2020 год и мои неугомонные мозги - все жужжат и шкворчат, чему способствуют весьма суровые Антарктические широты, уже 10-й рейс как я здесь ошиваюсь, кто бы мог подумать?

Осенью 2019 года на Канонерке, рядом с нами, появился довольно большой надувной эллинг и в момент отхода я его зафотал, а потом крепко призадумался:

Это простенькая строительная конструкция наглядно демонстрирует насколько удобны и выгодны надувные конструкции, да и смонтировали эллинг в течении недели но, как всегда - в грязи вываляли, а на помыть денег не оказалось. Все-таки надувнушки (как ни крути..) упорно пробивают себе дорогу... А ведь я еще с детства помню как можно рассчитать радиальные и торцевые напряжения в оболочках, их несущую способность и как подобрать прочность ткани корда. Мой первый катамаран был надувным, крылатым, офигенским, но маленьким - 5,64 х 2,34 метра, так себе - лодка для выходных..

А в этом (щелкни...) видеоролике неопытные люди решили попользоваться пневмодомкратом и продемонстрировали мне его полезные и не очень свойства:

- выкатывать катамаран на берег по пневмороликам - очень пригодится, но сосок должен быть с торца;

- подкладывать под тросы при вытягивании авто из болота турачками с подъемом колес - тоже годится;

- в роли кранцев и рыбацкого плотика - ну, так себе..;

- а еще, заметь в видеоролике - надо грамотно обеспечивать устойчивость несущих пневмоконструкций;

- проколы, герметичность и старение - вечные проблемы надувных оболочек, но сегодня пути решения этих проблем есть. Это нестареющий чистый силикон (валяется у меня на открытом солнцу, морозам и всем ветрам балконе уже более 10 лет..) для пропитки ткани корда изнутри оболочки, напыление раствора силикона в уайт-спирите с добавкой алюминиевой пудры или графита для защиты оболочки снаружи и надо иметь возможность сборки-разборки оболочек для постановки заплат на проколы изнутри - как в шиномонтаже..;

- если нанизать десятка два баллонов на трос, а еще лучше длинную колбаску перехватить кольцами, то получится толстенькая и упругая мачта-сильфон с тросом внутри. Ее гибкость, упругость и несущая способность определяются давлением воздуха, а длина задается тросом;

- а если положить несколько их рядом и обернуть полотнищем, то получится упругая несущая плита или толстенький упругий парус;

- при изменении температуры давление в колбасках меняется и свойства - упругость, несущая способность и напряжения в корде тоже изменяются, что создает некоторые неудобства и надо обязательно иметь предохранительные клапаны. Поэтому все параметры следует проектировать с учетом суточных и сезонных колебаний, а то проснетесь и увидите, что все упало.., хи-хи;

- при использовании полиэстера, нейлона, кевлара и силикона можно получить прочные, долговечные и ужасно дорогие на сегодня конструкции;

Теперь идея вырастающих вверх парусов катамарана обретает новое дыхание, вместо сложных телескопических устройств имеем надувные колбаски с тросами-ограничителями, которые могут быть намотаны на барабаны пневмолебедок на базе гайковертов, а чтобы не иметь неприятных проблем с уплотнениями выходящих из колбасок тросов, пневмолебедки размещаем внутри колбасок. Гайковерты имеют регулятор момента и переключатель направления вращения и весьма желательно убрать переключатель, запитав гайковерт от двух шлангов - переднего и заднего хода. Выхлоп гайковертов вовнутрь колбасок будет их надувать, а излишки будут вытравливаться через предохранительные клапаны (и при этом через минициклон будет удаляться вода и масло..). Опускать паруса можно синхронным выбиранием ограничивающих тросов, при этом воздух из колбасок также будет удаляться через предохранительные клапаны. Кевларовый стоячий-бегучий такелаж плюс управляющие пневмолебедки должны будут обеспечивать надежную систему подъема и управления парусами. Как их синхронизировать между собой - придумаю попозже. А потом я обнаружил вот это (щелкни...) - неугомонные старикашки выдумывают, кто на что горазд...

Все придуманные ранее фокусы с заваливающимся под давлением ветра рангоутом, гибкой и упругой платформой катамарана, спрямляющими волну упругими подводными крыльями, трапециевидными парусами с аэродинамическим профилем 1 : 10 хорды, обычные и штормовые косые паруса - остаются в силе, как и намерение построить модель 1 : 10 от натуры для отработки всех этих фокусов.. Ну и основа всего замысла - надежный спиральный компрессор 24 в. с ресиверами, дабы управляться с этим безобразием.. Напоминаю самому себе, что в морских условиях пневмосистема проще, долговечнее и надежнее гидравлической или электрической систем, а резервная ручная система медленна и тяжела физически.

