На чем держатся паруса на корабле
Гид по типам парусного вооружения
Одна или две мачты? Какие паруса существуют и сколько их должно быть?
Чтобы успешно ответить на эти вопросы, для начала целесообразно ознакомиться с основными понятиями и определениями. Итак.
Что входит в понятие «парусное вооружение»
Парусное вооружение (или по другому парусный гардероб) это не только сами паруса, но и все предметы и устройства, задействованные в установке, уборке и управлении парусами.
Говоря на яхтенном языке, парусное вооружение – это паруса, рангоут и такелаж.
Рангоут – это все жесткие конструкции, которые используются для несения и обслуживания парусов. Мачта, гик, рея, бушприт – это все рангоут. Элементы рангоута могут быть как неподвижными, так и поворотными.
Такелаж – все тросы (снасти), элементы и системы их крепления. В зависимости от назначения различают:
Главный секрет успеха лодки – правильный выбор корпуса и оснащение его оптимальным парусным вооружением. Какие же для этого существуют возможности?
Как рассчитать оптимальную площадь парусов
В теории, чем больше общая площадь парусов, тем большей скорости может достичь лодка. Несоответствие площади парусности общему весу судна гарантирует досадные неприятности: при недостатке парусов вряд ли стоит надеяться на победу в гонке, а их избыток грозит потерями в рангоуте/такелаже и даже опрокидыванием яхты.
Чем больше рабочая площадь поднятых парусов, тем больше нагрузка на мачты и поддерживающие их снасти. В результате, сильный порыв ветра (шквал) может сломать мачту (-ы) или вывернуть ее из крепления (степса), оборвав крепления (ванты, штаги). Если же мачта и устоит, то под влиянием возросшего кренящего момента, лодка может лечь на борт или перевернуться.
При расчете оптимальной площади парусного вооружения должны учитываться:
Общее правило: чем большим водоизмещением обладает яхта, тем большую площадь парусов она сможет нести с учетом предполагаемого района плавания.
Например, для крупных океанских яхт (3-15 тонн) площадь парусности составляет 30-100 м2 и более, для морских – от 25 до 90 м2, а для лодок прибрежного плавания максимальное значение этого показателя обычно не превышает 60-70м2
Точное же вычисление общей площади парусности для каждой лодки производится индивидуально и по полученным данным формируются рекомендации для подбора соответствующего «гардероба» (типа, формы, размеров/степени зарифленности) для ее плавания в различных погодных условиях.
Типы парусного вооружения по форме и способу крепления грота
Человек всегда стремился максимально упростить управление парусами, сведя к минимуму размеры необходимого для этого рангоута и количество снастей. В результате, мощный рей, необходимый для постановки прямого паруса, был заменен сравнительно небольшим наклонным рейком, нижний конец которого фиксировался галсовой оттяжкой. Сам же парус несколько уменьшился в размерах и приобрел трапециевидную форму. Затем эволюция разделила рей-реёк на две части – верхнюю (гафель и его разновидности) и нижнюю (гик), а парус – на больший задний и меньший передний. Промежуточным звеном оказался вариант, при котором нижний конец заднего паруса крепился к наклонному штоку – шпринтову. На сегодняшний день рейковый парус для яхтинга ушел в прошлое, а шпринтовый можно встретить разве что на швертботах типа «Оптимист».
Гафельным парусам повезло больше: хотя новые лодки ими вооружают очень редко, подобную оснастку все еще можно встретить на судах, преимущественно предназначенных для катания туристов.
Интересным эволюционным шагом в развитии гафеля представляется вариант square top, при котором верхняя часть паруса с помощью сравнительно короткого штока растягивается почти перпендикулярно мачте. Благодаря этому заметно возрастает рабочая площадь паруса и эффективность его использования даже при относительно слабых ветрах. Подобное решение пользуется особой популярностью на гоночных лодках, поскольку позволяет нести паруса большей площади без увеличения высоты мачты.
На подавляющем же большинстве современных лодок в качестве основных задних парусов используются т.н. бермудские, получившие свое название по месту заимствования – у рыбаков Бермудских островов.
