Проа — каменный век или прорыв в будущее? Часть 2

11228_900.jpg

Перейти к части 1

В первой части были рассмотрены некоторые вопросы гидродинамики судов. И был сделан вывод, что основной корпус проа, имеющий большое удлинение и килеватость, обладает определенными преимуществами на ходу в водоизмещающем режиме.

Затем были рассмотрены теоретические основы остойчивости однокорпусных судов. И выявлены некоторые недостатки подобных лодок.


Перечисленных выше недостатков лишены многокорпусные суда — катамараны и тримараны.

Проа тоже относят к многокорпусным судам. Хотя это, на мой взгляд, не совсем правильно. Но этот вопрос обсудим позже.

Дальше мы будем говорить о катамаране, но те же рассуждения пригодны и для тримаранов.

Катамаран — имеет два корпуса, разнесенных на некоторое расстояние мостиком или рамой. Не имеет балласта.

Высокая остойчивость катамарана обеспечивается относительно большим расстоянием между корпусами. Большое плечо сил, противодействующих крену, создает большой восстанавливающий момент. При этом корпуса могут иметь очень большое удлинение. Значит сопротивление катамарана невелико.

Остойчивость катамарана. Рисунок взят из книги С. Ветрова «Пионерская судоверфь»

Но у катамарана есть своя специфика. Его корпуса расположены все-таки достаточно близко друг от друга. И волны, расходящиеся от корпусов, испытывают явление интерференции (взаимовлияние при наложении волн). На это расходуется энергия движения. Соответственно, снижается скорость. Чтобы снизить это явление стараются корпуса разнести на как можно большее расстояние. Но при этом увеличивается габаритная ширина и возникают определенные проблемы с обеспечением прочности мостика. И полностью устранить взаимовлияние корпусов все-равно не получается.

Правда, катамаран может ходить на одном корпусе. Все указанные выше недостатки исчезают и достигаются действительно рекордные скорости. Но резко повышаются требования к квалификации экипажа — после отрыва наветренного корпуса от воды, остойчивость катамарана снижается (обратите внимание на рисунок, на котором изображена схема сил, создающих остойчивость катамарана — когда наветренный корпус оторвался от воды, плечо сил резко уменьшается), а риск опрокидывания, соответственно, растет. Кроме того, крен катамарана снижает эффективность парусов.

Катамаран на ходу на одном корпусе
Катамаран на ходу на одном корпусе. На фотографии — туристский разборный катамаран AlexCat

Повысить эффективность парусного вооружения в этих условиях можно очень просто — заранее устанавливаем мачту с наклоном в сторону наветренного борта примерно 10°-15°. Тогда при рабочем крене паруса будут стоять ровно и работать максимально эффективно.

Что делать с наветренным корпусом, который на ходу не касается воды? Ведь такой размер его теперь не нужен, и даже вреден. Этот корпус не создает силы плавучести, поскольку находится в воздухе. Имеет массу, на перемещение которой тратится энергия. Для его крепления требуется довольно сложный и тяжелый мостик (вообще, прочность мостиков катамаранов — это отдельная, большая и сложная тема). Мостик, кроме корпусов и полезного груза, нагружен еще и мачтой с парусным вооружением (это в классической схеме катамарана, существуют катамараны с «параллельным» вооружением, когда на каждом корпусе установлено по отдельной мачте, но таких очень мало).

Устанавливаем мачту на основном (подветренном) корпусе, благодаря этому разгружаем мостик. Наветренный корпус уменьшаем до минимальных размеров — его плавучести должно хватать только на то, чтобы не тонуть, когда наша лодка неподвижна. Весь неподвижный полезный груз (еда, вода, запасы) будет размещаться в основном корпусе.

Сэкономленную на наветренном корпусе и мостике массу можно использовать двумя путями:

  1. можно просто получить более легкую и дешевую лодку при том же парусном вооружении;
  2. а можно удлинить основной корпус при той же массе и парусном вооружении; т. е. мы уменьшим сопротивление формы благодаря большему удлинению и повысим предельную скорость водоизмещающего режима движения благодаря более длинной ватерлинии.

Но у катамарана при поворотах наветренный и подветренный корпуса меняются местами. Наша лодка так делать не может — «недоразвитый» наветренный корпус-аутригер не может выполнять функции основного подветренного.

Что ж, делаем корпуса симметричными относительно миделя (т. е. нос и корма становятся одинаковыми). При поворотах парус переносим не с борта на борт, как на «европейских» парусниках, а с носа в корму. И идем «задом-наперед».

Осматриваем получившееся изделие и понимаем, что только что превратили (мысленно) катамаран в самый настоящий летучий проа — лодку, которая соответствует тем условиям, которые мы задали сами себе в начале статьи: минимальная масса и осадка, максимальная скорость в водоизмещающем режиме.

9931_900.jpg

Получилось ли у нас идеальное судно?

Конечно же, нет. Ведь от судна требуется не только скорость и минимальная осадка. Еще необходимо обеспечить безопасность, удобство и легкость управления, а так же комфортные условия для экипажа.

По поводу удобства управления. Переносить парус с одной оконечности на другую — это, конечно, совсем не так удобно, как просто пропустить гик над головой. Но это еще не вся проблема.

Любое парусное судно должно быть настроено — произведена центровка, зафиксировано определенное положение центра парусности (ЦП) относительно центра бокового сопротивления (ЦБС). В идеале эти две точки должны располагаться на одной вертикальной линии. Тогда судно будет идти строго по своему курсу и не требовать корректировки рулем (а ведь каждое движение руля — это потеря скорости и определенные усилия со стороны экипажа). Такой идеал практически не достижим, но на судах «европейского» типа к нему более-менее приближаются. А вот на проа это сделать сложно — ведь центр парусности на каждом повороте будет смещаться вдоль судна. Значит, нужно смещать и элементы, обеспечивающие боковое сопротивление (кили, шверты и т. п.). Тем более, что при поворотах это надо делать быстро. Конечно, все это возможно, но конструкция и управление усложняется.

