MADERKA – najmniejszy morski jacht balastowy w Polsce

Żagiel kleszcze kraba 2,8 m2, Raid Poland 2009, Zatoka Gdańska, fot. Gregor Markow

Raid Poland 2009, Zatoka Gdańska, żagiel kleszcze kraba 2,8 m2, fot. Gregor Markow

Inspiracje do konstrukcji i budowy

Po zakupie surowej skorupy kadłuba (konstrukcja Witolda Tobisa typu Giga), zadawałem sobie pytania jak przebudować kadłub tego małego jachtu. Giga ma wspaniałe opinie, jednak brakuje jej dodatkowej wyporności i wysokości stania, aby stać się idealnym, małym jachtem do wielkiej żeglugi. Rozważania doprowadziły do następujących stwierdzeń. Jeśli poprawimy dzielność przez dołożenie balastu, to zaczyna nam brakować tak cennej wyporności na zapasy i wyposażenie. Gdy  podwyższymy nadbudówkę chcąc uzyskać wysokości stania, zeszpecimy piękną bryłę i przesuniemy środek ciężkości do góry, tracąc na dzielności. Jak poprawić warunki bytowania i zwiększyć dzielność morską małej jednostki? Na to pytanie szukałem odpowiedzi w literaturze fachowej, mając jednocześnie przekonanie, że należy z wypornością kadłuba wejść głębiej w wodę.

„Dzielność morska” – Czesław Marchaj, Alma-Press, 2002

„(…) im dłuższa jest płetwa balastowa, tym skuteczniejsza jest jako “amortyzator” myszkowania, (…) dlatego mniej obciążony jest w tym przypadku ster, a zatem mniejsze jest też prawdopodobieństwo jego awarii, (…) zdolność do utrzymani zadanego kursu na szczególnie wysokich falach, przy jak najmniejszych odchyleniach i jak najmniejszej pracy sterem, jest bezpośrednio związana z długością płetwy balastowej: im jest ona dłuższa, tym lepsza jest stateczność kursowa (…) szczególną cechą kadłubów przystosowanych do dalekiej żeglugi turystycznej jest znaczna powierzchnia oporu bocznego, rozciągnięta ku dziobowi i rufie na całej długości kadłuba. W żegludze na fali powierzchnia bocznego oporu (…) ułatwia zachowanie stateczności kursowej w trudnych warunkach (…) łatwiejszą kontrolę żeglugi z falami i możliwość utrzymania kursu, gdy ześlizguje się z czoła fali bez skłonności do broachingu (…) kiedy znajdzie się w pozycji burtą do załamującej się fali, zwykle kładzie się na wodzie niemal poziomo, po czym szybko wraca do pozycji wyprostowanej (…). Modny ster współczesnego jachtu regatowego zawieszony na rufie (…) staje się nieskuteczny na fali (…). Prawdopodobieństwo uwięzienia w pozycji dnem do góry jachtu o zakresie kąta stateczności dodatniej wynoszącym 120o jest trzykrotnie mniejsze niż jachtu o zakresie 90o, a jachtu o zakresie 150o ponad dziesięciokrotnie mniejsze, a przy 175o. prawdopodobieństwo takie jest 100 razy mniejsze (…). Siła tłumiąca przeciwdziałająca kołysaniu rośnie wraz ze wzrostem długości płetwy. Długie płetwy balastowe o niewielkiej smukłości są sprawniejszym narzędziem do tłumienia kołysań, niż smuklejsze płetwy (głębokie) (…). Profile wyjątkowo dzielnych jednostek, to głęboki kadłub z łagodnym obłem i długą płetwą balastową (…) taki kształt musi cechować się znakomitymi właściwościami tłumiącymi (…). Gdy kadłub na całej długości przybiera przekrój głębokiego „V” lub zmodyfikowanego “Y” zdolność do wygaszania kołysań znacznie się poprawia (…). “Pudełkowate” przekroje charakterystyczne dla statków handlowych lub barek żaglowych o ostrych obłach są niezwykle sprawne w rozpraszaniu energii kołysań (…). Wszystkie jachty Erica i Susan Hiscock posiadają długie tradycyjne płetwy balastowe. Spędzili oni ponad 40 lat żeglując po wszystkich morzach świata okrążając kulę ziemską 3,5 raza.” (s. 327, 329, 331, 342, 378,380,382)

