Сайт создан для тех, кто мечтает построить яхту своими руками — яхту своей мечты…
«First Class 7.5» от «Beneteau».
Более двадцати лет минуло с той поры, когда ЖанМари Фино совместно с Жаном Фару и верфью “Beneteau”разработали национальный 8метровый крейсерский монотип. Лодка эта, без особых затей названная “First Class 8”, оказалась исключительно удачной — в общей сложности было продано более тысячи судов, что сделало “FC 8” самым популярным типом крейсерскогоночных яхт во Франции.
Достоинством проекта была заложенная в него возможность транспортировки лодки на трейлере, для чего ширину судна конструкторы ограничили 2.50 м, а киль сделали подъемным. В сочетании с относительно небольшим водоизмещением (1400 кг) это позволяло легко транспортировать яхту к месту гонок. Парусное вооружение лодки (шлюп 7/8) с относительно малым стакселем позволяло легко справляться с ним даже семейному экипажу, а достаточно большая длина по ватерлинии обеспечивала судну приличные скоростные качества в средний и свежий ветер.
Обстановка внутри лодки была, конечно, довольно спартанской, но все же там имелись четыре полноценных спальных места и крохотный камбуз, поэтому суденышко можно было использовать и для семейного отдыха. А на старт гонок выходило порой до 300 яхт одновременно, делая такие регаты азартным и захватывающим зрелищем.
Время шло, удачная конструкция старела. “Классу 8” требовалась современная замена — более скоростная и динамичная лодка, но в то же время недорогая и мобильная. И вот год назад такая замена появилась — ею стал новый “First Class” от “Beneteau”, спроектированный все тем же ЖанМари Фино в сотрудничестве с Пьером Форджиа, но уже не в порядке частной инициативы, а по заказу Французской федерации парусного спорта.
Новая яхта получила еще более изящные и стремительные обводы, меньшие водоизмещение и массу балласта, но зато большую площадь парусности и чрезвычайно просторный кокпит. Ширина корпуса осталась прежней, благодаря чему за судном сохраняется качество “трейлерного”. И хотя на яхте остаются четыре спальных места, новая версия популярной лодки уже вряд ли подходит для семейного отдыха — это чисто спортивная машина, лишь внешне сохраняющая некоторые черты “круизера”. А главное — лодка
построена по новой технологии, когда смола подается под давлением в заранее заполненный кевларом и стеклотканью промежуток между матрицей и пуансоном, откуда выкачивается воздух. Подобный метод позволяет изготовлять очень качественные корпуса с высокой весовой культурой, при этом исключается значительная доля тяжелого ручного труда. Поэтому такая технология уже проникает и в производство суперяхт.
Основными требованиями при проектировании новой яхты были следующие: создать надежную современную быстроходную лодку для участия в крейсерских регатах, при этом легкую и безопасную в управлении, обеспечивающую возможность самоспрямления силами экипажа и легко перевозимую по дорогам общего пользования.
Время покажет, сможет ли новая лодка оказаться столь же популярной, чем ее “первоклассный” предшественник. Ну, а отечественным конструкторам близкого по концепции и размерениям класса трейлерных лодок Т800 причем быстро развивающегося в России, возможно, стоит приглядеться к концепции и конструкции “Beneteau First Class 7.5”.
Павел Игнатьев.
Источник: «Катера и Яхты», №189.
ПАРУСА. Часть 1. Парусная ткань.
ХАРАКТЕРИСТИКИ И СВОЙСТВА ТКАНЕЙ. Прежде чем рассматривать методы изготовления парусов, важно ознакомиться с парусными тканями, их свойствами и особенностями производства. За редкими (и малоуспешными) исключениями, до caмoгo последнeгo времени паруса делались и дeлаются из ткaнoгo полотна.
Обычно ткань состоит из множества параллельных нитей, располагаемых вдоль ткацкого станка и образующих ocнову будущего полотнища (это и есть основа ), и перпендикулярных им нитей утка. которые при pаботе станка переплетаются с нитями основы, проходя через них поперек вперед и назад.
ПЛОТНОСТЬ ткани достигается плотной укладкой нитей утка в полотнище, Очевидно, что ткань oднoгo и тoгo же веса может быть получена переплетением либо относительно толстых нитей в крупную сетку, либо большего числа тонких нитей в частую сетку.
Толщина нити характеризуется ее номером (count) или показателем линейной плотности децитекс (decitex) в метрических мерах (чем тоньше нитка, тем меньше дeцитекс, поскольку 1 dtex = 10 -7 кг/м).
Плотность ткани, которая достигается благодаря сближению нитей основы и степени натяжения нитей утка, характеризуется поверхностным коэффициентом. Теоретически самым высоким значением этого коэффициента может быть величина, равная 28; при этом между нитями ткани нет никакого зазора, На практике, однако, была зарегистрирована ткань с поверхностным коэффициентом, равным 32: в ней соседние нити располагаются слегка одна над другой.
Ткань из толстой нити с низким поверхностным коэффициентом имеет меньшее число нитей на единицу площади, большее расстояние между нитями утка и, следовательно, обладает большей «пористостью» — воздухопроницаемостью, чем ткань тaкoгo же веса, но из более тонких нитей, уложенных плотнее.
Перечислим основные качества, которым должна удовлетворять парусная ткань:
1. Сопротивление вытяжке под нагрузкой. Это качество характеризуется модулем растяжения. дающим представление о податливости мaтeриала в зависимости от усилия, с которым eгo пытаются растянуть. Высокий модуль растяжения означает, что ткань хорошо сопротивляется вытяжке под нагрузкой.
2. Устойчивость формы. Если ткань под действием усилия растянута, она должна либо coxpaнять свою новую форму так долго, как только это возможно, либо восстанавливать первоначальную форму, как только нагрузка будет снята, В любом случае при раскрое парусов важно знать, как именно будет вести себя ткань.
3. Прочность на разрыв и эластичность. Ткань, eстeствeнно, должна быть достаточно прочной, чтобы противостоять нагрузкам, возможным в расчетных условиях эксплуатации паруса, Нити ocновы и утка должны иметь высокую эластичность, которая характеризуется относительным удлинением в момент разрыва (минимальное значение этой характеристики составляет 10%), Можно скaзать, что нить должна иметь достaточную «емкость» для поглощения энергии; она должна выдерживать ударные нагрузки, неизбежные при выработке плотных тканей на coвременных быстроходных ткацких станках.
4. Воздухоепроницаемость. Пористая — воздухопроницаемая — парусная ткань позволяет воздуху проникать с одной стороны паруса на другую, вследствие чего снижается разность давлений на eгo поверхностях и падает тяга паруса. Особенно большие потери от пористости несут спинакера, которые шьются из самых тонких тканей.
5. Влагопоглощаемость. Вода несет с собой грязь и микроорганизмы, вызывающие гниль и грибковую плесень. Кроме тoгo, вода, содержащаяся в парусах, увеличивает их вес и таким образом снижает их эффективность.
Хорошая парусная ткань не должна поглощать воду ни через поры, ни через нитки. Следовательно, важно, чтобы парусная ткань обладала низким влагопоглощением.
6. Гладкость. Большое влияние на эффективность паруса оказывает сила трения их о поток воздуха: чем более гладкой будет поверхность паруса, тем ниже eгo сопротивление трения.
7. Сопротивляемость химическим реакциям. Помимо гнили, промышленного дыма, лучей солнца, жары или даже низких температур, которые в большей или меньшей степени действуют на парусную ткань, в контакт с нею могут случайно войти те или иные из распространенных химических веществ.
Сопротивляемость им также является фактором, который следует учитывать при выборе ткани.
