Современная электронно-вычислительная техника расширила возможности конструкторов яхт в выборе оптимальных элементов проекта для предполагаемых условий плавания. Именно к помощи ЭВМ и прибегнул известный конструктор Брюс Фарр, получив от Швейцарского океанского гоночного клуба (оказывается, есть и такой в стране, расположенной в 1000 км от берега океана!) задание на разработку проекта «макси»-яхты для участия в IV гонке WRWR. Была составлена программа, в которую вводились данные о предполагаемых метеоусловиях на трассе, продолжительности хода яхты на различных курсах относительно ветра, данные основных элементов 12 вариантов проекта, позволяющих получить расчетные полярные диаграммы скорости судна. В результате ЭВМ рекомендовала вариант яхты, который одержал победу над остальными одиннадцатью соперниками этой «электронной гонки». Как оказалось впоследствии, прогноз, данный компьютером, оправдался, разумеется, не без помощи квалифицированного экипажа «ЮБС Свитзерланд».
В кругосветных гонках по маршруту WRWR примерно 25—30% пути яхты проходят в крутой бейдевинд, 40—55% — в фордевинд и полный бакштаг и 20—30% — курсами от полного бейдевинда до бакштага. Таким образом, главная ставка должна делаться конструктором на достижение высоких ходовых качеств судна при плавании полными курсами, но не следует упускать из виду и его способность лавировать, особенно при слабых ветрах, которые занимают обширную область близ экватора. Соответственно этой концепции и развивался тип «спринтера» третьего поколения, если брать за начальную точку отсчета ветерана кругосветных гонок «Грейт Бритн II» (см. «КиЯ» №62).
«Макси»-яхта конца 80-х годов значительно легче, уже по ватерлинии и плоскодоннее своих предшественниц. Корпуса имеют меньшую смоченную поверхность, большую осадку килем и несут относительно большую площадь парусности. Характерные черты обводов можно увидеть, например, на чертеже яхты «Кот д’Ор», проект которой разработан французскими конструкторами Мишелем Жубером и Бернаром Нивелтом. Это — сильно заостренные в носу и полные в корме ватерлинии, плоские участки днища близ киля по всей длине корпуса, существенно меньшая ширина по ватерлинии, чем по палубе, пологие линии батоксов в корме с низко опускающимся к КВЛ «обратным» транцем. Такие обводы обеспечивают переход яхты от водоизмещающего плавания в режим серфинга, когда ее скорость может существенно превысить предел v=3√
Почти у всех «макси» перед балансирным или полубалансир-ным рулем можно обнаружить «гребень» — небольшой выступ на днище, направляющий поток воды на верхнюю часть руля и препятствующий вентиляции его поверхности со стороны разрежения. Благодаря этому современные «макси» в меньшей степени подвержены брочингу, чем яхты 70-х годов.
Длина по ватерлинии «макси»-яхт стремится к своему пределу 19,5—20 м при общей длине 23,5—25 м. Давно ушли в прошлое длинные свесы оконечностей, достигавшие 20—25% наибольшей длины яхты. Ведь каждый дополнительный фут КВЛ — это снижение относительной скорости (числа Фруда), а значит и волнового сопротивления воды движению судна на предельных скоростях. На приводимом чертеже, как и в проектах Фарра, даже применен клиппер-штевень, позволяющий укоротить носовой свес без ущерба всхожести судна на волну.
Плавниковые кили стали заметно меньше по площади, но эффективнее за счет применения более совершенных гидродинамических профилей. На яхтах Фарра они превратились в литые бульбкили, причем нижняя часть, где сосредоточен основной вес балласта, является гидродинамической шайбой, препятствующей перетеканию воды через кромку в область пониженного давления. Повысилась и остойчивость яхт как за счет большего углубления киля (осадка «ЮБС» на 1,2 м больше чем «Грейт Бритн II»), так и облегчения корпуса и всего оборудования яхты.
Малое водоизмещение яхты относительно ее длины по КВЛ — один из основных ключей к достижению скорости. Применение современных материалов и конструкции позволяет снизить вес «макси»-яхты на 5—7 тонн. Типичной уже стала композитная конструкция корпуса с силовым набором из легкого сплава и трехслойной пластмассовой обшивкой, несущие слои которой армированы высокопрочными полиамидными тканями типа кевлар и волокнами углерода, а заполнителем служит легкая древесина бальзы, пенопласт либо алюминиевая сотовая конструкция. На «Лайон Нью Зиланд» например, силовой набор корпуса представлял собой сваренные в одно целое алюминиевые днищевые цистерны, шпангоутные рамы, усиленные флоры и стрингера. В носовой части эта конструкция обеспечивала восприятие громадного осевого усилия от мачты, а в корме включала в себя гельмпорт для титанового баллера руля диаметром 145 мм. Вес металлической конструкции составил около трех тонн; общая толщина обшивки со средним слоем из бальзы — 46 мм.
