stringtranslate.com

Точка паруса

Точки плавания:
А. против ветра; заштриховано: «запретная зона», где судно может находиться «в кандалах».
B. Крутой бейдевинд (используется при движении с наветренной стороны)
 между B и C. Близкий вылет
C. Вылет
по ширине D. Широкий вылет
E. Движение по ветру

Точка парусности — это направление движения парусного судна под парусом относительно истинного направления ветра над поверхностью.

Основные точки парусности примерно соответствуют сегментам окружности по 45°, начиная с 0° прямо против ветра. Для многих парусных судов угол 45° по обе стороны от ветра является запретной зоной, где парус не может мобилизовать энергию ветра. Движение курсом как можно ближе к ветру — примерно 45° — называется биением , точкой парусности, когда паруса находятся на крутом бейдевинде . Под углом 90° к ветру судно находится на луче досягаемости . Точка парусности между биением и досягаемостью луча называется близким досягаемостью . Под углом 135° к ветру судно находится на широком расстоянии . Под углом 180° к ветру (плывя в том же направлении, что и ветер) судно движется по ветру . [1]

Данная точка паруса (биение, близкое расстояние, луч, широкое расстояние и движение по ветру) определяется относительно истинного ветра - ветра, ощущаемого неподвижным наблюдателем. Движущая сила и, следовательно, подходящее положение парусов определяются вымпельным ветром : ветром относительно наблюдателя на парусном судне. [1] [2] Вымпельный ветер представляет собой совокупный эффект скорости истинного ветра и скорости парусного судна. [1]

Парус с воздушным потоком, параллельным его поверхности, находясь под углом к ​​вымпельному ветру, действует по существу как крыло с подъемной силой, действующей перпендикулярно его поверхности. Парус, у которого вымпельный ветер перпендикулярен его поверхности, действует по существу как парашют , где доминирующей силой является сопротивление паруса. Когда парусное судно переходит от 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 вместе с боковой опрокидывающей силой. [1]

По обе стороны от истинного ветра существует зона под углом примерно 45 °, где парус не может создавать подъемную силу, называемая «запретной зоной». Угол, охватываемый запретной зоной, зависит от эффективности профиля парусов корабля и бокового сопротивления корабля на поверхности (от подводных крыльев , выносных опор или киля в воде, полозьев на льду или колес на суше ). Судно, остающееся в запретной зоне, замедлится до полной остановки — оно будет «в кандалах». [2]

Точки плавания

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

Парусник на трех точках парусности
Волны указывают истинное направление ветра . Флаг указывает видимое направление ветра . Истинный ветер также может указываться с помощью стационарного индикатора ветра (флага, ветроуказателя и т. д., не прикрепленного к лодке или какому-либо движущемуся объекту).

На ветер

Ледоходы, припаркованные в кандалах, с распущенными парусами и не вырабатывающие энергию, а развевающиеся, как флаг.

Диапазон направлений против ветра, в котором парусное судно не может плыть, называется запретной зоной. [3] Парусное судно не может плыть прямо против ветра или курсом, слишком близким к направлению , откуда дует ветер, поскольку паруса не могут создавать подъемную силу в этой запретной зоне. Судно, проходящее через запретную зону для смены галса с одного борта на другой, должно сохранять инерцию до тех пор, пока его паруса не смогут перехватить мощность на другой стороне. Если он останется в запретной зоне, он замедлится до полной остановки и окажется в кандалах . [4] Это называется пропущенным пребыванием . Чтобы восстановиться, этот корабль обычно должен вернуться на исходный курс и набрать достаточную скорость для завершения маневра. [5] [6] Протяженность запретной зоны зависит от эффективности парусов парусного судна и его сопротивления боковому движению в воде (с использованием киля или крыльев) на льду или на суше, обычно под углом между 30 и 50 градусов от ветра. [4]

Говорят, что судно, остановленное в запретной зоне, заковано в кандалы. Судно с квадратным вооружением в кандалах случайно застигнуто врасплох парусами, ударенными о мачту [7] или опрокинуто, если намеренно. [8] В любом случае остановившееся судно будет отброшено назад, что при правильном расположении руля направления позволяет судну выйти за пределы запретной зоны и возобновить движение вперед, как только паруса смогут потреблять энергию. [9] Ледяные лодки часто припарковывают в кронах с тормозом, приложенным к льду, чтобы предотвратить движение. Чтобы начать плавание, судно отводят в сторону и садятся на абордаж, как только парус набирает силу. [10]

Близконаправленный

Говорят, что парусное судно движется крутым бейдевиндом, когда его паруса плотно настроены и действуют по существу как крыло , полагаясь на подъемную силу, которая продвигает судно вперед по курсу, максимально близкому к ветру, насколько парус может обеспечить подъемную силу. Эта точка парусности позволяет паруснику двигаться против ветра, по диагонали к направлению ветра. [4]

Говорят , что чем меньше угол между направлением истинного ветра и курсом парусного судна, тем выше его направление . Судно, которое может держать курс выше или идти быстрее против ветра, считается более устойчивым к погодным условиям . [11] Защемление происходит, когда точка паруса судна приближается к запретной зоне, и его скорость резко падает. [4]

Плывем с наветренной стороны

Движение против ветра на гидроцикле с более (синий) и менее (красный) погодными условиями.

