Kretanje katamarana nizvodno protiv vjetra. Kako ploviti uz vjetar na jedrilici? Istinski i prapor vjetar u jahtanju

Tacks, Puni tečajevi, Tacking, Pennant vjetar i ...

Tack - smjer kretanja u odnosu na vjetar kada je kut formiran sa smjerom vjetra veći od nule.

Sukladno tome, desna tack je desna noga ili ruka ispred, odnosno uvijek stojite leđima okrenuti vjetru, a kretanje udesno je desna tack, lijevo je lijevo. Ovisno o veličini ovog kuta, smjer preko linije vjetra može biti oštar ili pun.

• leventski (le vent)- položaj plovila u odnosu na vjetar kada je kut na liniju vjetra oko nule. Budući da jedrenjak ne može ploviti tim smjerom, obično kažu ne “kurs”, već “položaj smjera”.
• Beydewind (bij de wind)- Oštar smjer u odnosu na liniju vjetra kada vjetar puše pod kutom od 0 do 80 °. Može biti strm bočni vjetar (do 50 °) i pun (od 50 do 80 °).

Kompletni tečajevi smatraju se kada vjetar puše pod kutom blizu 90° ili pod tupim kutom u odnosu na smjer kretanja. Ovi tečajevi uključuju:

• Prepoloviti vjetar, ili poluvjetar - vjetar puše pod kutom od 80° do 100°.
• Backstag- vjetar puše pod kutom od 100 do 150 ° (strmi zadrt) i od 150 ° do 170 ° (puni naslon).
• Fordewind- isti onaj "tračni vjetar" kakav priželjkuju jedriličari, iako u jedrenju ovaj tečaj nikako nije najbrži, kako bi se očekivalo. Vjetar puše u krmi pod kutom od 170° s jedne strane do 170° s druge strane.

Tacking.
Ne možete ići ravno protiv vjetra. Ako je potrebno doći do bilo koje točke koja se nalazi više uz vjetar, tada se primjenjuje klackanje, kretanje prema meti niz vjetar - s promjenjivim zavojima. Da biste promijenili stazu, morate se okrenuti. Također zapamtite da s bilo kojim tečajem zanosite (spajate) malo niz vjetar, tako da ne možete jasno postaviti smjer kretanja na točku, uvijek biste trebali uzeti kurs malo viši uz vjetar, odnosno s marginom.

Određivanje smjera vjetra u odnosu na vas.

• Zavjetrena strana- kada stojite leđima okrenuti vjetru, leđa će biti vjetrobranska strana, odnosno - vjetrovita strana daske je tamo gdje su pete.
• Zavjetrinska strana- naprotiv, to je sve što je ispred vas (niz vjetar) kada stojite leđima okrenuti vjetru. Zavjetrina je mjesto gdje su vam čarape na dasci.

Prividni vjetar.
Prividna brzina vjetra je geometrijski zbroj pravih brzina vjetra i vjetra uzrokovanih kretanjem jahte (prednji vjetar). Ako je brzina kretanja po vodi 1 m/s, tada je brzina induciranog vjetra 1 m/s prema pramcu. Što se sportaš brže kreće, to je inducirani vjetar jači, i, sukladno tome, jači vjetar zastavica. Također se pojačava ako hodate po pravom vjetru (uz vjetar).

Danas ćemo skrenuti pozornost na sljedeću činjenicu: Jahta se, bez obzira na smjer vjetra, kreće tamo gdje je vodi kapetan i njegova posada. To se događa čak i kada vjetar puše u suprotnom smjeru. Zašto se ovo događa? Koja je tajna ovog fenomena?

Jedrilica se pojavila mnogo prije pojave zrakoplova. Ali princip rada jedara i krila je isti. Osnova rada je sila dizanja. Ali samo ako podizanje krila, režući vjetar, gura automobil prema gore, tada jedro, smješteno okomito, gura jahtu naprijed.

