Шхуна «Чава». Выбор проекта, сборка корпуса

Лодка может быть построена под легким навесом, или даже под открытым небом. После окончания работ с металлом и окраски корпуса, в готовой оболочке можно создать необходимые условия для достройки. Для этого в первую очередь устанавливают люки и иллюминаторы, потом переборки и теплоизоляцию. После этого в корпусе можно обеспечить необходимую температуру и влажность и успешно работать с интерьером в любое время года.

Жесткость и прочность

Прочность и безопасность стального корпуса вызывают большое доверие. По себе знаю, что принять решение о швартовке к необорудованному пирсу, управляя судном с корпусом из стали, намного проще, чем в варианте из древесины. Удивительное ощущение оставляет стальная яхта, идущая сквозь шторм. Корпус абсолютно жесткий, подветренные ванты не имеют ни малейшей тенденции к провисанию. Ни одного лишнего звука, поскрипывания связей обшивки, характерных для яхт из древесины. Мне рассказывали, как заклинивает на галсе двери носовых кают на стеклопластиковых чартерных яхтах. Здесь нет никаких признаков скручивания корпуса нагрузками от мачты и фальшкиля. Известно довольно много случаев, когда выброшенные на берег стихией стальные яхты нужно было лишь снова спустить на воду, чтобы продолжить поход. В этом списке присутствует даже легендарная «Джошуа» Муатесье, и HB33, заброшенная на сушу ураганом. Как сообщал её хозяин, обшивка помялась, но нигде на лодке не появилось течи.

Герметичность

Корпус совершенно «сухой». Если корпус, палуба и рубка сделаны из стали и швы качественно проварены, единственная возможность для проникновения воды в корпус – кингстоны и сальники. Любой другой судостроительный материал способен в разной степени пропускать влагу внутрь, и удерживать в себе, металл – нет.

Простота сборки конструкции

Стальная конструкция может быть собрана довольно быстро. Квалификация в работе с этим материалом приобретается удивительно легко, инструменты, оборудование и оснастка, необходимые для работы, становятся все дешевле и разнообразней.

Привлечение профессионалов может сэкономить деньги и время. Здесь есть много «подводных камней», тем не менее, так бывает. Очень важным плюсом я считаю то, что сталь – основной материал ХХ века, и дефицита специалистов по нему не ощущается, в отличие от древесины или, тем более, композитов. Это означает, что труд хорошего слесаря оценивается в разы дешевле, чем труд посредственного столяра.

Конечно, при этом нужно быть готовым к ежедневной организаторской и инженерной работе, все функции конструктора, технолога, контролера в процессе постройки корпуса лягут на ваши плечи.

Простота ремонта

Многие проектировщики упоминают о возможности легко ремонтировать и модернизировать стальное судно в любых, самых глухих уголках планеты. Авторемонтные мастерские с подходящим оборудованием и опытом есть сейчас практически везде в мире, к тому же многие яхтсмены-«дальнобойщики» имеют все необходимое, включая сварочные аппараты, на борту.

Конструктивные достоинства

С конструктивной точки зрения металлический корпус позволяет дополнительные удобства. Это встроенные цистерны для топлива и воды, которые являются частью конструкции, фальшборты, закрепленные на палубе сваркой кнехты и другие дельные вещи.

Молниезащита

Стальная яхта не требует специальных мер защиты от удара молнии. Корпус, мачты и стоячий такелаж представляют собой клетку Фарадея, в пределах которой экипаж и чувствительная к электромагнитному импульсу электроника находятся в относительной безопасности. В связи с тем, что стальной корпус является прекрасным заземлением и для радиочастот, на такой яхте довольно просто организовать эффективно работающую антенну дальней радиосвязи.

Шхуна со стальным корпусом в открытом море

В поисках мореходности и комфорта

Обычно в списке составляющих мореходных качеств рассматривают запас плавучести, остойчивость, непотопляемость, ходкость и управляемость.

В применении к крейсерским яхтам, совершающим длительные переходы в открытом океане, в этот список нужно добавить характеристики качки, определяющие уровень комфорта для экипажа небольшого судна.

С первого взгляда видно, что требования эти противоречивы. Проектирование любого корпуса, это попытка оптимального выбора водоизмещения, обводов корпуса, отношения длины корпуса к его ширине, длины свесов, высоты надводного борта, в соответствии с приоритетами, расставленными на старте. В зависимости от важности тех или иных составляющих мореходности для заказчика, со стапеля сходят совсем разные яхты, которые будут вести себя по-разному в одних и тех же погодных условиях.

