Мистецтво плавання під вітрилами

Конструювання і настройка вітрил

Форма гоночного вітрила залежить від того, як він розкроєний і зшитий, і від ефекту гнучкості рангоуту, іншими словами, від щогли і гику. Залежить вона також і від якості тканини, з якої він виготовлений, її еластичності і ступеня розтягування, від ступеня розтягування передньої і нижньої щкаторіни, а також від розтягування шкотів.
Як я намагаюся досягти максимальної швидкості?
Я беру саму швидкохідну яхту в класі і по ній паралельно налаштовую іншу, на якій заміняю щоглу, гик, такелаж, вітрила, і таким чином намагаюся змусити її йти швидше «контрольної» яхти.
Не буду тут піднімати теоретичні питання. Теорія головним чином цікавить тих, хто працює над майбутніми конструкціями. У цій книзі я хочу дати ряд порад, які ви повинні перевірити на практиці. Я буду говорити тільки про існуючі класах, де ми вже настільки близькі до максимальних швидкостей, що можна розглядати тільки дуже невеликі модифікації.
В даний час можна відтворити будь-яку розроблену форму вітрила, так як зараз ми в змозі отримати тканину будь-якої бажаної жорсткості або гнучкості. Отже, завдання полягає в тому, щоб вирішити, яка форма вітрила сама результативна. Ця оптимальна форма вітрила буде змінюватися в залежності від класу яхт і конструкції вітрила.

Як криється вітрило

На малюнку 7 показані вигини полотнищ, які надають форму закінченого вітрилу. Матеріал, який використовується для вітрила подібної конструкції, повинен бути дуже стабільним. Для створення вітрила такої форми не можна брати сильно розтягується матеріал, так як вітрило з нього стане занадто пузатим навіть при невеликому посилення вітру. На малюнку наочно видно, як можна змінити вигин швів, з тим щоб зробити вітрило повнішим або більш плоским в будь-який його частини. Мені неважко розповісти вам про це, але у вас пішло б дуже багато часу, якби ви на початку розкрою спробували точно визначити, який вигин надати краю кожного шва на різних матеріалах. Я буду говорити тільки про основні принципи, але тим не менш, керуючись ними, можна внести будь-які зміни в конструкцію вітрила.
Вигин передньої шкаторини вітрила створює профіль для повітряного потоку вздовж щогли. Профіль цього можна прибрати за рахунок вигину щогли назад. Те ж саме відбувається з кривою нижньої шкаторини вітрила. Чим еластичнішою буде матеріал, тим далі назад переміщується профіль, створений вигином по передній шкаторини. За часів бавовняних вітрил їх форму на 100% створювали, надаючи правильний вигин по щоглі і гику. Тому майже всі шви на полотнищах викроювалися по прямій. Бавовняні вітрильні тканини вели себе інакше, ніж сучасні тканини для вітрил. Їх полотнища розтягувалися або стискалися нерівномірно, і до закінчення пошивки вітрила можна було сказати, як він буде розтягуватися по задній шкаторини і як будуть змінюватися поперечним перерізом вітрила після його вживання. У той час кожен вітрильний майстер вселяв яхтсменам, що вітрило псується в процесі вживання лише тільки тому, що вони неправильно його виходжували. Я багато років шив бавовняні вітрила, і у мене ніколи не було з замовниками ніяких непорозумінь, якщо спочатку вітрило був пошитий правильно.
Ступінь розтягування ліктросов передньої і нижньої шкаторини бавовняних вітрил, вигин по передній і нижній шкаторини, а також тип тканини і правильні його соразмеренность до виходжування грають велику роль в остаточній формі вітрила.

Мал. 7.
Стаксель, розкроєні таким чином, буде, зберігати більш плоску форму в сильний вітер, ніж розкроєні нормально. На рис. видно, що грот в районі двох нижніх лат дуже затягнутий по задній шкаторини і загортається на вітер

Якщо складається вітрило так, як на фото, лінії згину не проходитимуть під прямим кутом у напрямку вітру, волокна тканини не будуть ламатися і вітрило прослужить довше

Розглянемо спочатку грот на слабкий вітер. Величина профілю вітрила повинна бути такою, як показано на рис. 8 лінією Ь. Такі криві повинні бути на вітрилі як у верхній частині, так і близько гику.

