Деревянные или алюминиевые мачты.? Этот вопрос уже решен
несколько лет назад, когда известный гонщик одной
высококвалифицированной верфи по постройке яхт дал задание
спроектировать деревянную мачту, которая в техническом отношении
превосходила бы имевшиеся в то время алюминиевые мачты. Несмотря на
сложную конструкцию и найденную качественную древесину спруса это
оказалось невозможным. С тех пор продолжали усовершенствовать
алюминиевые мачты. Древесина спруса стала дефицитным материалом.
Деревянная мачта стоила бы в настоящее время во много раз больше
обычной алюминиевой мачты. Однако, если судостроитель-любитель
желает сэкономить на изготовлении рангоута, то целесообразна только
простая коробчатая мачта из ели с малым количеством сучков,
изготовляемая специалистами по дереву. Так как из-за неоднородности
материала коэффициент запаса прочности должен быть весьма высоким,
то масса мачты увеличивается более чем на 50% по сравнению с массой
алюминиевой мачты. Это сильно сказывается на остойчивости яхт и
прежде всего яхт, которые не имеют тяжелого фальшкиля. На яхте
"Омега", например, надо было бы добавить 93 кг балласта в киль,
чтобы получить такую же остойчивость, как у яхт с серийной
алюминиевой мачтой.
Другой недостаток мачты из дерева - ее большие размеры. Это
сказывается прежде всего на острых курсах к ветру и выражается в
значительном увеличении турбулентной зоны потока воздуха,
попадающего на грот. На примере мачты для яхты "Омега" (рис. 159)
можно установить, что при угле вымпельного ветра под 30° к ДП
увеличение зоны турбулентности примерно на 56% больше, чем у яхты с
алюминиевой мачтой. Если вспомнить еще о том, что сегодня стоимость
анодированной алюминиевой мачты с гиком, краспицами, патент-рифом и
всеми дельными вещами составляет примерно 3% от общей стоимости
яхты, то станет ясно, почему деревянная мачта для современных яхт не
может быть больше предметом дискуссии.
Рис. 159. Мачта
яхты "Омега" из дерева и алюминия.
Опытные изготовители металлических мачт располагают эмпирически
полученными данными, в которых основой для расчета поперечного
сечения мачты являются только длина и ширина судна, водоизмещение и
парусность. С помощью этих упрощенных таблиц нельзя получить,
конечно, оптимальной мачты минимальной массы. Если изготовитель мачт
рекомендует определенный профиль, то он естественно заинтересован в
том, чтобы его профиль выдержал без повреждений гарантийное время. С
другой стороны, важно избежать излишней массы рангоута. Следует
заботиться не только об улучшении статической остойчивости, но и об
уменьшении масс, расположенных достаточно далеко от центра
продольных колебаний судна. Последний находится обычно в середине
судна немного ниже ватерлинии. Каждый килограмм лишней массы мачты
повышает тенденцию к килевой (продольной) и бортовой качке яхты и
снижает мореходность и скорость судна.
Теоретически изготовить легкую мачту можно, применяя профили
большого диаметра и тонкие стенки. Однако крепление дельных вещей к
тонким стенкам вырастает в проблему, а большое поперечное сечение
мачты вследствие увеличения турбулентной зоны натекающего на грот
потока при крутом курсе к ветру оказывает большое сопротивление
движению яхты.
Рис. 160. Крепление основных вант и краспиц
на алюминиевой мачте крейсерско-г6ночной яхты.
С созданием специальных алюминиевых профилей существенно
изменилась и конструкция дельных вещей для крепления такелажа к
мачте и гику. При этом наряду с разработкой рациональной технологии
на передний план выступили вновь масса и обтекаемость конструкций.
Эта тенденция ясно усматривается из противопоставления различных
дельных вещей для крепления к мачте нижних вант. В современном
исполнении (рис. 160) опрессованный наконечник нижней ванты
пропускается в шлиц, прорезанный в профиле мачты. Все крепление
расположено внутри мачты. Обтекаемый
алюминиевый пpoфиль
краспицы вставлен в сварной башмак из тонколистовой нержавеющей
стали. Один-единственный тонкий винт страхует краспицу от выпадения.
Все детали легкие, обтекаемые и рациональные по технологии.
Традиционная конструкция наружного крепления нижних вант (рис. 161)
копирует применявшуюся ранее на деревянных мачтах. Она не только
тяжелее и не так обтекаема, но и значительно дороже. То же можно
сказать о краспицах и их креплении.
