Затишье перед бурей. Широко распространенная метафора для недолговременного штиля, за которым чувствуется приход скорой грозы. Оно ощущается по плотному воздуху, затрудняющему дыхание. Настроение портится, возникает тревога, все ли обойдется удачно. Ожидание бури – это, как правило, страх и неизвестность, проистекающие из безвыходности ситуации.

Согласно известным правилам, наилучшая защита во время грозы – это пытаться избегать открытых мест. Забудьте. На море этот совет не стоит ни гроша. Здесь действуют иные правила – кто усвоит их, тот, хоть и не сможет избежать встречи с грозой, но встретит ее гораздо спокойнее.

Если говорить о происхождении гроз, то существуют два их типа – внутримассовые и фронтальные. Внутримассовые возникают на суше чаще всего во второй половине дня в жаркое время. Подстилающая поверхность нагревается, воздух становится теплым и влажным и поднимается вверх. На высоте он охлаждается. Если разница температур достигает некоего предела, возникает грозовое (кучево-дождевое) облако.

Над водой внутримассовые грозы возникают редко и обычно ночью. Классическая же летняя гроза, которую днем можно встретить на море, – это почти всегда фронтальная гроза. Если яхтсмен видит молнии и слышит раскаты грома, почти всегда речь идет о фронтальной грозе. Обычно она – что крайне неприятно – сопровождается сильными шквалами.

Фронтальные грозы возникают, как ясно из их названия, когда холодный воздух наступающего холодного фронта затекает под теплый и влажный воздух господствующего теплого сектора. Дальнейшее происходит одинаково у обоих типов гроз. Непосредственно связанным с ними феноменом является появление кумулонимбусов – развитых кучево-дождевых облаков (см. рисунок). Перед приходом внутримассовой грозы на суше можно хорошо наблюдать их развитие.

Они медленно развиваются из мелких кучевых облаков – так называемых «облаков хорошей погоды». Последние постепенно преобразуются в облачные «башни» и начинают подниматься вверх. При этом в их верхней части может возникнуть некое подобие «наковальни», вытягивающейся в том направлении, куда будет двигаться гроза. Следует отметить, что на высоте (а кучево-дождевые облака с наковальней могут достигать высоты порядка 10 тысяч метров) ветер может дуть в направлении, сильно отличающемся от такового у земли.

Оба типа гроз с физической точки зрения весьма похожи: в обоих случаях теплый воздух поднимается вверх, в то время как холодный пытается опуститься вниз. Это создает различные внешние эффекты, которые мы способны заметить: например, характерный темный клубящийся вал в нижней части облака, свидетельствующий о скором шквале. Он возникает из-за завихрений опускающегося холодного воздуха. Сразу за ним идет полоса дождя (который может быть и градом). Гром и молнии, само собой. Воздух быстро охлаждается, и ветер может с силой задувать с различных направлений, пока наконец не затихнет.

Основными признаками приближения грозы, помимо характерных облаков, являются далекие вспышки молний, называемые зарницами. Кроме того, часто образуется характерная густая дымка. При появлении этих признаков следует особенно внимательно наблюдать за южным и западным секторами неба – в наших широтах грозы чаще всего подходят именно оттуда.

Еще один надежный способ узнать о скорой грозе – включить приемник на средних волнах. Нерегулярный громкий треск является достоверным свидетельством грозы невдалеке.

Если видны молнии и слышен гром, то можно определить расстояние до центра грозы, исходя из того, что скорость звука в воздухе составляет 330 м/с. Разделив время между вспышкой молнии и первым раскатом грома на три, получим расстояние до грозы в километрах.

Однако распознать на море грозу не так легко, как на суше. Клубящийся горизонтальный вал – предвестник шквала, между появлением которого и первыми ударами шквала обычно проходит 10–15 минут, на море располагается сравнительно невысоко и появляется из-за горизонта довольно поздно. За это время команда должна успеть подготовить судно к порывам ветра силой до шести баллов и более.

Для начала следует уменьшить площадь парусности. Главное – сделать так, чтобы потом в наэлектризованной атмосфере не было необходимости прикасаться к влажным парусам и мокрым деталям рангоута. После этого надо запустить двигатель. Это необходимо сделать заранее, так как из-за грозы электрооборудование может выйти из строя, и запустить двигатель потом уже не удастся.

