jSkiff

A koncepció

A jSkiff koncepció

Aki egy új hajótípust tervez, annak általában arra nézve van valami ötlete, hogy hogyan lehetne egy "a létezőknél jobb" hajót készíteni. A változtatás célja, a fejlesztés iránya pedig elsősorban a sebesség növelése - alapvetően az a "jobb" hajó, amelyik gyorsabb, mint a másik. A sebesség mellett a hajó ára illetve kezelhetősége is fontos szempont, de ezek csak a tervezés "második fázisában" (gyártás-előkészítés ill. prototípus-tesztelés) kapnak hangsúlyt.

Egy új hajótípus tervezésekor a tervező előtt egy "ideálkép" lebeg - hiszen mindenki pontosan tudja, milyen fő komponensekből áll "a hajó". Az egyvitorlás, egyszemélyes kis vitorláshajók ideálképét mutatja be az alábbi ábra:

Az "új hajó" tervezése pedig nem más, mint az ideálkép másoktól (azaz a "már létező" hajótípusok tervezőitől) eltérő "konkretizálása", tehát az "újító ötletek" mindig a részletek szintjén jelennek meg. Az újdonság lehet egy másfajta műszaki megoldás, egy más formai kialakítás vagy egy új alkatrész "hozzáadása". Ilyen újdonság rengeteg volt a vitorlázás története során, gondoljunk például a szögletes hajótestek helyett a "gömbölyű" formák megjelenésére, a siklótestek elterjedésére, az egyvitorlás kishajóknál a forgóárbóc vagy a "merevítős" hajóknál a trapéz alkalmazására. Az újítások megszületésének nagy részét a "technikai fejlődés" (azaz új alapanyagok megjelenése) tette lehetővé. Az új alapanyagokat persze a "már létező" hajótípusoknál is felhasználták, de az általuk nyújtott lehetőségek új ötleteket is adtak és az ezekből az ötletekből születő új megoldások mindegyike egy új hajótípusnál jelent meg először. Az újdonságokat aztán a még később megszületett hajótípusok is "öröklik" - azt mondhatjuk, hogy az újdonságok az "ideálkép" részeivé válnak.

A kishajók világában az egyik legutolsó ilyen változás az ausztrál hajóépítők által meghonosított skiff-forma elterjedése volt. A skiff hajótest lényege, hogy az alsó, vízzel érintkező része keskenyebb, míg a felső rész kiszélesedik. A keskeny alsó rész eredményeképpen csökken a vízzel érintkező felület, a felső rész kiszélesítése pedig lehetővé teszi azt, hogy a legénység tömegközéppontja a hajó tengelyétől minél távolabb kerüljön - és így a vitorlafelületet megnövelhessék. A vitorlafelület növelése pedig a sebesség növelését eredményezi. Apró ellentmondás a dologban, hogy a hajótest szélesítése növeli a hajó megépítéshez felhasznált anyag mennyiségét (ezzel tömegét és árát). Ennek a problémának a kiküszöbölésére alkalmaznak egy másik viszonylag újnak számító megoldást, a kiülőkeretet, amivel egy adott szélesség fajlagosan kisebb tömegnövekedés árán érhető el.

Bármi is legyen az a bizonyos "újító ötlet", az "ideálkép" tökéletesítése során minden tervező a legapróbb részletekig megtervezi a hajót: megrajzolja a hajótestet, kidolgozza ennek részleteit, meghatározza az uszony formáját/méretét illetve az uszonyszekrény hajótesten elfoglalt helyét, meghatározza a kormánylap formáját/méretét, meghatározza a vitorlázat alakját/méretét valamint az árboc hajótestén elfoglalt helyét. A részletek pontosításakor természetesen ezeket a komponenseket egymással összefüggésben, egy rendszert képezve vizsgálja (sőt a majdani, "ideális" legénység tömegét is figyelembe veszi), de azt mindenképpen ki kell emelnünk, hogy egy új hajótípust mindig egy konkrét hajótesttel és egy meghatározott vitorlázattal terveznek, és az árbocot is egy adott helyre pozícionálják (némi "állítási lehetőséget" az állítható árbóctalp biztosíthat). Az egyes hajótípusok részleteikben különbözőek, de valamennyien "hasonlítanak" az ideálképre.

A jSkiff tervezésekor egy kicsit más utat követtünk. A cél természetesen ugyanaz volt, mint a többi hajótípus tervezésénél: egy olyan egyszemélyes, forgó árbócos kis vitorlás hajót akartunk tervezni, ami "jobb, mint a már létezők". Ismertük az "ideálképet", azonban első lépésünk nem a jól ismert "ideálkép" tökéletesítése volt, hanem az "ideálkép" vizsgálata. Azt vizsgáltuk meg, mik a hajótest azon részei, amik funkcionális szempontból elengedhetetlenek - ezeket a részeket emeltük ki a következő ábrán:

A funkcionális szempontból elengedhetetlen részek:

A hajótest alsó, vízzel érintkező felülete. Ez magában foglalja az uszonyszekrényt is.
A hajótest végén egy függőleges felület, amin a kormányszerkezet rögzíthető.
Az árbóctalp
A forgó árbóc megtámasztására szolgáló kettes számú rögzítési pont
Ülő felület a legénység számára. Ez az a felület, amin a legénység erősebb szélben "kiüli" a hajót. A skiff-forma esetén ennek az ülő felületnek minél messzebb kell kerülnie a hajó középvonalától.

