Zašto jedrilica može ploviti protiv vjetra? Kako radi jedro Napredovanje protiv vjetra. Tacking

Kretanje jedrilice na vjetru zapravo je određeno jednostavnim pritiskom vjetra na njeno jedro, gurajući brod naprijed. Međutim, istraživanje u aerotunelu pokazalo je da plovidba uz vjetar izlaže jedro složenijem skupu sila.

Kada dolazni zrak struji oko konkavne stražnje površine jedra, brzina zraka se smanjuje, dok se pri strujanju oko konveksne prednje površine jedra ta brzina povećava. Kao rezultat, na stražnjoj površini jedra formira se područje visokog pritiska, a na prednjoj površini niskog pritiska. Razlika pritiska na dvije strane jedra stvara vučnu (gurajuću) silu koja pomiče jahtu naprijed pod uglom u odnosu na vjetar.

Jedrilica koja se nalazi približno pod pravim uglom u odnosu na vjetar (u nautičkoj terminologiji, jahta je vezana) kreće se brzo naprijed. Jedro je podložno vučnim i bočnim silama. Ako jedrilica plovi pod oštrim kutom prema vjetru, njena brzina se usporava zbog smanjenja vučne sile i povećanja bočne sile. Što je jedro više okrenuto prema krmi, jahta se sporije kreće naprijed, posebno zbog velike bočne sile.

Jedrilica ne može ploviti direktno u vjetar, ali se može kretati naprijed tako što pravi niz kratkih cik-cak pokreta pod uglom u odnosu na vjetar, koji se nazivaju zavojima. Ako vjetar puše na lijevu stranu (1), za jahtu se kaže da plovi na lijevoj strani, a ako puše udesno (2), kaže se da plovi na desnom boku. Kako bi brže prešao udaljenost, jahtaš pokušava povećati brzinu jahte do granice prilagođavanjem položaja njenog jedra, kao što je prikazano na slici ispod lijevo. Da bi se minimiziralo odstupanje u stranu od ravne linije, jahta se kreće, mijenjajući kurs s desne strane na lijevo i obrnuto. Kada jahta promijeni kurs, jedro se baca na drugu stranu, a kada se njena ravnina poklopi sa linijom vjetra, neko vrijeme vijori, tj. je neaktivan (srednja slika ispod teksta). Jahta se nalazi u takozvanoj mrtvoj zoni, gubi brzinu dok vjetar ponovo ne napuhne jedro iz suprotnog smjera.

Međuokružna naučno-praktična konferencija “Korak u budućnost”

Sekcija: fizika

Tema: “Fizika kretanja jedrilice”

Rukovodilac: Buholtseva O.V., nastavnik fizike

Opštinska obrazovna ustanova srednja škola br. 11, Severobajkalsk

Severobaykalsk

Želimo da obratimo pažnju na relevantnost treninga za početnike: 2

Novost 3

Jahte Severobajkalska 3

fizika 4

Pokretna snaga vjetra 4

Bernulijev zakon 4

Kurs džibe 5

Gulfwind kurs 6

Lokacija težine i interakcija vode i trupa 7

Uzdužna raspodjela težine. Začinjeni kursevi 8

Uzdužna raspodjela težine. Završite kurseve 8

Bočna raspodjela težine s vjetrom u leđa 9

Poprečna raspodjela težine s vjetrom u leđa i talasom 9

Zaključak 11

Plovimo već 10 godina. Prvo smo jedrili na Optimistima, vremenom smo stekli iskustvo i počeli jedriti na jahtama klase Luch-mini i Cadet. Sada, postavši stariji i još iskusniji, možemo upravljati jahtom standardne klase Luch i plovilima za krstarenje. Učestvovao na regionalnim regatama u Severobajkalsku, Bratsku i Ust-Ilimsku. Više puta su osvajali nagrade i bili pobjednici.

Želimo da obratimo pažnju na relevantnost treninga za početnike:

Ljeti, u kampu Baikal Regatta, mi, "starci", podučavamo jedrenje početnike. Vrijeme obuke je 21 dan. I ovdje budući jahtaš razumije koliko je važno znanje fizike, a ne intuicija. Uostalom, svaki "početnik" vjeruje da je glavna stvar u kretanju vjetar, a po mogućnosti i zadnji vjetar. Ovo je prva i velika greška. A ima ih mnogo. Stoga je cilj našeg rada izrada priručnika za proučavanje fizike kretanja jedrilice.

Da bismo postigli cilj, moramo riješiti sljedećezadataka :

1. 
   Razmotrite vrste jahti koje su dostupne u Severobaykalsku.
2. 
   Proučite prirodu kretanja jahte.
3. 
   Izazovite tačku gledišta pridošlica da je vjetar u leđa najvažnija stvar.
4. 
   Proučite kako postavljanje težine utiče na brzinu jahte.
5. 
   Razmotrite utjecaj fizičkih karakteristika vode na brzinu jahte.

Metode rješavanja problema:

1. 
   Prikupljanje i analiza informacija.
2. 
   Intervju i anketa.
3. 
   Izvršite proračune.
4. 
   Sastavljanje tabela.
5. 
   Testiranje jahte.

Novitet

U knjigama i na web stranicama postoji opis fizike kretanja jahte, ali u svim ovim materijalima svaki faktor koji utječe na kretanje jahte, odnosno interakcija vjetra s jedrom, raspodjela težine na jahti, interakcija vode sa trupom, razmatra se odvojeno, što je, po našem mišljenju, pogrešno. Uostalom, da bi pobijedio, jahtaš mora spojiti ova tri faktora u jednu cjelinu.

