К. Адлард Колс под парусом в шторм. Перевод с английского. Ленинград, "Гидрометеоиздат" 1985г. К. Адлард Колс
жүктеу/скачать 8.17 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- ПРОГНОЗ ВЫСОТ И ПЕРИОДОВ ВОЛН.
- ДРУГИЕ СВОЙСТВА ВОЛНЕНИЯ.
ОБРАЗОВАНИЕ ВОЛН. Жизненный цикл волны состоит из стадии ее зарождения под действием ветра, постепенного роста до максимальных размеров в зависимости от некоторых ограничивающих факторов, распространения через море, где при отсутствии ветра она становится зыбью. В отличие от ветровых волн зыбью называют волны, пришедшие из области волнообразования в другую область. Зыбь легко опознать, если нет ветра, но она способна распространяться и поперек ветра, который создает новую систему волн. При движении зыби из района зарождения ее высота уменьшается, и она может стать почти незаметной, пока не достигнет мелководья вблизи берега. Кривые, или графики (см. ниже), для прогноза характеристик волн составлены для ветровых волн, возникших под действием местного ветра, а не для зыби. Если две простые волны синусоидальной формы накладываются одна на другую, то общая высота равна сумме их высот, однако при определенных условиях точнее считать, что суммарная высота двух волн равна 
Высота и период волны, образовавшейся на глубокой воде под действием ветра, зависят от трех условий: средней скорости (или силы) ветра, продолжительности (или времени) действия ветра, разгона ветра, т. е. протяженности (против ветра от наблюдателя) района, над которым дует ветер. Длина разгона, конечно, может быть ограничена наличием суши, а при ветре в открытом океане разгон не обязательно будет бесконечным. На рис. 49 показаны высоты волн в море, над которым от берега дует ветер постоянной силы. Отметим две особенности развития волн. Во-первых, в начале разгона высота волн меньше, чем в конце; во-вторых, через некоторое время (которое зависит от длины разгона) волны достигают максимальной высоты. В рассматриваемом примере предполагается, что ветер скоростью 30 узлов дует три часа, на разгоне 33 мили от суши волны достигли максимальной высоты и не будут увеличиваться, как бы долго ни дул этот ветер. 
Рис. 49. Рост и максимальная высота волн в зависимости от разгона и продолжительности действия ветра средней скоростью 30 узлов. 
Рис. 50. Последовательность волн (внизу), образованная наложением двух волновых систем с незначительно различающимися периодами. Точно так же растет и достигает максимума период волн.
Рис. 51. Записи волнения, полученные в заливе Уэймут. (Воспроизводится с разрешения Гидравлической исследовательской станции Министерства технологии, Уоллингфорд.) Иногда встречается термин "значительная высота волны". Под этим понимается средняя высота высоких волн, точнее, средняя высота одной трети наибольших волн.
Кривые для прогноза высот и периодов волн (рис. 52) построены по данным записей волн, полученных с помощью волнографов за несколько лет на судах погоды и проанализированных в Институте океанографических наук (одно из старейших учреждений Великобритании, занимающееся изучением Мирового океана) (аналогичные кривые получены Бретшнайдером и другими в США) 
Рис. 52. Кривые для расчета максимальных высот волн (а) и периодов значительных волн (б). Построены М. Дарбишайр и Л. Дрейпером. (Воспроизводится с разрешения Института океанографических наук, Уормли.) Чтобы определить максимальную высоту волны или значительный период, необходимо на соответствующей номограмме найти точку пересечения горизонтальной прямой средней скорости ветра с вертикальной прямой разгона или с кривой продолжительности действия; точка первого пересечения соответствует расчетной максимальной высоте волны или значительному периоду. Аналогичные кривые построены для прибрежных вод по данным записей на плавмаяках в Северном и Ирландском морях. Между кривыми для океана и для прибрежных вод имеются различия но они не очень существенны и поэтому не представляют интереса для яхтсменов. Однако следует отметить, что при одних и тех же разгонах в прибрежных водах, как правило, образуются более короткие и высокие волны, чем в океане. Когда в прибрежных районах с малыми уклонами дна волны перемещаются на еще меньшую глубину, дно поглощает часть энергии волн и их высота немного уменьшается. Но при внезапном изменении глубины высота волны возрастает, уменьшается ее длина, следовательно, крутизна волны возрастает. ДРУГИЕ СВОЙСТВА ВОЛНЕНИЯ. Некоторые максимальные высоты волн. Можно сказать, что во время штормов в Атлантике совсем не редкость волны высотой 7,5 м, не столь уж необычны в океанах 12-метровые волны, встречаются и волны высотой более 15 м - есть вполне надежное сообщение о 34-метровой волне, которую наблюдали в Тихом океане. Этот случай дает основания верить в возможность образования большой волны за счет наложения двух волн, поскольку чтобы такая волна зародилась только под влиянием ветра, необходим разгон более 1000 миль, средняя скорость ветра более 100 узлов и время его действия на всем участке разгона 30 часов - ситуация практически маловероятная. Анализ записей волнения, выполненный в Институте океанографических наук по данным судов погоды в Атлантике и плавмаяков вокруг побережья Великобритании, позволил получить интересную и полезную информацию. Например, в Атлантике летом наиболее вероятна высота волны около 3,5-5 м, зимой - 5-8 м, в исключительных ситуациях можно ожидать волны высотой 18 м. В Бристольском заливе зарегистрирована максимальная высота волны 9 м, в Ирландском море (на плавмаяке в, заливе Моркам) - 8,7 м, на юге Северного моря (плавмаяк Смитс-Нолл) - всего 7,5 м. Восточнее Питерхеда (Шотландия) зарегистрирована