stringtranslate.com

Курс паруса

Рубежи паруса:
A. Навстречу ветру; заштриховано: «зона запрета», где судно может оказаться «в кандалах».
B. Крутой бейдевинд (используется при лавировании против ветра)
 между B и C. Ближний вылет
C. Широкий вылет
D. Широкий вылет
E. Движение по ветру

Рубеж парусности — направление движения парусного судна под парусами относительно истинного направления ветра над поверхностью.

Главные точки парусности примерно соответствуют 45° сегментам окружности, начиная с 0° прямо против ветра. Для многих парусных судов 45° по обе стороны от ветра являются запретной зоной, где парус не может мобилизовать энергию ветра. Плавание по курсу максимально близко к ветру — примерно 45° — называется биением , точка парусности, когда паруса находятся в крутом бейдевинде . При 90° к ветру судно находится на биении . Точка парусности между биением и биением называется близким биением . При 135° к ветру судно находится на широком биении . При 180° к ветру (плывя в том же направлении, что и ветер) судно идет по ветру . [1]

Заданная точка паруса (биение, близкая дальность, широкая дальность, широкая дальность и движение по ветру) определяется относительно истинного ветра — ветра, ощущаемого неподвижным наблюдателем. Движущая сила и, таким образом, соответствующее положение парусов определяются вымпельным ветром : ветром относительно наблюдателя на парусном судне. [1] [2] Вымпельный ветер — это комбинированный эффект скоростей истинного ветра и парусного судна. [1]

Парус с потоком воздуха, параллельным его поверхности, при наклоне к вымпельному ветру, действует по существу как крыло с подъемной силой, действующей перпендикулярно его поверхности. Парус с вымпельным ветром, перпендикулярным его поверхности, действует по существу как парашют , в котором сопротивление паруса является доминирующей силой. Когда парусное судно переходит от крутого бейдевинда к движению по ветру, подъемная сила уменьшается, а сила сопротивления увеличивается. В то же время сопротивление боковому движению, необходимое для удержания судна на курсе, также уменьшается, наряду с боковой опрокидывающей силой. [1]

Существует зона приблизительно 45° по обе стороны от истинного ветра, где парус не может генерировать подъемную силу, называемая «зоной непроходимости». Угол, охватываемый зоной непроходимости, зависит от эффективности аэродинамического профиля парусов судна и бокового сопротивления судна на поверхности (от подводных крыльев , аутригеров или киля в воде, полозьев на льду или колес на суше ). Судно, остающееся в своей зоне непроходимости, замедлится до полной остановки — оно будет «в утюгах». [2]

Точки парусности

Распознанные точки парусности оцениваются относительно истинного направления ветра. Они включают в себя:

Парусник на трех парусах
Волны указывают на истинное направление ветра. Флаг указывает на кажущееся направление ветра. Истинный ветер может также указываться фиксированным указателем ветра (флагом, ветроуказателем и т. п., не прикрепленным к лодке или какому-либо движущемуся объекту).

Навстречу ветру

Ледовые суда, припаркованные в утюгах, с распущенными парусами, не вырабатывающими энергию, но развевающимися, как флаг.

Диапазон направлений против ветра, в котором парусное судно не может плыть, называется зоной запрета. [3] Парусное судно не может плыть прямо против ветра или по курсу , который слишком близок к направлению , откуда дует ветер, потому что паруса не могут создавать подъемную силу в этой зоне запрета. Судно, проходящее через зону запрета, чтобы сменить галсы с одного борта на другой, должно сохранять импульс до тех пор, пока его паруса не смогут получить мощность на другой стороне. Если оно остается в зоне запрета, оно замедлится до остановки и окажется в кандалах . [4] Это называется пропавшими штагами . Чтобы восстановиться, это судно обычно должно вернуться на свой исходный галс и набрать достаточную скорость для завершения маневра. [5] [6] Протяженность зоны запрета зависит от эффективности парусов парусного судна и его сопротивления боковому движению в воде (с использованием киля или подводных крыльев) на льду или на суше, как правило, под углом от 30 до 50 градусов к ветру. [4]

Судно, остановившееся в зоне запрета, называется «в кандалах». Судно с квадратным вооружением , случайно попавшее в кандалы, отбрасывается назад, когда паруса ветром ударяются о мачту [7] или отводятся назад, если это делается намеренно. [8] В любом случае остановившееся судно будет отброшено назад, что при правильном положении руля позволяет судну выйти за пределы зоны запрета и возобновить движение вперед, как только паруса смогут получать энергию. [9] Ледовые суда часто паркуются в кандалах с тормозом, установленным на льду, чтобы предотвратить движение. Чтобы начать плавание, судно направляют в сторону и забирают на борт, как только парус сможет получать энергию. [10]

