Акваскипер — всё про новый водный велосипед

Что нужно знать о парусе?

Posted on 21.02.2013 in КАТЕРА, ЛОДКИ И МОТОРЫ | by

Выше уже говорилось об аналогии работы косого паруса и самолетного крыла, о том, что сила тяги его является одной из со­ставляющих аэродинамической подъемной силы. Следовательно, эф­фективность паруса зависит не только от его площади, но и от тех же параметров, что и эффективность аэродинамического крыла:

— аэродинамического удлинения и формы контура;

— профиля поперечного сечения;

— угла установки паруса по отношению к набегающему потоку воздуха (вымпельному ветру) и его скорости.

Аэродинамическое удлинение парусов, имеющих очертания, близкие к прямоугольным или эллиптическим, выражается отношением высоты паруса к средней его ширине Я/6. Для парусов треугольной формы, у которых ширина изменяется с высотой, Ь — величина условная, принимаемая как частное от деления площади паруса на его высоту H4S.

Влияние удлинения паруса на его работу сказывается прежде всего через индуктивное сопротивление, вызванное перетеканием воз­духа с наветренной стороны паруса (из зоны повышенного давления) на его подветренную сторону (в зону разрежения). Как и на крыле, такое перетекание воздуха в виде интенсивных завихрений происходит в основном по верхней и нижней кромкам. Чем больше длина этих кромок по отношению к высоте паруса (следовательно, меньше удли­нение X), тем больше потери энергии ветра на завихрения и меньше тяга паруса. Поэтому для того чтобы развить достаточную тягу на острых курсах по отношению к ветру, парус должен иметь аэроди­намическое удлинение в пределах 4—5 (рис. 200). Кроме того, индук­тивное сопротивление меньше у паруса, контур которого в верхней части близок к очертанию полуэллипса. Следует, однако, иметь в виду, что на высоком парусе точка приложения подъемной силы распола­гается высоко и парус дает больший кренящий момент на единицу своей площади. Поэтому удлинение должно быть выбрано в соответ­ствии с остойчивостью судна.

Если же парус предполагается использовать в основном при по­путных ветрах, то от него требуется не подъемная сила, а большое сопротивление набегающему потоку воздуха. Иными словами, форма его должна быть плохо обтекаемой. Низкий широкий парус в этом случае дает наибольшую тягу при умеренном кренящем моменте. Та­кой парус может иметь четырехугольную трапециевидную форму с рейком или гафелем.

Для эффективной работы на острых курсах по отношению к ветру парус должен иметь правильный выпукло-вогнутый профиль попереч­ного сечения по всей высоте (см. рис. 200), называемый яхтсменами «пузом». При малых углах установки «пузатого» паруса к ветру об­текание его происходит плавно, без срыва вихрей на подветренной стороне. Благодаря выпуклости поток воздуха здесь получает допол­нительное ускорение, что сопровождается понижением давления и ростом подъемной силы.

При обтекании плоского па­руса на его подветренной стороне образуются вихри и срывы струй, на что затрачивается энергия вет­ра, а условия для создания пони­женного давления здесь ухудша­ются. Поэтому плоский парус имеет гораздо более низкие тяговые ха­рактеристики, чем «пузатый». От­носительная величина «пуза» F/B Обычно принимается в пределах ‘/8 — У10 для парусов, предназна­ченных для слабого ветра, и — */зо — Для сильного. В сильный ветер судно с более плоским пару­сом идет круче к ветру и с меньшим креном. Целесообразное расположе­ние максимума «пуза» — на рас­стоянии 1/3—х/2 ширины паруса От мачты.

Для шитья парусов применяют прочные и плотные хлопчатобу­мажные (парусина, фильтромит — каль, плащ-палатка и т. п.) и син­тетические (дакрон, терилен, лав­сан) ткани. Важно, чтобы ткань была воздухонепроницаемой и глад­кой, легкой и не деформирующейся

Под нагрузкой. Желательно, чтобы масса ткани для парусов площадью до 15 м" не превышала 250 г/м2, для парусов площадью до 25 м2— 350 г/м2 и только для штормовых парусов могут применяться более тяжелые ткани.

Что нужно знать о парусе?

Лота

Рис. 200. Профиль бермудского паруса-грота.