Комфортабельность — понятие относительное. Поговорим о нем чуть позже, когда будем обсуждать сферы применения проа в современном мире.

Безопасность. Будем считать, что наша конструкция обеспечивает такие факторы безопасности, как плавучесть и непотопляемость (на судне без постоянного балласта их обеспечить относительно несложно). И поговорим подробнее об остойчивости проа.

Остойчивость бывает продольная (сопротивление опрокидыванию через нос/корму) и поперечная (сопротивление опрокидыванию на борт). У классических однокорпусных судов продольная остойчивость во много раз превышает поперечную, ее обычно даже не рассчитывают при проектировании. А вот у катамаранов продольная остойчивость сравнима с поперечной, а иногда даже меньше ее. Поэтому бывают случаи переворота катамаранов через нос. У тримарана отношение продольной и поперечной остойчивости сильно зависит от соотношения размеров основного корпуса и аутригеров (боковых корпусов). Проа ведет себя как обычное однокорпусное судно — его продольная остойчивость намного выше поперечной (вот причина того, почему лично я не считаю проа многокорпусным судном).

Поперечная остойчивость проа практически полностью зависит от величины и расположения груза (экипажа) на поперечных балках, соединяющих основной корпус с аутригером. Чтобы обеспечить оптимальный режим движения проа (когда аутригер «летит» над самой поверхностью воды) есть два канала управления:

  • грубый — перемещением членов экипажа по поперечным балкам;
  • тонкий — потравливая и подбирая шкоты паруса можно регулировать в некоторых пределах кренящий момент.

Успешно управлять проа можно только сочетая оба этих метода, т. е. рулевой и экипаж должны быть хорошо натренированы.

Если вдруг произойдет резкое усиление ветра и экипаж не успеет сместиться в сторону аутригера, произойдет потеря остойчивости и опрокидывание. Энтузиасты уже придумали некоторую страховку от этого — с подветренного борта вплотную к основному корпусу устанавливается страховочный поплавок. На ходу он не касается воды и не создает дополнительного сопротивления. Но при резком увеличении крена входит в воду и своей плавучестью помогает откренить лодку. Страховка эта, конечно, не стопроцентная. Но может дать чуть-чуть времени экипажу отреагировать на возникшие обстоятельства.

Проа со страховочным поплавком

Если учесть все вышесказанное, какой видится сфера применения проа в современном яхтинге?

Мне кажется проа были бы отличными лодками для развлечения (пляжными парусниками) и судами для гонок на коротких дистанциях (по прямой или на треугольнике).

Необходимость очень внимательно отслеживать каждый порыв ветра и солидная физическая нагрузка при откренивании, а также необходимость быстро и четко выполнять сложные действия при поворотах является достоинством таких яхт. Отсутствие элементов комфорта не является недостатком.

Сложнее обстоят дела с проа для дальних (крейсерских) плаваний.

В принципе это возможно. Островитяне Тихого океана реально проходили сотни и тысячи миль на проа без захода на берег. Но это делалось на больших проа с большими экипажами. Когда была возможность спать по очереди, и при этом на вахте было достаточно людей, чтобы реагировать на сюрпризы моря и ветра.

Кроме того, создать комфортные, с европейской точки зрения, условия на борту проа очень сложно. В очень узком основном корпусе для этого мало пространства.

Так что разработка надежного и безопасного (по европейским нормам) крейсерского проа, с моей точки зрения, является утопией.

Напоследок — видео с Конференции конструкторов проа, проходившей в Польше в 2015 году (Baltic Proa Conference 2015):

© Максим (Seadog) Мурадян, 19.07.2017

P.S. В этой статье тема проа еще далеко не раскрыта, так что продолжение все-таки следует…

8 thoughts on “Проа — каменный век или прорыв в будущее? Часть 2

  1. Цитата:
    «Энтузиасты уже придумали некоторую страховку от этого — с подветренного борта вплотную к основному корпусу устанавливается страховочный поплавок. На ходу он не касается воды и не создает дополнительного сопротивления. Но при резком увеличении крена входит в воду и своей плавучестью помогает откренить лодку. »

    иииии проа превращается….. превращается проа….. во что? правильно — в тривиальный тримаран…..

    1. И где же Вы тут видите тримаран? На ровном киле у тримарана ОБА аутригера несколько погружены в воду. На ходу с креном в воду погружен основной корпус и один аутригер (экстрим, когда тримаран идет на одном только аутригере — это экстрим и есть). А это — дополнительное сопротивление трения, формы, волновое… Ну и гораздо больше проблем в обеспечении прочности мостика.

  2. Желательно больше об управлении проа.Видик — это хорошо , учебное пособие об управлении проа — еще лучше !
    О тримаранах — вообще почти ничего ! Тримаран ,на мой взгляд, настоящее пляжное суденышко !

    1. Думаю, что учебного пособия по управлению проа еще не существует. Есть только отдельные разрозненные советы. Нужно писать свое…
      О тримаранах информации по-больше.
      «Пляжность» определяется не типом судна (швертбот, катамаран или тримаран), а назначением конкретного проекта.

      1. Совершенно верно.Для самостоятельной постройки \ » на коленке»\ подходят именно проа и тримараны из — за их себестоимости и из- за воз-можности работать на даче или даже дома \ делать разборным как проа «Wa'» apa»\.
        Если есть опыт управления проа желательно поделиться с интересующимися этим вопросом.

        1. Опыта управления проа нет :(. Как только что-то появится — тут же буду сообщать.

Оставьте комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *