Любой яхтсмен думает о своей "яхте мечты", причем мнения могут быть радикально противоположными. Приоритеты в параметрах тоже могут быть разные, кому-то важна скорость под парусами в различных условиях, другим запас воды или топлива, третьим важна толщина борта или кондиционер на борту.
Давайте посмотрим на связь скорости и водоизмещения в контексте практического применения для круизной яхты. Само водоизмещение не всегда говорит много само по себе, но в комплексе с другими параметрами, можно что-то сказать о преимуществах и недостатках практически любой яхты. Поэтому перед покупкой или заказом новой яхты, изучите технические характеристики яхты, которую вы покупаете, чтобы не было потом обидно и не страдать от несбывшихся ожиданий и обвинять плохих строителей или конструкторов.
В технической яхтенной литературе обычно применяют английские единицы измерения, ну так сложилось исторически, для простоты восприятия можно использовать и метрические единицы.
Базовым параметром оценки любой яхты является соотношение водоизмещения к длине действующей ватерлинии D/L. По этому параметру можно первоначально оценить о каком типе яхты идет речь, а они подразделяются примерно на 4 типа:
очень легкие (Ultra Light) около 300 кг/м
легкие (Light) около 600 кг/м
средние (Moderate) около 800 кг/м
тяжелые (Heavy) около 1000 кг/м
очень тяжелые (Ultra Heavy) около 1500 кг/м
Понятно что чем больше вес (водоизмещение), тем больше корпуса погружено под воду, закон Архимеда работает всегда одинаково.
На "тяжелых" яхтах большая часть веса вынужденно распределяется в самом корпусе и только часть в киле. Чтобы обеспечить приемлемые ходовые параметры и обтекание, корпуса делают относительно узкими и фактически основной восстанавливающий момент получается от балласта в киле, который расположен равномерно по всему объему киля. Отсюда идет старый параметр, что хорошая яхта должна иметь 50% водоизмещения в киле, это правильно для "тяжелых" яхт.
На современных "легких" яхтах картина несколько другая, корпус незначительно заглублен в воду, форма корпуса более широкая (плоская) и яхта имеет дополнительный восстанавливающий момент формы, в результате киль может быть легче, а за счет использования бульбы и балласт расположен очень низко. Поэтому процент балласта в общем водоизмещении может быть 20-30%, что не вписывается в старые правила и понятия.
Для примера несколько фото, примерно показывающие различия в формах корпуса и распределение балласта в различных по водоизмещению яхт. Надо также обратить внимание на разницу между шириной ватерлинии и максимальной шириной яхты на разных корпусах.
Не вдаваясь глубоко в теорию гидродинамики, можно обобщить следующее, у любого корпуса при движении есть три основные составляющие сопротивления:
1. Сопротивление трение (площадь подводной части, необрастайка, выступающие части и т.д.)
2. Сопротивление формы (узкие ватерлинии, форма корпуса и т.д.)
3. Волновое сопротивление (длина ватерлинии, распределение водоизмещения и т.д.)
Важным аспектом любого хорошего корпуса является сохранение распределения водоизмещения и формы по длине ватерлинии при изменении крена. Это так называемые симметричные ватерлинии, к которым стремятся все конструктора современных яхт, но не у всех это получается.
Причина банальна, в наше время приоритеты в современном массовом яхтостроении совершенно другие, чем были в прошлые времена, эволюция шла постепенно, но неумолимо. Если сначала важными параметрами были ходкость под парусами, надежность корпуса и вооружения, красота самой яхты. Мы до сих пор наслаждаемся старыми фотографиями и классическими яхтами, которые бережно сохраняются владельцами и принимают участие в гонках и фестивалях в разных точках мира.
Потом пришел "спорт" и вместе с ним и обмерные формулы, которые должны были уровнять по гандикапу разные по размеру и типу яхты. Наибольшее влияние оказала формула IOR, под которую стали строиться новые яхты, оптимизированные под формулы обмера.
В результате появились "пузатые бочки" с короткими мачтами и огромными генуями, хотя некоторые из них были неплохими морскими яхтами, так как еще строились прочно и надежно, но обмерные формулы, новые материалы и технологии начали менять не только внешность яхт, но и их конструктивные особенности, об этом более подробно написано в статье "80 лет стеклопластику. Конструктив."
Как правило, эти яхты были относительно тяжелыми, с короткой ватерлинией и большими свесами, уменьшенной площадью парусности, многие "страдали" любовью к брочингам на полных курсах, но по гандикапу они выигрывали у других, заведомо лучших по сути яхт.
