что такое киль яхты

Киль яхты

Киль парусной яхты или парусного корабля

Киль– это важнейшая деталь корпуса любого судна. Наиболее часто килем называют специальную балку, расположенную продольно, которая идёт от носа к корме. У киля две функции: обеспечивать устойчивость и прочность судна.

Основные виды килей на яхте

Существуют несколько видов киля:

Основные виды яхт с разными килями

Классическую яхту с килем

Такое судно имеет киль, который жёстко закреплён на днище. Чаще всего такие яхты имеют балластовый киль. Главный плюс таких судов – устойчивость. У них отличные мореходные качества. Кроме того, на них можно установить более массивные паруса.
Такие яхты используют для морских или океанских переходов.
Но у них есть и минус: их осадка. Плавать на мелководье на них невозможно.

Швертбот

Киль-шкверт подходит для прибрежного плавания. Когда вы выходите на глубоководье – шкверт выдвигается, когда возвращаетесь к берегу – убирается.
Такие суда менее устойчивы, чем классические яхты. Выходить на них в море или океан – не рекомендуется, это опасно. А вот плавать у берега, в большом озере – это то, ради чего они созданы.

Плоскодонки

У таких лодок вообще нет киля. Такие суда могут двигаться только по мелководью. Например, по рекам и озёрам. В море на них выходить нельзя.

Источник

Выбор лодки, ключевые моменты. Часть 2

Вторая часть материала о ключевых моментах при выборе лодки.

Первая часть доступна по этой ссылке.

Конструкция подводной части корпуса парусной яхты
Парус преобразует энергию ветра, и на нем возникают аэродинамические силы, в том числе и сила тяги, движущая яхту вперед. Для несения парусов яхте нужна остойчивость – то есть способность противостоять опрокидыванию. Это достигается при помощью балласта и остойчивости самого корпуса, который благодаря своим характеристикам, прежде всего ширине, создает спрямляющий, то есть восстанавливающий момент.

Длинный киль
Длинный киль образован плавными обводами днища. Такой киль обеспечивает яхте хорошие лавировочные качества, а благодаря глубокому размещению балластного фальшкиля — отличную остойчивость, противодействие рысканию и брочингу. Применяется обычно на килевых яхтах морского плавания. Споры по поводу преимуществ и недостатков длинного и плавникового киля не прекращаются. Однако тенденция такова, что большинство современных яхт оснащается в настоящее время плавниковыми килями.

Глубокий плавниковый киль
Яхта с глубоким плавниковым килём обладает большой остойчивостью и отзывчива на руле, может нести большую площадь парусов, способна идти более круто к ветру и разворачиваться буквально «на пятачке». Эти яхты сосредотачивают восстанавливающий балласт в плавнике, который, кроме размещения балласта, выполняет также функцию подводного паруса–крыла, которое необходимо для противодействия боковому сносу (дрейфу) яхты.

Швертбот
Швертбот — это легкое парусное судно, используемое на мелководье. Боковое сопротивление обеспечивается благодаря шверту— плоскому или профилированному тонкому килю, который для уменьшения осадки убирается внутрь корпуса в специальный колодец, установленный в диаметральной плоскости яхты. Масса шверта, даже если он изготовлен из стали, невелика и практически не оказывает существенного влияния на остойчивость лодки. Остойчивость швертботов обеспечивается за счет увеличения ширины корпуса, причем чем меньше судно, тем относительно более широким должен быть корпус. На швертботах активно используют вес самого экипажа, который перемещается, в зависимости от ветровых условий в то или иное место на разных бортах яхты для откренивания.

Подъёмный киль, свинг-киль
Нижняя часть базы киля — это чугунный балласт. Подъёмный механизм может быть гидравлический или механический – при помощи фаловой лебёдки. Этот вид киля незаменим как в литоральных районах, где разница в приливах и отливах может достигать нескольких метров и в марине возможны обсушки, а также в мелководных районах, в частности, на Северо-Западе России.

Компромисс
Есть и промежуточный вариант. Это яхты–компромиссы, имеющие так называемый «тяжёлый» шверт. Версия компромисса подходит как для приливно-отливных океанических районов, так и для дальнего морского плавания. Из внешнего балласта, закреплённого снаружи корпуса, выдвигается подъёмный киль. Он снабжается двумя горизонтальными плавниками для обеспечения стабильности при оседании в мягкий грунт. Корпус может быть оснащен двумя перьями рулей.

Новая или б/у
Если средства позволяют — берите новую лодку в максимальной комплектации. Преимущества покупки лодки с верфи — это хорошая инвестиция на долгие годы, использование самых современных материалов и инновационных технологий, индивидуальный подход и отражение Ваших предпочтений. Лодка будет только Ваша единственная и неповторимая.

Однако, можно найти плюсы и у бывших в употреблении лодок. Эти яхты прошли проверку временем. Недостатки, возможно, уже были выявлены предыдущим хозяином и с ними научились бороться. Самую большую опасность представляют собой битые лодки, получившие серьёзные повреждения. Если Вы не чувствуете себя достаточно компетентным — пригласите сюрвейера для проверки мореходности яхты и рабочего состояния двигателя и оборудования. Посоветуйтесь также с опытным яхтсменом-путешественником, который на основании своего опыта сразу выявит минусы в оснастке, даст совет по необходимому оборудованию, посмотрит, на уровне ли обитаемость и комфортна ли будет лодка для длительного пребывания на ней.