Az elemzés után arra gondoltunk, mi lenne, ha egy olyan a hajótestet konstruálnánk, ami csak ezeket a "funkcionális szempontból elengedhetetlen" részeket tartalmazná. Úgy is fogalmazhatnánk, hogy a jSkiff esetében az egyik "újító ötlet" az volt, hogy a hajótestből csak azokat a részeket tartsuk meg, amikre mindenképpen szükség van - a többit hagyjuk el. Ezzel "hi-tech" (azaz drága) anyagok felhasználása illetve "hi-tech" technológiák alkalmazása nélkül lehet csökkenteni a hajótest tömegét, tehát egy viszonylag széles hajótestet tudunk építeni fajlagosan alacsony tömeggel - és remélhető, hogy a kevesebb alapanyag felhasználása egyúttal alacsonyabb előállítási árat is fog eredményezni.

Az nyilvánvaló, hogy ha a megfelelő részeket egy létező hajótestből "kifűrészeljük", akkor ezek az elemek nem fognak egy hajótestet alkotni - a konstrukció darabokra hullik. Szükség van tehát egy (vagy több) olyan szerkezeti elemre, ami ezeket a komponenseket összetartja. Ezt az "összetartó funkciót" a már létező hajók esetében maga a monolit héj látja el (ez még a kiülőkerettel felszerelt hajó esetében is így van, hiszen a kiülőkeretet a héjhoz erősítik). Nekünk azonban valamiféle olyan "új" alkatrész(ek)re van szükségünk, ami(k) az "ideálképen" nem szerepel(nek) és a "szokványos" hajótesteken sem található(k) meg.

Abban is biztosak voltunk, hogy a hajótestnek skiff-jellegűnek kell lennie (keskeny vízvonal, nagy szélesség), hiszen ez egy relatíve nagy vitorlafelületet enged meg, viszont szerettük volna kiküszöbölni a skiff-eknél fellépő legfőbb "kényelmetlenséget" - azt, hogy egy skiff-et "szél nélkül" elég nehéz kiegyensúlyozni, beszálláskor még egy gyakorlott vitorlázó is könnyen magára boríthatja a hajót. Ez különösen igaz akkor, ha a hajó egyszemélyes és a hajótest tömege nagyon kicsi (márpedig épp ez volt a célunk), akár a vitorlázó tömegének a felét sem éri el.

A fenti megfontolások eredményeképpen az alábbi sematikus ábra született:

Az ábrán oldalnézetben és felülnézetben is bemutatott konstrukció a következő fő részekből áll:

Úszótest, ami a vízzel való kapcsolatot biztosítja. Az úszótest magában foglalja az uszonyszekrényt, és a vége úgy van kiképezve, hogy lehetőséget adjon a kormányszerkezet rögzítésére. Az úszótest vastagsága minimális, de nagyon fontos, hogy köbtartalma legalább 300 de inkább 400 liter legyen - és így elegendő felhajtóerőt biztosítson a hajó tömege plusz egy kb. 150 kilogramm tömegű legénység számára.
Hátsó tartó. Ez az egyik elem, ami a hajótest részeinek "egybentartását" biztosítja. Az úszótesthez oldható módon van hozzákapcsolva.
Elülső tartó. Ez a másik elem, ami egyrészt a hajótest részeinek "egybentartását" biztosítja, másrészt statikai okokból ezen az elemen van rögzítve az árbóctalp és ezen kap helyet az árbóc megtámasztásához szükséges második számú alátámasztási pont is (ezt a két utóbbi elemet az ábrákon körökkel jelöltük - mivel egymás fölött helyezkednek el, a felülnézeti ábrán csak egy kör látható). Az első tartó az úszótesthez oldható módon van hozzákapcsolva.
Kiülőpad - pontosabban: 4. és 5. kiülőpadok. Ezek az elemek az úszótest két egymással szemben levő oldalán a tartókhoz vannak rögzítve, oldható módon. A kiülőpadok lesznek azok az elemek, amin a legénység ülhet illetve erősebb szélben kiülheti a hajót.

A vázolt megoldásnál a hajótest szélességének növeléséhez elegendő a két tartó szélességét megnövelni, ez a vízvonal szélességét (ami az úszótest szélessége) nem befolyásolja. Emellett az utolsó pontban leírt kiülőpadokat úgy képzeltük el, hogy ezeknek számottevő köbtartalma is legyen, legalábbis elegendő ahhoz, hogy lobogtatás közben a legénység nyugodtan tudjon üldögélni rajtuk - anélkül, hogy magára borítaná a hajót.