волна высотой 18,3 м, еще севернее волны могут быть еще больше. Однако в Ирландском море и в южной части Северного моря наиболее вероятные максимальные волны сравнительно невелики. Влияние течений и мелководья на высоту волн. Всякий, кто ходил под парусом, хорошо знаком с явлением увеличения высоты волны на приливном потоке, направленном , против волн (или ветра), и уменьшения высоты волны, когда прилив и волны следуют в одном направлении. При следовании волны против потока уменьшается ее длина и, как следствие возрастает крутизна, в то же время период и энергия волны остаются неизменными, поэтому высота волны увеличивается Эти два эффекта приводят к образованию высоких, коротких и крутых волн, и чем короче волны и сильнее течения, тем ярче выражены эти эффекты. В Скриппсоновском океанографическом институте в США исследовалось воздействие встречных течений на волны и было показано, что высоты волн, приходящих в район со встречными течениями скоростью всего 2-3 узла, могут увеличиваться на 50-100%. Такие волны обрушиваются даже при отсутствии сильного ветра. Необходимо также отметить, что волны, приливный сулой и толчея могут создаваться даже при отсутствии ветра за счет гидравлических эффектов при встрече сильных течений с препятствиями на дне моря. Существенно влияет на высоту волн мелководье. На мелкой воде высота приходящей волны вначале начинает увеличиваться, и, когда отношение глубины к длине волны составит около 1/100, высота увеличится примерно на 50%. Например, низкая зыбь с периодом 10 с и высотой 0,6 м на глубокой воде может иметь высоту 0,9 м на глубине 1,5 м. Однако прежде чем увеличиться, волны неожиданно уменьшаются, на глубинах между 1/4 и 1/10 высоты волны уменьшение составляет около 10% от первоначальной высоты на глубокой воде. Обрушивающиеся волны. Для волн определенного периода, как правило, существует предельная высота, после достижения которой происходит обрушение гребня. Теоретически на глубокой воде обрушение происходит, когда отношение высоты волны к длине несколько меньше 1/7; практически обрушение наблюдается при отношении 1/14. (Заметим, что некоторые участки волны могут быть еще круче. Для характеристики крутизны не волны в целом, а отдельны" ее участков используется понятие уклона.) На гребне обрушивающейся волны вода в некоторый момент должна двигаться быстрее самой волны; для волны с периодом 10 с это означает абсолютную скорость более 30 узлов. На мелководье более существенно отношение высоты волны к глубине, от которого зависит, будет опрокидываться волна или нет. Теоретически это отношение равно примерно 1:1,25. Однако на обрушение волн на мелкой воде влияют и другие факторы или явления, такие, как течения и возможные эффекты фокусировки при рефракции. Рефракция. Рефракция, или искривление фронта волны при переходе под углом с одной глубины на другую, имеет аналогию с искривлением световых лучей при прохождении через более плотную среду. Например, если волны с открытого моря подходят под углом то участок фронта волны, подошедший к мелководью замедляется (вследствие уменьшения длины волны), остальная же часть фронта волны, которая все еще находится на глубокой воде, сохраняет свою относительно более высокую скорость пока в свою очередь не достигнет более мелкого места (рис. 53а и 53б). 
Волны большей длины (т. е. большего периода) начинают рефрагироваться раньше, чем волны меньшей длины. Поэтому когда волны с очень глубокой воды (где обычно имеется очень широкий набор периодов) заворачивают в залив, то в разных частях залива наблюдаются волны различных периодов. Этот эффект наиболее заметно проявляется на огражденных якорных стоянках, где часто обеспечивается хорошая защита от местных штормов и сильного волнения, а длиннопериодная зыбь, которая при рефракции легко огибает мыс или волнолом, чувствуется достаточно сильно. Примерами защищенных якорных стоянок, где встречается крупная мертвая зыбь, являются бухта Косзнд около Плимута и залив Сент-Айвс на северном побережье полуострова Корнуолл. Хотя волны, входящие в .залив, из-за рефракции уменьшаются по высоте, необходимо помнить, что рефракция над мелью с переменной глубиной вполне может привести к фокусировке волн и, следовательно, увеличению их высоты. Дифракция. Явление дифракции часто путают с рефракцией, так как искривление фронта волны при огибании волнолома или обрывистого мыса такое же, как при рефракции над мелью или косой. Дифракция не зависит от глубины, это просто поворот гребня волны в зону, защищенную от непосредственного проникновения волн. На рис. 54 схематически показано распространение фронта волны после дифракции у волнолома. Интересно отметить наличие на незащищенной поверхности непосредственно за головой волнолома линии, вдоль которой высота волн увеличивается; по обе стороны от нее находятся волны меньшей высоты. 
Рис. 54. Схема (масштаб не выдержан) искривления фронта волны и изменения высоты волны вследствие дифракции при прохождении волнолома. Отраженные и стоячие волны. Хотя отраженные и стоячие волны в открытом океане не встречаются, их следует остерегаться при подходе к убежищам. Умеренное волнение обычно поглощается дном с уклоном приблизительно 1:3, но чем длиннее волны, тем легче они отражается от данного склона. От вертикальной или почти вертикальной стенки может произойти полное отражение, тогда на некотором участке возникает система стоячих волн. В таком месте имеются очень высокие волны, в два раза выше, чем набегающие (прогрессивные) волны, и очень низкие волны. Полосы высоких и низких волн образуют узлы и пучности, расстояние между пучностями или узлами равно половине длины волны. 