Поскольку ткань состоит из переплетения нитей основы и утка, образующих сетку, она неизбежно обладает определенной пористостью. Пористость готовой ткани зависит не только от толщины и плотности укладки нитей, определяемой технологией производства, но и от введения в ткань заполнителей (смол) при ее отделке.
Важной характеристикой парусной ткани, кроме перечисленных, является ее способность вытягиваться при нагрузке, действующей не вдоль основы, а по диагонали к ней, скажем, под углом 45 0 ; мини-квадраты, образованные пересекающимися нитями, при этом будут деформироваться в ромбы из-за их относительного перемещения. Ткань получает также определенное линейное удлинение вдоль нитей, величина котopoгo зависит от свойств волокон и степени их скрутки при изготовлении из них нитей. Под действием нагрузки нити стремятся раскручиваться.
ПРИМЕНЯЕМЫЕ ТКАНИ. Прочность парусной ткани зависит от прочности отдельных образующих ее нитей. Если нити изготовляются из отдельных волокон (например, хлопка или льна), прочность нити определяется в первую очередь качествами их волокон.
Так, от длины волокон и степени их шероховатости зависят и разрывная нагрузка нити и ее удлинение в момент разрыва. Если нити сделаны из длинных волокон одноpоднoгo состава, как это имеет мeсто при изготовлении синтетических тканей, то прочность отдельной нити имеет большее значение для прочности ткани в целом, чем, скажем, при изготовлении хлопчатобумажной ткани из нитей, свитых из коротких волокон,
Лен. Льняная ткань традиционный материал для изготовления парусов. Волокна, получаемые из льна — плотные, длинные (до 100 мм и более), волокнистые сами по себе; из-за этих качеств получить тонкую нить из льна труднее, чем из хлопчатобумажной пряжи.
Льняная парусина прочнее хлопчатобумажной ткани. В мокром coстоянии льняная нить оказывается на 20% прочнее, чем в сухом; поэтому, несмотря на то, что под нагрузкой льняная ткань сильно деформируется, искажая форму паруса она особенно подходит для самых тяжелых условий эксплуатации.
В нaши дни лен иногда применяют для шитья штормовых парусов еще и потому, что в сыром состоянии ткань сохраняет мягкость и удобна для работы руками. От штормовых парусов не требуется, чтобы они были особенно плоскими, так что можно примириться с небольшой дoполнительной вытяжкой в качестве платы за большую прочность и легкость в обращении.
Правда, если нa долгое время оставпять льняной парус мокрым, он поражается гнилью, так что мягкая и прочная синтетическая ткань и в этих случаях в принципе остается предпочтительней,
Хлопок. На сегодня при изготовпении парусных тканей особенно высоко ценится египетский и суданский хлопок; хорошие сорта eгo хлопчатобумажной пряжи вырабатываются и в США. Волокна хлопка тоньше и короче, чем у льна; они редко бывают длиннее 25 мм.
Oднако благодаря тому, что они вьются подобно шерсти и, будучи свитыми в нить, оказываются в xopoшем сцеплении, ткань получается достаточно прочной и однородной.
Благодаря меньшей толщине нитей хлопчатобумажная ткань может быть сделана более плотной, чем льняная, поэтому применение хлопка для выработки парусной ткани означало значительный пpoгpecc в истории паруса. В Европе хлопчатобумажные паруса впервые стали известны в 1851 г. кoгдa оснащенная ими шхуна «Америка» одержала победу над английскими соперниками, оснащенными льняными «мешками»: более плоские паруса позволли «Америке» идти круче к ветру.
Нейлон (найлон). Это полиамидное синтетическое волокно, вырабатываемое из кaмeннoгo угля, появилось в США в результате длительных экспериментов, начатых в 1932 г. Ткань из нейлона впервые была использована для парусов по окончании II мировой войны/ Благодаря своей неизбежной эластичности нейлон наиболее пригоден для пошива спинакеров, но иногда используется также для изготовления других легких парусов, предназначенных для несения на полных курсах (таких как спинакер — стаксели или апсели). Материал не подвергается гниению, обладает малой влагопоглощаемостью, но теряет прочность при длительном воздействии солнца.
Полистер (дакрон, терилен). В 1941 г, в Англии из продуктов крекинга нефти был синтезирован полимер - полиэтилентерефталат; формуемое из расплава этогo материала волокно и получило название терилен. В 1947 г, лицензия на производство полистера была закуплена рядом стран (концерн Дюпона в США приобрел ее еще раньше).
В различных странах этот мaтeриал получил свои тopгoвыe названия: во Франции - тергаль, в Германии - тревира. в Японии - тетерон. в США - дакрон. в СССР - лавсан. в Италии - теритал и т. п. Технологические процессы их производства основаны на одной и той же химической формуле, но физико — химические свойства получаемых материалов несколько различаются.
Первые паруса из терилена были сделаны в Англии в 1951 г. Нити, используемые для изготсвления парусных тканей, свиваются из длинных экструдированных волокон. Нить, поступающая с фабрики волокон, имеет слабую свивку — один виток примерно на 25 мм длины. Перед запуском в ткацкое призводство нить дополнительно свивают, чтобы избежать ее разделения на волокна в процессе выделки ткани.
Парусная ткань из полистерных волокон часто вырабатывается из ниток различной толщины: нити основы толще, чем утка. Физико-механические характеристики волокон из различных мaтeриалов приведены в табл, 1.
ОТДЕЛКА И КАЧЕСТВО ТКАНИ . Единственным процессом отделки льняных и хлопковых тканей было каландрование - своеобразное глажение между горячими вальцами.
Ткани из полистерных волокон очищают от замасливателей, необходимых при ткацких процессах; cyшат; если нужно — пропитывают различными смолами — заполнителями для улучшения устойчивости и уменьшения деформации при растяжении по диагонали; затем нагревают, чтобы разгладить морщины, помочь нитям сомкнуться. Эти процессы отделки синтетических тканей называются финишем.
Правильная технология финиша имеет oгpoмнoe значение. Слабая ткань обязательно должна иметь химическую пропитку для придания ей хотя бы нeкoтopoгo подобия устойчивости. В то же время хорошо сделанная ткань на конечной стадии финиша легко может быть превращена в грубую и хрупкую парусину, которую можно порвать подобно бумаге.
Парусная ткань после финиша может быть грубой и жесткой (как это было одно время популярно в Америке) или мягкой и податливой, из которой трудно будет сшить парус без складок, которая имеет тенденцию к большому растяжению по диагонали. Финиш может скрыть недостатки плохой ткани так, что она некоторое время будет выглядеть превосхорной, особенно если она перенасыщена смолой; в процессе же эксплуатации заполнитель будет ломаться и отделяться от ткани вместе с дождевой водой или солеными брызгами в виде молокоподобной жидкости; постепенно ткань покроется трещинами, так как заполнитель будет получать изломы при складывании паруса.
Необходима ткань, сделанная из лучшего волокна и сотканная очень плотно, Промежутки между волокнами должны быть столь малыми, чтобы требовалось лишь минимальное количество заполнителя, который делал бы ткань после термической обработки устойчивой и удобной в обращении. В идеале ткань должна быть сделана так, чтобы не требовалось химической обработки при финише, если, конечно, не стaвятся специальные цели.
Долгое время фирмы, изготовляющие паруса, не могли получить от изготовителей синтетических тканей общего применения материал, который полностью удовлетворял бы всем поставленным требованиям, Количество же ткани, идущей на шитье парусов, настолько мизерно в общем объеме производства синтетики, что практически невозможно ни осуществить необходимый контроль, ни применить для этого специальные ткацкие машины.
Однако применение синтетики для парусов сыграло столь значительную роль в повышении ходовых качеств современных яхт, что Тэд Худ — известный американский парусный мастер в 1950 г. первым решил выделывать парусную ткань самостоятельно с тем, чтобы получать в точности то, что необходимо для пошива парусов. Eгo примеру последовали Ратсей и Лапторн в Англии в 1964 г.
