Рекомендации, выработанные ка основе опыта лучших иностранных и советских спортсменов-воднолыжников, содержатся в статье Ю. Жукова и В. Сафарова, продолжающей нашу серию публикаций, посвященных вопросам подготовки к выступлениям на классической дистанции воднолыжного многоборья.
Информация о матчевой встрече водномоторников городов-героев знакомит с результатами, показанными нашими ведущими гонщиками в первом большом соревновании сезона.
Когда я в 1959 г. впервые выиграл Чемпионат страны, мои познания в отношении работы рангоута коротко сводились к следующему. Я считал, что применение гибкой мачты дает возможность регулировать полноту паруса. Хорошо, когда мачта упругая, легкая. И почему-то перед тем как мачта ломается в нижней части, скорость судна на лавировке бывает очень высокой.
Отсутствие глубоких знаний в этой области явилось одной из причин поражении и нестабильных результатов. Так было на Черноморской регате весной 1960 г. Та самая мачта, которая предыдущей осенью прекрасно сочеталась с парусом и помогала развивать высокую скорость на лавировке в широком диапазоне ветров, вдруг превратилась в свою противоположность. Поведение судна стало неузнаваемым — обычно мягкое прохождение волны сменилось резкими ударами.
Беда же была в том, что зимой мачта хранилась близко у печки и пересохла. Меня в то время радовал только тот факт, что она стала намного легче, а о влиянии состояния древесины на гибкость мачты я не задумывался. Сменив эту мачту на простую серийную, я уже через три недели показал хорошие результаты на XII Балтийской регате.
Конечно, это был не единственный просчет при подготовке и настройке рангоута. Я просматриваю записи в дневниках и вижу как на ладони многие свои ошибки. Хотелось бы предостеречь от них других гонщиков.
Оценка изгиба мачты
Отсутствие стоячего такелажа затрудняет контроль степени и характера изгиба мачты, который зависит от ее жесткости и прежде всего от размеров и формы поперечного сечения. В основном изгиб происходит в продольном направлении. Под действием ветра и нагрузки, передаваемой через шкоты и оттяжки, мачта и гик изгибаются, делая парус более плоским. Любая мачта изгибается и в поперечном направлении, что ослабляет натяжение задней шкаторины, уменьшает кренящий момент (и, кстати, облегчает откренивание швертбота). Существуют и другие причины, вызывающие изгиб рангоута, например, волны.
На рисунках схематически изображены характерные виды изгиба мачт в продольном направлении (рис. 1) ив поперечном (рис. 2). Условно дадим названия разным видам изгиба: равномерный (а), изгиб от палубы (б) и изгиб топа мачты (в).
Характер изгиба влияет на ходовые качества судна не меньше чем степень гибкости мачты. Например, парус на мачте определенной жесткости с равномерным характером изгиба в продольном направлении будет развивать определенную аэродинамическую силу тяги. Этот лее парус на мачте топ лее жесткости, но с изгибом от палубы будет развивать большую силу тяги, так как парус, делаясь более плоским в нижней части, сохраняет большую полноту в средней и верхней. Но увеличение силы тяги паруса будет сопровождаться и увеличением кренящих сил. В условиях тихих и средних ветров, когда откренивание не вызывает трудностей, увеличение тяги паруса за счет изгиба мачты ближе к палубе является надежным резервом повышения скорости, особенно на акваториях, где сила волнения превышает силу ветра. Продольный изгиб мачты от палубы хорошо амортизирует воздействие волны на ход судна и создает лучшие условия для работы паруса. Этими качествами обладает и мачта, надломленная внизу (перед тем как окончательно сломаться). Если ветра больше, чем волны, увеличение подобным способом аэродинамической силы тяги, развиваемой парусом, не даст заметного положительного эффекта, а в условиях свежего ветра отрицательно скажется на скорости лавировки. В данном случае более эффективным будет продольный изгиб топа мачты, при котором верх паруса становится более плоским. Во всех перечисленных случаях продольного изгиба подразумевалось, что величина и характер поперечного изгиба были постоянными.
Как уже говорилось, поперечный изгиб мачты ослабляет натяжение задней шкаторины, которая, распрямляясь, уменьшает давление ветра на заднюю часть паруса и величину силы, вызывающей креп. Чем чиже мачта изгибается в поперечном направлении, тем больше расслабляется задняя шкаторина паруса, тем меньше величина аэродинамической силы, развиваемой парусом, и тем легче откренивать швертбот.
Изгиб .мачты в одном и том же месте, но в разных направлениях, по-разному влияет на поведение судна.
