Mis on proa?
Proa on eelkõige Mikroneesias kasutusel olnud ühekereline vastukaaluga purjekanuu. Paaditüübina aastatuhandeid vana, ilus, meresuutlik ja kiire. Sellistega sõideti Vaikne ookean risti ja põiki läbi juba ammu enne eurooplaste saabumist.
Kõigepealt oli muidugi ühest puutüvest õõnestatud piroog, kuid merel kipub selline sõiduriist kergesti ümber minema. Võimalusi stabiilsuse parandamiseks oli mitu ning Okeaanias kasutati neid kõiki:
- Ühendada omavahel kaks piroogi - katamaraan;
- Lisada piroogile kaks ujukit kummalegi poole - trimaraan;
- Lisada piroogile ainult üks ujuk, mis jääb sõidu ajal alati tuulepoolsele küljele, tasakaalustades oma raskusega purjele mõjuvaid jõude - proa.
Katamaraanide kohta saab lähemalt lugeda siit. Kõik sealöeldu kehtib 100% ka proade puhul. Traditsioonilise Havai katamaraani kohta leiab hulgaliselt infot Polynesian Voyaging Society kodulehelt.
Vahel arvatakse nagu oleks proa üks katamaraani variant, aga see on ekslik arusaam. Katamaraan on kahekereline paat, proa ühekereline - külgujuk ehk ama oli algselt lihtsalt otsast teravaks tahutud palk, millel praktiliselt puudus ujuvusvaru. Sõites jäi vastukaal ERANDITULT ja ALATI tuulepealsele küljele, tema ainus ülesanne oli tasakaalustada purje poolt tekitatud jõudu. Kui tuul juhtus sõidu ajal äkitselt suunda muutma või jäi ama mingil muul põhjusel äkitselt tuulealusele küljele, siis läks proa lihtsalt ümber.
Kiribati proa mudelIlmselt proa suurim võlu on tema kiirus, mis hämmastas juba esimesi eurooplasi, kes Okeaaniasse jõudsid. Proale polnud mingi probleem täispurjedes laevast nagu seisvast postist mööda sõita. Suure kiiruse saladus on väga lihtne. Proa kere on väga kitsas, pikkuse ja laiuse suhe veeliinil 1:20 ja isegi 1:30. Seetõttu on veetakistus tühine ning proa suudab ka väikese purjepinna juures arendada uskumatult suurt kiirust. Heaks näiteks selle kohta on ühe proa reis Manilast Guami, mis võttis aega vähem kui 4 päeva, andes ööpäeva keskmiseks läbitud vahemaaks 400 miili ja keskmiseks kiiruseks 16,6 sõlme (vaata lähemalt). Väiksemad proad sõidavad muidugi aeglasemalt, aga normaalse tuule korral on 14-15 sõlme tavaline.
Aga proal on veel üks eelis. Katamaraan vajab sverti. Koos sellega võib katamaraani süvis olla u. 120 cm. See eeldab juba sõidu ajal kaarditööd, et mitte madalikule põrutada. Aga katsu sa seda teha, kui kiirus on 15 sõlme ja ise ripud pooleldi õhus. Proal ei ole sverti. Proal on asümmeetriline kere ja süvis ainult 30 cm.
Traditsiooniline proa
Gilberti saare proa läbilõige
Eelpool on kirjeldatud proale iseloomulikke jooni, ometi on traditsioonilisel proal väga palju erinevaid vorme. Isegi naabersaartel ehitatud paadid võisid teineteisest tundmatuseni erineda. Iga paadimeister ehitas omamoodi, erinevused meresõidu tingimustes nõudsid erinevaid lahendusi. Nii polegi põhjust imestada, et ühte ja ainsat proa tüüpi pole olemas - on ainult teatud ühised jooned. Näiteks kõrvalolev Gilberti saare proa on ristlõikes sümmeetriline, kuid Marshalli saarestikus tehti kere alati ristlõikes asümmeetriline.
