Обводы шпангоутов.


    Обводы шпангоутов корпуса являются одной из самых важных характеристик проекта наряду с такими показателями, как распределение водоизмещения по длине яхты, соотношение ее массы и остойчивости, расположение киля и руля.
 
 

1. S- образные шпангоуты присущи корпусу яхты с длинной килевой линией. Яхты с такими обводами имеют большую смоченную поверхность и, как следствие, большое сопротивление трения. Существенным недостатком является глубокое расположение центра величины, а также нередко высокое положение центра тяжести балласта. Самый большой недостаток заключается в концентрации значительного объема в средней части судна, в его киле. Вместо равномерного расположения водоизмещения по длине судна, благоприятного для достижения предельной скорости под парусами, получается выпуклость на строевой по шпангоутам, что снижает действующую, или эффективную, длину корпуса по ватерлинии. Эти недостатки делают такую яхту тихоходной на всех режимах скоростей. Если прибавить к этому, что постройка корпуса с такими обводами трудоемка и дорогостоящая, то становится понятным, почему S- образные шпангоуты не применяются в современных проектах яхт.

2. V- образные шпангоуты чаще всего в сочетании с плавниковым килем умеренной длины сменили S- образные шпангоуты. Благодаря таким обводам шпангоутов уменьшается смоченная поверхность корпуса, повышается метацентрическая высота и, как следствие,- остойчивость судна. Равномерное распределение объемов по длине обеспечивает возможность достижения более высокой скорости. V-образные шпангоуты присущи относительно узким корпусам яхт, многие из которых достигали высоких скоростей при разных условиях ветра и волнения.
    Однако если судно с V-образными шпангоутами становится широким и пузатым, начинает проявляться следующий недостаток: вода, обтекающая пузатый корпус по большой дуге, устремляется в пространство между плавниковым килем и рулем. Резкий сгиб V-образных шпангоутов является причиной отрыва потока широкой плоскости при обтекании средней части судна, вследствие чего возникает тормозящий движение яхты вихревой шнур. Другой недостаток широкой яхты- склонность к сильному зарыскиванию судна в наветренную сторону при сильном ветре.

3. Радиальные шпангоуты имеют под ватерлинией обводы дуги окружности, редко встречаются в чистом виде. Радиальные шпангоуты в сочетании с современным плавниковым килем обеспечивают минимальную смоченную поверхность. Казалось бы, что такие обводы должны обеспечивать достижения наивысших скоростей. Однако скорость зависит еще и от остойчивости яхты (кроме курса фордевинд), которая  у корпуса с U-образными шпангоутами наивысшая. Поэтому чаще применяются комбинированные обводы, сочетающие радиальные и U-образные очертания шпангоутов.

4. U-образные шпангоуты, особенно в сочетании с булькилем, позволяют обеспечить самую высокую остойчивость яхты. Большая смоченная поверхность корпуса с такими обводами компенсируется повышенной способностью нести паруса. Корпуса с такими обводами являются самыми быстроходными.
Серьезным недостатком судна с U-образными шпангоутами являются сильные удары корпуса о волну. На короткой жесткой волне удары становятся весьма чувствительными для экипажа, а нагрузки на конструктивные связи значительными. Корпуса крейсерских яхт с плавниковым килем не являются оптимальным решением проблемы, если даже их связи выполнены сверхтяжелыми. По этой причине корпуса с U-образными шпангоутами в чистом виде для морских яхт распространения не получили.

5. Трапецеидальные шпангоуты корпус с трапецеидальными шпангоутами имеет фактически самую благоприятную комбинацию качеств: умеренную смоченную поверхность, большую метацентрическую высоту, и как следствие высокую остойчивость, как начальную, так и при больших углах крена. Применяя комбинацию из U-образных шпангоутов в носовой части судна и плоских трапецеидальных шпангоутов в кормовой, можно достичь наилучшего распределения водоизмещения по длине корпуса.
    Высокие мореходные качества яхт с трапецеидальными шпангоутами доказаны их плаваниями в любых условиях. Большое преимущество корпуса с трапецеидальными шпангоутами заключается в том, что при крене от 0 до 30 градусов распределение водоизмещения по длине меняется незначительно.
    Единственный недостаток корпусов с такими обводами- тяжелая конструкция. Поскольку скула при днище имеет малый радиус, ее обводы должны быть тщательно согласованы с направлением воды во избежании нежелательного отрыва потока.

6. Остроскульные обводы с двойной скулой представляют собой упрощенный вариант обводов корпуса судна с трапецеидальными шпангоутами. Все отмеченные выше преимущества таких корпусов более или менее сохраняются в данном случае. Расположение линий скул по отношению к потоку воды здесь, естественно, еще важнее.