Л. Иванов - Шлюпка. Устройство и управление
а – левый; б – правый
Различают следующие направления ветра относительно диаметральной плоскости шлюпки (рис. 43).
Ветер, дующий прямо или почти прямо в нос шлюпки (от 10° правого борта до 10° левого борта), называется противным, или лобовым.
Ветер, дующий в пределах от 10 до 80° к диаметральной плоскости (от носа шлюпки), называется бейдевинд. Бейдевинд считается крутым, если угол ветра составляет 10-60°, и полным, если угол › 60°.
Ветер, дующий прямо или почти прямо в борт шлюпки (от 80 до 100°), называется галфвинд .
Ветер, дующий под углом от 100 до 170° к диаметральной плоскости, называется бакштаг . Бакштаг считается полным, если угол ветра › 150°. Ветер, дующий прямо или почти прямо в корму (от 170° правого борта до 170° левого борта), называется фордевинд .
Полные наименования направлений ветра включают наименование галса, например бейдевинд (галфвинд, бакштаг) левого (правого) галса.
Рис. 43. Направления ветра относительно диаметральной плоскости шлюпки
4.4. Действие ветра на парус
На шлюпку под парусом оказывают влияние две среды: воздушный поток, действующий на парус и надводную часть шлюпки, и вода, действующая на подводную часть шлюпки.
Благодаря форме паруса даже при самом неблагоприятном ветре (бейдевинд) шлюпка может двигаться вперед. Парус напоминает крыло, наибольший прогиб которого удален от передней шкаторины на 1/3-1/4 ширины паруса и имеет величину 8-10% ширины паруса (рис. 44).
Если ветер, имеющий направление В (рис. 45, а), встречает на пути парус, он огибает его с двух сторон. С наветренной стороны паруса создается давление выше (+), нежели с Подветренной (-). Равнодействующая сил давления образует силу Р,направленную перпендикулярно плоскости паруса или хорде, проходящей через переднюю и заднюю шкаторины и приложенную к центру парусности ЦП (рис. 45, б).
Рис. 44. Профиль паруса:
В – ширина паруса по хорде
Рис. 45. Силы, действующие на парус и корпус шлюпки:
а – действие ветра на парус; б – действие ветра на парус и воды на корпус шлюпки
Рис. 46. Правильное положение паруса при различных направлениях ветра: а – бейдевинд; б – галфвинд; в – фордевинд
Сила Р раскладывается на силу тяги Т, направленную параллельно диаметральной плоскости (ДП) шлюпки, заставляющую шлюпку двигаться вперед, и силу дрейфа Д, направленную перпендикулярно ДП, вызывающую дрейф и крен шлюпки.
Сила Р зависит от скорости и направления ветра относительно паруса. Чем больше ‹ в между направлением ветра В и плоскостью паруса ПП, тем больше сила Р.
Если ‹в = 90°, сила Р достигает максимальной величины. Силы Т и Д зависят от ‹Y между ДП шлюпки и плоскостью паруса. С увеличением ‹Y cила Т увеличивается, а сила Д уменьшается.
Действие воды на шлюпку во многом зависит от обводов ее подводной части.
Несмотря на то что при ветре бейдевинд сила дрейфа Д превышает силу тяги Т, шлюпка имеет ход вперед. Здесь сказывается боковое сопротивление R1 подводной части корпуса, которое во много раз больше лобового сопротивления R.
Рис. 47. Вымпельный ветер:
ВИ – истинный ветер; ВШ – ветер от движения шлюпки; ВВ – вымпельный ветер
Сила Д, несмотря на противодействие корпуса, все же сносит шлюпку с линии курса. Составленный ДП и направлением истинного движения шлюпки ИП ‹ a называется углом дрейфа. Чем острее угол между ДП и направлением ветра, тем больше угол дрейфа, так как при острых углах сила тяги Т незначительна и шлюпка, не имея достаточного поступательного движения вперед, сносится под ветер. При ветре бейдевинд круче 40-45° шлюпка вперед двигаться не может.
Таким образом, наибольшая тяга и наименьший дрейф шлюпки могут быть получены путем выбора наиболее выгодного положения диаметральной плоскости шлюпки и плоскости паруса относительно ветра. Установлено, что угол между ДП шлюпки и плоскостью паруса должен быть равен половине ‹ A между диаметральной плоскостью и направлением ветра. На рис. 46 показано правильное положение паруса при ветрах бейдевинд (а), галфвинд (б) и фордевинд (в).
