сила >>> ветра
Активный балласт: Для чего в гонке Vendee Globe используют качающийся киль
Самая важная тема в парусном спорте этой осенью — новый раунд кругосветной гонки одиночек Vendee Globe, о которой мы подробно рассказали буквально пару недель назад. Одной из знаковых особенностей лодок IMOCA 60, участвующих в регате, является система активного балласта, позволяющая настраивать киль на разные галсы. Как раз об этих системах мы и поговорим в статье.
Виды балласта
Под балластом в мореходстве понимают груз, придающий судну дополнительную осадку и остойчивость (способность судна возвращаться в вертикальное положение). Балласт бывает, как минимум, трех типов: мёртвый — когда этот самый груз неподвижно встроен в судно (например, свинцовый киль яхты); твёрдый — камни, песок, награбленные сокровища и трофеи с регат, сваленные в трюме; и жидкий — это не ваши запасы алкоголя, а всего лишь вода, набираемая в специальные баки судна всё с той же целью — увеличить осадку и остойчивость. Также различают пассивный балласт, который выполняет свою роль статично, и активный, способный изменять свои характеристики (вес и расположение).
Активный балласт
Самый распространённый вариант активного балласта — водяной. Такая система состоит из одной или нескольких специальных ёмкостей для воды, впускных и выпускных отверстий и помпы для закачки. Ещё один способ управления балластом, ставший популярным в гоночной среде только с начала 2000-х — так называемый качающийся киль. Впрочем, среди самостроя встречаются и более экзотические решения — например, перемещаемая по рельсе свинцовая чушка. Но вряд ли вам стоит об этом задумываться.
Применение
Если не рассматривать совсем очевидные варианты с сухогрузами и подводными лодками, чаще всего такие системы встречаются на катерах для вейксерфа, где увеличение осадки увеличивает кильватерную волну на радость катающимся. Вторая и более интересная для нас тема — это яхтинг, как гоночный, так и круизный.
На яхте
Увеличение осадки увеличивает и стабильность судна, в том числе при волнении. Перераспределение балласта помогает уменьшить крен. Само собой, на обычные круизные лодки такие системы не ставят, но в гоночной обстановке манипуляции с креном в принципе становятся залогом успеха: на лодке с пассивным балластом при сильном ветре и крене вам придётся, например, потравить гика-шкот, выпустить лишний ветер и потерять скорость. Если же у вас есть возможность управлять креном при помощи балласта, вы добьётесь правильного положения без стравливания парусов. Совершенно невозможно обойтись без систем активного балласта на больших гоночных яхтах, управляемых одним яхтсменом (речь, конечно, о Vendée Globe). Там попросту некому откренивать. Есть и ещё один полезный эффект — уменьшение бокового дрейфа.
Водяной балласт
Если говорить только об увеличении осадки и остойчивости, система может состоять из одного резервуара. Вы открываете задвижку под днищем лодки, и вода меньше чем за минуту наполняет ёмкость, придавая лодке желаемые характеристики. Вернуться к базовому состоянию тоже труда нет — насос осушает балластный танк и осадка уменьшается.
С управлением креном не сильно сложнее. У вас в распоряжении два бака по бортам лодки. Вы наполняете их частично и задраиваете систему. Теперь в вашем трюме есть две полупустых ёмкости (или полуполных, если вы оптимист). При сильном крене насос перекачивает воду в бак на наветренном борту и вес воды откренивает судно до нужного уровня.
Существует упрощённый вариант водяного балласта — внешние эластичные ёмкости по бортам лодки. Обычно их крепят ближе к корме. Забортную воду в них набирает электронасос. Система легко монтируется, не занимает места в трюме, а также дает больший КПД из-за высокого расположения и большего плеча.
Существенным недостатком жидкого балласта является увеличение массы судна. В современных условиях, когда разработчики гоночных лодок ведут борьбу за граммы, тонны забортной воды оказываются явно не к месту.
Виды балласта
Под балластом в мореходстве понимают груз, придающий судну дополнительную осадку и остойчивость (способность судна возвращаться в вертикальное положение). Балласт бывает, как минимум, трех типов: мёртвый — когда этот самый груз неподвижно встроен в судно (например, свинцовый киль яхты); твёрдый — камни, песок, награбленные сокровища и трофеи с регат, сваленные в трюме; и жидкий — это не ваши запасы алкоголя, а всего лишь вода, набираемая в специальные баки судна всё с той же целью — увеличить осадку и остойчивость. Также различают пассивный балласт, который выполняет свою роль статично, и активный, способный изменять свои характеристики (вес и расположение).