Якщо вітрило зшитий з цупкої тканини, то в слабкий вітер важко визначити, як він встановлений по відношенню до вітру. Тому на слабкий вітер вітрила шиються з більш м'якої тканини. Однак використання вітрил з м'якої тканини при посиленні вітру веде до підвищення крену. Яхта починає наводитися, і її доводиться здобувати кермом. Щоб уникнути цього, краще послабити задню шкаторини, ніж пересувати щоглу (до питання про щоглі я повернуся пізніше). Ослаблення задньої шкаторини послабить тиск на вітрило в районі X (заштрихованном на малюнку), найвіддаленішому від центру парусності. Якщо вітрило зшитий з дуже м'якої тканини, то зі збільшенням вітру Пузата його зростає в середині, чому надмірно натягується задня шкаторини. Якщо на вітрилі є велика площа виїмки, як в класі "Зоряний", то при дуже м'якому матеріалі вітрила задня шкаторини заверне під вітер (як показано на малюнку пунктиром від лінії b), і ви втратите над нею контроль. Іншими словами, задня шкаторі-на валиться і не буде працювати.
У частині з на малюнку знаходимо таке поєднання форми вітрила, при якому він працює ефективно в слабкий вітер і буде досить плоским при посиленні вітру. Таким чином, судно не буде лежати на кермі.
Як бачите, при виготовленні вітрил треба йти на компроміс і використовувати матеріали, які могли б бути досить стабільними для середніх і сильних вітрів і досить м'якими для слабких вітрів. Наприклад, є кілька типів спеціальних вітрильних тканин, схожих на металеву фольгу, на яку абсолютно не впливає вітер слабкої сили.
Коли зі збільшенням вітру вітрило стає занадто пузатим в центральній частині, пузо можна пересунути вперед натягом передньої шкаторини. Однак тоді вітрило може стати занадто повним в передній частині. В цьому випадку зайву Пузата його можна видалити вигином щогли. Якщо такелаж налаштований добре, то Пузата вітрила можна вільно контролювати певним вигином щогли. Можна зменшити кривизну вітрила і зробити його більш плоским в центральній частині У (заштрихованої на малюнку) натягом нижньої шкаторини. Це означає зменшення кривизни у всіх частинах. Натяг нижньої шкаторини вносить незначні зміни, в частині а й набагато більші в частині с.
Давайте розглянемо такий приклад, коли такелаж на крейсерських яхтах настільки важкий, що не дозволяє гнути щоглу. Тут необхідно використовувати для вітрил дуже міцні тканини, які зі збільшенням вітру не дозволяли б різко змінювати профіль вітрила. Отже, відпадає необхідність мати спеціальні пристосування для вигину щогли. Можна було б мати вітрила для різних вітрових умов і міняти їх у міру необхідності. Однак застосування універсальних вітрил дозволяє уникнути частої заміни вітрил зі зміною вітрових умов. Тим більше, що профіль вітрил для слабкого вітру і гладкою води близький до профілю вітрил для сильного вітру з більшою хвилею. З моєї точки зору, тут потрібен вітрило з найглибшим профілем для середнього вітру і короткою хвилі, так як при коротких хвилях яхта має меншу швидкість, впираючись в хвилі, ніж при довгій хвилі. З таким вітрилом не можна йти занадто круто, але зате можна домогтися більшого прискорення.
Дуже щільна і нетянущаяся тканину буде добре зберігати форму, по якій скроєний вітрило в діапазоні від дуже слабких до свіжих вітрів, без додаткового вигину щогли. Якщо щогла жорстка і верхній такелаж не використовується, можна застосовувати більш потужний грот і, коли це необхідно, робити його більш плоским.
Отже, тепер ясно, що вітрила слід шити відповідно до можливостей настройки щогли тієї яхти, на якій ви ходите.
На яхті з щоглою, яка дозволяє прибирати весь зайвий профіль вітрила, можна застосовувати вітрила з більш м'якої тканини, ніж на яхті, що має жорстку щоглу. Як я вже сказав, вітрила з м'якого матеріалу при посиленні вітру швидше стають пузатими, ніж вітрила з цупкої тканини.
Вітер може видути вітрило, зроблений з м'якої тканини, до такої форми, при якій він стане надзвичайно результативним для даної сили вітру і хвилювання. З посиленням або ослабленням вітру або зміною стану моря той же самий вітрило перестає давати необхідні результати, які він показував в оптимальних для нього умовах, так як стане або занадто пузатим, або занадто плоским для даних умов.
Користуватися в гонках м'якими вітрилами слід дуже обачно, пам'ятаючи досвід застосування бавовняних вітрил.
Замість того щоб робити вітрило з м'якої тканини, яка розтягнеться до оптимальної форми при швидкості вітру, скажімо, 4 м / сек (8 вузлів), краще взяти більш щільну тканину і зробити з неї парус такої форми, яку отримав би перший парус при швидкості вітру 4 м / сек, щоб зберегти цю форму, коли вітер послабшає. Ця міцна тканина добре збереже форму вітрила також і при збільшенні сили вітру. Якщо вітер посилиться настільки, що пузо цього вітрила збільшиться, у нього легше буде прибрати зайву Пузата натягом передньої шкаторини, ніж у вітрила, зшитого з більш розтягується тканини. Разом з тим, зайве пузо в районі щогли можна прибрати також за рахунок вигину щогли. Що стосується того, як найкращим чином поєднувати підбір матеріалу для вітрила і його форму, з одного боку, і жорсткість щогли і гику - з іншого, я можу сказати тільки приблизно. При якому поєднанні можна домогтися найвищої швидкості - не скаже точно ніхто. Можна дати лише кілька практичних порад, в якому напрямку потрібно експериментувати з озброєнням яхти, щоб знайти найбільш прийнятну комбінацію.