Эти парусные фирмы смогли получить синтетическую парусную ткань выcoкoгo качества, не имея, однако, целью производство ее в действительно коммерческих масштабах. Каждый ткач обслуживает у них вceгo 2 — 3 ткацких станка вместо 40 в обычном текстильном производстве. Естественно, особую тщательность выработки ткани оплачивают покупатели парусов!
Ратсей назвал свою ткань «вектис» — по древнеримскому названию о — вa Уайт. У нeгo работали тяжелые тихоходные станки, обеспечивающие сильное натяжение нитей утка, что способствовало получению очень плотной ткани. Вначале старались получить требуемые свойства ткани с минимальным количеством заполнителя или вообще без нeгo; единственным процессом финиша тoгдa была термическая обработка.
В результате получалась ткань, мягкая и удобная в обращении; паруса можно было укладывать в более компактные свертки.
Естественно, чтобы обеспечить высокое качество ткани, потребовались тщательный контроль производства и проведение комплекса испытаний физико-механических свойств вырабатываемой продукции. Одно из таких испытаний заключается в измерении вытяжки ткани под нагрузкой по диагонали.
В простейшем виде груз весом 2,5 кг (5 фунтов) подвешивается на полоске ткани шириной 50 мм, вырезанной под углом 45 0 к основе, и измеряются ее линейное удлинеие под нагрузкой и после снятия нагрузки (остаточная деформация). В других случаях для измерений используются довольно сложные машины с электронными системами.
Типичные результаты испытаний представлены на приводимом рисунке в виде кривых гистерезиса для трех сортов ткани сравнимого веса. Можно заметить, что ткань «А» вытягивается в большей степени и после снятия нагрузки получает большое остаточное удлинение; при повторных же действиях нагрузки остаточная деформация образца увеличивается.
Ткань «В» вытяrивается меньше и имеет меньшее остаточное удлинение, хорошо восстанавливая свои первоначальные свойства при каждом цикле нагружения.
И, наконец, ткань «С», получив вытяжку при первом нагружении почти такую же, как ткань «В», при последующих действиях нагрузки вытягивается на очень незначительную величину; однажды вытянувшись, парус из такой ткани сохраняет стабильной полученную форму.
Парусный мастер должен еще до выкраивания паруса решить, хочет ли он, чтобы парус сохранял свою форму после первоначальной вытяжки (ткань «С») или же нужно, чтобы ткань слегка вытягивалась под нагрузкой, вновь восстанавливая форму паруса в слабый ветер (ткань «В»).
Английская компания ICI (ImperiaI ChemicaI Iпdustriеs Ltd) ведущий в стране производитель терилена, провела сложные испытания натурных парусов, чтобы оценить напряжения и деформации ткани в реальных условиях в различных точках паруса. На открытом месте была установлена мачта с обычными яхтенными парусами. При испытаниях регистрировались скорость и направление ветра, а также усилие, развиваемое парусом: в гика- шкот был встроен датчик тяги.
На парусах через каждые 305 мм были нанесены вертикальные и гoризонтальные линии, дающие возможность при помощи фотометрических методов замерять величины и направления деформаций паруса, возникающих при ветре различной силы. Использовалась система двойных стереокамер (применяемая в производстве карт с помощью аэрофотосъемки): это не требовало прямoгo контакта с парусом, так что в воздушный поток не вносилось каких-либо возмущений. Условия испытаний и результаты замеров вводились в компьютер, который позволил произвести анализ cтepeoгpaфической диаграммы, построенной в трехмерных координатах совместно с контуром паруса.
Результаты показали, что величины напряжения в различных частях паруса не вceгдa совпадают с тем, что ожидалось. Например, в полотнищах гpoтa, расположенных перпендикулярно задней шкаторине, ткань в верхней части паруса вытягивается только вдоль основы, если материал хорошо выткан; ткань плоxoгo качества получает здесь вытяжку по диагонали.
В нижней половине паруса ткань повсюду вытягивается по диагонали. Таким образом, есть смысл использовать для шитья паруса два типа ткани: один для верхней eгo части, гдe нужно воспринять сильные растягивающие усилия в направлении основы, и другой в нижней, гдe важно иметь минимальное растяжение по диагонали.
Непропитанные смолой синтетические парусные ткани имеют большие преимущества, так как они легче и мягче, чем те же ткани с заполнителем. Непропитанные ткани обычно имеют определенную эластичность, которая неизбежна, но не является большим недостатком. Во — первых, податливость ткани выдерживается в определенных границах, а во-вторых, ткань хорошо восстанавливает первоначальную форму паруса.
Под действием ветра «пузо» паруса обычно смещается назад, так как ширина паруса несколько увеличивается вследствие растяжения ткани. Очевидно, это смещение не должно быть чрезмерным; оно не должно достигать такой величины, при которой парус не будет восстанавливать свою форму, кoгдa давление ветра уменьшится. На практике эту вытяжку удается компенсировать правильным использованием гибкого paнгoутa; стаксель, однако, так просто поглощать вариации формыI не может, особенно если он не снабжен регулируемой передней шкаториной.
Там, гдe форма паруса не должна изменяться при плавании, целесообразно использовать сильно пропитанную ткань. Парус в этом случае шьют с расчетом на использование в каких-либо определенных условиях. Использование заполнителя обеспечивает большую устойчивость материала в начале жизни паруса (ткань типа «С») и помогает сохранить eгo форму, заданную при раскрое, а не вызванную растяжением ткани под действием ветра.
Долговечность таких парусов, зависящая от целостности заполнителя, может быть достаточно большой, если парус не подвергается чрезмерным нагрузкам и тщательно укладывается для хранения. Это oгpaничивает область их применения паруса из сильно пропитанных тканей используются в основном на крупных яхтах.
ДРУГИЕ СИНТЕТИЧЕСКИЕ ТКАНИ. С момента появления синтетической ткани начались и не прекращаются поиски наилучших материалов для изготовления парусов.
Для спинакеров требовалось получить особо легкую ткань; был применен нейлон весом менее 40 г/м 2. В последние годы внимание обращено на полипропилен благодаря eгo высокой плотности, низкому влагопоглощению и малому объемному весу. В Англии этот материал был назван улстроном .
Малый вес материала позволяет вырабатывать ткань с высокой воздухонепроницаемостью (толщина нитки для получения ткани тoгo же веса может 6ыть взята 60льше, чем у нейлона). Одним из главных препятствий на пути применения улстрона является то, что ткань при вeсе менее 40 г/м 2 оказывается очень тонкой и 6ыстро портится на солнце, Полипропилен более чувствителен к действию лучей солнца, чем нейлон, но при использовании ста6илизирующего aгeнтa, который нейтрализовал 6ы разрушающее действие ультрафиолетовых лучей, можно несколько снизить этот эффект.
Для шитья парусов испытывались и другие синтетические ткани. Некоторые из них имели ряд преимуществ перед териленом, но неизменно проигрывали ему по дpyгим показателям, таким, как модуль линейного удлинения (мелинекс), или сильнее разрушались при сги6е (кевлар, волокно В).
ПРОСТЕЙШИЕ ИСПЫТАНИЯ ТКАНИ. Уже упоминались испытания ткани на растяжение по диагонали, про водимые изготовителями парусов. Простейшие испытания может проделать и каждый яхтсмен.
Например, растяните руками ткань в направлении 45 0 к основе. Bытяжка должна 6ыть небольшой. Появившаяся складка не должна остaваться слишком долго после тoгo, как натяжение осла6лено.
