Стремясь уменьшить сопротивление подводной части швертбота за счёт сокращения площади шверта и пера руля, тщательно настраивая баланс, яхтсмены в итоге сталкиваются с обратной стороной медали — ухудшением управляемости (когда лодка, например, начинает «застревать» при поворотах оверштаг). Посмотрим, что предложил на этот счёт Робб Уайт, лодочный мастер из Томасвилля, штат Джорджия. Даже если не брать это изобретение на вооружение, пояснения Уайта сами по себе могут оказаться полезными и интересными. Итак, слово изобретателю, а мои комментарии выделены вертикальной чертой.
Робб Уайт: смещение центра бокового сопротивления ради баланса
Мне нравятся маленькие, очень лёгкие и быстрые парусники, поворотный шверт для них — это то, что нужно. И мне не нравится, когда лодка приводится к ветру. Ведь тогда приходится подруливать, и это создаёт дополнительное сопротивление движению.
С другой стороны, если вы отбалансируете лёгкую лодку так, что она идёт с нейтральным рулём, то есть вероятность, что при встречной волне она будет неохотно совершать повороты оверштаг. Тогда экипаж может сдвинуться вперёд, нос опустится и центр бокового сопротивления переместится вперёд. Это поможет лодке развернуться, но волна, из-за которой вы оказались в этой ситуации, делает идею не особо привлекательной. Другой вариант — взяться за «читер» (cheater) и сделать несколько гребков. Но лучшее решение — это поворотный шверт: сдвинуть от нейтрального положения вперёд, и лодка сможет успешно совершить поворот.
Cheater (англ. «мошенник», «читер») — сленговое название для короткого вспомогательного весла или чего-то в этом роде, которое используют на небольших парусных лодках для маневрирования в стеснённых условиях или когда не удаётся завершить манёвр под парусом. Термин связан с культурой «чит-лодок», поиском лазеек, пробелов в регламенте гонок и правилах, ради получения преимущества.
В настоящее время часто встречается название praddle (прэддл) — это очень короткое весло без веретена. В крайнем случае может использоваться для вычерпывания воды. Изобрел его Иэн Проктор (Ian Proctor), название praddle является торговой маркой.
Кстати, лучший «читер», который я нашёл, — это фрисби («тарелка», летающий диск). Для него не требуется много места, а в экстренной ситуации им можно вычерпать немало воды. А ещё фрисби помогает уберечь копчик от неровных настилов и ухо от выступающих шпангоутных рам, когда я дремлю, а лодочка самостоятельно держит курс.
Чтобы добиться максимальной подвижности поворотного шверта, требуется расположить колодец как можно ниже — обеспечить большое соотношение плеч рычага. И надо учитывать факт, что на верхней части колодца не может быть плотно закрывающейся крышки. Это вынуждает изобретать меры против забрызгивания. Мы перепробовали кучу разных вариантов, но лучший из них — то, что мы называем «выпуклостями Бернулли» - "Bernoulli bumps".
На сленге "bumps" - женская грудь, как вы понимаете, название "Bernoulli bumps" не без юмора... Но Дзен таких шуток не одобряет, так что правильный перевод остаётся за читателями.
Принцип Бернулли гласит: когда постоянный поток жидкости сужается, возникающая в результате повышенная скорость создаёт пониженное давление в месте сужения. Говорят, именно это заставляет паруса работать, карбюраторы всасывать, самолёты летать, а гребные винты создавать тягу. В любом случае две небольшие выпуклости на днище лодки — рядом с щелью для шверта, но не касающиеся её — понижают уровень воды в колодце, как только лодка начинает двигаться.
Простой способ сделать поворотный шверт — пропустить через него металлическую ось, которая будет скользить в паре металлических направляющих, врезанных в обе стенки швертового колодца. Но поскольку для меня крайне важна лёгкость судна, я не хочу устанавливать в лодку больше металла, чем это действительно необходимо. Можно было бы использовать дерево, но я пропитываю эпоксидкой всё на лодке до предела и не желаю, чтобы это покрытие стиралось, особенно внутри колодца. Ось быстро проточит канавки даже в самом твёрдом дереве (или металле), поскольку будет там изрядно болтаться.
В моей последней конструкции подвижный шверт поворачивается внутри небольшого приспособления (каркаса), которое легко входит в колодец и выходит из него, распределяет усилие от оси поворота на достаточно большую площадь, так что в труднодоступных для ремонта местах не возникает заметного износа.