Čelni vjetar, padajući na jedro, stvara silu guranja. Tajna je u tome da je sa strane uz vjetar, one koja je unutra, brzina vjetra manja nego sa strane u zavjetrini. Stoga nastaje vakuum, a jedro se doslovno uvlači zrakom. Sve je to moguće zbog osobitosti strukture jedra. Drugim riječima, možemo reći sljedeće: nije važno kako je jedro postavljeno na brodu, jer ono samo pretvara energiju vjetra. Zato je jahta sposobna ploviti protiv strujanja vjetra.

Čak i u onim trenucima kada se gledateljevom oku čini da jedro svakako mora usporiti jahtu, budući da vjetar u nju puše izvana, to se ne događa. A to se ne događa i zato što se središte primjene sila nalazi na pramcu broda, a vjetar lako osigurava "gurajuće" kretanje.

No, pitajmo prave nautičare kako i zašto se jahta kreće i je li istina da se može ploviti uz vjetar?

Andrey Volkhov ima značajno iskustvo u upravljanju jahtama i stoga mu možete bezuvjetno vjerovati. “Zapravo, jahta se neće moći kretati protiv jakog vjetra. Ako ga stavite okomito na strujanje vjetra. Možete se kretati samo pod određenim kutom. Rad jedra identičan je radu krila aviona. Dizanje koje stvara vjetar gura brod naprijed."

Ali nije samo sila dizanja ta koja nastaje s opterećenjem vjetra. Roll je još jedan fenomen koji treba uzeti u obzir pri upravljanju čamcem. Ova pojava ne samo da usporava jahtu, već je i vrlo opasna za cijelu posadu. U slučajevima kada se čamac peta, posada mora stvoriti protuuteg što je brže moguće.

Pogledajmo pobliže primjer sportske jahte.

• Prva opcija - vjetar puše u istom smjeru. Ovdje je sve jasno i jednostavno. Jahta se kreće naprijed bez poteškoća, a posada nije opterećena značajnim radnjama.

Jedro ima nekoliko oblika. Arapski oblik je kada jedro ima "kosi" izgled. Ovaj oblik je učinkovit kod bočnih tokova vjetra, kao i onih koji su blizu nadolazećih. Međutim, sigurno će biti iza ravnog jedra na jakom vjetru. U tom slučaju glavnom jedru (glavnom jedru) bi se dodalo „staysail“ – dodatno jedro. Ova dva jedra sposobna su ubrzati laku jahtu do 30 km/h.

• Situacija dva - tokovi vjetra padaju na bok plovila. Sada je posada živnula i razvija jedro. Važan dio spar (kruta oprema jahte) je bum. Užad se naziva rigging. Sve to služi za upravljanje jarbolom. Kretanje broda naprijed je umjetnost jedriličara. Glavni zadatak posade je na vrijeme okrenuti jedro do željenog kuta. Dakle, posada slijedi jedan cilj - dobiti maksimalnu energiju od vjetra.
• Sljedeća situacija - vjetar puše pod kutom od 20 stupnjeva, a to je protiv kretanja čamca. Beydewind - poziva pokret protiv vjetra. Tako su ga iskusni pomorci zvali u davna vremena. U ovom slučaju ekipa je maksimalno napeta, jer treba uhvatiti vjetar. I nakon nekog vremena to uspijeva, i jahta se ponovno kreće naprijed. Već smo ispitali tajnu ovog fenomena. Ali postoji još jedno jedro na jahti! On je nevidljiv!

Mnogi su već pretpostavili da je ovo jedro ispod dna broda. Zove se kobilica. Mornari to obično zovu središnja ploča. Ovaj element je neophodan kako bi se odupirao peti, kao i da bi se obuzdala sila vjetra koji pada na jedro. Druga sposobnost središnje ploče je pretvaranje sile nagiba u pogonsku energiju. Zakoni fizike djeluju što je točnije u jahting sportovima.

I naravno, posada je nemoćna kad uopće nema vjetra. Iako ... mnoge su jahte opremljene motorima, za slučaj "zatišja". Stoga se ne morate brinuti o "neočekivanoj smrti" vjetra.