Парус не нуждается в гафеле, поскольку его верхний (фаловый) угол крепится на топе мачты, а нижняя кромка (шкаторина) растягивается на поворотном рангоутном дереве (гике). Поскольку своей специфической формой эти паруса напоминают антенны первых радиопередатчиков, их иногда называют также «парусами Маркони».
Наиболее распространенным вариантом оснащения яхты в наши дни является бермудский шлюп.
Это одномачтовая лодка с треугольным гротом и универсальным набором передних парусов, предназначенных для различных условий плавания.
Рассмотрим подробнее, из чего же состоит типовой современный парусный гардероб.
Виды парусов и их особенности
Стаксель – также треугольный парус, передняя кромка которого крепится на наклонно закрепленном тросе (штаге). При варианте бермудского вооружения это основной передний парус, площадь которого может составлять от 30%-40% (на круизных) до 60% (на гоночных) общей парусности лодки. В последнем случае он работает как основное рабочее «крыло», сообщающее лодке наиболее значимое тяговое усилие. В зависимости от размеров и формы, стаксели подразделяются на несколько типов, предназначенных для использования в различных погодных условиях. Важной дополнительной характеристикой является процентное соотношение площади паруса к площади треугольника, образованного мачтой, грота-штагом и отрезком палубы до места крепления последнего. Так, термины «40%-й» или «75%-й стаксель» означает, что парус перекрывает соответственно чуть меньше половины или 2/3 пространства между штагом и мачтой. В соответствии с размерами, все они обозначаются еще и номерами, причем №1 присваивается парусу самой большой площади.
Генуя – большой и широкий стаксель, предназначенный для эффективного использования слабого ветра. При постановке полной генуи, ее нижний (шкотовый) угол достигает мачты или даже заходит за нее. Перекрывающими называются генуи с коэффициентом более 100%, которые фактически перекрывают переднюю шкаторину грота. В длительном плавании на лодке целесообразно иметь три генуи, которые также нумеруются от большей к меньшей:
Стаксель-автомат – парус средних размеров при плавании с частой сменой галсов на курсах острый бейдевинд. Его особенностью является установленный на палубе погон (А), по которому перемещается специальная каретка (В) со стаксель-шкотом, пропущенным через блоки (С и D). Для смены галса достаточно переложить руль и стаксель сам переложится на нужный борт.
Наряду со стакселями-автоматами, мореплаватели-одиночки часто используют при лавировке и вариант со стаксель-гиком. В частности, подобное решение выбрал Виктор Языков для своей «Дочери Ветра».
Штормовой стаксель – самый маленький (до 20%, а вообще чем меньше, тем лучше) по размерам, с высоким шкотовым углом, именуемый также «носовым платком». Он предназначен к установке на продолжительное время при сильных ветрах и обеспечивает лодке необходимую управляемость при минимальной нагрузке на мачту и руль. Как правило, это единственный парус, который целесообразно нести при скорости ветра свыше 7 баллов. Он может ставиться как на основном носовом, так и на дополнительном (т.н. бэби-) штаге.
Спинакер – парус большой площади, выполненный из легкой ткани и имеющий полукруглый профиль. Обычно используется при слабых и умеренных попутных ветрах, на курсах от фордевинда до галфвинда. Популяризации спинакера способствовал опыт Эрика Табарли: в «гардеробе» его Реn Duick V, победившей в гонках через Тихий океан в 1969г. было сразу три таких паруса – 60, 88 и 120 м2. Спинакер ставится на грота-шкоте (при этом стаксель обычно спускают). Парус поднимается за верхний (фаловый) угол, при этом его наветренный конец дополнительно поддерживается спинакер-гиком. Управление осуществляется при помощи брасов и специальных оттяжек. Спинакер весьма красочен и достаточно эффективно выжимает ветер, однако его постановка/уборка, а также маневрирование при плавании под этим парусом требуют значительного опыта. В одиночку выполнить все необходимые для этого операции под силу только профессионалу – недаром чартерные компании предпочитают не включать спинакер в комплект парусов на сдаваемых в аренду лодках.