Рис. 55. Образование стоячей волны вследствие отражения волны от неподвижной стенки. На рис. 55 показана система стоячих волн, образованная при отражении волны от стенки. Если стенка не прямая, а искривленная относительно фронта волны, то возможна "фокусировка" отраженных волн (так же, как световых) и образование очень сильного волнения. Более того, если волны подходят к волнолому под углом, то при их отражении образуются пересекающиеся системы волн. Если на поверхности моря имеются волны, то существует малая, но конечная вероятность появления одной или нескольких волн, которые заметно выше других. Такие волны часто называют ненормальными (Эти волны называют еще "волнами-убийцами", а их ложбины - "дырами" или "ямами" в океане. У юго-восточного побережья Африки такие волны известны, как "кэйпроллеры", т. е. валы у мыса.) Моряки любят рассказывать истории о ненормальных волнах высотой 30 м и более (высота волн зависит от темперамента рассказчика), которые топят или повреждают суда и корабли. Но для яхтсмена 5-метровая волна, появившаяся там, где ранее наибольшая из виденных им волн была высотой 2,5 - 3 м, - несомненно, ненормальная. Для объяснения таких странностей нет необходимости привлекать сверхъестественное, так как появление необычайно высоких волн согласуется с имеющимися закономерностями. Для того чтобы объяснить, почему при легком бризе, когда в пределах сотен миль нет шторма, на поверхности доселе дружелюбного моря внезапно возникает опасная волна, следует вспомнить, что волновая поверхность состоит не из единственной последовательности волн, имеется множество волновых компонент, каждая с собственным периодом и высотой, все они перемещаются с незначительно различающимися, но постоянными скоростями. Поскольку компоненты непрерывно догоняют друг друга и отстают друг от друга, то всегда образуются группы высоких волн, за которыми следуют короткие участки относительно спокойной воды. Иногда несколько составляющих совершенно случайно совпадают по фазе, в результате образуется исключительно высокая волна. Жизнь такой волны скоротечна - не многим более минуты или двух в глубоком океане и еще меньше на защищенных акваториях, где период волны меньше. Каждая волновая составляющая движется с собственной скоростью, более быстрые убегают от медленных, и поэтому "волна-убийца" наверняка исчезнет так же быстро, как зародилась. Ее энергия складывается из энергии составляющих, каждая из которых продолжает существовать и перемещаться, перенося собственную энергию. Где-нибудь в другом месте в другое время некоторые волновые составляющие опять совершенно случайно совпадут и образуют другую большую волну, которая переживет свой краткий звездный час, прежде чем навсегда исчезнуть в беспорядке моря. Хотя мы, видимо, не сможем прогнозировать, где именно и когда появится исключительно высокая волна, так как невозможно охватить инструментальными наблюдениями бесконечность, но вероятность ее появления конечна и может быть вычислена. На основе теории стационарных случайных процессов было показано, что если высота одной волны из 23 может быть больше средней в два раза, одной из 1175 - в три раза, то высота только одной волны из более чем 300 000 в четыре раза больше средней. Волна, с которой встретился "Паффин" в Средиземном море (гл. 17), является примером появления столь редкого события и наглядно подтверждает то, что моряк никогда не должен расслабляться на вахте, даже если кажется, что худшее позади. Поскольку такие волны возникают нечасто, то фотографий их почти нет и их практически невозможно измерить волнографом. Однако в 1969 г. на плавмаяке Донт, вблизи Корка, удалось зарегистрировать ненормальную волну. Волнограф был установлен с научными целями и использовался в течение двух лет, но систематически включался только на 15 минут каждые три часа, поэтому совершенно удивительно, что необычная волна вообще была зафиксирована. Было 3 часа утра, капитан лежал на своей койке, но не спал, а снаружи бушевал шторм. Волнение было достаточно сильным, но не исключительным. Внезапно судно сильно накренилось. Капитан бросился на мостик с самыми худшими предположениями. Однако, когда он поднялся наверх, море, как и раньше, было просто штормовым, и больше ничего особенного не произошло. Капитан описывает это происшествие, как наиболее страшное за всю свою морскую практику, и если бы не работал волнограф, его рассказ, видимо, был бы еще одним вкладом в копилку ирландских выдумок. Доказательство, к счастью, есть (рис. 56). В это время значительная высота волны составляла 5 м, а высота огромной волны оказалась равной 12,6 м (при такой значительной высоте волны средняя высота составляла 3,1 м, следовательно, необычная волна более чем в четыре раза превышала среднюю). В 1970 г. появление ненормальной волны привело к драматическим последствиям - волной перевернуло спасательный бот из Фрейзерборо. Условия нельзя было назвать штормовыми, и все-таки появилась высокая волна. Фотография 33 была сделана вахтенным штурманом с проходившей мимо советской плавучей базы. На фотографии судно "Опал", которое находилось на буксире, видно в ложбине волны, а неудачливый спасательный бот - на переднем склоне высокой волны, прошедшей за "Опалом". По известным размерам "Опала" и спасательного бота можно предположить, что высота этой волны была около 11м. В сообщениях о ненормальных волнах обычно говорится об исключительно высоких гребнях, но существует точно такая же вероятность появления необычно глубоких ложбин. По-видимому о них сообщается нечасто, потому что высокий гребень виден на большом расстоянии, а глубокая ложбина заметна только тогда, когда судно оказывается на самом ее краю. Два сообщения о глубоких ложбинах (по нашему мнению, достоверных) опубликованы в журнале "Марин Обсервер". Вот что писал в своей статье коммодор У.С.Байлес, капитан лайнера "Эдинборо Касл". 
Рис. 56. Запись волнения, полученная с помощью волнографа на плавмаяке Донт у Корка. "Еще со времен бесследного исчезновения парохода "Уарата", который 26 июля 1909 г. вышел из Дурбана в Кейптаун, прибрежные воды у мыса Доброй Надежды пользовались дурной славой, особенно вблизи Порт-Сент-Джонса. Пароход вышел на связь, находясь у Порт-Шепстона, и сообщил, что "все в порядке"; на нем был светотелеграфный аппарат Морзе, но не было радио.