Если есть подозрение, что синтетическая ткань перенасыщена смолой, нужно помять ее руками и у6едиться, что на поверхности нет трещин, которые образуются в смоле. Если есть время, стоит на сутки при6ить полоску ткани за середину к мачте. Осмотрите концы полоски.
Ткань плохого качества с избытком заполнителя окажется с выкрошенной смолой, 6удет иметь большую вытяжку по диагонали и значительную остаточную деформацию (если ее после этого растянуть).
Там, гдe используется смола, она должна 6ыть впитана в ткань под давлением вальцев и затем сглажена под нaгpeвoм. Обновить старый синтетический парус обработкой ткани какими-либо составами, как это делается с хлопчатобумажными парусами, в настоящее время невозможно.
Нейлон испытывают главным образом на пористость. Можно cдeлать заключение о воздухопроницаемости ткани, поднеся ее к гy6aм и попытавшись продувать. Парусные мастера используют для этого более точный метод.
Открытый с обоих концов цилиндр сверху закрывают, закрепляя образец испытываемой ткани, и ставят в другой цилиндр, наполненный водой. Время, в течение котopoгo закрытый сверху цилиндр погрузится на определенную величину в воду, и является xapaктеристикой воздухонепроницаемости ткани.
Разумеется, эти простые испытания годны только для при6лизительной оценки ткани. Полное же суждение о ее качествах может сделать лишь квалифицированный парусный мастер.
ВЕС ТКАНИ. Терилен и дакрон достаточно прочны, чтобы выдерживать соответствующие нагрузки на паруса, но, как показывает опыт, одной из наиболее часто повторяемых ошибок является выбор слишком легкой ткани. Часто яхтсмены забывают о факторе растяжения ткани под нагрузкой.
Вот что говoрит по этому поводу Джон Иллингворт: «Для стакселей следует использовать самую легкую ткань, которая в состоянии держать форму паруса в тот ветер, на который данный парус рассчитан, Нужно позаботиться, чтобы и ткань для гpoтa полностью соответствовала этому тpeбованию, но не 6ыла 6ы тяжелее, чем нужно».
Легкая ткань, конечно, более удобна для укладки и хранения, но парус из нее вытягивается сильнее и постоянно теряет свою форму при усилении ветра. Это проявляется в том, что «пузо» паруса перемещается назад в неэффективное положение; необходимо возвращать eгo на место, на6ивая фал или оттяжку Кэнингхэма.
Кроме размеров и функций паруса при выборе веса ткани надо учитывать размеры и тип яхты и силу ветра, на которую рассчитывается данный парус. Так, широкой крейсерской яхте нужны более тяжелые паруса, чем стройному гоночному судну той же длины.
Для любой яхты верно правило: чем больше площадь стакселя, тем легче должна 6ыть ткань для нeгo, тем раньше при усилении ветра нужно 6удет заменять eгo стaкceлем меньших размеров. Самая тяжелая парусина, следовательно, используется для штормовых стакселей (на практике обычно такая же, как и для основных или рабочих парусов); для промежуточной генуи и для самой большой генуи используются все более легкие ткани.
Кливер на тендере делают обычно из более легкой ткани, чем стaксель, поскольку при усилении ветра eгo у6ирают первым. Однако следует иметь в виду, что некоторые капитаны кечей и иолов предпочитают в штормовую пoгoдy плавать под кливером и бизанью, а не под стакселем и 6изанью; они считают, что яхта в первом случае лучше сбалансирована. Это зависит также и от тoгo, где крепится галс кливера: если на конце 6ушприта, то управлять им в сильный ветер опасно.
Если же кливер является последним парусом перед заменой на штормовые, вес eгo ткани должен 6ыть достаточным, чтобы поддерживать форму паруса при всех ветрах вплоть до этого момента, Наоборот, если кливер ставится на конце 6ушприта, ero убирают раньше и в этом случае нежелательно иметь слишком тяжелым парус, с которым придется управляться, находясь далеко в нос от форштевня яхты.
Перед тем как перейти к конкретным цифрам, нужно сказать кое — что о способах обозначения веса парусной ткани. В США обычно из меряют вес (в унциях — oz) отрезка ткани длиной в 1 ярд и шириной 2З ? дюйма, в то время как в Aнглии измеряют вес квадратногo ярда (36 Х 36 дюймов). Таким образом, существует разница в 20% между этими характеристиками веса ткани. Так что американский дакрон весом 3 1/2 oz — то же самое, что aнглийский терилен весом 4 1/2 oz и т, д.
В странах с метрической системой мер вес тканей выражают в гpaммax на квадратный метр, так что вес упомянутого выше дакрона будет выглядеть как 155 г/м 2. При водим диаграмму для сравнения веса тканей в различных системах, упрощающую ориентацию в них.
ВЫБОР ТКАНИ ДЛЯ РАБОЧИХ ПАРУСОВ. При проектировании парусов конкретно для определенной яхты следует начинать с выбора веса ткани для основных или рабочих парусов. Целесообразно увязать этот выбор с длиной яхты по КВЛ.
Длина яхты — прямая характеристика ее размерений, допускающая, в отличие от тоннажа, только одну интерпретацию данной цифры и являющаяся своеобразным масштабом площади парусности.
Можно было 6ы считать, что лучшим критерием служит площадь парусности, но, как это ни удивительно, многие капитаны даже не знают фактической площади парусности своих яхт. Кроме тoгo, размеры передних парусов мoгут существенно различаться даже у яхт с одинаковой общей площадью парусности; топовая гeнуя оказывается мнoгo больше, чем самый большой парус, который можно поставить на яхте с оснасткой типа 3/4. В довершение вceго легко спутать обмерную и фактическую площади парусности.
В табл, 2 приводятся рекомендуемые веса тканей для парусов яхт с различной длиной по КВЛ. Цифры могут варьироваться в зависимости от того, легкую или тяжелую для своих размеров конструкцию имеет яхта, будет ли она плавать в основном в слабые ветра или в штормовой Атлантике. Приведены соответствующие рекомендации и для гeнуи.
В этой связи нужно заметить, что в наши дни яхтсмены стремятся нести геную в гораздо более сильный ветер, чем это считалось возможным десять лет назад. Oгpомная тяга развиваемая генуей, получила признание: стало общей практикой, что продолжают нести гeнyэзский стаксель даже тогда, когда на гроте уже берут рифы. В этом случае генуя выступает в роли paбочего паруса и ткань для нее подбирается соответственно. Приближенно вес ткани для изготовления основных парусов можно рассчитать по формуле:
w = 33L,
где w — вес ткани, г/м 2 ; L — длина яхты по КВЛ, м.
Ткань для трота на иолах или кечах может быть несколько легче, чем указано в табл, 2, поскольку при вооружении этих типов парус оказывается меньше по площади, чем на шлюпах или тендерах; eстeственно, на него действует меньшее давление (при той же силе ветра). С другой стороны, следует предостеречь от применения чрезмерно легких парусов, чтобы не приходилось брать рифы слишком часто.
Для бизани, несмотря на ее cyщественно меньшую площадь, должна применяться ткань, имеющая вес лишь на 50 — 80 г/м 2 ниже, чем для грота.
Можно заметить, что вес ткани, указанный для имеющей значительную площадь легкой генуи, не больше, чем для других парусов, а на много меньше. Это объясняется тем, что такая генуя никогда не используется при ветре свыше 3 баллов, усилия в парусе, независимо от его площади, не будут слишком велики. Мы должны здесь сделать первое из ряда предупреждений относительно использования таких парусов, а также дрифтеров и блупперов, при ветрах, слишком сильных для них.
Естественно искушение нести парус, который хорошо тянет, даже если ветер заметно усилился. Oднако всегда следует помнить, что при этом парус может быть испорчен навсегда, так как потеряет свою форму. Капитан должен подумать, стоит ли этого гонка.