Teško je zamisliti kako jedrenjaci mogu ići "protiv vjetra" - ili, riječima mornara, ići "bočnim vjetrom". Istina, jedriličar će vam reći da ne možete ići direktno protiv vjetra pod jedrima, već se možete kretati samo pod oštrim kutom u smjeru vjetra 3. Ali ovaj kut je mali - oko četvrtine pravog kuta - i čini se, možda, jednako neshvatljivim: da li ploviti izravno protiv vjetra ili pod kutom od 22 ° prema njemu.

3 (Moguće je koristiti samo energiju vjetra i kretati se striktno protiv vjetra ako se jedro zamijeni vjetroturbinom kao što je vjetrenjača, koja će rotirati brodski propeler. Čak je poznat problem P. L. Kapitsa o tako neobičnoj, na prvi pogled, posudi (vidi i časopis: Katera i Yachty, 1981, br. 1, str. 25).)

U stvarnosti, međutim, to nije ravnodušno, a sada ćemo objasniti kako sila vjetra može ići prema njemu pod blagim kutom. Najprije razmotrite kako vjetar općenito djeluje na jedro, tj. gdje gura jedro kada puše po njemu. Vjerojatno mislite da vjetar uvijek gura jedro u smjeru u kojem puše. Ali to nije tako: gdje god puše vjetar, on gura jedro okomito na ravninu jedra.

Doista. Neka vjetar puše u smjeru označenom strelicama na sl. 17, red AB prikazuje jedro.

Budući da vjetar ravnomjerno pritišće cijelu površinu jedra, zamjenjujemo silu pritiska vjetra silom R pričvršćen za sredinu jedra. Ovu silu rastavljamo na dvoje: silu P okomito na jedro, a sila R usmjerena naprijed duž njega. Vlast R ne gura jedro nigdje, jer je trenje vjetra o platno zanemarivo. Ostaje jak P koji gura jedro pod pravim kutom prema njemu.

Znajući to, lako možemo razumjeti kako jedrenjak može ići pod oštrim kutom prema vjetru. Neka linija KK (slika 18) predstavlja liniju kobilice plovila. Vjetar puše pod oštrim kutom prema ovoj liniji u smjeru označenom strelicama. Linija AB predstavlja jedro; postavljen je tako da njegova ravnina prepolovi kut između smjera kobilice i smjera vjetra. Vidi sliku 18. iza propadanja sila. Tlak vjetra na jedro predstavljamo silom Q, koja, znamo, mora biti okomita na jedro. Ovu silu rastavljamo na dvije: silu B, okomitu na kobilicu, i silu S, usmjerenu naprijed, duž linije kobilice plovila. Budući da kretanje broda u smjeru B nailazi na jak otpor vode (kobilica kod jedrenjaka postaje vrlo duboka), sila B je gotovo potpuno uravnotežena otporom vode. Ostaje samo sila S, koja je, kao što vidite, usmjerena naprijed i stoga pomiče brod pod kutom, kao prema vjetru *. Obično se ovaj pokret izvodi u cik-cak, kao što je prikazano na slici 19. U jeziku pomoraca takvo kretanje plovila naziva se "tacking" u punom smislu riječi 4.

* (Može se pokazati da sila S dobiva najveću vrijednost kada ravnina jedra prepolovi kut između smjera kobilice i vjetra.)

4 (Postoji niz problema u jedrenju koji su zanimljivi sa stajališta fizičara. Više o ovom sportu i nekim tehničkim problemima jedrenja pod jedrima možete saznati, na primjer, iz knjiga: V. Glovatsky Fascinantni svijet jedara: Ogledi o povijesti jedriličarskog sporta - M.: Progres, 1979.; Proctor J. Jedrenje. Vjetar, uzbuđenje i struja), Lenjingrad: Gidrometeoizdat, 1981.)

Mislim da bi mnogi od nas iskoristili priliku zaroniti u ponor nekakvim podvodnim vozilom, ali ipak većina bi radije putovala morem na jedrilici. Kad nije bilo aviona i vlakova, bile su samo jedrilice. Svijet je bio bez njih, nije to postao.

Jedrilice s ravnim jedrima dovele su Europljane u Ameriku. Njihove stabilne palube i prostrana skladišta doveli su ljude i zalihe za izgradnju Novog svijeta. Ali čak su i ti drevni brodovi imali svoja ograničenja. Hodali su polako i praktički u istom smjeru niz vjetar. Od tada se mnogo toga promijenilo. Danas koriste potpuno drugačije principe upravljanja snagom vjetra i valova. Dakle, ako želite voziti modernu, morate naučiti malo fizike.