Jahte Severobajkalska

Postoje neke klase jahti koje su dostupne u Severobajkalsku, kao što su:

Ime	Displacement	Dužina	Windage	Posada
zraka	≈ 160 kg	4,23 m	7,05 m2	1 osoba
Optimist	uzgona u slučaju opasnosti od najmanje 90 litara	≈ 2,3 m	3,33 m2	1 osoba
Finn	107 kg	4.50m	10 m2	1 osoba
Kadet	95kg	3,22 m	9,41 m2	2 osobe
Assol	630kg	5,53m	13,66 m2	4 osobe

http://minitonnik.com.ua/?q=node/126

fizika

Pokretačka snaga vjetra

Kretanje jahte nastaje zbog činjenice da vjetar komunicira s jedrom. Analiza ove interakcije dovodi do neočekivanih rezultata za mnoge početnike. Ispostavilo se da se maksimalna brzina uopšte ne postiže kada vetar duva direktno odostraga, a želja za „čudnim vetrom“ ima potpuno neočekivano značenje.

I jedro i kobilica, kada su u interakciji sa strujom zraka ili vode, stvaraju uzgonu, stoga, kako bi se optimizirao njihov rad, može se primijeniti teorija krila.

Bernulijev zakon

Protok zraka ima kinetičku energiju i, u interakciji s jedrima, sposoban je pomicati jahtu. Rad i jedra i krila aviona opisan je Bernoullijevim zakonom, prema kojem povećanje brzine protoka dovodi do smanjenja pritiska. Prilikom kretanja u zraku, krilo dijeli tok. Dio ide oko krila odozgo, dio odozdo. Krilo aviona je dizajnirano tako da se protok zraka preko vrha krila kreće brže od strujanja zraka ispod dna krila. Kao rezultat toga, pritisak iznad krila je mnogo niži nego ispod. Razlika pritiska je podizanje krila.

Jedro može pomicati jahtu samo ako je pod određenim uglom u odnosu na tok i skreće ga. Ostaje pitanje: koliki je dio podizanja zbog Bernoullijevog efekta, a koliki je rezultat skretanja strujanja. Prema klasičnoj teoriji krila, uzgon nastaje isključivo kao rezultat razlike u brzinama strujanja iznad i ispod asimetričnog krila. Dobro je poznato da je simetrično krilo sposobno stvoriti uzgon ako je postavljeno pod određenim uglom u odnosu na strujanje. U oba slučaja, ugao između linije koja spaja prednju i stražnju tačku krila i smjera strujanja naziva se napadni ugao.

Dizanje se povećava sa povećanjem napadnog ugla, ali ovaj odnos funkcioniše samo pri malim vrednostima ovog ugla. Čim napadni ugao pređe određeni kritični nivo i protok stane, na gornjoj površini krila nastaju brojni vrtlozi, a sila uzgona naglo opada.

Jedro, koje je pod uglom u odnosu na strujanje vazduha, odbija ga. Dolazeći kroz „gornju“, zavjetrinu stranu jedra, zračni tok putuje dužom putanjom i, u skladu s principom kontinuiteta strujanja, kreće se brže nego s vjetrovito, „donje“ strane. Kao rezultat toga, pritisak na zavjetrinoj strani jedra je mnogo manji nego na vjetrovitoj strani.

Kurs za džib

Kada se krećete po kursu jibe Kada je jedro postavljeno okomito na smjer vjetra, stepen povećanja pritiska na vjetrovitoj strani je veći od stupnja smanjenja pritiska na zavjetrini, drugim riječima vjetar više gura jahtu, nego vuče. Kako se jahta oštrije okreće prema vjetru, ovaj omjer će se mijenjati. Dakle, ako vjetar puše okomito na kurs jahte, povećanje pritiska na jedro na vjetrovitoj strani ima manji utjecaj na brzinu nego smanjenje pritiska na zavjetrini. Kao rezultat, sa ovim kursom, jedro više vuče jahtu nego što je gura.

Jahtaši znaju da jibe nije najbrži kurs. Ako vjetar iste jačine duva pod uglom od 90 stepeni u odnosu na smjer, jahta se kreće mnogo brže. Na jibe kursu, sila kojom vjetar pritiska jedro ovisi o brzini jahte. Kako brzina raste, pritisak na jedro opada i postaje minimalan kada jahta dostigne maksimalnu brzinu. Maksimalna brzina na jibe stazi je uvijek manja od brzine vjetra. Razloga za to je nekoliko: prvo, trenje; prilikom svakog kretanja dio energije se troši na savladavanje raznih sila koje ometaju kretanje. Ali glavna stvar je da je sila kojom vjetar pritiska jedro proporcionalna kvadratu brzine prividnog vjetra, a brzina prividnog vjetra na jibe kursu jednaka je razlici između brzine vjetra pravi vjetar i brzina jahte.

Gulfwind kurs

Sa gulfwind kursom (na 90º prema vjetru), jedrilice se mogu kretati brže od vjetra. Napomenimo samo da na gulfwind kursu sila kojom vjetar pritiska jedra u manjoj mjeri ovisi o brzini jahte

.

Postavljanje težine i interakcija vode i trupa

Korisno je da svi obrate pažnju na učinak koji raspodjela težine ima u datoj situaciji. Svaki put kada se ponudimo da razgovaramo o postavljanju jahte, početnici su sigurni da ćemo razgovarati o špaliru i jedrima. Ali postoji područje koje se rijetko pamti - ovo je položaj trupa u vodi - kako "uravnotežiti", "urediti brod", "pravilno rasporediti balast na brod".

Očigledno, pravilna raspodjela težine može igrati odlučujuću ulogu u određivanju završne pozicije jahte. Ovaj problem se može riješiti prebacivanjem težine na jednu ili drugu tačku na jahti.

Glavni princip balansiranja jahte je pronaći ravnotežu sila koje djeluju na trup i održati položaj trupa u stanju koje će omogućiti maksimalnu brzinu pod određenim vremenskim uvjetima.

Uzdužna raspodjela težine. Začinjeni kursevi

1. 
   Lagani povjetarac

Što se jahta sporije kreće, veća je vjerovatnoća turbulentnih vrtloga na krmi. Situacija se može ispraviti istovarom krme, odnosno pomicanjem utega bliže pramcu.