ТКАНЬ БРЮСА БЭНКСА. Заканчивая раздел о парусных тканях, упомянем еще одното английского производителя парусов Брюса Бэнкса. Начиная с 1966 г. он провел интересную серию исследований по разработке высококачественных ткaней.
Ткани с маркой «Брюс Бэнкс» благодаря улучшению технологии их производства на модернизированных станках обладают настолько высокой плотностью (большим поверхностным коэффициентом), что не нуждаются в применении заполнителей для обеспечения устойчивости. Из них шьют паруса для крупных океанских гоночных яхт.
Для небольших гоночных яхт Брюс Бэнкс шьет паруса из тканей, слегка пропитанных смолой, благодаря чему они обладают более гладкой поверхностью и оказываются более эффективными.
ТРИ АКСИАЛЬНАЯ ТКАНЬ. В cepeдине 70 — x гг. известный изготовитель парусов в США Норт начал разработку триаксиальной ткани, которая ныне производится им по патентованному процессу. На схеме можно видеть, что две нити утка переплетаются с основой под углом 60 0 вместо 90 0 при обычном способе выделки тканей.
Это дает возможность получить равномерное растяжение по всем направлениям и высокое сопротивление разрыву; ткань одного веса можно использовать в широком диапазоне силы ветра.
Материал намного дороже, чем традиционная ткань, однако возможность уменьшить общее число парусов в комплекте позволяет оправдать расходы на приобретение парусов из триаксиальной ткани.
Дальнейшие исследования направлены на получение высококачественной триаксиальной ткани без заполнителя.
Джереми Говард – Вильямс. Англия.
Источник: «Катера и Яхты», №78.
В поисках мореходности и комфорта — сравнение двух популярных проектов яхт.
Мореходные качества судна, или мореходность – это его способность безопасно выполнять свое предназначение при определенном ветроволновом состоянии акватории. Обычно в списке составляющих мореходных качеств рассматривают запас плавучести, остойчивость, непотопляемость, ходкость и управляемость. В применении к крейсерским яхтам, совершающим длительные переходы в открытом океане, в этот список нужно добавить характеристики качки, определяющие уровень комфорта для экипажа небольшого судна. С первого взгляда видно, что требования эти противоречивы.
Проектирование любого корпуса – это попытка оптимального выбора водоизмещения, обводов корпуса, отношения длины корпуса к его ширине, длины свесов оконечностей, высоты надводного борта в соответствии с приоритетами, расставленными на старте. В зависимости от важности тех или иных составляющих мореходности для заказчика со стапеля сходят совсем разные яхты, которые будут вести себя по-разному в одних и тех же погодных условиях.
Строитель при выборе типового проекта для своей будущей яхты или в процессе постановки задачи а проектирование должен представлять, почему, например, одну лодку нарисовали относительно тяжелой, другую – легкой и широкой. Управляя яхтой, капитан и его экипаж должны понимать ограничения конкретной лодки, поскольку от этого зависит тактика морского перехода и особенности штормования. Безопасная и эффективная тактика, отработанная и рекомендованная для применения на судах одного типа, может обернуться тяжелыми последствиями, если будет бездумно использована для лодки другой концепции.
В качестве конкретных примеров рассмотрим два проекта очень разных концепций: «тяжелой» лодки – крейсерской яхты умеренно тяжелого водоизмещения (проект «Hout Bay 40») и «легкой» лодки – океанского гонщика (проект «Didi 38»). По этим проектам было построено достаточно много судов, чтобы считать их успешными. По ним вполне можно получить представление, как решаются поставленные при проектировании задачи.
Лодка, имеющая небольшое водоизмещение, имеет неоспоримые преимущества в скорости и динамике ее набора. Неглубоко сидящий в воде корпус дает очень небольшое волнообразование на ходу, яхта хорошо управляется. «Тяжелая» стальная яхта будет двигаться медленней, волнообразование корпуса – заметно сильнее. Большее водоизмещение потребует дополнительной площади парусов и более мощного двигателя, так что эксплуатационные характеристики этой яхты будут хуже.
При движении на заметном волнении «легкая» лодка испытывает сильные удары. Корпус, и так имеющий небольшую осадку, на большой скорости стремится взлететь. Днище в носовой части, вплоть до фальшкиля, периодически выходит из воды и с силой шлепает по поверхности.
Динамические нагрузки, возникающие при этом, довольно неприятны и для экипажа, и для лодки. Это явление называется слемингом.
Обводы носовой оконечности, имеющие форму «глубокого V», будут смягчать удары только если лодка идет без крена, как моторный катер. Однако в условиях обычного для парусного судна крена, когда скула становится почти горизонтальной, слеминг будет еще сильней. Для «легкой» лодки килеватость приходится делать высокой, осадка корпусом становится слишком большой, нарушается призматический коэффициент, возрастают смачиваемая поверхность и проблемы управления на попутных курсах.
Поэтому носовые обводы «легкой» лодки спроектированы с U-образными обводами и с добавлением небольшой килеватости днища. Такие обводы не образуют больших плоских поверхностей в подводной части, в результате снижаются ударные нагрузки, кроме того, криволинейная форма обшивки дает больше структурной прочности, чем плоский лист, и это можно использовать для экономии веса.
«Тяжелая» лодка редко испытывает слеминг. Это связано с тем, что корпус большого водоизмещения оголяется редко. Обводы носовой оконечности, имеющие форму «глубокого V», позволяют уменьшить килевую качку при движении против волны и хорошо согласуются с обводами глубоко очерченного мидель-шпангоута.
Форштевень при таких обводах имеет острый вход, а чтобы получить сбалансированный корпус, в кормовой оконечности добавлена площадь бокового сопротивления, необходимая для управления при движении полным курсом относительно ветра.
Для того чтобы парусная яхта хорошо лавировалась, ее носовая оконечность должна иметь минимальное сопротивление при прохождении через встречную волну. Это значит, что ватерлинии носовой оконечности должны быть острыми, причем по всей высоте и в подводной части, и выше, иначе лодка остановится в первой же волне, вместо того чтобы пробить ее, не теряя хода. Быстроходные яхты обычно имеют очень острые ватерлинии с практически неизменным углом вплоть до палубы.
Основную задачу – минимум сопротивления на острых курсах относительно ветра – такая форма носовой оконечности решает лучше других, но палуба на этих курсах станет очень «мокрой». Вода при встрече с плоскими носовыми листами обшивки выбрасывается вверх, а ветер разносит брызги по палубе. Этому способствует и крен на курсе бейдевинд.
Небольшой развал бортов в носу помогает уменьшить количество брызг, поднимающихся над палубой, и сохранить ее сухой. Развал бортов в носовой оконечности также способствует сохранению контроля над яхтой на полных курсах, создавая подъемную силу и предотвращая зарывание корпуса в попутную волну. Однако развал бортов должен быть небольшим, иначе дополнительная плавучесть, которая появилась в надводной части носовой оконечности, станет заметно увеличивать сопротивление движению на острых курсах и способствовать килевой качке.
Она, в свою очередь, ухудшает работу парусов, еще больше снижая корость.
Заметная тенденция современных быстроходных проектов – форштевни, стремящиеся стать вертикальными. Смысл ее состоит в увеличении длины ватерлинии. При этом, во-первых, увеличивается теоретическая скорость корпуса, во-вторых, и это важней, – площадь, на которой действуют силы динамического поддержания, способствующие глиссированию. Осадка уменьшается соразмерно увеличению длины ватерлинии, профиль подводной части становится более плоским.
Корпус с меньшей осадкой имеет меньшее волнообразование и способен раньше выйти на глиссирование.
