Этот швертбот, названный конструкторами "Фазер 2"1, отличается от своих традиционных собратьев значительно меньшим весом, иным, непривычным глазу дизайном и оригинальной парусной техникой. Сочетание этих трех факторов приводит, по мнению авторов проекта, к созданию совершенно новой концепции — ультралегкого глиссирующего парусника.
Приводим ниже рассуждения германских изобретателей по этому поводу.
В своей книге "Скорость" У. Стансю так описывает переход виндсерфера к глиссированию: "Скорость внезапно увеличивается, парус отходит назад, доска начинает вибрировать и выстукивать короткие стаккато над волнами. Кто хоть раз испытал чувство, возникающее при глиссировании, не забудет его никогда..."
За этими почти поэтическими строками скрывается описание сложного физического процесса, определяющего одно из самых замечательных свойств, проявляющихся при движении на воде — глиссирования. Оговоримся сразу — глиссирование швертботов проявляется иначе, нежели у виндсерфера. Ведь обладая существенной массой, швертботы, как правило, могут достигать только переходного к глиссированию состояния — идти в т.н. переходном режиме. Для большинства из них настоящее глиссирование начинается лишь при скорости 25-30 км/ч в зависимости от собственной длины (и чем они больше, тем большая скорость необходима). Сказав это, можно сделать пред верительный вывод: чтобы глиссирование для швертботов стало такой же реальностью, как и для виндсерфера необходимо строить их иначе — меньшего веса, другой формы и с иным парусным вооружением. Итак, по по рядку...
Как показывает практика, для того чтобы привести судно к глиссированию, требуется движущая сила составляющая не менее 10% от веса рассматриваемого объекта. Речь конечно же, идет о в принципе глиссирующих поверхностях. Это во многом определяет и максимальный вес проектируемых парусников. Так, швертбот в состоянии глиссировать, имея максимальную массу 100-120 кг (плюс собственный вес яхтсмена). Для достижения вышеуказанных значений движущей силы применимы два варианта действий: увеличение площади парусов и (или) уменьшение веса швертбота. Разработки в области яхтостроения пятилетней давности обозначили общую тенденцию к увеличению парусности. Компенсировать возрастающие при этом кренящие нагрузки возможно, увеличивая плечо восстанавливающего момента, создавая дополнительные конструктивные возможности для откренивания — например, откидные доски, как у американца К. Радиуса в его проекте швертбота "Радиус-4.8" (см. "КиЯ" №156, 1992 г. — прим.ред.). Как ни печально, движение по этому пути приводит к усилению отрицательного фактора — увеличению общего веса корпуса швертбота.
Для "Фазера 2" принципиальным является вопрос облегчения конструкции. Как показали обширные испытания, при глиссировании движение требует значительно меньших затрат энергии, чем в водоизмещающем и переходном режимах. Разница всего в несколько килограммов в таком случае при слабом ветре может оказаться существенной для поддержания глиссирования. В собранном состоянии "Фазер 2" весит менее 30 кг, тогда как обычные швертботы — 60-80 кг. Приводимая здесь таблица показывает зависимость значений скорости начала глиссирования от веса яхтсмена и силы ветра (по данным журнала "Surf Magazine" 8/92).
Остановимся теперь на форме корпуса. Даже виндсерферу, формы которого выверены и отточены десятилетиями эксплуатации, не всегда легко бывает выйти на глиссирование. Что уж говорить о швертботах, подводная часть коих существенно отличается от обводов парусной доски. Они, как правило, не имеют реальной возможности глиссировать и ищут свое счастье в состоянии где-то между водоизмещением и глиссированием. Не то — "Фазер 2". Он сконструирован уже без привычного чашкообразного кокпита. Подводная его часть спроектирована в форме серферной доски, чем во многом обусловлена легкость его перехода к глиссированию. Боковые конструктивные "крылья" не только образуют удобные сидячие места, выгодную позицию для откренивания, но также придают дополнительную остойчивость при крене и в целом увеличивают плавучесть швертбота. Все это позволяет существенно увеличить площадь парусов и при этом делает "Фазер 2" необычайно привлекательным даже для новичков.
