Некоторые яхтсмены небезосновательно полагают, что киль на парусной яхте предназначен главным образом для посадок им на мель, налетания на скалы, и отпугивания китов.
Не будем с ними уж очень яростно спорить, но прольём немного света на истинные цели, преследуемые уважаемыми конструкторами судов по всему миру при установке килей на яхты.
Вода и ветер действуют в противоположных направлениях. Ветер толкает яхту вперед, в то время как вода ему сопротивляется.
Упрощённо, киль создаёт силу от нижней части парусной лодки, противоположную силе ветра сверху, для того, чтобы удерживать яхту в равновесии, и чтобы её не сносило в сторону ветром. Также в киле находится балласт, который предотвращает слишком большой крен или опрокидывание.
Киль для парусного судна очень важен. На нижней части киля расположен груз, нужный для того, чтобы не дать ветру перевернуть яхту.
Ветер создаёт давление на паруса, которые в свою очередь кренят яхту. Вес киля создаёт силу, стремящуюся вернуть яхту в вертикальное положение, и это уравновешивает давление ветра на паруса. Крен - это обычное состояние для парусной яхты на ходу. Безопасный «рабочий» угол крена для яхты лежит в диапазоне от 0 до 25 градусов. В случае, если крен становится слишком большим, то необходимо уменьшить площадь парусов, то есть «взять рифы».
Способна ли парусная яхта перевернуться? Это почти невозможно, потому что чем больше угол крена - тем эффективнее работает вес киля. Опрокидывание яхты возможно только в достаточно жёстких условиях, во время шторма и при условии недостаточно компетентных действий экипажа.
Помимо противодействия крену и опрокидыванию, киль выполняет ещё одну важную задачу.
Киль противодействует сносу (дрейфу) яхты в сторону под воздействием ветра. Без киля лодка могла бы двигаться только в направлении ветра. Наличие же киля даёт возможность яхте двигаться практически в том же направлении, куда направлен её нос (при этом незначительный снос под ветер все равно остается - полностью устранить его невозможно).
На рисунке схематично изображены силы, действующие во время движения яхты под парусами. Силу ветра, приложенную от парусов к мачте и далее через корпус к килю, можно разложить на две составляющие: направленную вперед силу тяги и направленную вбок силу дрейфа.
Сила тяги нам нужна, потому что именно она двигает яхту вперед. Сила дрейфа - вредна для нас, потому что она толкает яхту вбок, то есть не туда, куда нам нужно. Так как площадь боковой поверхности киля значительно больше, чем площадь его передней поверхности, то киль эффективно уменьшает силу дрейфа, тогда как сила тяги остается почти без изменений. В результате угол дрейфа яхты значительно уменьшается.
На совсем небольших яхтах киль не имеет груза на конце, поэтому он не может противостоять крену яхты. Единственная его функция в этом случае - это противодействие дрейфу. Такой "киль" называется «шверт». Шверты как правило изготавливают подъемными, чтобы их можно было вынуть из воды при подходе к берегу или для увеличения скорости.
Парусная яхта со швертом называется «швертбот». Чаще всего это малые спортивные и учебные суда.
Киль представляет собой плоскую лопасть в самой нижней части судна в центре корпуса и является продольным конструктивным элементом судна. Он может различаться по размеру и форме в зависимости от технологии изготовления судна и цели, которой он будет служить. Как правило, киль изготавливается из того же материала, что и яхта - обычно из стекловолокна, алюминия, дерева или стали, а балластом является свинец, который либо привинчен к нижней части киля, либо помещен внутрь него.
На большинстве современных круизных яхт устанавливается плавниковый киль, получивший своё название за внешнее сходство с плавниками рыб и морских животных.
Большинство типов килей служат одним и тем же целям, но некоторые их виды лучше других в некоторых аспектах, таких как скорость, маневрирование, или стабильный ход.
Про многообразие форм килей, чем один лучше другого, в каких случаях оправдано применение тех или иных конструкций - в следующем посте.
P.S. Потеря киля из-за контакта с подводными препятствиями или по причине разрушения крепежа чревата катастрофическими последствиями.
Регулярные проверки состояния корпуса, киля, крепежа, а также соблюдение правил безопасного судовождения и хорошей морской практики позволят избежать печальных ситуаций.
Так что, читатель, береги киль смолоду!
Источник (автор я): vk.com/@vsevmore-zachem-yahte-kil.
