Глава 394
При «оборотных петлях» рек в их устьях или других низменных местах, мне, наверняка, придётся ходить против ветра.
«Парусники против ветра ходить не могут!». Это ж все знают!
Да. Но «все знают» — не «всю правду».
Мне приходилось судорожно вспоминать, после очередного трудового дня, всякие случайно застрявшие в памяти, отдельные фразы и идеи. Дополнять их, «сшивать» логикой, здравым смыслом, модифицировать под имеющиеся у меня материалы и технологии…
«Молотилка» тянет со «свалки» и вдруг начинает «молотить пустоту»… Аж до зубовного скрежета! Ничего: отдохнул, отошёл в сторонку. Потом вдруг, разглядывая кривую сосну в лесу, вспомнил о разнице между штагом и штангой… пошло-поехало! Куски, кусочки, намёки… Всё. Дальше — не помню, не понимаю, сообразить не могу… Тупой я! Чувство — будто грызёшь гранит науки. Реально — как зубами по крупнозернистому камню… Потом ненависть к себе, к собственному идиотизму — утихает. Через день-два что-то снова…
«…основная часть паруса располагается позади мачты или штага… передняя кромка паруса туго натянута… парус обтекается потоком воздуха без заполаскивания при его расположении под довольно острым углом к ветру. Благодаря этому (и при соответствующих обводах корпуса) судно приобретает способность двигаться под острым углом к направлению ветра.
Лучшие гоночные яхты в средний ветер могут идти в бейдевинд под углом 35–40° к направлению ветра; обычно же этот угол не меньше 45°».
Если для драккара «хорошо» — только ветер из четверти картушки с кормы, то «бермудцу» неприемлем только ветер из одной четвертушки с носа.
Обязательным для паруса является «пузо». Размер плоской проекции паруса — «парусность» — оно не меняет. А вот скорость хода — существенно.
«Основным фактором, влияющим на величину аэродинамических сил на парусе и тяговые характеристики, является его профиль, т. е. форма и размеры „пуза“… с уменьшением глубины пуза качество паруса возрастает благодаря снижению коэффициента лобового сопротивления. Максимальная подъемная сила паруса, наоборот, растет по мере увеличения глубины пуза».
«Поляра паруса позволяет определить наивыгоднейший угол установки парусов на данном курсе по отношению к ветру… чтобы сила тяги имела максимальную величину. Для этого необходимо, чтобы перпендикуляр к оси движения яхты одновременно являлся касательной к поляре…»
«Поляры паруса» у меня нет и появится… нескоро:
«Данные для построения поляр получают в результате продувок моделей парусов в аэродинамических трубах».
Однажды, когда дочка была ещё в детском садике, мне пришлось спросить её:
— Ты знаешь что такое «налог на добавленную стоимость»?
— Нет, папа, пока не знаю.
У меня, как с тем НДС — вот это «пока». «Пока — не знаю». Это всё придётся нарабатывать, набивая шишки.
Ещё надо поиграть с размером и местом «пуза» паруса.
«…если яхта идет в бейдевинд под углом 30° к вымпельному ветру, то наибольшую тягу даст парус с относительной глубиной пуза 1/10. Однако, по сравнению с более плоским парусом с 1/15 преимущество в тяге будет невелико, зато сила дрейфа оказывается существенно выше…
В качестве основных (лавировочных) парусов для средних ветров (2–4 балла) на крейсерско-гоночных яхтах применяют паруса с пузом 0,09:0,10. Для слабого ветра выгодны паруса, имеющие пузо 0,12, при ветре свыше 5 баллов — паруса с пузом не более 1/17-1/25…
…большое влияние на тяговые характеристики паруса оказывает место расположения максимальной выпуклости профиля от передней шкаторины.
Лавировочные паруса поэтому шьют с максимальной глубиной пуза, расположенной на расстоянии от 35–40 % хорды для плоских парусов, до 40–50 % хорды для более полных, рассчитанных на слабые ветра…
Существенное влияние на тяговые характеристики паруса оказывает его аэродинамическое удлинение…
…лавировочные паруса имеют отношение длины передней шкаторины к нижней от 3 до 5; паруса для полных курсов — … шьются с соотношением, близким к 1.
Применение парусов большого удлинения на малых судах ограничивается остойчивостью судна, не позволяющей чрезмерно повышать положение центра парусности. Кроме того, высокая парусность требует рангоута большого поперечного сечения, что отрицательно сказывается на аэродинамике паруса».
Кроме паруса, над корабликом торчит мачта. Казалось бы — бревно и бревно. Лишь бы не сломалось. Отнюдь.
