|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ІСТОРІЯ ТЕХНІКИ, ТЕХНОЛОГІЇ, ПРЕДМЕТІВ НАВКОЛО НАС
Океанські яхти класу W-60. Історія винаходу та виробництва
Довідник / Історія техніки, технології, предметів довкола нас Навколосвітні перегони Whitbread проводяться кожні чотири роки під патронажем Королівського будинку Великобританії починаючи з 1973 року. Захоплюватися яхтами в Англії почали ще XVII столітті. Король Карл II, який правив з 1660 року, мав, зокрема, яхту під назвою "Мері". Перший яхт-клуб в Англії з'явився у 1720 році. Whitbread - це найпрестижніші та найтриваліші, що тривають близько дев'яти місяців, професійні змагання у парусному спорті. Тут відпрацьовуються новітні технології у гонках під вітрилом. Традиційно у них беруть участь провідні світові держави - Великобританія, США, Франція, Японія, Італія. Радянський Союз лише одного разу був представлений у 1989-1990 роках яхтою "Фазис", яка фінішувала одинадцятою. У 1993-1994 роках із колишніх союзних республік виступала лише Україна з вітрильниками "Гетьман Сагайдачний" (7-е місце) та "Одеса-200" (поза заліком). Росія ж не брала участі в таких престижних змаганнях жодного разу. У гонках 1997 року стартували яхти одного класу (W-60), а не трьох, як попереднього разу. Вже в 1993-1994 роках W-60, розроблені спеціально для таких перегонів, зарекомендували себе з найкращого боку. З того часу яхти стали ще більш швидкісними та надійними.
"Правила океанських яхт Whitbread-60" передбачають створення одномачтових однокорпусних яхт, на найвищому рівні сучасних технологічних та спортивних досягнень. Вони повинні мати досить близькі показники. Документ особливо наголошує на вимогах до безпеки та стійкості судна. Ідея W-60 у тому, щоб вирівняти шанси яхтсменів. Учасникам і організаторам перегонів набридли надто великі розриви між суперниками, які, наприклад, у гонці 1989-1990 років, складні формули, що зрівнюють можливості судів різних розмірів, якими доводилося обчислювати переможця. Назріло рішення обрати один швидкохідний та відносно дешевий клас, де судна щільно фінішують, а результат визначається максимально просто – часом приходу. За рекомендаціями гонщиків, у червні 1990 року у Великій Британії було зібрано групу з шістнадцяти провідних світових конструкторів яхт. Після цієї наради і з'явився новий клас - Whitbread W-60. Це сімейство океанських гоночних яхт, що мають майже однакові характеристики: для значень довжин, площ та терезів визначили допустимий діапазон. Проте у кожного шкіпера, конструктора, вітрильника та будівельника залишається достатньо можливостей для застосування свого таланту та нових технологій. Швидкісний потенціал яхт W-60 нового покоління дуже великий. Середня швидкість вітрильника цього класу – 20 вузлів, а максимальна – до 40. Встановлення кількох світових рекордів швидкості у перегонах 1990-х років – найкращий доказ перспективності класу W-60. Відповідно до правил корпус яхти розділений водонепроникними перебираннями на три відсіки, при затопленні будь-якого з них яхта залишається на плаву. Корпус W-60 – тришаровий. Між двома оболонками з кевлару розміщено пінопласт. Після склейки одержують монолітну конструкцію. Відмова від традиційної схеми поперечно-подовжнього силового набору дозволяє посилити конструкцію та розмістити несучі елементи у максимально укріплених місцях. Всі вузли кріплення такелажу виготовлені з композиційних матеріалів, що дозволяють, порівняно з металевими аналогами, істотно зменшити масу судна. Швидкість яхти помітно залежить від жорсткості корпусу, оскільки палуба піддається колосальному стиску, особливо в носі та кормі. Для оптимізації ваги та найкращого розподілу навантажень використовуються спеціальні комп'ютерні програми. У гонці 1993-1994 років більшість вітрильників постраждали від розшарування обшивки, крім "Гетьмана Сагайдачного", побудованого на основі передових авіаційних технологій. Причина застосування високоефективного водного баласту. Він дозволяє в сильний вітер нести істотно більшу парусність, отже, судну доводиться витримувати