Разработка теоретического чертежа и расчет водоизмещения
судна
Следующим этапом проектирования яхты является разработка
теоретического чертежа и расчет водоизмещения. Масштаб
теоретического чертежа целесообразно выбрать таким, чтобы
впоследствии его можно было использовать также для проектирования
общего расположения яхты. Основу чертежа составляет сетка из линий
теоретических шпангоутов, ватерлиний, батоксов и рыбин, которые
наносят на прозрачную пленку с обратной стороны. Это позволяет в
дальнейшем корректировать линии, пользуясь резинкой, без нарушения
линий сетки, проведенных с большой точностью.
Сначала вычерчивают контуры бокового профиля и палубы, а также обвод
мидель - шпангоута, затем - обводы других теоретических шпангоутов,
рыбин и ватерлиний. При проектировании обводов шпангоутов и
ватерлиний конструктор преследует цель обеспечения самого
благоприятного обтекания корпуса, необходимой остойчивости формы и
эстетического внешнего вида судна. Абсолютное выполнение этих
условий выражается в точном совпадении предварительно определенного
центра тяжести с центром величины подводного объема корпуса по
длине, а также в достижении такого водоизмещения, которое было
получено из расчета массовой нагрузки.
Распределение водоизмещения по длине является критерием, которому
при проектировании быстроходных-<удов придают все большее значение.
Обводы парусных яхт, кроме того, должны быть рассчитаны на плавание
судна с креном от 0 до 30°. Необходимо, чтобы распределение
водоизмещения по длине яхты при изменении крена изменялось как можно
меньше. Это старое правило многие конструкторы сегодня забыли.
В то время как едва ли существует мнение в том, что корпус моторного
судна, особенно судна, рассчитанного на глиссирование, должен иметь
минимальное водоизмещение, какое только допускают прочность
материала и масса устройств, о корпусе парусной яхты этого сказать
нельзя. Во-первых, здесь доля балласта является фактором,
определяющим способность судна к несению парусов, и, во-вторых,
ветер часто бывает неравномерным по своей скорости. Яхта с легким
водоизмещением при шквале быстро набирает скорость, а после порыва
ветра так же быстро теряет ее. Несмотря на успех яхт с малым
водоизмещением, особенно при полном курсе (под спинакером),
оказалось, что слишком легкое судно на волне в крутой бейдевинд не
идет, а "топчется" на месте. Это сопровождается неприятной качкой.
Для получения хороших всесторонних качеств яхты рационально, чтобы
корпус и оснастка были легкими, как только допускают требования
прочности, а общее водоизмещение было выдержано в разумных пределах.
На современных яхтах не применяют больше длинного киля и
S-образных шпангоутов, поэтому обводы плавникового балластного киля
чаще всего проектируют отдельно от корпуса, подготавливая
самостоятельный теоретический чертеж. На общем теоретическом чертеже
судна показывают часто только контур киля с основными поперечными
разрезами. В последнее время для килей используются обтекаемые
профили, испытанные в аэродинамической трубе или опытовом бассейне,
поэтому конструктору обычно известны центры величины их объема и
центры тяжести. При расчете водоизмещения и центра величины судна
объемы плавников киля и рулей, как правило, рассчитывают отдельно и
наносят на строевую по шпангоутам дополнительно.
Строевая по шпангоутам при нормальном и накрененном положении
быстроходных водоизмещающих парусных яхт стала наряду с характерными
очертаниями кормовых ветвей батоксов важным критерием при
проектировании обводов. Она определяет эффективную длину корпуса по
ватерлинии, которая имеет мало общего с теоретической, или
конструктивной, длиной по ватерлинии (КВЛ). В принципе конструктор
стремится распределить водоизмещение как можно ближе к окончанию
ватерлинии в носу и корме. У моторного судна эта тенденция
выражается в появлении бульбовидного носа и такой же кормы. У
парусной яхты применение носового бульба невозможно из-за плохого
поведения яхты на волне, так как при килевой качке он создает
повышенное сопротивление. Компромисс был найден в применении
относительно полных сечений по носовым шпангоутам. В кормовой части,
наоборот, целесообразна концентрация водоизмещения в корпусе яхты,
так как здесь несложно обеспечить плавный сток воды. Некоторые
конструкторы используют даже перо руля, как тело, имеющее достаточно
большое водоизмещение, между тем как существуют обводы корпуса,
которые просты и несмотря на это эффективны с точки зрения обмера.
Расчет водоизмещения и центра величины выполняют по правилу
Симпсона, вычисляя площади теоретических шпангоутов. Для этой же
цели используют планиметр, с помощью которого находят площади
шпангоутов и наносят их на строевую по шпангоутам. Обкатав строевую
планиметром, определяют водоизмещение. Пользуясь правилом Симпсона,
можно быстро найти положение центра величины по длине. Довольно
точно это можно сделать, уравновешивая строевую по шпангоутам,
вырезанную из бумаги, на острие ножа. Проектирование линий
теоретического чертежа с согласованием точек пересечения ватерлиний,
рыбин и шпангоутов на всех проекциях, а также получение нужного
значения водоизмещения и положения центра величины требует от
конструктора терпения, сноровки и опыта.