Генакер (он же ассиметричный спинакер) – как следует из названия, парус представляет собой попытку совмещения удобства управляемости генуи и расширенных возможностей спинакера. По своим размерам он превышает первую и уступает второму. В отличие от спинакера, генакер может храниться в закрутке на отдельном штаге, что существенно облегчает его постановку. Галсовый угол фиксируется на носу лодки или крепится к бушприту (в т.ч. и выдвижному), а управление осуществляется шкотами, проведенными в третий (шкотовый) угол. Дополнительный рангоут для этого не требуется, однако для повышения эффективности при очень уж слабом ветре, генакер при помощи спинакер-гика выносится на борт, противоположный гроту (постановка «бабочкой»). Этот парус применим в большем диапазоне курсов, чем спинакер. Так, под относительно «плоским» генакером можно идти даже в полный бейдевинд (вместо кливера). Он проще и в обслуживании, однако для успешной работы с этим парусом также требуется предварительная практика. При всех плюсах, есть и важный минус: генакер весьма сложно нести на фордевинде, так что даже при попутном ветре приходится выбирать курсы бакштаг.
Code Zero – ассиметричный спинакер, специально разработанный для плавания в бейдевинд при слабом ветре (до 25% к 8-узловому ветру). Он получил свое название от маркировки А0, данной парусу его создателями, и по принципу действия напоминает большую геную со свободной передней шкаториной. Позволяя эффективно выжимать ветер на острых курсовых углах, Code Zero обладает и недостатками: существенно увеличивает нагрузку на мачту и вызывает трудности при уборке и укладке, поскольку выполнен из высокопрочных композитных тканей. Кстати, последнее обстоятельство существенно отразилась на цене паруса, поэтому его, в основном, приобретают гонщики-профессионалы.
Чтобы полноценно использовать возможности современных парусов, необходимо определиться со схемами вооружения и необходимым рангоутом, которые обеспечат их по-настоящему эффективную работу. Иными словами, нужно правильно распределить выбранную площадь парусности между несущими конструкциями рангоута. Сегодня наиболее доступными для яхтсменов-любителей являются сравнительно небольшие лодки с одной-двумя мачтами. Каковы же их особенности, плюсы и минусы?
Что лучше — одна мачта или две?
Парусные гардеробы различаются не только по форме и способу крепления грота, но и по количеству мачт, месте их установки, а также по числу и видам используемых парусов. Наиболее распространенными одномачтовыми лодками сегодня являются шлюп (один передний и один задний парус), тендер (два и более передних паруса при одном заднем) и кэт (только задний парус).
Шлюп – лодка с двумя парусами, расположенными впереди (стаксель) и позади (грот) единственной мачты, которая вынесена чуть вперед от середины корпуса (миделя). В зависимости от соотношения высоты парусов к их ширине, различают шлюпы с длинным и коротким аэродинамическим профилем.
Чем уже и выше парус, тем круче к ветру способна идти лодка. Как правило, шлюпы массовых серий обладают средним аэродинамическим профилем, что делает их более удобными в управлении даже для начинающих яхтсменов.
Наряду с классическими (топовыми), достаточно широко распространены и шлюпы с т.н. дробной оснасткой. В этом случае верхний конец переднего паруса не доходит до самого верха (топа) мачты соотвественно на:
Заметим, что предпочтение дробной оснастке обычно оказывают спорстмены-профессионалы, поскольку она позволяет гибко реагировать на изменения силы и направления ветра, более точно «настраивая» паруса при соревнованиях. Но нет правил без исключений: например, «малышка «Лена», на которой в одиночку совершил кругосветное плавание наш славный соотечественник Евгений Гвоздев, имела оснастку шлюпа 7/8, а 3,6-метровая Acrohc Australis австралийца Сержа Теста была топовым шлюпом.
К преимуществам шлюпов в целом относят:
В качестве немногочисленных минусов чаще всего называют существенное ограничение обзора с подветренного борта при полностью поставленном переднем парусе (стакселе). К тому же, при определенных курсовых углах ветра (бакштаг) паруса может класть на ванты, что снижает эффективность их работы и, как следствие, скорость лодки. Тем не менее, по совокупности своих качеств, шлюпы пользуются повышенной популярностью как среди яхтсменов, так и у чартерных компаний.