При покупке б/у лодки обратите внимание на следующие моменты:

экстерьер:
— состояние гелькоута, не болеет ли лодка осмосом;
— состояние рубки, нет ли трещин на бортах рубки;
— состояние иллюминаторов;
— особенно внимательно осмотрите лодку в самой широкой её части — если к лодке плохо относились, Вы заметите трещины и пузырьки в гелькоуте, царапины и вмятины на бортах;

интерьер:
— откройте всё, что можно открыть — шкафы, пайолы, осмотрите все внутренние поверхности на наличие плесени, грязи и подтёков. — обивка — неприятный запах и пятна скажут сами за себя. Не ожидайте, что лодка старше 15 лет будет в идеальном состоянии, даже самые качественные материалы подвластны времени;

паруса:
— проверить, нет ли потёртостей, плесени и неприятного запаха от парусов;

двигатель:
— сколько моточасов, состояние сухости;
— запустить двигатель и послушать как работает. Помните, что замена двигателя — это значительные траты;

состояние дерева/ламината:
— все морщины, прогибы, плесень или сколы краски или лака говорят о том, что лодку содержали в ненадлежащих условиях — зимой под открытым небом или в неотапливаемом ангаре. Это не только эстетические минусы, но прежде всего минусы по безоспасности — если лодка зимовала на улице, вода, попавшая в микротрещины пластика и дерева ухудшает их износостойкость и долговечность.

управление:
— проверьте лёгкость работы штурвала;
— ход пера руля, нет ли люфта, не слишком ли изношено;
— демпферные прокладки и состояние анодов;
— нет ли люфта на валу;

системы:
— водная система — откройте и закройте все краны, проверьте работу гальюна и помпы забортной воды;
— газовая система — всё ли исправно работает и отвечает вопросам безопасности; где находится основной рубильник;
— состояние помп;
— система отопления — для наших широт важно наличие печки, это важный фактор комфорта проживания на борту;
— электрика и оборудование — лучше возьмите с собой специалиста, который опытным взглядом оценит состояние электрических систем и приборов;

рангоут и такелаж:
— мачта — не была ли погнута;
— состояние вант. проверьте фиксацию вант-путенсов, нету ли потёков ржавчины;
— не качаются ли заклёпки на мачте;
— внешний вид и работа лебёдок, стоперов;
— леера, штаги и пр.

навигационное и иное оборудование:
— продавец может предлагать лодку вместе с дополнительным оборудованием — картплоттером, огнетушителями, якорями, баграми. Зачастую нет смысла переплачивать за старый картплоттер и проще купить новый самому. Проверьте состояние и срок годности огнетушителей.

Не стесняйтесь попросить продемонстрировать, как работают все системы. Лучше записать на видео. Большинство покупателей потом не могут вспомнить, как что и где включается.

Покупка яхты исходя из одних технических описаний и отзывов на форумах — дело спорное. Обязательно походите на лодке, почувствуйте, как она ведёт себя в разных погодных условиях. Стоит взять лодку в чартер или заказать тест-драйв, чтобы понять её характер и ощутить атмосферу.

Новая лодка
После того, как вы определились с моделью лодки, наступают раздумья о комплектации.
Покупка яхты — это существенная инвестиция, и если нет возможности максимально оснастить лодку прямо на верфи, то часть оборудования можно докупить позже. Однако, о некоторых вещах лучше побеспокоиться сразу, чтобы потом не пришлось разбирать всю лодку при монтаже нового оборудования. Статья в разработке…

Расходы на содержание парусной яхты
Яхту не следует воспринимать как инвестицию – это движимое имущество, предмет роскоши, стоимость которой падает примерно на 10% в год. Покупка яхты — это серьёзное приобретение, влекущее приличные расходы и затраты сил. Если вы не готовы к такому бремени, то, возможно, будет разумнее брать лодку в чартер.

Основные расходы на содержание парусной яхты включают следующее:
— стоянка в марине и швартовка;
— топливо;
— зимняя стоянка, подъём и спуск лодки;
— сервис частей оборудования и ремонт;
— обновление систем;
— зарплата и расходы по экипажу;
— текущий уход.
Подсчитав затраты на содержание и уход за яхтой в течение года, можно вычислить примерную стоимость каждого выхода на яхте и сравнить отдых на воде с другими видами отдыха.

Документы, которые следует проверить при покупке европейской б/у яхты

Необходимо проверить:
— свидетельство о регистрации;
— проектные документы лодки;
— инструкцию обслуживания;
— сервисную книжку;
— страховку;
— сертификат, подтверждающий легальность производства корпуса (на табличке, вмонтированной в корпус);
— документы на двигатель и серийные номера,
— гарантии и руководства по эксплуатации,
— старые договоры купли-продажи,
— счета за техническое обслуживание оборудования или ремонтные работы.

А также:
— проверьте, располагает ли продавец документами на право собственности и может ли он гарантировать чистый правовой титул (в т.ч. Свидетельство СЕ*, если яхта была построена после июня 1998 г., счет на возврат НДС (VAT invoice), если необходим,
— убедитесь, яхта не заложена на момент продажи. Если заложена, проверьте, как будет выплачиваться залог до завершения сделки,
— попросите, чтобы задаток был положен на отдельный доверительный счет,
— согласуйте письменно спецификацию и всё дополнительное оборудование,
— проведите тест-драйв с владельцем, сюрвейером и брокером,
— проверьте, на каком этапе яхта переходит в вашу собственность, и когда вы начинаете нести обязательства по страхованию.