Крутой бейдевинд

Говорят, что парусное судно идет в крутом бейдевинд, когда его паруса плотно убраны и действуют по существу как крыло , полагаясь на подъемную силу, чтобы продвигать судно вперед по курсу настолько близко к ветру, насколько парус может обеспечить подъемную силу. Такая точка парусности позволяет парусному судну двигаться против ветра, по диагонали к направлению ветра. [4]

Чем меньше угол между направлением истинного ветра и курсом парусного судна, тем выше, как говорят, идет судно . Судно, которое может идти выше или плыть быстрее против ветра, считается более устойчивым к погоде . [11] Защемление происходит, когда направление парусности судна приближается к запретной зоне, и его скорость резко падает. [4]

Парусный спорт против ветра

Движение против ветра на более (синем) и менее (красном) судне, приспособленном к погодным условиям

Чтобы идти против ветра, парусное судно должно делать зигзаг поперек направления встречного ветра, что называется лавированием против ветра . Чем выше судно, которое может быть направлено против ветра, тем короче его «хороший курс» к месту назначения против ветра. [12] Лавируя против ветра, судно попеременно получает ветер с левого и правого борта (левый и правый галс). Изменение с одного галса на другой путем управления по направлению ветра называется лавированием или движением вокруг. [13]

Достижение

Судно, идущее с истинным ветром на боку (в определенных пределах), достигает . [ 4] Ветер обтекает поверхность паруса, создавая подъемную силу (как крыло) для движения судна. Поскольку подъемная сила сильнее сопротивления в этой точке паруса, парусные суда достигают наивысшей скорости на вылете. [12] Различные высокопроизводительные парусные суда плывут быстрее всего на широком вылете с парусами, установленными в крутом бейдевинд, на скоростях, в несколько раз превышающих истинную скорость ветра. В зависимости от угла истинного ветра по отношению к пройденному курсу вылет может быть близким , широким или широким , как указано ниже:

Бег по ветру

При движении по ветру или против ветра паруса генерируют энергию в основном за счет сопротивления (как парашют) истинному ветру, движущемуся непосредственно позади парусного судна. [4] Парусное судно, идущее более по ветру, чем по широкому вылету, не может развивать скорость, превышающую истинный ветер.

Однако более производительные парусные суда достигают более высокой скорости, которая достигается при движении по ветру, плывя на любом широком участке, который наиболее эффективен на этом конкретном судне, и при необходимости поворачивая. Более длинный курс компенсируется более высокой скоростью. Например, если судно плывет попеременно в направлениях 45° от направления по ветру, оно пройдет в √ 2 (≈1,4) раза дальше, чем если бы оно плыло прямо по ветру. Однако, пока оно может плыть быстрее, чем в 1,4 раза быстрее его скорости по ветру, непрямой маршрут позволит ему прибыть в выбранную точку раньше. [14] [15]

Судно, идущее по ветру, увеличивает мощность парусов за счет увеличения общей площади, представленной попутному ветру, иногда путем выставления парусов, которые хорошо подходят для этой цели, например, спинакера на судне с косым вооружением. Другой метод заключается в размещении стакселя на ветре (напротив главного паруса) — называемом «крыло на крыле» или одним из нескольких других терминов — для судна с косым вооружением, идущего прямо по ветру. [4] При слабом ветре некоторые суда с квадратным вооружением могут устанавливать паруса-липы , паруса, которые простираются наружу от реев , чтобы создать большую площадь паруса для точек парусности, начиная от подветренной до близкой. [16] [17]

По ветру

Паруса для продольного и прямого вооружения, используемые по ветру

Истинный ветер против вымпельного ветра

Истинный ветер ( VT ) в сочетании со скоростью парусного судна ( VB) дает кажущуюся скорость ветра ( VA ) ; скорость воздуха , ощущаемую приборами или экипажем на движущемся парусном судне. Скорость кажущегося ветра обеспечивает движущую силу для парусов в любой заданной точке паруса. Кажущийся ветер равен истинной скорости ветра для остановленного судна; он может быть быстрее истинной скорости ветра в некоторых точках паруса, или он может быть медленнее, например, когда парусное судно идет строго по ветру. [18]

Влияние вымпельного ветра на парусное судно при трех курсах

Парусное судно A идет крутым бейдевиндом. Парусное судно B идет на широких курсах. Парусное судно C идет на широких курсах.
Скорость судна (черным цветом) создает равную и противоположную составляющую вымпельного ветра (не показана), которая добавляется к истинному ветру, становясь вымпельным ветром.

