Статті

Підготовка корпусу яхти до гонкaм

В цій статті, підготовленій по матеріалах книги "Winning races", пропонується декілька оригінальних ідей по підготовці корпусу яхти до гонок.

У міру того, як гонки в якому-небудь класі стають все більш популярними, конкуренція серед їх учасників зростає, і команди починають роздумувати над тим, як поліпшити ходові якості свого судна. Ось типова ситуація: до гоночної флотилії з ієрархією ("штатними" лідерами і аутсайдерами), що склалася, приєднується енергійний новачок.

В цій статті, підготовленій по матеріалах книги "Winning races", пропонується декілька оригінальних ідей по підготовці корпусу яхти до гонок.

У міру того, як гонки в якому-небудь класі стають все більш популярними, конкуренція серед їх учасників зростає, і команди починають роздумувати над тим, як поліпшити ходові якості свого судна. Ось типова ситуація: до гоночної флотилії з ієрархією ("штатними" лідерами і аутсайдерами), що склалася, приєднується енергійний новачок. Незабаром він починає вигравати гонки і, як наслідок, його яхта стає об'єктом пильного вивчення з боку інших учасників. Суперники починають розуміти, що вирівнювання профілю кіля, зміна балансу човна, регулювання стоячого такелажу, які використовує новий учасник, прискорюють його яхту, і починають йому наслідувати. Незабаром характеристики всіх судів поліпшуються і, як наслідок, ходові якості цілого флоту поліпшуються. У випадку з монотипною яхтою ситуація дещо складніше - зміни, що вносяться, жорстко обмежені правилами класу. Безперечно, що ніж строгіші правила класу, тим сильніше вплив змін, що вносяться. Припустимо, що ви отримали вживану або навіть нову яхту, з чого слід почати, щоб вона почала ходити швидше?

Підвищення обтічності корпусу

Не підлягає сумніву, що всі підводні частини мають бути якомога більш обтічними і гладкими і, звичайно, вони мають бути не гірше, а то і краще, ніж у конкурентів. Згладжування корпусу - один з основних мерів, але вона не є необхідною для яхт, корпуси яких виклеюють по негативній матриці (а більшість гоночних яхт в Росії побудовані саме таким чином). Для перевірки обтічності корпусу краще використовувати триметрову рейку з твердого дерева, яку слід прикладати до корпусу паралельно ватерлінії. Прикладаючи рейку, перевіряйте, щоб вона по всій довжині стосувалася корпусу. По ходу справи обводите маркером всі западини, тоді після того, як інспекція буде проведена, відразу будуть видні всі нерівні ділянки. Тепер ви можете вирішувати, чи настільки поганий корпус, що доведеться повністю його переробляти, або досить буде виправити невелику ділянку. Суть вирівнювання в тому, щоб на кожній ділянці використовувати максимально довгу шліфувальну дошку, тоді після шліфовки опуклості зникнуть, і залишаться лише увігнуті ділянки. При використанні звичайної шкірки, наверненої на коротку дощечку, вона слідує існуючим контурам і лише заглиблює наявні нерівності. Коли доводиться шліфувати великі ділянки учотирьох, часто кращим рішенням є стандартна триметрова пластикова водостічна труба шириною 65 мм. Спочатку приклейте до неї довгу смугу наждачного паперу із зерном 80 (продається в рулонах шириною 110 мм). Потім четверо людей беруться за трубу через рівні ділянки, обертають її навколо корпусу під кутом 45° до кіля, і тоді можна шліфувати (див. фото внизу).

