Физика движения парусной яхты. Моторная или парусная яхта

Скорость яхты на поверхности водоема зависит от огромного количества факторов. Ими являются ходкость судна, которая оказывает огромное влияние на скорость яхты под парусами. Ходкость зависит от сопротивления движению со стороны корпуса судна и движущей силы, которая создается парусами. На малых скоростях (до 2 узлов) на преодоление силы трения корпуса о воду тратится до 80% мощности движущей силы, что значительно влияет на скорость парусной яхты. В числе факторов, влияющих на среднюю скорость парусной яхты, фигурируют сила трения, величина смачиваемой поверхности, волновое сопротивление, сопротивление формы.

Когда речь идет о морских прогулках под парусом, обычно фиксируется расстояние, которое проходит яхта за сутки, а не средняя интенсивность движения парусного корабля. Но стремление все измерить и сравнить или простая привычка людей быстроту передвижения переводить в понятие скорости, заставляет приспосабливаться к таким терминам и «морских волков».

Что тормозит суда на разных скоростях?

Влияние различных тормозящих факторов на интенсивность движения судна под парусами меняется с изменением скорости. На низких скоростях трение воды о поверхность судна максимально замедляет движение, при разгоне – повышается влияние смачиваемости. Это понятие определяется площадью поверхности контакта судна с водой. Опытные яхтсмены при движении часто кренят судно для уменьшения поверхности смачивания, что дает выигрыш в скорости.

При 7 узлах и выше повышается влияние волнового сопротивления, которое определяется величиной поднимаемой поверхности воды носовой частью судна. Эта характеристика влияет на скорость парусной яхты совместно с величиной сопротивления формы. Понижение сопротивления формы в значительной мере зависит от ухода за судном, гладкости его поверхности, соотношения длины, ширины и обтекаемости бортов и подводных частей – киля и руля.

Точно такие же факторы влияют на движение других типов парусных судов для путешественников, среди которых можно выделить катамараны. Интенсивность движения парусных катамаранов вполне сравнима с движением корабля. Катамаран под парусом может проигрывать в других характеристиках, это касается остойчивости судна (есть риск дифферента на нос при высокой скорости – завалиться на скулу) и комфорта экипажа (но это вопрос на любителя). Но если эта проблема решена, то скорость парусных катамаранов значительно превосходит суда под парусами вследствие меньшей смачиваемой поверхности и волнового сопротивления.

Интенсивность движения парусного судна: особенности измерения

Скорость парусной яхты измеряется в узлах. Не в узлах в час, не в милях в час, а просто в узлах. Это закон. И ему есть объяснение. Сам принцип измерения скорости яхты состоит в применении секторного лага, который представляет из себя треугольную дощечку, выбрасываемую за борт с кормы. Доска увлекала за собой тонкий трос – линь, на котором на расстоянии 50 футов друг от друга были завязаны узелки. Измерение длилось определенное время — от 15 с до минуты. Пересчитав количество узелков, ушедших за лагом в отведенное время, можно было узнать интенсивность движения судна которое само собой, определялась в узлах.

Скорость ветра для парусной яхты также не измеряется однозначным способом, а является понятием условным и привязываемым к разным точкам. Ветер дует значительно сильнее с подъемом над поверхностью земли. Это объясняется торможением потоков воздуха при взаимодействии с водной гладью. Поэтому интенсивность движения яхты под парусами напрямую зависит от высоты установки паруса. Кроме того, направление ветра не совпадает с направлением движения корабля, которая испытывает на себе многие другие воздействия воздушных потоков, кроме просто ветра в понятии сухопутных людей. При усилении ветер всегда дует порывами, нет его спокойного и постоянного напора, как при спокойных скоростях. Поэтому для яхт существует понятие вымпельного ветра, направление которого определяется по вымпелу, закрепленному на мачте судна под парусом.

