Некоторые проекты яхт с благоприятным распределением
водоизмещения по длине, как уже говорилось выше, не дали желаемого
эффекта повышения предельной скорости прежде всего потому, что не
были применены кормовые обводы с более плоским днищем, необходимые
для достижения высоких скоростей.
Есть два объяснения того факта, почему часто не учитывают этого
критерия при проектировании обводов. Первое - это существующая
тенденция выжимать из формулы IOR при проектировании яхт минимальный
гоночный балл. По условиям обмера кормовых охватов корпуса корма
получается сравнительно узкой и со значительной килеватостью днища.
Однако на деле формула IOR отнюдь не принуждает конструктора к тому,
чтобы избегать технически благоприятных плоских обводов кормы. При
расчете гоночного балла такие обводы штрафуются, но не настолько,
чтобы свести на нет преимущества в скорости.
Второе объяснение еще проще. Большинство конструкторов не знает, при
каких обводах и скоростях поток воды отрывается и образуется
тормозящий движение яхты турбулентный поток, Это кажется почти
невероятным, но объясняется просто. При проектировании яхт нет
большого коммерческого интереса разрабатывать судно, рассчитанное на
переходный к глиссированию режим или на чистое глиссирование.
Глиссер с мотором и полуглиссер значительно превосходят парусное
судно с точки зрения коммерческой эффективности, поскольку благодаря
достаточному упору гребного винта моторные суда могут преодолевать
горб сопротивления, который почти все конструкторы водоизмещающих
парусных яхт, сознавая свое бессилие, рассматривают как магический
звуковой барьер. Только для очень специальных целей и при больших
финансовых затратах яхта может быть так точно исследована, что
проектанты узнают, при каких углах выхода кормовых линий и при каких
скоростях наступает отрыв потока. Для этого необходимо провести
сотни испытаний в бассейне с указателями направления линий тока на
моделях.
Результаты подобных испытаний, проведенных для кубковых яхт,
обмеряемых по формуле IOR, нельзя, однако, переносить на все суда,
поскольку обводы кормы во многом обусловлены правилами обмера.
Некоторые конструкторы используют сечения теоретического чертежа
корпуса яхты диагональными плоскостями - рыбинами в качестве
действительного критерия при оценке предельных углов отрыва потока.
Ватерлинии более характерны для судов, которые ходят под парусами с
относительно небольшим креном.
Плоская корма (рис. 9) с батоксами, расположенными под углом 15°
относительно ватерлинии, при малом водоизмещении и достаточно
большой тяге парусов позволяет яхте глиссировать. Этого можно
достичь при плавании под спинакером или дрифтером на полном бакштаге
или фордевинде, прежде всего при длинной попутной волне. Такая корма
целесообразна для быстроходных водоизмещающих парусных яхт, которые
располагая мощными вспомогательными двигателями, способны развивать
скорость, близкую к сверхкритической скорости водонзмещающего
плавания. Корпуса с еще более широким транцем и наклоном батоксов
под углом 10° к ватерлинии при соответствующих условиях
(благоприятное соотношение длины корпуса к ширине и высокая
нагруженность парусами относительно водоизмещения) могут идти на
переходном глиссированию режиме с относительной скоростью V = 4*корень
квадратный(L) и выше (для судна с длиной по KBK10м V составляет 12,6 уз и выше).
Однако немногие конструкторы сегодня применяют плоскую корму для
килевых яхт, поскольку они должны учитывать обмерные формулы и
проектировать вместо абсолютно быстроходных яхт только относительно
быстроходные. Кроме того, в области совсем низких относительных
скоростей вследствие увеличения смоченной поверхности из-за
погружения кормового свеса повышается сопротивление воды движению
яхты. Этого недостатка можно избежать путем укорачивания кормового
свеса. Другие технические трудности обусловлены умеренной
концентрацией водоизмещения в кормовой части судна, что означает
уменьшение <действительной длины ватерлинии> на высоких скоростях,
равных 2,2 ... 2,5 *корень квадратный(L). Этот недостаток -
повышенное сопротивление (примерно при 7-8 уз у судна длиной 10 м по
КВЛ можно было бы устранить, увеличив полноту обводов кормы так,
чтобы получить четко обозначившийся конец строевой по шпангоутам.
