ПАРУСНОЕ ВООРУЖЕНИЕ МАЧТОВОГО СУДНА Российский патент 1995 года по МПК B63H9/00 

Изобретение относится к судостроению и касается проектирования парусного вооружения судов и конструирования и размещения мягких парусов с их креплением на мачте судна.

Известно парусное вооружение мачтового судна, содержащее по крайней мере один поворотный элемент подвижного рангоута с осью поворота, ориентированной на топ мачты, и с несущим гиком, связанным с мачтой штагом и топенантом [1]
Однако такое парусное вооружение имеет недостаточные эксплуатационные качества.

Цель изобретения повышение эксплуатационных качеств.

Цель достигается тем, что элемент выполнен в виде балансира, ось поворота которого смещена по палубе относительно оси мачты и который выполнен с дополнительным несущим гиком, установленным по другую сторону оси поворота балансира по отношению к основному несущему гику.

Кроме того, мачта выполнена с топовым выстрелом, имеющим рей, концевые участки которого связаны топенантами и штангами с основным и дополнительным несущими гиками балансира.

На фиг. 1 показано мачтовое судно с парусным вооружением в аксонометрической проекции; на фиг.2 судно при курсе левентик; на фиг.3 то же, при курсе бейдевинде левого галса; на фиг.4 то же, при курсе бейдевинде правого галса; на фиг.5 то же, при курсе гальфвина; на фиг.6 то же, при курсе бакштаг; на фиг.7 то же, при курсе фордевинд.

На корпусе 1 (фиг.1) одномачтового судна установлена мачта 2, несущая носовой и кормовой комплекты косых парусов. Поскольку конструктивное исполнение и принцип работы обоих комплектов парусов одинаковы, ниже рассматривается устройство только носовых парусов.

На палубе судна в нос от мачты поворотно в горизонтальной плоскости установлен балансир 3 поворотного элемента подвижного рангоута, в исходном положении ориентированный поперек корпуса 1. Ось 4 поворота балансира 3 расположена в вертикальной плоскости и ориентирована по направлению на топ мачты 2. В описываемом варианте исполнения ось 4 совмещена с диаметральной плоскостью судна, однако с определенными целями возможно ее смещение от диаметральной плоскости к борту судна (асимметричное расположение), но и в этом случае ее ориентировка на топ мачты должна соблюдаться.

На концах балансира по обе стороны от оси 4 шарнирно закреплены несущие парные основной 5 и дополнительный 6 гики. Для уменьшения усилий, прикладываемых к гикам при маневрировании судна, точки 7 и 8 крепления гиков 5 и 6 к балансиру 3 расположены примерно на одной трети их длины. Передние концы каждого из гиков связаны с мачтой 2 соответственно штагами 9 и 10, а ножи гиков топенантами 11 и 12. Хотя штаги и топенанты могут быть закреплены непосредственно на мачте, для улучшения работы парусов дополнительно предусмотрен короткий рей 13 (кормовой рей 14), к концам которого крепятся соответствующие штаги и топенанты, а сам рей навешен на соответствующий топовый выстрел 15 у топа мачты 2 (кормовой топовый выстрел 16).

Гики 5 и 6 несут соответственно два косых паруса 17 и 18, передние шкаторины которых совмещены соответственно со штагами 9 и 10, а нижние (или их галсовые и штоковые углы) с гиками 5 и 6. Бегучий такелаж, предназначенный для управления гиками и балансирами, в материалах настоящей заявки не рассматривается, поскольку его проводка и работа однозначно вытекают из его назначения и очевидны для специалиста.

Эксплуатация предложенного вооружения осуществляется следующим образом.

В исходном положении при курсе судна к ветру левентик судно хода не имеет (дрейфует по ветру за счет парусности корпуса 1, рангоута и т.д.). Балансир 3 ориентирован поперек корпуса 1 (исходное положение), угол между направлением, занимаемым каждым гиком 5 и 6, и направлением ветра равен нулю.

Когда курсом судна к ветру является бейдевинд левого галса, гикам 5 и 6 придают общеизвестное угловое положение к ветру (гик делит пополам угол между направлением ветра и курсом судна). Очевидно, что при исходном положении балансира 3 (поперек корпуса 1 судна) подветренный парус 17 частично (а на последующих курсах полностью) попадает в ветровую тень наветренного паруса 18. Во избежание этого следует принудительно развернуть балансир 3 от его исходного положения на угол α. Благодаря этому повороту подветренный парус 17 с гиком 5 сместится в нос судна, а наветренный парус 17 в корму. Этим смещением достигается двойной эффект: во-первых, подветренный парус выходит из ветровой тени наветренного, принимая ветер, а, во-вторых, за счет прохождения ветрового потока в зазор между переходными шкаторинами парусов 17 и 18 возникает целевой эффект, увеличивающий тягу парусного вооружения (по закону Бернулли). Очевидно также, что величина щелевого эффекта будет зависеть и от правильности выбора величины угла α. Величина угла α определяется общеизвестным способом (по заполаскиванию парусов) и меняется по ходу судна регулировкой длины соответствующих шкотов. Очевидно, что при ходе судна правым галсом (бейдевинд правого галса) работа парусов будет аналогичной за тем исключением, что балансир 3 будет повернут в направлении, противоположном тому, которое имелось при байдевинде левого галса. Курсы судна к ветру галфвинд и бакштаг отличаются от курса бейдевинд только величиной угла α поворота балансира 3 (естественно, что и поворота гиков 5 и 6 относительно балансира 3 также).