Ka ehitusmeetodid erinesid. Kere võis olla ühest puust õõnestatud, ent võis olla ka laudadest ja ajupuudest kokku pandud nagu Gilberti saare proa. Hiljem, 19. sajandi lõpus, kui Okeaania saartele hakkasid jõudma saetud lauad, muutus ka paatide ehitamise tehnoloogia. Võeti kasutusele nn. "kolme laua" proa. Kohalikud paadimeistrid nimelt leidsid, et laudadest on märksa hõlpsam paat kokku klopsida. Selleks võeti kaks laiemat planku, painutati need otstest kokku ning löödi kolmas laud põhjaks alla. Kuulu järgi olla kõik praegusaja töökanuud Okeaania saartel sel viisil ehitatud.
Näide tänapäevasest "kolme laua" proast.
Ralph Munroe kasutas just seda ehitusmeetodit oma esimese (ja ka järgnevate) proade juures 19. sajandi lõpus ja 20. sajandi alguses, kui ta püüdis nimetatud paaditüüpi laiemale avalikkusele tutvustada. Tema poolt ehitatud paat oli veidi alla 9 m pikk ning mees ise sellest ülimas vaimustuses - tema enda sõnade kohaselt oli see tolle aja kiireim paat maailmas. Allpool on ära toodud tema 1898. aastal ajakirjas The Rudder ilmunud joonised.
Proa puri
Ainult õige puri suudab esile tuua proa kõik head omadused. Üksvahe arvas valge mees (ja mõni arvab tänase päevani), et tõeline teadmine on ainult anglo-ameerika kultuuriruumis. Nii püüti ka proale bermuuda purje peale panna. Katamaraaniga tehti nii ja tulemus polnud kõige hullem. Aga proa puhul see ei tööta. Miks? Põhjuseid on mitu, neist kaks tähtsamat on:
- Proa peab liikuma mõlemat pidi, st. paadi ahter ja tääv on sümmeetrilised. Ahter ühel halsil liikudes võib muutuda vööriks teisel halsil. See eeldab purje asendi muutmist, kusjuures purje raskuskese peab olema mõlemas suunas liikudes õiges kohas (kere keskkohast veidi eespool). Bermuuda purje puhul on seda väga raske saavutada. Lahendusena on välja pakutud kaks masti ja kaks purje tandemina, kuid esteetilises plaanis jätab see paljugi soovida.
- Bermuuda purje raskuskese on liiga kõrgel. Mida kõrgemal on purje raskuskese, seda tugevama jõuga ta paati kallutab. Et paat ümber ei läheks, tuleb purjepinda vähendada; kui purjepind väheneb… Edasi võib igaüks ise kolm korda arvata.
Okeaania ladina puri.
Nagu kere kuju, nii olid piirkonniti väga erinevad ka purjetüübid.
Tähtsamad purjetüübid: A topelt priitpuri, Sri Lanka; B tavaline poomiga priitpuri, Filipiinid; C Okeaania priitpuri, Tahiti; D Okeaania priitpuri, Markiisaared; E Okeaania priitpuri, Sulu; F Okeaania ladina puri, Marshalli saared; G ristkülikukujuline poomiga lüügerpuri, Molukka saared; H ruudukujuline poomiga lüügerpuri, Tai; I trapetsikujuline poomiga lüügerpuri, Vietnam.
Traditsiooniline proa puri on joonisel tähistatud tähega F. Kujult kolmnurkne, raa ja poomi vaheline nurk alati vahemikus 50-60o.
Teine proa taglasele iseloomulik joon on igas suunas vabalt kallutatav mast, mis sõidu ajal on ette suunatud. See teeb võimalikuks purje raskuskeskme nihutamise halsivahetusel. Õiges asendis hoiavad masti kaks taaki - ahtertaak tagant ja paktaak tuulepoolselt küljelt. Vöörtaak on samal ajal pingevaba. (Seda kujutab allolev joonis). Traditsioonilist taglast hoidis püsti tuule surve purjele, kui tuul juhtus äkitselt suunda muutma, kukkus see lihtsalt kokku. Põhimõtteliselt on võimalik see probleem lihtsa tugipuuga lahendada.
Okeaania ladina puri ja taglas.
