Opracował Jacek Pasikowski
Szpicgat to rodzaj rufy o budowie zbliżonej do konstrukcji dzioba. Tak jak poszycie obu burt łodzi zbiega się z przodu w stewie dziobowej, podobnie łączy się na rufie mocowane do stewy rufowej. Kształt rufy przeważnie bywa jednak pełniejszy, lecz nie jest to zasadą. Wszak łodzie wikingów były prawie „odwracalne” – miały dzioby i rufy prawie tak samo smukłe. Od rodzaju rufy nazwę swą odziedziczyły łodzie – szpicgaty, żartobliwie zwane również „double enders” czyli w wolnym tłumaczeniu „dwukońcowce”. Tradycja budowania szpicgatów, szczególnie pielęgnowana przez narody żyjące z morza, została ukształtowana w toku naturalnej ewolucji drewnianych łodzi roboczych: kutrów rybackich, statków pilotowych, ratowniczych itd. – jednostek wychodzących w morze w każdych warunkach bądź często narażanych na kaprysy pogody. U podstaw tej ewolucji leży zasada kopiowania, z drobnymi modyfikacjami, tego co „przeżyło”, przez tych co przeżyli, a skuteczną i bezwzględną selekcję zapewniało morze. Tym co ceniono najbardziej, była zdolność łodzi do przetrwania oraz cechy dające komfort pracy – stateczność, stabilność kursowa, sucha żegluga, mała „żygliwość” itd. czyli zbiór cech, które określamy wspólnym mianem – dzielność morska. W dobie, wspomaganej przez formuły pomiarowe, dominacji lekkich jachtów turystyczno-regatowych, o szerokich kadłubach, smukłych płetwach balastowych, których konstrukcję podporządkowano dwóm kryteriom: komfortowi „mieszkania” i prędkości, którymi „nie wypływaj w morze powyżej sześciu” – jak mówi większość umów czarterowych, tradycyjne szpicgaty o długiej stępce są reliktem niosącym „potomności” cenną ideę dzielności morskiej.
O bezpieczeństwie żeglugi w trudnych warunkach pogodowych, przy stromej, czasem łamiącej się fali decyduje zespół cech kadłuba, i ożaglowania dających mu stabilność dynamiczną. Do wywrotek najczęściej dochodzi na kursach baksztagowych.
Przy kursach na wiatr siły aerodynamiczne działające na żagle i hydrodynamiczne działające na kadłub mają charakter stabilizujący. Przy dużej prędkości strug powietrza, powstające na żaglu siły są duże i bardzo zależne od niewielkich zmian kąta natarcia. Kołyszący się poprzecznie żagiel wciąż zmienia kąt natarcia w taki sposób, że powstająca siła aerodynamiczna gwałtownie rośnie gdy łódź się prostuje i spada gdy się przechyla na zawietrzną. Podobnie działa płetwa balastowa w wodzie. Kołysania poprzeczne są silnie tłumione a łódź idzie w dużym, lecz stałym przechyle. Kadłub stosunkowo krótko przebywa w pobliżu grzbietu fali, gdzie ta jest najbardziej stroma i najsilniej nań oddziałuje, gdzie spieniona woda jest w stanie bliskim nieważkości i nie wypiera kadłuba, nie dając mu też stateczności. W grzbiecie fali woda opływa kadłub najszybciej zwiększając skuteczność steru. Krótka utrata stateczności wypornościowej, kompensowana silnym tłumieniem aero- i hydrodynamicznym z efektem dobrej sterowności daje względną dynamiczną stateczność jachtu.
Zupełnie inaczej rzecz ma się kiedy fala i wiatr atakuje jacht z baksztagu. Znika efekt aerodynamicznego tłumienia. Siła aerodynamiczna jest mniejsza choć jej składowa w kierunku ruchu jest podobna, jak przy bajdewindzie, a jej kierunek i wartość są znacznie mniej zależne od zmian kąta natarcia. Wręcz przeciwnie mogą pojawić się siły wymuszające poprzeczne kołysanie – te same, które każą źdźbłu trawy drgać, flagom i liściom trzepotać, latawcom myszkować. Fala o wiele wolniej mija jacht nie tylko z tego powodu, że teraz ich prędkości się odejmują – doganiany przez falę jacht zjeżdżając z fali przyspiesza. Przebywa więc długo na stoku fali i przechylając się znacznie staje się nawietrzny i przez cały ten czas tendencja ta utrzymuje się. Środek ożaglowania skośnego jest przy kursach baksztagowych daleko poza osią jachtu, co jeszcze potęguje nawietrzność. Siły: hydrodynamiczna oporu kadłuba i aerodynamiczna tworzą parę działającą na dużym ramieniu. Aby ją zrównoważyć i utrzymać jacht na kursie konieczne jest silne przeciwdziałanie sterem. Jeśli kadłub ma szeroką rufę dochodzi jeszcze do wynurzenia części płetwy sterowej w dużym przechyle i sternik nie jest w stanie przeciwdziałać ostrzeniu. Na szczycie fali, gdzie prędkość wody jest największa, przepływa ona względem jachtu najwolniej, albo nawet go wyprzedza. Ster staje się zatem mało skuteczny lub wręcz zaczyna działać w przeciwnym kierunku. Jacht gwałtownie ostrzy i ustawia się bokiem do fali. Na samym grzbiecie spienionej fali następuje, wskutek nieważkości cząsteczek wody, utrata stateczności kadłuba przy stale działającym momencie od naporu wiatru na żagle. Jacht kładzie się na wodę. Traci prędkość, sterowność i nawet jeżeli zdąży podnieść się przed nadejściem następnej fali, ta go dobije.
O dzielności jachtu w żegludze baksztagowej decyduje zatem mała nawietrzność na stoku nadbiegającej fali i duża skuteczność steru. Cechy te posiadają jachty o:
- małym udziale stateczności kształtu w stateczności ogólnej, czyli o nisko położonym środku ciężkości i metacentrum – z uwagi na mniejszy przechył na fali;
- nisko położonym środku wyporu i dużym oporze bocznym (kadłuby wąskie, głęboko zanurzone ze sporą płetwą balastową) – ze względu na efekt prostowania w pobliżu szczytu fali (efekt spławika) czyli mniejszy przechył na zboczu fali;
- wąskich rufach – z uwagi na nie wynurzanie steru w przechyle
- głęboko zanurzonych płetwach sterowych – w głębszych warstwach wody mniejsza prędkość cząsteczek wody zwiększa skuteczność steru
- długich stępkach – większa stateczność kursowa.
Jednostki tradycyjne, a w szczególności szpicgaty mają te cechy. Obecnie znamy zjawiska i prawa fizyki czyniące ich kształty szczególnie predestynowanymi do żeglugi w ciężkich warunkach, ale zasady kształtowania kadłubów powstały w drodze ewolucji naturalnej zanim znaleziono właściwe objaśnienia. Warto o tym pamiętać.