После статьи коммодора Байлеса были напечатаны воспоминания офицера в отставке ВМС Великобритании И.Р.Джонстона о плавании в этом районе. "Когда во время второй мировой войны я служил на крейсере "Бирмингам", однажды ночью в этих водах с нами произошло аналогичное происшествие, которое я хорошо запомнил, поскольку в это время был на вахте. Мы находились примерно в 100 милях к юго-юго-западу от Дурбана на пути в Кейптаун. Крейсер шел быстро и почти без качки, встречая умеренные ветровые волны и зыбь, и вдруг мы провалились в "яму" и понеслись вниз навстречу следующей волне, которая прокатилась через передние орудийные башни и обрушилась на наш открытый командирский мостик. Я был мгновенно сбит с ног и на высоте 18 м над уровнем моря оказался в полуметровом, слое воды. Корабль испытал такой удар, что многие вахтенные внизу решили, что нас торпедировали, и заняли места по боевой тревоге. Командир сразу же сбавил ход, но эта предосторожность оказалась напрасной, так как умеренные условия плавания восстановились и больше "ям" не попадалось. Это происшествие, случившееся ночью с затемненным кораблем, было одним из самых страшных за всю мою морскую практику. Я охотно верю, что груженое судно при таких обстоятельствах может затонуть." В обоих случаях "ямы" появились при прохождении достаточно крупной зыби. Для такой зыби характерно наличие групп больших волн, между которыми идут сравнительно небольшие волны. Если глубина "ямы" была, скажем, более чем в пять раз больше средней глубины ложбины, то вероятность попадания судна в "яму" близка к одному случаю за все время жизни судна. Поэтому неудивительно, что такие события происходят редко. В последнее время "страшные" волны у побережья Южной Африки привлекли внимание общественности из-за ряда происшествий. Так, рефрижератор "Бенкруачан" был внезапно остановлен большой волной, перегиб судна привел к разрыву палубы. Кормовая часть осталась на плаву и ее отбуксировали в гавань. У контейнеровоза "Нептун Сапфир" во время первого же плавания при аналогичной встрече обломилась носовая часть. Возможно, причина аварий в этом районе заключается в том, что скорость юго-западного течения мыса Игольного при его ширине от 60 до 100 миль достигает огромного значения - 4 - 5 узлов, а на встречу ему часто распространяется крупная зыбь из районов Антарктики. На границе раздела, где зыбь встречается с течением, она замедляется и ее высота увеличивается. При сильном возрастании высоты волн крутизна (отношение высоты к длине) достигает предельного значения. Поэтому избыточная энергия расходуется на обрушение - образуется препятствие, непреодолимое практически для любого судна. Поскольку течения меандрируют и даже возможен отрыв вихрей, то положение зоны взаимодействия беспрерывно изменяется и точно определить место опасных районов нельзя. Та же причина и те же следствия должны проявляться во многих районах земного шара, а для малых судов последствия могут быть трагическими. Например, на быстрине Портленд-Рейс идет жестокое единоборство волн и течения, и не многие благоразумные яхтсмены рискнут пройти около нее, когда волнение идет против течения. Часто возникает не одна, а несколько ненормальных волн, их может быть две или три. Каждая - намного больше всех остальных волн. Разумеется, между ненормальными волнами должны быть глубокие ложбины. Видимо, многие суда погибли, когда одна волна накренила судно на борт, а другая, возможно, большей высоты, обрушилась на незащищенный, еще не выпрямившийся борт. В такой ситуации никто не спасается, так что рассказать о случившемся некому. Из последних данных Регистра Ллойда видно, что за десять лет только из-за опрокидывания на волнении (без учета аварий вблизи скал, рифов и столкновений судов) в среднем в год гибнет 77 морских судов водоизмещением более 100 т. Среди погибших судов было судно водоизмещением 20 000 т. Для яхт наибольшую опасность представляет обрушение волн, при котором уклон взволнованной поверхности может достигать 90°. Теоретически, когда высота прогрессивной волны становится равной 1/7 длины, ускорение частиц воды не может противостоять ускорению свободного падения, и гребень волны обрушивается. При сильном ветре с гребней пологих волн сдувается пена, и кажется, что наиболее высокие из них обрушиваются. При этом хорошо видны белые барашки. Опасные волны при умеренных условиях могут возникать не только в глубоком море. Если волны бегут над мелководной банкой, их скорость уменьшается, и поэтому длина волны тоже уменьшается, энергия концентрируется на меньшей площади, в результате высота волны должна увеличиваться. Над мелководным банками, а также на пляжах волновое воздействие может быть более опасным, чем на глубокой воде. Мы уже обсуждали эффект взаимодействия волн с течением, на глубокой воде. На мелководье скорости течений могут быть еще больше, и, следовательно, их влияние на волны будет проявляться сильнее. При выходе волны на встречное течение, идущее со скоростью, равной 1/4 скорости волны, она может совсем остановиться и тогда создаст страшную водяную стену. При этом издалека виден участок с бурунами, где постоянно происходит обрушение волн. Конечно, такие волны нельзя назвать по-настоящему ненормальными, но тем не менее всегда благоразумно держаться от них подальше. Результаты инструментальных измерений волн на глубокой воде вокруг Британских островов показали, что очень большие волны могут образовываться и при обычных условиях. Ежегодно у мыса Лендс-Энд наблюдаются волны высотой около 15 м. Даже в восточной части Ла-Манша, южной части Северного моря и Ирландском море наиболее высокие волны, видимо, превышают 9 м. В северной части Северного моря возможны наибольшие волны высотой примерно 18-21 м, а в Атлантическом океане - примерно 21-24 м (В настоящее время считается, что высоты