После произведения оплаты вы получаете:
— свидетельство о регистрации яхты,
— купчую, подписанная всеми владельцами (если их несколько),
— заключительную ведомость с разбивкой всех произведённых расходов.

В завершение, остаётся пожелать будущим мореходам удачного приобретения парусной яхты и незабываемых морских приключений!

Опытные специалисты нашей компании всегда готовы подсказать, как выбрать и купить парусную яхту — чтобы покупка была удачным вложением и радовала владельца долгие годы.

Источник

Почему современные парусные яхты теряют кили?

Ветеран парусного спорта, дизайнер множества парусных и моторных яхт Роджер Маршалл (Roger Marshall) написал для журнала Sail статью, в которой подробно описал современные способы крепления киля и их слабые места.

В погоне за производительностью на современных яхтах ставят все более тонкие кили. Возникает проблема: чем тоньше киль, тем сложнее крепить его к корпусу.

Проблема с длинной историей

В июне 2008 года 38-футовый шлюп «Cynthia Woods» потерял киль в заливе Мехико, во время гонки из Галвестона в Веракруз. Пять из шести членов экипажа были спасены через два дня после крушения и отправлены на берег вертолетом береговой охраны. Не все смогли вернуться на том вертолете. Ответственный за безопасность на борту офицер Роджер Стоун (Roger Stone) утонул, спасая двух студентов из затопленной каюты.

Этот трагический инцидент — один из многих среди череды крушений, произошедших за последние годы в Европе и Америке из-за проблем с килем.

Впрочем, эти проблемы появилась не вчера. Раньше, когда на судах использовались железные кованые гвозди и — в качестве необрастайки — медные пластины, было множество случаев потери киля.

Основной причиной тогда была коррозия железных болтов.

Традиционные конструкции крепления киля

На некоторых старых моделях яхт с плавниковым килем болты крепления заводили в карманы внутри киля и в эти карманы вкручивали гайки. Такое крепление киля давало возможность провести осмотр крепежа киля на наличие коррозии металла.

Этот тип крепления киля оказался затратным по времени и средствам, поэтому на большинстве серийных яхт его начали заменять. Нижнюю часть болта сгибали под углом, чтобы она напоминала букву «L» или «J». Согнутый таким образом болт должен был жестко крепиться в залитом свинцом плавнике киля.

Некоторые судостроители решили, что шпильки, залитой свинцом, будет достаточно, чтобы удержать киль на месте. Но такой метод крепления был ненадежным, потому что со временем киль начинал создавать дополнительную нагрузку на корпус, когда свинец деформировался под давлением болтов и соскальзывал по ним.

Современные конструкции болтовых креплений киля

Современные длинные кили с бульбом на конце с их чрезвычайно тонким профилем создают гораздо больше конструкторских проблем, чем обычные плавниковые кили, которые можно увидеть на большинстве серийных яхт.

Вместо этого свинцовый бульб крепят болтами к нижней части плавника киля (который может быть изготовлен из металла либо композитного материала), а сам плавник присоединяют к корпусу несколькими способами.

Один из распространенных способов крепления киля к корпусу — вмонтировать плавник киля в герметичный бокс наподобие швертового колодца и сболтить конструкцию. Другой способ — приварить горизонтально к верху плавника лист металла и закрепить через него болтами киль к днищу яхты.

Что может стать причиной разрушения таких креплений? Поры, образованные при сварке деталей, и потеря прочности металла в результате нагрева и последующего охлаждения иногда приводят к потере тонких плавниковых килей с бульбом. Но не менее важным остается факт, что на тонкий профиль киля действует колоссальная нагрузка от бульба на конце длинного плавника, когда яхта идет под креном. Все вышесказанное, а также постоянная работа киля и вибрации могут ослабить сварочные соединения и привести к потере киля.

Современные кили гоночных яхт не предназначены для нагрузки от ударов ни при какой скорости. Когда происходит столкновение с дном, киль не только отламывается, но появляются еще и повреждения в корпусе в районе верхней части плавника.

Взгляните на фото перевернутого корпуса яхты Cheeki Rafiki. Здесь видно, как при потере киля отрывает верхние слои стеклоткани, и если присмотреться, видны следы коррозии на некоторых килевых болтах.

Также может присутствовать зазор между поверхностью крепления киля и корпусом, обычно в носовой части киля. Он возникает вследствие компрессии конструкции корпуса в районе крепления из-за того, что киль всегда хочет провернуться в корму.

Помимо посадки на мель, существуют и другие проблемы, с которыми можно столкнуться. Если яхта сходит с огромной волны, соединение киль-корпус перегружается, что со временем приводит к расслаиванию корпуса и, как следствие, потере киля.

Характеристики материалов также влияют на надежность крепления киля.

Существует множество ситуаций, в которых современный киль можно потерять в переходе. К сожалению, в большинстве случаев узнать причину потери киля практически невозможно, пока его не обследуют. Плохие характеристики ламинарности смолы и материалов в целом могут также привести к потере киля.

«Первые звоночки», которые предупреждают о проблемах с килем

Это не полный список возможных индикаторов потенциальных проблем с килем, но на любой из приведенных ниже «звоночков» должна быть незамедлительная реакция в виде тщательного обследования со стороны профессионалов.