Большинство дельных вещей самой легкой конструкции изготовляют
сварными из алюминиевых сплавов, а при постройке большой серии яхт -
литыми из таких же сплавов. Конструкции из нержавеющей или
оцинкованной стали, которые иногда еще делают любители-судостроители
без расчета и поэтому с большим запасом прочности из-за опасения
поломок, в настоящее время больше не представляют интереса для
профессионального яхтостроения.
Рис. 161. Традиционный узел крепления нижних
вант и краспиц на деревянной мачте моторно-парусной яхты.
Стоячий такелаж. Базовыми данными для расчета вант являются
остойчивость яхты и расположение вант, прежде всего угол между
вантами и мачтой. Тросы из нержавеющей стали почти полностью
вытеснили оцинкованные стальные тросы, применявшиеся ранее для этих
целей. Чтобы ванты по возможности меньше растягивались под
нагрузкой, их делают немного толще, особенно верхние ванты и топштаг.
Применяют преимущественно жесткие тросы конструкции 1 X 19, свитые
из самой толстой проволоки. Однако жесткости даже такого троса часто
оказывается недостаточно, чтобы удовлетворить высоким требованиям,
которые предъявляют гонщики к деформации вант и штагов. Поэтому в
последние годы были разработаны и применены штаги и ванты из
профильной стали, которые при появляющихся нагрузках почти не
получают удлинения. Для топштага были разработаны обтекатели из
пластмассы или алюминия с одним или двумя ликпазами для постановки
передних парусов. Таким образом, любой передний парус имеет прямую и
хорошо обтекаемую переднюю кромку и есть возможность ставить новый
стаксель прежде, чем уберут старый.
Яхтсмены-туристы, наоборот, предпочитают обычные карабины для
постановки паруса на штаге. Но и они нередко используют двойной
топштаг, хотя в крейсерском плавании нет необходимости экономить
секунды при смене парусов. Для конструктора, конечно, увеличение
массы и воздушного сопротивления из-за второго штага являются
нежелательными факторами.
Рациональность использования устройства для закрутки стакселя вокруг
штага на морской яхте вызывает сомнение. Оснащение яхты двойным
штагом часто мотивируется необходимостью обеспечения безопасности в
дальнем плавании. Однако, если мачта раскреплена нижними вантами,
разнесенными в нос и в корму, а также внутренним штагом, то
благодаря этому при обрыве топштага есть некоторый шанс сохранить
мачту и добраться в гавань под гротом. Следовательно, Двойной штаг
не нужен и нерационален.
Талрепы для натяжения вант и штагов в принципе не изменились.
Сегодня их делают почти исключительно из хромонике - левой стали,
стойкой к воздействию морской воды. Часто резьбовые наконечники и
гильзы изготовляют из разнородных материалов во избежание заедания в
нарезке. Обязательные скобы, являющиеся шарнирами между талрепом и
вант-путенсом, препятствуют изгибанию винта талрепа от
непредвиденных боковых нагрузок на ванты и штаги. В качестве
стопоров используются контргайки.
Рис. 162. Наконечники для тросов стоячего
такелажа: а - наконечник, напрессовываемый на трос; б - втулка,
напрессованная на трос, согнутый в петлю; в - разъемный наконечник
типа "Норсеман".
На гоночных яхтах вошло в обыкновение устанавливать регулируемые
ахтерштаг и основной топштаг. С их помощью мачте придают правильный
изгиб в зависимости от силы и направления ветра и раскроя паруса. На
средних яхтах для регулировки натяжения применяют винтовой шпиндель
с ручным маховиком. Большие яхты снабжают сегодня гидравлическими
устройствами, управляемыми из кокпита, где находится помпа с
убирающейся ручкой и разгрузочным клапаном.
Наконечники, напрессованные на обоих концах штагов и вант, несут
большую нагрузку. Чаще всего наконечники выпускаются с ушком или
вилкой. Гильзу из нержавеющей стали с просверленным отверстием,
которое точно соответствует диаметру троса, обжимают с помощью
пресса по вставленному в наконечник тросу (рис. 162, а). Постоянный
контроль за диаметром троса, отверстиями наконечников и давлением,
которое создает опрессовочное приспособление, являются предпосылками
надежности закрепления троса в наконечниках. Если не придают особого
значения внешнему виду соединений, можно использовать зажимные
втулки для канатов, которые в сочетании с коушем заменили прежний
огон. Втулки обжимают прессом, а при небольшом диаметре троса - в
специальных тисках почти до круглого поперечного сечения (рис. 162,
б).