Далее пошел массовый "яхтинг", основанный на чартерных компаниях, как основных клиентах крупных верфей, здесь на первое место вышел объем помещений, количество кают и ежегодное обновление моделей при относительно небольшой цене, ну и конечно наличие купальной платформы и гриль в копите стали играть большую роль.
Этот тренд и сейчас имеет превалирующее значение в серийном производстве яхт для массового пользователя.
Но вернемся к теме, как и в автомобилях, скоростной потенциал определяется соотношением энерговооруженности к весу, это или л.с./кг или на яхтах кв.м./водоизмещение.
От водоизмещения впрямую зависит и сопротивление корпуса, понятно что чем больше смоченная поверхность, тем больше сопротивление (пункт 1).
Чем легче корпус лодки, тем больше может быть балласт в киле, лучше остойчивость и можно больше нести парусов (пункт 2).
Чем уже и длиннее креновая ватерлиния, тем меньше волновое сопротивление (пункт 3).
Облегчение корпусов и также появление бульб-килей привело к развитию ширины корпуса, чтобы было продиктовано дополнительным восстанавливающим моментом от накрененного корпуса.
Итак в результате, современные яхты имеют более легкие и широкие корпуса, больше остойчивость и как результат могут нести больше парусов, соответственно энерговооруженность выраженная в кв.м./тонну существенно больше, чем у яхт старых проектов. Тут конечно надо сделать оговорку, мейнстрим яхты, в основноv предназначенные для чартерных компаний и прибрежного морского плавания находятся примерно посередине между яхтам старых проектов и современными яхтами.
Для примера на цифрах: "старые добрые" шведские лодки имеют около 6-7 м2/тонну водоизмещения (Hallberg-Rassy 46 - 6.7 м2/т), средний "мейнстрим" около 8-10 м2/тонну (Beneteau Oceanis 45 - 9.5 м2/т), современные яхты 11-14 м2/тонну (RM-1280 - 13 м2/т).
У экстремальных гоночных яхт этот параметр может достигать 20+ м2/т.
Тут надо сразу сказать, мы рассматриваем только водоизмещающий режим плавания, когда скорость корпуса ограничена волновым сопротивлением по формуле Фруда, вы можете посчитать скорость своей яхты здесь: Калькулятор скорости
Например яхта с длиной ватерлинии 12 метров может иметь скорость в водоизмещающем режиме около 8.5 узла. Мы не будем ссылаться на фотки в соцсетях, когда любители постят пиковые значения скорости на приборах при скатывании с волны.
Конечно широкие и легкие яхты с хорошей энерговооруженностью могут выходить на переходный режим и даже глиссирование при определенных ветровых и волновых условиях. На моей лодке Soler-35 при длине ватерлинии около 10 метров и расчетной скорости 7.6 узла, в бакштаг при ветре около 18 -20 узлов, имел стабильную скорость около 10-11 узлов в течении нескольких часов, практически глиссирование, но это скорее исключение, чем каждодневная практика, да и 13 м2/т с широкой кормой играло свою роль, правда и фотографировать было некогда.
Таким образом в реальной жизни надо оперировать расчетной скоростью в водоизмещающем режиме. Тогда возникает логичный вопрос, а в чем достоинства и недостатки тяжелых и легких корпусов ?
Во первых надо понять, а вообще зачем нужна скорость, ведь можно спокойно идти малым ходом под одним стакселем, как многие круизеры и ходят. Здесь конечно сразу всплывает вопрос стаксельного вооружения для круизеров-дальнобойщиков, я уже писал ранее об этом вооружении в статье "Стаксельное вооружение. Баланс интересов"
Принципиальная разница состоит не только в максимальной расчетной скорости, а в диапазоне ветра при котором обеспечивается адекватная скорость, т.е. когда не надо убирать паруса и включать двигатель, обычно эта граница находится около 3 узлов скорости яхты.
Тяжелые яхты, да и мейнстрим тоже, имеют уменьшенную площадь парусности, первые по причине узкого и тяжелого корпуса, вторые по причине поправки на начинающих яхтсменов.
Тяжелые яхты при слабых ветрах ходят исключительно плохо, поэтому часто можно видеть, как они моторят, как только ветер слабее 5-6 узлов. Как правило, своей расчетной скорости они достигают только при достаточно сильном ветре, но им в отличии от современных яхт рифится не надо, но и крен у них существенно больше, что тоже не добавляет комфорта на борту.
Современные яхты наоборот, хорошо нагружены парусами и имеют легкий корпус и хорошую остойчивость, это позволяет даже в слабые ветра около 6-7 узлов иметь на большинстве курсов скорость около 5 узлов. Не говоря уже о дополнительных парусах для легкого ветра, как например Code-0 или геннакер. Также тут надо отметить, что "горбатый" грот исключительно хорошо работает именно в слабые ветра, когда верховой ветер дует на высоте 10-15 метров от уровня моря, это неоднократно проверялось по сравнению с яхтами с обычным узким наверху гротом.