Čest problem kod slabih vjetrova je smanjena sklonost čamca da se nagne. Zbog toga je teško pratiti promjene u podizanju i ostati što bliže vjetru. Pri slabom vjetru, položaj jedara i opreme smanjuje sklonost kotrljanja i ostavlja nautičare bez osjećaja na koji su navikli. Klasično rješenje ovog problema je naginjanje jahte u zavjetrinu kako bi se promijenio oblik podvodnog dijela i povećala sklonost kotrljanja. Nažalost za većinu trupova ovaj korak povećava vlažnu površinu trupa i također povećava otpor krme i posljedično smanjuje brzinu jahte. Ako umjesto toga prebacite svoju težinu prema naprijed i opteretite nos, centar bočnog otpora će se pomjeriti naprijed, tendencija adukciji će se povećati, a površina vlažne površine će ostati ista. Očigledno, korištenjem pete prema vjetru, kormilar jednostavno povećava otpor trupa.

1. 
   Svjež povjetarac

Pazite da krma ne padne prenisko u vodu i da se pramac izdiže iznad vode, to će smanjiti dužinu vodene linije. Obično se krećem naprijed malo po malo dok ne osjetim da je čamac na kursu, a onda se pomjerim malo nazad. Na gumenjaku s potporom možete prebaciti težinu unazad, to će povećati brzinu, ali smanjiti oštrinu kursa. Osim toga, ovaj način kretanja omogućit će vam da podignete nos iznad površine kako biste izbjegli sudar trupa s valom.

Uzdužna raspodjela težine. Puni kursevi

1. 
   Lagani povjetarac

Princip ostaje isti: minimizirajte vlažnu površinu. U ovoj situaciji teži nautičar može imati prednost jer može gurati pramac dalje u čamac, iako se u većini slučajeva vjeruje da što je nautičar lakši, to će bolje upravljati malom jahtom.

Dužina vodene linije je jedan od najvažnijih parametara koji određuje brzinu deplasmanskih trupa. Kao rezultat produbljivanja pramca, krma se može podići, a to će naglo smanjiti dužinu vodene linije. (Kod slabih vjetrova, dužina vodene linije je manje važna od vlažne površine.) Ako sedite udobno, velike su šanse da niste dovoljno napredovali. Pogledajte vodu na krmi: ako vidite turbulenciju u struji, idite naprijed.

1. 
   Srednji vjetar

Pomaknite se naprijed ako čamac prestane da plovi, i vrati se ako brod krene u avion. Jednog dana je moj stari prijatelj rekao da se seća važnog pravila: sedi što bliže krmi... Mislim da je zaboravio važan dodatak: sve dok tok od pozadi bude glatki, bez turbulencija. To je bio razlog katastrofalnog finiša, nakon što su on i njegov brat prošli cijelu trku sjedeći jedan naspram drugog na samoj krmi. Uspjeh u utrci zahtijeva održavanje delikatne ravnoteže između prednjeg i stražnjeg opterećenja.

Ako uzmete u obzir efekat koji stvaraju valovi, kretanje naprijed i nazad može uvelike pomoći u održavanju planiranja.

1. 
   Jak vjetar

Postavite se što bliže krmi - to će pomoći da pramac bude viši iznad vode i smanjiti vjerojatnost da trup udari u val. Nažalost, to ponekad nije dovoljno.

Bočna raspodjela težine uz vjetar u leđa

1. 
   Lagani vjetar

Neki ljudi vjeruju da jahta uvijek treba ploviti s malom listom, posebno na laganim valovima. Mi smo zagovornici naginjanja u zavjetrinu. Ako brzina iznenada naglo padne pri susretu s valom ili zalazećim vjetrom, jahta koja plovi s listom i dalje ima priliku malo ubrzati. Da biste to učinili, dovoljno ga je izravnati.

Ako je vjetar dovoljno jak, možete izvesti sljedeći trik dok se vrtite.

Pomaknite se naprijed što je više moguće i nagnite čamac nekoliko stupnjeva prema vjetru, držeći kormilo na željenom kursu. U početku ćete osjetiti lagano povlačenje od kormila, ali čim središnja ploča počne stvarati podizanje, pritisak će se smanjiti i kormilo će postati lagano, neutralno i postavljeno u željenom smjeru. Ovo skretanje je također vrlo efikasno jer vam omogućava da dobijete dodatnu visinu niz vjetar. Ali budite oprezni: ako se tokom takvog manevra pojavi val koji smanjuje brzinu, učinak može biti katastrofalan.

1. 
   Srednji vjetar

Tipičan problem kada se vjetar pojača je stalna peta, što povećava sklonost kotrljanja. Da biste to nadoknadili, morate stalno naginjati volan. To je kao da vučete kantu iza krme. Oštrica kormila najveća je kočnica na jahti. Prilikom okretanja, lopatica kormila radi efikasnije ako je krma podignuta iznad vode. Spuštanje pramca u vodu čini okretanje prema vjetru još efikasnijim.

Na modernim jahtama postoje mnoge tehnike koje se mogu koristiti za smanjenje sklonosti ka prevrtanju. Ali ako nagib jahte postavite prema vjetru, problem će nestati.

Bočna raspodjela težine s vjetrom u leđa i valovima

Backstay

Prilikom jedrenja punim kursom u teškom moru, oblik trupa treba koristiti kako bi se olakšala kontrola jahte. Da biste zajahali prolazni val i spriječili pretjerano kotrljanje, potrebno je oštro pomjeriti volan, a to smanjuje šanse za uspjeh.

Falling off

Ako uzmemo u obzir sile koje djeluju na čamac, postaje jasno zašto pramac čamca ide u vodu kada potone. Kotrljanje stvara silu podizanja na volanu, što uzrokuje potonuće nosa i otežava otpadanje. Da bi se to nadoknadilo, glavni plašt se mora olabaviti i pramac će se početi kretati niz vjetar. Fina korekcija kursa se može uraditi pomoću volana. Tokom okreta, bolje je prebaciti težinu ekipe unazad; Kao rezultat toga, nos će se podići, a to će pomoći vjetru da ga okrene u željenom smjeru.