«Мачта с большим поперечным сечением может снизить подъемную силу паруса на 25 %… Неудачны мачты цилиндрического сечения — без сужения к топу: в верхней части отношение диаметра мачты к уменьшающейся ширине паруса становится велико… часть паруса близ фалового угла вообще не будет участвовать в создании тяги на курсе бейдевинд.
Большую роль играет форма поперечного сечения мачты… и форма передней кромки мачты, на которой формируется поток, обтекающий парус. Например, парус за мачтой параболического сечения обладает более высоким аэродинамическим качеством, чем за мачтой эллиптического сечения. Оптимален вариант с парусом, закрепленным передней шкаториной близ подветренной стороны мачты: его качество на 40 % выше, чем у паруса с эллиптической мачтой.
Популярны… мачты овального поперечного сечения с соотношением размера по ДП к размеру по траверзу около 3:2».
Ещё парус скручивается, угол атаки в нижней и верхней частях становится существенно разным и часть паруса перестаёт работать.
«Особенно сильно скручивание паруса сказывается на полных курсах и при свежем ветре, когда шкоты потравлены и гик, например, задирается ноком вверх. При этом верхняя часть паруса уходит под ветер и почти заполаскивает…, а нижняя часть явно перебрана.
Для уменьшения скручивания… применяют оттяжки гика… а также проводку гика-шкота с одним или двумя поперечными погонами, простирающимися по всей ширине яхты. При смещении ползуна гика-шкота к борту тяга шкотов становится почти вертикальной… удается держать заднюю шкаторину паруса на острых курсах более тугой.
… по мере увеличения высоты над уровнем воды скорость ветра повышается…. на высоте 10 м над уровнем воды скорость ветра в 1,4 раза превышает его скорость на уровне 2 м… в верхней части на парус действует ветер большей скорости и направленный под большим углом к ДП судна, чем на уровне гика. В зависимости от высоты парусности и скорости ветра эта разность в углах получается от 3–5° на курсе бейдевинд и до 10–12 на курсе бакштаг… скручивание паруса в небольших пределах не только допустимо, но и способствует более эффективной его работе».
Отдельная тема: как шить паруса.
«Полотнища на бермудском гроте располагают обычно перпендикулярно прямой, соединяющей фаловый и шкотовый углы паруса. Именно вдоль этой линии действуют наибольшие напряжения и важно, чтобы с их направлением совпали нити основы ткани…
При шитье стакселя полотнища чаще всего укладываются перпендикулярно задней и нижней шкаторинам и сшиваются на центральном шве, совпадающем с биссектрисой шкотового угла».
Что вспомнилось, то и рассказал. Гапа насчёт «серпов» на парусе — сразу поняла. Это такие «выпуски» на ткани, из которых ветер потом «пузо» выдувает.
«…при раскрое стакселя его передней шкаторине придают S-образность, делая в верхней части вогнутость — отрицательный серп, а в нижней-положительный. По нижней шкаторине — небольшой серп, задняя шкаторина — слегка вогнутая. Вогнутость препятствует чрезмерной „пузатости“ паруса в верхней части и предотвращает загибание задней шкаторины в наветренную сторону и задувание грота.
С помощью серпов можно получить пузо, расположенное вблизи передней или нижней шкаторин. Чтобы сместить его дальше в корму, применяют метод закладок, выполняя ряд полотнищ паруса не с прямыми кромками, а с лекальными, суживающимися по направлению к шкаторинам. Длина и максимальная ширина закладок определяются опытным путем на готовых парусах…»
Тут — ни у меня, ни у Гапы — опыта… Будем набирать. До построения набора лекал.
А со Звягой пришлось несколько раз ругаться. Хотя, конечно, зря — он во многом прав. Ну не может он сделать мачту параболического сечения! Или вот такое:
«Передней шкаториной бермудский парус крепится к мачте при помощи ползунков, скользящих по рельсу, закрепленному вдоль мачты».
Поэтому крепёж сделали посредством ликпаза — продольной выемки в виде желоба, в который ходит ликтрос.
Особо — остойчивость. Для русских речных судов — тема смертельная. Долблёнки-«душегубки» остойчивостью не обладают. Как туземный ботник уходит из под ноги — я уже… Плоскодонки — лучше. Тот же учан — фиг перевернёшь. Потому что он никогда не ходит под парусом с сильным боковым ветром — переворачивать некому.
А меня манит давняя фраза о «Катти Сарк»: «танцующий ход в 13 узлов при крутом бейдевинде». Хочу!
Была в детстве игрушка, маленькая пластмассовая парусная яхта. У которой из днища торчал вниз штырь с грузом. Как её не крути — она не переворачивалась. А и перевернувшись — снова возвращалась в правильное положение.