Поза сумнівом, команда, провідна вирівнювання потребує чуйного управління, щоб тиск на трубу був рівномірним. Для того, щоб глибина шліфовки була однаковою по всьому корпусу, злічіть число рухів труби під час вирівнювання першої ділянки від борту до ДП. Після 20 рухів перемістите трубу уздовж яхти на третину довжини труби і відлічіть ще 20 рухів, дотримуючи той же кут нахилу, що і раніше. Після того, як дійдете до корми, починайте шліфувати у зворотний бік, але на цей раз нахилите трубу під 45° до кіля в інший бік (малюнок знизу). Наприкінці пройдіться по корпусу паралельно кілю (тобто труба має бути під правильним кутом по відношенню до ватерлінії). Мета всієї цієї шліфовки в тому, щоб сровнять виступаючі ділянки і тим самим залишити тільки западини. Всі западини можна заповнити сумішшю з епоксидної смоли з мікросферами. Якщо потрібно заповнити дуже глибоку ділянку, додайте в суміш небагато aэросилa для збільшення тиксотропності суміші, тоді суміш легше накладатиме, і вона не стікатиме. Ще існують спеціальні наповнювачі з низькою щільністю, їх легко шліфувати, тільки дивитеся, щоб при цьому не погіршала міцність корпусу, і поверхня залишалася гладкою. Тепер потрібно повторити шліфовку із зерном 120, поки корпус не стане настільки гладким, наскільки це взагалі можливо. Наступний етап - фарбування або ще краще покриття корпусу з пульверизатора фарбою на основі епоксидної смоли, на зразок суміші для вирівнювання від фірми "Awlgrip". Таким чином, при необхідності можна досягти товщини покриття в 2 мм. Після ще однієї шліфовки зерном 240, перед фарбуванням необрaстaющим складом або двокомпонентною поліуретановою фарбою, потрібно накласти епоксидну грунтовку. Корпус необхідно захистити достатньо товстим шаром эпоксидки, оскільки початкове декоративне покриття буде видалено при первинній шліфовці.

Якщо вам здається що це дуже трудомісткий процес, знайдіть човнову майстерню, що спеціалізується на вирівнюванні корпусів яхт, за гроші вони самі всі зроблять! Після добре проведеного вирівнювання ціна вашого судна підвищиться, воно буде захищено від осмотичного тиску і стане більш швидкохідним. Якщо бюджет або час обмежені, для збільшення швидкості судна більш важливо концентруватися на килі або кермі.

Перевірка рулюючи і кіля

Перед тим, як зайнятися формою кіля, потрібно переконатися, що кіль і кермо встановлені рівно і знаходяться строго на одній лінії. Ви не повірите, на скількох човнах кілі злегка зміщені через те, що яхта дуже сильно ударилося об камінь або кіль недостатньо точно прикріпили. Ще це трапляється на яхтах під час довгих перевезень на трейлері, коли кіль піддається постійним поштовхам і вібрації. Переконаєтеся, що ваш трейлер підтримує корпус рівномірно, і вся вага не лягає на один кіль. (Проте не ударяйтеся в іншу крайність, оскільки підтримуючі прокладки можуть залишити вм'ятини на корпусі, якщо будуть встановлені під неукріпленими ділянками або на них ляже дуже велике навантаження.) При транспортуванні на великі відстані потрібно використовувати трейлер з якнайкращою підвіскою, яку ви можете забезпечити, щоб не пошкодити корпус. Імпортні яхти все частіше і частіше поставляють із знятим кілем і кермом, щоб понизити вартість транспортування.

Вирівнювання кіля і керма

Щоб переконатися, що кіль і кермо знаходяться на одній лінії, по-перше, необхідно вирівняти яхту в кільблоку. Для цього змайструєте простий рівень з шматка прозорої пластмасової труби. Прив'яжіть трубу до будь-якого борту і наповните її водою до верху фальшборту або іншої зручної точки вимірювання. Вирівнюйте яхту в кільблоку за допомогою домкрата, поки точки виміру на обох бортах не опиняться на одній висоті з рівнем води в трубі. Потім на носі встановите схил для вимірювання вертикальності. Тепер подивитеся, чи знаходяться на одній лінії із струною схилу кіль і кермо, дивитися слід як з боку носа, так і корми. Якщо між плавниками існує кaкое- або відмінність, порівняєте у свою чергу кожен з них з вертикальним схилом, щоб визначити, який з них укріплений вертикально, а який криво. Іноді кіль перекошує, так що укріпите інший схил відразу за кілем (можна на скобі у формі букви р), щоб переконатися, що лінія задньої кромки кіля не зміщена.