Tack

Znam iz iskustva u plovidbi malim gumenjacima da brzina može drastično pasti tokom skretanja. Jedan od razloga za to je kretanje kormilara u kokpitu. Zaranjajući ispod strele tokom skretanja, kormilar se pomera unazad, spušta krmu i ona počinje da deluje kao dobra kočnica. Situaciju možete ispraviti ako hodate oko naramenica okrenutim unazad. Istovremeno, težište se ne pomera toliko unazad, jer je „peta tačka oslonca“ teža od glave! Ovo je efikasan manevar, ali budite oprezni kada izbjegavate bum i nemojte se previše savijati – jedan pokret vaše noge i efekat vaše akcije nestaje. (Prilikom pripreme teksta ova preporuka je izazvala ozbiljne sumnje. Uostalom, pri prelasku okrenutim unazad, kormilar gubi orijentaciju i kontrolu nad onim što se dešava okolo. Pozivamo čitaoce da sami donesu odluku o tome koji je metod bolji. - Napomena prevodilaca .)

Dakle, kako rasporedimo težinu:

Lagani povjetarac	Srednji vjetar	Svjež povjetarac
· Krećite se naprijed dok se ne osjećate ugodno; · nemojte naginjati jahtu u zavjetrinu, bolje je ići naprijed.	· zapamtite da je volan kočnica. Pokušajte da ga držite u srednjem položaju, promijenite kurs radeći s jedrima; · čim jahta počne da planira, pomeri se nazad, čim jahta pređe u deplasman, pomeri se napred; · pri padu pomaknite se nazad, započnite manevar otpuštanjem čaršava.	· na punim kursevima, držite pramac jahte što je više moguće iznad vode; · na oštrim kursevima, ako se pomaknete previše unazad, jahta će usporiti krmom, a ako se pomaknete previše naprijed, jahta će skretati na valu.

Glavni faktor koji sprečava povećanje brzine je trenje. Dakle, jedrilice sa malim otporom na kretanje mogu postići brzine mnogo veće od brzine vjetra, ali ne na jibe kursu. Na primjer, čamac, zbog činjenice da klizaljke imaju zanemariv otpor klizanja, može ubrzati do brzine od 150 km/h uz brzinu vjetra od 50 km/h ili čak manje.

Zaključak

zaključak: grad Severobaikalsk nalazi se na obali Bajkalskog jezera, u akvatoriju se nalazi jedini jaht klub u Burjatiji, koji je lokalna atrakcija za turiste i školarce. Tokom kratkog sjevernog ljeta, mnogi od njih sanjaju da nauče jedriti na jahtama. Dok se proučavanje opreme jahte može obaviti na obali, teorijski kurs fizike kretanja jahte je teško savladati. A ovaj priručnik pomoći će svima da pravilno rasporede težinu, podese jedro i odaberu kurs prema svojim fizičkim karakteristikama i vještinama.

§ 61. Upotreba jedra.

U praksi upravljanja malim motornim plovilima na moru i rijeci, postoje brojni primjeri gdje je i najprimitivnije jedro, napravljeno od „improviziranih“ sredstava dostupnih na plovilu, dozvoljavalo mali samohodni brod, koji je izgubio sposobnost samostalno se kretati, uspješno završiti putovanje bez vanjske pomoći.

Nautičar hobi mora dobro razumjeti kako radi jedro i kako napraviti jednostavnu opremu za jedrenje u slučaju da mehanički motor čamca pokvari, ostane bez goriva ili vanbrodski motor padne preko palube, kao i u slučaju da je propeler oštećen. ili izgubljen.

Kombinacija opreme za jedrenje s motorom povećava turističke mogućnosti plovila. Uz pomoć jedra, hitni brod se može dovesti do baze ili do najbližeg naseljenog mjesta.

1. Djelovanje jedra.

Pritisak strujanja zraka na površini jedra pokreće brod. Smjer ovog kretanja ovisi o položaju jedra u odnosu na smjer vjetra. Tačka primjene rezultante svih sila pritiska vjetra na jedro naziva se središte jedra - CPU.

Rice. 137. Sile koje djeluju na jedro i brod kada vjetar dolazi iz uglova pramca

Ako je jedro produženo duž središnje linije broda, tada je sila pritiska vjetra A(Sl. 137) bi nagnuo brod, ali ga ne bi pomaknuo naprijed. Ali ako je ravnina jedra postavljena pod određenim uglom u odnosu na smjer vjetra, tada je sila A može se razložiti na dvije komponente B I IN. Prvi "radi", a drugi "klizi" duž jedra (vidi sliku 137, a i 138, A).

Svaka posuda ima sposobnost da se odupre bočnom smicanju u vodi - ima takozvani bočni otpor i njegov centar - CBS- obično se nalazi blizu sredine broda u njegovom podvodnom dijelu i približno na istoj vertikalnoj liniji sa CPU(Sl. 139). Prenos sile B V CBS, zanemarujući kotrljanje i brojanje CBS fiksna tačka, može se proširiti B na dvije komponente T I D. Prvi vuče brod naprijed duž središnje ravni, a drugi teži da pomjeri brod u stranu, stvarajući mu zanošenje (vidi sliku 137, b). Količina zanošenja ovisi o obliku podvodnog dijela plovila i kutu između smjerova središnje ravnine DP brod i vetar. Ovo se može provjeriti konstruiranjem dijagrama sila za nekoliko pozicija. Što je manji ugao između DP i smjer vjetra, to je veća sila A i manje snage T(vidi sliku 138, A i b).

Rice. 138. Sile koje djeluju na jedro i brod na vjetru iz uglova krme

Ako plovilo ima jako razvijene uzdužne ravnine pod vodom (bokovi, ugaone brade, kobilica, kormilo), onda je pomak plovila u stranu beznačajan. Ako je plovilo ravnog dna, neopterećeno i široko, onda je BS beznačajan i zanos je veliki. Dakle, plovila prvog tipa, na primjer, jahte ili čamci s kobilicom, mogu se kretati naprijed pod uglom do 40-30° u odnosu na smjer vjetra, računajući od pramca, a čamci i čamci s ravnim dnom samo kada vjetar je sa krme, odnosno pod uglovima vjetra od najmanje 120° u odnosu na središnju ravninu.

