Одна или две мачты? Какие паруса существуют и сколько их должно быть?
Чтобы успешно ответить на эти вопросы, для начала целесообразно ознакомиться с основными понятиями и определениями. Итак...
Что входит в понятие «парусное вооружение»
Парусное вооружение (или по другому парусный гардероб) это не только сами паруса, но и все предметы и устройства, задействованные в установке, уборке и управлении парусами.
Говоря на яхтенном языке, парусное вооружение – это паруса, рангоут и такелаж.
Рангоут – это все жесткие конструкции, которые используются для несения и обслуживания парусов. Мачта, гик, рея, бушприт – это все рангоут. Элементы рангоута могут быть как неподвижными, так и поворотными.
Такелаж – все тросы (снасти), элементы и системы их крепления. В зависимости от назначения различают:
- Стоячий такелаж – снасти для поддержки (раскрепления) рангоута. В общем случае (см. рис.) их набор включает: штаги (фор-/бак-/ахтер-) для удержания мачты в продольной плоскости и ванты (в поперечной). После первичной установки и регулировки (обтяжки), положение стоячего такелажа, как правило, не меняется.
- Бегучий такелаж – тросовая оснастка для подъема/спуска парусов и отдельных частей рангоута, а также изменения их положения относительно продольной (диаметральной) плоскости судна. Основные элементы бегучего такелажа и их функции:
- Фалы – подъем/спуск парусов, рангоута, флажных и других сигналов.
- Шкоты – управление парусами и элементами рангоута (например, гика-шкот), «отвечающим» за разворот паруса.
- Галсы – оттяжка и крепление заднего (галсового) угла паруса к палубе (гику, бушприту).
- Топенанты – поддержание конца (нока) гика в горизонтальном положении на ходу или на стоянке. Крупные лодки обычно оснащены двумя топенантами для каждого гика.
- Брасы – для разворота паруса в горизонтальной плоскости. Например, рангоутное дерево для управления спинакером (спинакер-гик) крепится контр-брасом, заведенным в нос лодки.
- Риф-штерты и риф-шкентели – короткие тросы (концы) для уменьшения рабочей площади (зарифливания) паруса при усилении ветра. Выходят из широкого употребления по мере развития современных технологий для выполнения этой операции парусов (закрутки, патент-рифы).
Главный секрет успеха лодки – правильный выбор корпуса и оснащение его оптимальным парусным вооружением. Какие же для этого существуют возможности?
Как рассчитать оптимальную площадь парусов
В теории, чем больше общая площадь парусов, тем большей скорости может достичь лодка. Несоответствие площади парусности общему весу судна гарантирует досадные неприятности: при недостатке парусов вряд ли стоит надеяться на победу в гонке, а их избыток грозит потерями в рангоуте/такелаже и даже опрокидыванием яхты.
Чем больше рабочая площадь поднятых парусов, тем больше нагрузка на мачты и поддерживающие их снасти. В результате, сильный порыв ветра (шквал) может сломать мачту (-ы) или вывернуть ее из крепления (степса), оборвав крепления (ванты, штаги). Если же мачта и устоит, то под влиянием возросшего кренящего момента, лодка может лечь на борт или перевернуться.
При расчете оптимальной площади парусного вооружения должны учитываться:
- Назначение лодки – для кратковременных семейных прогулок, круиза или гонок.
- Район использования – внутренние водоемы, прибрежная морская зона, океанские просторы.
- Водоизмещение, размерения, вид и вес балласта/фальшкиля, обводы корпуса.
- Конструктивные особенности: материал корпуса и рангоута, высота надводного борта, наличие фальшборта и пр.
Общее правило: чем большим водоизмещением обладает яхта, тем большую площадь парусов она сможет нести с учетом предполагаемого района плавания.
Например, для крупных океанских яхт (3-15 тонн) площадь парусности составляет 30-100 м2 и более, для морских – от 25 до 90 м2, а для лодок прибрежного плавания максимальное значение этого показателя обычно не превышает 60-70м2
Точное же вычисление общей площади парусности для каждой лодки производится индивидуально и по полученным данным формируются рекомендации для подбора соответствующего «гардероба» (типа, формы, размеров/степени зарифленности) для ее плавания в различных погодных условиях.
