СКОРОСТЬ КОРПУСА.

При движении корпус создает волну, длина и скорость которой зависит от скорости яхты. Как только начинается движение, на воде формируется несколько коротких волн, которые перемещаются вдоль корпуса. По мере того как увеличивается скорость, увеличивается и длина этих волн, а количество, по длине корпуса, становится меньше (рис. 8а). На каком-то этапе яхта достигает скорости, при которой длина волны становится равной длине корпуса яхты, т. е. гребень у носа, впадина в середине корпуса и второй гребень на уровне кормы (рис. 8б).

При дальнейшем увеличении скорости движения яхты, увеличивается и длина волны, следовательно, второй гребень будет все дальше смещаться назад, за корму. По мере смещения второго гребня назад, корма опускается во впадину между гребнями. Если посмотреть на корпус сбоку, получается, что нос задран вверх, корма опущена вниз, и яхта должна постоянно взбираться на волну, сопротивление движению при этом возрастает драматически (рис. 8в).

Этот тип сопротивления называют волновым сопротивлением. Конечно, для моторной лодки с мощным двигателем и плоским днищем скорость, при которой корма достигает середины (впадины) волны, не является пределом. Добавив обороты двигателю моторной яхты, можно увеличить скорость и перейти из водоизмещающего режима на глиссирующий. Однако большинство парусных яхт не обладают такой возможностью, да и геометрия корпуса в большинстве случаев не предусматривает режим глиссирования. Поэтому для большинства яхт традиционной формы сопротивление волны оказывается непреодолимой преградой. Это касается не только парусных яхт, но барж, танкеров, больших пассажирских судов, словом всех, кто не способен глиссировать.

Скорость, при которой длина волны становится равной длине корпуса по ватерлинии, называется скоростью данного корпуса. Дальнейшее увеличение скорости принципиально возможно, но без перехода на глиссирующий режим, это связано с очень большими энергетическими затратами. На практике очень редко удается разогнать яхту до скорости в полтора раза превышающей скорость корпуса.

Скорость корпуса определяется формулой - v=1, 34√ L,

где v – скорость в узлах, L – длинна в футах. Так для яхты длиной ватерлинии 20 футов (6 м) максимальная скорость будет 6 узлов. Для большой круизной яхты с ватерлинией длиной 40 футов (12 м) скорость будет около 8, 5 узла. Для 300 футового военного корабля скорость корпуса 23 узла.

Сопоставляя все препятствующие движению яхты факторы, мы обнаружим, что на трение приходится больше трети общего сопротивления, еще треть приходится на формирование волны, около 20 приходится на формирование завихрений у поверхности корпуса, 10 процентов – сопротивление, связанное с формированием завихрений у задней и нижней кромки киля. Остальное приходится на сопротивление надводной части (сопротивление рангоута, воздушные завихрения формируемые парусом и т. п. ). Конечно, соотношение перечисленных компонентов может меняться в значительных пределах в зависимости от формы корпуса, условий в которых движется яхта, курса относительно ветра и т. д.

Подводя итог можно сформулировать следующие правила, - быстрее движется та яхта, у которой длиннее и уже корпус, больше площадь парусов и меньше площадь смоченной поверхности. Конечно, такие простые правила могут привести к тому, что конструкторы будут делать длинные лодки с каютами, которые не обеспечивают даже минимальный комфорт. Но любое конструкторское решение, это компромисс между взаимоисключающими пожеланиями. Для движения фордевинд желательно иметь широкие квадратные паруса, которые будут легко захватывать ветер и киль минимальных размеров. Напротив, для движения против ветра лучше работают высокие узкие паруса, потому что они обеспечивают наилучшее соотношение подъемной силы и потерь, связанных с образованием вихрей. Киль на острых курсах должен быть длинным и узким, чтобы создавать максимальное боковое сопротивление при минимальной смоченной поверхности. Но такой киль очень неудобен вне гоночной трассы или просто на мелководье. Недлинный киль с бульбом или горизонтальными крылышками, отличный компромисс удовлетворяющий большинство яхтсменов.

⇐ Предыдущая 12