Ветровое сопротивление судна

Нет надобности доказывать, что ветер действует не только на паруса, но также на корпус судна, экипаж, на все снасти и предметы, находящиеся в потоке обтекающего судно ветра. Действие ветра на парус мы рассматривали выше и видели, что оно может быть сведено к двум силам: лобовому сопротивлению и подъемной силе. Благодаря специфической форме паруса эти силы изменяются в широких пределах в зависимости от ориентации паруса относительно ветра. Остальные объекты, находящиеся в ветровом потоке, обычно не имеют специально выбранной аэродинамической формы. Поэтому мы можем смело принять, что воздействие ветра на них ограничивается силой лобового сопротивления, которая стремится сдвинуть предмет прямо по направлению ветрового потока.

Для туристских парусных судов, имеющих относительно малую площадь парусов, влияние дополнительного (паразитного) сопротивления судна весьма велико. Оно почти всегда является вредным фактором. Следует всеми мерами стараться снизить паразитную парусность судна.

Известно только два случая, когда влияние корпуса может оказать полезное воздействие на ход судна. Если на острых курсах нижняя шкаторина паруса располагается низко над палубой, корпус перекрывает щель между парусом и поверхностью воды, что приводит к прекращению перетекания воздуха вокруг нижней шкаторины и к заметному возрастанию подъемной силы паруса. На однокорпусных парусных судах прирост подъемной силы может даже оказаться существеннее, чем паразитное сопротивление судна. Из наличия этого эффекта исходит рекомендация ставить паруса как можно ниже над палубой и располагать экипаж и груз на судне по возможности так, чтобы он перекрывал щель между гиком и палубой.

Другой способ полезного использования добавочного сопротивления очевидна: на курсах фордевинд и бакштаг при не слишком сильном ветре экипаж и снаряжение располагаются так, чтобы максимально увеличить общую парусность судна.

В остальных условиях влияние корпуса, экипажа и оборудования судна сводится к добавлению к аэродинамическим силам паруса силы паразитного сопротивления судна. Поэтому эффективность парусного вооружения с учетом паразитного сопротивления можно характеризовать теми же полярами паруса, но сдвинутыми на определенную величину вправо.

Паразитное сопротивление наиболее распространенных туристских судов может составлять более 50% суммарного сопротивления судна. При этом наибольшую долю составляет для многокорпусников сопротивление корпуса, а для швертботов – сопротивление экипажа. Сопротивление корпуса может быть уменьшено только конструктивными приемами – уменьшение длины, ширины и высоты борта, а также применением обтекателей, скрывающих детали конструкции. Эти приемы отрицательно сказываются на эксплуатационных свойствах судна, а уменьшение размерений противоречит требованиям мореходности. Поэтому соотношение размеров корпуса и площади парусности определяется как компромисс между требованиями ходкости и мореходности в зависимости от условий плавания судна: для морских условий строят суда с относительно более развитым корпусом и меньшей парусностью, чем для речных условий.

Сопротивление экипажа, напротив, является величиной, которую можно изменять в широких пределах непосредственно в плавании. Если принять за исходный случай, когда экипаж откренивает судно, сидя на палубе наветренного борта, то в лежачем положении сопротивление экипажа уменьшается втрое, а убирая экипаж в кокпит швертбота, можно почти совсем свети его к нулю. Эти приемы дают на лавировке такой же выигрыш, как все усовершенствования, которые мыслимы для улучшения работы паруса. В наименьшей мере можно снизить сопротивление экипажа катамаранов и тримаранов, не имеющих кокпита, но здесь рациональная конструкция обвесов и рубки–убежища обтекаемой формы позволяет добиться положительного эффекта.

По сравнению с корпусом и экипажем, сопротивление такелажа невелико, если он ограничен необходимым минимумом снастей. Поэтому применять сложные конструктивные приемы для того, чтобы, например, провести фалы внутри мачты, видимо, нецелесообразно. Достаточно обеспечить хорошее натяжение всех снастей и прилегание их к рангоуту. Из числа специальных приемов можно рекомендовать проводку грота-фалов внутри мачтового кармана грота, если грот крепится к мачте посредством кармана. Туда же можно убрать и стаксель-фал при топовой постановке стакселя.***

Значительный выигрыш дает применение стакселя, передняя шкаторина которого играет роль штага, по сравнению со стакселем, крепящемся к штагу раксами. Этот выигрыш обусловлен не только ликвидацией лобового сопротивления штага, но также улучшением условий работы самого стакселя в невозмущенном воздушном потоке.

Однако нужно отдавать себе отчет в том, что увеличение числа снастей такелажа сверх необходимого минимума (проводка флага-фалов, дублирующих вант, бакштагов, ахтерштага) могут существенно увеличить сопротивление такелажа, особенно если эти снасти недостаточно сильно обтянуты и вибрируют в ветровом потоке. Во всех случаях следует бороться с вибрацией снастей, которая приводит к росту их воздушного сопротивления.