Строитель, при выборе типового проекта для своей будущей яхты, или в процессе постановки задачи на проектирование, должен представлять, почему, например, одну лодку нарисовали относительно тяжелой, другую – легкой и широкой. Капитан и его экипаж должны понимать возможности и ограничения конкретной лодки, поскольку от этого зависит тактика морского перехода и особенности штормования.

Безопасная и эффективная тактика, отработанная и рекомендованная для применения на судах одного типа, может обернуться тяжелыми последствиями, если будет бездумно использована для лодки другой концепции.

В качестве иллюстраций, приведены теоретические чертежи и основные размерения пары лодок разных концепций, «тяжелой лодки» – крейсерской яхты умеренно тяжелого водоизмещения, проект Hout Bay 40, и «легкой лодки» – океанского гонщика, проект Didi 38. По этим проектам было построено достаточно много судов, чтобы считать их успешными. Это не экстремальные проекты, тем не менее, по ним вполне можно получить представление, как решаются поставленные при проектировании задачи.

Лодка, имеющая небольшое водоизмещение, имеет неоспоримые преимущества в скорости и динамике ее набора. Неглубоко сидящий в воде корпус дает очень небольшое волнообразование на ходу, яхта хорошо управляется. Тяжелая стальная яхта будет двигаться медленней, корпус будет создавать заметные волны. Большое водоизмещение потребует большей площади парусов и более мощного двигателя, так что эксплуатационные характеристики «тяжелой» яхты будут хуже.

При движении на заметном волнении, «легкая» лодка испытывает сильные удары. Корпус, и так имеющий небольшую осадку, на большой скорости стремится взлететь. Часть днища в носовой части, вплоть до фальшкиля, периодически выходит из воды и затем с силой ударяет по ее поверхности. Динамические нагрузки, возникающие при этом, довольно неприятны и для экипажа, и для лодки. Явление называется слеминг.

Обводы носовой оконечности, имеющие форму глубокого V, будут смягчать удары, если лодка идет без крена, как моторный катер. Однако в условиях обычного для парусного судна крена, когда скула станет почти горизонтальной, слеминг станет еще сильней. Для «легкой» лодки, угол глубокого V приходится делать очень острым, осадка корпусом становится слишком большой, нарушается призматический коэффициент, возрастает смачиваемая поверхность и проблемы управления на попутных курсах.

Поэтому носовые обводы «легкой» лодки спроектированы с U-образными обводами, с добавлением небольшой килеватости днища.

Носовые обводы «легкой» и «тяжелой» лодок

Такие обводы не создают больших плоских поверхностей в подводной части, и уменьшают ударные нагрузки, кроме того, криволинейная форма обшивки дает больше структурной прочности, чем плоский лист, и это можно использовать для экономии веса.

«Тяжелая» лодка редко испытывает слеминг. Это связано, с тем, что корпус большого водоизмещения почти всегда остается в воде. Обводы носовой оконечности, имеющие форму глубокого V, позволяют уменьшить килевую качку при движении против волны, и хорошо согласуются с обводами глубоко очерченного мидель-шпангоута. Форштевень при таких обводах имеет глубокий вход, а чтобы получить сбалансированный корпус, в кормовой оконечности добавлена площадь бокового сопротивления, необходимая для управления при движении полным курсом относительно ветра.

«Тяжелая» лодка. Высокий надводный борт в носу обеспечивает

хорошую всхожесть на волну

Для того, чтобы парусная яхта хорошо лавировалась, ее носовая оконечность должна иметь минимальное сопротивление при прохождении через встречную волну. Это значит, что ватерлинии носовой оконечности должны быть острыми, причем по всей высоте, и в подводной части, и выше, иначе лодка остановится в первой же волне, вместо того, чтобы пробить ее, не теряя хода.

Быстроходные яхты обычно имеют очень острые ватерлинии, с практически неизменным углом вплоть до палубы. Основную задачу – минимум сопротивления на острых курсах относительно ветра, такая форма носовой оконечности решает лучше других, но палуба на этих курсах станет очень «мокрой». Вода при встрече с плоскими носовыми листами обшивки выбрасывается вверх, а ветер разносит брызги по палубе. Этому способствует и крен на курсе бейдевинд.

Небольшой развал бортов в носу помогает уменьшить количество брызг, поднимающихся над палубой, и сохранить ее сухой. Развал бортов в носовой оконечности также помогает сохранить контроль над яхтой на полных курсах, создавая подъемную силу и предотвращая зарывание корпуса в попутную волну. С другой стороны развал бортов должен быть небольшим, иначе дополнительная плавучесть, которая появилась в надводной части носовой оконечности, станет заметно увеличивать сопротивление движению на острых курсах и способствовать килевой качке. Килевая качка, в свою очередь, ухудшает работу парусов, дополнительно снижая скорость.