Типы парусного вооружения по форме и способу крепления грота
Человек всегда стремился максимально упростить управление парусами, сведя к минимуму размеры необходимого для этого рангоута и количество снастей. В результате, мощный рей, необходимый для постановки прямого паруса, был заменен сравнительно небольшим наклонным рейком, нижний конец которого фиксировался галсовой оттяжкой. Сам же парус несколько уменьшился в размерах и приобрел трапециевидную форму. Затем эволюция разделила рей-реёк на две части – верхнюю (гафель и его разновидности) и нижнюю (гик), а парус – на больший задний и меньший передний. Промежуточным звеном оказался вариант, при котором нижний конец заднего паруса крепился к наклонному штоку – шпринтову. На сегодняшний день рейковый парус для яхтинга ушел в прошлое, а шпринтовый можно встретить разве что на швертботах типа «Оптимист».
Гафельным парусам повезло больше: хотя новые лодки ими вооружают очень редко, подобную оснастку все еще можно встретить на судах, преимущественно предназначенных для катания туристов.
Интересным эволюционным шагом в развитии гафеля представляется вариант square top, при котором верхняя часть паруса с помощью сравнительно короткого штока растягивается почти перпендикулярно мачте. Благодаря этому заметно возрастает рабочая площадь паруса и эффективность его использования даже при относительно слабых ветрах. Подобное решение пользуется особой популярностью на гоночных лодках, поскольку позволяет нести паруса большей площади без увеличения высоты мачты.
На подавляющем же большинстве современных лодок в качестве основных задних парусов используются т.н. бермудские, получившие свое название по месту заимствования – у рыбаков Бермудских островов.
Парус не нуждается в гафеле, поскольку его верхний (фаловый) угол крепится на топе мачты, а нижняя кромка (шкаторина) растягивается на поворотном рангоутном дереве (гике). Поскольку своей специфической формой эти паруса напоминают антенны первых радиопередатчиков, их иногда называют также «парусами Маркони».
Наиболее распространенным вариантом оснащения яхты в наши дни является бермудский шлюп.
Это одномачтовая лодка с треугольным гротом и универсальным набором передних парусов, предназначенных для различных условий плавания.
Рассмотрим подробнее, из чего же состоит типовой современный парусный гардероб.
Виды парусов и их особенности
Грот – треугольный парус, верхний конец и передняя кромка (шкаторина) которого крепятся к мачте, а нижняя растягивается на горизонтально установленном рангоутном дереве – гике, разворот которого осуществляется при помощи гика-шкота. В большинстве случаев, это самый большой по площади парус, который на современных лодках сворачивается либо в мачту (In-mast furling) , либо в гик (In boom furling) на специальной закрутке. Помимо значительного тягового усилия, грот обеспечивает эффективное обтекание воздушным потоком передних парусов, а также способствует сохранению рулевого баланса. Обычно в комплект входят два основных грота (запасной при коротких круизных рейсах хранится на берегу) и штормовой, меньшей площади.
Стаксель – также треугольный парус, передняя кромка которого крепится на наклонно закрепленном тросе (штаге). При варианте бермудского вооружения это основной передний парус, площадь которого может составлять от 30%-40% (на круизных) до 60% (на гоночных) общей парусности лодки. В последнем случае он работает как основное рабочее «крыло», сообщающее лодке наиболее значимое тяговое усилие. В зависимости от размеров и формы, стаксели подразделяются на несколько типов, предназначенных для использования в различных погодных условиях. Важной дополнительной характеристикой является процентное соотношение площади паруса к площади треугольника, образованного мачтой, грота-штагом и отрезком палубы до места крепления последнего. Так, термины «40%-й» или «75%-й стаксель» означает, что парус перекрывает соответственно чуть меньше половины или 2/3 пространства между штагом и мачтой. В соответствии с размерами, все они обозначаются еще и номерами, причем №1 присваивается парусу самой большой площади.
