გემივით მიდის ქარის საწინააღმდეგოდ. როგორ ახერხებენ იალქნიანი ნავები ქარის საწინააღმდეგოდ მცურავს? ახლა განვიხილოთ იახტაზე აფრების მუშაობა

ქარის კურსები. თანამედროვე იახტები და იალქნები ძირითადად აღჭურვილია დახრილი აფრები. მათი გამორჩეული თვისება ის არის, რომ აფრების ძირითადი ნაწილი ან მთელი იგი განლაგებულია ანძის ან საყრდენის უკან. იმის გამო, რომ აფრების წამყვანი ზღვარი მჭიდროდ არის გადაჭიმული ანძის გასწვრივ (ან თავისთავად), აფრები მიედინება ჰაერის ნაკადის საშუალებით გარეცხვის გარეშე, როდესაც ის ქარის საკმაოდ მკვეთრი კუთხით მდებარეობს. ამის გამო (და კორპუსის შესაბამისი კონტურებით) ხომალდი იძენს მწვავე კუთხით გადაადგილების შესაძლებლობას ქარის მიმართულებით.

ნახ. 190 გვიჩვენებს იალქნის პოზიციას სხვადასხვა კურსებზე ქარის მიმართ. ჩვეულებრივი იალქნიანი ნაკადი პირდაპირ ქარის წინააღმდეგ ვერ წავა - აფრების ამ შემთხვევაში არ წარმოქმნის მძლავრი ძალა, რომელსაც შეუძლია დაძლიოს წყლისა და ჰაერის წინააღმდეგობა. საშუალო ქარის საუკეთესო სარბოლო იახტებს შეუძლიათ ქარის მიმართულებით 35-40 ° -იანი კუთხით ტრიალით; ჩვეულებრივ, ეს კუთხე არანაკლებ 45 ° -ისაა. ამიტომ, იალქნიანი იატაკი იძულებულია მიაღწიოს პირდაპირ ქარის საწინააღმდეგოდ მდებარე მიზანს. დალაგება - მონაცვლეობით starboard და პორტი tack. გემის მსვლელობას შორის კუთხე ორივე საკინძზე ეწოდება ჩასმის კუთხედა ჭურჭლის პოზიცია მშვილდის პირდაპირ ქარს - ლევენტური... გემის მანევრის უნარი და მაქსიმალური სიჩქარით გადაადგილება პირდაპირ ქარის საწინააღმდეგოდ არის იალქნის ერთ – ერთი მთავარი თვისება.

ციცაბო ქარიშხალიდან გოულფინდამდე კურსებს, როდესაც ქარი 90 ° –ზე დაუბრავს გემის DP– ს, ეწოდება. ბასრი; გოგირდის ქარიდან ფორდევირამდე (ქარი პირდაპირ მიჰქრის) - სრული... განასხვავებენ ციცაბო (რა თქმა უნდა, ქარის მიმართ 90-135 °) და სავსე (135-180 °) უკანა პლანზე, აგრეთვე გვერდითი ქარი (შესაბამისად 40-60 ° და 60-80 ° ქარიდან).

ფიგურა: 190. მცურავი გემის სათაურები ქარის მიმართ.

1 - ციცაბო ქარიშხალი; 2 - სრული ქარიშხალი; 3 - გოლფის ქარი; 4 - უკანა მხარე; 5 - fordewind; 6 - ლევენტიკი.

კეთილშობილი ქარი. ჰაერის ნაკადი, რომელიც იახტის იალქნების გარშემო მიედინება, მიმართულებით არ არის მიმართული ნამდვილი ქარი (მიწასთან დაკავშირებით). თუ გემს აქვს კურსი, მაშინ ჩნდება მრიცხველის საწინააღმდეგო ნაკადი, რომლის სიჩქარეც უდრის გემის სიჩქარეს. ქარის არსებობისას, გემის მიმართ მისი მიმართულება გარკვეული გზით გადაიტანება შემომავალი ჰაერის ნაკადის გამო; იცვლება სიჩქარის სიდიდეც. ამრიგად, მთლიანი ნაკადი, ე.წ. სახვითი ქარი... მისი მიმართულება და სიჩქარე შეიძლება მივიღოთ ნამდვილი ქარის ვექტორების და შემომავალი ნაკადის დამატებით (ნახ. 191).

ფიგურა: 191. მნიშვნელოვანი ქარი სხვადასხვა იახტთან, ქარის შედარებით.

1 - ქარიშხალი; 2 - გოლფის ქარი; 3 - უკანა მხარე; 4 - fordewind.