Rice. 139. Položaj centra jedra u odnosu na centar bočnog otpora

Najpovoljniji položaj jedra u bilo kojem smjeru vjetra je onaj u kojem ravnina jedra prepolovi kut između DP i vetar (vidi sliku 137, A, 138, a). U praksi jedro treba postaviti tako da ugao I bude nešto manji od ugla II.

Ako CPU vertikalno poklapa sa CBS, tada se brod kreće naprijed bez pomoći kormila. Međutim, u pokretu CBS blago se pomiče prema pramcu ili krmi, pa će stoga brod u kretanju uvijek skrenuti s kursa svojim pramcem prema vjetru ili niz vjetar. Obično se veruje da jedrenjak, pod uticajem šora ili bez kormila, mora i sam, pod uticajem jedra, „zakinuti“ ili „doći na vetar“, odnosno okrenuti pramac protiv njega. Tada će učinak vjetra prirodno prestati. Stoga su jarbol i jedro na brodu postavljeni tako da CPU je uvijek bio nešto na krmi (vertikalno) od CBS. To se postiže proračunom na crtežu ili eksperimentalno na vodi (vidi sliku 139). Međutim, za brodove koji mogu ploviti samo uz povoljne vjetrove, CPU treba da se nalazi u nosu od CBS. Tada će se, tokom oluje, brod sam udaljiti od njega, odnosno težiti da „padne u vjetar“. Ovo je sigurnije i olakšava brzo uvlačenje jedra u slučaju pojačanog vjetra, čak i ako je kontrola kormila napuštena da se to učini.

2. Osnovni pojmovi.

Ovisno o smjeru vjetra u odnosu na DP i bokova plovila, za pravila plovidbe plovilom prihvaćeni su sljedeći uvjeti.

Strana okrenuta prema vjetru naziva se vjetrom. Strana okrenuta od vjetra naziva se zavjetrina. Pokret s vjetrom koji puše na desnu stranu naziva se desni bok, dok se plovidba prema lijevoj strani naziva lijevim gazom. Pravi dio jedrenja naziva se tack.

Kretati se prema meti prema vjetru, koja se nalazi na strani sa koje vjetar duva, znači izdići se; kretati se prema cilju u zavjetrini - spustiti se; jedrenjak ne može ploviti direktno protiv vjetra, mora ići u cik-cak, ležeći ili na desnoj ili na lijevoj špici. Ovaj pokret se zove tacking.

Vjetar koji puše iz uglova pramca u sektoru od 0-85° naziva se bliski; kažu: "Brod je blizak" (desni ili lijevi palac). Vjetar koji puše na brodu (85-95°) naziva se zaljevski vjetar; kažu: “Brod plovi na zaljevski vjetar ili na pola vjetra” (desni ili lijevi pav). Vjetar koji puše iz uglova krmenog kursa (95-170°) naziva se stražnji držač; oni kažu: „Brod ide u zadnju stranu“ (desni ili lijevi konac). Vjetar koji puše direktno sa krme (175° lijevo - 175° desna strana) naziva se gybe; Kažu: "Brod se vrti." Prianjanje nije zabilježeno. Što je veći ugao između smjera vjetra i DP,što veći vjetar postaje „puniji“, što je manji, vjetar i kurs su „strmiji“.

3. Postavljanje jedara i upravljanje jedrilicom.

Postavljanje jedara treba biti u skladu sa smjerom vjetra. Kosa jedra se po pravilu podižu tako što se plovilo s pramcem postavlja protiv vjetra („prema vjetru“, „prema vjetru“). Ravno jedro je podignuto, postavljajući brod na vjetar. Ako vjetar spriječi postavljanje jedra blizu obale, trebate okrenuti brod ili se udaljiti od obale. Prvo se postavlja glavno jedro, otpuštajući plahtu. Kada se halyard izvuče na odredište, oni zatežu plahtu i počinju upravljati kormilom, postavljajući ga na željeni kurs. Nakon toga, flomaster se postavlja i zateže mu zavjetrinu.

Glavno jedro i stalak pod utjecajem vjetra pritiskaju odgovarajući vrh plovila. Ako su ove sile nejednake, onda brod teži da se okreće oko sebe CBS, jure ili otpada. Prilikom plovidbe po ravnom kursu uz bočni vjetar, potrebno je podesiti oba jedra zatezanjem limova tako da brod plovi ravno s ravnim kormilom. Ako i dalje postoji želja da padne ili zaroni, potrebno je kormilom poravnati brod na kursu. Međutim, moguće je postići uravnoteženo djelovanje jedara pomicanjem tereta ili ljudi duž čamca. Ako pramac ide u vjetar, natovarite pramac; ako ide u vjetar, napunite krmu.

Ne možete stajati u čamcu dok plovite. Svi treba da sjede na sjedištima na vjetrovitoj strani, ili pri jakom vjetru, na dnu okrenutom prema jedru (tj. na vjetrovitoj strani). Nautičar amater prilikom plovidbe mora održavati disciplinu na brodu, a samo na njegovu komandu smije se kretati po brodu ili obavljati ovaj ili onaj posao. Oprema ne bi trebala biti razbacana u neredu unutar plovila, treba je smjestiti u uvale. Listovi moraju biti čisto ispravljeni; glavni lim i lim za krak treba držati rukom; Zabranjeno ih je preklapati na patke.

U krajnjem slučaju, napravite jedan ili dva okreta i držite kraj za trčanje u rukama.

Tereti, alati i druge stvari moraju biti spremljeni tako da se prilikom kotrljanja broda ne mogu pomicati i ne ometaju rad jedara, promatranje naprijed i ispumpavanje vode. Jarke moraju biti umotane tako da se u slučaju jakog udara odmah mogu pustiti.

