При оценке остойчивости яхты можно предположить, что остаточная
остойчивость массы при крене 90° является самым значительным
показателем остойчивости, к которому можно затем относить факторы
динамического воздействия внешних сил. Наглядно это можно
представить так (рис. 18). Корпус яхты принимают за цилиндр, который
не имеет остойчивости формы и вращается вокруг центра D,
расположенного на половине высоты надводного борта, если судно
гладкопалубное. Если речь идет о яхте с баком или развитой
надстройкой, борта которой завалены не более чем на 30° к вертикали,
то дополнительный запас плавучести учитывают в определении положения
точки поворота D. В этом случае определяют длину надстройки - бака и
процентах к обшей длине судна на столько же процентов
увеличивают высоту надводного борта. Предполагается, что точка D
лежит на половине "исправленной" высоты борта. Относительно этой
условной точки поворота находят кренящие или восстанавливающие
моменты основных действующих сил.
Рис. 18. Схема для оценки остойчивости яхты
"Контра" с комплектом нормальных парусов. Центр парусности
расположен на расстоянии 45% длины мачты снизу. Масса такелажа
рассчитывается детально или взвешиванием (при правильно подобранном
такелаже его масса равна примерно 2,5 массы профиля мачты): а -
вариант килевой яхты; б -вариант яхты-компромисса; в - расчетная
схема сил при крене 90°. - центр парусности: 2- центр тяжести
корпуса: 3- центр тяжести фальшкиля
Для определения кренящих моментов учитывают массу и расстояния от
точки D центров тяжести надстроек, рангоута, такелажа и парусов. При
расчете восстанавливающих моментов принимают во внимание массы и
расстояния от этой точки по вертикали центров тяжести балластного
киля и низко расположенного двигателя. При частичном заполнении
свинцом плавника киля подсчитывают только массу свинца, а не массу
металлической обшивки киля или дейдвуда.
Утолщения обшивки днища можно также рассматривать как балласт.
Содержимое цистерн учитывают только в том случае, если его центр
тяжести лежит выше точки D. Положительное влияние содержимого
цистерн на восстанавливающий момент в принципе не учитывают, так как
цистерны могут быть и пустыми. Остойчивость яхты с выдвижным килем
нужно рассчитывать в положении с поднятым килем (рис. 19 и 20).
Таблица 1 Показатели остойчивости яхты "Контра"
В качестве иллюстрации в табл. 1 приведены значения
восстанавливающих и кренящих моментов для яхты "Контрам.
Положительные остаточные моменты, рассматриваемые в этом
сравнительном расчете как восстанавливающие моменты, я являются
критерием для оценки остойчивости яхты в зависи мости от ее размеров
и района плавания. Рис. 21 может служить основой для оценки
остойчивости яхт по величине остаточных моментов. Разумеется,
остаточные моменты, определенные из сравнительного расчета, нельзя
сравнивать с данными, замеренными при креновании яхты, или с
данными, полученными из полного расчета статической остойчивости.
Рис. 19. 10-метровая килевая яхта типа "Тараига"
может считаться нормальным вариантом килевой яхты с рубкой. При
расчете остойчивости надо учитывать обозначенные на рисунке массы и
положение их центров тяжести.
Рис. 20. Остойчивость яхты "Секура" с
подъемным килем может быть рассчитана на случай убранного киля точно
так же, как для нормального плавания с опущенным килем.
Дополнительный внутренний балласт обеспечивает абсолютную
остойчивость и при поднятом выдвижном киле.
Граничные кривые на рис. 21 позволяют сделать предварительный
вывод об остойчивости судна для плавания в морских районах
(категории 3 и 4) или в открытом море (категории плавания 1 и 2).
На примере проекта яхты "Контра", приспособленной для перевозки на
трейлере, построенной с учетом экономии массы и размерений, можно
заключить, что только вариант 1 является достаточно остойчивым для
категорий плавания 3 к 4 (т. е. для прибрежного).
Вариант 2 с таким же балластом массой 250 кг, но с более коротким
плечом выдвижного киля и его относительно небольшим положительным
остаточным моментом (только 22 кг-м) не имеет запаса остойчивости,
необходимого для мореходного судна. Чтобы этот вариант сделать
остойчивым, нужно добавить добрые 100 кг свинцового балласта к
имеющимся 250 кг, что и предусмотрено в конструктивных чертежах для
точно такой же яхты, но с центральным балластным килем и скуловыми
килями, и для яхты с удлиненным плоским килем.
Рис. 21. Зависимость остойчивости яхт от их
длины и района плавания. 1 - яхты неограниченного района плавания
(категории 1 и 2); 2-яхты морского плавания (категории 3 и 4); 3-
яхты с ограниченной остойчивостью (немореходные яхты)
Не только яхты облегченной конструкции нередко не удовлетворяют
требованиям минимальной остойчивости, но и более крупные яхты с
развитым и тяжелым такелажем, влияние которого на остойчивость яхты
при крене 90° часто недооценивают.
Есть еще большое количество крейсерских швертботов, остаточный
момент остойчивости которых отрицательный. Знание этого позволяет
яхтсмену с опытной командой десятилетиями плавать без опрокидывания.
Особой опасности подвергаются неопытные яхтсмены, получившие во
владение яхту, которая по данным проспекта является "чрезвычайно
остойчивой" или даже "неопрокидываемой", так как "это обеспечивается
долей балласта во столько-то процентов от водоизмещения".
