От автора блога:

Эта статья – продолжение статьи «Клешневедение и клешневождение».

Публикуется также с любезного разрешения автора – Александра Кулиша.

Адрес первоисточника: http://butuzik.usite.pro/index/konstrukcija_kleshni/0-4

В предыдущей статье автор больше касался теории работы паруса типа «клешня краба». Здесь же акцент делается на практической стороне вопроса – конструкция паруса, его рангоут и такелаж.


Конструкция клешни

(простота – залог надёжности)

Существуют различные варианты установки паруса клешня на лодке. Аборигены 13000 индонезийских островов, ничтоже сумняшеся, установили в носовой части лодки толстый но короткий дрын, к которому и цепляют клешню. Причем, цепляют по разному. Балийцы обычно крепят так, что при смене галса нижний реек вместе с тряпкой нужно перебрасывать поверх верхнего рейка через нос лодки, хотя те же балийцы в районе Санур не делают и этого, а ходят с перерубленным мачтой галсовым углом. Сурабайские рыбаки, где клешня побольше, оставляют у галсового угла свободными пару метров шкаторины верхнего рейка. При смене галса нижний реёк (пятка гика), вместе с галсовым углом паруса, обносится вокруг «недомачты».

Варианты парусного вооружения "клешня краба" - 1

На других лодках, получивших в парусной тусовке название «проа», парус крепится совсем по иному – при помощи подпорки верхнего рейка и растяжек, удерживающих всю эту конструкцию. При смене галса обычно переносится галсовый угол с носа на корму (такой  же нос).

Парус "клешня краба" на проа

Этуазисты со всего мира пытаются прицепить клешню как-нибудь по своему. Вот, например, конструкции с А-образными мачтами, и с одной подпоркой на растяжках, короче, кто во что горазд.

Любительские варианты установки паруса "клешня краба"

Первую свою клешню я установил на свободностоящую мачту в «гафельном стиле». Т.е. галсовый угол закрепил на поворотной площадке у пяртнерса мачты-недомачты, не очень высокой, но толстой, с блоком на топе. Через этот блок, «дирик-фалом» поднимался верхний реёк (аки гафель) а нижний работал обычным гиком.

Еще несколько вариантов парусного вооружения "клешня краба"

Немного походил, остался не очень доволен. Теперь, после трёх сезонов под клешнёй в Т-подвесе понятно почему. Виной тому тот самый блок, на топе мачты. Она хоть и недомачта, но чтобы выдерживать работающую клешню, должна быть крепкой, а значит толстой и тяжелой, ну и, хотя бы в полрейка высотой, а это под 3 метра. Поэтому, первая причина отказа – большой вес. Вторая же заключается в том, что через «дирик-фал» верхнего рейка кренящее усилие от паруса передаётся на топ недомачты, т.е. достаточно приличную высоту, сиречь большое плечо кренящего момента. Смысла городить огород нет никакого. Хотелось ведь без откренивания ходить….

Не знаю, кто первый был горазд использовать Т-подвес для клешни. Впервые я увидел его на фото катамарана Арта Лейна. В рунете есть масса фактов использования такого рода подвеса и на просторах нашей Родины, ещё в эпоху черно-белой фотографии, однако разбираться кому всё же принадлежит авторство такого безобразия как то недосуг. История, вернее ее трактовка, когда-нибудь всех рассудит.

Варианты "клешни краба" на Т-подвесе

Большое количество верёвочек на многих вариантах расположения клешни в Т-подвесе, первоначально вгоняло меня (как и большинство парусятников) в ступор. Пришлось устроить детальный разбор и натурные испытания. В результате, жизненно необходимыми были признаны всего три верёвки — по шкоту на двух рейках и галс. Позже, по доброте душевной, добавил второй, «дальний» галс.

Очень вовремя попался на глаза «Викинг» Андрея Дубовского с качающейся мачтой. На его клешне тьма верёвочек, но большая часть этой тьмы относится к мачте, а если она не качается, то тьма снова укладывается в цифру 3 (или 4).

"Викинг" и "Бутузик" с парусом "клешня краба" в Т-подвесе

Слизал идею у Андрея, хотя мой парус и значительно тяжелее. Именно потому, что тяжелее, качающаяся мачта на рубке «Бутузика» прожила всего 10 минут, и все на берегу. Потом взбрыкнула всем своим весом так, что сломала нафиг все причандалы, необходимые для качания,… и снова стала не качающейся, свободностоящей, т.е. остались те же 3 (4) верёвки. На этом эксперименты по «качанию» тяжелой клешни были признаны идиотскими, несмотря на возможность получить уменьшение плеча кренящего момента.

Так почему же Т-подвес «победил в конкурсе»?

При детальной проработке конструкции оказалось, что не всё так страшно, как видится первоначально. Понемногу, после мачтовых верёвочек, исчезло всё лишнее. Остались два рейка, на них два кольца, через которые пропущен поперечный рей. На ноках рея стопоры для штертиков натяга рейков. Посреди рея – главный узел Т-подвеса – кардан из верёвки, которая уходит в недомачту, чтобы потом вылезть наружу для стопорения. Всё!