Ako se brod snažno naginje na vjetru, onda kada je vjetar sa strane ili s pramca, plahte treba olabaviti, a zatim ih "iznijeti na vjetar", za što bi kormilo broda trebalo postaviti gotovo nasuprot vetar, sa rastavljenim plahtama. Pri plovidbi uz stražnji vjetar opasno je “dovođenje vjetra” po jakoj oluji, pa je bolje ukloniti glavno jedro i nastaviti plovidbu ispod flomastera. Kada se plovi usko vuče, korisno je donekle opteretiti pramac, u u ovom slučaju plovilo bolje sluša kormilo i jedra.Ako treba da bude strmiji prema vjetru, tada treba podići glavni lim i malo spustiti lim floka, ali ne treba dozvoliti da jedra „metu“ ( flap) na vjetru.

Kao što je već spomenuto, ugao između vjetra i DP Jedro se mora podijeliti na pola. Nakon što ste brod postavili na kurs i u skladu s tim namjestili jedro, trebali biste lagano podesiti glavni plaht tako da mu luf počne lagano podrhtavati. To znači da jedro dobro radi. Prekomjerno pokrivanje samo uznemiruje plovilo, smanjujući brzinu i povećavajući zanošenje (drift to wind). Što je brod strmiji prema vjetru, to je manja brzina i veći zanos. Kod backstaying-a praktički nema pomaka, a u gibeingu ga u potpunosti nema.

Najteže je upravljati volanom dok se vozite. Brod ima tendenciju da se okrene bočno prema vjetru i može se baciti na bilo koji lanac. Jedro stoji poprečno na brodu i njegova vanjska lufa uvijek postoji opasnost da bude oduvana niz vjetar, odnosno s pramca, kada vjetar popusti nakon naleta. Tada se jedro može brzo baciti s jedne strane na drugu oštrim udarcem, plašta i plahta se mogu pokidati, ili se brod može prevrnuti.

Stoga, kada idete na gybe, trebate utovariti više krme, a kako biste izbjegli bacanje glavnog jedra na drugi tap, korisno je raširiti zglob jedra tankom motkom (kuka, veslo). Da biste to učinili, tanak kraj motke umetne se u zglob jedra, a deblji kraj naslonjen je na nešto unutar plovila - na stranu, kobilicu. Osoba treba da sjedne za stub za posipanje i drži ga rukama.

Ako je jedro ipak odbačeno na drugu stranu, treba rukama što je brže moguće pokupiti labavu čaršavu, pritisnuti kormilo svojim tijelom i dovesti brod na stražnji kurs čamca na koju je jedro bacilo. U suprotnom, prijenos se može ponoviti. To znači da ako je, na primjer, jedro bilo na levoj strani (bačeno je na desnu stranu) i izbačeno je na desnu stranu, onda kada se jedro pomakne na lijevu stranu, brod treba dovesti do punu zadnju stranu desnog boka (uzmite ga više udesno) i tako upravljajte.

Ako, prilikom okretanja na jakom vjetru, valovi počnu puniti plovilo s krme, a iz nekog razloga je nemoguće promijeniti kurs, onda krmu ne treba opterećivati ​​radi poboljšanja upravljivosti; umjesto toga, treba ga pustiti s krme na jakom kraju dužine 5-8 m povući (povući). Bager može biti vezana jaka korpa, opterećena tako da jedva pluta, kao i gomila bilo kakvih predmeta koji imaju minimalnu plovnost i pružaju značajan otpor. Na plitkom mjestu možete spustiti mali glatki balast s krme, vukući po tlu iza broda.

Ravno jedro, kao što je već spomenuto, nije pogodno za hvatanje, ali ipak može raditi na bočnim vjetrovima. Prema općim pravilima, okreću ga u traženi položaj od strane tipova i čaršava, a kormilo služi da se brod drži na željenom kursu ili što bliže njemu. U tim slučajevima, zavjetrini i dvorišni tip se izvlače naprijed, a zavjetrini - krmi.

4. Okretanja.

Ispod jedara se izvode dvije vrste okreta za promjenu korpa: zavoj se pravi dovođenjem broda na vjetar i pomicanjem pramca kroz vjetar; Zaokret se vrši guranjem pramca plovila u vjetar i prelaskom linije vjetra sa krmom.

Slika 140. Tack

Zaokret (sl. 140) je praktičniji i sigurniji od šiba, jer brod ne ubrzava, već se, naprotiv, gotovo zaustavlja, prolazeći pramcem liniju vjetra. Prije skretanja daju komandu: “Pripremite se za skretanje”, uzmite ga malo punije da biste povećali brzinu, zatim podignite glavni lim, stavite kormilo na vjetar i podrežite krilu. Brod će ići pramcem prema vjetru, flok će zamahnuti. U trenutku kada je brod okrenuo pramac prema vjetru i isprao glavno jedro, korisno je ponovo podići glavni plaht kako bi pomogao da se pređe liniju vjetra, za to naredbe: „Flok u vjetar. ” Potom se postavlja glavni lim, premješta se na novi čep sa limovima, komandujući: "Flok je na desnoj (ili lijevoj) strani" i pod njegovim djelovanjem se plovilo dozvoljava da padne u vjetar. na novom vezniku, nakon čega se bira glavni list i postavlja na željeni kurs.

Rice. 141. Yibing

Da biste olakšali fiksiranje, korisno je staviti jednu ili dvije osobe u pramac prije nego što započnete hvatanje. Može se dogoditi da se brod, došavši pramcem prema vjetru, zaustavi i krene u rikverc. Morate to pratiti i odmah prebaciti volan. Zatim, unatrag, volan može okrenuti krmu u željenom smjeru i okret će biti uspješan. Ako zaokret uopće nije uspješan, treba brzo krenuti na isti potez i ponoviti manevar.

Zaokret (Sl. 141) se izvodi kada to zahtijeva oblik plovnog puta ili kada su vremenske prilike i teren povoljni. Ovo skretanje zahtijeva prostor, jer brod dobija veliku brzinu. Za gybe, nakon naredbe upozorenja, počinju da padaju u vjetar, postepeno spuštajući glavni list. Po dolasku do zadnjeg potpora, kormilo postupno stavljaju još više u vjetar, a pritom brzo odabiru glavni lim tako da kada se jedro baci, ono se odabire i jedro izvlači na sredini broda. .