Разумеется, главную проблему - уменьшение площади парусов при усилении ветра, надо как-то решать. Мне кажется, что пневмокаркас паруса в виде колбасок-сильфонов, который исполняет роль мачт, может вытягивать вверх паруса по-этажно, скажем 5 этажей по 4 метра каждый. Тогда между этажей можно сочинить гибкие нервюры, которые пристегиваются к основанию и не дают следующим секциям свободно подниматься вверх, а уже поднятые хорошо обтягиваются, что немаловажно. Конечно, процесс пристегивания-отстегивания нервюр (как и взятие рифов на полных парусниках..) весьма неудобен, особенно в сравнении с намоткой на штаг или одеванием чулка, но пока я не вижу другого простого варианта, может большие застежки-молнии тракторные пригодятся? Или принцип штор-маркиз попробовать? Зато полностью опущенные паруса и мосты (до высоты 2-х метров?) имеют наименьшее сопротивление и могут управляться, что есть очень хорошо, ибо в любой шторм позволят безопасно двигаться на выход..

Такие элементы рангоута как гафель и гик, в новой извращенной концепции должны состоять из трех-пяти секций и изгибаться почти по пузу паруса, а также иметь карданные пяты внизу и вверху для вращения паруса вокруг условной мачты и упругого заваливания на борт под ветер. Вообще-то надо пересмотреть всю парусную систему с новой точки зрения, может там есть новые интересные решения, например - неравномерный, перекошенный подъем парусов..

Для намотки тросов, ограничивающих высоту подъема парусов, на гиках (внутри колбасок) имеются пневмолебедки, а также корзины и чехлы для пристегивания нервюр и для хранения опущенных парусов. Эти чехлы с молниями устроены почти как многоэтажные туристические сумки, только вместо шмоток там колбаски-сильфоны, сиречь пневмокаркас паруса. Я думаю, что управлять парусами будут водилы на концах гафелей и гиков, однако лебедки управления гафелями придется разместить на продольной балке, шарнирно подвешенной посреди мостов и удерживающей их с помощью переднего и заднего штагов. Тогда бабочки на попутном ветре можно сделать, если водилы передней пары парусов увести налево, а водилы задней пары парусов увести направо (или наоборот..). Тяга верхней части парусов будет передаваться мостами и балкой на задний штаг, причем независимо от взаимного расположения корпусов, упруго играющих на волне.

Довольно поучительно наблюдать как меняются самые большие 75-футовые гоночные катамараны, как конструкторы выжимают все возможное из жестко зафиксированной правилами схемы, как они управляются и опрокидываются. Все для прибыли и зрителей.., однако меня больше интересуют технические идеи, а с ними как-то очень не очень... В конечном итоге идеальный конечный результат все равно придется формировать из множества проработанных идей. Во всяком случае на сегодня в моих мозгах конкурируют 2 основные идеи - вырастающий вверх пневморангоут и плоские упругие мачты и штаги с намотанными на них парусами.

Простота и надежность - вот что главное в океане (а я треть жизни там провел и до сих пор не угомонился..) и с этой точки зрения плоско-эллиптические мачты и штаги все-таки выигрывают. Боковая парусность рангоута с намотанными парусами равна ~90 кв.метров, а лобовая ~30 кв.м. и рангоут может ложиться на борт, поэтому катамаран не может опрокинуться даже в сильный шторм. Значит есть полная возможность выкарабкиваться из циклона в остром бейдевинде, растянув на корме небольшой прочный штормовой стаксель, который используется как руль-стабилизатор и удерживает катамаран под небольшим углом против ветра и волны, а плоские мачты и штаги с намотанными парусами, ножевидные корпуса, да и упругие крылья - исполняют роль движков. И сегодня я полагаю, что намотка парусов на мачты и штаги - это самый простой и эффективный способ уменьшения парусности в 10 раз, причем для этого всего-то нужны веревки, турачки и не очень большие усилия. При уменьшении паруса, уже на первом полуобороте теряется аэродинамический профиль и соответственно уменьшается тяга, а последующие полуобороты ступенчато уменьшают площадь паруса до полной намотки и минимума площади.

Трапеции парусов наматываем на трапециевидные мачты, слегка выпуклые для ровной намотки пуза паруса. Для защиты от солнца на долгих стоянках поднимаем чехол из брезентухи, а для обтяжки паруса концы гафеля и гика соединяем распоркой типа штага (наподобие упругой стальной линейки, которая легко гнется только в одной плоскости..) и она исполняет роль твердой задней шкаторины паруса... Собственно задние шкаторины наветреной и подветреной половин паруса соединяются в нескольких точках на этой распорке-шкаторине и смещаются при перекладке галса и при намотке на мачту. Почему я изобразил здесь две перегородки из сетчатой ткани, а не больше? Теоретически они просто не дают парусу превратиться в надутый ветром мешок, может их надо больше, для более красивого формообразования, но вообще-то на верхнее, подветренное полотнище действует разрежение, а на нижнее, наветренное полотнище действует давление ветра... Поэтому стремление паруса надуться в мешок проявляется лишь тогда, когда он стоит в левентике, точно против ветра. Не знаю, в процессе испытания модели такого паруса уточню - чего же я тут напридумал?