Рекорды скорости

И все-таки люди пытаются поставить рекорд скорости на воде. Такие соревнования проводятся с 1972 года и с каждым сезоном набирают популярность. Максимальную скорость яхты под парусом пока удается показать не совсем обычным участникам – серфингистам. Объяснение этому простое – доска и рулевой имеют лучшие показатели по всем характеристикам, определяющим скорость на воде: у них меньшее трение, минимальная поверхность смачивания с лучшей ее полировкой, отсутствует волновое сопротивление, а управление парусом максимально быстрое и чуткое. На сегодня рекорды скорости покоряются виндсерферам и кайтсерферам и приближаются к 70 узлам или к 130 км/ч! Парусным яхтам и катамаранам есть к чему стремиться!

Парус - один из древнейших способов передвижения человека по воде. В то же самое время сегодня именно парусные яхты являются главными носителями высоких технологий и двигателями прогресса в яхтенной индустрии. Пять самых поразительных творений яхтенных дизайнеров - в нашем хит-параде.

Cамый быстрый

Детище француза Алена Тиболта - самая быстрая парусная яхта на планете. Тебо придумал и построил ее ради того, чтобы исполнить свою давнюю мечту - обойти вокруг света за 40 дней. Этот парусный тримаран на подводных крыльях построен из карбона и титана.

Благодаря крыльям на определенной скорости корпус яхты поднимается над водой. Чем меньше площадь контакта с водой, тем выше скорость. Hydroptere обгонит не только парусник, но и большинство моторных яхт и даже скоростных катеров. Собственный рекорд тримарана на сегодняшний день - 61 узел (112 км/ч).

Самый роскошный

Венчурный капиталист, живая легенда Силиконовой долины Том Перкинс привык к рискованным проектам. Его 88-метровая яхта Maltese Falcon стала вызовом традиционным технологиям и канонам яхтостроения.

На судне использовано инновационное парусное вооружение DynaRig. Три вращающиеся вокруг своей оси мачты из карбонового волокна несут изогнутые реи, на которых растягиваются паруса. Изменяя угол постановки парусов и их общую площадь, Maltese Falcon подстраивается под любые ветровые условия. При этом все операции с парусами и мачтами осуществляются одним-единственным человеком с помощью пульта управления в рулевой рубке. Сегодня эта роскошная и высокотехнологичная яхта принадлежит уже другому человеку, но по-прежнему привлекает всеобщее внимание везде, где бы ни появилась.

Самый безумный

Повелители могущественного джинна, имя которому нефть, не устают меряться крутизной своих игрушек. Оманские принцы Азиз, Дауд и Хашим, занимающие ключевые позиции в авиакомпании Masqat Airways, желают перемещаться по своим владениям на удивительном гибриде парусной яхты и реактивного самолета.

Проект такого летучего корабля разработан по их заказу дизайнером Йелкеном Октури. Летающая лодка принцев будет иметь длину 46,2 м. Сигарообразный корпус увенчают четыре 40-метровых мачты, несущие 1302 кв.м парусов. При переходе в режим полета мачты опускаются и становятся крыльями.

Пока что этот проект существует лишь в виде макета, и Йелкен Октури не готов сказать, сможет ли однажды его смелое творение подняться в небо. С другой стороны, еще каких-то пять лет назад никто не думал, что в Дубае откроют горнолыжный спуск.

Самый футуристичный

Яхта Ankida от дизайн-бюро Lila-Lou простирает свои паруса-крылья, словно гигантская бабочка. Ее создатели отошли от традиционных канонов парусных яхт, заменив привычные мачты на сложную конструкцию в виде арки, соединенную в одно целое с килем судна. С каждой стороны к арке подвешен поворачивающийся на 180 градусов гик. Таким образом два треугольных паруса могут устанавливаться в любом положении относительно ветра и друг друга, что позволяет яхте двигаться под любым углом к ветру.

Для движения по ветру поднимается большой парус-спинакер, причем благодаря арочной форме мачты его ничто не заслоняет от ветра. Киль яхты автоматически регулируется для оптимального распределения массы в зависимости от положения парусов и кренящего момента, создаваемого ветром. При этом электричество для всех испольнительных механизмов вырабатывает ветряная турбина на вершине мачты-арки.