Tada će se prijelaz glavnog jedra na drugu stranu dogoditi bez trzaja. Brod će krmom prijeći liniju vjetra, jedra će se prebaciti na drugi korner i "odnijeti" vjetar. Navlaka je obrubljena tako da ne sprječava brod da plovi pramcem prema vjetru. Čim brod stigne na novi kormilar, glavni lim i kormilo se dovode na traženi kurs i upravljaju tako da se u skladu s tim odabiru flok i glavni lim.

Pri jakom vjetru, jibe se pravi uklanjanjem glavnog jedra ili hvatanjem za jarbol.

Prividni vjetar

Pokušajmo shvatiti zbog kojih sila i na osnovu kojih principa se kretanje jedrenjaka odvija pod utjecajem vjetra. Razmotrimo samo kosa jedra, jer su ona trenutno najčešća. Kosa jedrilica tipa Bermuda glavna je oprema za većinu modernih jednojarbolnih i dvojarbolnih plovila. Sve sportske i krstareće jahte s jednim jarbolom također su naoružane Bermudskim brodom.

Ova oprema pruža maksimalne mogućnosti za odabir kursa u odnosu na smjer vjetra i zahtijeva znatno manju posadu za upravljanje jedrima i ne zahtijeva tako visok nivo obuke kao u slučaju korištenja direktne opreme za jedrenje.

Izvanredna karakteristika kosog jedra je njegova sposobnost da stvori vuču na kursevima do 30-40 stepeni u odnosu na smjer vjetra.

Mora se uzeti u obzir da se jedrenjak kreće u odnosu na prividni ili prividni vjetar, a ne u odnosu na pravi ili meteorološki vjetar.

Kada se bilo koji predmet kreće u zraku, nastaje protok dolaznog zraka čija je brzina određena brzinom objekta. Shodno tome, čak i pri potpunom odsustvu vjetra (tiša), posmatrač na brodu će osjetiti vjetar jednak brzini broda - smjer smjera, koji će po veličini biti jednak brzini broda, a u smjeru suprotnom smjeru kretanja broda. Dakle, jedrenjak prilikom kretanja doživljava djelovanje dvaju strujanja zraka:

Djelovanje strujanja uzrokovano prisustvom pravog vjetra;

Djelovanje strujanja uzrokovano kretanjem plovila - usmjereni vjetar.

Da bi se odredio rezultujući protok vazduha koji oseća posmatrač koji se nalazi na pokretnom objektu, potrebno je izvršiti vektorsko zbrajanje strujanja. Rezultirajući vektor će biti brzina i smjer osjetilnog ili prividnog vjetra, koji se naziva prividni vjetar. Ovaj vjetar će se smatrati vjetrom koji djeluje na jedra broda dok se kreće (slika 1).

Ovaj vjetar je jedini vjetar s kojim jedra komuniciraju, a njegova dekompozicija na pravi vjetar i vjetar smjera je rezultat analize izvornih strujanja zraka.

Prividni vjetar je promjenjiva vrijednost čak i kada je pravi vjetar stabilan po brzini i smjeru, jer njegova brzina i smjer zavise od brzine i smjera kretanja broda. Radi jednostavnosti zaključivanja, razmotrimo slučaj u kojem je Sl. 1.

pravi vjetar je usmjeren pod pravim uglom u odnosu na smjer kretanja plovila, a brzina pravog vjetra jednaka je brzini plovila (slika 2). Slika pokazuje da se brod kreće pod uglom od 90 stepeni u odnosu na pravi vjetar pod uglom od 45 stupnjeva u odnosu na prividni vjetar.

istina U skladu sa gore navedenim, možete

vjetar prividni vjetar tvrdi da se dva plovila kreću u isto vrijeme

njega i isti kurs, sa istim uslovima vetra

uslovima, ali sa različitim brzinama u odnosu na vodu, oni će se kretati pod različitim uglovima u odnosu na prividni vetar. Plovilo koje se kreće većom brzinom će ploviti oštrije prema prividnom vjetru, zadržavajući isti ugao smjera u odnosu na pravi vjetar. Istovremeno, pokazivači vjetra bit će smješteni na jarbolima ovih brodova.

usmjereni vjetar je pod različitim uglovima u odnosu na DP broda, fiksirajući smjer

pirinač. 2 prividni vjetar svakog plovila (slika 3).

brod 1 brod 2

Sa slike se može vidjeti da se brod koji putuje većom brzinom kreće pod manjim uglom u odnosu na prividni vjetar. Iz ovoga možemo zaključiti da kako se brzina plovila povećava, prividni vjetar nastaje (ugao između smjera kretanja plovila i prividnog vjetra opada). Daljnjim povećanjem brzine plovila (bolje linije, manje trenje, jedra rade efikasnije, drugačiji dizajn trupa), kut između smjera kretanja plovila i prividnog vjetra postat će manji od minimalnog. ugao hvatanja (minimalni ugao između smjera kretanja plovila i prividnog vjetra, pri kojem je mogućnost efektivnog rada jedra). Nakon toga će plovilo koje ima veliku brzinu biti prisiljeno pasti (povećati kut između smjera kretanja plovila i smjera prividnog vjetra) sve dok se ne vrati minimalni kut hvatanja. Ovo objašnjava različite uglove prema vjetru (ugao između smjera pravog vjetra i smjera kretanja broda). Istovremeno, brzina približavanja vjetru (brzina približavanja tački dolaska koja se nalazi u vjetru) može biti veća za plovilo sa velikim uglom pristupa vjetru, ali i većom brzinom. Kao primjer, uzmimo brzinu kojom jahta s kobicom, sportski gumenjak i katamaran izlaze na vjetar (slika 4).

