Здравствуйте, уважаемые знатоки парусного флота.
Недавно мне задали вопрос почему на балтиморских клиперах мачты так сильно завалены в корму. Я не знаю точной причины. Предположил, что это в том числе и для облегчения перекладки больших парусов при смене галса.
Есть также предположение, что для смещениz центра парусности в корму. Но для этого можно было просто сдвинуть в корму вертикальные мачты.
Какие ещё будут версии?

Второе предположение верно. Это для того, чтобы уравновесить взаимное положение центра парусности и центра бокового сопротивления подводной части корпуса. Вот парочка схем американских куттеров, демонстрирующих зависимость уклона мачт от посадки судна. Одна из особенностей обводов балтиморских клиперов - больший чем у других судов дифферент на корму.
Кроме того, балтиморцы имели относительно большую площадь парусов. При усилении ветра часть парусов убирали, и брали рифы на остальных. При наклонных мачтах взятие рифов приводило не только к смещению центра парусности вниз, но и вперед. То есть уменьшался риск резкого уваливания под ветер приведения к ветру.

При смещении центра парусности в нос, уваливание будет увеличиваться.
Но идея интересная. Поскольку при сильном ветре увеличивается крен и форма подводной части тоже изменяется - скорее всего, при крене центр бокового сопротивления тоже будет смещаться в нос при таких обводах.

Если бы сразу глянул, что вопрос задает яхтсмен и корабел, то упомянул бы о смещении на ходу ЦБС вперед, а так думаю и этого хватит.
У Федоровича в Морской практике ч.2, на с. 461 увидел еще два резона для бОльшего уклона мачт у острокильных и у двухмачтовых судов.
1. Постановка мачт перпендикулярно килю приводит к правильному давлению на степсы. Наклоненные мачты создают давление на степсы и задние части пяртнерсов. Вышеприведенные схемы куттеров как раз наглядно показывают, что уклон мачт по отношению к килю - близок у обеих шхун. Да что там, практически одинаков. Правда пяртнерсам от этого не легче
2. "делают это собственно с той целью, чтобы ослабить килевую качку". Здесь я не спец по моментам масс и т.д. Корабелу GOLF_streamу легче в этом вопросе разобраться и нам пояснить, верно ли это мнение моряков 19 века

Там же разъясняется "разнос" мачт, т.е. разный уклон. Чтобы паруса не затенять: "уменьшается чрез это отражение ветра от парусов и таким образом с сохранением его силы, действующей на паруса, увеличивается ход судна". Эмпирически моряки пришли к щелевой теории обтекания парусов...

Чем дальше в лес, тем толще партизаны.

Давление на степс разное в зависимости от курсового угла и силы ветра. Тоже самое и с пяртнерсом.

На килевую качку влияет положение ЦТ мачты по ВЫСОТЕ. От угла наклона это никак не зависит.

"Разнос" мачт при гафельном вооружении определяется длиной гика. Опять же, при гафельном вооружении наклон мачт никак не влияет на "разнос". Что касается "щелевой теории обтекания", то это тоже как-бы не к месту. Ибо о "щелевой теории" можно говорить при других типах парусного вооружения. Например, на бермудском шлюпе в варианте современных яхт, когда генуя частично перекрывает грот. Вот там образуется "щелевое обтекание" между гротом и генуей. По сути генуя формирует поток, набегающий на грот. На старинных судах это частично можно применить к перекрывающимся кливерам.

Боюсь показаться неправым, но при постройке тендера, имеющего естественно трисель, заметил, что кофель-нагельные планки у мачты располагаются перед мачтой, а не позади неё (заднему расположению КН планок мешает гафель). При работе с прямыми парусами, свободные концы крепятся именно к мачтовым КН планкам. У моего тендера наклон мачты согласно чертежа был тот ещё. Так вот при закреплении свободных концов отметил, что только при таком наклоне мачты не происходит трения бегущего такелажа о реи. Для практического судовождения ведь это имеет немаловажное значение?