При выборе положения паруса относительно ДП и ветра старшина шлюпки руководствуется не истинным, а вымпельным (кажущимся) ветром, направление которого определяется равнодействующей от скорости шлюпки и скорости истинного ветра (рис. 47).
Кливер, расположенный перед фоком, исполняет роль предкрылка. Поток воздуха, проходящий между кливером и фоком, уменьшает давление на подветренной стороне фока и, следовательно, увеличивает его тяговую силу. Это происходит лишь при условии, что угол между кливером и ДП шлюпки несколько больше угла между фоком и ДП (рис. 48, а).
Рис. 48. Установка кливера относительно фока:
а – правильно; б – неправильно
Если же кливер прижать к ДП, то поток воздуха будет ударять в подветренную сторону фока, ухудшит его форму и уменьшит тяговую силу (рис. 48, б). Такое же действие производит кливер, имеющий слишком выгнутую форму.
4.5. Влияние крена и дифферента на управление шлюпкой
В разделе 4.4 работа парусов рассматривалась без учета влияния крена и дифферента шлюпки, т. е. предполагалось, что центр парусности ЦП и центр лобового сопротивления ЦЛС подводной части корпуса расположены примерно в одной вертикальной плоскости (рис. 49, а). В реальной обстановке на управление шлюпкой под парусами всегда оказывают влияние крен и дифферент.
При крене от действия пары сил Т и R (силы тяги и силы лобового сопротивления подводной части корпуса шлюпки) с плечом К образуется вращательный момент вокруг вертикальной оси (рис. 49, б). С увеличением крена за счет увеличения плеча К этот момент возрастает и форштевень шлюпки поворачивается в сторону наветренного борта (на ветер).
Явление, когда под угрозой опрокидывания шлюпка стремится привестись и, следовательно, обезветрить паруса, можно считать положительным. Однако оно играет и отрицательную роль, когда для удержания шлюпки на заданном курсе приходится держать руль переложенным в сторону подветренного борта, что приводит к потере шлюпкой скорости. Кроме того, крен уменьшает остойчивость шлюпки и рабочую поверхность парусов.
Рис. 49. Влияние крена на управляемость шлюпки:
а – крен отсутствует; б – крен на правый борт
Следовательно, для сохранения остойчивости и достижения наибольшей скорости шлюпки необходимо уменьшать ее крен. Небольшой крен бывает полезным при слабом ветре, когда парус не может принять правильную форму. В этом случае следует искусственно создать крен на подветренный борт; парус под действием собственного веса Приобретает необходимую выгнутую форму.
Парусное вооружение шлюпки рассчитывается так, чтобы центр парусности ЦП и центр бокового сопротивления ЦБС подводной части корпуса находились примерно на одной вертикали (рис. 50, а).
Рис. 50. Влияние дифферента на управляемость шлюпки:
а – дифферент отсутствует; б – дифферент на корму; в – дифферент на нос
При дифференте на корму ЦБС смещается к корме, в результате чего от действия силы дрейфа Д и силы бокового сопротивления R1 возникает вращательный момент, который уваливает нос шлюпки под ветер (рис. 50,6). При дифференте на нос шлюпка стремится повернуться носом к ветру, т. е. привестись (рис. 50, в). Вращательный момент шлюпки при дифференте усиливается также под действием ветра на приподнятую оконечность шлюпки.
Искусственно создавая дифферент на нос или на корму, можно в нужный момент улучшить поворотливость шлюпки, что имеет большое значение при управлении шлюпкой без руля и при выполнении поворота оверштаг (особенно когда поворот не получается).
Отрицательная роль дифферента состоит в том, что для удержания шлюпки на заданном курсе приходится держать руль переложенным в сторону борта.
4.6. Постановка рангоута и подъем парусов
На одномачтовой шлюпке. Старшина приводит шлюпку, идущую на веслах, носом против ветра и командует: «Шабаш, рангоут ставить» (при стоянке у борта корабля или у пирса – «Рангоут ставить»). Гребцы убирают весла и прихватывают их к бортам штертами уключин, а крюки укладывают на весла, но штертами не прихватывают.
Старшина переходит на кормовое сиденье. Гребец № 5 убирает гоночный номер.
По команде «Ворочай» гребцы, положив одну руку на парус, а другую под него, переворачивают парус вместе с чехлом по часовой стрелке (глядя с кормы) шнуровкой вверх и расшнуровывают чехол.
