Немалых размеров, легкий и ажурный странный козырек украшает спинакер, наполненный ветром. Козырек внешне похож на крыло-парашют - парагляйдер? Будь ветер не слишком силен, он мог бы, наверное, поддерживать слабеющий парус, компенсировать теряемую им аэродинамическую потенцию?

Крыло-наоборот. Пришедшая первой мысль верна, но лишь отчасти и только в первой ее половине. Серповидный козырек - техническая новинка от германской фирмы ''Paramarine'', действительно ведет себя как воздушное крыло. И прямое его назначение - создавать аэродинамическую подъемную силу.

Но существенно и другое. Сам спинакер, рассеченный горизонтальной щелью от шкаторины до шкаторины - как раз на высоте козырька, явно исполняет при этом роль сужающейся воронки. Через нее, правильнее сказать - через конфузор, прокачивается воздушный поток, захватываемый парусом и направляемый таким образом на это ''крыло'' (скорее крыло-наоборот: входящая кромка его смотрит в сторону кормы, задняя - в сторону носа яхты).

И поток не просто перепускается через аэродинамическую ловушку - он ускоряется. Слабый ветер локально, на выходе из щели, становится умеренным, умеренный - штормовым, штормовой - ураганным ''ветром''. Подъемная же сила, производимая всяким крылом, как известно, пропорциональна не просто величине скорости, но квадрату скорости набегающего потока, в нашем случае воздушного потока.

Отсюда безусловно, следует, что наблюдаемый на фотографии козырек определенно представляет собой крыло - инструмент создания весьма значительной силы, направленной скорее вверх, чем вперед, назад, вправо или влево. И потому возникает естественный вопрос: для чего нужна такой направленности сила, коль скоро речь идет об управлении движением яхты, назначение которой - совершать маневры исключительно в горизонтальной плоскости?

Ход ''свиньей''. Нужна и очень, оказывается, нужна такая сила. Возникающая при нормальной работе спинакера тянущая сила, перестает быть абсолютным благом, если принять во внимание одно немаловажное привходящее обстоятельство.

Ускоряющая - тянущая сила спинакера провоцирует появление равной по величине дополнительной составляющей силы сопротивления движению яхты. Первую из них можно считать приложенной достаточно высоко, где-то вблизи центра объема, охватываемого спинакером. Вторая приложена достаточно низко, в грубом приближении - в центре погруженного объема корпуса яхты. Взятые вместе и безобидные сами по себе, они, действуя на солидном плече, образуют мощную пару, действующую в диаметральной плоскости яхты. Под действием этой пары возникает дифферент на нос. Чем сильнее ветер, чем напряженнее режим движения яхты, несущей классический спинакер, тем значительнее этот момент пары, тем сильнее зарывается в воду ее нос, тем больше оголяется ее кормовая оконечность...

Моряки знают, что неповоротливое судно можно сделать чутко реагирующим на перекладки руля. Достаточно придать ему небольшой дифферент на нос, перекачав, к примеру, жидкий груз из кормовых отсеков или цистерн в носовые - так, чтобы осадка носом стала больше, а осадка кормой меньше. Идущее ''свиньей'' судно становится менее устойчивым на курсе, в согласии с этим, - более поворотливым.

Не панацея, но: Подобная хитрость, наверное, будет последним, чем захочет воспользоваться экипаж нормально спроектированной и грамотно настроенной яхты. Едва ли кому придет в голову сознательно так дифферентовать свое судно. Притопленный нос автоматически означает более тяжелый ход яхты, ее постоянное зарывание во всякие водные ''неровности'', повышенный прием воды на палубу, потерю скорости и, наконец, сверхнормативную ее рыскливость, нервирующую и утомляющую рулевого. Оголенная кормовая оконечность, в свою очередь, означает: перо руля, в большей степени омываемое бесполезным воздухом, чем водой; несуразно искаженную геометрию гидродинамического комплекса ''килевая пластина - перо руля''. И все это, в квадрате и кубе, будет усугубляться с появлением у яхты даже небольшого крена.