Якщо ви виявили, що кіль трохи зміщений, не турбуйтеся! Його не так вже і складно виправити, для цього досить ослабити кильові болти. Якщо вже вам довелося правити кіль, ретельно вивчите правила класу (у разі монотипної яхти), щоб переконатися, що кіль має максимально допустиму глибину занурення і відповідний нахил, оскільки будь-який з цих параметрів на даному етапі легко змінити. Наприклад, на яхтах класу J-24 швидкість забезпечують максимальний зсув кіля вперед і використання максимально довгої хорди. Для вирівнювання кіля спершу ослабте болти настільки, щоб його можна було вільно рухати. Закріпите його у вертикальному положенні, звіряючись з схилом на кормі. Тепер, коли ви упевнені, що кіль встановлений прямо, зміряйте зазори між корпусом і кілем з обох боків. На підставі цих вимірювань можна підібрати необхідну товщину прокладки між корпусом і кілем, яка забезпечить вертикальне положення кіля. Жорстко закріпивши кіль, ще більше ослабте болти і підведіть човен домкратом, щоб зазор збільшився. Зробіть на кріпленні кіля "наліпку" необхідної товщини з суміші епоксидної смоли і aэросилa і почекайте, поки вона захолоне. Потім затягніть болти і надайте стику обтічну форму. Якщо в процесі перевірки виявилося, що змістилося ще і кермо, найпростіше, буде виправити один з підшипників. Зазвичай буває простіше дістатися до верхнього підшипника, часто він угвинчений прямо в палубу. Просто зміщуйте підшипник до тих пір, поки перо керма не встане на одну лінію з кілем. Варто перевірити, проте, чи немає перекіс результатом простого зносу підшипника, і чи не потрапила в нього грязь.

Форма кіля

Форма кіля і ділянка корпусу перед ним є найбільш важливими для швидкості судна підводними частинами корпусу. Як і у вітрил, передня кромка кіля і керма мають бути обтічними і гладкими, щоб змістити тиск потоку якнайдалі до корми. Ділянка корпусу перед кілем сильно впливає на потік, що поступає на кіль. Будь-які нерівності приводять до розділення потоку, який, потрапляючи на кіль, утворює велику турбулентну водоверть. Коли турбулентності починають потрапляти на кіль, його ефективність знижується, і, відповідно, яхта починає сильніше дрейфувати (див. мал. внизу).

Гоночні яхти, що доставляються транспортом, іноді отримують пошкодження цієї життєво важливої ділянки під час перевезення із-за грязі або зносу канатів або стропів, які врізаються в передню частину кіля при відвантаженні яхти. Отже не лінуєтеся регулярно перевіряти корпус на суші впродовж всього гоночного сезону, особливо перед головною регатою. Ще одне джерело виникнення нерівностей в критичній зоні перед кілем - це шов на яхтах, корпуси яких робляться з двох половинок, що виготовляються окремо. Може існувати невеликий зсув зліва від сполучної лінії, і його потрібно згладити.

Згладжування кіля або керма

Об'єм робіт, який доведеться здійснити по доведенню рулюючи і кіля повністю залежить від їх поточного стану і від правил, яким підкоряється яхта. Міжнародні класи монотипних яхт, наприклад, J-24 і Mumm 36 мають таблиці допусків для відповідності правилам класу, по яких ви можете встановити свій власний набір шаблонів для визначення правильної форми. Придивитеся до кіля і керма, щоб перевірити, чи знаходяться вони на одній лінії. Встановите схили на носі і кормі, щоб вони утворювали лінію виміру. У головного мерителя класу є набір алюмінієвих шаблонів, які на якийсь час можна позичити. У національних класах монотипних яхт, наприклад, Sigma 38, у Великобританії правила не такі строгі. Це дозволяє міняти форму і згладжувати головні дефекти в межах стандартної форми кіля. Можна оптимізувати форму і розташування кіля, пославшись на допуски, описані в правилах, якщо це дасть достатньо вагомі переваги. Чим доводити кіль до досконалої форми профілю NACA, реальніше зробити його хоч би гладким і симетричним. Вибір потрібного кіля, який додасть вашому судну максимальну швидкість, краще всього покласти на яхтового конструктора. У будь-якому випадку встане питання пошуку компромісу між ходовими якостями яхти при плаванні за вітром і проти нього. (Деякі типи профілів оптимальні для лавірування, а деякі, навпаки, для повних курсів). Не дивуйтеся, якщо ваш кіль виявиться асиметричним. Наприклад, на яхтах J-24, верх кіля з одного боку незмінного виявляється товщим, ніж з іншою. Так відбувається тому, що з недaвних пір виробники яхт укладають свинцевий кіль в стеклоплaстиковую оболонку, таким чином, вони позбавляються від трудомістких етапів виведення форми кіля по грубому відливанню і подальшої шліфовки. Але на практиці клей, яким приклеюють пластиковий контейнер-оболонку до кіля, виштовхується до верху кіля неравномерно і спотворює тонку стеклоплaстиковую оболонку, а потм так і виходить, що одна сторона кіля товща за іншу. Перший етап додання симетрії кілю полягає в тому, щоб знайти товщу сторону і доробити іншу, щоб вони були однаковими, оскільки склопластик легко накладати, чим видаляти. Якщо яхта замовлена чи ні можливості дістати шаблони, виготовте їх по вибраній вами половині кіля.