волн в этих районах могут быть еще больше.). О ненормальных огромных волнах рассказано выше по наблюдениям с крупных судов. Необходимо помнить, что законы образования волн едины для любых высот и периодов. Поэтому капитан маленькой яхты или катера, путешествующий ради удовольствия в прибрежных или внутренних водах, должен быть так же готов к неожиданному, как капитан гоночной океанской яхты в открытом море и капитан лайнера во время шторма. Хотя на глубокой воде ненормальные волны очень разнообразны по размерам и форме, они одинаковы в том, что появляются почти внезапно. Жизнь любой волны коротка, но любая может стать роковой для потерявшего бдительность яхтсмена. Ниже приводятся основные выводы, сделанные после шторма. Главный вывод заключается в том, что в шторм лучше находиться в открытом море, вдали от влияния мелководья. Здесь яхта, если она хорошей конструкции и правильно управляется, имеет большие шансы избежать серьезных повреждений. Современные парусные яхты сохраняют живучесть, несмотря на допускаемые человеком ошибки. Только трем судам, попавшим в наихудшие погодные условия в самом опасном месте у побережья Англии грозила реальная опасность. Несомненно, на подходе к финишу многие капитаны пойдут к и не останутся в открытом море, а выберут кратчайший путь. При некоторых обстоятельствах это неразумно, но такие решения остаются на совести капитана. Основная часть флота, вероятно, находилась между серединой Ла-Манша и 12-мильной зоной у побережья Франции. В этом районе ни одно из судов не получило серьезных повреждений и не столкнулось с особыми трудностями. Опыт этих яхт не позволяет отдать преимущество ни дрейфу под рангоутом, ни дрейфу под парусами, ни дрейфу с плавучим якорем или тросами, вытравленными с носа или кормы. В некоторых случаях штормовая оснастка и крепления парусов оказались недостаточно прочными. Следует часто осматривать все оборудование, особенно штормовые паруса и их крепление. Большинство повреждений произошло при полощущих парусах, когда отрывались ползуны или карабины. Крепление фалового и галсового углов стакселя к штагу скобой является разумной предосторожностью. На некоторых судах опасность возникла из-за попадания вниз большого количества воды через рундуки в кокпите, хотя имелись самоотливные устройства. В одном случае оказались не эффективными сигнальные ракеты. Не пользуйтесь ракетами, которые могли отсыреть. Тщательно соблюдайте условия их хранения. Одна из яхт была вынуждена стать на якорь у подветренного берега. Несколько человек получили травмы, которые могли оказаться серьезными, причина - отсутствие стопора у якорь-цепи. На яхте должна быть вторая помпа, и, самое важное, необходимо, чтобы при любых условиях был доступ к приемному фильтру на всасывающей трубе. В этом и следующем приложении я рассмотрю конструктивные особенности яхты и оборудование, необходимое в штормовую погоду. Этому предмету можно посвятить целую книгу, поэтому вопрос будет рассмотрен в общих чертах, главным образом в свете практического опыта, освещенного в предыдущих главах. Мореходность яхты в шторм зависит не только от ветра и волн, но и от самого судна - его обводов, вооружения, конструктивных особенностей, состояния корпуса, рангоута, лажа, парусов, а также от опыта и выносливости экипажа. Мореходность яхты, как правило, не зависит от ее размеров Это неоднократно подтверждалось успешными переходами через Атлантику таких крохотных яхт, как "Нова Эсперо", а также растущим числом малых яхт, совершающих длительные плавания. Можно назвать, например, яхту "Кардинал Вертью" темзенским тоннажем 5 т, 6-метровый иол "Трекка", на котором Джон Газуэлл обогнул земной шар. Тем не менее как для большой яхты, так и для малой успех такого плавания во многом определяется удачей: если уж встреча с огромной крутой волной в Южном океане или у мыса Горн неминуема, то шансов выжить у крупной яхты, конечно, больше. В обычных условиях, под которыми я понимаю крейсерские плавания и гонки в пределах нескольких сот миль от своего порта удобнее всего штормовать на яхте умеренного водоизмещения, длиной около 10,5 м и темзенским тоннажем 10-15 т. Я назвал бы эти размерения средними, хотя в США средние размеры мореходных яхт несколько больше. На такой яхте почти любую работу может выполнить один физически сильный человек, а обычный экипаж может легко справиться с судном в любую погоду. На большей яхте на каждого члена экипажа приходится большая парусность, причем каждый парус тяжелее (если, конечно, площадь парусов не разделена между несколькими парусами), и в свежую погоду тяга шкотов несравненно сильнее. Физическая сила на большой яхте значит меньше, ибо даже крепкому человеку не справиться с большим парусом в свежую погоду. Поэтому на большой яхте важнее слаженная и умелая работа команды, мощные лебедки. Хотя я всегда плавал на малых яхтах, я готов признать, что чем больше яхта, тем большей квалификации команды она требует в штормовую погоду. Брать рифы на ней следует заранее, поскольку рифление длится дольше, чем на малой яхте, где опытная команда выполняет эту работу очень быстро. С другой стороны, крупная яхта комфортабельнее, при многочисленном экипаже вахты на руле короче, т. е. люди лучше сохраняют работоспособность. На очень малой яхте, длиной, скажем, 7,5 м, работа с парусами легче и может без особых усилий выполняться одним человеком, правда, такую яхту сильнее качает и на ней удержаться на баке труднее. Рифить паруса приходится раньше, чем на средней яхте. Малой яхте обычно не хватает массы и мощности, чтобы лавировать против крутой волны. Малым яхтам также присущи некоторые другие недостатки, например, волна, которую на сильном встречном приливо-отливном течении разводит даже 6-балльный ветер, для них слишком высокая и крутая. В океане малой яхте приходится легче. В узкостях, где трудно лавировать против крутой и опасной волны, а малочисленная команда (один-два человека) вынуждена разрываться между камбузом, рулем, навигацией и парусами, управлять яхтой нужно куда внимательнее и осторожнее. Нельзя недооценивать разрушительную силу волн в морях, омывающих Англию. Страховые общества могут дать сведения о большом числе кораблекрушений в Ла-Манше и Северном море. Многие запланированные длительные океанские походы заканчивались уже в Фалмуте, задолго до выхода в океан. X.