Конструкторы крупных яхт давно отказались от двухмачтовой оснастки. Поэтому особую проблему составляет обеспечение общей продольной жесткости корпусов, чтобы под нагрузкой от штагов они не давали прогиба. В противном случае ослабляется натяжение штагов, хуже работают паруса, возможной становится поломка мачты. На «Лайоне» эту проблему решили установкой по всей длине яхты двух продольных переборок также трехслойной конструкции. Переборки надежно связаны со шпангоутами, в образующихся мини-отсеках длиной по 2 м удобно разместились койки для экипажа, штурманская рубка, бытовое оборудование и т. п.
Однако «Лайон» имел не самое малое водоизмещение среди участвовавших в IV WRWR. Более легкая конструкция была применена на «ЮБС», где вместо бальзы был использован алюминиевый сотовый материал «Аэровеб», используемый для создания легких авиационных конструкций. Вес обшивки 24,3-метровой яхты оказался равным всего 1200 кг, так что не составило труда после изготовления корпуса в Швейцарии погрузить его целиком в транспортный самолет и доставить на берег моря — в Монако, где были установлены 13-тониый бульбкиль и мачта.
Оригинальный способ постройки корпуса яхты «Энтерпрайз» применил Дигби Тейлор (он же был капитаном яхты в гонке). Его задачей было избавиться от традиционных соединений секций корпуса и палубы, а также сделать монолитную пластиковую конструкцию. Для осуществления этих целей был изготовлен деревянный болван корпуса, в котором предусматривались 15 углублений для образования кольцевых шпангоутов. Формование корпуса начиналось с укладки в эти углубления полотнищ из кевлара и углеволокна, заранее пропитанных эпоксидным связующим. Каждый шпангоут армировался 38 слоями. Затем в углубления подгоняли и ставили на связующем пенопластовый заполнитель шпангоутов и приступали к формованию внутреннего слоя обшивки. Он состоял из двух диагонально друг к другу уложенных слоев полос кевлара, заранее пропитанных связующим, и двух слоев ткани, укладываемых вдоль киля. Диагональные слои укладывались методом намотки на вращаемый в кантователе болван.
После этого уже поверх внутреннего слоя на связующем же накладывали плиты пенопластового заполнителя «Дивинцелл» и обжимали его по корпусу при помощи «вакуумного» мешка — прорезиненного полотнища с герметично заделанными кромками, которое накладывали поверх пенопласта. При удалении из пространства между мешком и корпусом воздуха ткань плотно прижала пенопласт к внутреннему слою обшивки.
Наружный слой формовался подобным же образом из пяти слоев кевлара. В местах, испытывающих значительные нагрузки, укладывались дополнительные слои, а для крепления киля в корпус заформовывались усиленные флоры. По окончании работ рабочие проникли внутрь болвана через транец и разобрали болван.
Изготовленный таким образом корпус «Энтерпрайз» весил 4080 кг или 15 % водоизмещения яхты.
Трехслойную конструкцию обшивки имели и корпуса «Кот д'Ор» и «Драм», на которых во время шторма произошло расслоение корпуса в носовой части. Проведенные в Кейптауне исследования при помощи ультразвука показали, что скорее всего это явилось технологическим дефектом и слишком большой площадью панелей обшивки, не подкрепленных набором. Во всяком случае на других судах подобных нарушений целостности обшивки не произошло.
Гонщики отказались от мысли, что они выходят в океан для отдыха и восстановления сил после земных забот. Они убедились, что гонка — это дни изнурительной работы, затраты энергии, которые не в состоянии компенсировать никакой комфорт на борту. Сменившись с вахты, каждый стремится лечь в сухую и удобную койку. Немного тепла, хорошая пища, возможность обсохнуть — вот, пожалуй, и все желания, которые испытывает любой член экипажа «спринтера». Поэтому на борту современной гоночной яхты гораздо более спартанские условия пребывания, чем были несколько лет назад. Все подчинено одной и той же цели — снизить до минимума водоизмещение.
Непременным условием является наличие для каждого своей койки. Они располагаются (иногда — в два яруса) в кормовой части яхты, где меньше ощущается качка и удары воли, во время отдыха не беспокоит топот ног по палубе.