Известен традиционный метод противодействия такого рода бедам (к сожалению - не радикальный): экипаж яхты, отвлекаемый от исполнения текущих работ, полным составом усаживают в качестве живого балласта на палубе, поближе к транцу. Этот метод действительно не радикален. Создаваемый таким путем противодифферентующий момент на корму будет одним и тем же - избыточным при ослаблении, недостаточным при усилении ветра, когда собственно и возникает настоятельная потребность в исправлении ситуации. Альтернатива - куда как более красивый и радикальный метод, действенность и эффективность которого должны нарастать с возрастанием силы ветра. В основании альтернативного подхода и лежит применение козырька-крыла-парагляйдера.

Объяснение природы этого метода сводится к следующему. Возникающая на крыле-козырьке подъемная сила (направленная вверх, как бы разгружающая архимедову силу поддержания), как и в случае тяги спинакера, существует не сама по себе, но в паре с порождаемой ею вторичной силой. В данном случае, в паре с силой ''потерянной плавучести'', приложенной где-то в районе центра тяжести действующей ватерлинии (направленной соответственно вертикально вниз).

Легко видеть, что такая пара, компенсируя побочный эффект, вредоносно сопутствующий работе классического спинакера, способствует исправлению посадки яхты - как при слабых, так и при сильных ветрах, возвращая членам экипажа возможность заниматься делами, в полной мере отвечающими их квалификации и жизненным планам.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ДЕТАЛИ

Парагляйдер, парасейл. Не случайно рассматриваемое здесь устройство уже было названо парагляйдером. Парящий в воздухе козырек, похожий и на крыло и на парашют, еще больше похож на специфический вариант последнего - парагляйдер. В приложении к яхтенным делам его проектируют так, что ветер, наполняющий спинакер, подпирающий импровизированное крыло, при этом еще и раздувает его тканевую оболочку. Специальная перфорация, не случайно организованная в зоне максимума распределения давления по крылу, дает возможность этому максимуму проникнуть внутрь оболочки, добраться до всех закоулков внутреннего пространства этого ''надувного'' крыла. С оглядкой на парагляйдерную аналогию авторы проекта называют изобретенный ими механизированный спинакер ''paraspi'', хотя чаще все же - ''parasail''.

Оптимальный профиль. Нет нужды говорить о том, что, выбирая геометрию ''крыла'', авторы проекта вынуждены были заниматься утомительными расчетами. Следует заметить однако, что расчеты эти пришлось производить, привлекая сложнейший математический аппарат, используя адекватного уровня программные продукты. Рассматривалось не просто ''обтекание профиля'', но обтекание телесного (''толстого'') крыла неоднородным, к тому же - трехмерным потоком.

''Салат''. Яхтсмены, знакомившиеся с конструкцией ''parasail'' на берегу, в большинстве своем выражали сомнение в том, что такой парус, с многочисленными его ''постромками'', можно будет без хлопот разворачивать в условиях порывистого ветра, качки и прочих неприятностей. Как ни удивительно, но практика уже показала, что ''parasail'' и при постановке, и при спуске приносит хлопот не больше, чем обычный спинакер соответствующих габаритов. Применительно к нему опасность возникновения ''салата'' абсолютно не типична.

Характерные площади. В характерном случае площадь несущей поверхности козырька-парагляйдера составляет что-то порядка четверти от штатной площади спинакера. Можно сказать еще, что площадь щели (''потерянная площадь'') составляет примерно седьмую долю от штатной площади паруса.

Эффективность устройства. На первый взгляд эффективность рассматриваемого устройства, обеспечивающего снижение ''топящей силы'', которая дифферентует яхту на нос, относительно скромна (авторы проекта предпочитают говорить не о дифферентующей паре и ее моменте, а об абстрактной топящей силе, действующей на носовую оконечность яхты). Достигнутая степень компенсации составляет величину порядка лишь 20%. Любопытно однако, что, во первых, этот скромный показатель нарастает с увеличением силы ветра. Во вторых, что тоже существенно: работа ''parasail'' по прямому его назначению оказывается сопряженной с рядом эффектов, которые смело можно отнести к разряду приятных неожиданностей.