При этом курсе фордевинд носовые паруса 17 и 18 попадают в ветровую тень других таких парусов и тяга вооружения падает. Однако курс фордевинд для косых парусов является невыгодным, поскольку на нем полностью пропадают преимущества косых парусов (теряется их аэродинамический эффект), а тяга создается только площадью парусов и напором ветрового потока. На фордевинде возникают также и другие нежелательные явления, снижающие ход судна (судно рыскает, раскачивается, взрывается, в попутную волну и т.д.). Учитывая все это, капитаны судов, несущих косые паруса (шлюп, шхуна и т.д.), избегают без крайней необходимости вести судно фордевиндом, применяя вождение длинными переменными галсами в бакштанг. Тем самым, хотя несколько удлиняется путь, но за счет значительного прироста скорости в конечном итоге выигрывается время.

Однако предложенное вооружение и на курсе фордевинд позволяет по сравнению с известными снизить затенение носовых парусов кормовыми, для чего один из балансиров, например кормовой 3а, ставится поперек, а другой 3 вдоль корпуса 1, паруса (гики) на каждом из балансиров разворачиваются "бабочкой". При этом штаги носовых гиков максимально сближаются, а кормовых расходятся, и между передними шкаторинами кормовых парусов образуется достаточное расстояние для наполнения ветром носовых парусов.

Очевидно, что предложенное парусное вооружение может быть применимо в различных сочетаниях: два носовых паруса на балансире, а кормовой общеизвестный грот, или наоборот; при одной мачте кроме носового и кормового балансиров возможна установка под пятой мачты третьего балансира, а мачта судна может быть установлена как вертикально, так и с наклоном; вооружение может быть также установлено на многокорпусном, многомачтовом судне и т.д.

Необходимость ориентировки оси 4 балансира 3 на топ мачты 2 и наличие рея 13 или 14 вызваны тем, что при поворотах балансира 3 на палубе и гиков 5 и 6 на балансире 3 штаги 9, 10 и топенанты 11, 12 будут описывать в пространстве поверхности воображаемых конусов, образующими которых они являются (в частности, ось 4 является осью одного из этих конусов). Поэтому при неправильной ориентировке плоскостей оснований этих корпусов одни части стоячего такелажа (штаги, топенанты) будут излишне натягиваться, а другие ослабляться, искажая не только форму парусов, но и вызывая перегрузки различных узлов, деталей и элементов корпуса и рангоута судна. Ориентировка оси 4 на топ мачты 2 позволяет правильно сориентировать плоскость основания соответствующего воображаемого конуса, а рей 13 или 14 перераспределяет между соответствующими штагами и топенантами возникшие в них усилия, подобно коромыслу автоматически компенсируя изменение их длины за счет наклона относительно точки своего подвеса на выстреле.

Этим изобретением легко решается вопрос с изменением площади парусности путем скручивания любого из парусов по высоте. Так, широко распространенный общеизвестный вертлюг для закручивания стакселя вокруг штага может быть легко установлен на любом из парусов предложенного парусного вооружения, в отличие, например, от бермудского шлюпа, где из двух парусов (стакселя и грота) установка вертлюга возможна только на стакселе.

Использование: изобретение относится к судостроению и касается проектирования парусного вооружения и конструирования и размещения мягких парусов с их креплением на мачте судна. Сущность заключается в том, что наружное вооружение выполнено с основным несущим гиком и по крайней мере один элемент подвижного рангоута парусного вооружения выполнен в виде балансира. Его ось поворота смещена по палубе относительно оси мачты, причем балансир выполнен с дополнительным несущим гиком, установленным по другую сторону оси поворота балансира по отношению к основному несущему гику. 1 з. п. ф-лы, 7 ил.

1. ПАРУСНОЕ ВООРУЖЕНИЕ МАЧТОВОГО СУДНА, содержащее по крайней мере один поворотный элемент подвижного рангоута с осью поворота, ориентированной на топ мачты, и с несущим гиком, связанным с мачтой штагом и топенантом, отличающееся тем, что поворотный элемент выполнен в виде балансира, ось поворота которого смещена по палубе относительно оси мачты и который выполнен с дополнительным несущим гиком, установленным по другую сторону оси поворота балансира по отношению к основному несущему гику. 2. Вооружение по п. 1, отличающееся тем, что его мачта выполнена с топовым выстрелом, имеющим рей, концевые участки которого связаны топенантами и штангами с основным и дополнительным несущими гиками балансира.