Самый экологичный

Студия Berret Racoupeau не приемлет компромиссов. Задумав создать экологичный парусник, ее дизайнеры решили, сделать его на 100% «зеленым». Парусный катамаран Code [e] имеет 40 квадратных метров солнечных батарей и две выдвижных вертикальных ветряных турбины. Все вместе они выдают 1100 Вт электроэнергии.

Во время движения под парусом электричество для бортовых систем вырабатывают гидроэлектрогенераторы. Все освещение на борту - cветодидное. Для швартовки и движения в штиль есть гибридный двигатель, обеспечивающий 15 минут автономного хода на батареях. Для того, чтобы как можно меньше пользоваться опреснителем, на катамаране предполагается собирать, фильтровать и очищать дождевую воду. В настоящий момент французские энтузиасты ищут верфь и заказчика, готовых построить такую яхту.

Рекорд скорости на воде

Для настоящих ценителей собственного времени выбор яхты остановится исключительно на самом качественном, лучшем и быстром варианте. Потому, можно предположить, что на выставленную на продажу быструю яхту когда-нибудь найдутся покупатели, несмотря на ее стоимость в 25 млн долларов. Ведь именно эта яхта - самая быстрая яхта в мире! На сегодняшний день существует очень большое разнообразие красивых и сверхбыстрых кораблей, однако эта модель, построенная компанией WALLY, смогла доказать свою славу тем, что установила мировой рекорд по скорости.

Оснащение яхты

Ультрасовременное судно покоряет своим минималистским дизайном и стремительным видом. Построенная в 2003 году, Wally Power 118 развивает скорость до 60 морских узлов (111 км/час), которые большинству существующих яхт недоступны. Яхта оснащена тремя вертолетными (газовыми) турбинами, где их суммарная мощность достигает 16 800 л.с. Заостренная корма яхты рассекает волны на скорости более 40 узлов даже при плавании в самых бурных водах.

Полная звукоизоляция

Корпус данного судна спроектирован так, что даже при движении на самых высоких скоростях вибрации и звуки не смогут проникнуть внутрь, а это дает возможность отдыхающим чувствовать себя комфортно. Внутреннее оформление судна проектировал Карл Пикеринг, известный дизайнер компании Lazzarini & Pickering. Карл сделал акцент на функциональности и современности, поэтому дизайн получился немного в смешанном стиле: хай-тек, минимализм и лофт. Острые углы, металл, дерево, прямоугольные окна и светлые оттенки обивочного материала - все это заметно помогло дополнить технологичный и комфортный вид яхты.

Удобства "яхты будущего"

Яхта в состоянии взять на борт от 6 до 12 пассажиров и 6 членов экипажа, при длине яхты в 36 метров и ширине в 9 метров у основания.

Wally Power 118 уже получила прозвище «яхта будущего», а также выиграла главный приз на MYDA (Millenium Yacht Design Award). Звездное судно успело засветиться в одном из самых популярнейших фильмов последних лет.

Отдых на яхте - недешевое удовольствие. Каждый мечтает иметь у себя такой островок спасения, на котором можно уплыть далеко от повседневных проблем и просто отдохнуть. Но такое хобби, помимо больших материальных затрат и времени, требует еще немалых навыков. Без знания устройства яхты далеко не уплывешь. Моряки - народ довольно-таки изобретательный. Они придумали свое название каждому элементу. Поэтому надо также ознакомиться и со специальной терминологией. В этой статье можно найти много полезной информации по устройству яхты и другим важным моментам.

Характеристики

Плавательные средства должны отличаться друг от друга. Классы яхт определяются в зависимости от того, какие у них характеристики. Они могут существенно отличаться друг от друга. Самыми значимыми характеристиками можно считать:

• Длину . От нее зависят ходовые качества судна. Чем оно длиннее, тем быстрее может двигаться. Это особенно актуально для спортивных яхт.
• Ширину . Этот фактор влияет на скорость и устойчивость. Чем шире судно, тем спокойнее оно ведет себя на воде и медленнее двигается (из-за большого сопротивления воды). Широкие яхты, как правило, делаются для прогулок по морю и океану, так как в таких местах могут возникнуть высокие волны.