Сделаем еще один принципиальный вывод: при поступательном движении наклон паруса назад увеличивает тягу. Виндсерфисты, давно установившие этот факт, дают ему такое объяснение: на парусе, который при наклоне превращается по сути из вертикального стоящего крыла в дельтакрыло, образуется т.н. дельтавидный вихрь, увеличивающий разницу давлений на наветренной и подветренной шкаторинах паруса-крыла. (Кроме всего прочего, наклон паруса назад уменьшает зазор между нижней кромкой паруса и поверхностью доски, тем самым уменьшая перетекание потока на подветренную сторону паруса и в целом улучшая аэродинамические качества системы — Прим. ред.).
Положительные свойства серфингового вооружения, которые по техническим причинам не могут быть использованы на обычных швертботах с жестко закрепленным рангоутом, реализуются на "Фазере 2". Наклоненный назад парус уже является не простой вертикальной поверхностью, местом приложения горизонтальной тяги, на нем образуется вертикальная аэродинамическая составляющая, которая, вытягивая лодку из воды, существенно компенсирует вес глиссирующей конструкции. В виндсерфинге этот принцип используется очень давно. Гонщик, разгружая доску, переносит свой вес на парус, буквально повисая на гике, заваливая мачту на ветер. Наконец, наклон паруса назад не только приводит к увеличению тяги, но и при высокой скорости движения уменьшает сопротивление самого паруса. Последнее утверждение можно проиллюстрировать примером из живой природы, вспомнив, как птицы при скоростном полете складывают крылья назад. Все сказанное о свойствах наклонного паруса в полной мере относится к швертботу "Фазер 2".
Следует все же заметить, что крепление рангоута на "Фазере 2" несколько сложнее, чем на виндсерфере — мачта имеет дополнительные крепежные дуги, фиксирующие ее положение на корпусе. Для облегчения управления швертботом проведены шкоты, кроме того, яхтсмен имеет возможность в случае необходимости использовать трапецию для откренивания.
Сделаем выводы
Нетрадиционный подход, который привел к созданию новой модели глиссирующего швертбота, позволяет по-новому взглянуть на принципиальный вопрос о путях наилучшего использования энергии ветра при движении под парусом. Наблюдаются два очевидных направления — экстенсивное, когда происходит попытка перекрыть возможно большее сечение воздушного потока и, следовательно, увеличивается площадь парусов, и интенсивное. Во втором случае изобретаются все новые и новые способы достижения более высокой скорости без увеличения парусности. На самом деле, пожалуй, трудно себе представить швертботы с еще большей нагруженностью парусами и более развитой системой для откренивания, чем у австралийских швертботов типа Skiffs, которым многие пророчат хорошее будущее. Возможно, все-таки ультралегкие парусники имеют больший шанс к развитию. Тем более, что на примере "Фазера 2" можно увидеть и еще более далекие перспективы. В частности, если удастся путем уменьшения веса, оптимизации формы корпуса и улучшения парусной техники выводить швертбот на глиссирование и достигать скорости 50-60 км/ч, то начнет играть существенную роль аэродинамика корпуса. Аэродинамически правильно сконструированный корпус мог бы значительно (на 10%) скомпенсировать общий вес. Аэродинамическая разгрузка в этом случае составила бы 10-20 кг, что, конечно, повышает скоростной потенциал. Так что путь по направлению к ультралегким парусникам выглядит весьма обещающим...
Немного о самом швертботе "Фазер 2"
Корпус "Фазера 2" представляет собой сэндвичевую конструкцию, изготовленную на базе полимерных материалов.
Длина швертбота — 3.35 м, ширина — 1.55 м, вес — 25 кг. Используются рангоут и парус виндсерфера, площадь паруса 8-12 м2.
"Фазер 2" необычайно остойчив, его очень тяжело опрокинуть, но даже в этом случае швертбот легко ставится на ровный киль. "Фазер 2" легко перевозится на крыше автомобиля и хорошо управляем на воде.
Примечания
1. Цифра 2 в названии означает, что швертбот является второй разработкой коллектива после уже опробованного и прижившегося в Германии надувного резинового "Фазера 1".