Школа яхтенного капитана
Основы теории и устройство крейсерных яхт.
Прикладная аэродинамика паруса. Ходовые качества яхты на различных курсах.
Учебник: "Школа яхтенного капитана."
Составитель: Е. П. Леонтьев
Появившиеся в оснащении яхт приборы позволяют измерять параметры их движения и на основе этих измерений оценивать ходовые качества судна на разных курсах по отношению к ветру количественно, а не "на глазок". Наиболее доступные приборы дают следующую информацию:
- угол между ДП яхты и направлением вымпельного ветра;
- скорость вымпельного ветра;
- скорость яхты относительно воды;
- мгновенное изменение скорости яхты относительно выбранной точки отсчета.
Пользуясь
показаниями этих приборов, экипаж может оптимальным образом настроить паруса для каждого
курса, чтобы получить наивысшую скорость, а также построить полярную диаграмму ходкости
яхты (рис. 31). При построении диаграммы яхта считается расположенной в центре нескольких
концентрических окружностей, каждая из которых соответствует определенной скорости (4,
5, 6 и т. д. уз.). Из центра через 10° проводятся лучи, обозначающие курсы яхты по отношению
к направлению истинного (или вымпельного) ветра. Для удобства в правой части диаграммы
могут быть нанесены курсы судна относительно направления истинного, а по левую - относительно
вымпельного ветра. Затем на каждом луче откладывается значение оптимальной скорости на
данном курсе и при данной силе ветра.
Нетрудно заметить, что поляра скорости яхты на курсе от полного бейдевинда до крутого бакштага близка к дуге окружности, иными словами, с изменением курсового угла ветра скорость меняется очень незначительно. При переходе яхты на чистый фордевинд скорость заметно падает, особенно в слабый ветер. Объясняется это существенным снижением скорости вымпельного ветра и, поскольку аэродинамические силы пропорциональны ее квадрату, уменьшением силы тяги.
Постановка дополнительных парусов - спинакера и блупера помогает увеличить скорость яхты в слабый и средний ветер. В сильный же ветер, когда скорость оказывается близкой к предельной, V = 3 * (Lквл**1/2), уз. и кривая сопротивления воды круто поднимается вверх, увеличение силы тяги при увеличении парусности практически не дает повышения скорости. На курсе бейдевинд скорость вымпельного ветра и аэродинамические силы максимальные, однако подъемная сила дает очень небольшую составляющую в направлении движения яхт (см. рис. 20). С увеличением же на этом курсе крена уменьшается эффективный угол атаки относительно вымпельного ветра, падает величина аэродинамической силы и силы тяги. По этому на острых курсах более остойчивая яхта может оказаться быстроходней.
С помощью полярной диаграммы рулевой яхты может решать различные тактические задачи, например выбрать оптимальный курс в лавировку. Он определяется по наибольшей скорости продвижения прямо против ветрa. Для этого следует провести касательную к поляре для данной силы ветра - перпендикуляр к его направлению. Точка касания поляры указывает наиболее выгодный курс. При плавании полным курсом, зная расстояние до конечной точки, можно с помощью поляры определить, kак выгоднее будет пройти дистанцию - курсом фордевинд или двумя бакштагами со сменой галса.
Для того чтобы облегчить возможность использования полярной диаграммы, на кривых скорости наносят курсы яхты относительно вымпельного ветра. Получаются они построением треугольника скоростей по данным снятым с диаграммы (см. рис. 19, б) поскольку с движущейся яхты определить направление истинного ветра можно только приближенно - с помощью компаса и волны либо по береговым приметам.
