kaczodziobe dinozaury część 2

Czy naprawdę punty mają aż takie zalety? Okazuje się, że tak. To dosyć trywialne stwierdzenie, że jachty często żeglują w przechyle. Nie wystarczy więc zaprojektować kadłub tak, żeby napotykał minimalny opór wody na równej stępce. Jego właściwości nie powinny się też pogarszać po przechyleniu o niewielki kąt.

Dla konwencjonalnych łodzi o ostrym dziobie i wąskiej rufie nie jest to wcale łatwe. Część podwodna takiego klasycznego kadłuba deformuje się w przechyle, przybierając asymetryczny kształt rogalika. Jacht zaczyna mieć tendencję do ostrzenia, wzmacnianą przez moment siły pochodzący od przechylonego ożaglowania. Rosną także opory ruchu.

W dodatku, w głębszym przechyle zarówno dziób jak i rufa unosi się ponad powierzchnię wody, a długość linii wodnej wyraźnie się zmniejsza. Krótsza część zanurzona nie tylko stawia większy opór, ale też musi mieć większą szerokość dla zapewnienia tego samego wyporu. W rezultacie środek wyporu przesuwa się w bok w niewielkim stopniu i moment prostujący łódź jest stosunkowo mały.

Kadłuby współczesnych jachtów regatowych mają zwykle szerokie rufy, nadające im kształt “żelazek”. Okazuje się, że taki kadłub w przechyle deformuje się w dużo mniejszym stopniu. Można go nawet tak zaprojektować, aby część podwodna w ogóle nie zmieniała się w umiarkowanym przechyle. Zwykle jednak postępuje się nieco inaczej: jachty mają bardziej płaskie przekroje, pomagające wyjść w ślizg na równej stępce. W przechyle część zanurzona staje się węższa, stawiająca mniejsze opory przy wypornościowej żegludze bajdewindem.

Kadłuby o trójkątnych kształtach napotykają jednak kilka istotnych problemów. Pierwszy z nich to nadmierny rozrost pawęży. Aby utrzymać symetryczny kształt części podwodnej w przechyle, rufa musi być często szersza od śródokręcia. Jest to szerokość “niewykorzystana”, dająca niewielki wkład do stateczności kadłuba.

Drugi problem jest znacznie poważniejszy. Otóż co prawda kształt części podwodnej przechylonego kadłuba z ostrym dziobem i szeroką rufą pozostaje korzystny hydrodynamicznie, jednak jest ona obrócona o pewien kąt w stosunku do osi jachtu. Kąt ten jest tym większy, im szerszy kadłub. Na nieszczęście obrót części podwodnej w przechyle następuje w złą stronę! Gdyby jacht miał płynąć wzdłuż nowej osi symetrii, jego miecz lub kil wytwarzałby siłę zwróconą w tym samym kierunku, co siła działająca na żagle. Nic nie przeciwstawiałoby się dryfowi. Oczywiście w rzeczywistości jacht płynie pod takim kątem dryfu, żeby płetwy pod jego kadłubem równoważyły boczną siłę od żagli. Oznacza to, że kadłub z szeroką rufą płynie “w poprzek” względem wody, co niweluje wszelkie korzyści wynikające z zachowania symetrycznego kształtu podwodzia.

Jedynym znanym rozwiązaniem tego problemu jest zastosowanie nastawnego miecza, którego kąt natarcia można dostosować do halsu i przechyłu, lub dwóch mieczy ustawionych zbieżnie. Oba te rozwiązania są dość kłopotliwe – pierwsze jest skomplikowane, zwłaszcza jeżeli chce się uniknąć dużego, zaburzającego opływ wody otworu skrzyni mieczowej lub stosować ciężki miecz czy bulbkil. Drugie z rozwiązań wymaga podnoszenia i opuszczania mieczy przy każdym zwrocie i uniemożliwia dostosowanie kąta nastawienia miecza do płynnych zmian przechyłu.

Trzeci problem, wynikający z zastosowania szerokiej rufy, to wychodzenie płetwy sterowej z wody w głębokim przechyle. Tu rozwiązaniem jest zastosowanie podwójnych sterów – dobrze znane z jachtów klasy Mini czy Open ’60.

Wszystkie wymienione trudności techniczne znikają, jeżeli zamiast rufy poszerzymy… dziób! Otrzymamy kadłub, którego część podwodna bez przechyłu nadaje się doskonale do ślizgu – jest płaska, dość szeroka i niezbyt długa. W przechyle kadłub przybiera kształt długiego, wąskiego wrzeciona, stawiającego minimalne opory przy żegludze wypornościowej. Dodatkowo, wrzeciono to jest przesunięte w stronę zawietrzną o maksymalną dległość, na jaką pozwala szerokość kadłuba. Punt (czy też Scow) ma największą z możliwych stateczność kształtu. Co jeszcze ciekawsze, część podwodna punta w przechyle również zostaje obrócona, lecz w przeciwną stronę niż w przypadku kadłuba o ostrym dziobie. Taki kadłub idealnie współpracuje ze zwykłym, pojedynczym mieczem i sterem.

Mimo to, właśnie w łodziach klasy Scow chętnie stosowano podwójne miecze. Należy bowiem zauważyć, że punt “lubi” głębokie przechyły. Jeżeli nie płyniemy w ślizgu na równej stępce, należy przechylić jacht o 20-30 stopni, gdyż dopiero dla takich kątów przechyłu uzyskuje się czysty, symetryczny kształt części podwodnej. W tej sytuacji dwa miecze, rozchylone ku dołowi, zapewniały większą sprawność hydrodynamiczną – pracująca, zawietrzna płetwa ustawiona była pionowo.

 

 

fot. archiwum Krzysztofa Mnicha

rys. Krzysztof Mnich

Tags: jachty drewniane, jachty z drewna, punt, schow, scow

Category: Spis treści, Technika