Зависимость скорости катамарана от его парусности

 

Дальнейшее развитие разборных судов, используемых на регатах, как гоночные яхты, может быть связано с повышением их энерговооруженности. Поскольку гидродинамические формы современных баллонов стали достаточно совершенны, то заметное повышение скорости лодок следует связывать с увеличением их парусности. Попробуем разобраться в зависимости скорости от парусности.

Из теории известны следующие соотношения различных параметров, определяющих скорость яхты (Ю.Крючков и В.Лапин ”Парусные катамараны”):

- сила тяги паруса пропорциональна его площади;

- скорость катамарана пропорциональна корню квадратному от значения силы гидродинамического сопротивления корпусов;

- сила тяги парусов соответствует силе сопротивления.

Таким образом, принимая определенные допущения, можно предположить, что скорость катамарана V пропорциональна корню квадратному, извлеченному из значения площади парусов S:

V = β √ ( S )

где β – условный коэффициент пропорциональности.

Относительное ожидаемое изменение скорости катамарана, при увеличении его парусности определится следующим соотношением:

V1 / V2 = √ (S1 / S2 )

Эту теорию желательно подтвердить практикой, т. к. на практике можно ожидать влияния многочисленных факторов, нарушающих эту зависимость. Если предположить, что надувные катамараны не совершенны по сравнению с жестко-корпусными, имеют худшую гидродинамику и не эффективное парусное вооружение, то эта закономерность не должна подтвердиться на практике. Ниже рассмотрим два примера измерений реальных скоростей катамаранов с различной парусностью на различных дистанциях и в различных ветровых условиях.

Пример первый. Расчеты скоростей были переданы мне А.Решетовым после ВВР в 2006г. Скорости рассчитывались по трем катамаранам, являвшимися призерами этой регаты:

- 13 м2,“Адреналин”, М 761, рулевой Успенский В.;

- 10 м2, “Астер”, М 81, рулевой Святенко В.;

- 10 м2, “ Солнечный ветер”, М 497, рулевой Мягков А.

ВВР 5 9.08.06 – 12.08.06.

№ гонки

Длина дистанции

Время, ч.

Ср. скорость, км/час

Адреналин

Астер

Солнеч. ветер

Адреналин

Астер

Солнеч. ветер

1

8,64 км

0,68

0,72

0,81

12,71

12,0

10,67

2

16,38 км

1,67

1,9

2,04

9,81

8,62

8,03

3

28,1 км

2,56

2,8

3,06

10,97

10,03

9,18

4

12,6 км

1,9

2,1

2,12

6,63

6,0

5,94

Сумма

65,7км

6,81

7,52

8,03

9,65

8,74

8,18

 

Поскольку катамаран “Астер” и “Солнечный ветер” имеют одинаковую парусность, то значение их скоростей для дальнейшего рассмотрения можно усреднить:

V10 = (VАс + VCол.в.) / 2 = (8, 74 + 8, 18) / 2 = 8,46 км/час.

Второй пример из практики совместных гонок надувных катамаранов с жестко-корпусными класса F 18. Регата Volvo Pre Pgitsi 2010 проводилась в Финляндии 23 июля 2010 года. Суммарное время, затраченное на прохождение дистанции в трех гонках катамараном класса F 18 (22 м2), № FIN 98, рулевой Nora Eskola составило 133 мин. Этот профессиональный экипаж занял первое место в регате. Время, затраченное в гонках катамараном того же класса № EST 3, рулевой Raul Feld (12 место) составило 160 мин. Усредним время прохождения дистанции для катамаранов класса F18 : (133+160)/2=146,5мин. Ту же дистанцию надувной катамаран “ Ветер” , SP-41(10м2), рулевой Ланцов А. преодолел за суммарное время 202 мин. Катамаран SP-41 имеет те же параметры, что и катамаран М 497 из первого примера.

Проделаем несложные вычисления и сведем результаты в таблицу:

 

В теории

На практике

Площадь

парусов, м2

10

13

18,7

(F 16)

22

(F 18)

10

13

18,7

(F 16)

22

(F 18)

Относительное

увел. скорости

Vn / V10

1,0

1,14

1,37

1,48

1,0

1,14

нет

данных

1,38


 

Из таблицы видно, что теоретическая зависимость роста скорости от парусности катамарана подтверждается практическими примерами. Недобор скорости F18 можно объяснить большим весом лодки (180кг.)

Выводы.

  1. Если на жестко-корпусной катамаран установить 10м2 или 13м2 , то он будет ходить приблизительно с той же скоростью, что и надувной катамаран соответственной парусности.

  2. Если на надувной катамаран поставить парусность класса F16 или F18 и обеспечить ему достаточную жесткость конструкции, то он вполне может конкурировать с ними на дистанции гонок. Специфика конструкции разборных судов (пневматика корпусов, один шверт и руль и т.д.) окажет меньше влиять на результаты соревнований, чем уровень подготовки экипажей.