Режим работы
пн - пт с 10:00 до 22:00
сб - вс с 9:00 до 22:00
позвонить +7(958)8136729
написать +7(958)8136729
 
2024.12.11 Как парусное судно движется против ветра. Виктор Гладышев

2024.12.11 Как парусное судно движется против ветра. Виктор Гладышев

Как парусное судно (парусный корабль, яхта, виндсерфер, кайтсерфер, сноукайтер, вингер) движется против ветра.

 

   В чем принципиальное отличие парусного судна от моторного? В чем сходство парусного судна и горнолыжника (сноубордиста), который рисует, словно шуточки, на склонах вираж (с)?

   Сила, которая двигает парусное судно и горнолыжника, направлена не в том направлении, в котором двигается объект. За исключением одного случая – когда парусное судно движется строго по ветру, т. е. курсом фордевинд, а лыжник едет с горы по направлению скатывающей силы, т. е. по кратчайшему расстоянию от вершины к подножью. И то, и другое бывает не часто.

   Многие ошибки начинающих виндсерферов и кайтеров вызваны именно непониманием того, как работает парус, куда он тянет, какова роль подводной части судна (или снаряда скольжения, если дело происходит зимой). Хотя то, что я сейчас рассказываю, обязательно присутствует в получасовой теоретической части на первом занятии и по виндсерфингу, и по сноукайтингу в Школе ветра.

   Если на пути потока воздуха (воды) мы поставим препятствие, то с одной стороны от препятствия возникнет область избыточного давления (в случае потока воздуха – это наветренная сторона), а с другой стороны (подветренной) возникнет область пониженного давления. Если в качестве препятствия будет парус или крыло, на этом парусе или крыле возникнет общая аэродинамическая сила (ОАС), действующая из области повышенного давления в область пониженного давления, и направленная почти перпендикулярно средней линии профиля паруса (насколько это «почти» близко к перпендикуляру, нам сейчас не важно).

   Взгляните на рис. 1.

Рис 1.jpgРис. 1

   Лодка здесь идет курсом галфвинд*, т. е. примерно 90 градусов к ветру.

   Представим ОАС как сумму двух сил: 1) одна действует в направлении диаметральной плоскости* (ДП) судна, и двигает лодку вперед, назовем ее силой тяги – Fт;

2) другая - в направлении перпендикулярном ДП, она заставляет лодку дрейфовать (двигаться перпендикулярно ДП), назовем эту силу силой дрейфа – Fд.

   Под действием силы тяги лодка довольно эффективно движется вперед, а под действием силы дрейфа слегка смещается в бок. Этому смещению активно мешает подводная форма корпуса лодки, а также шверт или фальшкиль, и перо руля. Зимой функцию препятствования дрейфу выполняют на льду канты лыж и сноуборда, на снегу – упор скользящей поверхности в снег.

   Как видно на рис. 1, сила, двигающая лодку вперед, меньше силы дрейфа даже на курсе галфвинд.

   А как изменится соотношение сил тяги и дрейфа, когда лодка изменит курс, и будет двигаться против ветра курсом бейдевинд*? Смотрим рис. 2.

Рис 2.jpgРис. 2

   Как мы видим, ОАС стала несколько меньше, т. к. парус перекрывает меньший воздушный поток, направлена ОАС по-прежнему перпендикулярно средней линии профиля, но соотношение проекций на направления тяги и дрейфа сильно изменилось. Сила тяги на курсе бейдевинд значительно меньше силы дрейфа. И она тем меньше, чем под более острым углом к ветру двигается наша лодка.
   Для каждого парусного судна существует предельный угол, на котором сила тяги сравняется с силой сопротивления всей надводной части, лодка перестанет двигаться в направлении ДП и будет только дрейфовать. Этот предельный угол зависит от характеристик и настроек паруса и корпуса лодки, а зимой – от характеристик и настройки кайта, сопротивления снаряда скольжения. Сила ветра, характер покрытия, мастерство рулевого, конечно, тоже влияют на предельный угол.

   Если, имея дело с парусом, начинающему яхтсмену или виндсерферу не всегда очевидно, куда тянет парус, и под каким углом к ветру его нужно поставить для эффективного движения вперед, то имея дело с кайтом, вы всегда знаете, куда направлена ОАС – она направлена туда, куда натянуты стропы.           Занимаясь сноукайтингом или кайтсерфингом, соотношение силы тяги и силы дрейфа вы всегда сможете определить по углам между стропами и ДП, и между стропами и перпендикуляром к ДП.

   Хочется остановиться еще на одном понятии парусного спорта –  понятии гоночный бейдевинд.

   Бейдевинд, это курс парусного судна менее 80 градусов к ветру. А курс гоночный бейдевинд – это курс, которым парусное судно максимально быстро выходит на ветер. Что это значит – выходит на ветер?

Если мы нарисуем ось Х перпендикулярно ветру, а ось Y в направлении на ветер – рис. 3, то «выход на ветер» - это увеличение координаты Y. Судно идет курсом гоночный бейдевинд, когда имеет самую большую проекцию своей скорости на ось Y, или максимально быстро набирает высоту (выходит на ветер), т. е. с максимальной скоростью приближается к точке, из которой дует ветер.

Рис 3.jpg

                                                                           Рис. 3

На рис. 3 лодка 1 идет полнее, и имеет бОльшую скорость, однако, проекция скорости на ось Y (Vy) меньше, чем у лодки 2, т. е. лодка 2 быстрее выходит на ветер, и ее курс ближе к курсу гоночный бейдевинд.

Измерением предельного угла (угла на котором лодка перестает двигаться вперед и только дрейфует) обычно никто не занимается, важен угол к ветру* на курсе гоночный бейдевинд (предельный угол меньше примерно на 5 градусов). Для учебных досок виндсерфинга гоночный бейдевинд – это 55-65 градусов, для гоночных досок класса Рейсборд* – примерно 45 градусов. Гоночные кайты зимой по быстрому покрытию (и летом с гидрофойлом) способны обеспечивать лавировочный угол 80 градусов (т. е. угол к ветру - 40 градусов).

*Если в этой статье вам встретились термины, значение которых хочется уточнить, это можно сделать в разделе Словарь терминов в футере сайта Школа ветра в Строгино windschool.ru 


11.12.2024

Возврат к списку