветру, увалить — идти более полого. Лечь в дрейф — значит поставить паруса таким образом, чтобы катамаран не имел хода и оставался почти на месте.
Идти точно против ветра катамаран не может, когда он стоит носом к ветру, это положение левентик. Против ветра катамаран идет в лавировку, т.е. в бейдевинд зигзагом, время от времени меняя галсы. При смене галсов катамаран делает поворот оверштаг, если переходит линию ветра носом к нему, и поворот фордевинд, когда пересекает ее кормой к ветру. Кроме поворотов оверштаг и фордевинд иногда случается и поворот оверкиль — тогда катамаран опрокидывается и плавает кверху брюхом.
До некоторых плохо доходит понимание того, каким все-таки образом парусные суда ходят против ветра. Проделаем простой опыт: возьмем скользкую вишневую или сливовую косточку и с силой сдавим ее двумя пальцами. Косточка вылетит из пальцев так, словно ею выстрелили, причем полетит она в направлении перпендикулярном направлению ее сдавливания. С парусным катамараном происходит нечто подобное; по существу это клин вбитый между водой и ветром. Ветер давит на косо поставленные паруса, вода противодействует боковому сносу судна, и оно вынуждено идти под некоторым углом навстречу ветру.
Особенность паруса как движителя катамарана в том, что под действием ветра на нем возникает сила направленная не столько вперед, сколько вбок и создающая не только тягу, но и боковой дрейф, и крен судна. Парусный катамаран сделан так, что имеет малое сопротивление воды своему движению вперед, но эффективно противостоит боковому дрейфу и крену. Чтобы катамаран мог ходить под парусами, он должен обладать прочной и надежной конструкцией, способной нести парусное вооружение и воспринимать действующие на него ветровые нагрузки, и остойчивостью, как поперечной, так и продольной, т.е. не опрокидываться через борт и не рыть воду носом.
Для противостояния боковому дрейфу парусные катамараны имеют заглубленные корпуса с большой осадкой либо специальные элементы: шверты .
Скорость хода катамарана зависит от его курса относительно ветра:
1. Левентик. В это положение парусный катамаран попадает на повороте оверштаг, стоять в нем не может и сваливается в бейдвинд .
2. Бейдвинд - оптимальный угол лавировки, при котором судно быстрее всего выбирается на ветер. Приемлемой считается крутизна лавировки 45—50°, но существуют и суда, лавирующие под 35—40° к ветру.
Курс крутой бейдевинд, т.е. круче оптимального угла лавировки, на самой лавировке преимуществ не дает, но иногда нужен, чтобы, не делая лишних галсов, обойти какое-либо препятствие. Обычная портящая нервы ситуация, когда судно на препятствие не вырезается, и обойти его не удается.
3. Бакштаг - курс катамарана, на котором оно имеет наибольший ход.
4. Фордевинд. На этом курсе парусный катамаран убегает от ветра, скорость ветра относительно катамарана падает, катамаран теряет ход.
Направление и сила ветра, действующего на катамаран, зависят от скорости хода и курса судна. В действительности ветер-то один, но, чтобы не путаться, считают, что имеются два ветра: истинный, действующий на неподвижные относительно воды объекты, и вымпельный, действующий на катамаран на ходу.
Скорость вымпельного ветра зависит от скорости и направления движения катамарана. Видно, что на курсе фордевинд скорость вымпельного ветра падает с ростом скорости судна: катамаран убегает от ветра.
На бакштаге характер кривой другой, скорость вымпельного ветра сначала падает, а затем возрастает.
На галфвинде и бейдевинде она только возрастает — катамаран набегает на ветер. Скорости ветра и хода судна даны на этом графике в безразмерных единицах, поскольку данные кривые не зависят от абсолютной величины скорости.
Заход вымпельного ветра в нос имеет место не только для парусного катамарана, но и для любого другого движущегося объекта; он вполне заметен даже для человека идущего спокойным шагом по ровному месту. Это позволило сделать несложное устройство — ветрочет для измерения скорости ветра. Такой ветрочет следовало бы изобрести еще на заре цивилизации, но почему-то раньше на это не обращали внимания.
Ветрочет представляет собой шкалу, по которой измеряется угол отклонения вымпельного ветра от истинного для человека идущего с определенной скоростью в заданном направлении относительно ветра. После небольшой тренировки пользование ветрочетом затруднений не вызывает. На практике он обычно применяется в ситуации, когда в сильный ветер сидишь на берегу, ждешь у моря погоды и не знаешь, стоит ли выходить на воду или нет.
Устройство парусного судна
В нашем клубе мы используем катамараны Простор и Хобби Кэт.