• Осадку . Яхты с маленькой осадкой хуже лавируют. Также у них меньше остойчивость - способность противостоять крену и возвращаться в былое положение.
• Высоту борта . Она важна для тех плавательных средств, которые выходят в море. Чем выше борт, тем большие волны он может выдержать.
• Водоизмещение . Яхты с большим показателем лучше справляются с неприятными погодными условиями, но из-за их тяжести они менее манёвренные.
• Парусность . Влияет на скорость передвижения. Чем она выше, тем больше судно получает энергии от ветра, поэтому движется быстрее.

Классификация по наличию паруса

Яхты различаются между собой по нескольким признакам. Основным считается наличие или отсутствие паруса. Если его нет, то такая яхта передвигается за счет двигателя и называется моторной. Есть еще кое-что среднее между ними. Такая яхта имеет парус, но в случае чего может воспользоваться дополнительной силой двигателя.

По назначению

Делятся на гоночные и крейсерские. Первый тип предназначен для спортивных состязаний. Они обязательно должны соответствовать определенным стандартам. Главные их характеристики - парусность и вес. От этого зависит максимально возможная скорость. У такой яхты нет ничего лишнего. Поэтому комфортной ее вряд ли назовешь. Гоночные модели нужны только для преодоления дистанций на максимальной скорости.

Крейсерские яхты - это совсем другое дело. Они созданы для прогулок с большим комфортом. Они оборудованы всем необходимым для хорошего отдыха. Крейсерские яхты могут вмещать в себя достаточно много людей. На ней можно жить не один день. Современные судна, оснащенные мощным мотором, могут развивать неплохую скорость. Так что на таких моделях тоже можно прокатиться с ветерком.

Для длительных кругосветных путешествий лучше всего подойдут гоночно-крейсеркие яхты. У них есть минимальный набор для того, чтобы можно было выжить в море. К тому же они и достаточно быстрые. Именно на таких яхтах проводится «Вольво Оушен Рейс» - знаменитая кругосветная гонка.

По мореходности

Также классифицируют по тому, где плавают судна. Бывают морские и речные яхты. Они отличаются друг от друга конструкцией. Плавательные средства, рассчитанные для передвижения в море, должны быть более устойчивыми к внешним воздействиям, так как там бывают сильные штормы. Поэтому их конструкция обычно шире, а осадка больше, чем у пресноводных яхт. Для последних не нужна такая хорошая устойчивость.

По типу корпуса

Стандартные модели - это однокорпусные судна. Но помимо них есть еще катамараны и тримараны. Последние обладают своими качествами, помогающими при длительных плаваниях.

Конструкция яхты

Основной частью каждого плавательного средства является корпус. Он делится на 3 части:

• Носовую.
• Мидель.
• Кормовую.

Одна из немаловажных частей корпуса - это киль. На его конце всегда находится бульб. Это специальное утолщение, где находится основной вес киля. Он нужен для того, чтобы центр тяжести был как можно ниже. Так судно становится более остойчивым. Чем больше и тяжелее киль, тем лучше яхта справляется с внешними воздействиями. Никогда не стоит о нем забывать, потому что им можно сесть на мель.

Также под водой помимо киля есть еще и перо руля. Это важный элемент устройства яхты, потому что с помощью него происходит управление. Сам штурвал связан с балером и головкой руля. Через них передается усилие на перо руля, и яхта поворачивает.

Верхняя часть корпуса

Первое, на что обращают внимание, называется палубой яхты. Это такая горизонтальная поверхность, которая разграничивает верхнее и внутреннее пространство. Их может быть несколько. Их задача - делить пространство внутри яхты. Есть несколько видов: жилая, батарейная, грузовая палуба. Каждая может быть предназначена для разных целей.

Верхняя палуба должна полностью покрывать всю верхнюю часть яхты. Она служит водонепроницаемым барьером. Она важна для прочности корабля. На палубе находится очень много важных элементов устройства яхты. С ними также надо ознакомиться.