Виготовлення шаблону для кіля

По-перше, потрібно ретельно обвести центральну лінію кіля по передньому і задньому краях. Обведіть горизонтальні перетини (ватерлінії) через кожних 150-250 мм - вони будуть позиціями для шаблонів. Спершу візьміть товстий картон або тонкий лист фанери завтовшки 4 мм і грубо виріжте шаблон для кожної ділянки кіля з точністю до 30 мм. На наступному етапі може потрібно пара помічників, щоб утримувати шаблон в горизонтальному положенні по відношенню до кіля. Краще всього буде узяти пару брусків розміром 100 на 50 мм - їх кінці, утримувані на рівні ватерлінії, послужать опорою шаблону і не дозволять йому зміщуватися під час роботи. Aккурaтно відзначте передній і задній краї, а потім пройдіться навколо кіля, використовуючи 30-ти міліметровий розділовий блок, щоб накреслити профіль кіля на картоні (мал. 2.3). Тепер візьміть цей шматок картону і закріпите його на хорошій 10-ти міліметровий фанері (з неї і має бути виготовлений остаточний шаблон). Вставляючи шпильки або гвоздики в картонний шаблон, перенесіть профіль на фанеру і не забудьте нанести дві центрові позначки. За допомогою того ж самого розділового блоку нанесіть позначки по відношенню до середньої лінії, щоб точно відтворити форму кіля. Ну і, нарешті, згладьте рельєф позначок за допомогою рейки. Якщо напроти отриманого креслення нанести такий же, але для іншої сторони кіля, то в цьому місці вийдуть точні контури зрізу кіля.