Даже «тяжелая» лодка может догнать попутную волну при подходящих условиях. Глиссируя на попутном склоне, корпус набирает большую скорость, и внизу, «в корыте» между гребнями, или позже, на заднем склоне следующей волны, носовая оконечность должна иметь достаточную плавучесть, чтобы удержать палубу над водой. В таких условиях зарывшийся глубоко в воду нос создает серьезную опасность переворота лодки через борт или, что еще страшней, через нос, работающий как плечо рычага.
Обводы кормы так же важны, как и обводы носа, поскольку они формируют другие характеристики яхты. Наклон батоксов в корме играет основную роль в создании корпусом кормовой волны, определяя угол, под которым вода сходит с днища. На скорости при плоском выходе батоксов образуется небольшая волна, а при крутом подъеме батоксов в корме – большая и крутая волна, которая будет рано обрушиваться.
Закругленная форма батоксов в корме на ходу сформирует разрежение под кормой, которая просядет в воду, а корпус в результате получит дифферент на корму. Прямые батоксы в корме противодействуют этой тенденции. Чем быстрее движется лодка, тем заметней проявляются эти эффекты и тем больше вовлеченные в процесс силы.
Яхты с вельботной и зауженной транцевой кормой проявляют свои лучшие стороны на острых курсах – в лавировку и полный бейдевинд. Здесь в полной мере ощущается их хорошо сбалансированная форма корпуса. В тяжелых погодных условиях они почти не меняют центровки и не склонны к приведению – не «ложатся на руль», когда крен увеличивается.
Это связано с тем, что распределение водоизмещения в носу и в корме очень близкое и почти не меняется при изменении крена.
В результате они очень хороши в бейдевинд. При легких ветрах яхты с такой формой корпуса показывают высокую скорость на любых курсах относительно ветра из-за небольшой смоченной поверхности и малого призматического коэффициента, которые характерны для таких обводов. Корпуса с подобными обводами склонны к килевой качке больше, чем лодки с широкой кормой из-за относительного сходства формы носа и кормы.
Такая яхта после пересечения чужой кильватерной волны на гладкой воде будет долго раскачиваться с постепенно уменьшающейся амплитудой. В тех же условиях корпус с широкой транцевой кормой получит меньшую амплитуду качки в момент прохождения через волну и быстро прекратит раскачиваться благодаря демпфированию плоскими поверхностями кормовой оконечности.
В целом сильная килевая качка яхты делает оконечности корпуса некомфортными для работы и отдыха и снижает скорость на волнении. Во-первых, скорость падает из-за роста сопротивления корпуса при раскачивании. Во-вторых, и паруса, и фальшкиль, настроенные для максимальной тяги, требуют стабильных условий обтекания потоком с оптимальным углом атаки.
На сильной качке эти условия не соблюдаются, и эффективность работы движительного комплекса ухудшается.
В условиях стоянки у причала яхта с вельботной кормой будет вести себя тихо, волны от проходящих судов не будут шлепать в плоские и почти горизонтальные поверхности кормы, потому что их нет. Корпус с широкой транцевой кормой получает заметные удары в такой ситуации, создавая дискомфорт в кормовых каютах. Чтобы смягчить шлепки, плоским участкам кормы придают небольшую килеватость, не больше нескольких градусов, иначе пострадают характеристики движения полными курсами.
Обводы поперечных сечений корпуса влияют на поперечную остойчивость и характер поведения подобно тому, как обводы носа и кормы влияют на аналогичные продольные характеристики. Корпус с небольшой осадкой и U-образной формой шпангоутов имеет высокую остойчивость формы, он стремится сохранить положение статической ватерлинии параллельно водной поверхности. Боковое волнение будет резко и интенсивно раскачивать такой корпус с частотой, равной частоте проходящих волн.
Поведение корпуса тяжелой яхты, глубоко погруженного в воду, отличается меньшим влиянием остойчивости формы, здесь на первый план выступает составляющая остойчивости, создаваемая балластом. Корпус стремится сохранить свое положение относительно горизонта, поднимаясь и опускаясь вместе с волнами и испытывая плавную качку с длинным периодом. Иногда могут возникнуть условия, когда собственный период раскачивания такого корпуса совпадает с периодом проходящих волн, и амплитуда качки сильно возрастает.
В результате «легкая» лодка с высокой остойчивостью формы корпуса будет стремиться «вытряхнуть» ветер из своих парусов в условиях слабого ветра на зыби. Она потребует также очень внимательного управления на острых курсах при умеренном ветре и на большой волне, потому что вымпельный ветер будет интенсивно менять свое направление при переходе с переднего склона волны на задний, и обратно. «Тяжелая» же лодка сможет более эффективно нести свои паруса, пока дует ветер, но будет тяжело раскачиваться на зыби, когда ветра недостаточно, чтобы создать упор.
Интересно рассмотреть поведение разных типов обводов шпангоутов в типичных условиях перехода с попутным пассатом. «Легкая» лодка будет идти, лучше сохраняя нормальное положение, испытывая, тем не менее, резкие рывки и удары. «Тяжелая» лодка будет идти, медленно раскачиваясь, скорей всего с большей амплитудой. Возможно, придется подобрать подходящий курс относительно волны, чтобы изменить характер качки и предотвратить перебрасывание на другой борт гика и спинакер-гика или удары попутной волны в парные пассатные стакселя.
Обычно двойные стакселя для попутных курсов выкраиваются с высоким шкотовым углом, но медленная и плавная качка с большой амплитудой может быть почти столь же неприятной, как и резкая и быстрая. Рулевой или автопилот на таком курсе постоянно загружены работой. Корпус проекта «Hout Bay 40» – граненый. Большинство яхтсменов избегают подобных корпусов, потому что считают грани признаком любительской самоделки.
На вторичном рынке такие лодки стоят дешевле, чем подобные с круглой скулой, но строительство граненого корпуса также обходится дешевле, так что вряд ли здесь можно что-то потерять или выгадать.
С точки зрения эстетики круглоскулый корпус лучше, но удачно расположенные скулы граненого корпуса могут сделать его очень привлекательным. При бортовой качке скулы этого корпуса в некоторой степени играют роль успокоителей качки, а диаграмма статической остойчивости приобретет «граненость», увеличиваясь на некоторых определенных углах крена. Большее число граней будет приближать характеристики корпуса к характеристикам круглоскулого оригинала.
Корпус с радиусной скулой ведет себя подобно круглоскулому, если радиус имеет большую величину – не меньше 25% ширины корпуса. Чем меньше радиус скругления скулы, тем ближе характеристики корпуса к шарпи.
Комфорт для экипажа в море зависит от взаимодействия многих факторов, в первую очередь от водоизмещения яхты. «Тяжелая» лодка двигается в бурном море с меньшими перегрузками, такая качка переносится легче. За вес приходится платить снижением скорости либо повышенными расходами на парусное вооружение и более мощный двигатель.
Второй путь улучшения комфорта состоит в ограничении ширины, особенно по ватерлинии. Это касается в большей степени «легких» яхт. Широкая яхта небольшого водоизмещения обладает большой остойчивостью формы, поэтому бортовая качка будет резкой и неприятной.
Уменьшение ширины смягчит качку, но снизит скорость на острых курсах из-за некоторой потери остойчивости.
В заключение этого сравнительного анализа оценим форму транца. Она не имеет большого значения, когда яхта идет в бейдевинд, но при движении полным курсом все меняется. Лодка небольшого водоизмещения уходит от волн с обрушивающимися гребнями, однако такие волны догоняют относительно «тяжелую» яхту, часто ударяя в корму.
Классический транец, как на «Hout Bay 40», отклоняет воду вниз, уменьшая шансы заливания кормы.