Это двухкорпусные суда . Однокорпусное судно — это обычная лодка. Многокорпусное судно имеет несколько корпусов и объединяющий их в одно целое мост. Корпус однокорпусника и мост многокорпусника используются для размещения команды и снаряжения.
Передняя часть корпуса — нос, задняя — корма. Правый и левый борта судна определяются, если смотреть с кормы в нос. Нижняя поверхность корпуса — днище, острая передняя законцовка корпуса — форштевень; острая задняя законцовка — ахтерштевень; если корпус сзади имеет обрез, это транец. Сверху корпус закрыт декой или палубой; для размещения экипажа в палубе делают вырез ——кокпит. Дно кокпита может быть приподнято над уровнем воды; тогда попавшая в него вода сама сливается через имеющиеся отверстия; такой кокпит — самоотливной. Для управления судном на катамаранах на задней балке моста подвешивается руль: руль поворачивается румпелем. Чтобы иметь возможность ходить по мелководью рули на наших судах всегда делают откидывающимися; они закрепляются в рулевых коробках.
Основными частями парусного вооружения парусного катамарана являются рангоут, такелаж и паруса; на наших судах обычно оснащенных простейшим парусным вооружением рангоут состоит из мачты и гика. Паруса - это грот и стаксель. Грот - это основной парус, стаксель - лавировочный. 0сновные паруса — это те, которые судно несет в обычных плаваниях. Дополнительные паруса, увеличивающие площадь парусности, иногда ставят на слабых ветрах и на гонках; штормовые паруса используют на сильных ветрах, когда судно не может нести основных парусов. На очень сильных ветрах паруса убирают вообще, и судно идет под голым рангоутом.
Поперечная остойчивость парусного судна, противостоящая крену, обеспечивается разными способами; каждому такому способу соответствует свой тип судна.
У килевых яхт под днищем установлен тяжелый фальшкиль; яхты обладают высокой остойчивостью и мореходностью, но они очень тяжелы, громоздки, нетранспортабельны, имеют неприемлемо большую осадку; в парусном туризме они не применяются. Более пригодны для нас балластируемые суда, остойчивость которых, обеспечивается уложенным на днище внутренним балластом. Такое судно при достаточной остойчивости имеет небольшую осадку; при его перевозке балласт с собой не возится; в качестве балласта можно использовать мешки с песком. Когда судно надо вытащить на берег, балласт из него попросту вынимается; при отходе от берега укладывается снова.
Небольшие швертботы балласта не имеют; их остойчивость обеспечивается широкой формой корпуса и открениванием, осуществляемым командой судна. Нет возни с балластом, но и судно валкое. Для противодействия дрейфу на швертботе имеется шверт, располагаемый посреди судна и вставляемый в специальный швертовый колодец. Помимо швертботов существуют еще и шверцботы, у которых центрального шверта нет, но по бокам навешены откидные шверцы.
Если шверцы, скорее всего, европейское изобретение, то шверты заимствованы из Южной Америки; такими выдвижными досками — гуара оснащали парусные перуанские бальзовые плоты типа «Кон-Тики». На бальзовых плотах шверты попросту втыкали между б—ревен, на швертботах стали использовать швертовый колодец, а на катамаранах их подвешивают под мостом судна на поперечной балке.
По своей конструкции швертботы и шверцботы аналогичны разборным байдаркам; их корпуса состоят из внутреннего набора, деревянного или металлического каркаса, на который натянута водонепроницаемая оболочка. Обычно набор выполняется по продольно-поперечной схеме, т.е. состоит из днищевой и бортовых раскладных лестниц, шпангоутов, стрингеров и привальных брусьев, скрепляемых замками и винтами с барашками. Более современный набор — ферменный, в котором шпангоутов как самостоятельных деталей нет; он состоит из тонких дюралевых трубок, образующих сложную пространственную конструкцию. Оболочка лодки изготавливается из прочной прорезиненной ткани или ткани с ПВХ покрытием; на каркасе она натягивается надувными баллонами, проложенными по бортам, а иногда и по днищу судна. На современных однокорпусных судах применяют внутренние баллоны большого диаметра, обеспечивающие большой запас плавучести, не меньший чем на надувном катамаране.
Другим направлением парусного судостроения являются многокорпусные суда, остойчивость которых обеспечивается разносом корпусов.
Катамараны имеют два узких длинных равнонагруженных корпуса; у тримаранов один узкий длинный несущий корпус и два боковых поплавка – аутригера меньшего размера. Многокорпусные суда обладают высокой остойчивостью, способны нести мощное парусное вооружение, их длинные узкие корпуса имеют малое сопротивление, суда быстроходны.
