Океанские яхты класса W-60. История изобретения и производства

Бесплатная техническая библиотека

ИСТОРИЯ ТЕХНИКИ, ТЕХНОЛОГИИ, ПРЕДМЕТОВ ВОКРУГ НАС
Бесплатная библиотека / Справочник / История техники, технологии, предметов вокруг нас

Океанские яхты класса W-60. История изобретения и производства

История техники, технологии, предметов вокруг нас

Справочник / История техники, технологии, предметов вокруг нас

Комментарии к статье

Кругосветные гонки Whitbread проводятся каждые четыре года под патронажем Королевского дома Великобритании начиная с 1973 года. Увлекаться яхтами в Англии начали еще в XVII веке. Король Карл II, правивший с 1660 года, имел, в частности, яхту под названием "Мэри". Первый яхт-клуб в Англии появился в 1720 году.

Whitbread - это самые престижные и длительные, длящиеся порядка девяти месяцев, профессиональные соревнования в парусном спорте. Здесь отрабатываются новейшие технологии в гонках под парусом.

Традиционно в них участвуют ведущие мировые державы - Великобритания, США, Франция, Япония, Италия. Советский Союз лишь однажды был представлен в 1989-1990 годах яхтой "Фазис", финишировавшей одиннадцатой. В 1993-1994 годах из бывших союзных республик выступала только Украина с парусниками "Гетман Сагайдачный" (7-е место) и "Одесса-200" (вне зачета). Россия же не участвовала в столь престижных соревнованиях ни разу.

В гонках в 1997 года стартовали яхты одного класса (W-60), а не трех, как в предыдущий раз. Уже в 1993-1994 годах W-60, разработанные специально для таких гонок, зарекомендовали себя с самой лучшей стороны. С того времени яхты стали еще более скоростными и надежными.

Океанские яхты класса W-60
Яхта класса "Whitbread-60"

"Правила океанских яхт Whitbread-60" предусматривают создание одномачтовых однокорпусных яхт, на высшем уровне современных технологических и спортивных достижений. Они должны иметь достаточно близкие характеристики. Документ особо подчеркивает требования к безопасности и остойчивости судна.

Идея W-60 в том, чтобы уровнять шансы яхтсменов. Участникам и организаторам гонки надоели слишком большие разрывы между соперниками, случившиеся, к примеру, в гонке 1989-1990 годов, сложные формулы, уравнивающие возможности судов разных размеров, по которым приходилось вычислять победителя. Назрело решение выбрать один быстроходный и относительно дешевый класс, где суда плотно финишируют, а результат определяется максимально просто - временем прихода.

По рекомендациям гонщиков, в июне 1990 года в Великобритании была собрана группа из шестнадцати ведущих мировых конструкторов яхт. После этого совещания и появился новый класс - Whitbread W-60. Это семейство океанских гоночных яхт, имеющих почти одинаковые характеристики: для значений длин, площадей и весов определили допустимый диапазон.

Тем не менее у каждого шкипера, конструктора, парусного мастера и строителя остается достаточно возможностей для применения своего таланта и новых технологий.

Скоростной потенциал яхт W-60 нового поколения очень велик. Средняя скорость парусника этого класса - 20 узлов, а максимальная - до 40. Установление нескольких мировых рекордов скорости в гонках 1990-х годов - наилучшее доказательство перспективности класса W-60.

В соответствии с правилами корпус яхты разделен водонепроницаемыми переборками на три отсека, при затоплении любого из них яхта остается на плаву.

Корпус W-60 - трехслойный. Между двумя оболочками из кевлара помещен пенопласт. После склейки получают монолитную конструкцию. Отказ от традиционной схемы поперечно-продольного силового набора позволяет усилить конструкцию и разместить несущие элементы в максимально укрепленных местах.

Все узлы крепления такелажа изготовлены из композиционных материалов, позволяющих по сравнению с металлическими аналогами существенно уменьшить массу судна.

Скорость яхты заметно зависит от жесткости корпуса, поскольку палуба подвергается колоссальному сжатию, особенно в носу и корме. Для оптимизации веса и наилучшего распределения нагрузок используются специальные компьютерные программы.

В гонке 1993-1994 годов большинство парусников пострадало от расслоения обшивки, кроме "Гетмана Сагайдачного", построенного на основе передовых авиационных технологий. Причина в применении высокоэффективного водного балласта. Он позволяет в сильный ветер нести существенно большую парусность, а, значит, судну приходится выдерживать большие скоростной напор и ударные нагрузки по сравнению с традиционными. Поэтому после финиша гонки 1994 года, чтобы избежать разрушения корпуса в жестких условиях гонки, разработали специальные технологические ухищрения.