Обрезная корма (рис. 10) с углом выхода батоксов до 35° и больше
является, в первую очередь, следствием проектирования обводов по
формуле IOR без учета сопротивления формы, сильно возрастающего при
высоких скоростях из-за отрыва потока. Такой тип кормы хорош в
диапазоне низких относительных скоростей (примерно до V = 2*корень
квадратный (L) уз, что составляет 6,5 уз у судна длиной 10 м по КВЛ).
Однако при скоростях выше этого значения отрыв потока с сильно
тормозящими ход яхты завихрениями за кормой неизбежен. Хотя подобные
обводы не являются общепринятыми, но уже получили достаточно широкое
распространение. Иногда предполагают улучшить условия обтекания
такой кормы на высокой скорости, проектируя контур ДП под углом 20°
к КВЛ.
Плоская корма водоизмещающего судна (рис. 11) обеспечивает углы
схода потока 20° и менее и позволяет сконцентрировать достаточную
часть водоизмещения у кормового конца ватерлинии, что необходимо при
расчете на плавание со сверхкритической скоростью. Благодаря
подобным обводам_кормы можно достичь относительной скорости около
V = 3*корень квадратный
(L) (для судна с L = 10 м V = 9,5 уз) без отрыва потока. В
этом диапазоне лежит, правда, почти крайний предел скорости, которую
может развить водоизмещающее судно. Еще некоторое повышение скорости
можно получить за счет более резкого обреза кормы при одновременном
уменьшении углов схода потока. Однако для того чтобы попасть в
область скоростей переходного к глиссированию режима, нельзя
обойтись без широкой опорной поверхности днища у транца. Разработка
такой формы кормы яхты-полуглиссера с хорошими мореходными
качествами остается до сих пор еще нерешенной задачей.
Меньше вариантов имеется при проектировании носовой оконечности
килевой яхты. Здесь фактор поведения в море на волне устанавливает
границу концентрации водоизмещения в носовой части. Несмотря на это
время от времени у неопытных конструкторов вновь возникает довольно
старая идея бульбового носа. Такая яхта выдерживает, однако, только
буксировочные испытания на тихой воде. Как показывает анализ
строевых по шпангоутам быстроходных яхт (см. рис. 8), концентрация
водоизмещения в носовой части возможна только до определенного
уровня, иначе поведение судна на волнении будет неблагоприятным.
Рис. 9. Плоская корма с наклоном батоксов к
ватерлинии под углом 15° и ниже дает возможность при условии
соответствующей тяги парусов двигаться в режиме серфинга. При углах
выхода батоксов ниже 10° в определенных условиях возможен переходный
кглиссированию режим с относительной скоростью V = 4*корень
квадратный (L) и выше.
Рис. 10. Обрезная корма, у которой линии
батоксов наклонены под углом до 35° к КВЛ, применяется в области
низких относительных скоростей. Начиная примерно с V =2 *корень
квадратный (L) .неизбежны отрыв потока и
завихрения в корме.
Рис. 11. Плоская корма водоизмещагощего
судна с углом выхода батоксов до 20°. Желательна концентрация
водоизмещения в корме, необходимая для достижения сверхкритической
скорости.
В последние годы выявились две основные, тенденции в
проектировании обводов носовой оконечности.
1. Классический глубокий вход форштевня (рис. 12) с острыми обводами
ниже КВЛ обеспечивает самое лучшее поведение судна на волне, по
крайней мере, относительно легких яхт.
2. Плоские очертания носовой оконечности (рис. 13)-другая крайность.
В сочетании с сильно U-образными шпангоутами и плоским днищем может
быть достигнута такая концентрация водоизмещения в носу, как у
классического типа обводов корпуса с глубоким погружением форштевня.
При соответствующей тяге парусов яхта с такими обводами может
достигать высоких скоростей.
В случае комбинации плоского днища с трапецеидальными шпангоутами
отсутствуют большие приводящие к ветру моменты даже у широких судов
и на шквалах. Поведение на волне судна с таким носом, особенно яхты
нормального водоизмещения, удивительно хорошее.
Рис. 12. Носовая оконечность яхты с глубоким
входом.
Рис. 13. Плоский носовой подрез имеет
преимущества для быстроходных водоизмещающих яхт среднего тоннажа.
Яхта движется по воде практически без носовой волны и не ударяет
жестко днищем о волн, так как при крене в контакт с водой вступает
скула малого радиуса, а не плоское днище. Чрезмерно облегченные яхты
при движении навстречу волне оказываются не так хороши.
Между двумя рассмотренными крайними типами обводов носовой
оконечности яхт разрабатывают различные варианты, которые не
приносят с собой много нового.