великі швидкісний натиск і ударні навантаження проти традиційними. Тому після фінішу гонки 1994 року, щоб уникнути руйнування корпусу за жорстких умов гонки, розробили спеціальні технологічні хитрощі. У гонці 1993-1994 років вісім із десяти яхт побудували за проектом Брюса Фара. Усі його судна були оснащені L-подібними кілями. На тонкому вузькому сталевому пілоні підвішувалася масивна свинцева бульба вагою вісім тонн, що нагадує формою торпеду. Новий кіль при значно меншій площі поверхні дав значну перевагу по підйомній силі на гострих курсах порівняно з традиційною конструкцією. Однак при крені виникають великі навантаження, що скручують, на вузли кріплення до корпусу, так як центр тяжіння бульби сильно зміщений назад. Перед гонкою 1997-1998 років конструкторам довелося обирати між L-і традиційним Т-подібним кілями. Аналіз моделей не виявив особливих переваг жодного з них. Якщо на більш високих швидкостях краще виявився L-подібний, то на малих - через ламінарне обтікання - Т-подібний кіль. Не допомогло комп'ютерне моделювання. І лише натурні випробування у басейні дозволили вибрати оптимальну форму. Традиційно деталі керма гоночних яхт виготовляються з вуглепластику, і W-60 – не виняток. Проте кілька серйозних поломок змусили конструкторів переглянути до гонки 1997-1998 деякі традиційні концепції. Так у результаті доведення керма нового покоління було оптимізовано розподіл навантажень, відносне подовження та площу змоченої поверхні, його форма при обтіканні в різних режимах. Спочатку у кермової системи "Гетьмана Сагайдачного" максимальні розрахункові навантаження на підшипники були - 9,2 тонни на нижній та 5,1 тонни на верхній. Після перегляду параметрів конструкторами, у нового вузла при вазі всього 19,2 кілограма на нижній і верхній підшипники припадають відповідно максимальні робочі навантаження 36,1 тонни і 19,6 тонни. До уваги, кермовий пристрій яхти "Одеса" з нержавіючої сталі важив близько 480 кілограмів! Комп'ютерне моделювання та натурні випробування в басейні дозволили команді Фара створити до останньої гонки концептуально нове, полегшене і водночас міцніше та ефективніше у всіх режимах кермо. Це дало можливість яхтам нового, вже четвертого покоління стати при меншому опорі більш керованими, особливо на високих швидкостях. "Навігаторська рубка яхти класу W-60 не поступається кабіні новітнього винищувача по насиченості сучасною електронікою та комп'ютерами, - пише в журналі "Техніка - молоді" Є. Платон. - Адже успіх у гонці, насамперед, залежить від якості прийнятих штурманом рішень. Справді, інші умови в гонці однакові для учасників, оскільки всі яхти одного класу та всі (крім однієї) спроектовані Брюсом Фаром, а команди складаються з професійних гонщиків найвищої світової кваліфікації. Успіх чи невдача залежать від однієї людини - штурмана, який проводить весь час зігнувшись в три смерті над своїм столом і "чаклунить" над комп'ютерами та погодними картами. Під час океанських перегонів кожен навігатор отримує та аналізує погодну інформацію. При визначенні оптимального курсу він повинен враховувати швидкісні характеристики яхти, різні комбінації вітрил, кут і силу вітру. Проводити точні розрахунки в стиснутих умовах рубки яхти W-60 (над головою обертається вал приводу лебідки, здатний у будь-який момент зняти скальп) при постійному недосипанні, у 100-відсотковій вологості тропіків або при нульових температурах повітря та води в Південному Океані - Нелегке заняття. І тому на W-60 - не менше двох ЕОМ, не менше чотирьох систем зв'язку, з яких дві - глобальні супутникові, супутникова навігаційна система, автоматизований комплекс збору інформації про стан яхти та погоди навколо; радіолокатор, нарешті, - система виявлення "Людина за бортом!" Але повторюся: хоч би якою потужною була сучасна техніка - вона лише помічник, рішення завжди приймає штурман. І ось з усім цим хитромудрим господарством він і управляється під час 9-місячної гонки навколо Землі». Під час гонки на W-60, крім штормового стакселя та триселя, дозволяється використовувати 38 вітрил. Причому