Moderno jedrenje nije samo niz vjetar, to je nešto što utječe na jedro i tjera ga da leti poput krila. A to nevidljivo "nešto" zove se podizanje, što znanstvenici nazivaju bočna sila.

Pažljivi promatrač nije mogao ne primijetiti da bez obzira gdje puše vjetar, jedrilica se uvijek kreće tamo gdje je kapetanu treba - čak i kad vjetar puše u lice. Koja je tajna tako nevjerojatne kombinacije tvrdoglavosti i poslušnosti.

Mnogi ni ne shvaćaju da je jedro krilo, a princip rada krila i jedra je isti. Temelji se na sili dizanja, samo ako sila dizanja krila zrakoplova, pomoću čelnog vjetra, gura zrakoplov prema gore, tada okomito postavljeno jedro usmjerava jedrilicu naprijed. Da biste to znanstveno objasnili, morate se vratiti osnovama – kako radi jedro.

Pogledajte simulirani proces koji pokazuje kako zrak djeluje na ravninu jedra. Ovdje možete vidjeti da se zakrivljenije struje zraka ispod modela savijaju kako bi zaobišle ​​model. U tom slučaju, protok se mora malo ubrzati. Kao rezultat toga, pojavljuje se područje niskog tlaka - to stvara podizanje. Nizak pritisak na donju stranu povlači jedro prema dolje.

Drugim riječima, područje visokog tlaka pokušava se pomaknuti prema području niskog tlaka, vršeći pritisak na jedro. Pojavljuje se razlika tlaka, što stvara silu dizanja. Zbog oblika jedra brzina vjetra je manja na unutarnjoj strani uz vjetar nego na zavjetrini. S vanjske strane nastaje vakuum. Jedro doslovno usisava zrak, što gura jedrilicu naprijed.

Zapravo, ovaj princip je prilično jednostavan za razumjeti, samo pobliže pogledajte bilo koji jedrenjak. Trik je ovdje u tome što jedro, bez obzira na to kako se nalazi, prenosi energiju vjetra na brod, pa čak i ako se vizualno čini da bi jedro trebalo usporiti jahtu, središte primjene sila je bliže pramcu jedrilice. , a sila vjetra osigurava translacijsko kretanje.

Ali ovo je teorija, ali u praksi je sve malo drugačije. Zapravo, jedrilica ne može ići protiv vjetra – kreće se prema njemu pod određenim kutom, tzv.

Jedrilica se kreće zbog ravnoteže sila. Jedra djeluju poput krila. Veći dio podizanja koji generiraju usmjeren je u stranu, a samo mali dio prema naprijed. No, tajna je u ovom prekrasnom fenomenu u takozvanom "nevidljivom" jedru, koje se nalazi ispod dna jahte. Ovo je kobilica ili nautičkim jezikom - središnja ploča. Podizanje središnje ploče također proizvodi podizanje, koje je također usmjereno prvenstveno u stranu. Kobilica je suprotna peti i suprotna sila na jedro.

Osim sile dizanja, postoji i kotrljanje – pojava štetna za kretanje naprijed i opasna za posadu broda. Ali zato na jahti postoji ekipa koja služi kao živa protuteža neumoljivim fizičkim zakonima.

U modernoj jedrilici, i kobilica i jedro rade zajedno kako bi usmjerili jedrilicu naprijed. No, kako će svaki nautičar početnik potvrditi u praksi, sve je puno kompliciranije nego u teoriji. Iskusni jedriličar zna da čak i najmanja promjena u zavoju jedra omogućuje postizanje većeg uzgona i kontrolu njegovog smjera. Mijenjajući zakrivljenost jedra, vješt jedriličar kontrolira veličinu i položaj područja za proizvodnju dizanja. Duboki zavoj prema naprijed može stvoriti veliku zonu pritiska, ali ako je zavoj prevelik ili je vodeći rub prestrm, molekule zraka koje kruže oko njega više neće pratiti zavoj. Drugim riječima, ako predmet ima oštre kutove, čestice toka ne mogu se okrenuti - impuls gibanja je prejak, ova pojava se naziva "odvojeni tok". Rezultat ovog učinka je da se jedro "ljušti", gubi vjetar.

