Испытания модели яхты с бульбкилем

Яхтсменами секции парусного спорта Киевского института гражданской авиации в содружестве с сотрудниками Института гидромеханики АН УССР проводятся исследования моделей яхт с бульбовым носом. Окончательные результаты этой работы будут опубликованы в одном из ближайших номеров сборника, а пока мы можем познакомить читателей с некоторыми предварительными выводами и фотографиями моделей.

Как показали испытания, бульбовая наделка на форштевне дает эффект уменьшения волнового сопротивления воды движению яхты при Достижении определенной скорости.

Коэффициент общего сопротивления для модели без бульба С_{х о} и с бульбом С_{х об} может быть представлен в виде:


где
С_{х тр}, С_{х р} и С_{х в} — соответственно коэффициенты сопротивления трения, профильного и волнового;
Ω — смоченная поверхность корпуса яхты;
ΔΩ — поверхность бульба;
— площадь погруженной части мидель-шпангоута;

D, L — водоизмещение яхты и длина корпуса по ватерлинии.

Рассмотрим разность С_{х о} — С_{x об} полагая, что профильное сопротивление при установке бульба не изменяется:


Представляет интерес скорость, при которой С_{х б}=0, поскольку выше этого знамения общий коэффициент сопротивления становится отрицательным, т. е. сопротивление корпуса уменьшается за счет применения бульба.

Приравнивая правую часть уравнения (2) нулю, получаем критическое соотношение коэффициентов сопротивления трения и волновой добавки


или критическое значение площади бульба


Таким образом, чем больше водоизмещение, тем большую площадь может иметь бульбовая наделка; чем длиннее яхта, тем относительно меньше должен быть бульб.

При исследованиях и обработке экспериментальных данных следует за безразмерное значение площади бульба брать соотношение:


Анализ показывает, что, если яхта может достигать критической скорости, при которой бульб дает выигрыш в сопротивлении при испытаниях без дрейфа, т. е. при ходе с углом дрейфа до 5—6°, гидродинамическое качество такого корпуса возрастает и лавировочные свойства улучшаются.

Наличие бульба приводит к необходимости расчета центровки яхты, исходя из существенного смещения вперед центра бокового сопротивления. На фото видно одно из решений вопроса центровки. Испытания двухкилевой яхты в бассейне под парусами показали, что такое решение верно, но не лишено недостатков с точки зрения управляемости и потери хода на повороте.

Все размышления и исследования приводят к следующему выводу. Чисто крейсерская парусная яхта либо моторно-парусная яхта несомненно будут выигрывать при установке бульба; крейсерско-гоночная и гоночная яхты будут с бульбом проигрывать обычной яхте на поворотах и выигрывать на длинных галсах. Теоретически возможен компромисс — убирающийся бульб; предложить его конструкцию — дело изобретателей.

В ближайшее время надеемся провести испытания яхты с бульб-килем уже в натуральную величину: в мастерских Херсонского яхт-клуба заканчивается строительство «полутонника» по нашему проекту.