В самом начале находится носовой рейлинг. Это один из элементов ограждения, присутствующий на яхте. Это жесткая конструкция, сделанная из металла. От него вдоль всего корпуса идут леера. Это тоже элемент ограждения. Но только они сделаны из железного троса. Во время шторма к ним обычно крепится страховка. Заканчивается все кормовым рейлингом.

На палубе есть люки. Они ведут внутрь яхты. Через них можно попасть на нижнюю палубу. При сильном ветре и волнах их задраивают, поэтому вода не может попасть внутрь.

Большая надстройка, которую можно сразу же заметить, называется рубкой. Там расположены различные приборы, которые составляют систему управления и навигации корабля. Для хорошего обзора там установлены иллюминаторы.

Палуба - это просто верхняя часть корабля. А то место, по которому именно ходят люди, называется потопчина. Она обычно делается из дерева или металла. Часто ее покрывают специальным нескользящим покрытием.

Одно из самых важных мест в верхней части корпуса - это кокпит. Сюда попадают люди, как только поднимаются по трапу на борт. Это то место, где находятся пассажиры и члены экипажа. Там же и находится пост рулевого вместе со штурвалом.

Парусное вооружение

Благодаря такому устройству яхта может передвигаться только на силе ветра и без помощи мотора. Здесь очень много всяких мелочей и прочих нюансов. Устройство парусной яхты довольно-таки сложное. Поэтому в нем надо хорошенько разобраться. Эта система состоит из нескольких частей:

• Парусов.
• Рангоута.
• Такелажа.

Обычно применяется бермудский тип. Это когда спереди и сзади крепятся два треугольных паруса. Они называются стаксель и грот. Основным элементом устройства парусной яхты является рангоут. Это система, которая в совокупности создает каркас и основу крепления для парусов. Одной из частей рангоута является мачта. Также к нему относятся листы, краспицы, гик и другое. Вершина мачты называется топом. Нижний, в свою очередь, шпором. Заканчивается он в килевой части корабля и опирается на степс.

Такелаж - это все снасти, которые крепятся к рангоуту. Благодаря им проводится управление парусами. Среди них есть элементы движущиеся и стоячие (которые просто закреплены).

Моторные яхты

У такого вида плавательных средств нет парусного оснащения. Они передвигаются за счет энергии двигателей. Такой вид яхт самый дорогой. Предназначен он для элиты. И это не просто так. Моторные яхты имеют некоторые свои положительные стороны, которые делают их более привлекательными.

Первое, что хотелось бы отметить, это скорость. Все-таки мощность у двигателя намного больше, чем у ветра. Поэтому такие модели будут более быстроходными. Если нужно быстро преодолеть большое расстояние на воде или просто прокатиться «с ветерком», то моторные судна будут предпочтительными. Современные яхты могут развивать скорость до 40 морских миль в час. Довольно-таки неплохо, если считать, что это приблизительно 70 километров в час.

Моторные яхты снимаются в аренду или покупаются вип-персонами. Поэтому чаще всего они идут вместе с профессиональным персоналом, который гарантирует качественное обслуживание и безопасность на яхте.

Еще одним плюсом считается комфорт, который присущ только данному классу. У яхт с двигателями чаще всего есть специальные стабилизаторы, которые не дают судну так сильно раскачиваться. А это значит, что качка будет не так заметна.

Мега-яхты

Человек всегда стремился к большему. Яхты - не исключение. Своим стремлением инженеры смогли создать мега-яхты. Ежегодно такие судна награждаются премией «Нептун». Чтобы попасть в нее, они должны быть размером не менее 30 метров в длину.

Самая большая яхта носит гордое имя «Аззам». Она имеет длину 180 метров. Ее стоимость - 609 миллионов долларов. Несмотря на ее колоссальные размеры, она может двигаться со скоростью до 30 узлов. А это для такой громадины немало.

До того как создали «Аззам», яхта «Эклипс» известного предпринимателя Романа Абрамовича была Ее размер - 162,5 метра. Она обошлась владельцу почти в 800 миллионов долларов. Это одна из самых дорогих яхт в мире.