Генуя – большой и широкий стаксель, предназначенный для эффективного использования слабого ветра. При постановке полной генуи, ее нижний (шкотовый) угол достигает мачты или даже заходит за нее. Перекрывающими называются генуи с коэффициентом более 100%, которые фактически перекрывают переднюю шкаторину грота. В длительном плавании на лодке целесообразно иметь три генуи, которые также нумеруются от большей к меньшей:
- №1 (140-150%) с низким расположением шкотового угла. Обычно используется при ветре до 2 баллов на курсах от галфвинда до острого бейдевинда.
- №2 (до 120%) – при ветре от 2 до 4 баллов в том же диапазоне курсов.
- №3 (100%) – для 4-5 балльных ветров, при курсах от галфинда до бейдевинда.
Стаксель-автомат – парус средних размеров при плавании с частой сменой галсов на курсах острый бейдевинд. Его особенностью является установленный на палубе погон (А), по которому перемещается специальная каретка (В) со стаксель-шкотом, пропущенным через блоки (С и D). Для смены галса достаточно переложить руль и стаксель сам переложится на нужный борт.
Наряду со стакселями-автоматами, мореплаватели-одиночки часто используют при лавировке и вариант со стаксель-гиком. В частности, подобное решение выбрал Виктор Языков для своей «Дочери Ветра».
Штормовой стаксель – самый маленький (до 20%, а вообще чем меньше, тем лучше) по размерам, с высоким шкотовым углом, именуемый также «носовым платком». Он предназначен к установке на продолжительное время при сильных ветрах и обеспечивает лодке необходимую управляемость при минимальной нагрузке на мачту и руль. Как правило, это единственный парус, который целесообразно нести при скорости ветра свыше 7 баллов. Он может ставиться как на основном носовом, так и на дополнительном (т.н. бэби-) штаге.
Спинакер – парус большой площади, выполненный из легкой ткани и имеющий полукруглый профиль. Обычно используется при слабых и умеренных попутных ветрах, на курсах от фордевинда до галфвинда. Популяризации спинакера способствовал опыт Эрика Табарли: в «гардеробе» его Реn Duick V, победившей в гонках через Тихий океан в 1969г. было сразу три таких паруса – 60, 88 и 120 м2. Спинакер ставится на грота-шкоте (при этом стаксель обычно спускают). Парус поднимается за верхний (фаловый) угол, при этом его наветренный конец дополнительно поддерживается спинакер-гиком. Управление осуществляется при помощи брасов и специальных оттяжек. Спинакер весьма красочен и достаточно эффективно выжимает ветер, однако его постановка/уборка, а также маневрирование при плавании под этим парусом требуют значительного опыта. В одиночку выполнить все необходимые для этого операции под силу только профессионалу – недаром чартерные компании предпочитают не включать спинакер в комплект парусов на сдаваемых в аренду лодках.
Генакер (он же ассиметричный спинакер) – как следует из названия, парус представляет собой попытку совмещения удобства управляемости генуи и расширенных возможностей спинакера. По своим размерам он превышает первую и уступает второму. В отличие от спинакера, генакер может храниться в закрутке на отдельном штаге, что существенно облегчает его постановку. Галсовый угол фиксируется на носу лодки или крепится к бушприту (в т.ч. и выдвижному), а управление осуществляется шкотами, проведенными в третий (шкотовый) угол. Дополнительный рангоут для этого не требуется, однако для повышения эффективности при очень уж слабом ветре, генакер при помощи спинакер-гика выносится на борт, противоположный гроту (постановка «бабочкой»). Этот парус применим в большем диапазоне курсов, чем спинакер. Так, под относительно «плоским» генакером можно идти даже в полный бейдевинд (вместо кливера). Он проще и в обслуживании, однако для успешной работы с этим парусом также требуется предварительная практика. При всех плюсах, есть и важный минус: генакер весьма сложно нести на фордевинде, так что даже при попутном ветре приходится выбирать курсы бакштаг.
Code Zero – ассиметричный спинакер, специально разработанный для плавания в бейдевинд при слабом ветре (до 25% к 8-узловому ветру). Он получил свое название от маркировки А0, данной парусу его создателями, и по принципу действия напоминает большую геную со свободной передней шкаториной. Позволяя эффективно выжимать ветер на острых курсовых углах, Code Zero обладает и недостатками: существенно увеличивает нагрузку на мачту и вызывает трудности при уборке и укладке, поскольку выполнен из высокопрочных композитных тканей. Кстати, последнее обстоятельство существенно отразилась на цене паруса, поэтому его, в основном, приобретают гонщики-профессионалы.