«Килевая яхта». Киль — глубокий плавник, в нижней части — чугунный или свинцовый груз. Для реальных яхт момент неустойчивого равновесия наступает при крене около 130°, когда мачта уже находится под водой, под углом 40° к поверхности. При дальнейшем увеличении крена достаточно небольшой волны, чтобы судно вновь приняло нормальное положение вниз килем. Известно немало случаев, когда яхты совершали полный оборот на 360° и сохраняли свои мореходные качества.
Классно! Но мне не по зубам: кораблик воды наберёт. Да и не мне одному:
«Яхта класса „Дракон“… заливается водой уже при крене 52°».
Вторая проблема: я — в России. Виноват: в «Святой Руси». Но разницы нет. Потому что плавать моему судёнышку — по русским рекам. Здесь даже чуть килевые ушкуи — уже ограниченно годные.
Плоскодонка нормально проходит по волокам, килевое судно — с кучей проблем и повреждений. Плоскодонка проходит над мелями, килевой ушкуй на них садится — я ж рассказывал… Про два брода через Днепр у Киева, про Переборы на Волге… я уже. А есть ещё и Балахнинские перекаты…
Поэтому вместо океанской килевой яхты строим… швербот.
«Боковое сопротивление обеспечивается благодаря шверту — плоскому тонкому килю, который для уменьшения осадки убирается внутрь корпуса в специальный колодец. Масса шверта невелика и не оказывает существенного влияния на остойчивость лодки… главную роль в создании восстанавливающего момента у швертбота играет остойчивость формы, у килевой яхты — остойчивость веса».
Идея шверта — понятна. Не годится: сделать колодец для этой штуки пока не рискую. Делать дырку в корпусе вблизи киля между шпангоутами… Как оно играть будет… Надо сперва смотреть.
Тогда… да запросто! Швербот без шверта! — Такая же плоская тонкая пластина, но снаружи корпуса. Две. Называется — шверц. Так оснащались ранние голландские суда каботажного плавания.
В движении под парусом один шверц поднимают:
«Так как наветренный шверц всегда поднимают, то работает только один из них, создавая подъёмную силу в сторону противоположного борта».
Ещё: у меня постоянная нехватка металла — сделать нормальный киль, как для яхты… застрелиться легче. А шверцы работают не весом, а площадью — можно деревянными. Хотя, конечно, железную окантовку снизу и спереди надо сделать. Снизу — чтобы сам в воду уходил, спереди — для прочности при столкновениях. И предусмотреть, чтобы при встречном ударе его выкидывало вдоль борта назад и вверх. Отклоняемые шверты есть — будет отклоняемый шверц. И утопить полностью:
«Шверцы пересекают поверхность раздела сред (вода-воздух), в районе которой из-за вертикальных отклонений набегающего потока (подсос воздуха на выпуклой стороне профиля и повышение уровня воды на внутренней) теряется значительная часть подъёмной силы, что приводит к увеличению индуктивного сопротивления…»
И — руль! Руль — обязательно!
Кто не понял: у здешних кораблей нет руля. У меня — будет. Обязательно — отклоняемый. Сломать перо руля при столкновении с повсеместно распространёнными здесь топляками — как два пальца…
Мы постепенно вышли на некоторое подобие «Ската». Крейсерский швербот класса Т2. Если бы его создатели услышали моё «подобие» — убили бы сразу. Но в 12 веке — их нет, и я могу смело находить сходство.
Длина корпуса — 7 м, ширина — 3, осадка — 0.25… Об этом нужно просто аплодировать! Не лазали вы по здешним перекатам и мелям… Но это именно осадка самого корпуса. Потому что есть ещё выступающие ниже днища руль и шверцы. С ними — 1.35. Водоизмещение нетто — 50 пудов. Площадь грота — чуть больше 10 кв. м, стаксель — чуть меньше. Мачта — 9 м, задняя шкаторина стакселя — 8.50, передняя грота — 7.50, гики — по 2.80.
«…корпус имеет трапецеидальную форму поперечных сечений с двумя скулами, что позволяет использовать увеличенный развал бортов для повышения остойчивости. Обшивка из водостойкой фанеры подкреплена продольным набором из сосновых реек, которые опираются на восемь поперечных рам… Продольным набором служат также киль и усиленные стрингеры по линии скул».
«Обшивка корпуса выполнена из водостойкой фанеры на наборе из сосновых брусков и реек. По скулам стыки фанеры оклеены полосами стеклоткани в два слоя на эпоксидной смоле».
Из перечисленного имею сосновые бруски и рейки. Мда… Киль — делаем сосновым, шпангоуты — угловатые, дубовые, а вот обшивку… набираем «вгладь» из сосновых дощечек в 7 мм толщиной. И старательно смолим.
Можете хаять и плеваться в мою сторону, требовать эпоксидку и стеклоткань. Но… не эпоха.
