Сегодня неотъемлемыми атрибутами морской романтики являются якорь, паруса и, конечно же, рулевой штурвал. Именно с этими предметами у большинства людей ассоциируется понятие «мореплавание», несмотря на то, что изящные красавцы-парусники давно уже уступили лидерство стальным тысячетонным монстрам на морских просторах. Уделим внимание именно штурвалу судна – когда он появился, механизм его работы, какие его виды использовались раньше и какие устанавливаются сегодня на современных яхтах.
История возникновения штурвала
Первые рулевые устройства появились на парусниках ещё за несколько тысячелетий до нашей эры. На первых тростниковых плотах и примитивных судах, используемых для передвижения по небольшим речкам и озёрам, для управления ещё можно было обходиться обычным шестом либо вёслами. Но с изобретением паруса и выходом человека на морские просторы потребовалось применение нового устройства управления, которым стал руль.
Рулевые устройства в виде плоских досок, поставленных на ребро и расположенных за кормой судна, появились ещё в древнем Египте и Месопотамии в III – IV тысячелетиях до н.э. Однако, до появления такого привычного нам морского штурвала было ещё очень далеко. На протяжении тысячелетий парусники продолжали управляться самым простым приспособлением – румпелем, передающим мускульное усилие кормчего непосредственно на руль.
С течением времени размеры кораблей увеличивались, появлялись новые океанские парусники, способные пересекать моря. Суда времён Великих географических открытий уже имели высокие палубы и трюмы, а значит, управление рулём через румпель становилось проблематичным. Для этих целей был изобретён колдершток – вертикальная насадка, соединённая с румпелем и выходящая на палубу. Поворотом колдерштока вправо-влево осуществлялся и поворот руля.
На изображениях многих современных художников, или в фильмах, посвящённых Великим географическим открытиям, можно увидеть таких примечательных личностей, как Христофор Колумб, Фернан Магеллан, или Васко да Гама, стоящих рядом с рулевым у штурвала парусника, и напряжённо вглядывающихся в туманную океанскую даль. Однако подобные живописные картины можно определить лишь как плод фантазии наших современников, малознакомых с морской историей. Во времена открытия Америки, конкисты и первых кругосветных путешествий, на каравеллах, каракках и галеонах испанцев и португальцев для управления использовались исключительно системы руль-румпель-колдершток.
В Европе первые упоминания о классическом рулевом штурвале относятся только к концу XVI века. Его появление связано с именем корабела П. Лиорна из североголландского городка Хорн. Согласно документальным свидетельствам, именно он изобрёл первый флейт – морское судно, отличительной чертой которого было увеличенное соотношение длины к ширине. Благодаря такой вытянутости корпуса, флейты имели гораздо лучшие мореходные качества в сравнении со своими предшественниками.
Но наряду с другими конструктивными особенностями флейтов, особого упоминания заслуживает замена классического в то время колдерштока на штурвал управления. В течение столетия парусники голландского типа — с узким длинным корпусом и высокими мачтами, завоевали популярность во всей Европе. А одновременно с ними, с корпусами и рангоутом а-ля флейт, распространилась и новая система управления рулём.
В России, согласно историческим исследованиям, прообразы рулевых штурвалов использовали ещё архангелогородцы-поморы в XVI веке. Но построенный в то же время первый российский военный корабль «Орёл» (1668г.) был ещё снабжён румпелем и колдерштоком. Первые суда, оснащаемые штурвалами, начали строиться в России только во времена Петра Великого. А в той же Англии, славящейся своей консервативностью и верностью традициям, в эти же годы строились корабли с комбинированным управлением – штурвал управления дублировался на них устаревшим колдерштоком.
Конструкция штурвала
По своей сути штурвал является весьма удачной попыткой усиления передающего момента силы на руль при помощи особых тягловых устройств — штуртросов. Штуртросы соединяют рулевое колесо с пером руля либо напрямую, либо через систему блоков. Сам же штурвал выступает в этой ситуации как ручка лебёдки, увеличивающей мускульную силу.
Чтобы лучше описать «сухопутному человеку» разницу между румпельным и штурвальным управлением, следует представить следующую ситуацию: управление автомобилем с гидроусилителем руля и с неисправной системой ГУР, когда колёса приходится поворачивать исключительно с помощью физической силы рук. Простая по конструкции румпельная система неплоха для небольших парусников и моторок.
Управление же относительно большой яхтой при помощи румпеля становится уже проблематично, особенно при высоких скоростях или при значительном волнении. Удержание курса в этой ситуации потребует от рулевого слишком больших затрат сил, а порой даже станет абсолютно невозможным. Потеря же контроля над яхтой в экстренной ситуации может привести к катастрофическим последствиям – к перевороту, столкновению с рифами, или посадке на мель.
Механизм штурвального управления полностью подчинён законам физики. Крутящий момент передаётся на штуртросы при помощи звёздочки. Для уменьшения усилия и одновременно для увеличения «информативности» штурвала, он должен быть достаточно большого диаметра, а передаточное число редуктора звёздочки, наоборот, малым. Такое соотношение обычно применяется сегодня на океанских крейсерских и гоночных яхтах. На большинстве из них, для перекладки рули с борта на борт приходится совершить 6-8, а то и больше оборотов штурвального колеса.
Рулевые устройства со штурвалами малого диаметра и большей передачи редуктора уместны на небольших прогулочных яхтах, не требующих особых усилий при закладке поворотов, и чувства руля. Перекладка руля из одного крайнего положения в другое производится здесь достаточно быстро – за 2-3 оборота. В последние десятилетия предпринимались многочисленные попытки усовершенствовать передающую систему штурвального управления. Были изобретены виды штурвалов с винтовыми устройствами и гидравликой вместо штуртросов.
Однако, винтовые устройства не прижились из-за того, что не позволяли рулевому почувствовать ход яхты. Гидравлика же, из-за своей дороговизны и меньшей надёжности при морских переходах, устанавливается в основном на большие дорогостоящие яхты. На них имеется возможность устранить в случае необходимости неполадки усиливающей гидросистемы, но тем не менее часто гидравлика на них дублируется тросовыми приводами. В связи с этим — до сей поры наиболее распространённым типом штурвального механизма является система механической передачи усилия от штурвала на руль при помощи штуртросов.
Штурвал на современной яхте
Для изготовления самого штурвала сегодня используют самые различные материалы: алюминиевые сплавы, нержавеющую сталь, а многие современные любители морской романтики отдают предпочтение настоящему дереву. На металлические штурвалы рекомендуется надевать чехлы из кожи, для большего комфорта управления в сырую или холодную погоду.
Правда, установка «классического» штурвала, с торчащими наружу по периметру колеса ручками, запрещено современными морскими правилами. Согласно им, внешний обвод штурвала должен быть гладким, без выступающих частей для обеспечения безопасности в условиях морской качки. Правила Ллойда также требуют наносить на штурвал метку нулевого положения. Маркировка должна быть хорошо заметна для рулевого даже в тёмное время суток.
На классических крейсерских яхтах, с кормовым расположением кокпита, часто устанавливаются два дублирующих штурвальных колеса по разным бортам. Это связано с необходимостью для рулевого всегда видеть курс яхты. В то время как паруса, в зависимости от ветра, могут закрывать обзор с правого или левого борта рулевой просто переходит к тому штурвалу, с которого удобнее отслеживать курс.