Żagiel kleszcze kraba 2,6 m2 + 3 KM, YK Stoczni Gdańskiej, Górki Zachodnie, fot. Adam Gurgul

Żagiel kleszcze kraba 2,6 m2 + 3 KM, YK Stoczni Gdańskiej, Górki Zachodnie, fot. Adam Gurgul

Po takich opiniach nie sposób mieć wątpliwości do zalet długiej płetwy kilowej. Ale jak zrekompensować duży dryf i zmniejszenie prędkość? Na to pytanie odpowiedź znalazłem w książce następnego autorytetu.

„Projektowanie i budowa jachtów żaglowych” – Zbigniew Milewski, Wydawnictwo Morskie 1970

„(…) profil laminarny NACA 66 014 (…) jak się okazało w praktyce, podczas opływu płetwy o takim profilu przez strugi powstaje duża hydrodynamiczna siła nośna, co umożliwia skuteczne przeciwdziałanie dryfowi pomimo stosunkowo małej powierzchni płetwy(…) Z dotychczasowych doświadczeń praktycznych i danych laboratoryjnych można wysnuć następujące wnioski na temat cech, jakim powinien odznaczać kształt kadłuba żywego z punktu widzenia przeciwdziałania dryfowi:

1. wyodrębnienie płetwy z bryły kadłuba w przekroju poprzecznym powinno być silnie zaznaczone,(   ) pozwala to na uzyskanie wyższego współczynnika siły nośnej do oporu hydrodynamicznego

2. przejście pomiędzy boczną a dolną ścianą płetwy powinno być ostre – wpływa to na zmniejszenie oporów indukowanych, przez co zwiększa się sprawność działania płetwy

3. dla uzyskania tej samej hydrodynamicznej siły nośnej na jachtach szybszych można projektować płetwy o mniejszych powierzchniach bocznych, niż na jachtach powolniejszych,

4. kształt tylnej krawędzi płetwy (krawędzi spływu) ma stosunkowo mały wpływ na wielkość hydrodynamicznej siły nośnej (s.105, 106)

Szukając podobnych rozwiązań trafiłem na jacht TRISMUS, w którym stosunkowo szeroki i długi kil potraktowano jako przestrzeń balastowo-ładunkową. Nie wiedziałem jeszcze wtedy (2004 r) że nazywa się to keel box.

“Trismus w Antarktyce” Patrick Van God, Wydawnictwo Morskie 1983

„(…) długi kil posiada wiele zalet:

a) zwiększona stateczność kursowa: jest niewątpliwe, że jacht z głębokim falszkilem może być stateczny kursowo, lecz również niezaprzeczalnym faktem jest, iż jacht z długim kilem zdecydowanie będzie nad nim pod tym względem górował

b) brak falszkilu oraz podwieszonego steru, podatnych na uszkodzenia w czasie spotkań z pływającymi przedmiotami (beczki, drewniane bele), które w coraz większym stopniu zaśmiecają nasze morza

c) umieszczenie balastu i zbiorników w pustej przestrzeni kilu, która w środkowej części jachtu jest szeroka, a wyprofilowana na dziobie i rufie

d) sztrandowanie bez podpórek: stojąc na suchym podłożu można przechylać TRISMUSA do 30 stopni i wróci on sam do pozycji pionowej” (s. 277, 278)