Тендер (куттер) – мачта обычно устанавливается на миделе лодки или даже несколько смещается относительно него в корму. Благодаря этому появляется возможность установить вместо одного два (а то и более) передних паруса на раздельных штагах. В зависимости от места крепления первого из них различают:
В качестве компромиссного варианта можно встретить и тендеры с выдвижным бушпритом (обычно на лодках спецпостройки). Подобные конструкции пользуются особым успехом у любителей плавания под генакером.
По возможностям лавировки против ветра тендеры как правило уступают шлюпам. К тому же, возрастающая (за счет суммарной площади передних парусов) нагрузка на мачту требует компенсации в виде дополнительных оттяжек в корму (штагов). Зато к безусловным плюсам тендеров можно отнести:
Кэт (или кат) – характеризуется достаточно мощной безвантовой мачтой, максимально смещенной в нос, а также полным отсутствием передних парусов. Мачта жестко устанавливается в килевом степсе, а дополнительным креплением для нее служит палубная консоль. При всей кажущейся странности подобной конструкции, ничего необычного в ней нет: подобные мачты известны на Востоке уже многие сотни лет (китайские джонки и пр.) Задний (и единственный) парус при этом работает подобно крылу, свободу действия и возможности которого при любых курсовых углах не ограничивает стоячий такелаж.
Именно безвантовая мачта и определяет основные преимущества кэта:
Теоретически, отсутствие передних парусов должно существенно ограничивать способности кэта при острых курсовых углах ветра, однако практика показывает, что при умелом управлении он даже под своим единственным (и притом сильно зарифленным) гротом может уверенно обогнать шлюп или тендер. При попутных же ветрах преимущества кэта над парусниками с классическим вооружением (при сопоставимой длине ватерлиний) становятся еще более очевидными.
Наибольшей популярностью среди современных двухмачтовиков пользуются кеч, йол и шхуна. Они различаются соотношением высоты передней и задней мачт и их расположением.
Кеч – первая (грот-) мачта заметно сдвинута вперед от миделя, а вторая, бизань-мачта обладает меньшей высотой и устанавливается ближе к корме, но перед осью (баллером) руля. Площадь бизани составляет порядка 20-25% общей площади парусов, поэтому наряду с гротом она обеспечивает существенное тяговое усилие. Как и тендеры, кечи могут нести два и более паруса перед первой мачтой (стаксельные кечи). Подобный же треугольный парус (бизань-стаксель или апсель) при необходимости ставится между первой и второй мачтами, чем достигается более полное использование даже самого слабого ветра.
Как правило, паруса второй мачты (бизань) и дополнительный стаксель используются при попутных ветрах, а при плавании круто к ветру их спускают, так что кеч практически превращается в тендер, а то и в шлюп (если идет под одним передним парусом).
К основным преимуществам кечей относятся:
К тому же, достаточно высокая задняя мачта является удобным местом для установки радара, радиолокационного отражателя или ветрогенератора. На некоторых кечах топы мачт дополнительно соединены горизонтальным штагом, на котором удобно размещать радиоантенну.
Правда, установка дополнительной мачты с комплектом парусов и соответствующей оснасткой делает лодки подобного типа заметно дороже, зато управлять ими значительно легче, чем шлюпом или тендером подобных же размеров. Не случайно Бернар Муатесье и Робин Нокс-Джонстон отправились в погоню за Золотым Глобусом именно на кечах, а их легендарные Joshua и Suhaili стали родоначальниками целого семейства яхт, особо востребованных для одиночных океанских гонок.
Азбука судомоделирования
Совокупность всех парусов корабля называют парусным вооружением. Все парусные суда по типу их парусного вооружения делят на суда с прямым, косым и смешанным вооружением.
Прямым или корабельным называют парусное вооружение, в котором прямые паруса являются основными, а косые вспомогательными. Классическим образцом прямого парусного вооружения являлись линейные корабли, имеющие три мачты, и военные корабли меньших размеров — фрегаты, корветы и бриги, а также аналогичные гражданские парусные суда.
Косым называют вооружение, в котором основными являются косые паруса. К ним относятся шхуны, тендеры, кечи, иолы, яхтьг.
К судам смешанного вооружения относятся баркентины и бригантины.
Паруса делятся на два главных вида: прямые и косые.