Основною причиною утворення зморшок на атом гроті є занадто легкий матеріал

Генуя і стаксель

Для виготовлення генуезького стакселя використовується більш міцна тканина, так як тут немає рангоуту, що дозволяє контролювати величину зайвого профілю вітрила. Чим сильніший вітер, тим на стакселем утворюється більша пузо за рахунок прогину штага. Якщо набити штаг втугую, то збільшиться площа стакселя. У всіх класів яхт відзначається зайве задування стакселя в грот. Щоб уникнути цього, треба штаг набивати до відмови, щоб лінія а на рис. 9 наближалася якомога ближче до пунктирною лінії.
Принципи розкрою стакселя ті ж, що і грота, однак настройка стакселя інша. Натягом передньої шкаторини можна пересунути профіль стакселя вперед, але при цьому не можна прибрати зайвий профіль уздовж передньої шкаторини так, як це можна зробити на гроті за рахунок вигину щогли.
Якщо повітряний потік зі стакселя занадто сильно задуває в грот, який має оптимальну настройку, значить, штаг має занадто великий прогин або стаксель зшитий з профілем, зміщеним до задньої шкаторини, і вона сильно від цього натягується. Можливо також, що це відбувається в результаті великого натягу задній шкаторини шкотами, стоси яких занадто далеко винесені вперед.
Зі збільшенням сили вітру стоси стакселя пересуваються ближче до корми. Тоді послаблюється натяг у верхній частині задньої шкаторини, а нижня частина вітрила натягується, але зберігає необхідний профіль, що має такий же ефект, як і на гроті, коли згинається назад верхня частина щогли, а нок гику вигинається вгору і в бік борта. Це властиве більшості сучасних стакселем, але не є найкращою комбінацією. Кращий стаксель той, що зшитий під передню настройку кип, має максимальний профіль в нижній частині і не дуже натягнуту задню шкаторини.
Найголовнішим в конструкції стакселя є більш повний профіль в його нижній частині, найбільш ефективно працюючої частини стакселя.
Вібруючий стаксель викликає вібрацію всього такелажу, що уповільнює хід яхти. Вібрація стакселя по задній щкаторіне може виникнути через те, що зшитий він або з легкої тканини, або занадто плоским.
Можливості налаштування форми стакселя для різних вітрових умов обмежені. Однак в залежності від зміни сили вітру можна замінювати один стаксель іншим. По-моєму, найглибша частина профілю стакселя повинна перебувати в районі центру його парусність. На рис. 9 показано, що найглибша частина профілю буде знаходитися десь уздовж лінії а.
Занадто повний стаксель по передній шкаторини (пунктирна лінія Ь на рис. 10 вгорі) не дозволяє йти на яхті круто до вітру, і ця площа парусності пропадає даремно.