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