Прямые паруса
Прямые – те, которые ставятся на реях, прямо перед мачтами. Прямые паруса имеют четырехугольную, прямоугольную или трапециевидную форму и своей верхней стороной крепятся к реям, поднимающимся на мачты и стеньги корабля. Такие паруса устанавливают поперек судна. Нижняя сторона паруса обычно несколько изогнута кверху. С помощью шкотов и галсов ее прикрепляют к нижележащему рею или к палубе судна. Повороты прямых парусов в нужное положение относительно ветра производят вместе с реями при помощи снастей, называемых брасами и закрепленных на ноках реев. Прямые паруса именуют по реям, к которым они прикреплены (фоком, фор-марселем, фор-брамселем, фор-бом-брамселем и т. д.).
В петровские времена и вплоть до конца XVIII в. в носу корабля (на бушприте) поднимали еще два прямых паруса — нижний блинд и бом-блинд. Нижний блинд располагали под бушпритом на блинда-рее, а бом-блинд на бом-блинда-рее, установленном на стеньге бушприта. С конца XVIII в. эти паруса не ставят, а вместо них между фок-мачтой и удлиненным бушпритом (с помощью утлегаря и бом-утлегаря) стали поднимать треугольные косые паруса — кливера и стаксели.
К прямым парусам относятся и добавочные паруса — лиселя, которые добавляют к основным прямым парусам при попутном ветре. Ставят их по сторонам основных прямых парусов на особых рангоутных деревьях — лисель-спиртах, выдвигаемых с реев. Лиселя ставили только на фок- и грот-мачтах (рис. 3).
I — ундер-лисель; II — марса-лисель; III — брам-лисель;
1 — выстрел; 2 — реек ундер-ли-селя; 3 — марса-лисель-спирт;
4 — реек марса-лиселя; 5 — брам-лисель-спирт; 6 — реек брам-лиселя
Косые паруса
Косыми парусами называют такие паруса, которые при перемене курса относительно ветра поворачиваются вокруг одной из своих шкаторин. Косые паруса не симметричны. Имеют много разновидностей.
Косые паруса на кораблях с прямым вооружением разделяют на кливера, стаксели, трисели и апсели. Крепят косые паруса на штагах и леерах или мачтах, гафелях и гиках.
Кливерами называют треугольные передние паруса, которые ставят между фок-мачтой и бушпритом, иногда прямо на штагах или леерах, специально натянутых для них. Кливеров бывает больше чем три. Раньше кливера крепились на специальных леерах и поднимались вместе с ними, но теперь они ставятся, как и стакселя на штагах. Только летучий кливер по-прежнему поднимается на леере. Он считается дополнительным вспомогательным парусом.
1 — кливер;
2— кливер и под ним фока-стаксель;
3 — бом-кливер (впереди), кливер и фока-стаксель;
4 — бом-кливер, кливер, фор-стеньга-стаксель и фока-стаксель.
Отличие между стакселем и кливером, как правило, в расположении нижней шкаторины. Если нижняя шкаторина переднего треугольного паруса расположена над палубой — это стаксель. Если нижняя шкаторина расположена над бушпритом — это кливер.
К косым парусам относится и кормовая косая бизань, расположенная между гафелем и гиком, похожая на гафельный парус-трисель. Однако почти до конца XVIII в. на судах с прямым парусом бизань-мачта несла латинский треугольный парус на рее, подвешенном наклонно к бизань-мачте.
Все косые паруса ставят посередине — вдоль диаметральной плоскости корабля. В зависимости от места установки косые паруса, так же как и прямые, кроме основных наименований имеют свои личные наименования с различными приставками (бом-кливер, грот-стеньга-стаксель, фор-трисель и т. п.).
Названия парусов
Названия парусов соответствую мачтам на которых они расположены, и реям на которых они расположены (пример: на грот-марса-рее – парус грот-марсель). Если на задней нижней реи прямой парус, он называется бизань, а гафельный позади контр-бизань. Если прямого паруса нет, то имя бизань носит гафельный парус.
Элементы парусов
Детали парусов
Прямые паруса состоят из нескольких параллельных полотнищ шарусины, наложенных внакрой и сшитых друг с другом двойным швом (рис. 11 ). Края паруса подгибают и прошивают, поэтому они обычно двойные.