Г.Хаслер, четырежды пересекший Атлантику в одиночку на фолькботе "Джестер", рассказывал, что его яхта лишь однажды в 1961 г. получила повреждения в жестокий шторм. Было это не в Атлантике, а у восточного побережья Шотландии, где приливные течения и ветер развили крутую волну. Говоря о размерах яхт, я хочу предостеречь начинающих яхтсменов. Очень малые яхты, особенно с большим открытым кокпитом как у "Зары", во время шторма оказываются в опасности, если только они не спроектированы опытным конструктором специально для штормовых условий. Катерам береговых спасательных станций каждое лето приходится хорошо поработать, спасая малые яхты, неудачно спроектированные или недостаточно хорошо оборудованные. Когда на выставке-продаже о маленькой яхточке говорится, что она "безопасна в 7-балльный ветер", то почти наверняка эти 7 баллов означают порывистый ветер силой 5 баллов, да и то такой ветер может оказаться для нее слишком сильным. Относительно проектирования и постройки можно сказать, что среди яхт каждого типа попадаются и хорошие и на редкость плохие. Удивительно, что многие дальние плавания успешно совершались на яхтах, выглядящих совершенно неподходящими для этой цели. Их успех объясняется мастерством экипажа и, вероятно, удачей. Мореходность яхты любого типа зависит от искусства конструктора. Яхты малого водоизмещения могут быть вполне мореходными. Их легко движет малая парусность, уменьшающая нагрузки на рангоут, такелаж и корпус. Они хорошо всходят на волну, а не прорезают ее. Такой яхтой была моя первая "Кохо", но она была спроектирована в 1937 г., а с тех пор в создании легких яхт достигнут значительный прогресс. Из рассмотренных в этой книге лучшим примером является "Тилли Твин" (гл. 11). В ней сочетается прочность с легкостью, без этого яхта, по мнению владельца, не смогла бы выдержать шторм 1956 г. в Ла-Манше. Легкие яхты не всегда валки, а прекрасный конструктор Ч.Николсон много лет тому назад говорил мне, что валкая яхта обычно обладает хорошей мореходностью, так как нагрузки на вооружение и корпус у нее меньше, чем у остойчивой. Хорошая тяжелая яхта не менее мореходна, чем легкая. Раньше я был приверженцем малого водоизмещения, но более тяжелая "Кохо III" изменила мои взгляды. При той же длине она намного вместительнее, а главное, во время настоящего шторма лучше идет в лавировку. Такая яхта может выдерживать значительно более сильный ветер. Зато она требует большей парусности, вызывающей сильные напряжения в конструкции, тяжелой яхте можно позволить себе более прочный набор, мачту и такелаж. В моей практике на тяжелых яхтах случалось меньше поломок, чем на легких; на тяжелой яхте после десяти лет штормовых гонок корпус совершенно не расшатан и борта гладкие, как пластмассовые. Однако прочность достигается ценой утяжеления яхты, крайне невыгодного при гонках в слабые и средние ветры. Если бы мне пришлось заново строить яхту я предпочел бы умеренное водоизмещение и хорошие, но не экстремальные пропорции корпуса. Следует обратить внимание на два момента. Для того чтобы яхта дрейфовала по волне (либо ходом, либо с вытравленными тросами), корма должна иметь достаточную плавучесть. Насколько важна плавучесть кормы, видно из двух примеров захлестывания яхт волной (главы 2, 8), но дать единую рекомендацию для проектирования кормовых обводов затруднительно. Острая корма яхт "Лег II" и "Джошуа" хорошо зарекомендовала себя даже в штормах Южного океана, но можно также привести много доводов в пользу транцевой формы (обрезной или с коротким свесом). Корма любой формы должна быть прочной: вспомните повреждения транцев яхт "Сторми Уэтер" (гл. 15) и "Мари-Галант II" (гл. 16). Точно так же плавучесть нужна и в носовой оконечности. У меня когда-то был маленький прямоштевник, выглядевший классическим мореходным суденышком, но его шпангоуты в носу не имели развала и он зарывался в волну даже в проливе Тэ-Солент. Острые носовые обводы не лучшая форма корпуса (гл. 20) - они увеличивают риск опрокидывания через нос. Высокий надводный борт является хорошим качеством, это подтверждает опыт яхт "Тилли Твин", "Петасус" и "Каллисто" (гл. 11), но я полагаю, что избыточная высота борта в носу может привести к уваливанию яхты в сильный ветер, особенно при ходе под мотором. Обратная седловатость, на мой традиционный взгляд некрасивая, повышает мореходность малой яхты, поскольку у такой яхты больше внутренний объем и поэтому нет необходимости в рубке - причине многих аварий. Когда яхта "Том Боулинг" с обратной седловатостью была опрокинута волной и потеряла мачту (гл. 24), ее корпус остался невредимым. Высокая рубка, несомненно, дала бы сквозную трещину со стороны подветренного борта. Умеренно длинный киль улучшает устойчивость на курсе, в то время как избыточное уменьшение смоченной поверхности на многих гоночных яхтах дает обратный эффект. В крепкий ветер шверт не является недостатком, но если в жестокий шторм яхту швыряет бортом с волны и остойчивость формы перестает работать, то он может привести к аварии (гл. 18, комментария Эдварда Грифа к выводам гл. 17). В океане при возникновении опасности опрокидывания внутренний балласт, а также любой тяжелый предмет, например аккумулятор (гл. 18) или холодильник (гл. 16), который может сорваться со своего места и поранить членов