Скула в конструкции судна — это резкое изменение угла в поперечном сечении корпуса . Скула обычно возникает из-за использования листовых материалов (например, листового металла или морской фанеры ) в качестве способа строительства.
Использование листовых материалов в строительстве лодок дешево и просто, но в то время как эти листовые материалы гибки в продольном направлении, они, как правило, жесткие в вертикальном направлении. Примерами стальных судов с жесткими скулами являются узкие лодки и широкие балки ; примерами фанерных судов с жесткими скулами являются парусные шлюпки, такие как односкулый Graduate и двухскулый Enterprise . Хотя корпус, изготовленный из листовых материалов, может быть непривлекательным "плоскобоким", большинство корпусов с острыми скулами спроектированы так, чтобы быть приятными для глаз и гидродинамически эффективными .
Корпуса без скул (например, суда клинкерной или карвельной постройки ) обычно имеют постепенно изгибающееся поперечное сечение.
Жесткая скула — это угол с небольшим закруглением, тогда как мягкая скула будет более закругленной, но все равно будет включать встречу отдельных плоскостей. Строительство бревна скулы — это метод строительства корпусов лодок с жесткой скулой. Жесткие скулы распространены в корпусах из фанеры , в то время как мягкие скулы часто встречаются в корпусах из стекловолокна .
Традиционные дощатые корпуса в большинстве культур строятся путем размещения деревянных досок, ориентированных параллельно потоку воды, и прикрепленных к изогнутым деревянным рамам. Это также создавало округлый корпус, как правило, с острым нижним краем, образующим киль . Дощатые лодки строились таким образом большую часть истории. [ необходима цитата ]
Первыми корпусами, на которых начали устанавливать жесткие скулы, вероятно, были мелкосидящие грузовые суда, использовавшиеся на реках и каналах . [1]
После того, как были разработаны достаточно мощные морские двигатели, позволяющие моторным лодкам глиссировать , было обнаружено, что плоская нижняя часть судна с острым подбородком обеспечивает максимальную гидродинамическую подъемную силу и скорость. [2]
В частности, шаланда , в форме шхуны -шаланды , была первым значительным примером парусного судна с жесткой скулой. Хотя парусные шаланды имели плохую репутацию в плане безопасности, это было обусловлено скорее их типичной дешевой конструкцией и тенденцией затопления в штормы. Однако, пока она плавала в защищенных внутренних и прибрежных водах, для работы в которых она была разработана, парусная шаланда была эффективным и экономичным решением для транспортировки товаров из внутренних источников на побережье. [ необходима цитата ] Хорошим примером этого является гундалоу . [3]
Работая в тех же внутренних водах, что и парусные шаланды, позднее появились речные пароходы . Речные пароходы часто строились с использованием тех же методов строительства с жесткими скулами, что и парусные шаланды, с плоским дном, жесткими скулами и почти вертикальными бортами. [4]
Плоскодонка — одна из самых простых лодок с жесткой скулой. Состоящая обычно из одной доски с каждой стороны, с квадратным носом и кормой, плоскодонка по сути была маленькой шаландой. [ необходима цитата ]
Простейший тип конструкции скулы — это односкулая «V»-образная форма с двумя плоскими панелями, соединенными у киля (A). Этот тип корпуса является одним из самых простых в изготовлении, но им не хватает устойчивости на узкой «V» и может не хватать надводного борта на широкой «V». Односкулые корпуса обычно встречаются только на многокорпусных парусных судах, которые часто используют два глубоких V-образных корпуса, соединенных аками для обеспечения взаимной устойчивости.
Корпус с двумя скулами (B) с плоским днищем и почти вертикальными бортами был первой конструкцией с жесткими скулами, получившей широкое распространение. Такая конструкция обеспечивает гораздо большую устойчивость, чем корпус с одной скулой, с минимальной осадкой и большой грузоподъемностью. Эти характеристики делают корпус с двумя скулами популярным для плоскодонных лодок , барж и шаландов .