Żagiel lugrowy 3,5 m2, Martwa Wisła, Gdańsk fot. Katarzyna Skory

Żagiel lugrowy 3,5 m2, Martwa Wisła, Gdańsk fot. Katarzyna Skory

Lektura zachęciła mnie do podjęcia eksperymentów i wybudowania jednostki z materiałów które miałem pod ręką. Zaplanowałem budowę jednostki której długość wynikała z długości arkusza sklejki. Najpierw wykonałem model z kartonu w skali 1:10 następnie poddałem go „ciężkim” próbom w wannie. W mojej konstrukcji posunąłem się zdecydowanie (skrajnie) dalej czyli kil na całej długości kadłuba i bardzo szeroki (1:5). W efekcie wyporność kila na MADERCE wynosi 80% całkowitej wyporności. Do tego zastosowywałem profil laminarny NACA 66 0114 jako sprawny hydrodynamicznie kil. Założyłem, że to co straci się na małej smukłości powinien nadrobić laminarny kształt. Pusta przestrzeń kila aż prosi się na zagospodarowanie użytecznym ciężarem (zbiorniki wody, akumulatory, łańcuch kotwiczny, najcięższe zapasy na Gidze a na MADERCE miejsce dla załoganta lub ruchomy balast).

Efekty i wnioski

Można by się spodziewać, że zwiększenie powierzchni zwilżonej i wejście wypornością głęboko w wodę spowoduje powstanie jednostki niezbyt szybkiej i tępej w żegludze na wiatr.

Pływania wykazały jednak co innego.

Powstała dzielna w pełni użyteczna jednostka. Wyniki są zdumiewające przy tak malej jednostce.

Maksymalne prędkości zarejestrowane na GPS

– prędkość na silniku Force 3 KM – 6 węzłów

– prędkość pod grotem 5,12 m2 – półwiatr do baksztagu – (przy wietrze do 4o B)– 4 węzły

– prędkość pod grotem z Optimista 3,5 m2 – półwiatr do baksztagu – (przy wietrze do 5o B i gładkiej wodzie na Martwej Wiśle)– 5,5 węzłow

– prędkość pod grotem kleszcze kraba 2,6 m2 – półwiatr do baksztagu – (przy wietrze do 6o B) – 4 węzły

Żagiel bermudzki 5,2m2, Martwa Wisła, Gdańsk, fot. Bożena Skory

Żagiel bermudzki 5,2m2, Martwa Wisła, Gdańsk, fot. Bożena Skory

Największa zarejestrowana prędkość w surfie na dużej fali – na silniku z Pucka do Gdyni podczas powrotu z SIZ– 12,4 węzła; fala pochodziła z rozbudowującego się rozległego, stacjonarnego niżu z centrum nad Białorusią. Trzy dni później (14.10.2009) miał miejsce sztorm o największej sile niszczenia w ostatnim półwieczu.

Przetrwanie najsilniejszego uderzenia szkwału o prędkości 8o B na najmniejszym żaglu kleszcze kraba (2,6 m2) na Rozlewisku Wisły – łódź przestała być sterowna i w głębokim przechyle zaczęła brać wodę przez burtę, woda dostała się do kila i spowodowała większą stateczność łodzi. Wyrwany z rąk żagiel ustawił się w linii wiatru jak wimpel i łódź się wyprostowała.

Najwyższa fala przy wietrze do 6o B podczas ucieczki z redy Gdyni na Hel (w żegludze burtą do fali łódź została dwa razy zalana przez falę i nie utraciła pływalności ani stateczności) – wysokość fali ok. 1,2 m.

Od tej chwili zakładam że każda prognoza IMGW może się sprawdzić!!!

Z żeglugą na wiatr jest całkiem przyzwoicie, 45 do 60 st. Uzależnione jest to od prędkości wiatru i rodzaju ożaglowania. Przy b. silnym wietrze na kleszczach kraba było nawet 35 st. do wiatru. Żagiel bermudzke przy wiatrach 3 do 4 st. B gwarantuje 45 st. Lugrowe ok. 60 st. Jednak gdy zamontowałem bukszpryt i dodałem małego foka ok. 1 m2 wynik podskoczył do 45 st.

Eksperymentowanie trwa już 5 lat i jeszcze się nie skończyło.

W okresie od maja 2007 do grudnia 2009, dzięki łagodnym zimom pływałem przez całe dwa lata kalendarzowe. Przekonałem się że zimą najcieplej jest na wodzie! – jeśli nie pokrywa jej lód. W okresie tym odbyłem 60 rejsów po rozlewisku Wisły i Zatoce Gdańskiej.

