Стартовать, чтобы побеждать.

Использование энергии ветра.

Воздушный поток вокруг парусов и угол вымпельного ветра.

 

Воздушный поток вокруг парусов.

Картина обтекания воздухом паруса на курсе крутой бейдевинд (рис. 8 и 9) и ряд других фотографий потока, приведенных в настоящем разделе, были получены следующим образом. Паруса моделировались изогнутыми кусками алюминия, стоящими в потоке воды глубиной 7 см. Вверх по потоку была рассыпана алюминиевая пыль, осевшая на воду так, что ее частицы показывали спектр обтекания парусов. Во время фотографирования сверху алюминиевые частицы прочертили линии за ту долю секунды, пока был открыт объектив: сплошные линии показывают более быстрое движение частиц, короткие пунктирные линии - более медленное. Разрывы в линиях и темные участки не означают ничего, кроме того, что мы не сумели рассеять алюминиевую пыль равномерно.

Несмотря на то, что здесь фигурирует вода, а спектр обтекания двухмерный, модель показывает воздушный поток вокруг паруса достаточно точно для наших целей. Мы получили искривление потока, вызывающее эффект разрежения у передней кромки, замедление потока позади паруса в застойной зоне, чрезмерную турбулентность и отрыв потока позади паруса при больших углах атаки (рис. 9: видно развитие зон срыва и увеличение турбулентности, что приводит к уменьшению силы давления на парус).

На рисунках стрелка показывает вымпельный ветер, т. е. направление, которое указывает вымпел. Человек, ловящий рыбу с гребной лодки, привязанной к наветренному знаку, почувствует направление истинного ветра, потому что он не двигается по воде. Разница между вымпельным и истинным ветром зависит от скорости продвижения судна: чем быстрее идет судно, тем больше угол между истинным и вымпельным ветром (Рис. 10. Чем быстрее идет яхта, тем больше отклонение вымпельного ветра от истинного к корме).

 

Угол вымпельного ветра

Разница между вымпельным и истинным ветром имеет большее значение на судах, обладающих хорошими характеристиками. Когда яхта "Кроссбоу" побила мировой рекорд скорости, она шла полным курсом по истинному ветру, но вымпельный ветер дул круто в бейдевинд (на рис. 11: "одногалсовый" катамаран "Кроссбоу" с противовесом во время побития мирового рекорд скорости для парусных яхт). Более примечательной, чем ее рекорд 1972 гада (26 узлов), была ее скорость 13,4 узла при скорости истинного ветра около 5 узлов, т.е. в два с лишним раза быстрее скорости ветра. Надо отметить, что яхта "Кроссбоу" была спроектирована специально с таким расчетом, чтобы на дистанции 500 м скорость ее была больше скорости любой другой яхты только на одном галсе и если бы она легла на другой галс, ее рангоут сложился бы и упал на голову команды.

Интересные вещи происходят с вымпельным ветром, когда "Кроссбоу" увеличивает свою скорость до скорости, в два раза превышающей скорость истинного ветра.
Когда она ошвартована, скажем, при галфвинде скоростью 4 узла, движущая сила ее вооружения направлена в основном вперед, а вымпельный ветер такой же, как истинный (рис. 12, а).

(Рис. 12. Яхта на швартовых (а): вымпельный ветер есть истинный ветер (галфвинд); яхта на ходу (б): при скорости хода, равной скорости истинного ветра, скорость вымпельного ветра больше скорости истинного ветра и он дует ближе к носу).

Через несколько секунд после того, как она пошла, ее скорость достигает 4 узлов - та же скорость, что и у истинного ветра. Моторная лодка, идущая со скоростью 4 узла при штиле, будет встречать с носа на корму вымпельный ветер скоростью 4 узла; и когда этот встречный ветер соединяется с галфвиндом, имеющим скорость 4 узла (а именно это и происходит, когда "Кроссбоу" движется со скоростью 4 узла), кажущийся ветер дует на яхту под углом 45° со скоростью 5,6 узла (рис 12,б).
Если направленная вперед тяга паруса Т больше, чем сопротивление корпуса, движущегося по воде (как это было с "Кроссбоу"), то скорость увеличится еще больше, угол вымпельного ветра уменьшится, и шкоты придется подобрать. Когда паруса добраны до положения крутого бейдевинда, единственный способ еще больше увеличить скорость - увалиться.

У буеров сопротивление движению вперед значительно меньше, чем у яхты "Кроссбоу", и они часто идут много быстрее истинного ветра.

Поворот через фордевинд легче делать на яхтах, имеющих большую скорость просто потому, что скорость вымпельного ветра при фордевинде (этот ветер ломает гик пополам) значительно меньше, чем скорость истинного ветра. Следовательно, легче делать поворот через фордевинд сразу же после того, как прошел порыв ветра или когда вы скользите, с волны и яхта имеет, максимальную скорость, а вымпельный ветер - минимальную.

 

Следующая глава.

Содержание.