— Поврежденный стеклопластик или потемнение из-за коррозии или проникновения вовнутрь воды вокруг крепления киля к корпусу;
— Любая щель, неважно, каких размеров (если только это не облущенная краска), между килем и корпусом;
— Появление доступа воды к килевым болтам в результате усадки конструкции корпуса в районе крепления киля;

Запомните, все болты крепления киля должны проходить через жесткости набора корпуса. Киль не должен издавать никакого шума при смене галса и в целом в движении. Если яхта ударилась килем о что-либо в море или села на мель, нужно проверить состояние креплений в сухом доке или с помощью дайвера-сюрвейера. Посадка на мель может повредить как корпус яхты, так и само крепление киля.

Источник

Глиссирующая или водоизмещающая яхта. Что выбрать?

От типа корпуса напрямую зависит поведение яхты на воде и возможности её использования. Выбирая яхту, нужно в первую очередь определиться, какой тип корпуса подойдёт под ваши конкретные нужды. В этой статье мы перечислим основные типы корпусов, которые существуют сегодня, и максимально наглядно покажем, чем они отличаются друг от друга.

Два главных типа корпуса на примере ножа и коробки

Работа над созданием новых и улучшением существующих корпусов ведётся с одной целью: уменьшить сопротивление корпуса при движении в воде. Все корпуса испытывают волновое сопротивление, преодолевают силу трения, а также сопротивление формы, аэродинамическое, индуктивное и брызговое сопротивления. Каждая конструкция борется с этими силами по-своему.

Конечно, это очень грубое сравнение, но оно точно описывает поведение корпуса в воде в зависимости от его формы и те задачи, которые стоят перед яхтенными дизайнерами. Интуитивно понятно: чтобы быстрее идти, нужен узкий корпус, который легко проходит сквозь воду и создаёт наименьшее сопротивление, но для комфортного размещения большого количества людей подойдёт что-то коробчатое, похожее на баржу.

Фокус в том, чтобы совместить преимущества «коробки» и «ножа» в одном корпусе.

Чем больше в форме корпуса от «ножа», тем яхта быстроходнее, чем больше от «коробки» — тем она вместительней и комфортней.

Условно говоря, «нож» — это глиссирующий корпус, «коробка» — водоизмещающий. Это два полюса в яхтенном дизайне. Между ними есть так называемые переходные типы корпусов, а внутри них — подтипы в зависимости от формы днища и линий бортов.

Преимущества и недостатки водоизмещающих корпусов

Помните школьный стишок для запоминания закона Архимеда, который позволяет телам не тонуть в воде? «Тело, всунутое в воду, выпирает на свободу силой выпертой воды телом, всунутым туды». На тело, погруженное в жидкость, действует сила, которая равна по величине и противоположна по направлению силе тяжести, действовавшей на вытесненный телом объем жидкости.

В случае с водоизмещающими лодками сила Архимеда — главная сила, которая действует на яхту. Уравновешенные сила Архимеда и сила тяжести подвешивают корпус в толще воды, как поплавок. Так что при движении он просто проталкивается через неё за счёт импульса, который получает от гребных винтов двигателя или паруса.

Чтобы проталкиваться яхте было проще, форму корпуса ниже ватерлинии делают чаще всего округлой, гладкой — так меньше трение воды. Они похожи на идеально отполированную морскую гальку, по которой вода проходит, не задерживаясь.

Даже если изредка конструкция корпуса всё же подразумевает острые скулы (когда обводы напоминают гранёный стакан), их направляют так, чтобы они пересекали линию воды под самым тупым углом или не пересекали вовсе. Ведь любые лишние углы и выемки создают нежелательные завихрения воды, которые тормозят лодку.

Самым большим ограничением яхт с водоизмещающим корпусом является их скорость. Формула расчёта максимальной скорости водоизмещающего корпуса будет выглядеть следующим образом:

где Lwl- длина судна по ватерлинии в футах;

Vmax — максимальная скорость судна в узлах.

Проще говоря, скорость водоизмещающего корпуса ограничена его длиной.

Конечно, если установить сверхмощный двигатель, то яхта пойдёт быстрее, но большая часть «лишней мощности» уйдёт на преодоление сопротивления, т. к. корпус не предназначен для больших скоростей и начнёт «проваливаться» в воду, толкая перед собой волну.

В то время как скорость будет расти линейно, необходимая мощность будет увеличиваться в кубе. Например, чтобы скорость водоизмещающей яхты выросла в два раза, нужно увеличить мощность двигателя в восемь раз. А чтобы увеличить скорость в три раза, мощность должна быть больше уже в 27 раз.

Для уменьшения волнового сопротивления применяется носовой бульб. Он располагается ниже ватерлинии и формирует собственную волновую систему, которая накладывается на волновую систему корпуса и уменьшает её воздействие.

Водоизмещающие лодки сильно уступают глиссирующим в скорости, если сравнивать одинаковые по габаритам суда.

Но здесь же кроется и большое преимущество водоизмещающих яхт: они экономично расходуют топливо и на них комфортно отправляться в длительные круизы и проходить большие расстояния.

Низкие скорости водоизмещающих корпусов существенно снижают возможность шкипера избежать приближающегося шторма или грозы. На небольших скоростях сложнее пройти прибой. Вы также не сможете маневрировать между волнами, что могло бы существенно обезопасить и облегчить переход в плохую погоду.

Ещё одна особенность водоизмещающих корпусов состоит в том, что их осадка обычно больше глиссирующих аналогов, что ограничивает возможность срезать путь через мелководья.

Центр масс находится ниже ватерлинии, что делает яхту менее восприимчивой к ветру. Хорошо спроектированную яхту с водоизмещающим корпусом гораздо легче удержать против ветра на малых скоростях, чем аналогичный глиссирующий.