Вся носовая часть корпуса полностью отводится под паруса. «Гардероб» яхты весьма обширен — на «Лайоне», например, он состоит из 28 парусов плюс запасной грот и несколько дублирующих стакселей. Каждый парус, сшитый из толстого дакрона, укладывается в длинную «колбасу» для удобства работы с ним на палубе. Поэтому все подпалубное пространство на ходу оказывается забито этими «колбасами».
Камбуз обычно объединяется с небольшой столовой. При общей численности экипажа 15—20 человек совсем необязательно сразу всем садиться за стол. Обедать в море удобнее повахтенно, поэтому конструкторы стараются не загромождать каюту столом и диванами.
В кормовой части — непосредственно близ кокпита рулевого выделяется достаточно просторная штурманская рубка, в которой помимо стола для карт располагается «электронное сердце» яхты. Оно, так же как и обеспечение жизнедеятельности экипажа, требует довольно больших затрат электроэнергии. Поэтому помимо генератора, приводимого во вращение главным двигателем, устанавливают обычно вспомогательный дизель-генератор мощностью около 20 кВт. Он обеспечивает бортовую электросеть напряжением 230, 24 и 12 В. Самое высокое используется для работы опреснителя морской воды, камбузной плиты, холодильника и системы воздушного отопления помещений (в «ревущих сороковых» эта система работает на полную нагрузку!). Считается нецелесообразным нести в цистернах тонны питьевой воды, когда можно добыть ее из океана, затратив в несколько десятков раз меньшее количество дизельного топлива. Также нецелесообразно становится использовать газ для приготовления пищи для большого числа людей, хотя пара резервных баллонов с газом имеется на каждой яхте. Электроэнергия используется и для приготовления горячей воды.
Кроме генераторов питание бортовой сети освещения и приборов осуществляется от аккумуляторных батарей. Их емкость достигает 750 а·ч.
Главные двигатели на «макси»-яхтах — обычно дизели мощностью 100—150 л. с. — устанавливают под кокпитами. Они работают на гребные винты с лопастями, которые разворачиваются при плавании под парусами во флюгерное положение.
До последнего времени большинство гонщиков предпочитает оснастку с топовыми стакселями, которая по сравнению с другими типами (шлюп 7/в или 3/4) имеет определенные преимущества. Главное — это возможность в широких пределах варьировать площадь передних парусов в зависимости от силы ветра, а на полных курсах в слабый ветер ставить большой спинакер (на «Лайоне» его площадь составляет 453 м2, площадь самой большой генуи — 208 м2. Однако при обмерной площади парусности около 250 м2 рангоут и такелаж получаются довольно большого сечения и занимают в весовой нагрузке яхты немалую долю. Так 32-метровая мачта «Лайона» имеет овальное сечение алюминиевого профиля с осями 550X195 мм. Она подкреплена четырьмя рядами краспиц и такелажем из стальных прутков, разрывное усилие которых достигает 50 т для основных вант и штагов и 13,6 т для верхнего такелажа. Вместе с такелажем мачта весит 1600 кг. Для регулирования натяжения стоячего такелажа и наклона мачт используются два гидравлических домкрата, установленных под шпором мачты и создающих усилие по 30 т каждый.
Представление о средствах палубной механизации — шкотовых и фаловых лебедках, блоках и т. п. дают приводимые здесь эскизы. На большой яхте может быть до 20 лебедок. Самые мощные имеют до 6 скоростей вращения барабанов и позволяют объединить усилия восьми человек на один барабан. Приводятся они рукоятками, установленными на пьедесталах (яхтсмены их называют «кофейными мельницами»). Нередко используется гидравлический привод лебедок, так же как и гидравлические устройства для натяжения галсов парусов.
В выборе оптимального курса и настройки парусов капитаны «спринтеров» полагаются уже не на интуицию, а на помощь бортовых электронных приборов. Существующие серийные малогабаритные компьютеры имеют 32 канала для ввода информации о параметрах движения яхты, скорости и направлении ветра, динамических характеристиках судна при изменении настройки и т. п. Обработанная в ЭВМ, эта информация поступает на дисплеи, установленные в штурманской рубке, в кокпите рулевого и команды (их число на яхте доходит до двадцати). Решать навигационные задачи помогают спутниковые системы «Сатнав», электронные лаги и эхолоты. Три бортовых радиостанции позволяют вести устойчивую связь в различных волновых диапазонах практически с любой точкой земного шара и с ближайшими судами.