Наконечник типа "Норсеман" - английский патент канатного зажима -
кажется единственно надежной и элегантной конструкцией для штагов,
которые можно устанавливать без специальной аппаратуры (рис. 162,
в). Достаточно иметь два гаечных ключа. Принцип конструкции в том,
что тонкий конический штифт запрессовывают в середину проволочного
троса; при этом возникает держащая сила вследствие трения между
коническим штифтом, распущенным на проволоки тросом и внутренней
поверхностью конической гильзы. Каждый любитель может таким путем на
месте довести стоячий такелаж на своей яхте до требуемой длины и сам
установить наконечники. Единственным недостатком этой конструкции
является высокая цена.
Бегучий такелаж. Наружная проводка фалов почти совсем не применяется
на современных яхтах. Только парусные школы, яхтсмены, идущие вокруг
света, и упорные приверженцы старины не отказались еще от них, так
как в этом случае повреждение фала (перед его разрывом) может быть
обнаружено своевременно. Гонщики, без сомнения, по причине высокого
воздушного сопротивления таких снастей ратуют за внутреннюю проводку
фалов. Впрочем и для современных туристских яхт внутренняя проводка
фалов признается рациональной. На случай обрыва фала должна быть
предусмотрена возможность быстрой его замены запасным фалом. Поэтому
для одномачтового судна принято предусматривать по две пары фактов
стакселя и грота. В резервной паре обычно основаны проводники из
тонкого, но прочного линя, с помощью которых можно быстро провести
запасной фал из стального троса. Вместо линя применяют более тонкий,
чем штатный фал, стальной тросик, который можно использовать или как
временный грота-фал, или как проводник для запасного фала.
Для фалов почти исключительно применяют тросы конструкции 7 X 19 из
нержавеющей стали, концы которых или крепят прямо на барабанах
лебедок или снабжают шкентелем из мягкого синтетического троса для
ручной выборки. Чтобы обеспечить продолжительный срок службы фала,
диаметр шкива должен составлять не менее 16 (лучше 20) диаметров
троса.
Пластмассовые трубки, расположенные внутри мачт для пропуска в них
фалов, теперь не применяются. В отдельных местах в мачте
устанавливают кипы и роульсы для направления фалов. Фалы,
проведенные правильно, практически не могут перекрутиться друг с
другом, если они не несут нагрузки.
Существует тенденция делать нижнюю часть мачты так же хорошо
обтекаемой, как и верхнюю, поэтому лебедки для фалов размещают все
чаще на палубе вблизи специального кокпита для лебедок или общего
кокпита. Проводка фалов над палубой при правильном расположении не
мешает работе с парусами и их можно использовать в качестве ножного
леера.
Сторонники дальнейших усовершенствований перенесли уже трубку для
проводки фалов под палубу. Рациональность этого решения пока что
вызывает сомнение. Размещение фаловых лебедок у кокпита, наоборот,
может иметь преимущества для яхтсменов-туристов. Рулевой в этом
случае имеет возможность помогать при взятии или отдаче рифов и
поэтому можно ходить под парусами вдвоем даже на больших яхтах.
Для выборки фалов рекомендуется лебедка с замедленным ходом - с
усиливающей передачей. Одноходовой лебедки для поднятия парусов,
особенно передних, оказывается недостаточно.
Ранее распространенные хлопчатобумажные шкоты практически исчезли из
продажи из-за их высокой цены и недостаточной прочности. Сегодня
широко применяются шкоты из перлона, нейлона, тревира (дакрон) и
других синтетических волокон. С одной стороны, шкот должен быть
очень гибким и не давать калышек, с другой стороны, от него
требуется высокая прочность на разрыв и большая эластичность. Этого
можно достичь, применяя комбинированный трос, состоящий из прочного
сердечника и гибкой плотной оболочки. При необходимости сращивания
эту оболочку убирают, а после выполнения сплесня вновь надевают на
сплесень. Такой трос дороже, чем простой плетеный шкот, но он этого
стоит.
Важное значение наряду с прочностью имеет возможность работы со
шкотами рукой. На малых яхтах практически нет шкотов диаметром
меньше 12 мм, а на яхтах средних размеров- 14-16 мм. Исключение
составляют только сверхлегкие шкоты для летучего клнвера и спинакера
для самого слабого ветра (применяют трос диаметром 6 мм).
Проводке шкотов, особенно для передних парусов, на гоночных яхтах
придают большое значение. Положение их кип регулируют не только в
продольном направлении благодаря ползунам, скользящим по
направляющим рельсам, но часто делают еще второй рельс, который
проходит на некотором расстоянии параллельно первому и позволяет
регулировать положение кип в поперечном направлении. Для возможности
лучшего использования имеющихся шкотовых лебедок применяют проводку
шкотов с направляющими блоками для изменения направления тяги.