Evo još nekoliko praktičnih savjeta za korištenje energije vjetra. Optimalni smjer čeonog vjetra (utrka bočni vjetar). Mornari to zovu "plovidba protiv vjetra". Vjetar zastavica, koji ima brzinu od 17 čvorova, osjetno je brži od pravog vjetra, koji stvara valni sustav. Razlika u njihovim smjerovima je 12 °. Smjer prema prividnom vjetru - 33 °, prema pravom vjetru - 45 °.

Kurs plovila u odnosu na vjetar je kut između smjera vjetra i dijametralne ravnine plovila, odnosno kut smjera do točke horizonta, odakle vjetar puše, izražen u kutnim stupnjevima ili bodova.

Ovisno o vrijednosti ovog kuta, tečajevi u odnosu na vjetar imaju svoja imena:

1 - strmi bočni vjetar (30 ° - 45 °);

2 - puni bočni vjetar (45 ° - 75 °);

3 - galfwind (oko 90 °);

4 - naslon (110 ° - 160 °);

5 - prednji vjetar (160 ° - 200 °);

6 - leventik (30 ° sa svake strane)

Leventic (fr. Le vent) - kurs koji tvori kut sa smjerom vjetra blizu 180 stupnjeva, odnosno vjetar u odnosu na brod puše gotovo točno ispred. Budući da jedrenjak ne može ploviti tim smjerom, obično kažu ne "kurs" već "položaj smjera".

Beydewind (nizozemski bij de wind) je kurs kod kojeg je kut između smjera vjetra i smjera kretanja plovila veći od 100 stupnjeva (manje od 8 bodova). Dodijelite puni (od 100 do 120 stupnjeva) i strmi (više od 120 stupnjeva) bočni vjetar. Potisak jedra u potpunosti je određen njegovom silom podizanja; s povećanjem otpora sila potiska se smanjuje, ali raste sila zanošenja. Dakle, na ovom kursu, jedro, postavljeno pod minimalnim kutom napada na prividni vjetar (5-10°), djeluje kao aerodinamičko krilo.

Najbolji jedrenjaci plove pod kutom od 30-35° u smjeru pravog vjetra. Zbog zbrajanja vektora brzine vjetra i nadolazećeg strujanja zraka, prividna brzina vjetra na bočno izvučenom kursu pokazuje se maksimalnom, kao i aerodinamička sila na jedro, koja je proporcionalna kvadratu brzina vjetra. Sila drifta također doseže svoju maksimalnu vrijednost. Ako pokušate ići pod oštrijim kutom prema vjetru, brzina plovila će se smanjiti, jedro će se početi ispirati, aerodinamička sila će se smanjiti i, konačno, doći će trenutak kada otpor jedra i otpor vode kretanju čamca daleko će premašiti potisak. Brod će dobiti brzinu za vožnju unatrag.

Halve wind (nizozemski halve wind), ili half a wind - kurs kod kojeg je kut između smjera vjetra i smjera kretanja plovila cca. 8 bodova (od 80 do 100 stupnjeva). Na ovom kursu vjetar puše okomito na DP, a prividni vjetar je usmjeren s pramca pod oštrim kutom na DP. Sukladno tome, jedro je postavljeno pod manjim napadnim kutom, njegov potisak je jednak uzgonu, a sila zanošenja jednaka je otporu jedra. na ovom kursu, jedro bi trebalo otprilike prepoloviti kut između WF i prividnog smjera vjetra.

Backstag (niderl. Bakstag) - smjer koji tvori kut sa smjerom vjetra većim od 8, ali manjim od 16 bodova (više od deset i manje od osamdeset stupnjeva), odnosno vjetar puše sa stražnje strane na Brod; smjer se razlikuje po punom backstag-u, pri kojem kut nije veći od dvadeset stupnjeva, odnosno približava se prednjem vjetru; jedro je postavljeno pod kutom prema vjetru sa strane zavjetrine. Obično na ovom kursu jedrilica postiže najveću brzinu. Na naslonu, jedro djeluje pod visokim kutom napada, pri čemu otpor igra glavnu ulogu u stvaranju potiska jedra. Praktički nema sile drifta.