Якщо ви сумнівалися в тому, яка сторона кіля товща, то тепер можна зміряти максимальне відхилення від центральної лінії в обидві сторони і так визначити, наскільки відрізняються сторони один від одного. На яхтах класу J-24 відмінність в товщині нерідко досягає 15 мм. Це приводить до того, що впродовж всього плавання яхта має різний дрейф на різних галсах. От чому потрібно зробити кіль симетричним. Визначивши, яка сторона кіля товща, виготовте шаблони для кожного горизонтального перетину. Виріжте форми за допомогою машинної ножівки і відшліфуйте. Якщо перетини кіля ідентичні і мають однакову довжину хорди, вистачить і пари шаблонів. Особливо виступаючі ділянки видалите за допомогою великого шліфувального диска або електричного рубанка. (У компанії, що здає інструмент на прокат, краще не заїкатися про те, що ви збираєтеся з ним робити!) Електрорубанок може зняти свинець, якщо ви повністю зріжете стеклоплaстиковое покриття, але із залізом він не справиться. Тому простіше наростити вужчу частину, ніж намагатися зрізати частину залізного кіля. Є один спритний прийом, як заощадити час, якщо маєш справу з прямим кілем, профіль якого не міняється по висоті - потрібно зробити точний рельєфний профіль зверху до низу і використовувати його як форму для наповнювача. Принцип той же, що і у штукатура, коли той прибиває тимчасову планку уздовж віконного отвору, щоб працювати по ній гладилкою. Після сошлифовывaния кіля глибше за мінімальну глибину, покрійте робочу частину шаблону, для зменшення адгезії, а потім нанесіть товстий шар наповнювача для автомобільних кузовів. Щільно притисніть його до відповідної ватерлінії, і залиште на п'ять хвилин, за цей час він захолоне достатньо, щоб можна було видаляти шаблон. В результаті вийде позитивний шаблон, прикріплений до кіля. Після отримання такого профілю вгорі і внизу кіля використовуйте пряму гостру межу між двома виступами для вирівнювання наповнювача до потрібного рівня. Заповните і згладьте будь-які западини, які вам вдасться виявити, але цього разу вам підійде коротша шліфувальна дошка завдовжки близько 1,5 метрів. Шматок пінопласту із закритими порами, наклеєного на фанеру, або відрізок пластикової водопровідної труби з перетином 45 мм послужать ідеальною теркою, оскільки вони дуже точно згинаються навколо кіля або керма. Якщо вдалося дістати креслення, то шаблони можна зробити по ним, проте у разі асиметричного кіля краще спробувати зробити його якомога тоншим і симетричним, навіть якщо це йде в розріз із задумами яхтового конструктора. Пошкоджені свинцеві кілі вимагають серйознішого ремонту. Одного разу мені довелося лагодити кіль 38-футової яхти, а у мене було всього декілька годин. Яхта тільки що повернулася з гонок навколо Ірландії, і, схоже, добре проїхалася по каменях! З переднього краю кіля були вирвані шматки свинцю розміром з великий палець. Я прибив бракуючі частини за допомогою молотка, і навряд чи форма вийшла гладкою. Якщо свинець оголів і весь в ямах із-за жорсткого зіткнення з дном, зріжте грубі ділянки за допомогою електрорубанка, а потім надайте йому обтічну форму. Після нарощування і сошлифовывaния, уважно проглянете, чи не залишилося на задній частині западин - на великих швидкостях вони породжують вібрацію. Доробіть задні поверхні за допомогою плоского покриття, щоб захистити від їх пошкоджень. Фахівці стверджують, що якщо кермо іноді починає вібрувати, то потрібно закруглювати його задню поверхню. Правда, причина не завжди в цьому, іноді так відбувається, якщо кіль і кермо знаходяться не на одній лінії.

Завершуючі штрихи

Ну і, нарешті, після того, як вся важка робота по обробці підводної частини судна завершена, настав час захистити її яким-небудь необрaстaющим покриттям. Гоночні яхти, які коштують велику частину часу на суші або на причепі, часто необрaстaйкой не покривають взагалі. Але влітку слиз може нарости навіть за час тижневої регати, так що варто поклопотатися про яке-небудь необрaстaющем покриття. Більшість гоночних яхт захищені жорстким необрaстaющим покриттям, деякі фірми почали випускати покриття на основі тефлону. (У Росії з такого роду покриттів відома тефлонова необрaстaйкa VC17, ціною біля $ 100 за літрову банку. Після покриття корпусу яхти такою фарбою його поверхня стає схожій на тефлонову сковорідку). Безглуздо після виснажливого годинника вирівнювання корпусу нанести товсте покриття, яке поверне всі нерівності, а потім знову його шліфувати. Перевага покриття на основі тефлону в тому, що його товщина складає всього 5 мікрон, тоді як звичайне покриття круїзних яхт складає 100 мікрон. Гладка текстура тефлону знижує тертя між водою і корпусом і, таким чином, знижується лобовий опір. Крім того, човен не так швидко обростає. Виходить, що при використанні такого могутнього необрaстaющего покриття, між регатами досить добре віддраювати корпус, ну і при необхідності відновити покриття в кінці року. Обробляючи підводну частину, не забудьте згладити всі виступаючі фитинги або заміните їх обтічними. Крім того, переконаєтеся, що кермо жорстко, без люфта зафіксований, щоб не виникав висхідний потік, що призводить до зниження моменту, що управляє, рулюючи.