Az elsőre nyilvánvaló volt, hogy a komponensek oldható összekapcsolása rengeteg előnyt rejt magában. Mivel a hajótest szétszedhető, ezért a tárolása, szállítása és ezek során a mozgatása egyszerűsödik. Ezen felül lehetőség van arra, hogy a hajótest egyes részeit lecseréljük - akár egy javíthatatlan sérülés, akár valamiféle "modernizálási" szándék esetén. Például a tartók és a kiülőpadok megtartása mellett az úszótest lecserélhető egy "modernebb" (mondjuk jobb siklási tulajdonságokkal rendelkező) verzióra. Ez nyilván anyagi szempontból előnyös: a "dobd ki és vegyél egy újat" hagyományos útja mellett megjelenik egy racionális alternatíva.

A legfontosabb előny azonban csak akkor tűnik a szemünkbe, amikor az úszótestre kerülő elemek helyét illetve az elemek összekapcsolásának módját keressük. Az oldalnézeti ábrát alaposabban megnézve észrevehetjük, hogy a hajótest logikailag két részre bontható: az úszótestre és egy "felépítményre". Ha ezt a két részt valamiféle "sínes" mechanizmussal kapcsoljuk össze, akkor a felépítmény az úszótesten előre-hátra elmozgathatóvá válik - ez pedig azt eredményezi, hogy adott laterál felületű úszótesten az árbóc poziciója (és nem csak a dőlésszöge, mint a "hagyományos" hajótestek esetén) elég tág határok között változtathatóvá válik. Ez pedig lehetőséget ad arra, hogy egy adott hajótestet különböző alakú és méretű vitorlázattal szereljünk fel. A topológia alaposabb elemzéséhez vizsgáljuk meg alaposabban az oldalnézeti ábrát:

A betűkkel jelölt 4 karika szimbolizálja az összekapcsolási pontokat: az A és B pontokban az úszótest kapcsolódik össze a tartókkal, a C és D pontokon pedig a tartók a kiülőpadokkal. Ha az A és B pontokon "mozgatható" megoldást, a C és D pontokon pedig "rögzített" (de természetesen oldható) összekapcsolást alkalmazunk, akkor kapjuk meg a fentebb említett "elmozgatható felépítményt". De nem ez az egyetlen lehetőség, hiszen elvileg bármelyik kapcsolódási pont lehet "mozgatható", ha a megfelelő mechanizmust megtaláljuk. Az biztos, hogy az A ponton "mozgatható" összekapcsolást kell alkalmazni, hiszen az első tartónak (és ezzel az árbóc két megtámasztási pontjának) az úszótesthez képest elmozgathatónak kell lennie. És persze ha egy kapcsolódási pont mozgatható, akkor legalább még egynek mozgathatónak kell lennie. Viszont azt, hogy melyik az az egy, azt szabadon választhatjuk meg. Rövid gondolkodás után hamar rájöhetünk, hogy a legcélszerűbb, ha a D pontot tesszük "mozgathatóvá", tehát minden komponens helye rögzített - az első tartó kivételével.

Mielőtt a prototípus megépítésébe belevágtunk volna, hevenyészett számításokat végeztünk a konstrukció tömegével kapcsolatban. A becslésnél egy 4 méter körüli hosszúságot, és a tartók megfelelő oldalirányú "kinyújtásával" egy 2 méter körüli szélességet tételeztünk fel. A piacon kapható középkategóriás szörftestek tömegét alapul véve az úszótest tömegét 20 kilogrammra, a kiülőpadok tömegét egyenként 5-5 kilogrammra becsültük. Az első és hátsó tartók szerepére egy-egy aluminium rácsos tartót vázoltunk fel, és a tartók tömegére első közelítésben szintén 5-5 kilogramm körüli érték adódott. Tehát az új konstrukciós elv alapján - már ismert alapanyagok és "hétköznapinak" számító technológiák alkalmazásával - egy kb. 40 kilogramm tömegű hajótest készíthető. Érdemesnek tűnt belevágni a hajóépítésbe, ráadásul a vitorlázat megtervezésével egyáltalán nem kellett foglalkoznunk - hiszen a konstrukciónak épp az a lényege, hogy a hajótest tetszőleges vitorlázattal felszerelhető.

Az általunk tervezett hajótípus a jSkiff nevet kapta. Az első jSkiff kipróbálásakor kiderült, hogy bár a hajó látványra szokatlan, mégis pontosan úgy "viselkedik" és úgy is kezelhető, mint egy "hagyományos" egyszemélyes vitorláshajó.

A "jSkiff" kifejezés azomban nem csak az általunk megtervezett konkrét hajótípust azonosítja, hanem azt a "konstrukciós alapelvet" - vagy ha úgy tetszik: tervezési mintát - is, amit ez a hajótípus követ. A "jSkiff alapelv" mint tervezési minta elmossa a határokat a különböző hajótípusok (hajóosztályok) között, legalábbis abban az értelemben, hogy egy adott jSkiff hajótest különböző vitorlázatokkal "különböző hajókká" alakítható. Ha az utolsó ábrát a jSkiff "ideálképének" tekintjük, egyértelmű, hogy ez az új ideálkép határozottan különbözik a "hagyományos" egyszemélyes vitorláshajók ideálképétől. A jSkiff-fel valami egészen új született...