Fordewind (nizozemski voor de wind) - smjer kojim se vjetar usmjerava prema krmi broda.

Fordewind je "tračni vjetar" kakav jedriličari priželjkuju, iako u jedrenju ovaj tečaj nikako nije najbrži kako bi se očekivalo. Osim toga, zahtijeva pažnju upravljanja i ovladavanje dodatnim jedrima (obično spinakerom). Pritom je jedro postavljeno okomito na smjer vjetra, potisak na njemu nastaje zbog frontalnog otpora. Slab vjetar se praktički ne osjeća na ovoj stazi, jer je prividna brzina vjetra jednaka razlici između stvarne brzine vjetra i brzine nadolazećeg strujanja zraka.

Fordewind je jedno od dva okreta (okretanje - promjena tacka) jedrilice, u kojem smjer vjetra u trenutku zavoja prolazi kroz krmu. Za razliku od “overstag” zavoja, zavoj naprijed je teži i ponekad opasniji, zahtijeva precizne radnje ekipe pri radu s jedrima. Nije slučajno da se naredba daje uz pojašnjenje: "Pripremite se za skretanje za vjetar!"

Tacking

Povlačenje jedrilice. α - kut prianjanja

Jedrilica ne može ići izravno protiv vjetra. Ako je potrebno doći do bilo koje točke koja se nalazi s vjetra, tada se primjenjuje tacking - kretanje do mete u bočno izvučenom kursu s promjenjivim navlakama. Da biste promijenili stazu, morate se okrenuti.

Ako, držeći kvačicu, morate ići pod oštrijim kutom u odnosu na smjer vjetra, onda kažu da trebate "dovesti do vjetra". Ako je, naprotiv, potrebno povećati kut između smjera vjetra i DP-a čamca, onda kažu da je potrebno “pasti u vjetar”. (Treba, međutim, imati na umu da "vjetar puše u kompas", to jest, njegovi smjerovi nisu dati prema tome gdje vjetar puše, već odakle. To znači da ako kurs broda, na primjer, sjever i vjetar sa sjevera, ne puše usput, već prema brodu.)

Kako bi se jedro tijekom ovih manevara postavilo pod optimalan napadni kut, potrebno ga je povući do DP-a - “odaberi”, ili ga otpustiti – “ver”. Ove termine koriste jedriličari za sve manipulacije s priborom - plahte, žice itd.

Ovisno o strani s koje puše vjetar, smjer u odnosu na vjetar može biti desno i lijevo.

S kutom smjera vjetra jednakim 26 bodova, desni bočni vjetar u jedriličarskoj floti ponekad se nazivao desnim, a lijevi (kut smjera vjetra od 6 bodova) se nazivao leđnom daskom. Da bi se razjasnio kurs s obzirom na vjetar, korišteni su sljedeći izrazi: "brod plovi na desnom boku 7 bodova prema vjetru" (odnosno iza vjetra pod kutom smjera vjetra od 78 °); "Brod plovi na desnom boku od 10 točaka" (odnosno, kut smjera vjetra je 112 °); "Brod plovi desnim bokom više od 6 točaka" (to jest, stražnji držač pod kutom kursa od 12 točaka, ili 135 °). Također se koristi koncept "strmog bočnog vjetra", kao najoštrijeg kursa u odnosu na vjetar, po kojem jedrenjak može ići naprijed (kreće se od 3 do 6 bodova 33,3 / 4 ° do 67,1 / 2 °); strm i pun naslon (do 12 bodova i više od 12 rubalja, odnosno do 135 ° i više od 135 °).

Proračun putanje broda pomoću poznatih vrijednosti kompasa. smjer vjetra, smjer u odnosu na vjetar, korekcije kompasa i zanošenja nazivaju se. u jedriličarskoj floti ispravljanjem ležajeva.