Корпус с тремя скулами (C) — это, вероятно, самый распространенный корпус с жесткими скулами. Имея неглубокую «V» в днище и почти вертикальные панели над ним, он довольно хорошо приближается к форме традиционных лодок с закругленным корпусом. Этот корпус распространен даже в конструкциях из стекловолокна, где использование скул не дает никаких преимуществ в конструкции.
Также распространены конструкции с большим количеством скул (D), часто называемые просто многоскальными корпусами. Увеличивая количество скул, корпус может очень близко приближаться к круглодонному корпусу. Каяки , в частности, часто состоят из множества скул, необходимых для сложных форм, необходимых для обеспечения хороших характеристик в различных условиях.
Можно ссылаться на различные корпуса по номерам плоских панелей, из которых состоит лодка. Таким образом, A — это лодка с двумя панелями, B — это лодка с тремя панелями, C — это лодка с четырьмя панелями, а D — это лодка с восемью панелями.
В дощатых корпусах используются деревянные опоры, расположенные вдоль скул, называемые бревнами скул, для обеспечения прочности в месте соединения скул. Затем к бревну скулы крепятся балки для поддержки досок, идущих параллельно скуле, в то время как секции с поперечными планками, такие как типичное днище шаланды, могут крепиться непосредственно к бревну скулы. Этот метод строительства возник вместе с парусной шаландой [5] и продолжает использоваться сегодня, в основном в самодельных лодках.
Конструкция скулового бревна лучше всего подходит для корпусов, где стороны соединяются с плоским дном под прямым углом, но ее можно использовать и для других углов с соответствующим наклоном скулового бревна. Строители небольших лодок, таких как плоскодонки, где толщина досок велика по сравнению с размером корпуса, могут обойтись без скулового бревна и прибивать пересекающиеся доски непосредственно друг к другу.
Корпус с скулами, построенный из фанеры, часто проектируется так, чтобы сохранить большую часть продольных соединений между листами фанеры на скулах, что упрощает процесс сборки. В то время как скуловые бревна (часто называемые просто скулами) могут использоваться для фанерных лодок, [6] другой распространенный метод заменяет скуловые бревна филенчатым соединением из стекловолокна и эпоксидной смолы , которое обеспечивает как соединение, так и жесткость соединения; этот метод чаще всего называют конструкцией «стежок и клей» .
Мягкий V-образный корпус — это форма корпуса, встречающаяся как на чисто гоночных лодках, так и на стандартных прогулочных судах . Разновидность более распространенного V-образного корпуса , который имеет V-образное сечение по всей длине судна, мягкий V-образный корпус имеет V-образное сечение на носу и в передней части киля , которая затем переходит в плоскую область, как правило, шириной от 0,15 метра (5,9 дюйма) до 0,25 метра (9,8 дюйма). Эта плоская область в задней части является «площадкой» и, как говорят, обеспечивает более эффективную гидродинамическую подъемную силу из-за очень низкой килеватости глиссирующей поверхности (по сравнению с подъемными поверхностями V-образного корпуса). Эта высокоэффективная подъемная сила помогает не смачивать корпус менее эффективного V-образного сечения, тем самым значительно снижая сопротивление (силу) . По мере увеличения скорости лодки гидродинамическое давление под площадкой заставляет корпус ехать выше в воде, так что в конечном итоге лодка будет ехать исключительно по площади площадки.
На низких скоростях эти корпуса едут и управляются так же, как и сопоставимый V-образный корпус; но на высоких скоростях мягкий корпус может как разгоняться быстрее, так и иметь более высокую максимальную скорость, чем V-образный корпус с аналогичной мощностью. Пилотирование мягкого V-образного корпуса требует значительного мастерства, так как на высокой скорости корпус движется по небольшой подушке. Водитель должен делать легкие, точные повороты руля, чтобы поддерживать ровный ход, так как в противном случае мягкие V-образные корпуса имеют тенденцию к «ходьбе скулой». [7] По мере увеличения скорости ходьба скулы становится более выраженной и может привести к потере управления, если водитель не сможет ее компенсировать. [8]