Существуют одноходовые, двухходовые, трехходовые лебедки и так
называемые "кофейные мельницы" со многими обслуживаемыми ими
дистанционно головками шпилей (барабанами), которые могут работать
отдельно или совместно. Эти лебедки более тихоходные и с легким
ходом, работают часто в масляной ванне и удерживают шкот с большей
силой, чем лебедки других типов. Стоимость этих устройств высока, но
большинство яхтсменов-гонщиков это не пугает.
Для оборудования яхты средних размеров нужно установить только по
одной лебедке для шкотов правого и левого бортов. Если ставят
спинакер, то желательно применить еще две лебедки, но необязательно.
Пятая лебедка для гика-шкота также нужна, если не приходится
рассчитывать на лишние силы.
Такое оснащение лебедки достаточно для яхт длиной до 20 м. Однако
если речь идет об успешном участии яхты в гонке, существенную роль
играет время, затрачиваемое экипажем на тот или иной маневр.
Сэкономить драгоценные секунды помогает большое число дорогостоящих
шкотовых лебедок и их правильное расположение (рис. 163). Может
представить интерес следующее приблизительное соотношение между
стоимостью основных типов лебедок при одинаковом диаметре барабана:
Лебедка , Соотношение
Одноходовая без редукции 100
Двухходовая, один ход с редукцией 140
Двухходовая, оба хода С редукцией 180
Трехходовая, все хода с редукцией 250-350
В настоящее время одноходовые лебедки применяют только на небольших
яхтах или используют их для шкотов автомагического стакселя. В
качестве стандартной определилась двухходовая лебедка с редукцией
обоих ходов.
Вероятно, из-за стремления сэкономить средства у яхтсменов появилась
тенденция устанавливать шкотовые лебедки на размер меньше, чем это
необходимо. Однако лучше предусмотреть две лебедки хороших размеров
для генуи и использовать их для работы со спинакером.
Новшеством последних лет является шпиндельная оттяжка гика, которая
заменила обычные тали (рис. 164). Шпиндель из нержавеющей стали
снабжен резьбовой втулкой, которая получает аксиальное перемещение
при вращении маховика. Эта втулка закреплена на конце алюминиевой
трубки. Конец шпинделя укреплен с помощью шарнира на задней кромке
мачты рядом с выходом из нее фалов. Конец трубки у гика также имеет
шарнир.
С помощью этой оттяжки можно регулировать натяжение задней шкаторины
грота в широких пределах, причем шпиндельная оттяжка позволяет это
делать точнее, чем ранее применявшиеся эластичные тали для оттяжки
гика.
Многим гонщикам уже давно мешают спинакер-гики, обычно укладываемые
по-походному на баке яхты. На однотоннике "Идра" спинакер-гики
помещены в трубы, которые закрыты потайной крышкой (рис. 165).
Иногда спинакер-гики закрепляют пятками в нужных точках по высоте на
мачте, благодаря чему они готовы к немедленному использованию. Ноки
спинакер-гиков в этом случае крепят на носовом релинге. Для этого
обе задних стойки релинга располагают так далеко в корму, чтобы
конец висящего спинакер-гика даже в самом верхнем положении ползуна
на мачте находился бы в районе этих стоек. Крутые полукруглые изгибы
в нижней части стоек служат гнездом для спинакер-гиков (рис. 166).
Выше изгиба обе задних стойки скощены внутрь на 5-10°, чтобы вверху
вновь быть снаружи полукруглыми. Благодаря такой конфигурации стоек
спинакер-гик можно поднять в любое положение, не боясь зацепить им
за стойки. Обе передние стойки расположены на высоте оковки
спинакер-гика при нижнем положении ползуна на мачте. Полукруглые
изгибы, имеющиеся у стоек внизу, идут вверх, прямо к поручню.
Описанные детали вооружения - только некоторые примеры из богатой
палитры возможностей, которыми может пользоваться яхтсмен-гонщик.
Часто они бывают "гвоздем программы" и в большинстве случаев
исчезают через несколько лет из-за своей высокой цены или выявления
определенных недостатков. Яхтсмен-турист в меньшей степени
заинтересован в экспериментах.
Рис. 163. Функциональное расположение
штоковых лебедок на палубе яхты "Христина"
Рис. 164. Винтовая (шпиндельная) оттяжка
гика заменила на современных яхтах традиционные тали.
Рис. 165. Труба для хранения спинакер-гика
по-походному, вмонтированная в палубу.
Рис. 166. Носовой релинг, приспособленный для крепления
по-походному двух спинакер-гиков.
Сенсационные новшества, применяемые на гоночных яхтах, он
рассматривает критически и оценивает по отношению их стоимости к
получаемому техническому эффекту.