На самой клешне те самые 3 (4) верёвки – два шкота рейков и парочка галсовых фалов от точки соединения рейков.

Бегучий такелаж паруса "клешня краба"

Такой «минимальный джентльменский набор» для клешни отличается небольшим количеством деталей, простотой их изготовления, низкой стоимостью. В конструкции отсутствуют какие-либо сложные детали, которые нельзя изготовить не «на коленке».

Сам парус, независимо от способа его подвеса, тоже отличается предельной простотой. Крой без закладок, никаких программ не надо, всё плоское – два горба по рейкам и вырез-декольте задней шкаторины. Материал, практически любой воздухонепродуваемый, без особых требований к тянучести.

Детали паруса и рангоута

Рейки паруса

На «Викинге» Андрея Дубовского рейки сработаны из палаточных дуг, у индонезийцев применяется бамбук, благо его там завались. Я ставил на маленькую клешню стеклопластиковые удилища и алюминиевые трубы, есть случаи применения дрынов из ближайшего леса, а также металлопластиковых труб в комплекте со стеклопластиковой арматурой. Налицо всеядность материала, позволяющая широкий маневр при изготовлении каркаса.

Главные требование к рейкам это упругость и жесткость при возможно минимальном весе.
Как упоминалось выше, у меня «тяжелая» клешня, 3 кг рейков и полкило заглушек с верёвками, и собственно сам парус в несколько сот грамм. Дубовской, за счет палаточных дуг неплохо экономит вес, и его клешню вполне можно назвать «лёгкой», впрочем, она такой и задумывалась – рюкзачный вариант.

Мачта и рей

Учитывая небольшую высоту «недомачты», которой вполне достаточно высоты в полтора метра, её можно изготовить из прочной дюралевой трубы, диаметром 35-40 мм. На полутораметровый же рей труба может быть несколько тоньше – 30-35 мм.

Мачта и рей паруса "клешня краба"

Заглушки

Самые простые заглушки можно изготовить из дерева. Единственное требование к ним – чтобы не разбухали от воды. Разбухшая заглушка в трубе, со стопором на ней, препятствует снятию рейков с рея. Хотя это справедливо только для выступающих над диаметром рея (колец рейков) стопоров. Если их изготовить в виде парочки дырок в дереве с щелью в торце, (см. схему) то разбухшая заглушка мешать не будет.

Деревянные заглушки на галсовой оконечности рейков, имеющие парочку отверстий для крепления паруса, закреплены шурупом, на топах рейков это делать не обязательно. Внутри труб дополнительно установлены герметические заглушки для сохранения плавучести рейков.

Схема рейка паруса "клешня краба"

Верёвочный кардан

Кардан обеспечивает свободное перемещение паруса в трёхмерном пространстве. Для себя выбрал вариант применяемый на лодке «Шмель» – заглушка со сквозным отверстием, заканчивающаяся грибком, по которому бегает второй грибок (на фото вместо грибка металлическая шайба), за которым находится реёк. Всё просто, но есть тонкости. Верёвка в этой схеме является расходным материалом. Как бы мы того не хотели, шнурочек, в результате бегания по грибкам и их отверстиям, мало-помалу лохматится, изнашивается, что грозит обрывом и….. в лучшем случае, сдуванием паруса за борт. В худшем, мачта сработает вертелом для клешни. Поэтому не стоит лениться инспектировать верёвочку и своевременно менять. Из множества доступных вариантов крепления верёвки кардана на рее, подобрал обеспечиваеющий экономный расход шнура кардана. Он крепится узлом в тройнике, лохматится всего в паре сантиметров от завязанного на конце узла. Достаточно завязать и оплавить ниже разлохмаченного участка узел чтобы обновить кардан с минимальным расходом длины шнура.

Карданный подвес рея на "Бутузике"

Крепление шпрюйтов и галсов

Точка крепления шпрюйта на рейке, представляет собой обыкновенный хомутик, под который заправляется оплавленный кончик шпрюйта и зажимается. Шпрюйт соединается со шкотом рейка через карабин. Крепление галсовых талей видно на фото.

Крепление шпрюйта шкота и галса на парусе "клешня краба"

Парус

Выкройка паруса плоская, с горбами по шкаторинам рейков. Горбы – часть дуги окружности. Расстояние между хордой и дугой окружности (высота горба) на моих парусах 15-20 см.

Горбы уходят в изгиб рейков под ветровой нагрузкой. Следовательно, их размер (высота горба) является функцией изгиба рейка (его упругости), размера паруса (длины рейка), его веса, скорости ветра, и т.д. Поэтому, для каждой лодки, размера паруса, района плавания, их желательно подбирать опытным путем.
Полотна паруса на островах Индонезии обычно располагаются перпендикулярно биссектрисе галсового угла. Однако у того же Дубовского пошив выполнен не поперечными швами, а используется один продольный, расположенный на биссектрисе, что конечно же способствует экономии материала.

Выкройка паруса "клешня краба"

Карман, шнуровка, молния, люверсы или ликпаз?

