June 1, 2023
В практике проектирования яхт предполагается, что действующие на парус силы разрежения на его подветренной стороне и давления на наветренной сводятся к равнодействующей силе, приложенной в геометрическом центре площади парусности яхты. Фактически точка приложения аэродинамической силы меняет свое положение в зависимости от курса яхты относительно ветра, угла установки парусов. Как правило, эта точка располагается впереди геометрического центра парусности, причем при угле атаки 10—15° (курс бейдевинд) это опережение у бермудских парусов может достигать 10—15%.
Одновременно точка приложения поперечной гидродинамической подъемной силы, которую при проектировании яхт конструктор помещает в геометрический центр площади диаметральной плоскости яхты, также существенно изменяет свое положение. При лавировке центр бокового сопротивления находится впереди геометрического центра; по мере уваливания судна на попутный ветру курс ЦБС перемещается в корму. .Таким образом, закладываемое в проект опережение ЦП по отношению к ЦБС (величина а) должно компенсировать разницу в вариантах перемещений ЦП и ЦБС на различных курсах при минимальном отклонении руля (см. с. 186).
Для того чтобы найти геометрический центр парусности, каждый парус разбивают на ряд треугольников (рис. 203). Центр тяжести треугольника лежит в точке пересечения его медиан, т. е. линий, соединяющих середины сторон с противолежащими вершинами. Площадь серпа по задней шкаторине грота может быть найдена как 5 =а/3Л, где / — стрелка серпа; I — длина хорды по задней шкаторине. Координаты общего центра парусности по длине (*цП) от носового перпендикуляра 00 и по высоте от КВЛ (гцп) находятся по формуле:
Т
Где ЛSiXi — сумма произведений площадей отдельных треугольников Si на расстояния Xi и их ЦТ от носового перпендикуляра; 2 Stz, — сумма произведений S; на расстояния? j их ЦТ от КВЛ; 2 S{ = S — общая площадь парусности яхты.
Применяется и чисто графический способ нахождения геометрического центра парусности, который поясняется на рис. 203, а. Общий ЦП грота и стакселя расположен на прямой, соединяющей ик
|
Р рс. 203. Схема-определения центра парусности и центра бокового
Сопротивления яхты: А — графический способ определения ЦП; б — определение ЦП расчетом моментов отдельных элементов и парусов относительно К. ВЛ и носового перпендикуляра 00.
Гр *— грот, Ст — стаксель.
Центры Гр и Ст, а расстояния от ЦП до Гр и Ст обратно пропорциональны площадям этих парусов. Из центров обоих парусов проводятся два параллельных отрезка, направленные в противоположные стороны от прямой Гр—Ст. Длина этих отрезков численно равна пло
щади стакселя SCT (откладывается от центра грота) и грота 5,-р (откладывается от центра стакселя). Точка пересечения прямой, соединяющей концы этих отрезков с линией Гр—Ст, и будет общим ЦП яхты.
Аналогичным способом определяется и геометрический центр бокового сопротивления ЦБС. Площадь ДП разбивается на отдельные элементы — руль, киль или шверт, корпус, плавник и т. п., затем вычисляются моменты их площадей относительно носового перпендикуляра 00 и КВЛ. Иногда ЦБС определяют, уравновешивая на лезвии ножа шаблон погруженной части ДП, вырезанный в масштабе из плотного картона. Определенный таким образом центр тяжести шаблона соответствует ЦБС яхты.