Чтобы полноценно использовать возможности современных парусов, необходимо определиться со схемами вооружения и необходимым рангоутом, которые обеспечат их по-настоящему эффективную работу. Иными словами, нужно правильно распределить выбранную площадь парусности между несущими конструкциями рангоута. Сегодня наиболее доступными для яхтсменов-любителей являются сравнительно небольшие лодки с одной-двумя мачтами. Каковы же их особенности, плюсы и минусы?
Что лучше — одна мачта или две?
Парусные гардеробы различаются не только по форме и способу крепления грота, но и по количеству мачт, месте их установки, а также по числу и видам используемых парусов. Наиболее распространенными одномачтовыми лодками сегодня являются шлюп (один передний и один задний парус), тендер (два и более передних паруса при одном заднем) и кэт (только задний парус).
Шлюп – лодка с двумя парусами, расположенными впереди (стаксель) и позади (грот) единственной мачты, которая вынесена чуть вперед от середины корпуса (миделя). В зависимости от соотношения высоты парусов к их ширине, различают шлюпы с длинным и коротким аэродинамическим профилем.
Чем уже и выше парус, тем круче к ветру способна идти лодка. Как правило, шлюпы массовых серий обладают средним аэродинамическим профилем, что делает их более удобными в управлении даже для начинающих яхтсменов.
Наряду с классическими (топовыми), достаточно широко распространены и шлюпы с т.н. дробной оснасткой. В этом случае верхний конец переднего паруса не доходит до самого верха (топа) мачты соотвественно на:
- 75% ее высоты – шлюп «три четверти»;
- 85% – шлюп «семь восьмых».
Заметим, что предпочтение дробной оснастке обычно оказывают спорстмены-профессионалы, поскольку она позволяет гибко реагировать на изменения силы и направления ветра, более точно «настраивая» паруса при соревнованиях. Но нет правил без исключений: например, «малышка «Лена», на которой в одиночку совершил кругосветное плавание наш славный соотечественник Евгений Гвоздев, имела оснастку шлюпа 7/8, а 3,6-метровая Acrohc Australis австралийца Сержа Теста была топовым шлюпом.
К преимуществам шлюпов в целом относят:
- Минимальное количество снастей.
- Сравнительную простоту управления.
- Универсальную пригодность как для гонок, так и для семейных путешествий.
В качестве немногочисленных минусов чаще всего называют существенное ограничение обзора с подветренного борта при полностью поставленном переднем парусе (стакселе). К тому же, при определенных курсовых углах ветра (бакштаг) паруса может класть на ванты, что снижает эффективность их работы и, как следствие, скорость лодки. Тем не менее, по совокупности своих качеств, шлюпы пользуются повышенной популярностью как среди яхтсменов, так и у чартерных компаний.
Тендер (куттер) – мачта обычно устанавливается на миделе лодки или даже несколько смещается относительно него в корму. Благодаря этому появляется возможность установить вместо одного два (а то и более) передних паруса на раздельных штагах. В зависимости от места крепления первого из них различают:
- Тендеры с бушпритом – горизонтальным или наклонным рангоутным деревом, закрепленным на носу. Этот вариант оснастки характерен для лодок большего водоизмещения, с целью увеличить площадь передних парусов без увеличения высоты мачты.
- Безбушпритные тендеры – галсовый угол переднего стакселя крепится непосредственно в носовой части корпуса.
В качестве компромиссного варианта можно встретить и тендеры с выдвижным бушпритом (обычно на лодках спецпостройки). Подобные конструкции пользуются особым успехом у любителей плавания под генакером.
По возможностям лавировки против ветра тендеры как правило уступают шлюпам. К тому же, возрастающая (за счет суммарной площади передних парусов) нагрузка на мачту требует компенсации в виде дополнительных оттяжек в корму (штагов). Зато к безусловным плюсам тендеров можно отнести:
- Возможность гибкого подбора комплекта парусов для любой погоды.
- Большая эффективность использования парусного вооружения при попутных ветрах.