Таким образом, парус натягивается в этакой рамке-каркасе и большие усилия натяжения парусов воспринимаются этим каркасом через строп-ленты, которые передают натяжение полотнищ паруса на ролики мачты и задней распорки-шкаторины в лучших традициях парашютных систем, причем с возможностью немного изменять геометрию профиля за счет усилия натяжения. Стандартная ширина ткани 140-150см. и полосы не сшиваются меж собой, а нашиваются на строп-ленты, причем с поправкой на организацию пуза. При намотке на мачты полосы не накладываются друг на друга, а смещаются вверх и лишь самые верхние строп-ленты смещаются вниз. В таком варианте водилы и шкоты управления воспринимают половину тяги парусов, а вторая половина ложится на мачты. Треугольные стаксели также имеют два полотнища и также наматываются на штаг, но задние распорки-шкаторины и нижние рейкИ не прикреплены к парусу и парус натягивается топенантом, может даже в нескольких точках. Управляющее стакселями водило поворачивает обе треугольные рамки стакселей и на него действует лишь две трети тяги стакселей.. Итого я имею 6 водил - 2 руля, 4 гика, 4 гафеля и 2 стакселя, прелесть которых в резком упрощении системы управления, ибо для манипулировании ими требуется всего 5 шкотов и 5 пневмолебедок, которые двигаются почти синхронно, плюс рулевая машина..

Теперь корректируем основные паруса, стараясь заполнить максимум боковой площади, с учетом системы намотки на мачты и штаги.. Сейчас здесь 500 х 2 = 1000 кв. метров. Поскольку катамараны норовят все ветры довернуть в бейдевинд, а крылатые в особенности, то эта парусная система будет самая применимая. Однако центр парусности расположен довольно сильно впереди центра бокового сопротивления и этот недостаток можно подправлять либо уменьшением площади стакселей, либо постановкой генуи в корме.. И вообще - платформа и мосты позволяют поставить еще 2 ряда обычных, без выпендрежей, косых парусов, а также спинакеры и кайты.

Мосты, мачты и средняя балка могут быть уложены внаперед или вназад с помощью талей или пневмолебедок штагов, причем они не могут упасть, потому что при большом отклонении трапеция превратится в треугольник и на этом все закончится. В точности, как и при заваливании на борт... Зачем? Для ремонта, переоснащения парусов - ну мало ли.., там же огни, электроника, локаторы, флюгерная система управления.. Средняя балка шарнирно прикреплена посреди мостов и удерживает их положение, однако позволяет им поворачиваться при пляске поплавков на волне, кроме того к ней прикреплены силовые задние и передние штаги, которые держат всю геометрию рангоута. Ну и шкоты управления водилами гафелей также приходят на среднюю балку, что позволяет не заморачиваться при смене галса, достаточно одного движения руля, чтобы перебросить паруса на другой борт.. Такую систему управления наглядно демонстрирует этот видеоролик (щелкни...) .

Итак, обобщаю рангоут:

- четыре мачты гибкие, плоские, трапециевидные, вращающиеся, с каналами внутри и с карданными пятами внизу и вверху - несут паруса, сами являются не очень хорошими, но все-же парусами, а с мостами образуют две трапеции, которые под давлением ветра заваливаются на борт на 55 и 45 градусов, противодействуя опрокидыванию через борт;

- два моста, по форме уменьшенная копия поперечин платформы - нужны для образования вышеозначенных трапеций и главное - передают от мачт силу тяги верхней части парусов на подвижную продольную балку;

- продольная балка закреплена на шарнирах по центру мостов, позволяет им поворачиваться в горизонтальной плоскости при игре поплавков на волнах, является опорой для шкотов управления водилами гафелей и главное - передает силу тяги парусов от мостов кормовым и носовым штагам, которые удерживают всю геометрию рангоута, а также несет локаторы, антенны GPS, верхние части вакуумных опреснителей, флюгерную систему управления, спинакеры и даже кайты;

- четыре гика внизу и четыре гафеля вверху нужны для натягивания парусов и управления ими, они вращаются на тех же осях, что и мачты, но независимо от них. Примерно также устроены и рейкИ носовых стакселей;

- водилы, это элементы управления парусами и рулями - представляют собой легкие прочные трубы, соединяющие гики, гафели, стаксели и рули. По центру водил парусов крепятся управляющие шкоты, а по центру водила рулей стоит рулевая машина;

- П-рама закреплена на самой кормовой поперечине платформы и необходима для грузовых операций с воды и берега, а также для постановки штормового стакселя типа руля-стабилизатора для удержания катамарана острым бейдевиндом против ветра и волны;

И вообще, блуждания в этих иллюзиях - жутко интересно, а владение AutoCAD-ом на интуитивном уровне позволяет прорабатывать фантазии до любых деталей и убивать массу свободного времени на это. После чего в мозгах создается четкий, хоть и фантастический образ, который дорабатывается интуицией в течении довольно длительного времени (например катамаран - годами..), периодически возникает в совсем реальных снах, после которых довольно трудно придти в себя от впечатанного впечатления.. Собственно и жизнь при этом гораздо интереснее телевизионно-пивного стандарта..