ГЛИССИРУЮЩИЕ ЯХТЫ ТЕОРЕТИЧЕСКИ МОГУТ УБЕЖАТЬ ОТ НЕПОГОДЫ, НО ЕСЛИ ВЫ ВСЕ ЖЕ ПОПАЛИ В ШТОРМ, ТО СКОРЕЕ ХОТЕЛИ БЫ ОКАЗАТЬСЯ НА ЯХТЕ С ВОДОИЗМЕЩАЮЩИМ КОРПУСОМ.

Для продольной остойчивости на волне, раскачивающей лодку в стороны, хватает правильно подобранного соотношения длины корпуса к его ширине. Например, у лодок длиной 6–12 метров длина корпуса должна быть в 3,5 — 4,75 раза больше ширины.

Водоизмещающая яхта идёт по воде ровно, без дифферента на корму (продольного наклона корпуса в соответствующую сторону), поэтому путешествовать на ней можно даже в плохую погоду.

Она не боится не только бортовой, но и килевой качки, при которой лодка поднимает то нос, то корму.

При этом для того, чтобы удерживать лодку в нормальном положении, не нужно прилагать много дополнительных усилий. На борту может быть много груза (включая пассажиров) и его можно относительно хаотично распределить по яхте. Хотя возникновение крена (поперечного наклона) или дифферента на нос или корму и нежелательно, даже в этом случае судно сможет адекватно продолжать движение. Вес самой лодки также не играет большой роли. С глиссирующими яхтами дело обстоит иначе.

Преимущества и недостатки глиссирующих корпусов

В отличие от водоизмещающих, глиссирующие корпуса поставили себе на службу не только силу Архимеда, но и гидродинамическую подъёмную силу и сопротивление воды. Проще говоря, глиссирующий корпус сконструирован таким образом, что во время движения работает, как своеобразное крыло.

При достижении определённой скорости лодка преодолевает горб сопротивления, её нос задирается, форштевень не касается воды.

Вместо того, чтобы проталкиваться через толщу воды, как это делают водоизмещающие яхты, глиссирующий корпус начинает скользить по поверхности.

Водоизмещение части корпуса, которая остаётся в воде, делают минимальным. Это снижает сопротивление воды и позволяет лодке развивать высокие скорости.

Цена за возможность погонять — необходимость более мощного (а значит, и дорогого) двигателя по сравнению с водоизмещающими моделями той же длины.

Для выхода на глиссирование требуется не менее 35 л.с. на каждую тонну водоизмещения.

Для глиссирующих яхт большое значение имеет общий вес лодки и его распределение. Центр тяжести должен быть смещён к корме, но не слишком сильно. Носу лодки должно быть проще подняться, но в то же время он не должен взлететь слишком высоко, чтобы яхта не потеряла равновесие и не перевернулась (к тому же он будет закрывать обзор рулевому). Перегружать корму при этом тоже нельзя, так как это увеличит площадь поверхности, погруженной в воду, и сопротивление воды только вырастет. Соответственно, вырастет и необходимая подъёмная сила, которая способна перевесить это сопротивление и вывести лодку на глиссирование. Мощности мотора для развития соответствующей скорости у яхты может просто не хватить.

Глиссирующие яхты неохотно ходят в водоизмещающем режиме. Они рассчитаны на большой крен на корму, когда волны расходятся из-под днища примерно на середине длины корпуса, а носовая половина лодки не касается воды. Когда такая яхта падает в воду всем килем, вода начинает обтекать её совершенно иначе.

В результате, чтобы развить даже небольшую скорость, на которую способна и водоизмещающая модель такой же длины, двигателю глиссирующей яхты требуется в 8–10 раз больше лошадиных сил на каждую тонну водоизмещения, чем двигателю водоизмещающей.

До выхода на глиссирование (или после его завершения) двигатель глиссера работает неэффективно и тратит намного больше топлива, чем двигатель водоизмещающей лодки в аналогичной ситуации.

Для наглядности можно представить, как скачет камень, который пустили по воде «блинчиком» (или «лягушкой»). Пока скорость не падает ниже определённой отметки, он снова и снова отталкивается от воды. Но после торможения сила тяжести и сопротивление становятся больше гидродинамической подъёмной силы, и камень, потеряв возможность продвигаться вперёд, идёт на дно. Примерно то же происходит и с глиссирующим корпусом лодки (с поправкой на то, что его в отличие от камня сила Архимеда всё же спасает от затопления).

Из-за большой «прожорливости» глиссирующие яхты менее пригодны для длительных путешествий. К тому же, полезный объем внутри глиссирующих яхт значительно меньше подобных водоизмещающих, в остром носу ничего не помещается, а вся кормовая часть занята мощными двигателями.

Разные формы днища глиссирующих яхт

Использовать гидродинамическую подъёмную силу глиссирующие лодки могут не только из-за того, что способны развивать достаточную для этого скорость. Подняться над водой помогает и особая форма днища. Для этой цели подходят как плоскодонки, так и лодки V-образным корпусом.

Отметим, однако, что плоскодонки эффективны только там, где не бывает большой волны: плоское днище принимает всю силу удара волны на себя, то отнюдь не способствует выходу на глиссер. Кроме того, плоскодонные яхты устойчивы только на ровном киле и при увеличении крена восстанавливающая сила уменьшается, в отличии от водоизмещающих корпусов.