- Меньшие физические усилия при управлении и (особенно!) при смене парусов.
- Улучшенный сектор обзора вне зависимости от курса относительно ветра.
Кэт (или кат) – характеризуется достаточно мощной безвантовой мачтой, максимально смещенной в нос, а также полным отсутствием передних парусов. Мачта жестко устанавливается в килевом степсе, а дополнительным креплением для нее служит палубная консоль. При всей кажущейся странности подобной конструкции, ничего необычного в ней нет: подобные мачты известны на Востоке уже многие сотни лет (китайские джонки и пр.) Задний (и единственный) парус при этом работает подобно крылу, свободу действия и возможности которого при любых курсовых углах не ограничивает стоячий такелаж.
Именно безвантовая мачта и определяет основные преимущества кэта:
- Существенное снижение веса надпалубных конструкций, а значит – значительно меньший кренящий момент и большая остойчивость.
- Свободно стоящая мачта с жестким креплением больше работает на изгиб, компенсируя избыточное напряжение паруса.
- Возможность оперативно «сбросить» ветер при шквале разворотом гика в нос.
- Облегчается управление парусом при смене галса: при перекладке руля гик без дополнительных усилий перебрасывается на другой борт.
Теоретически, отсутствие передних парусов должно существенно ограничивать способности кэта при острых курсовых углах ветра, однако практика показывает, что при умелом управлении он даже под своим единственным (и притом сильно зарифленным) гротом может уверенно обогнать шлюп или тендер. При попутных же ветрах преимущества кэта над парусниками с классическим вооружением (при сопоставимой длине ватерлиний) становятся еще более очевидными.
Наибольшей популярностью среди современных двухмачтовиков пользуются кеч, йол и шхуна. Они различаются соотношением высоты передней и задней мачт и их расположением.
Кеч – первая (грот-) мачта заметно сдвинута вперед от миделя, а вторая, бизань-мачта обладает меньшей высотой и устанавливается ближе к корме, но перед осью (баллером) руля. Площадь бизани составляет порядка 20-25% общей площади парусов, поэтому наряду с гротом она обеспечивает существенное тяговое усилие. Как и тендеры, кечи могут нести два и более паруса перед первой мачтой (стаксельные кечи). Подобный же треугольный парус (бизань-стаксель или апсель) при необходимости ставится между первой и второй мачтами, чем достигается более полное использование даже самого слабого ветра.
Как правило, паруса второй мачты (бизань) и дополнительный стаксель используются при попутных ветрах, а при плавании круто к ветру их спускают, так что кеч практически превращается в тендер, а то и в шлюп (если идет под одним передним парусом).
К основным преимуществам кечей относятся:
- Возможность сохранения значительной общей площади парусности (и даже ее увеличения) при уменьшении размеров отдельных парусов, что облегчает управление ими.
- Существенно большая чем у одномачтовых лодок свобода маневра парусами (как по количеству, так и по рабочей площади) при сильных ветрах.
- Дополнительная стабилизация лодки в дрейфе, а также на плавучем или стационарном якоре: поднятый на бизань-мачте парус, помогает точнее удерживать нос против волны.
К тому же, достаточно высокая задняя мачта является удобным местом для установки радара, радиолокационного отражателя или ветрогенератора. На некоторых кечах топы мачт дополнительно соединены горизонтальным штагом, на котором удобно размещать радиоантенну.
Правда, установка дополнительной мачты с комплектом парусов и соответствующей оснасткой делает лодки подобного типа заметно дороже, зато управлять ими значительно легче, чем шлюпом или тендером подобных же размеров. Не случайно Бернар Муатесье и Робин Нокс-Джонстон отправились в погоню за Золотым Глобусом именно на кечах, а их легендарные Joshua и Suhaili стали родоначальниками целого семейства яхт, особо востребованных для одиночных океанских гонок.
Йол – в отличие от кеча, вторая мачта на этой лодке гораздо ниже первой, еще больше вынесена в корму и устанавливается за рулевым постом. Соответственно, поднимаемый на ней парус (бизань) обладает меньшей площадью и существенно не прибавляет судну скорости даже при плавании при попутных ветрах. Впрочем, основное назначение бизани на йоле – обеспечивать устойчивость на курсе, выступая в роли своеобразного ветрового авторулевого. Площадь бизани в среднем составляет всего 10-12% общей парусности, поэтому йолы иногда еще называют «полуторамачтовыми» лодками.