При усилении ветра, скажем до 10 -12 узлов, эти яхты уже идут близко к своему расчетному максимуму скорости около 7-8 узлов. При дальнейшем усилении уже надо рифиться, причем при этом скорость практически не падает, а в некоторых случая даже возрастает. Современные широкие и легкие лодки не очень любят излишний крен, это надо хорошо знать и понимать причины.
Так кому и для чего это все нужно ?
Во первых, суточный переход в милях будет естественно больше, яхта раньше придет в точку назначения, разница всего в 1 узел уже дает 24 мили в сутки, это в среднем около 5 часов.
Более быстрый переход, значит меньше надо воды и запасов.
Во вторых, более широкий диапазон движения под парусами позволит экономить топливо двигателя.
В третьих, яхта быстро идущая под парусами, лучше управляется и более устойчива на курсе, в том числе на попутной волне. На хорошо сбалансированной парусами яхта и с правильным современным корпусом, автопилот работает в минимальном режиме, это еще экономия электроэнергии на борту.
Но есть и другой параметр, который имеет немаловажное значение для круизной яхты, особенно в дальних походах, это грузоподъемность, которая измеряется в килограммах на 1 см изменения осадки. В среднем эта величина меняется от 200 кг/см для легких яхт, до 400 кг/см для тяжелых яхт.
В данных по яхте обычно указывают только водоизмещение порожнем (Light displacement), т.е. без запасов, топлива, воды и запчастей. Но яхта с запасами имеет существенно большее водоизмещение (Loaded displacement), на яхтах прибрежного плавания это может быть дополнительно около 1500 кг на яхту 40-45фт, для океанских круизеров это будет уже около 2500 кг и больше.
В моей новом проекте серии M40-55 Classic Pilothouse Cruiser, по возможности были учтены указанные выше параметры:
- легкий корпус умеренной ширины, из алюминия с надстройкой из композитных материалов
- встроенный киль (не на болтах) со свинцовой полу-бульбой
- симметричные креновые ватерлинии с равномерным распределением водоизмещения по длине ватерлинии
- полубалансирный руль со скегом для обеспечения курсовой устойчивости и хорошей управляемости
- расчет водоизмещения и остойчивости с учетом полной загрузки около 2500 кг
- парусное вооружение куттер или кеч с различными вариантами несения парусов в широком ветровом диапазоне.
- экономичный дизельный двигатель с коммерческим рейтингом (24 часа непрерывной работы).
Более подробное описание концепции этого проекта будет в следующих статьях.
Как хорошо всем известно, идеальной яхты не существует, есть только яхты спроектированные и построенные с учетом по возможности конкретных условий плавания. Практически все серийные яхты или как их называют "mainstream" покрывают требования подавляющего большинства пользователей, от чартерных компаний до яхтсменов выходного дня прибрежного морского плавания. При необходимой подготовке и комплектации, эти яхты широко используются и для дальних походов через океан.
Но если есть желание и возможности получить яхту близкой к идеальной для конкретных целей, это конечно яхта по индивидуальному проекту.
Все яхты хороши, если они любимы своими владельцами и содержатся в идеальном состоянии.
В дополнение к тексу заметки: некоторые мои читатели сравнивают небольшие лодки 7-8 метров по параметру кг/м ватерлинии с яхтами большего размера. Это оценочный параметр и применим только для близких по размеру (длине ватерлинии) яхт.
ОтветитьУдалитьДобрый день! А как сюда вписывается концепция перформанс катамарана, типа Catana, Outremer и тд? Не в смысле расчетной скорости,а владения певорманс лодкой? Именно владения, для круизинга, любительских регат? Интересно Ваше мнение.
ОтветитьУдалитьЯ думаю, что никак не вписывается, катамараны это отдельная тема, для круизинга наверно кому-то подойдет, как вариант плавдачи, а для любительских регат на катамаранах, так их мало и то в основном на чартерном флоте. С точки зрения владения, катамараны исходно дорогие и расходы тоже больше чем на моно, все конечно зависит от использования и задач, собственно как и выбор в моно.
ОтветитьУдалитьА у вас есть проекты небольших яхт для самостоятельной постройки,6-8м.?Спасибо.
ОтветитьУдалитьтаких проектов нет, есть много готовых проектов, поищите в интернете. например http://boatsplans.com/ . Пришлите мне сообщение на почту info@morozov-yachts.com, я вам вышлю контакт, кто делает проекты и построил несколько интересных мини-шхун.
Удалить