Активный балласт
Самый распространённый вариант активного балласта — водяной. Такая система состоит из одной или нескольких специальных ёмкостей для воды, впускных и выпускных отверстий и помпы для закачки. Ещё один способ управления балластом, ставший популярным в гоночной среде только с начала 2000-х — так называемый качающийся киль. Впрочем, среди самостроя встречаются и более экзотические решения — например, перемещаемая по рельсе свинцовая чушка. Но вряд ли вам стоит об этом задумываться.
Применение
Если не рассматривать совсем очевидные варианты с сухогрузами и подводными лодками, чаще всего такие системы встречаются на катерах для вейксерфа, где увеличение осадки увеличивает кильватерную волну на радость катающимся. Вторая и более интересная для нас тема — это яхтинг, как гоночный, так и круизный.
На яхте
Увеличение осадки увеличивает и стабильность судна, в том числе при волнении. Перераспределение балласта помогает уменьшить крен. Само собой, на обычные круизные лодки такие системы не ставят, но в гоночной обстановке манипуляции с креном в принципе становятся залогом успеха: на лодке с пассивным балластом при сильном ветре и крене вам придётся, например, потравить гика-шкот, выпустить лишний ветер и потерять скорость. Если же у вас есть возможность управлять креном при помощи балласта, вы добьётесь правильного положения без стравливания парусов. Совершенно невозможно обойтись без систем активного балласта на больших гоночных яхтах, управляемых одним яхтсменом (речь, конечно, о Vendée Globe). Там попросту некому откренивать. Есть и ещё один полезный эффект — уменьшение бокового дрейфа.
Водяной балласт
Если говорить только об увеличении осадки и остойчивости, система может состоять из одного резервуара. Вы открываете задвижку под днищем лодки, и вода меньше чем за минуту наполняет ёмкость, придавая лодке желаемые характеристики. Вернуться к базовому состоянию тоже труда нет — насос осушает балластный танк и осадка уменьшается.
С управлением креном не сильно сложнее. У вас в распоряжении два бака по бортам лодки. Вы наполняете их частично и задраиваете систему. Теперь в вашем трюме есть две полупустых ёмкости (или полуполных, если вы оптимист). При сильном крене насос перекачивает воду в бак на наветренном борту и вес воды откренивает судно до нужного уровня.
Существует упрощённый вариант водяного балласта — внешние эластичные ёмкости по бортам лодки. Обычно их крепят ближе к корме. Забортную воду в них набирает электронасос. Система легко монтируется, не занимает места в трюме, а также дает больший КПД из-за высокого расположения и большего плеча.
Существенным недостатком жидкого балласта является увеличение массы судна. В современных условиях, когда разработчики гоночных лодок ведут борьбу за граммы, тонны забортной воды оказываются явно не к месту.
Качающийся киль
Популярный в гоночной среде качающийся киль (canting keel) — относительно новое изобретение. Для уменьшения крена киль с тяжелой бульбой на конце отклоняется от диаметральной плоскости лодки к наветренному борту и смещает центр тяжести. Восстанавливающий момент при использовании качающегося киля возникает гораздо раньше, чем у киля традиционного. Это позволяет постоянно держать лучший с точки зрения скорости крен. Важно также то, что такая система даёт возможность управлять креном лодки без увеличения общей массы судна.
Качающийся киль был представлен в начале девяностых и с тех пор медленно набирал популярность, став тем технологическим приёмом, который смог существенно улучшить показатели гоночных яхт и при помощи которого были в очередной раз побиты многие мировые рекорды. Современные, особо продвинутые версии качающегося киля поворачиваются во всех направлениях. Такие дела.
Текст: Антон Симаненко. Фото: Hugo Boss. Иллюстрация: VPLP Design. Полную версию материала с авторскими иллюстрациями ищите в ближайшем номере журнала «Сила ветра».
Популярный в гоночной среде качающийся киль (canting keel) — относительно новое изобретение. Для уменьшения крена киль с тяжелой бульбой на конце отклоняется от диаметральной плоскости лодки к наветренному борту и смещает центр тяжести. Восстанавливающий момент при использовании качающегося киля возникает гораздо раньше, чем у киля традиционного. Это позволяет постоянно держать лучший с точки зрения скорости крен. Важно также то, что такая система даёт возможность управлять креном лодки без увеличения общей массы судна.
Качающийся киль был представлен в начале девяностых и с тех пор медленно набирал популярность, став тем технологическим приёмом, который смог существенно улучшить показатели гоночных яхт и при помощи которого были в очередной раз побиты многие мировые рекорды. Современные, особо продвинутые версии качающегося киля поворачиваются во всех направлениях. Такие дела.
Текст: Антон Симаненко. Фото: Hugo Boss. Иллюстрация: VPLP Design. Полную версию материала с авторскими иллюстрациями ищите в ближайшем номере журнала «Сила ветра».