Чтобы плыть против ветра, парусное судно должно двигаться зигзагом поперек направления встречного ветра, что называется движением на ветер . Чем выше судно, которое может идти навстречу ветру, тем короче его «курс» до пункта назначения с наветренной стороны. [12] Двигаясь против ветра, судно поочередно дует с левого и правого борта (левый и правый галс). Переход с одного галса на другой путем изменения направления ветра называется поворотом или поворотом. [13]

Достижение

Судно, идущее с истинным ветром на боку (в определенных пределах), достигает . [4] Ветер обдувает поверхность паруса, создавая подъемную силу (как у крыла), необходимую для движения корабля. Поскольку в этой точке паруса подъемная сила превышает сопротивление, парусные суда достигают максимальных скоростей на расстоянии вылета. [12] Разнообразные высокопроизводительные парусные суда плывут быстрее всего на широком расстоянии, используя паруса с крутым бейдевиндом со скоростью, в несколько раз превышающей истинную скорость ветра. В зависимости от угла истинного ветра по отношению к курсу плавания, расстояние может быть близким , лучом или широким , как показано ниже:

Бег по ветру

При движении с ветром или перед ветром паруса генерируют энергию в основном за счет сопротивления (как парашют) при истинном ветре непосредственно позади парусника. [4] Парусное судно, идущее дальше по ветру, чем в ширину, не может развивать скорость выше истинного ветра.

Тем не менее, парусные суда с более высокими характеристиками достигают более высокой скорости, что хорошо для подветренной стороны, за счет плавания на той широкой дистанции, которая наиболее эффективна для этого конкретного судна, и поворота по мере необходимости. Более длинный курс компенсируется более высокой скоростью. Например, если судно плывет попеременно в направлениях на 45° от направления по ветру, оно проплывет в √ 2 (≈1,4) раза дальше, чем если бы оно шло прямо по ветру. Однако, пока он может плыть быстрее, чем в 1,4 раза превышает его мертвую скорость по ветру, непрямой маршрут позволит ему быстрее прибыть в выбранную точку. [14] [15]

Суда, движущиеся по ветру, увеличивают мощность парусов за счет увеличения общей площади, подвергаемой попутному ветру, иногда за счет установки парусов, которые хорошо подходят для этой цели, например, спинакера на судне с продольным вооружением. Другой метод - разместить стаксель с наветренной стороны (напротив главного паруса) - это называется «крыло на крыле» или один из нескольких других терминов - для продольного судна, идущего по ветру. [4] При слабом ветре на некоторых судах с квадратным вооружением могут устанавливаться шипованные паруса , паруса, выходящие наружу от реев , чтобы создать большую площадь парусности для точек парусности, от подветренной до близкой. [16] [17]

с подветренной стороны

Паруса для продольной и квадратной оснастки, используемые с подветренной стороны.

Истинный ветер против вымпельного ветра

Истинный ветер ( V T ) в сочетании со скоростью парусного судна ( V B ) дает скорость вымпельного ветра ( V A ); скорость воздуха, которую испытывают приборы или экипаж движущегося парусного судна. Кажущаяся скорость ветра обеспечивает движущую силу парусов в любой заданной точке паруса. Вымпельный ветер равен истинной скорости ветра для остановившегося судна; в некоторых точках движения она может быть выше истинной скорости ветра или может быть медленнее, например, когда парусное судно движется против ветра. [18]

Влияние вымпельного ветра на парусное судно в трех точках хода

Парусное судно А идет крутой бейдевинд. Парусное судно B находится на расстоянии луча. Парусное судно C широко распространено.
Скорость лодки (черным цветом) создает равную и противоположную составляющую вымпельного ветра (не показана), которая добавляется к истинному ветру и становится вымпельным ветром.