В гонке 1993-1994 годов восемь из десяти яхт построили по проекту Брюса Фара. Все его суда были оснащены L-образными килями. На тонком узком стальном пилоне подвешивалась массивная свинцовая бульба весом восемь тонн, напоминающая по форме торпеду. Новый киль при существенно меньшей площади поверхности дал значительное преимущество по подъемной силе на острых курсах по сравнению с традиционной конструкцией. Однако при крене возникают большие скручивающие нагрузки на узлы крепления к корпусу, так как центр тяжести бульбы сильно смещен назад.

Перед гонкой 1997-1998 годов конструкторам пришлось выбирать между L- и традиционным Т-образным килями. Анализ моделей не выявил особых преимуществ ни одного из них. Если на более высоких скоростях предпочтительнее оказался L-образный, то на малых - из-за ламинарного обтекания - Т-образный киль.

Не помогло и компьютерное моделирование. И лишь натурные испытания в бассейне позволили выбрать оптимальную форму.

Традиционно детали руля гоночных яхт изготавливаются из углепластика, и W-60 - не исключение. Однако несколько серьезных поломок заставили конструкторов пересмотреть к гонке 1997-1998 годов некоторые традиционные концепции. Так в результате доводки руля нового поколения были оптимизированы распределение нагрузок, относительное удлинение и площадь смоченной поверхности, его форма при обтекании в разных режимах.

Первоначально у рулевой системы "Гетмана Сагайдачного" максимальные расчетные нагрузки на подшипники были - 9,2 тонн на нижний и 5,1 тонн на верхний. После пересмотра параметров конструкторами, у нового узла при весе всего в 19,2 килограмма на нижний и верхний подшипники приходятся, соответственно, максимальные рабочие нагрузки в 36,1 тонны и 19,6 тонны. К сведению, рулевое устройство яхты "Одесса" из нержавеющей стали весило около 480 килограммов!

Компьютерное моделирование и натурные испытания в бассейне позволили команде Фара создать к последней гонке концептуально новый, облегченный и вместе с тем более прочный и эффективный во всех режимах руль. Это дало возможность яхтам нового, уже четвертого поколения стать при меньшем сопротивлении более управляемыми, особенно на высоких скоростях.

"Навигаторская рубка яхты класса W-60 не уступает кабине новейшего истребителя по насыщенности современной электроникой и компьютерами, - пишет в журнале "Техника - молодежи" Е. Платон. - Ведь успех в гонке, в первую очередь, зависит от качества принятых штурманом решений.

Действительно, прочие условия в гонке одинаковы для участников, поскольку все яхты одного класса и все (кроме одной) спроектированы Брюсом Фаром, а команды состоят из профессиональных гонщиков высшей мировой квалификации. Успех или неудача зависят от одного человека - штурмана, проводящего все время согнувшись в три погибели над своим столом и "колдующего" над компьютерами и погодными картами.

Во время океанской гонки каждый навигатор получает и анализирует по-своему погодную информацию. При определении оптимального курса он также должен учитывать скоростные характеристики яхты, разные комбинации парусов, угол и силу ветра. Проводить точные расчеты в, мягко говоря, стесненных условиях рубки яхты W-60 (над головой вращается вал привода лебедки, способный в любой момент снять скальп) при постоянном недосыпании, в 100-процентной влажности тропиков или при нулевых температурах воздуха и воды в Южном Океане - нелегкое занятие.

И потому на W-60 - не менее двух ЭВМ, не менее четырех систем связи, из которых две - глобальные спутниковые, спутниковая же навигационная система, автоматизированный комплекс сбора информации о состоянии яхты и погоды вокруг; радиолокатор, наконец, - система обнаружения "Человек за бортом!".

Но повторюсь: какой бы мощной ни была современная техника - она лишь помощник, решение всегда принимает штурман. И вот со всем этим мудреным хозяйством он и управляется во время 9-месячной гонки вокруг Земли".

Во время гонки на W-60, помимо штормового стакселя и триселя, разрешается использовать 38 парусов. Причем на каждом из этапов на борту должно находиться не более 17. Стоимость полного комплекта составляет примерно 370000 долларов.

