Рули

У рулей, которые использовались на судах ко времени появления первых чайных клиперов, оси петель лежали на одной линии с осью баллера, в результате чего при перекладке руля баллер поворачивался вокруг собственной оси. Поэтому деревянная или железная гельмпортовая труба имела диаметр лишь ненамного большего диаметра самого баллера. В более ранней конструкции руля (в начале XIX в.) передняя сторона руля представляла собой прямую линию, и при перекладке руля баллер также описывал дугу, из-за чего диаметр гельмпортовой трубы был значительно больше и внутри кормовой части корпуса судна требовалось много места для обеспечения свободы перемещения баллера.
На судах с рулями первой из описанных конструкций диаметр отверстия в корме для прохода баллера был меньше диаметра гельмпортовой трубы за счет небольшого деревянного кольца. Руль нужно было слегка отклонить в сторону, чтобы снять с петель. После постановки руля на место отверстия в корме закрывали указанным кольцом. В верхней части руля закрепляли рым или делали отверстие под рым-болт для крепления талей при подъеме руля. Отверстие часто использовали и для крепления аварийных румпель-талей, которые представляли собой отрезки цепи, свисавшие по обе стороны руля. Они предназначались для того, чтобы не потерять руль, если при шторме его сорвет с петель. Часто изготовляли и тросовые аварийные румпель-тали, с помощью которых управляли рулем при повреждении штуртроса. На последних чайных клиперах цепные аварийные румпель-тали на руль не закладывали, но держали их на борту на случай необходимости.
Верхняя часть рудерписа образовывала баллер, а его нижняя утолщенная часть - среднюю часть пера, к которой спереди и сзади крепились добавочные пластины, соединенные металлическими скобами.
Руль подвешивали на петлях, которые располагались как на рудерпосте, так и на рудерписе и в которые вставлялись штыри. На ахтерштевне небольших или более старых судов делали петли, а на ребрах руля - штыри. Во избежание возникновения коррозии между медной обшивкой и железными деталями крепления петли и штыри ниже ватерлинии делали бронзовыми; выше ватерлинии их обычно выполняли из железных отливок или поковок.
Скобы рулевых петель крепились к ахтерштевню. Они заходили на обшивку корпуса, к которому также крепились двумя-тремя болтами. Из-за больших ударных нагрузок на руль в местах крепления скоб к корпусу часто возникала течь. Поэтому к 1860-м гг. скобы стали делать короче и крепили только к ахтерштевню. Скоба верхней петли имела П-образную форму, что позволяло закрепить ее тремя болтами, а нижняя скоба заходила за обшивку, поскольку болты ее крепления входили в брусья дейдвуда. Такой способ крепления был включен в 1867 г. в правила Ллойда. Это, правда, не означает, что до 1867 г. не было судов с таким креплением петель руля. Зачастую страховое общество Ллойда включало в свои правила технические решения, которые были до этого отработаны какой-нибудь судостроительной фирмой. Так, на чертежах некоторых американских судов начала 1850-х гг. можно найти именно такие рулевые петли. На чайных клиперах любых размеров их число обычно равнялось четырем.
Чтобы руль случайно не вышел из петель, под верхней петлей делали деревянный замок, который представлял собой брус из твердой древесины, закрепленный на пере руля. Деревянные рули, самая широкая часть которых находилась внизу, имели небольшую положительную плавучесть и при глубоком погружении кормы, стремились всплыть. Чтобы этого не происходило, над петлями укрепляли деревянные бруски.
Железные рули по форме были похожи на деревянные, но намного тоньше. Кованая рама руля, баллер и петли представляли собой одно целое. К раме с обеих сторон приклепывались железные листы. Внутреннее пространство заполнялось чаками из гринхарта или дуба. Петли ахтерштевня составляли с ним одно целое, а узкое пространство в корпусе в районе дейдвуда заполняли составом на основе цемента, поскольку заклепочные соединения в этом месте часто оказывались непрочными.

Рули:

а - конструкция: 1 - вяз; 2 - бронзовая оковка со штырем руля; 3 - железная оковка с обухом; 4 - скоба сорлиня; 5 - аварийный румпель; 6 - восьмиугольное или круглое сечение; 7 - поперечный румпель привода; 8, 12 - оси вращения руля; 9 -основное тело руля; 10 - замок; 11 - прокладка;
б - подвеска руля: 1, 5 - оси вращения руля; 2, 14 - прокладки; 3 - петли, не заходящие на обшивку; 4, 8 - железные гельмпортовые трубы; 6 - деревянное ограждение головы руля; 7, 9 - транцы; 10 - старнпост; 11 - петля штыря руля; 12 –петля старнпоста; 13 - руль; 15 - старнпост; 16 - нижняя петля; 17 - штырь;

в - типичный для композитного судна (1867-1868гг.): 1 - рулевые петли, крепившиеся двумя болтами к обшивке и двумя к рудерпосту; 2 - крепление рулевых петель минимум тремя болтами к обшивке;
г - середины ХIХ в.: 1 - старинный руль (клипер «Челлендж); 2 - рули, у которых петли и штыри находились на одной оси; 3 - накладка; 4 - железный пластинчатый руль.