Скорость парусников в воде ограничена сопротивлением, возникающим в результате сопротивления корпуса в воде. Ледяные лодки обычно имеют наименьшее сопротивление движению вперед среди всех парусных судов; [2] следовательно, парусная лодка испытывает более широкий диапазон углов вымпельного ветра, чем ледяная лодка, скорость которой обычно достаточно велика, чтобы вымпельный ветер дул от нескольких градусов в одну сторону от ее курса, что требует плавания с парусом, накрытым. в большинстве точек плавания. На обычных парусных лодках паруса настроены так, чтобы создавать подъемную силу в тех точках паруса, где можно совместить переднюю кромку паруса с вымпельным ветром. [4]

Для парусной лодки точка 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 крена. Подвесу, эффекту бокового движения лодки по воде, можно противодействовать с помощью киля или других подводных крыльев, включая шверт, шверт, скег и руль направления. Боковая сила также вызывает кренение парусной лодки, которому сопротивляются форма и конфигурация корпуса (или корпусов, в случае катамаранов) и вес балласта, а также может противостоять вес экипажа. Когда лодка поворачивается против ветра, боковая сила и силы, необходимые для сопротивления ей, уменьшаются. [19] На ледовых лодках и песчаных яхтах боковым силам противодействует боковое сопротивление лопастей на льду или колес на песке, а также их расстояние друг от друга, что обычно предотвращает крен. [14]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ abcd Русманьер, Джон (7 января 2014 г.). Аннаполисская книга мореплавания . Смит, Марк (Марк Э.) (Четвертое изд.). Нью-Йорк. стр. 47–9. ISBN 978-1-4516-5019-8. ОСЛК  862092350.{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)
  2. ^ abcd Кимбалл, Джон (2009). Физика парусного спорта. ЦРК Пресс. п. 296. ИСБН 978-1466502666.
  3. ^ Канлифф, Том (2016). Полный дневной шкипер: шкипер с уверенностью с самого начала (5-е изд.). Издательство Блумсбери. п. 208. ИСБН 9781472924186.
  4. ^ abcdefgh Джобсон, Гэри (2008). Основы парусного спорта. Нью-Йорк: Саймон и Шустер. стр. 72–75. ISBN 9781439136782.
  5. ^ «Условия плавания, которые вам нужно знать» . asa.com . 27 ноября 2012 года . Проверено 19 апреля 2018 г.
  6. ^ Канлифф, Том (1994). Полный яхтсмен . Лондон: Адлард Коулз Наутикал. стр. 43, 45. ISBN. 0-7136-3617-3.
  7. ^ «Плавание по морям морского языка - блог OxfordWords» . oxforddictionaries.com . 30 июня 2014 года. Архивировано из оригинала 6 июля 2014 года . Проверено 19 апреля 2018 г.
  8. ^ «РАБОТА НА НАВЕТРО» . Учебник мореплавания. Первоначально опубликовано издательством «SMITH & MCDOUGAL, ELECTROTYPERS»; цифровая копия опубликована Ассоциацией исторических военно-морских кораблей. 1891. {{cite book}}: |website=игнорируется ( помощь )
  9. ^ Джобсон, Гэри (8 сентября 2008 г.). Основы парусного спорта. Саймон и Шустер. стр. 46–48. ISBN 978-1-4391-3678-2.
  10. ^ Харрис, Уильям (05 октября 2009 г.). «Как работает ледовый спорт». Как это работает . Проверено 28 февраля 2022 г.
  11. ^ Джетт, Стивен С. (2017). Древние переходы через океан: новый взгляд на контакты с доколумбовой Америкой. Издательство Университета Алабамы. п. 528. ИСБН 9780817319397.
  12. ^ ab «Какая самая быстрая точка плавания?». 16 сентября 2020 г.
  13. ^ Кемп, Диксон (1882). Руководство по плаванию на яхте и лодке. Х. Кокс. стр. 97. принести.
  14. ^ аб Бетвейт, Фрэнк (2007). Высокопроизводительный парусный спорт . Адлард Коулз Наутикал. ISBN 978-0-7136-6704-2.
  15. ^ Бэтчелор, Энди; Фрейли, Лиза Б. (2016). Круизные катамараны — это просто: официальное руководство для курса круизных катамаранов ASA (ASA 114). Американская ассоциация парусного спорта. п. 50. ISBN 9780982102541.
  16. ^ Кинг, Дин (2000). Море слов (3-е изд.). Генри Холт. п. 424. ИСБН 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. стр. 190–472.
  18. ^ Джобсон, Гэри (1990). Тактика чемпионата: как любой может плыть быстрее, умнее и выигрывать гонки . Нью-Йорк: Пресса Святого Мартина. стр. 323. ISBN 0-312-04278-7.
  19. ^ Маршай, Калифорния (2002), Характеристики паруса: методы максимизации мощности паруса (2-е изд.), International Marine/Ragged Mountain Press, стр. 416, ISBN 978-0071413107

Библиография