В яхтостроении, однако, нужны ясные технические факты, а не
расплывчатые формулировки. Предлагаемый сравнительный метод расчета
представляется автору реальной основой для статической оценки
остойчивости яхты.
Непотопляемость как качество остойчивой и мореходной килевой яхты на
первый взгляд определить просто: заполненная водой яхта плавает или
не плавает. В принципе это, конечно, правильно. Несмотря на это, по
данному вопросу было много острых дискуссий и прежде всего в
североевропейских странах.
Яхта, которая в затопленном состоянии держится на поверхности воды,
может представлять опасность для судоходства. Если в таком состоянии
ее подъемная сила оказывается немного ниже массы, яхта тонет очень
медленно и находится, смотря по обстоятельствам, в неустойчивой
нулевой плавучести. В шторм и сильное волнение судно может временами
появляться на поверхности и вызывать непредвиденные инциденты. Если
яхта немного тяжелее, то она опускается на жесткий грунт, где под
действием больших волн ее корпус разбивается в щепки.
И как бы это ни звучало парадоксально, органы по надзору за
безопасностью мореплавания и даже страховые общества выступают за
то, чтобы заполненная водой вследствие повреждения яхта с гарантией
затонула. С помощью пластикового буйка и буйрепа можно обозначить
место затопления яхты и в дальнейшем облегчить ее подъем. Этим
исключается возможность повреждения других судов, которые могли бы
столкнуться с оставшейся на плаву яхтой.
Сделать килевую яхту вполне непотопляемой, в противоположность
небольшим парусным судам, не имеющим балласта,- почти неразрешимая
конструктивная задача. Для килевых яхт с корпусом из металла или
пластмассы, начиная с длины 7 м, обеспечить их непотопляемость, не
уменьшая внутреннего пространства корпуса, необходимого для
размещения бытового оборудования, кажется делом бесперспективным.
Необходимый запас плавучести может быть достигнут благодаря
размещению внутри корпуса блоков из прочного и неразрушаемого
плавучего средства типа пенопласта. Надувные баллоны могут потерять
герметичность либо просто не создать никакого запаса плавучести
вследствие дефектов пневматики или обшивки баллона.
Чем больше занимались специалисты проблемой непотопляемости, тем
яснее становилось, что целесообразно обеспечивать непотопляемость с
помощью прочного плавучего средства, а при проектировании крупных
килевых и моторных яхт не принимать в расчет требование
непотопляемости. Однако спроектировать даже малые яхты
непотопляемыми едва ли возможно, не ограничивая существенно объема
каюты, так что назначение яхты как судна для отдыха вообще ставится
под сомнение. В качестве минимального требования к непотопляемости
нужно исходить из того, что в случае аварии, когда корпус судна
заполнен водой, комингс кокпита и надстройки должны выступать над
водой. Яхта, которая с рассмотренной выше точки зрения не является
остойчивой, возможно получит при этом неконтролируемое вращение
вокруг продольной оси при действии волны. На такой яхте очень трудно
убрать паруса, что согласно морской практике после наполнения яхты
водой должно быть первым активным действием экипажа.
Рис. 22 Схема размещения блоков пенопласта,
обеспечивающих непотопляемость яхты типа "Омега" длиной 7,50 м.
Если потерпевшая аварию яхта остается остойчивой даже будучи
заполнена водой, то вступает в действие восстанавливающий
положительный остаточный момент, как было рассчитано выше. В этом
положении яхты восстанавливающий момент будет тем больше, чем выше
под палубой расположены блоки плавучести. Если при размещении блоков
плавучести конструктор позаботился также о равновесии судна в
продольном направлении и если есть еще по крайней мере 100 кг запаса
плавучести до погружения палубы, то можно убрать паруса. Благодаря
уменьшению кренящего влияния ветра легче удерживать заполненное
водой судно в вертикальном положении. При этом взрослые члены
экипажа свешиваются за борт по обе стороны кокпита, держась за
леерные стойки или поручни, двое-трое детей могут сидеть в кокпите.
Это состояние для случая аварии легких яхт конструктор должен
стремиться обеспечить при самой минимальной массе балласта, которая
необходима для обеспечения остойчивости.
Типичная схема размещения блоков плавучести из твердого пенопласта
для 7,5-метровой яхты показана на рис. 22. Здесь достигается
расчетный запас аварийной плавучести только 40 кг при погружении
яхты до палубы. Чтобы получить запас плавучести 100 кг, нужно было
бы добавить еще 0,07 м3 пенопласта или, например, заменить
стационарный двигатель на подвесной. В данном случае речь' идет о
яхте "Омега" с деревянным корпусом, который имеет значительную
собственную плавучесть. Если корпус пластмассовый или металлический,
объем, выделяемый для размещения пенопласта, необходимо увеличить.
Еще большая проблема, недоступная влиянию конструктора, заключается
в опасности того, что владелец судна возьмет на борт яхты излишнюю
нагрузку, и запас плавучести окажется недостаточным. Даже если яхта
сконструирована достаточно непотопляемой, есть опасность, что верфь
или любитель, строящий яхту самостоятельно, снабдив судно тяжелым
дополнительным оборудованием и снаряжением, лишат судно
непотопляемости в случае аварии.