команды, становится опасным. На яхте Дюма "Лег II" не было внутреннего балласта, а Дин на яхте "Том Боулинг" заменил около 800 кг чушек на свинцовый киль. Возможно, именно этому он обязан своим спасением в Бискайском заливе (гл. 24). Выбор конструкции корпуса лучше предоставить проектировщику. Если яхта рассчитана на штормовые плавания, не стоит жертвовать прочностью ради гоночных успехов. Стремление к облегчению конструкции делает многие яхты немореходными. Я знаю случай, когда яхте в порывистый ветер в Бискайском заливе пришлось лечь в дрейф, так как под парусами она попросту начала рассыпаться. Не стану называть другие яхты, которые после одного гоночного сезона текли, как решето. Теперь нет нужды облегчать связи корпуса, поскольку перевес при обмере компенсируется поправкой. Для плавания в опасных районах высоких широт и около мыса Горн Бернар Муатесье рекомендует стальной корпус (гл. 20), а он знает в этом толк. Но размеры стальных корпусов тоже бывают разные, полагаю, что на "Джошуа" обшивка была довольно толстой. У одной известной мне стальной гоночной яхты при лавировке в шторм борт в носовой оконечности был вдавлен внутрь ударом волны. После поворота был вдавлен и другой борт! Экипажу удалось с такими обводами еще и выиграть гонку. Этот случай свидетельствует о том, что правильно выбрать прочные размеры столь же важно для стального судна, как для деревянного. Надстройки. В этой книге неоднократно говорилось о том, что при броске яхты на борт разрушаются иллюминаторы и комингсы рубки (см. главы 7, 11, 16, 17, 20). На большой яхте не нужны высокие надстройки. На ней даже может быть гладкая палуба с седловатостью, и при этом внутренние помещения будут достаточно просторны. А вот на средних и особенно малых яхтах для комфорта во внутренних помещениях нужны большие рубки. Их высоту можно, конечно, снизить за счет обратной седловатости. Справедливости ради следует сказать, что высокие надстройки являются причиной аварий в одном случае из нескольких тысяч, поскольку обычно яхтсмены стараются по возможности не попадать в шторм; кроме того, в летнее время штормы довольно редки. Тем не менее надстройки, несомненно, являются слабым местом, и, конечно, для океанского плавания необходимо их подкреплять (об этом сказано в гл. 17). Все большие рубочные иллюминаторы должны иметь штормовые закрытия с креплением на болтах. Уже отмечалось, что Джо Байере за год до встречи с жестоким штормом заменил четыре рубочных стекла маленькими илюминаторами (гл. 18). Если бы это не было сделано, яхта могла бы затонуть. Палубные оковки и дельные вещи не следует слишком облегчать, поскольку они уязвимы в шторм. Для океанских плаваний Муатесье рекомендует стальную палубу и надстройки; деревянную палубу, по его мнению, следует делать гладкой. Кокпиты. Кокпит - самая уязвимая часть яхты при дрейфе на волне, под рангоутом или с вытравленными тросами, а также при дрейфе с плавучим якорем, отданным с кормы. Гребни волн постоянно наполовину заливают кокпит, а крупная волна может заполнить его и до краев. Отливные трубы и их арматуры почти всегда слишком малы. Вспомним яхты "Мэри Эйден" (гл. 3) (то же самое можно сказать обо всех моих яхтах), "Дублон" (гл. 18), "Форс Севен" (гл. 19), "Джипси-Мот IV" (гл. 20). Отливные трубы должны иметь большой диаметр, а если кокпит велик, вместо двух труб лучше иметь четыре. Мне порой кажется, что строителям яхт поставляют арматуру от домашних ванн или раковин. Почти половину площади сечения трубы перекрывают толстые предохранительные сетки. Вода вытекает из кокпита слишком медленно, особенно если его захлестывает несколько волн подряд. Комингсы кокпита должны быть прочными. Когда яхту бросает на борт, они могут быть повреждены так же, как комингсы рубки. Другое слабое место - протекающие крышки рундуков в кокпите, о которых сказано в главе 11 и в приложении 3. Если на палубу попадает слишком много воды с кормы, основной удар принимает кормовая переборка каюты. Поэтому бридждек (горизонтальный участок палубы между кокпитом и рубкой) и сама кормовая стенка рубки должны быть прочными. Входной люк должен закрываться брандер-щитом, а не дверцами - они всегда слишком непрочные (Мнение автора противоречит последним официальным инструкция по которым брандер-щит считается недостаточно надежным, ибо выпадает при опрокидывании яхты.). Еще лучше учесть рекомендации Уоррена Брауна и не делать непосредственного доступа из кокпита во внутренние помещения, безопаснее устроить ход через люк на крыше рубки. Современные типы яхт. Начнем с океанских гоночных яхт. Их проекты за последние годы кардинально изменились под влиянием, прежде всего, введения правил обмера и гонок без гандикапа в "тонных" классах. Современные гоночные яхты несравненно эффективнее в гонке, за исключением разве что штормовых условий. Качка и рысканье, у них гораздо резче, чем у старых яхт, а менять паруса приходится чаще, ибо новые яхты очень чувствительны как к перегрузке парусами, так и к недогрузке. Проекты крейсерских яхт не свободны от гоночной "моды", а при проектировании самых малых яхт определяющий является стремление втиснуть как можно больше коек в минимальные размерения. В некоторых отношениях яхты старого типа с килеватыми обводами и длинной килевой линией предпочтительнее яхт гоночного типа с плавниковым килем и балансируемым рулем. Ряд гоночных усовершенствований, вроде проводки фалов внутри мачты нежелательны для крейсерских яхт, хотя аэродинамические качества вооружения улучшаются, но всему есть разумный предел. Большинство современных яхт вооружены шлюпами или тендерами (В принятой у нас в стране морской терминологии бермудский шлюп и тендер не различаются. Под тендером автор подразумевает одно-мачтовое вооружение с двумя штагами, позволяющими одновременно нести два передних паруса.). Топовый