На рисунке: конструкция Робба Уайта представляет собой шверт, соединённый с деталями каркаса, которые входят как единый блок в швертовый колодец, обеспечивая плотную посадку и удерживаясь там за счёт распора. Вырезы в шверте позволяют ему поворачиваться на заданный угол, фиксирующий штырь используется только в вертикальном положении. Изменение угла шверта смещает центр бокового сопротивления вперёд или назад. «Выпуклости Бернулли» — это планки с обеих сторон щели, увеличивающие скорость потока воды, тем самым понижая её давление и предотвращая выплёскивание воды из верхней части щели — по крайней мере, так утверждает автор изобретения.
В районе днища лодки имеются радиусные вырезы. Они необходимы для того, чтобы шверт мог свободно поворачиваться. Без вырезов шверт должен был быть уже, чем длина швертового колодца, иначе он просто не смог бы поворачиваться. Я опасался, что вырезы будут цеплять случайные водоросли и этим создавать торможение, но решил, что без проблем срежу водоросли, двинув швертом вперёд-назад. В общем, я не заметил никакого дополнительного сопротивления, зато мне очень понравился этот глухой удар (при перемещении шверта из края в край). Даже дельфины приплывают посмотреть: «Что, чёрт возьми, издаёт этот потрясающий звук?».
Шверт имеет толщину 3/8 дюйма (10 мм), сделан из прямослойного ясеня и оклеен с обеих сторон стеклотканью на эпоксидной смоле. Я также добавил около 4 дюймов (10 см) распущенных прядей рубленого мата, пропитанных эпоксидкой, по кромкам и на носике шверта для усиления — это была лишняя предосторожность. Пока что шверту приходилось резать только воду, и он справляется с этим неплохо, примерно как плавник тунца. В откинутом назад положении шверт сам фиксируется в опущенном состоянии. Когда я нахожусь на мелководье, я ставлю шверт вертикально и фиксирую его штырём.
На рисунке: крайнее заднее положение характерно для шверта при прямолинейном движении под парусом. Смещение шверта в переднее положение переносит центр бокового сопротивления вперёд, облегчая поворот оверштаг на короткой крутой волне.
Две нижние направляющие опоры сделаны из гикори (американский орех), они центрируют шверт внутри колодца и воспринимают нагрузку от оси поворота. Две вертикальные стойки, которые фиксируют эти опоры на нужном расстоянии от верхней крышки с пазом, работают враспор: при установке упруго изгибаются, из-за чего нижние опоры слегка прижимаются к стенкам швертового колодца. Сам же распор создаётся тем, что вертикальные стойки приклеены эпоксидкой к скошенным внутренним плоскостям опор. Ось вращения шверта имеет резьбу только на одном конце, а на другом скользит во втулке, что обеспечивает функцию сведения-разведения. Также в отверстии самого шверта установлена бронзовая втулка. Лучший способ, который мы нашли для завтуливания отверстия в пропитанной эпоксидкой древесине, — залить толстую армированную (стекловолокном) эпоксидную втулку, в которой нарезать резьбу для бронзовой втулки. Втулка во втулке. Если просто приклеить металл к древесине, разница в тепловом расширении этих двух материалов при перепадах температуры ослабит соединение и позволит воде проникнуть в торцевые волокна дерева.
Швертовый колодец приклеен к тонкой днищевой обшивке лодки, покрытой стеклотканью, и к двум флорам (поперечным днищевым балкам) на концах, так что его легко перешагнуть. Мы обнаружили, что построенный таким образом колодец достаточно прочен, чтобы лодка при посадке на слежалый песок завалилась на борт, а колодец не сломался. Нет ничего бесполезнее, на мой взгляд, чем банка (скамья для гребли) посередине очень маленькой парусной лодки, ну разве что утка.
Я могу понять нелюбовь к банке, разрезающей лодку пополам, но чем изобретателю не угодила утка на швертовом колодце? Что думаете?
Этот швертовый колодец отлично работает с обычным швертом, который входит в пазы торцевых брусков колодца. Я сделал один запасной шверт, которым пока не пользовался — только наживку (для рыбалки) на нём резал, но для этого подошел бы и фрисби...
Вот и всё! Рассказ закончился на самом неожиданном месте, большое спасибо мистеру Роббу Уайту. Будет здорово, если вы дополните его своими размышлениями в комментах!