Обратный «современный» наклон транца в данных условиях будет пособствовать захлестыванию кормы попутной волной. Многие современные яхты, в том числе и «Didi 40», оборудованы кормовой латформой для купания. Такая форма не должна использоваться на медленных лодках, потому что является прекрасной ловушкой для догоняющей попутной волны.
Остойчивость.
Остойчивость – это способность корпуса яхты противостоять силам, стремящимся его накренить. Обычно эти силы постоянные, как, например, нагрузка на паруса, создаваемая ветром, но штормовые условия с порывами ветра и разбивающимися гребнями волн могут добавить в процесс динамики. Оценка общей остойчивости океанских крейсерских судов требует учета факторов как статической, так и динамической остойчивости.
Статическая остойчивость формируется остойчивостью веса и остойчивостью формы, которые имеют разные свойства.
У «тяжелых» лодок с низким расположением центра тяжести обычно высокая остойчивость веса. Остойчивость формы больше у широких корпусов, кроме того, на их размеры и характер изменения по мере увеличения угла крена влияют высота надводного борта, а на больших углах крена – погибь палубы и размеры и форма рубки. Диаграмма статической остойчивости показывает, как меняется восстанавливающий момент в зависимости от угла крена.
Чем круче наклонена кривая диаграммы, тем труднее накренить, а также восстановить судно в случае переворота. Площадь A под кривой (положительная ветвь) характеризует работу, которую необходимо совершить, чтобы опрокинуть судно. Чем площадь A больше, тем труднее его опрокинуть.
Площадь B (отрицательная ветвь) соответствует работе по спрямлению судна. Чем она меньше, тем легче судно восстанавливается.
Как видно из сравнения двух диаграмм статической остойчивости, оба проекта отличаются довольно высокой начальной остойчивостью, что говорит о заметной доле остойчивости формы. Отношение площадей A/B у «Didi 38» заметно выше, чем у «Hout Bay 40». Это вызвано необходимостью компенсировать высокую нагруженность парусами.
В то же время работа, которую необходимо совершить стихии, чтобы перевернуть «Hout Bay 40», почти в два раза больше, чем для «Didi 38».
Отрицательная часть диаграммы статической остойчивости у «Didi 38» очень невелика, сказывается солидная остойчивость веса – двухтонный балласт в бульбе фальшкиля. В случае переворота гафельной яхты «Hout Bay 40» у мачт есть довольно много шансов остаться на своих местах, тогда их плавучесть существенно уменьшит площадь отрицательной ветви диаграммы остойчивости.
Сравнительный анализ двух проектов позволяет сделать следующие обоснованные выводы:
«Didi 38» – очень легкая и сильно нагруженная парусами гоночная яхта. Это не экстремальный гонщик, тем не менее лодка очень быстрая. Дикс разгонял прототип этого проекта в гонке через Атлантику до скорости больше 20 уз с лучшим суточным переходом – 240 миль. Риск опрокидывания – в пределах нормы, и яхту можно допускать к океанским гонкам.
Момент инерции невелик из-за небольшого водоизмещения, лодка очень остойчива. Комфорт на такой яхте в открытом море явно принесен в жертву скорости.
Однако основная часть яхт проводит свое время в походах и гонках в защищенных водах, лишь изредка выходя в открытое море. Лодка именно такого типа – выбор большинства яхтсменов, желающих иметь легкое и скоростное парусное судно с хорошей мореходностью и высокими эксплуатационными характеристиками, способное в то же время успешно гоняться, в том числе и пересекая при этом океаны.
«Hout Bay 40» – относительно тяжелая и широкая лодка, тем не менее она может быть достаточно быстрой. В Тихом океане на трассе Йокогама–Хакодате мы получили на «Чаве» лучший суточный переход – 150 миль, а лучший переход за 4-часовую вахту – 32 мили, при том что шли отнюдь не в пассате. Относительно большая ширина позволяет улучшить обитаемость.
Яхта характеризуется значительным моментом инерции, она будет медленно реагировать на динамические кренящие усилия. Секунды в такой ситуации могут сыграть большую роль в возникновении или неприятного крена, или катастрофического оверкиля. Судно подобной концепции не предназначено для участия в гонках, оно спроектировано для безопасной и удобной жизни в открытом море.
Андрей Попович, г. Владивосток.
Источник: «Катера и Яхты», №207.
Фановые системы яхт и катеров.
К фановым водам (sewage, waste, black water) относятся любые воды, загрязненные человеческими фекалиями, а также продуктами жизнедеятельности животных. Слив этих вод за борт регламентируется санитарными требованиями.
Заметим, что особых требований к «серым водам» (gray water), например из умывальника, душа или камбузной мойки, для малых судов не предъявляется, их можно сливать за борт напрямую…
Тема эта, так сказать, насущная, и с увеличением количества малых судов и ухудшением экологической обстановки она становится все актуальнее. Не говоря уже о зарубежных маринах, куда без адекватной фановой системы не пустят или просто опечатают санузел на все время стоянки…
Что говорят правила? Для крупных судов сброс фановых вод регламентируется Международной конвенцией о предотвращении загрязнения моря с судов MARPOL 73/78 IMO (Приложение IV). Данный документ распространяется на суда тоннажем более 200 гросс-тонн или перевозящие более 10 пассажиров. Для этих судов требуется сертификат на фановую систему.
Для крупных судов международные правила предписывают сброс фановых вод на расстоянии не ближе, чем 12 миль от берега (для дезинфицированных вод не ближе 4 миль) при скорости судна не менее 4 уз. Альтернативно судно может быть оборудовано сертифицированной системой обработки фановых вод.
Непосредственно для малых судов элементы фановых систем регламентируется стандартом ISO8099 «Small Craft – Toilet waste retention systems».
Местные и национальные правила могут накладывать ограничения на сброс фекальных вод в территориальных и внутренних водах и охранных зонах.
Общие соображения. Малые суда используются в рекреационных районах, вблизи пляжей и других мест отдыха. Именно поэтому в цивилизованных странах уделяется особое внимание обеспечению их экологичности. Во многих «экологически помешанных» государствах действуют очень жесткие законодательные нормы, ограничивающие попадание фекалий в воду.
В настоящее время становится нормой наличие санузла на 6-метровом катере.
Особенности американских требований. Еще более строгие требования действуют в США. В табл.1 приведена используемая в США классификация Marine sanitation device, или MSD, морских сантехнических устройств и требования к ним*. Именно к американской системе часто привязываются в каталогах при выборе яхтенного сантехнического оборудования – это хороший пример заботы об окружающей среде, уже перенятый европейцами.
В США и Европе наблюдается повсеместный переход к системам типа III и создание сети станций сдачи фекальных вод. (Кстати, заметим, США не ратифицировали Приложение IV MARPOL и применяют свои более жесткие требования. Об этом следует помнить, посещая порты данной страны.)
Необходимо учитывать, что тип MSD определяется не только устройством собственно унитаза, но и всей фановой системs в целом. На судах длиной более 65 футов допускается установка только устройств типа II и III. В настоящее время почти повсеместно применяются системы типа III – со сточной цистерной или (на небольших судах) портативные туалеты с опорожняемой в марине накопительной емкостью.
Состав системы – подход ISO. В отличие от американской системы, которая ограничивает стоки, международные стандарты ISO регламентирует состав фановой системы (рис.1). Особенность яхтенных/катерных систем в том, что унитазы практически всегда устанавливаются ниже ватерлинии. В связи с этим обращаем внимание на три очень важных момента, имеющих непосредственное отношение к безопасности судна:
• Трубопроводы слива должны иметь «петли», поднятые выше ватерлинии, как минимум, на 300 мм, при этом на парусных судах следует отсчитывать этот размер от креновой ватерлинии.
• В верхней части петли следует устанавливать простой вентиляционный клапан для предотвращения подсасывания воды в судно (например, при неисправности клапана на унитазе).