У проектировщиков имелись самые различные мнения относительно оптимальной формы руля: одни предпочитали делать самой широкой его верхнюю часть, другие - среднюю, а третьи - нижнюю. Это зависело от того, в каком месте поток, обтекающий корпус, был наименее возмущенным, особенно, когда судно шло с креном.
Корпус старинного типа с полными кормовыми обводами при движении захватывал с собой объем воды, в котором эффективность руля была низкой. Поэтому максимальную ширину придавали рулю в нижней его части, где скорость набегающего потока была больше. Такие рули были, например, на судах Ост-Индской компании; их нижняя часть была почти квадратной, а выше руль сужался и перед баллером имел уступ.
С появлением клиперов с их острыми обводами рули с квадратной нижней частью исчезали, и на их место пришли закругленные книзу рули полуэллиптической конфигурации, у которых самая широкая часть располагалась значительно выше, поскольку поток воды за корпусом клипера был почти безвихревым. Закругленная нижняя часть руля служила в какой-то мере защитой при касании о грунт на мелководье, а узкая часть выше ватерлинии была менее подвержена ударам волн.
У старинных рулей ширина в самой широкой части составляла примерно 1/30 длины судна; относительное удлинение у этих судов было равно приблизительно 4. Когда у более быстроходных судов это отношение стало доходить до 5-7, самую широкую часть руля стали делать из расчета примерно 1/8 ширины судна. Такое соотношение было характерно для рулей с дугообразной внешней кромкой, показанных на рисунке вверху. В некоторых случаях это соотношение доходило до 1/10 - 1/11 ширины, причем такие рули имели менее искривленную внешнюю кромку, чтобы площадь пера оставалась примерно на том же уровне.
На больших судах ахтерштевни издавна делали наклонными по нескольким причинам. Во-первых, для изготовления старн-кницы найти дерево с естественной кривизной, имеющей тупой угол, было проще, чем дерево, изогнутое под прямым углом. Кстати, по этой же причине у многих судов делали сильный завал борта - в этом случае требовались менее изогнутые бимсовые кницы. Во-вторых, многолетний опыт свидетельствовал о том, что у судна с наклонным ахтерштевнем ходовые качества лучше, чем у судна, имеющего вертикальный ахтерштевень. И, в-третьих, тенденция к максимально возможной нагрузке кормовой части для получения дифферента на корму также в конечном итоге привела к увеличению угла наклона ахтерштевня.
У руля, подвешенного с наклоном, эффективность была несколько выше, чем у вертикального, однако наклонный руль требовал и больших усилий для его перекладки. Некоторые проектировщики стремились получить определенный выигрыш в тоннаже судна (при обмере по килю) за счет увеличения угла наклона ахтерштевня и, соответственно, увеличения длины палубы.
На хорошем судне у рулевого в любую погоду работы было немного, поскольку выбранный курс поддерживался путем уравновешивания давления ветра на паруса и бокового сопротивления корпуса. Центр бокового сопротивления парусного судна лежит примерно посередине длины подводной части корпуса. Центр парусности при всех поставленных парусах находится на линии, расположенной на 1/20 длины судна ближе к корме, чем центр бокового сопротивления, но его можно перемещать в корму или в нос путем постановки или уборки парусов в соответствующих оконечностях. Проектировщик мог изменять и положение центра бокового сопротивления, закругляя форштевень или изменяя наклон ахтерштевня, за счет чего изменялись и размеры кормового и носового дейдвудов. Так, например, большой дейдвуд у судов с прямым форштевнем приводил к ухудшению поворотливости судна, но зато препятствовал боковому сносу.
И все же равновесие судна в основном зависело от капитана, который, изучая поведение судна в каждом рейсе, устанавливал оптимальную парусность для любых ветровых условий, так что при ухудшении погоды он мог постепенно уменьшать паруса и судно продолжало оставаться в равновесии почти без помощи руля. Это требовало большой проницательности, знаний и интуиции и бывали случаи, когда капитан, набрав новую команду, вдруг обнаруживал, что судно ведет себя совсем не так, как прежде. Действие руля заключается в том, что давление воды, приложенное перпендикулярно плоскости пера руля, заставляет судно поворачивать. Поэтому при слишком частых перекладках руля скорость судна снижается, хотя естественно, что при сильном боковом волнении они неизбежны. Без руля невозможно обойтись и при ходе в реках, каналах, доках и т. п., где судно часто идет не под парусами, а буксируется или верпуется. В этих случаях узкие рули клиперов были не особенно эффективны, что иногда даже приводило к авариям, как, например, при проходе реки Миньцзян.