ОТКРЕНИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ПАРУСНОЙ ЯХТЫ
SAILING YACHT SIT-OUT DEVICE

Изобретение относится к парусному судостроению и может быть использовано при постройке, например, парусных быстроходных глиссирующих яхт.
Известна конструкция парусной яхты, которая для противодействия крену от давления ветра на паруса оборудована качающимся килем, выполненным в виде плавника обтекаемого профиля с бульбом на конце, закрепленного в нижней части корпуса с возможностью поворота в плоскости, перпендикулярной диаметральной плоскости яхты, и снабженного механизмом поворота (журнал «Катера и яхты» 2009 г., № 1(217), с.132-133).
К недостаткам такой конструкции относятся: значительный вес киля, доходящий до 60% водоизмещения, большая осадка, резкое снижение сопротивления дрейфу при значительных углах поворота киля, значительное гидродинамическое сопротивление движению, которое вместе с рулем составляет 10-40% от общего сопротивления, что особенно неоправданно на полных курсах, когда кренящий момент снижается вплоть до полного исчезновения на фордевинде.
Известна конструкция парусной яхты, содержащая крыло в виде плавникового киля с бульбом, который имеет возможность поворота в диаметральной плоскости, в плоскости параллельной мидель шпангоуту и вокруг собственной оси - «трехмерный киль», домкрат, соединенный с корпусом яхты, при помощи которого осуществляют поворот коромысла в диаметральной плоскости (патент FR №9913957).
По наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому при использовании результату данное техническое решение выбрано в качестве прототипа заявляемого изобретения.
Недостатками прототипа, не позволяющими достичь поставленной нами цели, являются: малый угол качания киля - 30° от вертикали, что ограничивает энерговооруженность яхты, а следовательно, и скорость. Поворот киля вокруг своей оси для снижения дрейфа приводит к увеличению крена. В целом конструкция прототипа имеет те же недостатки, что и аналог при более сложной конструкции.
Технической задачей предлагаемого изобретения является снижение веса откренивающего устройства и снижение сопротивления движению на полных курсах особенно парусных быстроходных глиссирующих яхт.
Для достижения указанного технического результата в откренивающем устройстве парусной яхты, содержащем крыло, сферический шарнир, состоящий из подвижной и неподвижной частей, коромысла и домкрата, при помощи которого осуществляют поворот коромысла в диаметральной плоскости, крыло соединено с корпусом яхты посредством сферического шарнира, неподвижная часть которого выполнена в форме сферического седла, центр которого расположен в диаметральной плоскости внутри корпуса яхты, а подвижная часть выполнена в виде соединенного с крылом сферического прилива с осью, на которую надето червячное колесо червячного редуктора, корпус червячного редуктора жестко соединен с П-образным коромыслом, концы которого насажены на оси, закрепленные перпендикулярно диаметральной плоскости с внешней стороны сферического седла, П-образное коромысло связано с корпусом яхты посредством домкрата, соединенного с корпусом яхты, поперечное сечение крыла выполнено в виде сегмента, обращенного выпуклостью вниз, нижняя часть которого соединена с поверхностью сферического прилива по касательной, верхняя часть крыла имеет форму, совпадающую с кормовым участком днища парусной яхты, примыкающим к сферическому седлу в диаметральной плоскости.
Отличительными признаками предлагаемого изобретения является выполнение откренивающего устройства парусной яхты в виде крыла сегментного профиля, обращенного выпуклостью вниз, которая соединена с поверхностью сферического прилива по касательной, и верхней частью, совпадающей по форме с кормовым участком днища в диаметральной плоскости.
Благодаря наличию этих признаков откренивание парусной яхты осуществляется за счет момента от веса крыла, повернутого в сторону наветреннего борта, и за счет момента от подъемной силы, возникающей на сегментном профиле крыла при установке угла атаки путем поворота крыла в сферическом шарнире вокруг горизонтальной оси, перпендикулярной диаметральной плоскости. А для снижения сопротивления движению на полных курсах крыло поворачивается вдоль диаметральной плоскости свободным концом в корму и поворачивается вверх до касания днища парусной яхты. В таком положении смоченная поверхность подводной части парусной яхты практически равна смоченной поверхности днища и руля, при этом сопротивление формы увеличивается лишь за счет выступающего из днища сегмента сферического прилива.