Natuke teooriat. Aastal 1738 avastas Daniel Bernoulli seose staatilise rõhu ja gaaside voolamisel tekkiva dünaamilise rõhu vahel. Eesti keeli lahtiseletatult tähendab see, et lennuki tiiva ja purje pealmine kumerus kallutab õhuosakesed kõrvale ja pikendab nende teed, tiiva alt ja pealt aga peab läbi voolama alati võrdne hulk õhku. See tähendab, et tiiva peal õhuosakeste kiirus suureneb ning staatiline rõhk väheneb ehk tekib tõstejõud. Tiiva all aga kohtumisnurga tõttu rõhk suureneb. Teooria ütleb, et nõnda tekkivast tõstejõust moodustab ca. 2/3 tiiva peal tekkinud alarõhk ja 1/3 tiiva all esinev ülerõhk. Tiiva põhimõttel töötab ka kõigile tuntud bermuudapuri.
Tiiva tööpõhimõte.
Tiiva otstes aga tekib rõhkude vahe tõttu õhuosakeste keeriseline ülevoolamine. Lennukitiivale ja bermuudapurjele mõjub see takistusena, sest õhukeeris kisub tiiba tahapoole (seda nimetatakse induktiivtakistuseks). Seepärast ongi kõrgem ja kitsam bermuudapuri, mille kõrguse ruudu ja pindala suhe on suurem, aerodünaamiliselt tõhusam.
Tiiva otstes tekivad keerised.
Samasugused paati tahapoole kiskuvad keerised
tekivad purje ülemise ja alumise serva juures.
Seda nimetatakse induktiivtakistuseks.
Eelnevalt kirjeldatud teoorial põhineb kogu kaasaegne lennundus ning sellest lähtub ka purjeteooria. See on, miks purjedele õmmeldakse sisse aerodünaamiliselt soodne kuju (ehk siis püütakse nad teha võimalikult linnutiiva sarnaseks).
Aga see ei ole kogu tarkus. Mesilastel ei ole linnutiibu. Selle teooria järgi mesilased ei lenda!
Proa purjele ei õmmelda sisse mingisugust aerodünaamilist kuju. Laiali laotatuna on ta täiesti tasane. SEST PROA PURI EI TÖÖTA LINNUTIIVA PÕHIMÕTTEL!
Ennist me rääkisime keeristest, mis tekivad tiiva (ja purje) otstes. Ka õhukeeris suudab asju maast lahti kiskuda - meenutagem või tornaadode purustavat jõudu. Tõstev jõud tekib ka siis, kui õhukeeris on pinnaga paralleelne ning just seda kasutab ära proa puri.
Õhukeerised proa purjel.
C.A. Marchaj poolt läbi viidud tuuletunneli testid näitavad, et okeaania ladina puri arendab teatud tingimustel kuni 30% suuremat veojõudu kui bermuudapuri (Marchaj, C.A. Aerodynamics of sails. Adlard Coles 1996).
Purjetamine okeaania ladina purjega
Oletame, et me sõidame vastutuult ning soovime muuta kurssi 900 (vaata allolevat joonist). Tavalisel viisil pautida proaga ei saa, sest sellisel juhul jääks ujuk tuulealusele küljele ning proa võib ümber minna. Seepärast tehakse proaga midagi, millel eesti keeles vist nimetust polegi, aga paremini, kui sada sõna kirjeldab seda sündmust allolev joonis.
Illustreeriv näide, kuidas proa kurssi muudab.
Selgitus:
- Proa liigub vasakul halsil. Vaja on pöörata 90o vasakule. Esimese asjana pööratakse proa nina veidi allatuult, kuni tuul puhub täpselt ujuki poolt.
- Seejärel antakse purje sooti järele, kuni poom on kere suhtes 900 ja puri laperdab vabalt tuules. Purje esinurk vabastatakse ja tuuakse see ahtrisse, kus ta kinnitatakse - ahtrist saab vöör.
- Purje sooti pingutatakse ning proa kogub taas kiirust. Paat juhitakse uuele kursile.
- Proa liigub nüüd uuel kursil.