Если, например, изгиб мачты от палубы в продольном направлении увеличивает силу тяги паруса (по сравнению с равномерным или изгибом топа мачты), то изгиб от палубы в поперечном направлении, наоборот, уменьшает ее. Наибольшее распространение и признание получили мачты, изгибающиеся в продольном направлении равномерно или от палубы.
Определить, как гнется мачта, можно на глаз, покачав ее за топ, когда шпор лежит на земле, или туго выбрав гика-шкот, когда парус поднят. Но только очень опытный гонщик может дать правильную оценку мачте, да и он, когда дело касается подготовки к ответственным соревнованиям, обычно обращается к записям предыдущих измерений.
Какие же измерения наиболее полно характеризуют работу рангоута?
Я измерял величины прогиба мачт в продольном и поперечном направлениях при действии на мачту сосредоточенной нагрузки весом в 20 кг. Кроме того, замерял наружные габариты сечений мачты.
Измерения за десять лет, записанные в дневник и проверенные на практике, помогли мне в короткий срок перед XIX Олимпийскими играми правильно настроить мачту. Если па парусе и корпусе, которые разыгрывались жеребьевкой за неделю до первой гонки, не разрешалось производить никаких работ, влияющих на ходовые качества судна, то мачту можно было строгать, наклеивать, т. е. задавать ей нужную характеристику в отношении продольного и поперечного изгибов. Без преувеличения можно сказать, что подготовка мачты была одним из решающих факторов в настройке швертботов. Неумение выбрать оптимальные характеристики работы мачты в продольном и поперечном направлениях, отвечающие условиям акватории, сразу лишало гонщиков шансов на успех.
В настоящее время существует несколько способов измерения изгиба мачты, отличающихся величиной и местом приложения груза.
Все эти варианты преследуют одну общую цель — дать оценку работы рангоута в математических величинах.
Измеряемая мачта устанавливается на две опоры у марок на топе и в районе оковки пяртнерса (рис. 3) при измерении продольного изгиба и пазом в сторону — при измерении поперечного изгиба. Со стороны лик-паза по бокам мачты наносятся метки, которые разделяют расстояние в 5700 мм между марками на отрезки, как это показано на рисунке.
В точках 1, 2, 3, 4, 5 замеряются, по отношению к шпагату, натянутому между ннжнен кромкой верхней марки и верхней кромкой оковки пяртнерса, стрелки продольного (X1, X2, X3, X4, X5) и поперечного (Y1, Y2, Y3, Y4, Y5) изгиба.
Далее в тех же точках замеряют поперечное сечение мачты, от величины я формы которого зависит ее изгиб. Величины, характеризующие продольный изгиб, т. е. расстояния между передней и задней кромками мачты в местах измерений, назовем A1, A2, A3, A4, A5; а величины, характеризующие поперечный изгиб, т, е. расстояния между боковыми кромками мачты — B1, B2, B3, B4, B5.
В таблицах представлены результаты измерений семи мачт, с которыми я успешно выступал на всесоюзных и международных соревнованиях. Дать абсолютно точные рекомендации относительно величин поперечного сечения и прогибов невозможно, так как рангоут делается из разных материалов, да и паруса различны по своим характеристикам, однако принципы работы мачты имеют очень много общего, и приведенные данные помогут разобраться в них.
Для участия в «Золотом кубке» (неофициальном чемпионате мира) 1963 г. «Финны» были отправлены в Голландию теплоходом за месяц до гонок и получить их обратно можно было только осенью. А мне тем же летом предстояло выступать на Чемпионате СССР. Для этого готовился второй «Финн» и новая мачта.
Мачта 1, с которой я выступал в Голландии, сделанная из спруса на Таллинской верфи спортивного судостроения, не имела ни одного пустотелого участка. Я стремился сделать ее как можно более гибкой, о чем красноречиво говорят характеристики максимального продольного изгиба — 23 см и поперечного — 17,7 см. В продольном направлении изгиб был равномерным, а в поперечном представлял собой нечто среднее между равномерным и изгибом от палубы. Вес мачты (11 кг) на 0,5 кг превышал максимальный.
Гонялся я под парусом с равномерным серпом по передней шкаторине глубиной около 20 см. Результатом первого участия в таких крупных соревнованиях было пятое место, причем по сумме всех гонок результат был вторым.
Единственным недостатком швертбота, как мне тогда казалось, было отсутствие крутизны на лавировке в средний ветер. Отчасти это можно было отнести к просчетам в технике управления, но спустя два года я выяснил, что виной всему была чрезмерно мягкая мачта.