на кожному з етапів на борту має бути не більше 17. Вартість повного комплекту становить приблизно 370000 доларів. Вітрила - це двигун яхти. Щоб спроектувати такий двигун, треба знати силу та напрям вітру в гонці. Тому розраховується їх геометрія і аеродинаміка, вибираються матеріал і технологія. Для створення оптимального варіанту під час підготовки до гонки для кожної яхти випробовується понад 150 варіантів парусного озброєння. У команді, як правило, три професійні майстри, які працюють або мають досвід роботи у фірмах з виробництва гоночних вітрил. Перед стартом вони проводять за швейною машинкою понад п'ять тисяч годин, перешиваючи полотнища після випробувань. У дослідницьких програмах широко використовується продування в аеродинамічних трубах. Проводяться порівняльні випробування на двох яхтах у спарингу із застосуванням надсучасних локаторних систем для визначення варіацій швидкості. "Щоб яхта йшла на вітер (у лавірування), - пише Е. Платон, - вона повинна постійно робити повороти оверштаг ("через вітер"). W-60 здатна йти під кутом 30 градусів (крутіше, ніж більшість інших) до справжнього вітру Грот і стаксель на цих курсах закріплені максимально близько до осі палуби Коли вітер дме збоку під 90 градусів до курсу - галфвінд - на яхті швидкість вимпельного (сумарного зі швидкістю судна) вітру може вдвічі перевищувати швидкість істинного.Тоді вітрильник йде швидше за вітер! На курсах гостріше галфвінду (бейдевінд) на W-60 ставиться грот; джиб-топ - повний стаксель і стейсейл - вузький шаблеподібний внутрішній стаксель. Коли кут вітру трохи більший за 90 градусів (фордевінд), замість джиб-топу піднімається ричер - плоский асиметричний спінакер. На повніших курсах (бакштаг) – ричер замінюється на ранер – повний асиметричний спинакер. На яхтах W-60 використовуються два типи річерів та ранерів - топові та 7/8. Перші при слабкому та середньому вітрі піднімаються на саму верхівку щогли – топ, другі – при сильних вітрах – на сім восьмих її висоти. У гонці 1993-1994 років організаторами було введено штучні обмеження на вагу тканини для ричерів і ранерів, не дозволялося використовувати топові версії цих вітрил на більшості етапів гонки (крім двох). Наразі обмеження знято. Під час урагану на W-60 ставиться штормовий стаксель та трисель. Це порівняно маленькі за площею вітрила із надміцної тканини”. Сьогодні вітрила для гоночних яхт виготовляються із спеціальних ламінованих тканин. При цьому вибирається матерія, що відповідає робочим навантаженням у тій чи іншій частині вітрила. Таким чином, при зшиванні різних полотнищ виходить вітрило, немов складений з панелей різного кольору і ваги. Наприкінці 1990-х років фірма "Nort Sails" розробила технологію виготовлення цілісних, безшовних, так званих 3DL вітрил. Ці вітрила з полімерних плівок та високомодульних волокон. Вони ламінуються разом за високої температури у спеціальній матриці. Через відсутність швів такі вітрила значно легші за "панельні". Перші подібні гроти для яхт W-60 гонки 1997-1998 років важили від 90 до 100 кілограмів. Вони стали вдвічі легшими за "панельні" попередники. Подальше використання армуючих високомодульних РВО-волокон дозволило ще більше скоротити вагу до 75-80 кілограмів. І 3DL-стакселі значно перевершують за якістю свої "панельні" аналоги. Автор: Муський С.А.
▪ дискета
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Бездротові повнорозмірні навушники Baseus D03 ▪ Технологія HDR10+ набирає популярності ▪ Підручники мають читатися насилу ▪ Знайдено радіоактивне місце на Землі ▪ Високовольтні 800 Вт лабораторні джерела живлення TDK-Lambda
▪ розділ сайту Регулятори тембру, гучності. Добірка статей ▪ стаття Навіси від сонця. Поради домашньому майстру ▪ стаття Ефедра гірська. Легенди, вирощування, способи застосування ▪ стаття Інструмент електрика. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки ▪ стаття Електронний баласт ламп ЛБ-20. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Рекомендуємо цікаві статті розділу 
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page