Okeaania ladina purjel puuduvad ka rehvid. Kuidas siis pärismaalased hakkama said? Väga lihtsalt - selleks oli nöör, mis jooksis poomi küljest üle raa tekile. Sellest köiest tõmmates tuli poom raale lähemale, purje kuju muutus aerodünaamiliselt ebasoodsamaks ja purje effektiivsus vähenes. See aga tähendas väiksemat survet purjele ja taglasele. Ja muidugi oli alati võimalus puri koos mastiga lihtsalt maha võtta. Ilma purjeta proa hulpis lainetel nagu kork, keerates ujuki tuule poole - taas üks erinevus, sest proa jaoks kõige ohutum asend on olla ujukipoolse küljega vastu lainet. Aga eurooplastele on alati pähe taotud, et ikka nina vastu lainet…
Täispurjedes proa.
Rehvitud purjega proa
Gibbonsi puri.
Eurooplastele tundus okeaania ladina puri liiga keerulisena, eriti halsi vahetamisel. Esimene, kes püüdis traditsioonilist purje lihtsustada, oli 1950-ndatel Havail elanud ja töötanud Euell Gibbons. Kõigepealt loobus ta poomist ning tulemuseks oli tavaline kolmnurkne ladina puri, mis kinnitus masti külge täpselt raa keskkohast.
Gibbonsi paat koos purjega.
Teiseks loobus ta ette kallutatud mastist. Halsi muutmiseks ei olnud enam vaja purjenurgaga proa ühest otsast teise joosta - piisast nöörist, mis jooksis ühest raanokast läbi täävides olevate plokkide teise raanokka. Halsi muutmisel tuli see nöör lihtsalt vabastada ja seejärel üleval olev raanokk alla vastu täävi tõmmata, Seejärel nöör kinnitati taas ja sõit jätkus juba uuel halsil. Poomist loobumine mõistagi halvendas purje aerodünaamilisi omadusi, kuid käsitsemine muutus märksa hõlpsamaks. Ilmselt kannatasid ka paadi sõiduomadused, sest purje raskuskese jäi nüüd alati liiga kaugele ahtrisse, aga selle vastu aitas suure pinnaga tüür, mille Gibbons kinnitas ujukit proaga ühendava platvormi külge (seega mugavalt käeulatusse).
Mõistagi polnud selline lahendus ideaalne, kuid sellest haaras kinni Gary Dierking, arendades seda edasi. Kõigepealt pöördus ta tagasi kallutatava Mikroneesia stiilis masti juurde. See võimaldas purje paremini tasakaalustada. Ka lisas ta raaga risti asetseva poomi, mis võimaldas purje paremini pingutada. Tulemus oli väga sarnane purilaua purjega. Ning mõistagi oli halssimine sellise purjega imelihtne. Seda illustreerib allolev joonis.
Sellise purje kohta on võimalik lähemalt lugeda Gary Dierkingi kodulehelt.
Proa juhtimine
Traditsiooniliselt tehti seda aeruga ehk tüürimõlaga. Olen ise tüürimõla proovinud ja asjast siiralt vaimustuses - see on sada korda parem, kui tavaline tüür.
- Tüürimõla saab kasutada tavalise tüürina, kui on vaja kurssi korrigeerida.
- Vahel piisab paadi juhtimiseks sellestki, kui aeru laba vette lasta (ilma laba keeramata). Takistus on tunduvalt väiksem, kui tavalise tüürimise puhul.
- Kui on vaja kiiresti kurssi muuta, saab tüürimõla kasutada nagu aerutamisel. Põhimõtteliselt on nii võimalik paadiga kasvõi kohapeal täisring teha - see on midagi, mida tavalise tüüriga teha ei saa.
- Tüürimõlaga on võimalik aerutada.
Video
Et asi ei jääks ainult üldsõnaliseks piltide vaatamiseks, siis ka üks video sellest, kuidas proa mere peal sõidab. Video on üleval YouTube‘is ning tegu on poolakate poolt ehitatud 6,8 meetri pikkuse proaga PJOA.
Päris lõpetuseks aga üks mõte Derek Kellsallilt artiklist "OFFSHORE SAILING PERFORMANCE - THE CAT VERSUS TRI DEBATE." Derek Kellsal räägib oma kirjatüki lõpus mitmekereliste paatide tulevikust ja pakub, et kunagi võivad katamaraanide ja trimaraanide asemel sõita maailmameredel hoopis proad.