На многокорпусниках в качестве корпусов используются надувные баллоны диаметром 35—50 см длиной 4—7м. Баллоны обычно состоят из прочной гладкой оболочки и внутренней воздухонепроницаемой камеры; они подвешиваются на двух продольных стрингерах; иногда используют тросовую подвеску баллонов. Мост многокорпусника представляет собой конструкцию, состоящую из нескольких поперечных балок, на которые натянуты трамплин из прочной ткани или сетка.
На катамаранах обычно четыре поперечные балки: передняя, подмачтовая, швертовая и задняя; на задней балке навешивается откидной руль. Снизу мост катамарана расчален системой тросовых стяжек — пауком. Чтобы обеспечить достаточный вертикальный клиренс катамарана, его мост приподнят над баллонами стойками. Если катамаран имеет центральный шверт, то тот подвешивается посреди швертовой балки; подвеска позволяет шверту откидываться назад. Катамаран может иметь вместо центрального шверта откидные шверцы, навешиваемые по его бортам.
Конструкция тримаранов несколько иная; они имеют две-три поперечные балки и руль, закрепляемый на концах стрингеров центрального баллона. На тримаранах обычно используют шверцы, устанавливаемые под их мостом по бокам основного корпуса. Все элементы моста и рамы многокорпусника изготавливают из дюралевых труб, но их можно делать и из дерева. Соединяются эти элементы между собой замками разнообразных конструкций, обычно с применением болтов и гаек.
Если у тримарана убрать один из боковых поплавков, получается аутригерная лодка, которая очень неудобна в обиходе. На разных галсах боковой поплавок оказывается то на ветре, то под ветром, и ходить на ней на каждом галсе приходится по-своему. Специального названия у этой лодки нет; иногда ее называют проа, но это неверно, поскольку настоящее проа несет свой поплавок всегда с одной стороны, либо с наветра (тихоокеанское проа) либо с подветра (атлантическое проа). Галс проа меняет изменением на обратное направления своего движения. Из трех прижившихся у нас типов полинезийских лодок — катамарана, тримарана и проа, проа — самое заковыристое судно, которое до сих пор не удается толком одомашнить и привести к цивилизованному виду.
Главная часть рангоута парусного судна — мачта; туристские суда как правило имеют одну мачту. Если на ней стоит только один парус, такое парусное вооружение называется «кэт», сам парус называется гротом. При вооружении судна шлюпом в дополнение к гроту оно имеетеще и передний парус — стаксель, поднимаемым на штаге. Верхний конец мачты — топ, нижний — шпор. На топе имеется блок для проводки фала, которым поднимают парус; своим шпором мачта упирается в степс — подпятник, закрепляемый на днище судна или, на многокорпусных судах, на подмачтовой поперечной балке моста. Отверстие, через которое мачта проходит через палубу или деку — пяртнерс. Мачта может быть свободностоящей, закрепленной нижним концом в корпусе судна, либо быть раскреплена вантами и штагом. Мачты обычно делают поворотными; на судах с большой парусностью для повышения устойчивости мачты применяют дополнительные ромбованты с краспицами.
На разборных парусных судах мачты также делают разборными и составляют из нескольких колен — двухметровых дюралевых труб соответствующего диаметра. Другой важной частью рангоута является гик, по которомурастягивается нижняя шкаторина паруса; он также делается из дюралевой трубы. К мачте гик крепится вертлюгом, позволяющим ему свободно качаться во всех направлениях.
Стоячий такелаж судна — это ванты и штаг, служащие расчалкой мачты. Бегучий такелаж — фалы и шкоты. Фалами поднимают паруса; они идут от верхних углов парусов к блокам установленным наверху мачты, проходят чрез них и идут по мачте вниз; внизу ихходовые концы закладываются в стопора. Шкотами паруса ставят в нужное положение относительно ветра. Стаксель — шкот ввязывают в шкотовый угол стакселя его серединой; оба его конца ходовые и разносятся по бортам судна проходя через кипы; натягивая тот или другой ходовой конец шкота, можно поставить стаксель на правый или левый борт.
Гика-шкот крепится к гику, причем, поскольку нагрузки на нем большие, применяют специальные схемы проводки шкота с блоками, образующими многоходовые тали. С гика-шкотом не следует путать грота шкот, представляющий собой небольшую оттяжку шкотового угла грота вдоль по гику.
Стоячий такелаж, ванты и штаг, делают из стального троса; использовать для этого синтетические тросы нельзя — оно сильно тянутся и не обеспечивают устойчивой постановки мачты. Из стального троса делают и фалы парусов. Сейчас появились не растягивающиеся кевларовые тросы; возможно, ими удастся заменить стальные. Шкоты лучше всего иметь толстые и хлопчатобумажные; они мягкие и не режут руки. Все остальные имеющиеся на судне снасти обычно капроновые.