Потеря тяги. Очевидно, что имеющий прореху спинакер (1/7 площади паруса) соответственно должен, вроде бы, развивать меньшую полезную тянущую силу. Эксперименты, проведенные в натурной аэродинамической трубе лаборатории концерна ''Мерседес-Бенц'', продемонстрировали между тем парадоксальную особенность ''parasail''. В опытах с моделями спинакера (изготовленными в масштабе 1:2,5), было отмечено падение сопротивления паруса (читай - его тянущей силы) всего лишь на 1,5%. Именно в этих экспериментах, кстати сказать, были зафиксированы и те 20% компенсации ''топящей силы''.

Приятные неожиданности. Одним из самых приятных фактов, установленных в ходе практических испытаний ''parasail'', была неизменно наблюдавшаяся повышенная аэродинамическая устойчивость модифицированного спинакера. Как оказалось, он лишен традиционной для классического спинакера склонности ко входу в самопроизвольные автоколебательные раскачивания с борта на борт с неизбежными в таких случаях сотрясениями мачты и яхты в целом.

С другой стороны оказалось, что и любые вынужденные броски паруса, вызываемые размахами мачты (при появлении рывков типа нерегулярной бортовой качки), в случае ''parasail'' самопроизвольно угасают - в апериодическом режиме. И еще одна приятная деталь: шквалистые порывы ветра, на которые классический спинакер реагирует незамедлительно, притом не лучшим для яхты и ее рулевого образом, в случае применения ''parasail'' без рывков и потрясений перепускаются через отверстие в парусе - как через большой и надежный предохранительный клапан.

Впрочем есть и еще одна приятная деталь: ''parasail'' устойчиво работает в рекордно широком диапазоне углов попутного ветра.

Немного об авторах этой концепции. Не лишенные чувства ревности конкуренты фирмы ''Paramarine'' не ленятся напоминать о том, что эксперименты с перфорированными спинакерами (Venturi-Spinnaker, Manfred Currys Lo..cherspi и др.) производились еще в 1950-х годах, что идея удачно предпринятой механизации спинакера, с появлением всяких ''летающих крыльев'' буквально уже витала в воздухе: непонятно, якобы, почему столько лет было потеряно, прежде чем концепцию ''parasail'' удалось кому-то родить и претворить в жизнь.

Поклонники же концепции объясняют эту задержку очень просто. По их мнению, все это связано с тем, что очевидное должно было родиться на стыке не таких уж и смежных областей: техники управления движением яхты и техники спортивного управляемого полета. Попросту говоря, история техники ждала, когда появятся заинтересованные специалисты, одинаково компетентные в одной и другой областях.

И такие люди нашлись:

Хартмут Шедлих - моряк и яхтсмен с двадцатипятилетним стажем, ветеран океанских кругосветок под парусами; компания ''Parasailor'';

Арне Верлин - инженер-конструктор, ведущий менеджер фирмы ''Paramarine'';

Манфред Кистлер - специалист в области авиации и космической техники, ответственный за техническую политику, проводимую фирмой ''Paramarine''.

Многое объясняет то, что А. Верлин и М. Кистлер, в 1999 г. основавшие ''Paramarine'', к тому моменту успели приобрести не просто личный опыт полетов на парагляйдерах. В их послужном списке - работа в качестве профессиональных испытателей соответствующей техники.

О пользе бесплатной рекламы. Производство недавно, казалось бы, родившихся чудо-парусов ''parasail'' теперь уже поставлено на поток. Немногим дороже обычных спинакеров, они пришлись по вкусу яхтсменам, которые успели осознать, насколько комфортабельнее протекают переходы попутным ветром, если над форштевнем пузырится бесконфликтный ''parasail''.

К новому для себя парусу присматриваются и профессиональные гонщики, покорители океанских трасс. Действующие сегодня правила, вроде бы, ставят преграды на пути проникновения концепции ''parasail'' в эту специфическую сферу. И это должно быть неприятным моментом для парусных новаторов: впереди - утомительные публичные дискуссии и борьба за свои законные права. Но и в этом деле сокрыт для них приятный момент. Уже сегодня ясно, сколь мощный, практически бесплатный рекламный потенциал стоит за этими неизбежными дискуссиями и за этой борьбой.

В.М.

Наверх