На палубе нужно все привести в порядок. Все, что не закреплено, следует убрать или надежно принайтовить и натянуть штормовые леера. Люки, иллюминаторы, вентиляторы должны быть закрыты. Шпигаты кокпита надо проверить и при необходимости прочистить проволочкой, помпы и иные водоотливные средства – приготовить к работе. Команде следует уйти вниз, рулевому – одеться по штормовому.

Помимо чувства томительной неопределенности перед началом грозы она (помимо шквала) приносит с собой и конкретные опасности. К ним относятся: вероятность резкого изменения направления ветра (вплоть до 180°), исключительно плохая видимость, сильная взволнованность моря, «вскипающего» в один момент. И главное – удары молнии.

Молнии возникают в силу разности потенциалов внутри грозового облака. В нижней своей части оно имеет отрицательный заряд, в верхней – положительный. Что гораздо важнее, так это то, что подстилающая поверхность под облаком (земля или вода) тоже имеет положительный заряд. Выравнивание потенциалов приводит к электрическим разрядам с потенциалом в миллионы вольт и силой тока до 20 000 ампер. Скорость распространения разряда молнии в атмосфере составляет от 10 000 до 100 000 км/с.

Эти разряды видны нам в виде молний, которые могут бить как из облака в облако, так и из облака в землю. К сожалению, наука до сих пор знает о молниях не очень-то много. Самое страшное в этом природном феномене – это его непредсказуемость. Когда и куда именно ударит молния – это мы не знаем и не можем предсказать. Однако есть некоторые эмпирические правила и рекомендации.

Среди экспертов, впрочем, существует очевидный консенсус, что молния предпочитает ударять в возвышенные объекты, имеющие хорошую проводимость и отличную связь с землей. Для парусной яхты это означает, что молния, вероятнее всего, предпочтет ударить в мачту между топом и краспицами. С учетом качки яхты риску подвергаются также сами краспицы, ванты и штаги.

Однако надо отметить, что все же удары молний в саму яхту приходятся крайне редко. Большинство повреждений, так или иначе возникающих на яхтах в грозу, вызваны не самим ударом молнии в судно, а наведенным (индуктивным) напряжением, возникающим в металлических деталях в результате близкого удара молнии в воду. Чаще всего это напряжение вызывает выход из строя электроники, гораздо реже приводит к каким-либо структурным повреждениям на судне.

Но поскольку исключать вероятность удара молнии в мачту нельзя, следует рассмотреть различные сценарии вызываемых таким ударом повреждений. Все эти повреждения возникают из-за того, что в конечном итоге молния (вернее, электрический заряд) стремится в стечь в воду. Если он не находит пути, возникают самые различные повреждения – от выхода из строя всей электроники и возгорания кабелей до появления отверстий в днище.

К сожалению, устройства, которое бы полностью исключало возможность поражения молнией, до сих пор не существует. Однако есть эффективные способы отвести удар молнии в воду и тем самым избежать тяжелых последствий для судна и экипажа.

В первую очередь необходимо позаботиться о хорошей проводимости потенциально главного объекта удара молнии – мачты. Если мачта алюминиевая, она сама по себе может служить громоотводом. Если она угольная или деревянная, на ней нужно расположить громоотвод и проложить к нему кабель большого сечения. Строго говоря, это имеет смысл сделать и на алюминиевой мачте – на ней нужно расположить громоотвод выше всех антенн и флюгарки. Тогда есть шанс, что при ударе молнии она минует радиотехнику.

Далее, все возможные объекты удара молнии (мачта, ванты, штаги, носовой и кормовой релинги) должны быть хорошо заземлены. На металлических судах это заземление возникает само собой, здесь ничего не надо делать. Ударившая в мачту молния уйдет в воду через корпус судна. Еще одним плюсом стальных или алюминиевых яхт для их экипажей в данном случае окажется то, что корпус сыграет роль «клетки Фарадея», защищая их от непосредственного влияния электрического разряда. Впрочем, развитый стальной стоячий такелаж в ряде случаев способен сыграть роль такой защитной клетки и для неметаллических судов, но экспериментов, понятное дело, никто не ставил.

Но главное – на деревянных или пластиковых яхтах должно быть организовано нормальное заземление. Верфи, увы, редко когда занимаются этим сами. Кто собирается самостоятельно заняться этой работой, должен проконсультироваться с экспертом, поскольку каждая яхта имеет свои особенности.