Podsumowanie:

1. Łódź jest jednostką eksperymentalną i powinna być dalej doskonalona (dziękuję: Krzysiowi Mnichowi, Wojtkowi Bagińskiemu i Robertowi Hoffmanowi, moderatorowi na Grupie Michalaka, za twórcze i inspirujące rozważania, oraz Stefanowi Eknerowi za mobilizowanie do twórczego myślenia).

2. Najbardziej wydajnym i doskonałym aerodynamicznie żaglem okazały się kleszcze kraba (dziękuję za cenne wskazówki Januszowi Ostrowskiemu, toliwadze PJOA. Aloha!).

3.Łódź jest bardzo dzielna, stosunkowo szybka, wygodna dla 1 osoby i łatwa w użyciu.

4. Łódź w pływaniach testowych prowadził kapitan jachtowy o dużym doświadczeniu morskim wyposażony w najnowocześniejsze środki ratunkowe, łączności i nawigacyjne (Sztormiak wypornościowy firmy Fladen, zestaw środków pirotechnicznych, UKF, tel. komórkowy w aqua-packu, GPS, mapa, znajomość akwenu).

4. Maderka nie została sprawdzona na przyboju i podczas sztrandowania! Jednak doświadczenia jachtu „Trismus” dają nadzieję na pozytywne zachowanie.

5. Konstruktor, budowniczy i żeglarz w jednej osobie osiągnął największy stopień satysfakcji i przyjemności z konstruowania, budowy i pływania, POLECAM TO WSZYSTKIM .

Plaża na Westerplatte, Gdańsk, fot. Katarzyna Skory

Plaża na Westerplatte, Gdańsk, fot. Katarzyna Skory

Rok budowy – 2004

Konstrukcja i budowa amatorska – Stanisław Skory

Miejsce budowy – Gdańsk

Dane techniczne:

długość – 2,3 m

szerokość – 1,25 m

zanurzenie – 0,3 m

ciężar całkowity kadłuba łodzi – 44 kg

wyporność kila – ok. 150 kg

wyporność całkowita – ok. 180 kg

balast ruchomy 55 kg lub załogant do 85 kg

Niezatapialny – wypełnienie styropianem przestrzeni między dnem a podłogą – ok. 40 kg (litrów)

Testowane ożaglowanie –

– ket bermudzki pełnolistwowy – 5,18 m2

– ket lugrowy (krój z Optimista z foli poddachowej) – 3,5 m2

– ket szczęki kraba (z foli poddachowej) – 2,6 m2

– ket szczęki kraba (z foli poddachowej)- 2,8 m2 (po przeróbce)

-ket szczęki kraba – 3,8 m2 (z plandeczki Made in China)

Materiały:

– poszycie -2 arkusze sklejki dębowej wodoodpornej gr. 4 mm (czekała w piwnicy 5 lat)

– wzdłużniki – listwy sosnowe (20×10) klejone warstwowo

– pawęż i stopa kila – 1/2 arkusza sklejki liściastej wodoodpornej gr. 11 mm (czekała w piwnicy 25 lat!)

– wykończenie obrzeży wewnętrznych burty i kokpitu-  listewka mahoniowa (resztki tarcicy mahoniowej pociętej na listwy 20×5)

– impregnacja – pokost lniany

– malowanie – wnętrze kadłuba lakierem olejnym bezbarwnym, malowanie zewnętrzne białą emalią olejną do stolarki okiennej.

Koszty budowy amatorskiej:

materiały – ok. 450 zł

robocizna własna – trzy zimowe miesiące w ogrzewanej piwnicy, w czasie po pracy zawodowej

 

 

Tags: budowa jachtu, jacht, jacht morski, jachty drewniane, jachty z drewna

Category: Spis treści, Technika, Budowa jachtu, Jachty drewniane

Komentarze (0)

Trackback URL | Comments RSS Feed

Brak komentarzy.

Zostaw komentarz

WP Like Button Plugin by Free WordPress Templates