Jahta s kobicom, koja ima najmanju brzinu od svih ovih plovila, kreće se oštrije prema vjetru. Iza njega dolazi sportski gumenjak i sportski katamaran, koji je najmanje osjetljiv na pravi vjetar. Svaki od ovih brodova plovi pod istim uglom prema prividnom vjetru, ali pod različitim uglovima prema pravom vjetru. Ali u isto vrijeme, sportski katamaran će imati najveću brzinu kada ide u vjetar. Iz razmatranja trougla brzine postaje jasno da je moguće smanjiti nalete vjetra na pravi vjetar (kratkoročno ubrzanje vjetra). U naletu, brzina pravog vjetra raste, ali brzina broda ostaje, neko vrijeme, ista. Prividni vjetar se udaljava i postaje moguće smiriti se i vratiti ugao prianjanja u odnosu na prividni vjetar (Sl. 5)

pirinač. 4

Kobilica jahta

gumenjak

Katamaran

Nakon nekog vremena, brzina broda će se povećati i on će biti prisiljen da se vrati na prethodni kurs u odnosu na pravi vjetar, održavajući ugao u odnosu na prividni vjetar. Međutim, povećanje brzine plovila je moguće sve dok se ne dostigne ograničenje brzine kretanja plovila u deplasmanskom režimu (brzina plovila u deplasmanskom režimu, izražena u čvorovima, ne može premašiti dužinu plovila izraženu u metrima ). Posljedično, s daljnjim povećanjem brzine vjetra, brzina broda se neće povećati i kurs broda u odnosu na pravi vjetar može biti oštriji.

Prisutnost strujanja u području kojim plovilo plovi je vrlo važno sa stanovišta ponašanja prividnog vjetra. Prilikom plovidbe u struji, brzina plovila vektorski se dodaje brzini struje. Kao rezultat, mijenja se apsolutna brzina plovila i mijenja se brzina i smjer prividnog vjetra. Pri kretanju uz stražnji vjetar ulazi prividni vjetar, a pri kretanju s protustrujom se udaljava. Posljedično, s vjetrom u leđa, ugao prianjanja se povećava, a s čelnim vjetrom smanjuje. Istovremeno, brzina jahte koja ide u vjetar ostaje gotovo nepromijenjena. Kada je struja usmjerena u smjeru ili protiv smjera pravog vjetra, dolazi do promjene brzine pravog vjetra. Kada su vjetar i struja jednosmjerni, prividni vjetar ulazi, a kada je višesmjeran, udaljava se zbog povećanja brzine pravog vjetra. Interakcija vjetra i struje promijenit će uglove klizanja broda u odnosu na pravi vjetar.

Savremena navigaciona oprema omogućava dobijanje informacija ne samo o pravcu i jačini prividnog vetra, već io jačini i smeru pravog vetra, ponovnim izračunavanjem trougla brzine (Sl. 1). GPS daje informacije o brzini i smjeru kretanja plovila, a anemometar daje informacije o brzini i smjeru prividnog vjetra. Ponovnim izračunavanjem trougla brzine, sistem dobija informacije o brzini i pravcu pravog vetra.

Razumijevanje ponašanja prividnog vjetra ključno je za planiranje rute broda, s obzirom na poznati smjer i brzinu pravog vjetra i stvarnu brzinu jedrenjaka.

Međutim, za spore brodove ugao između pravca pravog i prividnog vjetra je beznačajan i može se sa određenim stepenom preciznosti reći da je ovaj ugao unutar 10-20 stepeni.

Teško je zamisliti kako jedrenjaci mogu ići "protiv vjetra" - ili, kako mornari kažu, ići "na blizinu". Istina, mornar će vam reći da ne možete jedriti direktno protiv vjetra, već se možete kretati samo pod oštrim uglom u odnosu na smjer vjetra. Ali ovaj ugao je mali - oko četvrtine pravog ugla - i čini se, možda, jednako neshvatljivim: da li ploviti direktno protiv vetra ili pod uglom od 22°.

U stvarnosti, međutim, to nije ravnodušno, a sada ćemo objasniti kako je moguće kretati se prema njemu pod blagim uglom uz pomoć siline vjetra. Prvo, pogledajmo kako vjetar općenito djeluje na jedro, odnosno gdje gura jedro kada puše na njega. Vjerovatno mislite da vjetar uvijek gura jedro u pravcu u kojem duva. Ali to nije tako: gdje god duva vjetar, on gura jedro okomito na ravan jedra. Zaista: neka vjetar duva u smjeru označenom strelicama na donjoj slici; linija AB označava jedro.

Vjetar uvijek gura jedro pod pravim uglom u odnosu na njegovu ravan.

Budući da vjetar ravnomjerno pritišće cijelu površinu jedra, pritisak vjetra zamjenjujemo silom R koja se primjenjuje na sredinu jedra. Podelimo ovu silu na dva dela: sila Q, okomito na jedro, i sila P usmjerena duž njega (vidi sliku iznad, desno). Posljednja sila ne gura jedro nikuda, jer je trenje vjetra o platnu neznatno. Snaga ostaje Q, koji gura jedro pod pravim uglom u odnosu na njega.

Znajući ovo, lako možemo razumjeti kako jedrenjak može ploviti pod oštrim uglom prema vjetru. Pusti liniju QC prikazuje liniju kobilice broda.

Kako možeš ploviti protiv vjetra?

Vjetar duva pod oštrim uglom u odnosu na ovu liniju u smjeru označenom nizom strelica. Linija AB prikazuje jedro; postavljen je tako da njegova ravan deli ugao između pravca kobilice i smera vetra. Pratite raspodjelu sila na slici. Predstavljamo snagu vjetra na jedro Q, za koje znamo da bi trebalo biti okomito na jedro. Podelimo ovu silu na dva dela: sila R, okomito na kobilicu, i sila S, usmjeren naprijed, duž linije kobilice plovila. Pošto je kretanje broda u pravcu R nailazi na jak otpor vode (kobilica kod jedrenjaka je napravljena veoma duboko), zatim na silu R gotovo potpuno uravnotežen vodootpornošću. Ostaje samo snaga S, koji je, kao što vidite, usmjeren naprijed i stoga pomiče brod pod uglom, kao prema vjetru. [Može se dokazati da je sila S dobija najveću vrijednost kada ravnina jedra prepolovi ugao između smjerova kobilice i vjetra.]. Obično se ovaj pokret izvodi u cik-cak, kao što je prikazano na slici ispod. Na jeziku mornara, takvo kretanje broda naziva se "tacking" u strogom smislu riječi.