Но принцип в любом случае один – ванты, штаги, мачта и оба релинга должны быть связаны кабелем друг с другом и с водой. Лучше всего завести этот кабель на килевые болты, если, конечно, металлический плавник киля не обклеен стеклотканью или не покрыт многочисленными слоями краски и грунта. В противном случае на подводной части корпуса следует смонтировать заземляющую пластину. Она должна иметь непосредственный контакт с водой и быть площадью не менее половины квадратного метра (чем больше, тем лучше).

В качестве кабеля, подходящего для заземления, может служить медный кабель сечением не менее 8 мм² или алюминиевый – сечением не менее 16 мм². Как экстренный компромисс типа «лучше, чем ничего» можно применить опущенный в воду ниже киля кусок медного кабеля, надежно прихваченный клеммами к вантам и мачте.

Следующим шагом в защите от удара молнии должно быть исключение неравенства электрических потенциалов между всеми металлическими частями судна – это могут быть релинги, баллер, румпель, двигатель, стальные танки и так далее. Для этого они должны быть соединены кабелем между собой, и этот кабель тоже должен быть заземлен. К сожалению, выполнение этой рекомендации влечет за собой и негативные последствия – подобная проводка требует постоянного контроля, ибо способствует развитию электрической коррозии внутри яхты.

Наконец, в защите нуждается и бортовая электроника. Она мгновенно вылетает из строя в результате индуктивных токов, даже если молния ударила по соседству. Защита ее – это целая серия мероприятий, порой дорогостоящих. Она начинается с экранирования всей проводки металлическими кабель-каналами. Далее, в проводке везде должны быть надежные предохранители. Ручные и демонтируемые электронные приборы на время грозы следует убирать в металлическую кастрюлю с крышкой (подойдут и микроволновая печь, и духовка), образующую ту самую «клетку Фарадея».

Кто принял все эти меры, может чувствовать себя на море в грозу вполне уверенно. Во-первых, статистика говорит, что вероятнее сорвать джек-пот в лотерею, чем получить удар молнии в яхту (хотя в целом от гроз людей гибнет больше, чем от наводнений, например). Во-вторых, хорошая молниезащита на яхте с большой долей вероятности либо полностью исключит, либо сильно уменьшит повреждения судна и его оборудования в случае, если молния все же попадет в него.

Что следует делать при встрече с грозой

* Зарифить паруса

В открытом море гроза влечет за собой сильный ветер. К этому нужно подготовить судно и команду

* Запустить двигатель

Даже если его электрика выйдет в грозу из строя, на уже запущенном дизеле ее отказ никак не скажется

* Защититься от удара молнии

Если на борту есть какое-то мобильное решение (тот же опускаемый в воду кабель), его надо пустить в ход

* Зафиксировать место

Перед отключением электроники необходимо зафиксировать свою позицию

* Обезопасить команду

Команду необходимо убрать вниз, наказав ей держаться подальше от мачты. Рулевой надевает штормовую одежду и старается не касаться голыми руками металлических частей

* Приготовиться к борьбе за живучесть

Достать и приготовить огнетушитель и сигнальные средства. Электронные приборы отсоединить от сети, все, что можно, положить в металлическую кастрюлю, микроволновую печь или духовку

* Заземление яхты

После удара в яхту молния стремится уйти в воду по кратчайшему пути. Надо ей в этом помочь

На что следует обратить внимание

* Топ мачты

Громоотвод должен выступать за верхушки антенн минимум на 30 см. По деревянной мачте от него должен быть пропущен кабель сечением не менее 16 мм² к килю или заземляющей пластине

* Носовой релинг

Заземлить напрямую кабелем сечением 16 мм²

* Форштаг

Заземлить напрямую кабелем сечением 16 мм²

* Шпор и степс мачты

В случае удара молнии сюда придется основная нагрузка. Степс необходимо заземлить кабелем сечением не менее 35 мм² (можно использовать несколько кабелей звездой)

* Путенсы

Вант-путенсы необходимо соединить между собой и заземлить (отдельно по каждому борту) кабелем сечением 16 мм²

* Килевые болты

Если металлический киль напрямую контактирует с водой, сюда необходимо вывести все заземляющие кабели

* Металлический киль

Свинцовый, стальной или чугунный киль является лучшим заземлением. Не следует изолировать его от воды плотными слоями краски или стеклопластиком

* Кормовой релинг

Заземлить напрямую кабелем сечением 16 мм²

* Купальный трапик

Имеет смысл связать его кабелем с другими металлическими частями яхты и перед наступлением грозы откинуть в воду

* Ахтерштаг

Заземлить напрямую кабелем сечением 16 мм²

Опубликовано в Yacht Russia №58 (11 - 2013)