Третье место в списке занимает «Дубай». Ее длина составляет 160 метров, а цена - 350 миллионов долларов.

Когда речь заходит о высоких скоростях, все почему-то сразу вспоминают о самолётах или автомобилях. Но на самом деле суперскорости демонстрируют и плавсредства. В нашем обзоре 10 самых быстрых в мире суден в истории.

Самая быстрая субмарина
Максимальная скорость: 83 км/ч

Эта субмарина была единственным кораблем в своем классе. Она могла похвастаться титановым корпусом, двумя атомными реакторами водо-водяного типа мощностью 2 × 177,4 МВт и двумя паровыми турбинами мощностью 80000 лошадиных сил. Благодаря сочетанию низкой массы и высокой мощности подложка могла нести на борту экипаж из 82 моряков, 10 противокорабельных ракет П-70 «Аметист» и 12 533-мм торпеды на максимальной скорости в 44,7 узла.

2. Военный корабль HCMS Bras D’Or 400

Самый быстрый военный корабль
Максимальная скорость 116 км/ч

Этот экспериментальный канадский корабль на подводных крыльях – один из самых быстрых кораблей за всю историю. Bras D’Or был спроектирован по идеям Александра Грэхема Белла и был оснащен двумя газотурбинными двигателями Pratt & Whitney. К сожалению, эксперимент был закрыт в 1971 году, и единственный построенный корабль был выставлен на обозрение в Морском музее Квебека.

3. Парусник Vestas Sailrocket 2

Самый быстрый парусник
Максимальная скорость 120 км/ч

120 км/ч – кажется, не очень много, но для судна, в котором нет двигателя – это впечатляет. Sailrocket 2 побил все рекорды по скорости в парусном спорте.

4. Яхта World Is Not Enough

Самая быстрая яхта
Максимальная скорость 129 км/ч

Роскошная яхта, которая способна развить скорость в 70 узлов – что тут еще добавить?

5. Cigarette AMG Electric Drive Concept

Самое быстрое электрическое судно
Максимальная скорость 160 км/ч

Mercedes-AMGв сотрудничестве с Cigarette Racing выпустили самый быстрый электрический катер в мире. В нем установлено 12 электродвигателей общей мощностью 2220 л.с.

6. Понтонная лодка Brad Rowland’s South Bay 925CR

Самая быстрая понтонная лодка
Максимальная скорость 184 км/ч

Тот факт, что кто-то сделал понтонную лодку, которая может разогнаться до 184 км/ч, уже сам по себе является безумием.

7. Катамаран Spirit Of Qatar

Самый быстрый катамаран
Максимальная скорость 393 км/ч

В катамаране Spirit Of Qatar используются спаренные турбины Lycoming общей мощностью 9000 л.с.

8. Problem Child

Самый быстрый гидроплан в классе Top Fuel
Максимальная скорость 422 км/ч

Гидропланы класса Top Fuel похож на драгстер Top Fuel, за исключением того, что они мчатся по воде. Problem Child Эдди Нокса является самым быстрым судном в своем классе, и, как и на драгстер, на него установлен двигатель Hemi V8 мощностью 8000 л.с.

9. Гидроплан Bluebird K7

Самый быстрый гидроплан
Максимальная скорость 444 км/ч

K7 был первым из сумасшедших турбинных гидропланов, которые ставили рекорды по скорости на воде семь раз в 1955-1964 годах. Во время его последнего запуска он развил шокирующую скорость в 444 км/ч. К сожалению, его пилот Дональд Кэмпбелл погиб в 1967 году, пытаясь достичь скорости в 482 км/ч.

10. Spirit Of Australia

Самый быстрый катер
Максимальная скорость 511 км/ч

511 км/ч - удивительная цифра, которая впечатляет еще больше, когда узнаешь, что «Дух Австралии» был построен энтузиастом во дворе собственного дома. Кен Варби спроектировал суперкатер в 1978 году. Рекорд скорости катера Кена Варби пока не побит.