Среди морских глиссирующих яхт широко распространены обводы типа «глубокое V». Угол, под которым днище такого корпуса поднимается от киля к бортами (килеватость), больше 20°, в то время как у «обычных» V-образных корпусов этот параметр, как правило, 10–17°. Угол, который возникает между корпусом и водой во время движения, у лодок с «глубоким V» в 1,5–2 раза больше, чем у плоскодонок. С такими обводами можно комфортно, без серьёзной потери скорости ходить в глиссирующем режиме даже при волнении (пока волна попутная или бортовая), в то время как менее совершенные модели могут начать «прыгать» по волнам с неприятной для пассажиров тряской («дельфинировать»).

Преимущества и недостатки корпусов типа глубокое V

Главные недостатки корпусов с «глубоким V» — большое сопротивление воды до перехода в глиссирующий режим (лодке тяжелее разгоняться) и меньшая остойчивость во время стоянок и при движении малым ходом, чем у корпусов с меньшей килеватостью. Из-за проблем с остойчивостью большие глиссирующие моторные яхты чаще всего делают менее килеватыми, чтобы они были комфортабельнее.

Ещё один «лайфхак», который используется, чтобы помочь корпусу глиссировать — установка так называемых «реданов». Продольные реданы — вытянутые призмы с сечением в виде прямоугольного треугольника, которые прикрепляют к днищу вдоль корпуса. Так на днище получаются своеобразные выступы с острой кромкой. Днище с поперечными реданами выглядит, как лестница с несколькими ступеньками.

Продольные реданы во время движения как бы сбивают водные потоки, которые стремятся резко уйти от киля к борту, распределяя их вдоль днища и смещая на корму. При достаточно высокой скорости на реданах возникает дополнительная подъёмная сила, которая помогает лодке глиссировать, а при крене не даёт перевернуться. Кроме того, они повышают остойчивость и снижают качку, то есть могут работать по принципу киля. Минус продольных реданов — при встречной волне на высокой скорости корпус получает жёсткие удары, так как на выступах концентрируется давление. Тем не менее, их обязательно устанавливают на корпусах типа «глубокое V».

Поперечные реданы позволяют улучшить устойчивость лодки во время глиссирования. Так она меньше зависит от положения центра тяжести. Чтобы уменьшить силу гидродинамического удара «ступеньки» поперечного редана о встречную волну, его делают стреловидной формы. Так давление нарастает постепенно.

Зачем глиссерам нужны триммеры и транцевые плиты

Регулировать угол подъёма носа глиссирующей лодки над водой помогают «триммеры» и «транцевые плиты».

В первом случае регулируется положение откидного мотора или поворотно-откидной колонки двигателя. Это позволяет избежать чрезмерного дифферента на корму. Запрокинутый нос может отклонять лодку влево и вправо («рыскать»), осложняя управление. Это особенно нежелательно при движении на волне. В этом же положении лодки чаще дельфинируют.

Транцевые плиты, как видно из названия, представляют собой пластины, установленные под водой на транце. Они играют роль подводного крыла. За счёт электромеханического или электрогидравлического привода их угол относительно корпуса можно регулировать. Это позволяет получить правильно направленную дополнительную подъёмную силу в кормовой части корпуса и за счёт этого облегчить выход на глиссирование или выровнять крен.

Приятный бонус транцевых плит — они позволяют сбавить обороты двигателя, но при этом сохранить режим глиссирования. А это означает не только бережное отношение к мотору, но и экономию топлива.

Транцевые плиты входят в стандартную комплектацию многих моделей яхт Bayliner, Sea Ray, Four Winns, Sunseeker, Princess, Fairline, Aquador, Azimut, Ferretti. Разновидностью транцевой плиты можно назвать и Hull Vane, который используют на яхтах Dynamiq (хотя их корпуса чаще всего не глиссирующие, а относятся к особому типу Fast Displasement, о котором речь пойдёт ниже).

На современных моделях вместо транцевых плит чаще всего устанавливают интерцепторы. Эту систему можно описать как «лезвие в ножнах». Когда необходимо, «лезвие» опускается параллельно транцу, как бы продолжая его. При этом, когда интерцептор не нужен и убран, он, в отличие от транцевой плиты, не создаёт дополнительное сопротивление воды. Кроме того, интерцептор начинает действовать в 5 раз быстрее, чем обычная транцевая плита. Самые известные производителя инцепторов для катеров — Zipwake, для яхт — Humphree.

Оптимальный дифферент для каждой конкретной лодки устанавливается опытным путём. Для лодок с поперечными реданами он всегда будет меньше, так как им стоит «опираться» хотя бы на один из них. Кроме того, центр тяжести, а с ним лучшее положение любой глиссирующей лодки меняется по мере того, как опустошаются топливные баки.

Движение на высоких скоростях, особенно при волнении, часто сопровождается обильными брызгами воды, разлетающимися из-под корпуса во все стороны. Для того, чтобы они не попадали на палубу, также существует особое устройство, которое так и называется: брызгоотражатель или брызгоотбойник. Он представляет собой уступ или накладку на борту. Действуют они также, как и продольные реданы. При этом их устанавливают не только на глиссирующих, но и на водоизмещающих судах. Так при установке в носовой части корпуса они могут помогать гасить волну, образующуюся перед форштевнем.

Бывают ли парусные яхты с глиссирующим корпусом?