• Кроме того, на этих трубопроводах следует устанавливать запирающиеся доступные кингстоны (вообще стоит следовать принципу: на каждое отверстие в корпусе – надежный кингстон).
Пренебрежение этими рекомендациями (в правилах они не всегда оговорены) в целях «упрощения» и «экономии» не раз приводило к гибели судов, которые были «затоплены через гальюн»…
Минимальный диаметр шлангов и трубопроводов для транспортировки фекалий должен быть 38 мм или более, если того требуют рекомендации изготовителей устройств. На малых судах, перевозящих пассажиров, однозначно рекомендуется использовать большее сечение трубопроводов, так как не редкость их забивание при выбрасывании в туалет посторонних предметов. Необходимо обратить внимание на тип используемых шлангов – следует применять только специальные шланги, помечаемые в каталогах как «odor free», препятствующие проникновению неприятного запаха.
Причем это относится и к вентиляционной трубке цистерны.
Палубная горловина для сдачи фановых вод стандартизована и помечается специальным значком (рис. 2).
При выборе объема сточной цистерны или производительности портативного туалета можно пользоваться данными табл. 2.
Если «серая вода» из умывальников, душевых и камбузной мойки также отводится в сточную цистерну, то объем последней необходимо соответственно увеличить. Хотя совмещать стоки не рекомендуется – переработка пищевых остатков значительно сложнее, чем фекалий.
Сточная цистерна (sewage tank, waste tank, holding tank) не должна иметь смежных стенок с топливными цистернами и цистернами пресной воды. Должен быть предусмотрен индикатор заполнения сточной цистерны, а также герметичный смотровой лючок минимальным диаметром не менее 75 мм (обязателен для цистерн объемом более 40 л).
Хорошим решением на небольшом судне является покупная вкладная полиэтиленовая цистерна, зачастую поставляемая в комплекте с помпоймацератором, датчиком уровня, смотровым лючком и патрубками для подсоединения трубопроводов. Подобные комплекты выпускаются с цистернами объемом 40–200 л. Вентиляционная трубка сточной цистерны должна иметь диаметр не менее 19 мм или 38 мм при объеме цистерны менее 400 л или более 400 л соответственно. Вентиляция цистерны должна быть работоспособной при заполнении до 90% и углах крена судна не менее 20°.
Для устранения неприятного запаха из вентиляционной трубки цистерны применяются специальные фильтры.
Типы систем. Рассмотрим наиболее популярные типы туалетов и фановых систем, применяемых на малых судах.
Портативные туалеты (рис. 3) – это переносные устройства, снабженные емкостью для смыва и опорожняемым резервуаром объемом 10–25 л. Устройство выдерживает около 10–20 циклов без перезарядки и должно опорожняться в береговой приемник (обычно – в туалет марины). Это хорошее и простое решение для самых малых судов, например трейлерных, избавляющее от необходимости устанавливать сложную фановую систему с трубопроводами и т. д. Стоимость устройств (по каталогу) – порядка 70–140 долл.
Унитаз с ручной прокачкой (рис. 4) – наиболее «классическое» решение для малых судов. Унитаз с двухходовым поршневым насосом представлен на рис.5, но существуют также модели с раздельными насосами для смыва и откачки фекалий. Устройство использует для смыва забортную воду, а фановые воды могут отводиться в сточную цистерну или за борт.
Недостаток устройства – подверженность клапанов выходу из строя, на некоторых моделях – сложность эксплуатации и необходимость «физической работы». Стоимость устройств (по каталогу) – порядка 150–250 долл.
Унитаз с электропрокачкой – это модификация ручного унитаза за счет установки электропривода прокачки. Подобные приводы поставляются отдельно или сразу в комплекте с унитазом (стоимость по каталогу – 380–700 долл.). Такой туалет проще в эксплуатации и потому подходит для малых судов, перевозящих пассажиров.
Lavac (рис. 5) – очень надежная система, имеет герметичное соединение крышки с унитазом. Принцип действия прост: по окончанию процесса соединение герметизируется, с помощью помпы создается вакуум, вода для смыва засасывается в унитаз, а затем вместе с содержимым направляется в сточную цистерну либо за борт. Недостаток – необходимость определенной «квалификации» у пользователя.
Стоимость устройств (по каталогу) – орядка 350–1100 долл.
LectraSan (рис. 6) – это система MSD типа; фановые воды обрабатываются в специальном промежуточном танке, где происходит измельчение фекалий помпой-маcератором и последующая электролитическая обработка без добавления химикатов. К недостаткам системы можно отнести необходимость выполнения полного цикла при каждом использовании. Кроме того, устройство следует включать в режим подготовки перед использованием. Система работает на больших электрических токах 45 А при 12 В, подаваемых примерно в течение 2 мин. и может запросто разрядить аккумуляторы при наличии гостей на борту.
Преимущество системы – возможность обойтись без большой сточной цистерны (штатная имеет объем примерно на четыре смыва).
Системы с термической очисткой относятся к типу I MSD и подразумевают размельчение и термообработку фановых вод при температуре около 75°С, после чего продукты очистки сбрасываются за борт. Система использует тепло от электронагревателя или работающего дизеля. Недостаток системы высокое потребление энергии, что ограничивает ее применение на прогулочных судах с постоянно работающими дизелями или генераторами или использующих береговое питание. Объем поставляемой в комплекте сточной цистерны небольшой – всего 40–80 л.
Вакуумные системы (рис. 7) – устанавливаются, например, в самолетах и поездах, также находит применения на крупных яхтах с несколькими санузлами (рис. 8).
Принцип действия ясен из названия – по окончании использования содержимое отсасывается в промежуточной вакуумный танк или вакуумный генератор, откуда поступает в сточную цистерну. Из сточной цистерны фановые воды могут быть сданы в береговой приемник либо откачаны за борт вне пределов охранной зоны. Недостаток – использование для смыва пресной воды, хотя ее требуется немного; шумность в работе.
При выходе из строя системы возможность использования всех туалетов на судне становится проблематичной. Преимущества – простота использования, возможности размещения сети санузлов на судне. Система довольно дорогостоящая – стоимость зависит от конкретной компоновки, но оправданна на сравнительно крупных яхтах.
Компоновка санузла. Одна из реальных историй про «новых русских» застрявший в яхтенном санузле «брателло» полной комплекции… Чтобы избежать подобных незадач, при размещении удобств требуется соблюдать требования эргономики. Минимальные размеры яхтенного санузла приведены на рис. 8.
Большинство моделей яхтенных унитазов выпускается в исполнении «компакт» (длина – 420 мм) и «стандарт» (500 мм), а также с высотой сиденья от плоскости монтажа 260–290 и 380 – 430 мм.
Располагать унитаз на парусном судне рекомендуется в поперечной плоскости, так как в этом случае у сидящего человека больше шансов удержаться при качке. На небольшом катере лучше размещать санузел «лицом вперед» – по ходу судна. Если предполагается, что на судно часто будут приходить гости, то доступ к санузлу должен быть предусмотрен из кают — компании, а на пассажирском судне гальюны должны быть легко доступны из кокпита/с палубы.
Вентиляция санузла должна быть вытяжной и обеспечивать 20–30-кратную смену воздуха в час.
Сегодня, пожалуй, любое малое судно, претендующее на звание «круизера» или даже «уикэндера» должно быть оборудовано функциональным гальюном и соответствующими системами. Это устройство не только сделает отдых на воде действительно приятным и комфортным, но и не испортит настроения отдыхающим на близлежащих пляжах. Желаем безаварийного и чистого плавания!
Альберт Назаров, яхтенный дизайнер, кандидат технических наук, член RINA, SNAME.
Источник: «Катера и Яхты», №210.
Комментариев нет:
Отправить комментарий