Предлагаемое устройство иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-фиг.7.
На фиг.1 показана боковая проекция корпуса парусной яхты.
На фиг.2 - вид сверху корпуса парусной яхты.
На фиг.3 - поперечное сечение корпуса по оси сферического шарнира.
На фиг.4 - вид сферического шарнира со стороны кормы, совмещенный с разрезом по плоскости, проходящей вертикально через ось поворота П-образного коромысла.
На фиг.5 - вид сбоку на сферический шарнир с крылом в рабочем положении.
На фиг.6 - вид сбоку на сферический шарнир, совмещенный с разрезом по диаметральной плоскости перед уборкой крыла.
На фиг.7 - вид сбоку на сферический шарнир с крылом в нерабочем положении.
Откренивающее устройство парусной яхты 1 (фиг.1) содержит крыло 2, имеющее сегментный профиль, соединенное по касательной со сферическим приливом 3, помещенным в сферическое седло 4 (фиг.4), закрепленное в корпусе парусной яхты 1 со сферическим приливом 3 жестко соединена ось 5, на которую одето червячное колесо 6 червячного редуктора 7, червячный редуктор 7 жестко соединен с П-образным коромыслом 8, насаженным на оси 9, перпендикулярные диаметральной плоскости корпуса парусной яхты 1, геометрические оси которых проходят через центр сферического седла 4, П-образное коромысло 8 шарнирно связано с корпусом парусной яхты 1 посредством домкрата 10 (фиг.5). Сферический прилив 3 прижат к сферическому седлу 4, фланцем 11. Уплотнительные элементы, обеспечивающие герметичность узла примыкания сферического прилива 3 к сферическому седлу 4, на чертежах не показаны. Также не показан плавник, обеспечивающий устойчивость на курсе при поднятых швертах 12 (фиг.2).
Устройство работает следующим образом.
Для противодействия кренящему моменту крыло 2 с помощью червячного редуктора 7 поворачивается в сторону наветренного борта перпендикулярно диаметральной плоскости корпуса парусной яхты 1 при вертикальном положении оси 5, при этом для противодействия дрейфу опущен подветренный шверт 12, при этом наветренный шверт 12 поднят, затем с помощью домкрата 10 П-образное коромысло 8 поворачивается в нос для придания крылу 2 требуемого угла атаки α для удержания корпуса парусной яхты 1 на ровном киле.
При смене галса ось 5 возвращается в вертикальное положение, крыло 2 поворачивается червячным редуктором 7 на 180° и ему придается необходимый угол атаки α. Одновременно поднимается ставший наветренным шверт 12 и опускается подветренный шверт 12.
Для движения полным курсом крыло 2 поворачивается червячным редуктором 7 в корму вдоль диаметральной плоскости при вертикальном положении оси 5 и с помощью домкрата 10 поднимается до упора в днище.
В таком положении смоченная поверхность подводной части практически не отличается от смоченной поверхности днища парусной яхты 1, а сопротивление формы увеличивается за счет выступающего из днища сегмента сферического прилива 3 и расположенного за ним крыла 2, что минимум на порядок меньше сопротивления плавникового киля с бульбом.
В рабочем положении крыло 2 наклонено к горизонту на угол 10°-30° и ориентировано перпендикулярно диаметральной плоскости корпуса парусной яхты 1. В таком положении ось 5, выступающая из верхней части сферического прилива 3, занимает вертикальное положение при нулевом угле атаки α крыла 2.
Таким образом, предлагаемое изобретение особенно эффективно для парусных быстроходных глиссирующих яхт, для которых важно движение без крена. При этом вес такой яхты уменьшается примерно на вес бульба и значительно снижается сопротивление движению на полных курсах.