Раньше все парусники имели только водоизмещающий корпус, а глиссировать могли только моторные суда. Однако в современном мире это уже не так. Морские архитекторы научились создавать для парусников корпуса, форма и вес которых позволяют даже без вспомогательных подводных крыльев выводить их на глиссирование, несмотря на небольшие (по меркам моторок) скорости. В среднем для уверенного глиссирования требуется 45–50 м² парусов на каждую тонну водоизмещения.

Ярким примером глиссирующих парусников могут служить классы «Летучий голландец», «Финн» и SB20. Уверенно глиссируют модели Pogo 44 и J/99. Всех их отличает плоское днище в кормовой части.

Преимущества и недостатки полуводоизмещающих корпусов

Своеобразный компромисс двух крайностей: шустрых, но прожорливых глиссирующих лодок и более медленных, но и более экономичных водоизмещающих — яхты с полуводоизмещающим корпусом.

Они вместительнее, стабильнее на волне и в целом комфортнее, чем глиссирующие яхты, но быстрее, чем водоизмещающие.

Обычно их используют так же, как и водоизмещающие. Причём благодаря меньшей осадке в водоизмещающем режиме полуводоизмещающим яхтам требуется меньщая мощность двигателя и расходуют топливо они более экономно. Если для того, чтобы разогнаться до 10 узлов 16,7–19,8 метровой водоизмещающей лодке требуется использовать всю мощность двигателя, то аналогичной полуводоизмещающей яхте для этого необходимо всего около 15% мощности.

Это даёт возможность экипажу такой лодки ощутимо «поддать газу», если нужно, например, «убежать» от надвигающегося шторма, (почти) как глиссирующей яхте. У команды водоизмещающего судна такой опции нет. И наоборот, если уж непогода застала врасплох, на полуводоизмещающей яхте пассажирам намного комфортнее и безопаснее, чем на глиссирующей за счёт большей устойчивости на волне. Это же является их преимуществом во время стоянок на якоре.

Такой гибридный характер движения полуводоизмещающих яхт возможен благодаря тому, что они способны ходить в так называемом «переходном режиме». Такое же положение проходят глиссирующие корпуса, когда подъёмная сила уже начинает расти, создавая дифферент на корму, но ещё недостаточно велика, чтобы значительно поднять нос от поверхности воды.

Если нарисовать график, изображающий зависимость сопротивления воды от скорости лодки, на нём можно увидеть характерный «горб»: до определённого момента сопротивление растёт, но затем начинает постепенно снижаться. Водоизмещающие лодки не способны развить достаточную скорость и получить нужную подъёмную силу, чтобы даже приблизиться к «горбу». Глиссирующие могут полностью преодолеть его. Ну, а полуводоизмещающие корпуса «застревают» на «горбе» или если и «переваливают» за него, то незначительно, по сравнению с глиссирующими яхтами.

Благодаря большему диапазону доступных скоростей, в целом длительный круиз на полуводоизмещающей яхте будет более динамичным, чем на сравнимой водоизмещающей.

Однако стоит помнить, что расход топлива в переходном режиме наименее оптимальный, поэтому увлекаться «гонками» на полуводоизмещующей яхте не стоит.

Так лодка создаёт носовую волну поперёк корпуса, которая, будь корпус глиссирующим, в конце концов помогла бы набрать достаточную подъёмную силу. Но так как на глиссирование полуводоизмещающий корпус не способен, он продолжает постоянно пытаться забраться на эту волну, что требует огромных затрат энергии двигателя. Среди лодок полуводоизмещающие яхты — мифические Сизифы, которые вечно заталкивают огромный камень на гору, но никогда не добираются до вершины.

Что касается очертаний корпуса, полуводоизмещающе яхты сохраняют округлое днище у киля, вертикальный острый нос и макмимальную двину ватерлинии, характерные для водоизмещающих лодок. Но полуводоизмещающий корпус, как правило, шире. В то время как у водоизмещающих яхт длина больше ширины в 3,5 — 4,75 раза, у полуводоизмещающих — всего в 2,8 — 3,2 раза.

В целом диапазон оптимальных значений длины и ширины у полуводоизмещающих корпусов ниже, чем у водоизмещающих.

Они не могут быть слишком компактными, так как они должны быть способны развить достаточную скорость для выхода на «горб» сопротивления. И в то же время они не могут быть слишком большими, потому что в этом случае вес тоже непропорционально вырастает и лодка становится уже слишком тяжёлой для необходимых скоростей.

С глиссирующими корпусами полуводоизмещающие проекты роднит уплощённое днище в районе кормы, которое помогает аккумулировать подъёмную силу, и наличие острых скул. Это и позволяет таким лодкам «псевдоглиссировать». Как и глиссирующим лодкам, им также требуются довольно мощные двигатели, которые способны разогнать судно до нужной скорости.

Чтобы сделать это полуводоизмещающим яхтам было проще, конструкторы стараются максимально облегчить корпус. Это сказывается и на осадке. Она заметно меньше, чем у водоизмещающих аналогов.

Корпуса Fast Displacement

Водоизмещающие корпуса медленные. Полуводоизмещающие неэффективно расходуют топливо на пиковых скоростях. Полностью глиссирующие — на низких (да к тому же нестабильны на волне). Создать нечто новое и приблизиться к идеалу, у которого не было бы ни одной из этих существенных проблем попробовали в голландском бюро морской архитектуры Van Oossanen. В 2009 году компания официально представила вариант полуводоизмещающих корпусов, который специалисты назвали Fast Displacement, то есть буквально «скоростные водоизмещающие». С 2017 года такие корпуса можно встретить и на больших суперяхтах.