Скорость парусных лодок на воде ограничена сопротивлением, которое возникает из-за сопротивления корпуса в воде. Ледовые лодки, как правило, имеют наименьшее сопротивление движению вперед среди всех парусных судов; [2] следовательно, парусная лодка испытывает более широкий диапазон углов вымпельного ветра, чем ледовая лодка, скорость которой обычно достаточно велика, чтобы вымпельный ветер дул с нескольких градусов в одну сторону от ее курса, что требует плавания с убранным парусом для большинства точек парусности. На обычных парусных лодках паруса установлены так, чтобы создавать подъемную силу для тех точек парусности, где можно выровнять переднюю кромку паруса с вымпельным ветром. [4]

Для парусной лодки направление паруса существенно влияет на боковую силу, которой подвергается лодка. Чем выше лодка направлена ​​против ветра, тем сильнее боковая сила, что приводит как к увеличению дрейфа, так и к крену. Дрейф, эффект движения лодки боком по воде, может быть нейтрализован килем или другими подводными крыльями, включая шверт, шверт, скег и руль. Боковая сила также вызывает крен в парусной лодке, которому сопротивляются форма и конфигурация корпуса (или корпусов, в случае катамаранов) и вес балласта, и которому может дополнительно сопротивляться вес экипажа. Когда лодка направлена ​​против ветра, боковая сила и силы, необходимые для сопротивления ей, уменьшаются. [19] На ледовых лодках и песчаных яхтах боковые силы уравновешиваются боковым сопротивлением лопастей на льду или колес на песке, а также их расстоянием друг от друга, что обычно предотвращает крен. [14]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abcd Rousmaniere, John (7 января 2014 г.). Книга мореплавания из Аннаполиса . Смит, Марк (Марк Э.) (Четвертое изд.). Нью-Йорк. С. 47–9. ISBN 978-1-4516-5019-8. OCLC  862092350.{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)
  2. ^ abcd Кимбалл, Джон (2009). Физика парусного спорта. CRC Press. стр. 296. ISBN 978-1466502666.
  3. ^ Канлифф, Том (2016). Полный день шкипера: шкиперство с уверенностью с самого начала (5-е изд.). Bloomsbury Publishing. стр. 208. ISBN 9781472924186.
  4. ^ abcdefgh Джобсон, Гэри (2008). Основы парусного спорта. Нью-Йорк: Simon and Schuster. С. 72–75. ISBN 9781439136782.
  5. ^ «Парусные термины, которые вам нужно знать». asa.com . 27 ноября 2012 г. Получено 19 апреля 2018 г.
  6. ^ Канлифф, Том (1994). Полный яхт-мастер . Лондон: Adlard Coles Nautical. стр. 43, 45. ISBN 0-7136-3617-3.
  7. ^ "Sailing the seas of навигационный язык - блог OxfordWords". oxforddictionaries.com . 30 июня 2014 г. Архивировано из оригинала 6 июля 2014 г. Получено 19 апреля 2018 г.
  8. ^ "WORKING TO WINDWARD". Учебник мореходства. Первоначально опубликовано "SMITH & MCDOUGAL, ELECTROTYPERS"; цифровая копия размещена Ассоциацией исторических военно-морских судов. 1891. {{cite book}}: |website=проигнорировано ( помощь )
  9. ^ Джобсон, Гэри (2008-09-08). Основы парусного спорта. Саймон и Шустер. С. 46–48. ISBN 978-1-4391-3678-2.
  10. ^ Харрис, Уильям (2009-10-05). "Как работает ледовое плавание". HowStuffWorks . Получено 2022-02-28 .
  11. ^ Джетт, Стивен С. (2017). Древние океанские переходы: переосмысление аргументов в пользу контактов с доколумбовой Америкой. Издательство Алабамского университета. стр. 528. ISBN 9780817319397.
  12. ^ ab «Какая самая быстрая точка плавания?». 16 сентября 2020 г.
  13. ^ Кемп, Диксон (1882). Руководство по управлению яхтами и лодками. Х. Кокс. С. 97. fetch.
  14. ^ ab Bethwaite, Frank (2007). Высокопроизводительный парусный спорт . Adlard Coles Nautical. ISBN 978-0-7136-6704-2.
  15. ^ Batchelor, Andy; Frailey, Lisa B. (2016). Круизные катамараны — это просто: официальное руководство для курса ASA Круизные катамараны (ASA 114). Американская ассоциация парусного спорта. стр. 50. ISBN 9780982102541.
  16. ^ Кинг, Дин (2000). Море слов (3-е изд.). Генри Холт. стр. 424. ISBN 978-0-8050-6615-9.
  17. ↑ Люс, Стивен Бликер (1868). Морское дело, составленное из различных источников и иллюстрированное многочисленными оригинальными и избранными рисунками для использования Военно-морской академией США. Д. ван Ностранд. С. 190–472.
  18. ^ Джобсон, Гэри (1990). Тактика чемпионата: как любой может плыть быстрее, умнее и выигрывать гонки . Нью-Йорк: St. Martin's Press. С. 323. ISBN 0-312-04278-7.
  19. ^ Марчай, Калифорния (2002), Эффективность паруса: методы максимизации мощности паруса (2-е изд.), International Marine/Ragged Mountain Press, стр. 416, ISBN 978-0071413107

Библиография