Materiały szkoleniowe
ŻEGLARZ JACHTOWY
Dział: Teoria żeglowania
Temat: Urządzenia sterowe. Miecz. Balast
Urządzenia sterowe. Miecz. Balast
Miecz na jachcie żaglowym to płetwa, często ruchoma, umieszczona w centralnej części kadłuba, której głównym zadaniem jest przeciwdziałanie dryfowi bocznemu podczas żeglugi na wiatr. Ster to płetwa umieszczona na rufie jachtu, służąca do zmiany kierunku płynięcia poprzez jej wychylanie, co powoduje powstanie siły hydrodynamicznej skręcającej jacht. Balast, najczęściej w postaci ciężkiego kila lub wewnętrznego obciążenia, jest kluczowym elementem zapewniającym stateczność jachtu, przeciwdziałając sile przechylającej od żagli i zwiększając moment prostujący.
1.Urządzenia sterowe
Do sterowania jachtem służy urządzenie sterowe, nazywane najczęściej po prostu sterem i umieszczone zawsze w części rufowej. Ster może być zawieszony na pawęży lub zamontowany pod rufą. Na większości jachtów steruje się rumplem, a sporadycznie na większych jachtach zamontowane są koła sterowe. Rumpel może być wyposażony w przedłużkę, zwaną cepikiem, który ułatwia sterowanie w przechyle. Urządzenie sterowe w swojej podstawowej wersji składa się z rumpla, którym sterujemy, zanurzonej w wodzie płetwy sterowej – steru oraz łączącego je jarzma. Płetwa sterowa jest ruchoma, unoszona (płetwa uchylna), aby umożliwić przemieszczanie się oraz postój w miejscach o niewielkiej głębokości. Podnoszenie i ustawianie kąta uniesienia płetwy reguluje się za pomocą lin, fału i kontrafału. Kontrafał powinien być zamocowany w sposób umożliwiający automatyczne zwolnienie liny w przypadku uderzenia płetwy o jakąś przeszkodę podwodną. Często stosowanym rozwiązaniem jest knaga zaciskowa z bezpiecznikiem, który wpina się w momencie powstania dużej siły na płetwie. Podczas żeglugi płetwa powinna być maksymalnie opuszczona w dół. Jeśli nie, mogą powstać na niej znaczące siły oporu, utrudniające sterowanie, w skrajnych sytuacjach może to doprowadzić do uszkodzenia płetwy sterowej. Wychylenie płetwy sterowej w jedną ze stron, spowoduje skręt jachtu w drugą stronę, np. wychylenie płetwy na prawą burtę spowoduje skręt jachtu w lewo. Optymalnym kątem wychylenia steru jest kąt 30-400. W czasie używania steru należy szczególną uwagę zwrócić na pływanie do tyłu. Płetwa jest wyprofilowana do pracy w czasie pływania do przodu, zbyt duża prędkość na biegu wstecznym powoduje powstawanie na płetwie dużych sił. Może zdarzyć się, że powstająca siła będzie tak duża, że wyrwie nam rumpel z rąk a w skrajnej sytuacji może doprowadzić do uszkodzenia urządzenia sterowego.
Odmianą rumpla, która jest już rzadko spotykana rogatnica, która zwiększa wygodę sterowania i zakres wykonywanych przez sternika ruchów, ale zajmuje też więcej miejsca.
Na dużych jednostkach śródlądowych, podobnie jak na jachtach morskich sterowanie może odbywać się za pomocą koła sterowego umieszczonego na kolumnie sterowej. W takim rozwiązaniu płetwa jest umieszczona pod kadłubem jachtu – ster głębinowy. Ruchy koła sterowego są przenoszoną na płetwę za pomocą systemu stalowych lin – sterociągów i sektora. W nowoczesnych rozwiązaniach jest stosowany układ hydrauliczny z pompą ręczną i siłownikiem połączonych za pomocą węży wysokiego ciśnienia. Koło sterowe działa jak kierownica w samochodzie, tzn. kierunek jego obrotu jest zgodny z kierunkiem skręcania jachtu. Zastosowanie steru głębinowego powoduje, że nie ma możliwości wpływania takim jachtem na płytką wodę, ponieważ nie ma możliwości podniesienia płetwy mieczowej.
2.Miecz
Miecz (płetwa mieczowa) to rodzaj płetwy wystającej pionowo w dół z kadłuba jachtu żaglowego.
Może być wykonany z drewna, metalu lub laminatu oraz może być wewnątrz obciążony dodatkowym balastem. Lekka płytowa konstrukcja służy do zwiększania oporu bocznego, czyli zapobiegania dryfowi. Natomiast ciężkie, metalowe miecze służą również do zwiększania stateczności poprzecznej jako balast zewnętrzny. Jest ruchomy, tzn. można go podnosić i opuszczać za pomocą liny – fału miecza, regulując w ten sposób zanurzenia jednostki. Jeżeli miecz jest wykonany z drewna lub laminatów przy opuszczaniu i utrzymywaniu w pozycji dolnej pomaga kontrafał płetwy mieczowej. Aby zmniejszyć siłę działającą na fał, jest on prowadzony przez talię miecza – system bloczków zmniejszających obciążenie na wolnym końcu. Miecz jest umieszczony w osi symetrii jachtu, tuż za masztem i chowany do wewnątrz kadłuba, do skrzynki mieczowej. Fał miecza prowadzony jest często przez pilers. Biorąc pod uwagę jego kształt i sposób opuszczania, wyróżniamy miecz obrotowy i miecz szybrowy. Miecz szybrowy stawia w wodzie mniejsze opory i dlatego stosowany jest najczęściej w jachtach regatowych. Miecz obrotowy zapewnia większe bezpieczeństwo w żegludze po płytkich akwenach. W przypadku uderzenia w przeszkodę pod wodą może się samoczynnie unieść, chowając się do skrzynki mieczowej. Taka konstrukcja jest najczęściej stosowana w jachtach turystycznych.
WAŻNE!
Miecz należy opuszczać powoli i płynnie.
Nie wolno dopuścić do swobodnego, niekontrolowanego swobodnego opuszczania opadania miecza.
Niedopuszczalny jest postój jachtu z mieczem opierającym się o dno akwenu bądź uderzając o nie.
3.Balast zewnętrzny – kil
W typowym jachcie turystycznym morskim głębokość zanurzenia jednostki z kilem wynosi najczęściej około 2 metrów, w jednostce mieczowej zanurzenie wynosi około 30 cm. Balast w postaci kilu stabilizuje jednostkę, ponieważ jest zamocowany do dna kadłuba a przez to zwiększa jego zanurzenie.
Kil na jachcie żaglowym morskim to kluczowy element konstrukcyjny, pełniący kilka istotnych funkcji:
Zapewnia stabilność jachtu, działając jako przeciwwaga dla siły wiatru napierającego na żagle.
Zwiększa stateczność kursową, pomagając utrzymać kierunek żeglugi.
Poprawia właściwości hydrodynamiczne, zmniejszając opory wody i zwiększając prędkość.
Rodzaje kili
Istnieje wiele rozwiązań konstrukcyjnych kilu. Najpopularniejsze z nich to: falszkil przebiegający wzdłuż całej długości kadłuba, finkil – na stałe przymocowany do kadłuba jako płetwa i bulbkil, płetwa zakończona specjalnie wyprofilowanym balastem.
Wyróżnia się następujące główne typy kili:
Kil stały – najpopularniejszy typ, na stałe przymocowany do kadłuba. Może być głęboki lub płytki.
Kil mieczowy (miecz kilowy) – można go podnosić i opuszczać, co umożliwia żeglugę zarówno po głębokich, jak i płytkich wodach.
Kil uchylny – zaawansowana wersja kila mieczowego, którą można odchylać na bok dla optymalizacji osiągów, szczególnie przy żegludze na wiatr.
Bulbkil (kil bulbowy) – posiada charakterystyczną bulwę na końcu, zwiększającą moment prostujący jachtu. Stosowany często w jachtach wyczynowych i regatowych.
Finkil (balast płetwowy) – stała płetwa balastowa przymocowana do stępki, najczęściej w środkowej lub tylnej części jachtu.
Budowa kila
Kil jest zwykle wykonany z metalu lub ołowiu i biegnie wzdłuż osi jachtu na dnie kadłuba. W przypadku kila stałego jest on trwale połączony z kadłubem, często stanowiąc integralną część konstrukcji jachtu.
4.Balast wewnętrzny
Balast to masa umieszczona możliwie najniżej kadłuba jednostki pływającej, która ma na celu obniżenie jej środka ciężkości, a w rezultacie zwiększenie jej stateczności poprzecznej. Jachty wyposażone w balast nazywa się balastowymi.
Balast stosowany w jednostkach pływających stanowi ok. 25-50% ich wyporności. Wytwarzany jest z ołowiu, żeliwa, żelbetu, piasku oraz innych ciężkich materiałów. Kształt, technologia wytwarzania i sposób mocowania balastu zależy od wielkości oraz przeznaczenia jednostki. W ogólności można wyróżnić balast integralny, płetwowy oraz bryłowy.
Historycznie jako pierwsze balast stanowiły ciężkie przedmioty ułożone na dnie zęzy wewnątrz kadłuba. Był to tzw. wewnętrzny balast ruchomy. Wykorzystywano sztaby żelaza, żeliwa czy ołowiu lub kawałki surówki hutniczej. Mimo podjętej około 1800 r. próby przytwierdzenia obciążenia od zewnątrz, balast wewnętrzny był stosowany do końca XIX wieku. Wadą tego rozwiązania była możliwość przemieszczenia się ciężaru podczas przechyłu. W 1876 r. w Nowym Jorku doszło do wypadku, w wyniku którego zatonął szkuner Mohawk. Stojący przy nabrzeżu statek przechylił się na burtę w wyniku silnego podmuchu wiatru. Gwałtowne przemieszczenie się balastu wewnętrznego spowodowało zatonięcie jednostki i śmierć sześciu członków załogi. Podobny wypadek powtórzył się w 1883 r., co zmusiło konstruktorów do podjęcia próby mocowania balastu od zewnątrz. W 1890 r. po raz pierwszy zastosowano balast łączony ze stępką przy pomocy falszkilu na jachcie Gloriana zaprojektowanym przez Nathaniela Herreshoffa. Powstała konstrukcja zdominowała kierunek rozwoju na kolejne lata. Kolejnym impulsem zmuszającym konstruktorów do modyfikacji kształtu podwodnej części kadłuba było powstanie regatowych formuł pomiarowych. W latach 30. XX wieku zmodyfikowano dotychczasową bryłę o podwyższenie burty, zmniejszenie nawisu dziobowego i rufowego oraz wyższe zamocowanie balastu. W podobnym czasie powstała forma tzw. motorsailera (jachtu motorowo-żaglowego) np. Salar 40, czy produkowana do dzisiaj seria Fisher. Przełom w konstrukcji kadłubów nastąpił z użyciem kompozytu jako materiału poszycia. W 1979 r. Lloyd wprowadził technologię Ballast-Pak, polegającą na wypełnieniu odpowiednio przygotowanych przestrzeni wewnątrz kadłuba mieszaniną żywicy oraz ołowianego śrutu. Laminatowe jachty dały możliwość nowego spojrzenia na usytuowanie balastu na jednostce żaglowej.
Testy
E-patenty
Kursy żeglarskie i motorowodne on-line