Паруса - это двигатель яхты. Чтобы спроектировать такой двигатель, надо знать силу и направление ветра в гонке. Исходя из этого рассчитывается их геометрия и аэродинамика, выбираются материал и технология.

Для создания оптимального варианта в ходе подготовки к гонке для каждой яхты испытывается более 150 вариантов парусного вооружения. В команде, как правило, три профессиональных мастера, работающих или имеющих опыт работы в фирмах по производству гоночных парусов. Перед стартом они проводят за швейной машинкой более пяти тысяч часов, перешивая полотнища после испытаний.

В исследовательских программах широко используется продувка в аэродинамических трубах. Проводятся сравнительные испытания на двух яхтах в спарринге с применением сверхсовременных локаторных систем для определения вариаций скорости.

"Чтобы яхта шла на ветер (в лавировку), - пишет Е. Платон, - она должна постоянно делать повороты оверштаг ("через ветер"). W-60 способна идти под углом 30 градусов (круче, чем большинство других) к истинному ветру. Грот и стаксель на этих курсах закреплены максимально близко к оси палубы. Когда ветер дует сбоку под 90 градусов к курсу - галфвинд - на яхте скорость вымпельного (суммарного со скоростью судна) ветра может вдвое превосходить скорость истинного. Тогда парусник идет быстрее ветра!

На курсах острее галфвинда (бейдевинд) на W-60 ставится грот; джиб-топ - полный стаксель и стэйсэйл - узкий саблевидный внутренний стаксель. Когда угол ветра немного больше 90 градусов (фордевинд), вместо джиб-топа поднимается ричер - плоский асимметричный спинакер. На более полных курсах (бакштаг) - ричер заменяется на ранер - полный асимметричный спинакер.

На яхтах W-60 используются два типа ричеров и ранеров - топовые и 7/8. Первые при слабом и среднем ветре поднимаются на самую верхушку мачты - топ, вторые - при сильных ветрах - на семь восьмых ее высоты.

В гонке 1993-1994 годов организаторами были введены искусственные ограничения на вес ткани для ричеров и ранеров, не разрешалось использовать топовые версии этих парусов на большинстве этапов гонки (кроме двух). Сейчас ограничения сняты.

Во время урагана на W-60 ставится штормовой стаксель и трисель. Это сравнительно маленькие по площади паруса из сверхпрочной ткани".

Сегодня паруса для гоночных яхт изготавливаются из специальных ламинированных тканей. При этом выбирается материя, соответствующая рабочим нагрузкам в той или иной части паруса. Таким образом, при сшивании вместе разных полотнищ получается парус, словно составленный из панелей разного цвета и веса.

В конце 1990-х годов фирма "Nort Sails" разработала технологию изготовления цельных, бесшовных, так называемых 3DL-парусов. Эти паруса из полимерных пленок и высокомодульных волокон. Они ламинируются вместе при высокой температуре в специальной матрице. Из-за отсутствия швов такие паруса значительно легче "панельных". Первые подобные гроты для яхт W-60 гонки 1997-1998 годов весили от 90 до 100 килограммов. Они стали в два раза легче "панельных" предшественников. Дальнейшее использование в качестве армирующих высокомодульных РВО-волокон позволило еще больше сократить вес до 75-80 килограммов. И 3DL-стаксели значительно превосходят по качеству свои "панельные" аналоги.

Автор: Мусский С.А.

Рекомендуем интересные статьи раздела История техники, технологии, предметов вокруг нас:

▪ Прялка и ткацкий станок

▪ Персональный компьютер

▪ Бульонный кубик

Смотрите другие статьи раздела История техники, технологии, предметов вокруг нас.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Искусственная кожа для эмуляции прикосновений 15.04.2024

В мире современных технологий, где удаленность становится все более обыденной, сохранение связи и чувства близости играют важную роль. Недавние разработки немецких ученых из Саарского университета в области искусственной кожи представляют новую эру в виртуальных взаимодействиях. Немецкие исследователи из Саарского университета разработали ультратонкие пленки, которые могут передавать ощущение прикосновения на расстоянии. Эта передовая технология предоставляет новые возможности для виртуального общения, особенно для тех, кто оказался вдали от своих близких. Ультратонкие пленки, разработанные исследователями, толщиной всего 50 микрометров, могут быть интегрированы в текстильные изделия и носиться как вторая кожа. Эти пленки действуют как датчики, распознающие тактильные сигналы от мамы или папы, и как исполнительные механизмы, передающие эти движения ребенку. Прикосновения родителей к ткани активируют датчики, которые реагируют на давление и деформируют ультратонкую пленку. Эта ...>>