1 — ликтрос; 2 — верхняя шкаторина; 3 — подшивка; 4 — боковые шкаторины; 5 — нижняя шкаторина; 6 — ванты;
7 — боуты; 8 — риф-сезни; 9 — риф-кренгельсы; 10 — кренгельсы риф-талей; 11 — кренгельсы шпрюйта булеяей;
12 — 13 — угловые кренгельсы; 14 — кренгельсы из троса; 15 — кренгельсы с коушем
Вдоль кромок паруса пришивают растительный или гибкий стальной трос, называемый ликтросом. Край паруса называется шкаторина. Верхний край паруса, который привязывают к рею, называют верхней шкаториной, боковые края и нижний край паруса называют боковыми и нижней шкаторинами.
Вдоль нижней или верхней шкаторины нашиваются ленты. Эти ленты называются риф-бант. В них проделываются круглые отверстия – люверсы. В них протягиваются длинные тесемки: плоские плетеные – риф-сезни или круглые, крученые риф-штерты. Когда надо уменьшить площадь косого паруса, его приспускают так, что риф-бант касается гика. Потом риф-штерты завязывают под гиком. Если «рифы берутся» на прямом парусе, матросы подтягивают его к рею и риф-штерты завязывают сверху.
Для укрепления самого паруса в наиболее напряженных местах нашивают полосы парусины. Если они идут параллельно верхней шкаторине, то их называют бантами, а если наискосок, то боутами. На парусе делают риф-сезни (риф-штерты), продетые сквозь пapyc, которые позволяют при свежем ветре зарифлять — уменьшать рабочую площадь паруса. Чтобы укрепить парус в районе крепления риф-сезней, на него параллельно верхней шкаторине (у триселей и бизани — нижней шкаторине) нашивают также полосы парусины — риф-банты с отверстиями (риф-гатами). Чтобы риф-мезень не выскочил из риф-гата, на него с обеих сторон паруса делают по узлу. Риф-бантов на парусе может быть несколько рядов, поэтому у паруса можно брать несколько рифов. При уборке скатанный парус, положенный на рей, крепят небольшими кончиками, так называемыми обносными сезнями, в свою очередь, привязанными к лееру рея. На боковых шкаторинах паруса, напротив риф-бантов, ставят риф-кренгельсы (петли), через которые проводят концы (гордени), с помощью которых парус подтягивают к рею при взятии рифов.
1 — рей; 2 — верхняя шкаторина паруса; 3 — леер рея; 4 — люверсы; 5 — реванты; 6 — ноковый кренгельс;
7 — бензель нокового кренгельса; 8 — ликтрос
При взятии рифов парусину между реем и соответствующим риф-бантом закатывают и получившийся рулон паруса подвязывают к рею риф-сезнями.
На парусах делают еще ряд кренгельсов — кренгельс риф-талей и кренгельс для шпрюйта булиней, а также угловые кренгельсы в ноковом и шкотовом углах. Кренгельсы представляют собой кольца или петли на шкаторинах или заделанные в ликтрос. Кренгельсы могут быть простыми (из троса) или с коушем. Шпрюйтами булиней называют группу тросов, заделанных в нижней части паруса и соединенных в один трос-булинь. Сам булинь предназначается для оттягивания передней боковой шкаторины прямого паруса, чтобы судно могло идти более круто к ветру.
Шкот ввязывают в нижний угол паруса. Какой парус, такое и название у шкота (например: стаксель-шкот). Иногда шкоты привязывают не прямо к парусу, а крепят на гике, к которому шнуруется нижняя кромка паруса (гика-шкот). Шкот служит для управления парусами или для притягивания нижних углов паруса к рангоуту (у прямых парусов).
Чтобы поворачивать реи (и тем самым ставить паруса в нужное положение), используются брасы. Они крепятся к нокам реев, а потом через блоки идут вниз. Брасопить реи – повернуть рей в нужное положение с помощью брасов. У брасов в названиях есть приставки из названий реев, к которым они прикреплены.
Фал – снасть для подъема парусов, частей рангоута, а так же флагов, сигналов и разных корабельных предметов.
Топенант – снасть для поддержания ноков подвижного рангоута.