Мачту 2 делали в основном по образцу мачты 1, но, так как Чемпионат страны проводился в почти речных условиях Каунасского водохранилища, максимальный продольный изгиб был уменьшен до 19 см, а поперечный — до 16 см. Гонки я выиграл.
Большинство других гонщиков применяло мягкий рангоут с изгибом в продольном направлении до 24 см. Излишне гибкими оказались многие мачты и в поперечном направлении (на некоторых швертботах даже сильнее, чем в продольном). Большинство мачт было круглого или грушевидного сечения.
В следующем году, гоняясь с мачтами 1 и 2, я занял десятое место в соревнованиях на «Золотой кубок» и пятое место на Варнемюндской регате — скорость и крутизна па лавировке были недостаточны для успешного выступления при широком диапазоне ветров. Если на наших швертботах стояли мачты круглого или слегка овального сечения, то у многих зарубежных яхтсменов сечение мачт представляло овал, вытянутый в поперечном направлении, что обеспечивало более стабильную скорость.
В 1965 г. я решил делать мачту более жесткой. Одновременно на повестку дня встал вопрос общефизической подготовки: откренивать «Финн» с жесткой в поперечном сечении мачтой намного трудней, чем с мачтой круглого сечения.
Мачта 3 отличалась большой поперечной жесткостью — максимальный изгиб сократился до 9.2 см. В продольном направлении она имела равномерный изгиб, а в поперечном работала очень необычно, «колом». Казалось, что мачта вообще не гнется в сторону. Но результаты, показанные на Чемпионате мира 1965 г. в Польше (четвертое место) и на первенстве Европы в Португалии (второе место), говорили сами за себя.
И все же добиться стабильной скорости не удавалось. Когда ветер ослабевал, корпус при прохождении волны сотрясался от резких ударов, задняя шкаторина паруса сильно заворачивалась на ветер.
Первым, кто решил эту задачу, был бразилец Брудер, который в 1966 г. привез на Чемпионат мира во Францию первые образцы своих впоследствии знаменитых мачт. Эти мачты, как и мачта 3, обладали большой жесткостью, однако отличались необычно сильным утоньшением в точке измерения 5. Результаты, показанные бразильцем на Чемпионатах мира и Европы, отличались завидной стабильностью и именно им были завоеваны серебряные медали па обоих первенствах.
Результаты Черноморской и Балтийской регат 1967 г. поколебали веру в мачту 3. Новая мачта была сделана из спруса и состояла из двух частей. Небольшой участок внизу был сделан пустотелым. Эта мачта отличалась большой мягкостью продольного изгиба в точке первого измерения (X1=48% максимального изгиба). Результат в тихий ветер стал более стабильным. Если в Балтийской регате 1967 г. я занял седьмое место, то на всех последующих соревнованиях (с мачтой 4) результат был намного выше. На Чемпионате мира в Финляндии я стал вторым призером.
Под №5 в таблицах представлена одна из мачт Брудера, которые сейчас пользуются репутацией лучших в мире. Однако нужно иметь в виду, что у каждой отдельной мачты — свои характеристики изгиба. Задача гонщика — довести эти характеристики до желательных величии.
Сравнивая мачты, с которыми выступают сильнейшие гонщики, мы видим, что за последнее десятилетие они стали гораздо более жесткими. Если еще несколько лет назад продольный изгиб в 15—16 см считался признаком большой жесткости. то в настоящее время эти же величины характеризуют мачту как предельно мягкую. А величина поперечного изгиба уменьшилась почти в два раза и составляет 8—12 см.
Предпочтение отдается мачтам с продольным изгибом от палубы, у которых величина X1 (табл. 2) составляет более 50% максимального прогиба в продольном направлении.
Успешно сочетаются с мачтами рекомендуемых характеристик паруса е серпом передней шкаторины менее 20 см.
Применение современного рангоута требует от яхтсмена высокого уровня общефизической подготовки. Откренивать «Финн» с гибкой в поперечном направлении мачтой, конечно, намного легче, однако выигрывать соревнования с такой мачтой труднее.
Настройка мачты
Достижение оптимального сочетания «мачта — парус» является основным способом улучшения скоростных характеристик «Финна». При этом величина и форма изгиба мачты должны соответствовать различным комбинациям волновых и ветровых условий гоночной акватории. Кроме того, при «подгонке» мачты должен учитываться уровень физической подготовки гонщика.
В настоящее время большинство «финнистов» использует на гонках одну мачту и один парус, которые должны представлять собой универсальную конструкцию, быть «всепогодными».