Кошачий унитаз Petgugu Global 15.04.2024

Забота о домашних животных часто может быть вызовом, особенно когда речь заходит о поддержании чистоты в доме. Представлено новое интересное решение стартапа Petgugu Global, которое облегчит жизнь владельцам кошек и поможет им держать свой дом в идеальной чистоте и порядке. Стартап Petgugu Global представил уникальный кошачий унитаз, способный автоматически смывать фекалии, обеспечивая чистоту и свежесть в вашем доме. Это инновационное устройство оснащено различными умными датчиками, которые следят за активностью вашего питомца в туалете и активируются для автоматической очистки после его использования. Устройство подключается к канализационной системе и обеспечивает эффективное удаление отходов без необходимости вмешательства со стороны владельца. Кроме того, унитаз имеет большой объем смываемого хранилища, что делает его идеальным для домашних, где живут несколько кошек. Кошачий унитаз Petgugu разработан для использования с водорастворимыми наполнителями и предлагает ряд доп ...>>

Привлекательность заботливых мужчин 14.04.2024

Стереотип о том, что женщины предпочитают "плохих парней", долгое время был широко распространен. Однако, недавние исследования, проведенные британскими учеными из Университета Монаша, предлагают новый взгляд на этот вопрос. Они рассмотрели, как женщины реагируют на эмоциональную ответственность и готовность помогать другим у мужчин. Результаты исследования могут изменить наше представление о том, что делает мужчин привлекательными в глазах женщин. Исследование, проведенное учеными из Университета Монаша, приводит к новым выводам о привлекательности мужчин для женщин. В рамках эксперимента женщинам показывали фотографии мужчин с краткими историями о их поведении в различных ситуациях, включая их реакцию на столкновение с бездомным человеком. Некоторые из мужчин игнорировали бездомного, в то время как другие оказывали ему помощь, например, покупая еду. Исследование показало, что мужчины, проявляющие сочувствие и доброту, оказались более привлекательными для женщин по сравнению с т ...>>

Случайная новость из Архива

Голосование в мире животных 18.08.2003

С тридцатых годов прошлого века, когда были открыты доминирующие и подчиненные особи среди животных, утвердилось представление о строгой иерархии и даже диктатуре в сообществах животных.

Однако новые данные говорят о том, что в мире животных существует демократия. Эта система лучше, чем подчинение единоличному решению лидера, хотя бы уже потому, что совместное решение большинства члены сообщества выполняют охотнее.

Специалисты по поведению животных из университета Суссекса (Великобритания) нашли, что их подопечные даже используют голосование. Мнение по спорным вопросам выражается по-разному. Гориллы похрюкивают, шимпанзе визжат. Когда стая лебедей собирается подняться в воздух, птицы начинают вытягивать шею и кивать головой. Как только частота таких движений у большинства птиц достигает 26 в минуту, стая поднимается на крыло.

Стадо благородных оленей, лежащее на траве, переходит на другое место, когда 62 процента взрослых особей поднимутся на ноги. Избирательное право предоставляется не всем, у большинства видов голосуют только взрослые особи. У павианов все решает небольшая группа самцов - "политическая элита".

У африканских слонов, напротив, важные решения принимают самки. То же самое у буйволов, причем самки управляют сильной половиной стада своими взглядами. Стадо идет в том направлении, куда смотрит большинство самок. Подсчет голосов не производится.

Животные инстинктивно видят, на чьей стороне большинство. Как правило, для утверждения результатов голосования достаточно простого большинства, но у горилл решает перевес в две трети проголосовавших.

Другие интересные новости:

▪ Высокоскоростные энергоэффективные PCIe SSD накопители для ноутбуков

▪ Автомобиль без ключа зажигания

▪ Прогноз погоды для больницы

▪ Измерена температура фотосферы красных сверхгигантов

▪ DAP-04 - 4-x канальный преобразователь DALI в ШИМ

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Параметры, аналоги, маркировка радиодеталей. Подборка статей

▪ статья Закрой глаза и думай об Англии. Крылатое выражение

▪ статья Как мы разговариваем? Подробный ответ

▪ статья Работник, занятый фасовкой продовольственных товаров. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Усилитель класса ЭА (Super A, Non switching). Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Игровая индикация Домино. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

All languages of this page

Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте