Změny tvaru trupu, změny vlastností
Na posledních dvou jachtařských fórech ČANY jsem opakoval přednášku o vývoji tvaru trupu turistických námořních plachetnic za posledních cca 50 let, k níž mě inspiroval článek německého časopisu Yacht. Protože se dle ohlasů na obou fórech zdálo, že toto téma je pro naše členy zajímavé, rozhodl jsem se hlavní výstupy této přednášky zpracovat a zveřejnit.
Nedávno se tři renomovaní redaktoři Yachtu hodnotící pravidelně nové designy lodí rozhodli porovnat v různých podmínkách vlastnosti a chování třech trupů zcela odlišného designu. K tomuto účelu byly vybrány lodě podobných rozměrů, Windö 40 z roku 1970, Hallberg Rassy 29 z roku 1982 a Sun Odyssey 30i z roku 2008.
Testování probíhalo za rozmanitých podmínek při různé síle větru a stavu moře, ve kterých si redaktoři všechny lodě postupně vyzkoušeli na různých kurzech k větru a vlnám, aby posléze sdíleli své postřehy a formulovali tak společné závěry ke zcela rozdílnému chování jednotlivých lodí.
Jak šel vývoj
Už na první pohled lze pozorovat evidentní rozdíly v designu těchto typických zástupců své doby (viz obr 1.). Nad vodou dříve dominovaly dlouhé převisy úzkých zádí a přídí zajišťující dostatečnou a ke středu lodi pozvolna narůstající zásobu výtlaku nad vodoryskou potřebnou pro hladký průchod vlnami. Současný design usiluje o maximální délku trupu na vodorysce a extrémně širokou záď. Chybějící rezerva výtlaku je pak kompenzována plnějšími tvary trupu nad vodou; příčný řez trupu se měnil od hlouběji zanořeného písmene V k méně zanořenému tvaru U s menší smáčenou plochou generujícím při stejném výtlaku větší počáteční příčnou tvarovou stabilitu.
Boční plocha kýlu se pak podélně zkracuje a prohlubuje, přičemž se napojení kýlu jasně odděluje od trupu a zátěž se formuje výhradně na spodním konci kýlu. Kormidelní list se odděluje od kýlu a posunuje k zádi.
Moderní materiály dovolují lehčí konstrukce, plnější objem novodobého trupu je tak mnohem méně zanořený, plochy laterálu a smáčeného povrchu trupu se znatelně zmenšují. Efektivnější umístění balastu i větší počáteční boční tvarová stabilita dovolují zmenšit podíl zátěže k výtlaku a zároveň zvětšit plochu základního oplachtění.
Moderní pozitiva
Jak se tedy vzhledem k tomuto vývoji pozitivně mění vlastnosti a chování moderního trupu zejména v mírných podmínkách a při manévrech s motorem?
- s menším odporem pod hladinou a delší vodoryskou roste rychlost zejména na klidné vodě a v mírném větru nebo při plavbě s motorem.
- Větší tvarová stabilita dovoluje plout s menším bočním náklonem a přitom nést více plachet.
- Široká záď dovoluje prostornější kokpit a efektivnější využití vnitřních prostorů pod kokpitem. Obdobně rychlý nástup šířky a plnější trup na přídi přináší více prostoru uvnitř i na přední palubě.
- Kormidlo oddělené od kýlu má mnohem větší účinnost, loď lépe manévruje v omezeném prostoru.
A negativa
Tyto změny ale přináší také negativa zejména při plavbě na rozvlněném moři a v silnějším větru
- plnější tvar trupu se projevuje jeho celkově prudšími reakcemi ve vlnách na všech kurzech a snahou trupu spíše kopírovat povrch moře než jím ladně proplouvat
- Krátký kýl degraduje přirozenou směrovou stabilitu trupu, při vlnách a v poryvech je třeba výchylky z kurzu neustále aktivně kompenzovat
- Oddělené kormidlo je hůře chráněné
- při větším bočním náklonu extrémně široká záď trup silně kloní přídí do vody, kormidelní list umístěný v ose lodi na zádi se vynořuje a ztrácí účinnost
- Vynoření širokých zádí je často kompenzováno párem kormidelních listů umístěných mimo podélnou osu lodě, což zvyšuje jejich zranitelnost, a navíc znemožňuje využít proud propeleru působící na natočený list kormidla (prop wash) při manévrování v malých rychlostech
Určení
Z výše uvedeného vyplývá, že moderní turistické lodě jsou často orientovány spíše pro využití v mírných podmínkách, jsou vhodnější pro krátké denní plavby v dosahu bezpečných kotvišť. Za horších podmínek se plavba může stát (dle kurzu na vítr) kvůli tvrdým úderům trupu do vln nepříjemnou a vyžaduje mnohem častější korekce kormidlem.
Volný prostor v podpalubí znamená nebezpečí Uzpůsobení interiéru a palubního prostoru je pak samostatnou kapitolou. Běžně vykonávané činnosti na moderních lodích v horších podmínkách mohou představovat nejen značné nepohodlí, ale často i nebezpečí poranění či pádu.
Takeláž
Stranou ponechávám takeláž, která často aplikuje komplikovanější mechanismy usnadňující obsluhu plachet. Ty jsou v náročných podmínkách pro svoji složitost náchylnější k poškození a mimo přístav prakticky neopravitelné.
Vhodnější pro kratší plavby
Koncepce moderního designu tak spíše vyhovuje charterovému využití, kdy je cílem na lodě umístit početné, většinou méně zkušené posádky, střídané v krátkých intervalech. Ty zřídkakdy budou hltat míle na otevřeném moři, ale spíše během svého krátkého charterového cyklu navštíví jen několik nejbližších marín a přístavů, nejlépe podél chráněného pobřeží. Za špatného počasí nejspíše vůbec z přístavu nevyplují, a pokud hrozí zhoršení počasí, budou chtít se do něj co nejrychleji vrátit.
Pohodlný pohyb lodi na přeplavbách výhodou Pokud má být loď určena pro delší vícedenní přeplavby, kdy je pravděpodobnost plavby v horších podmínkách mnohem větší, je otázkou, zda nevolit konzervativnější design trupu, který prostupuje vlnami měkčeji a lépe drží směr. Toho jistě lze docílit, ale velmi pravděpodobně za cenu ztráty rychlosti. Na takový design je možné narazit i dnes, ale povětšinou jsou to velmi drahé lodě budované pro jasně definované majitelské účely.
Něco za něco
Moderní design jachet využívá celou řadou velice sofistikovaných nástrojů dovolujících detailní statické i dynamické simulace nejrůznějších parametrů. Nicméně je třeba si uvědomit, že aby takové nástroje byly efektivní, je vždy nutné na vstupu co možná nejpřesněji definovat podmínky, ve kterých se loď bude s nejvyšší pravděpodobností na moři pohybovat, včetně účelu použití lodi. Hodně záleží také na zkušenosti designera, protože často lze dosáhnout zamýšlených cílů různými způsoby. Design lodí je dnes velmi komplexní záležitostí, ale je především o hledání ideálních kompromisů. Rozhodně nelze navrhnout jedinečný design vyhovující pro všechny podmínky a účely.