Какую же мачту можно считать универсальной?
Для гонок в морских условиях в качестве универсальных можно рекомендовать мачты, представленные в таблицах под номерами 6 и 7.
На расстоянии 2000 мм от марки топа мачты должны быть сплошными. а в нижней части — пустотелыми. Форма внутренней полости произвольная, однако толщина передней и боковых стенок мачты должна быть не менее 10—12 мм.
Мачты 6 и 7, настроенные под широкий диапазон волновых и ветровых условий, зарекомендовали себя на гонках с лучшей стороны. Под мачтой 6 я выиграл Балтийскую регату 1969 г., финишировав первым во всех гонках, а под мачтой 7 добился победы на Черноморской регате 1969 г. и показал высокие результаты в отдельных гонках Чемпионата мира и Европы 1968 и 1969 г.
Если вы желаете добиться характеристик мачт 6 и 7, измерьте свою мачту и полученные данные сравните с указанными в таблицах. Характеристики изгиба мачты можно изменить с помощью простейших столярных работ. Если мачту необходимо сделать более гибкой, сострагивают древесину в нужном районе, если более жесткой — наоборот, наклеивают. Обычно новая мачта имеет резерв прочности за счет толщины боковых и передней стенок. Толщину стенки в нужном месте можно замерить, просверлив маленькое отверстие. Строгать следует понемногу, часто проверяя характеристики мачты.
В настоящее время разрешено делать мачты из пластмассы п металла, что позволяет при помощи стеклоткани и эпоксидных смол свести к минимуму использование древесины при настройке.
Изменить характеристику работы мачты можно даже с помощью окраски. Если вы желаете, чтобы мачта стала более жесткой, ее следует выкрасить в темный цвет. Под действием солнечных лучей древесина станет суше, а мачта — жестче, В этом случае не рекомендуется оставлять мачту на швертботе под дождем в перерыве между гонками. Если необходимо достичь противоположного эффекта, покрасьте мачту в белый цвет и не бойтесь воздействия на нее атмосферных осадков.
На рекомендуемых мачтах переход от заоваленного квадратного сечения в районе нижней марки к полностью овальному, вытянутому в поперечном направлении, очень резкий. Часто мачта в месте сужения искривляется так, что средняя и верхняя части «уходят» вперед, к носу. Даже если искривление и не выходит за рамки правил, оно сильно сказывается на продольном изгибе: вместо изгиба от палубы (когда характеристика X1 превышает 50% максимального изгиба) получается в лучшем случае равномерный изгиб или даже изгиб топа, что существенно снижает скорость и маневренность судна в тихий ветер, особенно на волнении. Однажды я поставил новую мачту с характеристиками продольного изгиба X1, Х2, Х3, Х4, Х5, равными соответственно 5,9; 10,1; 12,3; 11,2; 7,3, что в процентном выражении составляло 47,1; 80,4; 100; 88,7; 58,7. Гонка проходила при тихом ветре, и я показал необычайно низкий результат.
Характеристики этой мачты удалось изменить, не прибегая к помощи рубанка. Я изогнул ее в месте первого измерения, даже чуть ниже, в направлении, противоположном первоначальному искривлению. Закрепил мачту, подобно балке, на опоре в районе первого измерения, а на верхнюю часть положил груз. Когда через неделю груз был спят, то мачта оказалась почти ровной, чуть-чуть изогнутой (в пределах правил обмера), но по направлению к корме. Теперь X1, Х2, Х3, Х4, Х5 продольного изгиба были уже соответственно равны 7.7; 12,3; 14,6; 13,2; 8,9, что в процентах составило 52,8; 84,2; 100; 90,3; 60,9. При этом величина и характер поперечного изгиба остались прежними (Y максимальный равен 9,9 см).
Подобное изменение характера изгиба мачты положительно сказалось на скорости лавировки.
Допустим, мачта переделана удачно. Как сохранить ее качества?
Если мачта деревянная и имеет внутреннюю полость, то снаружи ее необходимо окрасить, а внутреннюю полость покрыть натуральной олифой, просверлив отверстие в передней стенке, закрываемое чопиком. Это предотвратит пересыхание древесины. Нужно исключить воздействие резких температурных перепадов.
Без переделки мачты рулевой «Финна» может влиять только па величину ее изгиба (путем натяжения гика-шкота и оттяжки гика), но не на его форму. Поэтому очень важно владеть перечисленными способами воздействия на величину и форму поперечных сечений мачты, от которых глазным образом зависит се работа.