шлюп - хорошее вооружение для небольшой крейсерской яхты, так как отсутствие бакштагов облегчает управление Это было выгодно при обмере по правилам Королевского океанского яхт-клуба. При топовом вооружении очень высокая мачта без подкрепления вторым штагом и бакштагами должна быть слишком толстой. Мачта "Кохо III" заметно прогибалась, пока я не укоротил ее на 600 мм, чтобы снизить гоночный балл до требований однотонного класса; это оказалось прекрасным усовершенствованием. Я много лет не ходил на тендерах, но опытные яхтсмены убеждали меня в преимуществах этого вооружения перед шлюпом для условий открытого моря. Тендерами вооружены многие яхты, сконструированные Джоном Иллингуортом. Мачта тендера лучше раскреплена стоячим такелажем, у него большой выбор передних парусов, что полезно в свежую погоду. Особенно существенна возможность нести штормовой стаксель на нижнем штаге, что позволяет лучше отцентровать яхту под глухо зарифленным гротом или триселем. Лично я предпочитаю двухмачтовые типы вооружения. Если мачты не связаны стоячим такелажем, то при потере одной из них можно нести аварийную парусность на оставшейся. Однако возможно, что на мое мнение повлиял радующий глаз моряка вид двухмачтовых яхт: шхуны, кечи и иолы напоминают маленькие корабли. Иол - хорошее вооружение (см. главы 9 и 10). В тяжелую погоду парусность разделена между небольшими, удобными в обращении парусами - штормовым стакселем, зарифленным гротом и бизанью. Паруса несутся высоко и не захлестываются волной. Насколько опасны низко скроенные стаксели, я понял в 1966 г. южнее мыса Билл-оф-Портленд. Когда волной захлестнуло нижнюю часть топовой генуи, прочный бушприт из трех нержавеющих труб сломался под нагрузкой. Другое преимущество иола - возможность нести бизань, дрейфуя на плавучем якоре. Однако бизань может причинить неприятность, когда яхту накрывает волной с кормы (гл. 17). Кечи и шхуны также обладают всеми преимуществами разделенной парусности, к тому же они очень красивы. О сохранности самих парусов теперь можно беспокоиться меньше, чем раньше, так как синтетические ткани значительно прочнее парусины. Приходится опасаться лишь за прочность швов ибо нитки, не утопленные в жесткую ткань, легко истираются. О пользе дополнительных швов и утолщения ниток в местах подверженных трению, можно сказать много. На современных дакроновых парусах швы утоплены глубже, чем на старых, но после сильного "дутья" нужно тщательно проверить состояние швов. Штормовые паруса хорошо подкрепляются накладками на швы у зад-шкаторины, обычно рвущейся в первую очередь. Штормовые паруса (трисель и стаксель) не обязательно должны шиться из очень тяжелой ткани, поскольку площадь их невелика. Синтетические паруса не столь неуклюжи, как парусиновые, которые тяжело ставить и еще труднее убирать мокрыми. Дакроновый грот достаточно прочен, так что глухо зарифив его, можно обойтись без триселя, но на случай повреждения грота в парусной кладовой яхты, идущей в дальний поход, трисель все же полезно иметь: При отсутствии триселя на гроте, оборудованном патент-рифом, следует иметь риф-бант, позволяющий глухо зарифить грот риф-сезенем при поломке механизма рифления. Много парусов было изорвано во время шторма 1956 г. в проливе Ла-Манш (гл. 11), но это происходило, когда ломались карабины или шурупы и отрывался рельс. Штормовой стаксель у галсового и фалового углов следует крепить к штагу скобами, а не карабинами. Расстояние между ползунами на гроте и триселе должно быть поменьше. Полезно иметь люверсы вдоль передней шкаторины триселя, чтобы в случае необходимости можно было присезневать его вокруг мачты и поднять до нижних краспиц (гл. 11). Современная алюминиевая мачта, конечно, не изделие ручной работы, как деревянная, зато надежность ее не вызывает сомнений. Однако в погоне за лучшими аэродинамическими качествами и малым весом конструкторы стали уменьшать сечение мачт. Пример яхты, на которой было сломано три мачты до начала первой серьезной гонки, показывает, к каким последствиям может привести безумное увлечение ненужными усовершенствованиями. Океанские гоночные яхты чаще всего ломают мачты при 5-6-балльном ветре, когда несут полные паруса. В шторм, когда напряжение в рангоуте и такелаже меньше из-за малой площади парусности, меньше риска потерять мачту, это случается только в самые жестокие штормы, если яхту накрывает или опрокидывает волной (главы 18, 20, 22). Мачты ломаются довольно часто, и просто удивительно, что при такой серьезной аварии яхт гибнет не много. Хотя на "Кохо III" была прочная мачта и надежный такелаж, мне всегда было тревожно штормовать у подветренного берега. Для стоячего такелажа я предпочитаю оцинкованный трос с обычными огонами и коушами на концах. Он обходится дороже, так как его приходиться чаще менять, но на нем, по крайней мере, всегда можно заметить износ, а нержавеющая проволока рвется неожиданно. Не очень надежны и концевые втулки на нержавеющих вантах и штагах (Концевые втулки должны быть заменены, если обнаруживается люфт в резьбе при слегка отвернутой втулке и ослабленной снасти. Периодически, вместе с проверкой контровки крепления такелажа к мачте, концевые резьбовые втулки необходимо подтягивать.). Наружная проводка фалов предпочтительней внутренней, так как облегчает их починку или замену. Шкивы следует делать большого диаметра. Мачты обычно ломаются не из-за недостаточной прочности, а из-за поломок краспиц, оковок, талрепов, скоб и т. д. Поэтому эти предметы должны выбираться лучшего качества и с большим запасом прочности. Нержавеющие раксы (карабины) ломаются довольно часто, за гоночный сезон их расходуется очень много. В крейсерских плаваниях поломок меньше, поскольку в них не так форсируют парусами. жүктеу/скачать 8.17 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|