В этом вопросе всё зависит от предпочтений ваятеля паруса.

Я использую балийскую схему – слаблинь, немного дополнив конструкцию своим решением пошива шкаторины. В отличие от «аутентичной» схемы, где ликтрос вшит в кромку шкаторины, а к ликтросу, через 10-15 см пришит внешний трос, который и прихватывается слаблинем, в моей схеме всё то же, но край шкаторины шьется отдельно, а затем к нему пришивается полотно паруса. Использование подобной схемы не только облегчает соединение шкаторины и полотна, но и позволяет пристёгивать его к шкаторинам на рейках при помощи молний (если их вшить туда). Учитывая, что при пошиве паруса максимальных усилий и времени требует как раз оформление шкаторины под слаблинь, можно быстро заменить основное полотно паруса отпоров его и пристрочив новое (если нет молний). Короче, в этом вопросе имеется почти непаханное поле для буйной фантазии клешнестроителей. Например – сменные полотна паруса на одних и тех же рейках. Это позволит иметь в комплекте парус для слабых ветров, своего рода «спинакерную клешню», ходовую, и маленькую – штормовую.

Элементы паруса "клешня краба"

Размеры паруса клешня

Какими должны быть размеры паруса «клешня», или, по большому счету – угол между рейками?

Практика «клешнестроения», как аутентичного, так и экспериментального, предполагает форму паруса в виде равнобедренного (иногда с небольшим отступлением от правила – нижний реек короче) треугольника с углом у вершины 50о-55о. Если учесть, что при обтекании клешни потоком воздуха рейки сходятся, то для расчетов можно и нужно считать угол раствора клешни несколько меньшим, равным 45о-50о (средний ~ 48о). Отсюда, при длине рейка D, «размах крыла», будет равен L = 2 x D sin 24о. При рейке (D) = 500 см, размах крыла (L) = 400 см, площадь крыла (Sкр) = 9 м2.

Зачем нужно рассчитывать размах крыла?

Товарищи аэродинамики, занимавшиеся исследованием вихрей на треугольной пластинке (см. работу № 1), определили зависимость структуры вихревого потока от удлинения крыла.  Для треугольного крыла удлинение рассчитывается по формуле: λ = L2 / Sкр. Следовательно, чтобы рассчитать удлинение крыла, необходимо знать его размах. Для выбранного примера (D = 5), удлинение паруса будет равно 1,8.

Из полученных результатов зависимости структуры потока на треугольном крыле от его размаха, представляют интерес такие положения:

  • «В диапазоне удлинений крыла λ = 1-2 в наибольшей степени реализуется благоприятное воздействие вихрей на подъемную силу тонких крыльев…»
  • «Наибольшее разрежение в устойчивой части ядра вихря образуется при том же удлинении крыла (λ = 1,5), что и Суmax

Из этого следует, что мечта планеристов и яхтсменов иметь крыло (парус) с наибольшим удлинением, клешневодам совсем не интересна. Поскольку на «длинном» крыле вихри разрушатся не добегая задней шкаторины и резко снизят аэродинамическую (подъемную) силу. А посему, особенно с учётом схождения рейков «надутого» паруса, при крое паруса можно смело закладывать галсовый угол клешни в один радиан (~57о). Кстати, о задней шкаторине…

Какая должна быть форма свободной (задней) шкаторины?

Аутентичная форма паруса «клешня» в большинстве случаев предполагает наличие на задней (свободной) шкаторине выреза в виде «декольте». Как и в женской моде, аутентичные «декольте клешни» достаточно разнообразны по формы и размерам. Тем не менее, их объединяет то, что все они имеют вырез той или иной глубины и формы в направлении галсового угла, своеобразное копирование ласточкиного хвоста.

Относительно этого выреза существуют различные мнения. Некоторые склоняются к тому, что причину следует искать в эстетических предпочтениях аборигенов, другие, более прагматичные, объясняют вырез по задней шкаторине необходимостью натяжения последней. Все точки зрения имеют право быть.

А что по этому поводу утверждает современная теория? Путь к получению ответа на этот вопрос можно найти в работе № 2, где подтверждается, что вырез паруса не есть прихоть дизайнера. Точно так же, как и в случае с декольте женского платья, он имеет вполне утилитарное значение, способствует увеличению подъемной силы за счет отодвигания зоны «взрыва вихря» (распада, разрушения, негативно влияющего на Су, если «взрыв» происходит над плоскостью паруса) за его пределы:
«…Одним из способов увеличения Сy на околокритических углах атаки может быть использование крыльев типа «ласточкин хвост», т. е. крыльев со стреловидной задней кромкой…» – утверждают специалисты. И им невозможно не верить.

Итого: Парус «клешня» должен иметь форму равнобедренного треугольника с углом у вершины не более одного радиана и вырезом по задней шкаторине.

Источники знания:

  1. «О влиянии удлинения треугольных крыльев на структуру ближнего вихревого следа»
  2. «Экспериментальное исследование аэродинамических характеристик и устойчивости вихревой системы тонких треугольных и готических крыльев»