Уже во время первых испытаний на круизной скорости 13 узлов корпус Fast Displacement показал себя с точки зрения волнового сопротивления так же, как аналогичный водоизмещающий корпус, но на 40% лучше, чем полуводоизмещающий.

Остойчивость такой лодки, имеющей пологие, округлые обводы, оказалась такой же, как у аналогов с острыми скулами, хотя в теории должна была быть хуже. А дальность хода за счёт экономичного расхода топлива увеличилась на 1500 морских миль.

Последнего удалось достичь во многом благодаря носу с так называемым «бульбом» (от французского bulbe — «луковица»). Это каплевидное утолщение в подводной части корпуса, применение которого за счёт его влияния на волнообразование оптимизирует потребление топлива на 12–15%. Хотя, нужно признать, бульб совсем не инновация. Его изобрели ещё в начале ХХ века и всё это время используют и на водоизмещающих судах.

На скорости и энергоэффективности преимущества корпусов Fast Displacement не заканчиваются.

Они всегда намного длиннее, чем другие модели с такой же вместимостью, и площадь палуб у них на 20–25% больше.

Это важно не только для гостей, но и для экипажа яхты, так как больше места становится в том числе и на носу, где обычно располагают каюты для команды.

Строительство округлого корпуса типа Fast Displacement из стали или алюминия немного дороже, чем строительства лодки с острыми скулами. Это связано с необходимостью дополнительно изгибать листы металла.

Однако в дальнейшем яхта окупает эти вложения за счёт сниженных расходов на покупку двигателя, а затем и на топливо.

Характерные современные яхты с корпусом Fast Displacement — большинство моделей верфи Dynamiq. Также его можно встретить у лодок Heesen, Wim van der Valk и Overmarine Mangusta, Sunseeker.

Пара слов о многокорпусниках

Катамараны, как и однокорпусные лодки, бывают и водоизмещающими, и глиссирующими, и полуводоизмещающими.

Вне зависимости от типа корпусов по сравнению с однокорпусными моделями их будет отличать более высокая остойчивость, ведь подъёмная сила распределена по гораздо большей площади. Правда, если уж катамаран всё же решит перевернуться, то из-за все той же большой площади и возникающей «парусности» он сделает это очень быстро.

Сопротивление воды, несмотря на два корпуса вместо одного, у катамарана меньше, чем у очень широкого однокорпусника. Поэтому у водоизмещающего катамарана расход топлива в целом будет заметно лучше.

Для выхода на глиссирование катамарану нужно чуть больше мощности, но зато после этого он даже немного более экономичен, чем однокорпусник. В целом расход топлива у глиссирующих судов оказывается примерно одинаковым вне зависимости от количества корпусов.

Резюме

При выборе типа лодки отталкивайтесь от ваших целей. Если вы ищете яхту, чтобы с ветерком гонять на ней по акватории днём и не планируете долгие переходы, присмотритесь к моделям с глиссирующим корпусом. Идеальный вариант для масштабных экспедиций вдали от марины — водоизмещающие яхты. В случае, если вы фанат комфорта, но не представляете себе яхтинг без возможности хотя бы иногда хорошенько разогнаться, выбирайте из полуводоизмещающих лодок.

Количество же корпусов у яхты зависит от ваших потребностей в объёме жилого пространства и ваших личных предпочтений. Да, катамаран всегда дороже однокорпусной яхты аналогичной длины, зато выигрывает у неё по обитаемости. Но моно-яхта — лучшее решение, если вы собираетесь путешествовать в арктических и антарктических широтах, ведь один корпус намного проще отапливать.

Водоизмещающие, полуводоизмещающие и глиссирующие корпуса. Сравнительная таблица

*Относительная скорость лодки, которая вычисляется на основании длины её ватерлинии и фактической скорости.

Число Фруда показывает, каким будет волновое сопротивление для лодки определённой длины на определённой скорости. Чем больше число Фруда, тем больше сопротивление, тем мощнее должен быть двигатель и больше расход топлива. Число Фруда позволяет сравнивать яхты одинаковой длины с разными скоростными характеристиками, вычислять, какой скоростной режим более эффективен для лодки желаемой длины, понимать, как увеличение длины повлияет на расход лодки при сохранении её скоростных характеристик.

** Отношение водоизмещения к длине судна по ватерлинии и площади подводной части мидель-шпангоута. Можно представить себе, как подводную часть судна помещают в прямой цилиндр, у которого основание по форме и площади такое же, как мидель-шпангоут в этой части. Отношение водоизмещения к объёму этого цилиндра и даст нужную цифру. Это один из четырёх подобных показателей, характеризующий полноту обводов. Чем коэффициент меньше, тем более вытянутые и острые обводы у корпуса. Полнее обводы — больше грузоподъёмность, но меньше скорость.

*** Центром величины называют точку, к которой приложена равнодействующая силы тяжести, силы Архимеда и прочих сил, которые поддерживают судно на плаву. Эта точка находится в центре объёма погруженной части корпуса. Чтобы расчётная (конструктивная) ватерлиния лодки совпадала с реальной и не было ни крена, ни дифферента, центр тяжести и центр величины должны лежать на одной прямой, которая перпендикулярна плоскости воды и плоскости конструктивной ватерлинии. Если центр тяжести смещён от центра величины по горизонтали, оно изначально наклонено на корму или на нос. Из-за того, что носовая часть корпуса более острая, в подавляющем большинстве случаев центр тяжести и центр величины судна смещены немного в корму относительно мидель-шпангоута

Источник