На концах тросов стоячего такелажа для их крепления делают петли — огоны; другие снасти привязывают морскими узлами; эти узлы быстро вяжутся, надежно держат и легко развязываются. Известно много различных морских узлов, но на практике используют лишь беседочный узел, прямой узел и несколько других. Их вязать надо уметь, но превращать вязание морских узлов в культ, как иногда делают, не следует.
Паруса бывают разные, прямые и косые; различаются они формой и способом крепления к мачте судна. Прямые паруса растягиваются на реях, реи крепятся к мачте своей серединой; под действием ветра прямой парус становится поперек ветра. Прямые паруса хороши на крупных парусных судах, идущих с попутными ветрами; для лавировки они не годятся и у нас не применяются. Косые паруса крепятся к мачте или штагу своей передней шкаториной, сами разворачиваются по ветру и становятся во флюгерное положение, эффективно работают на лавировке. Известно много разновидностей косых парусов; наиболее употребительные из них — высокие треугольные бермудские, называемые так по месту их происхождения.
Простейшие парусные вооружения — кэт и шлюп при использовании бермудских парусов называются, соответственно, бермудский кэт и бермудский шлюп.
При вооружении судна бермудским шлюпом его стаксель крепится к штагу раксами. Грот крепится к мачте разными способами; если мачта свободностоящая без вант, он надевается на мачту карманом. Если мачта раскреплена вантами, на ней делают ликпаз, а по передней шкаторине грота пришивают ликтрос, который и вставляют в этот ликпаз.
Треугольные бермудские паруса имеют переднюю, заднюю и нижнюю шкаторины; верхний угол паруса, к которому крепится фал, — фаловый, нижний задний — шкотовый, нижний передний — галсовый. Углы паруса усиливают дополнительными накладками — боутами. К боуту фалового угла грота пришивают металлическую пластинку — фаловую дощечку.
Обычный бермудский грот имеет выпуклую серпообразную заднюю шкаторину, поддерживаемую узкими дощечками — латами, вставляемыми в нашитые на парус карманы. Иногда применяют длинные сквозные латы, идущие по всей ширине паруса и упирающиеся в мачту;они позволяют лучше контролировать форму паруса, но неудобны и легко ломаются.
На сильном ветре паруса уменьшают взятием рифов; для этого на парус нашивают два-три ряда рифштертов, которыми подвязывают приспущенный парус к гику. Чтобы при полностью спущенном парусе гик с парусом не болтались в воде за ботом, использую специальную снасть — топенант гика, крепящийся к топу мачты.
Туристы шьют свои паруса сами, хотя иногда и используют фирменные паруса от гоночных яхт. Пошив парусов — дело тонкое, требует большой практики, но нее боги горшки обжигают. Сейчас широко распространены лавсановые и дакроновые паруса, встречаются старые хлопчатобумажные, появились новые кевларовые. Не возбраняется шить паруса и из обычных простых тканей; о том, как сделать хороший парус из не слишком хорошего материала можно прочитать в книге В.Перегудова. Погоня за ультрасовременными материалами для наших парусов большого смысла не имеет.
На парусном судне имеются дельные вещи: блоки и стопора для фалов и шкотов, юферсы и талрепы для натяжения стоячего такелажа, такелажные скобы и прочая мелочевка. Должны также иметься весло для гребли и длинный прочный швартовый трос; желательно, а в морских походах обязательно иметь якорь; применяются небольшие легкие но цепкие якоря.
Управляется парусное судно румпелем, которым поворачивается руль, и шкотами, которыми ставят паруса под нужным углом к ветру. Расписывать конкретную технику управления парусным судном смысла нет, ее надо осваивать на практике. Как ни странно, но управление им имеет много общего с прогулкой с собакой на поводке. Оказывается, что само слово «яхта» по смыслу родственно слову «собака»: «яхта» происходит от голландского jaegen — гнаться, догонять; собака — то же самое, но на арабском языке. Шкот яхты мало чем отличается от собачьего поводка; горячая порывистая собака, тянущая на поводке своего хозяина неизвестно куда, — прекрасный имитатор паруса и тренажер, не дающий расслабиться и дисквалифицироваться даже зимой. Гулять с такой собакой — все равно, что вести яхту на шквале; и ту и другую надо крепко держать в руках, нагрузки на поводке не меньше чем на шкоте, все время возникают острые неожиданные ситуации, на которые надо без промедления реагировать.