В конце 20 века распространение эпоксидных смол произвело переворот в кораблестроении:
«Клеевой шов обладает намного большей прочностью, чем отдельный элемент крепежа и вся структура при этом становится единым целым — монококовой конструкцией».
В 21 веке по этому принципу: просмоленная ткань — строят даже боевые корабли-тральщики. Называют уважительно: «из композитных материалов». Попутно применение эпоксидки вывело из малого кораблестроения дуб и тик. У меня таких смол нет, поэтому проще:
«…доски обшивки должны ставиться на обычный крепеж, а не на клей, и герметизироваться набивкой. Если применяются традиционные материалы в виде хлопка и дегтя, доски обшивки не должны пропитываться эпоксидной смолой. Это требуется для того, чтобы они, забухнув, обеспечили водонепроницаемость соединения».
Здесь вместо отсутствующего хлопка — пеньковый очёс Пердуновского происхождения.
Руль нормальный поставил! Здесь пока — все рулят вёслами. Я ж рассказывал! Что рулевое весло перетащили с правого борта на корму — недавнее изобретение. Кнорры скандинавские, как рассказывали, до сих пор с правым рулём ходят. В смысле: с правым рулевым веслом.
Об остойчивости — особо.
«Опыт эксплуатации судов класса Т2… показал, что на открытой воде, имея надежное устройство для закручивания стакселя на штаг и патент-риф, позволяющий за считанные секунды уменьшить площадь грота, намотав его на гик, можно плавать на швертботах без опасения за их остойчивость».
Этому мне и моим людям ещё предстоит научиться. И кто такой — «патент-риф»?
«… при встрече шквала следует поднять шверт, чтобы уменьшить опасную величину кренящего момента… с убранным швертом швертбот под действием шквала проскальзывает — дрейфует под ветер».
У меня здесь — шверцы. Надо проверить.
«На острых курсах, выбирая или потравливая шверт, можно в значительных пределах изменять центровку яхты в зависимости от курса относительно ветра и его силы».
Похоже на доски, вставленные вертикального между брёвнами Кон-Тики. Они оказались рулями древних мореходов. К большому удивлению Хеердала и его команды.
Понятно, что мы не воспроизводили проект «Ската» 1984 года, а делали нечто похожее. Камбуз и гальюн вынесли к носу, рундук для подвесного мотора мне… увы. А вот три пары вёсел — обязательно. Колодца для шверта нет, а лебёдку для шверцев — с прибамбасом. Она же их либо — обоих поднимает, либо — в противофазе. Устройства для аварийной закрутки стакселя — не придумал ещё, блок стопоров фалов — обязательно. Полностью иная подпалубная планировка. Зачем мне пять спальных мест, причём 4 — двуспальные?
Команда — вповалку. Мне отдельное помещение под кокпитом. Тут правда, койка… широкая.
Итого… Экипаж — 2 человека. Капитан — рулевой, матрос — вперёдсмотрящий. Посадить на такую посудинку можно человек 15. Но путешествовать с удобствами… 5–7 пассажиров.
Без вперёдсмотрящего — нельзя. Дело не в речных поворотах. Половодье несёт кучу плавника. Биться об них наборным корпусом… не здорово.
Я, было, хотел сначала «Ботик Петра Великого» построить. Лазил по нему когда-то. И длина сходная. Но… беспалубный, пять пар вёсел, гафельный грот и треугольный кливер. Будем начинать «потешную флотилию» не с «дедушки русского флота», а с достижений бермудских рыбаков 20-х годов 20 века. Для «потехи».
Все дружно хихикали над моим швертботом. «У Воеводы портянок нема — наискось пополам режет да вешает». Уверенно предсказывали переворачивание судна. И удовлетворённо смотрели, как их предсказания сбываются. Шверцы, за их форму, называли то — ушами, то — оладушками. Без рулевого весла… — «не, не поплывёт». Сама идея ходить под парусом против ветра — вызывала опасение о моей «умственной болезни». Аггей настоятельно и неоднократно уговаривал поститься, молиться и христосоваться. «Чтобы сии странные идеи душу твою не мучили». Хорошо хоть — сатану не вспоминал.
Мне это было… познавательно — чётко видна мера веры моих людей в меня.
Через несколько лет мы вышли в моря. Ни боевые галеры, разгонявшиеся в атаке до 7–8 узлов, ни дракарры с 10 узлами, ни фелюки, дромоны или нефы — не могли догнать или уйти от моих кораблей. Так ещё одно «не-оружейное» свойство, подобно лыжам в «Ледовом побоище», обеспечивало победы и сохранение жизней мои людям.
На смену простеньким «бермудцам» пришли корабли со смешанным парусным вооружением, их размеры росли. Ещё более важными были их скорость и манёвренность. Что дало нам весьма существенные преимущества в последующих делах.