Подобный вариант парусного вооружения яхтинг позаимствовал у рыболовных суденышек домоторной эпохи, которым важно было точно сохранять заданное направление движения при постановке/выборке сетей, когда каждая пара свободных рук требовалась для работы на палубе. Первыми опыт рыбаков переняли мореплаватели-одиночки. которые не гнались за рекордами скорости. Так, знаменитый капитан Слокам уже во время кругосветного путешествия переоснастил свой Spray (бывший устричный шлюп) именно в иол.
По мере появления все более совершенных авторулевых, йолы постепенно теряют свою популярность у широкой массы любителей паруса. Однако, обладая большинством основных преимуществ кеча (включая возможности размещения дополнительного оборудования) при меньшей стоимости, все еще находят спрос среди поклонников лодок индивидуальных проектов.
Современный 48-фт. иол Hinckley: обратите внимание на хорошо развитую бизань-мачту с установленным на ней дополнительным оборудованием
Шхуна – задняя мачта (грот-) по высоте равна или заметно выше передней (фок-). Как правило, в современном яхтинге подобным образом оснащаются довольно крупные (30фт+) суда. Лодки же меньших размеров таким образом порой стилизируют «под старину». Обе (реже три и более) мачты шхуны несут только косые (треугольные) паруса – прямые на сегодняшний день сохранились преимущественно на сравнительно крупных учебных судах (марсельные и брамсельные шхуны). Зато довольно часто встречаются шхуны с т.н. вилочковым (wishbone) вооружением: дополнительный парус (топсель) поднимается между фок- и грот-мачтами. Заметим, что подобный вариант остается востребованным и для современных лодок: как переделок старых судов, так и новых супер-проектов класса «люкс».
Признанными плюсами шхун являются:
- Отличные способности к лавировке при острых курсовых углах ветра.
- Еще большая чем у других двухмачтовиков (кеч, иол) свобода маневра своим парусным «гардеробом».
- Способность сохранять значительную общую площадь парусности (а с ней – и скорость) даже в штормовую погоду.
К минусам лодок этого типа следует отнести сравнительно меньшие скорости и неустойчивость удержания курса (зарыскивание) при попутных ветрах. К тому же, при кажущейся простоте оснастки, управление шхуной представляется достаточно сложным для сравнительно малочисленного (2-3 чел.) экипажа, а уж тем более для одиночки.
Подведем итоги
Вне зависимости от финансовых возможностей, начинать свое знакомство с яхтингом стоит на лодках скромных размеров с простейшим парусным вооружением – например, кэт-ботов и небольших шлюпов. Хотя миниатюрные кэты порой выглядят «непрестижно», именно на них новичок имеет все шансы быстрее освоить основные принципы управления лодкой, не заморачиваясь обилием новых терминов и «лишних» (пока) для него тросов и парусов.
Эти лодки хороши своей универсальностью и подходят как для первичного обучения, так и для развития полученных навыков в дальних морских и океанских плаваниях. Однако в погоне за скоростью (с неизбежным возрастанием размеров судна и площади парусов) возникает естественная необходимость облегчить рангоут и уменьшить высоту центра парусности. Так что при общей площади парусности превышающей 60 м² представляется целесообразным использовать тендерную оснастку, которая позволит нести больше парусов, существенно не увеличивая нагрузки на единственную мачту.
На хорошо построенном и оснащенном шлюпе можно плавать и участвовать в гонках хоть всю жизнь.
По мере совершенствования мастерства растет тяга к длительным путешествиям в комфортных условиях и/или достижениям больших скоростей. И то, и другое вам могут обеспечить более крупные лодки с соответственно увеличенной площадью парусов. При общей парусности свыше 100-120 м² более эффективным представляется использование двухмачтовых вариантов вооружения – йола и кеча, а при суммарной площади парусов 200-250 м² и более – шхуны.
Так, от меньшего к большему, от простого к сложному перед вами откроется волшебный мир парусов.