Да такие вот толстые партизаны. Вопрос был о том, почему древние мореходы уклоняли мачты на балтиморцах. Я привел доводы древних.

По поводу фока-гика. Это редкое дерево на балтиморцах. Лично я не встречал такого. По поводу щелевой теории. На моей собственной шхунке тоже фок без гика. И он формирует поток, набегающий на грот.

На учебной экскурсии в опытовый бассейн ЦНИИ Крылова в 2000 г., нам продемонстрировали простенький опыт с моделькой, с обтеканием системы из трех мачт. Ничего себе нормальный щелевой эффект.

Всё-таки, я думаю, что здесь основную роль играют некоторые моменты работы с парусами и такелажем, а вопросы теории корабля и прочности на втором месте. К сожалению, об этих моментах нам остаётся только догадываться...

Обратимся к еще одному специалисту, практически нашему современнику:
Цурбан А.И. Парусно-моторные суда, вооружение и управление ими. – Л.: Водтрансиздат, 1953, с.12-13.

"Мачты на судне, как правило, устанавливаются не строго вертикально, а с небольшим наклоном в корму (2—6°). Наименьший наклон имеет фок-мачта, несколько больший — грот-мачта, а самый большой — бизань-мачта.
Наклон мачт улучшает мореходные качества судна и облегчает управляемость ими. При наклонных мачтах с уборкой верхних парусов в свежий ветер и взятием рифов у нижних парусов общий центр парусности судна несколько сместится к носу. Это уменьшит рыскливость судна, которая у всякого судна в свежий ветер становится чрезмерной, и тем самым улучшит его управляемость. Помимо этого, при килевой качке фордуны и ванты наклонных мачт испытывают значительно меньшие напряжения, чем фордуны и ванты прямых мачт, а само судно будет легче всходить на волну при попутных ветрах, так как наклонные мачты уменьшают действующую вниз силу давления парусов. Некоторая же разница в наклоне мачт придает парусному судну более красивый внешний вид."

Спасибо. На том и порешим.

Почему при усилении ветра увеличивается рыскливость, то есть стремление привестись к ветру? При усилении ветра увеличивается крен. При увеличении крена ЦП смещается относительно ЦБС к подветренному борту. Возникает момент, приводящий судно к ветру. Кроме того, при крене изменяется форма ватерлинии. Судно стремится развернуться в сторону, противоположную крену. Поэтому "рыскливость ... всякого судна в свежий ветер становится чрезмерной".

Спасибо за разъяснение, Александр!
Каждое твоё выступление у нас на форуме весьма полезно и информативно!

Думаю, что всё не так просто, как на схеме. Как и в случае с положением Центра Парусности относительно Центра бокового сопротивления. Схема схемой, а реальность реальностью. Не совсем корректно рассматривать только одну проекцию сил, не учитывая другие. Если всё свести к такой упрощённой схеме, то яхта должна всегда поворачиваться и просто не может двигаться прямолинейно.
А в реальности классические яхты (да и многие современные) не становятся сильно рыскливее при усилении ветра. С креном 45 градусов яхта также держит курс, как и с креном 15 градусов. И если с определением подъёмной силы паруса более-менее понятно, то что там происходит под водой - это понять сложно. Как обтекается килевой корпус на разных кренах, да ещё с учётом дрейфа, какие силы на нём возникают - это предмет большого исследования.
Но факт остаётся фактом: грамотно построенная и настроенная лодка держит курс при любом крене.

Точно Особенно на хорошем волнении, когда площадь ватерлинии меняется посекундно, все эти теоретические выкладки....ну так, для расширения кругозора, не более.

Особенно когда сравнивают грузовые и военные суда типа балтиморских клиперов, и предназначенные для культурного отдыха яхты!
Свою я привел только для примера фор-триселя без гика, модель системы парусов так сказать. У меня она вообще плоскодонка,швертбот с обводами дори. Будем дальше сравнивать с балтиморцами? Или даже с современными учебными парусниками близких размерений