Заметная тенденция современных быстроходных проектов – форштевни, стремящиеся стать вертикальными. Смысл ее состоит в увеличении длины ватерлинии. Во-первых, увеличивается теоретическая скорость корпуса, во-вторых, и это важней, увеличивается область, на которой действуют силы динамической поддержки, способствующие глиссированию. Осадка уменьшается соразмерно с увеличением длины ватерлинии, профиль подводной части становится более плоским. Корпус с меньшей осадкой, имеет меньшее волнообразование, и способен раньше выйти на глиссирование.

Вертикальный форштевень имеет очень небольшой запас плавучести, который создается лишь высотой надводного борта. Такая лодка будет зарываться в попутную волну, если длина волны примерно совпадает с длиной корпуса, или на короткой и крутой волне, которая образуется, например, когда ветер и течение действуют навстречу друг другу.

Управление яхтой с таким форштевнем на курсе бакштаг происходит без сюрпризов, пока нос не зароется в волну.. В такой момент лодка может стать неуправляемой из-за резкого перемещения вперед центра бокового сопротивления, нарушая центровку лодки. Дальше от рулевого практически ничего уже не зависит. Грот моментально создает очень сильное стремление к приведению, как результат – яхта бросается носом к ветру, и сильно кренится, обнажая перо руля. Явление называется брочинг, и характерно для современных яхт.

Даже «тяжелая» лодка может догнать попутную волну при подходящих условиях. Глиссируя на попутном склоне, корпус набирает большую скорость, и внизу, в ложбине, или позже, на заднем склоне следующей волны, носовая оконечность должна иметь достаточную плавучесть, чтобы удержать палубу над водой. В таких условиях зарывшийся глубоко в воду нос создает серьезную опасность переворота лодки через борт, или, что еще страшней, через нос, работающий как плечо рычага.

Обводы кормы также важны, как и обводы носа, формируя другие характеристики яхты. Наклон батоксов в корме играет основную роль в размере кормовой волны, создаваемой корпусом, определяя угол, под которым вода покидает корпус. На скорости, плоский выход батоксов создает небольшую волну, а крутой подъем батоксов в корме – большую и крутую волну, которая будет рано обрушиваться. Закругленная форма батоксов в корме на ходу сформирует разрежение под кормой, которая опускается в воду, а корпус в результате получает дифферент на корму. Прямые батоксы в корме сопротивляются этой тенденции. Чем быстрее движется лодка, тем заметней проявляются эти эффекты, и тем больше вовлеченные в процесс силы.

Кормовые обводы «легкой» и «тяжелой» лодок

Яхты с вельботной кормой и сильно зауженные к транцу, как, например, яхты 70-х годов, изуродованные IOR, плохо ведут себя на полных курсах. Такой корпус генерирует настолько большие кормовые волны, что они сбивают его с курса и пытаются привести к ветру. Это происходит из-за того, что кормовая волна добавляется к высоте волны, которая нагоняет лодку с кормы, заставляя ее обрушиваться.

На курсе бакштаг, такая волна ударяет в наветренную раковину, и может потребовать большой перекладки руля, чтобы противодействовать этому. На курсе фордевинд, небольшого рыскания достаточно, чтобы таким же образом получить удар волной в наветренную раковину. Яхта требует постоянной интенсивной работы рулем, после возвращения на курс, ее тут же снова сбивает в другую сторону, и цикл колебания начинается снова.

Такое поведение усугубляется плохим демпфированием качки из-за недостаточной полноты кормовых обводов, и может закончиться переворотом через борт. Лодки с полными формами кормовой оконечности хорошо демпфируют бортовую качку, и вряд ли попадут в такую ситуацию.

Яхты с вельботной и зауженной транцевой кормой показывают свои лучшие стороны на острых курсах – в лавировку и полный бейдевинд. Здесь в полной мере проявляется их хорошо сбалансированная форма корпуса. В тяжелых погодных условиях они почти не меняют центровки и не проявляют тенденции к приведению – «не ложатся на руль», когда крен увеличивается. Это связано с тем, что распределение водоизмещения в носу и в корме очень близкое, и почти не меняется при изменении крена.

В результате, они очень хороши в бейдевинд. В условиях легких ветров яхты с такой формой корпуса показывают хорошую скорость на любых курсах относительно ветра из-за небольшой смоченной поверхности и призматического коэффициента, которые характерны для таких обводов.