Необходимая величина «пуза» паруса обеспечивается за счет сер — повидности передней и нижней шкаторин (рис. 201). Когда парус растягивается по прямым мачте и гику (или рейку и гафелю), то об­разующиеся около рангоута излишки материала под действием ветра расправляются и благодаря этому получается «пузо». Форма профиля паруса, положение «пуза» по его ширине и высоте зависят от очертаний шкаторин. Дополнительным средством для регулирования формы «пуза» служат так называемые закладки по полотнищам, с помощью которых возможно сшить парус с профилем, плавно переходящим в почти пло­ский у задней шкаторины. В нижней части паруса закладки делаются шире, чем в верхней, их количество и суммарная ширина подбираются опытным путем с учетом гибкости рангоута и свойств материала, из которого шьется парус.

Передние паруса-стаксели не крепятся к рангоуту, а растяги­ваются между тремя точками — фаловым, шкотовым и галсовым уг­лами. Штаг не является жестким, как мачта, а растягивается и про­висает под нагрузкой. При провисании штага и натянутой задней шкаторине «пузо» стакселя увеличивается неравномерно: в верхней части паруса оно становится непропорционально большим и поток воздуха, стекающий со стакселя, «отдувает» ткань грота, нарушая его эффективную работу. Поэтому при раскрое стакселя его передней шкаторине придают S-образность, делая в верхней части «отрицательный» серп, а в нижней — «положительный». По нижней шкатор:гне делается

Что нужно знать о парусе?

Рис. 201. Раскрой паруса, обеспечивающий правильную форму «пуза»: А — бермудский грот; б — стаксель; в — грот-г>ари и гафельный; г — рейковый парус для малых лодок.

Штриховой линией на рейковоч парусе показан серп по ннжнгЯ шкаторине при

Отсутствии гика.

Небольшой серп (иногда в сочетании с закладками по почотнищам), задняя шкаторина обычно прямая или слегка вогнутая, особенно на стакселях для сильного ветра. Вогнутость препятствует чрезмерной «пузатости» паруса в верхней части и предотвращает загибание задней шкаторины в наветренную сторону и задувание грота. Укладка полот­нищ при шитье стакселя ведется перпендикулярно задней и нижней шкаторинам с центральным швом, проходящим по биссектрисе шко­тового угла. Такой способ обеспечивает более устойчивою форму паруса.

При проектировании стакселей необходимо учитывать, что слиш­ком узкий стаксель (с фаловыч углом менее 18") работает плохо. Для слабого ветра предпочтительны более низкие и широкие стаксели, с низким расположением шкотового угла. Длина нижней шкаторины находится в непосредственной зависимости от ширины яхты, которая является базовой для установки блоков стаксель-шкотов. Положение блоков приблизительно может быть определено двумя правилами;

1) угол установки стакселя между хордой паруса и ДП должен быть в пределах 12—15° (большая цифра — предпочтительнее);

2) тяга шкота должна проходить примерно по биссектрисе шкото­вого угла.

Полотнища на бермудском гроте располагаются обычно перпен­дикулярно прямой, соединяющей фаловый и шкотовый углы паруса.

Величина серпа по задней шкаторине определяется чаще всего пло­щадью паруса, которая в него помещается.

Следует учитывать, однако, что большой серп нуждается в длин­ных латах — деревянных или пластмассовых линейках, обеспечи-

Что нужно знать о парусе?

/ — А — «фальшивый шов», Б Б — сшивка полотнищ, В — ВКарман для латы, Г—Г — подгиб передней шкаторины, Д — фаловыб

Угол, Е — заделка люверса / — усиливающая накладка-боут, 2 — люверс, 3 — ликтрос; 4 — про­волочное кольцо, 5 — накладка лат-кармана

Вающих поддержание серпа на заданном профиле паруса. Для повы­шения жесткости фалового угла треугольного паруса к нему приши­ваются металлические или фанерные пластинки — фаловые дощечки.

Представление об общей конструкции паруса, способах его шитья и отделки дает рис. 202.

При раскрое парусов из хлопчатобумажной ткани учитывается вытяжка ткани в процессе эксплуатации. Грот растягивается по пе­редней шкаторине примерно на 5%, по задней — на 2,5%, а стаксель — на 2,5% и 1% соответственно. Поэтому при вычерчивании паруса длину его шкаторин сокращают в соответствии с указанными цифрами. В по­перечном направлении (по основе) ткань садится на 1% , поэтому длину нижней шкаторины необходимо увеличить. Для повышения прочности и жесткости паруса широкие полотнища (ткань выпускается шириной 70—150 см) разбиваются складками ткани — «фальшивыми швами» на полосы шириной 300—450 мм. Ширина фальшивых швов, как и настоящих, принимается равной 1,5 см для небольших швертботов и 2—2,5 см для килевых яхт и компромиссов.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

TITLE

TITLE