ვ - იახტის სიჩქარე; ვ და - ნამდვილი ქარის სიჩქარე; ვ c არის აშკარა ქარის სიჩქარე.

აშკარაა, რომ შუა ქარის დროს, აშკარად ქარის სიჩქარეს აქვს ყველაზე მაღალი მნიშვნელობა, ხოლო fordewind– ზე - ყველაზე დაბალი, რადგან ამ უკანასკნელ შემთხვევაში ორივე ნაკადის სიჩქარე მიმართულია საწინააღმდეგო მიმართულებით.

იახტაზე იალქნები ყოველთვის აშორებენ აშკარა ქარის მიმართულებით. გაითვალისწინეთ, რომ იახტის სიჩქარე არ იზრდება ქარის სიჩქარის პროპორციულად, მაგრამ ბევრად უფრო ნელა. ამიტომ, როდესაც ქარი იზრდება, კუთხე ჭეშმარიტი და აშკარა ქარის მიმართულებას შორის მცირდება, ხოლო სუსტ ქარში, აშკარა ქარის სიჩქარე და მიმართულება უფრო შესამჩნევად განსხვავდება ჭეშმარიტისგან.

მას შემდეგ, რაც იალქნებზე მოქმედი ძალები ფრთაზე იზრდება მიედინება ნაკადის სიჩქარის კვადრატის პროპორციულად, მოძრაობის მინიმალური წინააღმდეგობის მქონე მცურავ კატარღებს შეიძლება ჰქონდეთ თვითდაჩქარების ფენომენი, რომელშიც მათი სიჩქარე აღემატება ქარის სიჩქარეს. ამ ტიპის sailboats მოიცავს ყინულის იახტები - buers, hydrofoils, წამყვანი (სანაპიროზე) იახტები და proa - ვიწრო monohull გემები outrigger float. ამ ტიპის გემების ზოგიერთმა დაფიქსირდა სიჩქარე სამჯერ მეტი ქარის სიჩქარეზე. ასე რომ, სიჩქარის ჩვენი ეროვნული რეკორდი არის 140 კმ / სთ და ის დადგენილია მაშინ, როდესაც ქარის სიჩქარე არ აღემატება 50 კმ / სთ-ს. გზად აღვნიშნავთ, რომ აბსოლუტური სიჩქარის რეკორდი წყალზე მცურავზე მნიშვნელოვნად დაბალია: იგი 1981 წელს შეიქმნა სპეციალურად აშენებულ ორ მასტიან კატამარან "Crossbau-II" - ზე და უდრის 67,3 კმ / სთ.

ჩვეულებრივი მცურავი გემები, თუ არ არის დაგეგმილი დასაგეგმად, იშვიათად აღემატება გადაადგილების სიჩქარის ზღვარს v \u003d 5.6 √L კმ / სთ (იხ. თავი I)

მცურავი გემით მოქმედი ძალები. ფუნდამენტური განსხვავებაა გარე ძალების სისტემას, რომელიც მოქმედებს მცურავ გემზე და მექანიკურ ძრავასთან მართულ გემზე. საავტომობილო ხომალდზე, პროპელერის ბიძგი - პროპელერი ან წყლის ჭავლი - და მისი მოძრაობის მიმართ წყლის წინააღმდეგობის ძალა მოქმედებს წყალქვეშა ნაწილში, განლაგებულია დიამეტრის სიბრტყეში და ერთმანეთისგან უმნიშვნელო ვერტიკალურ მანძილზე.

იალქნიანი გემით მამოძრავებელი ძალა გამოიყენება წყლის ზედაპირზე მაღლა და, შესაბამისად, გადაადგილების ძალის მოქმედების ხაზზე მაღლა. თუ გემი მოძრაობს ქარის მიმართულების კუთხით - ახლო მიმართულებით, მაშინ მისი იალქნები მუშაობს აეროდინამიკური ფრთის პრინციპის შესაბამისად, განხილულია II თავში. როდესაც აფრების გარშემო ჰაერი მიედინება, იქმნება ვაკუუმი მის ლევერალურ (ამოზნექილ) მხარეზე და იზრდება წნევა ქარის მხარეზე. ამ წნევის ჯამი შეიძლება შემცირდეს შედეგად აეროდინამიკურ ძალაზე ა (იხ. სურ. 192), მიმართულია აფრების პროფილის დაახლოებით პერპენდიკულარულად და გამოიყენება წყლის ზედაპირზე მაღლა აფრების (CW) ცენტრში.

ფიგურა: 192. კორპუსსა და იალქნებზე მოქმედი ძალები.

მექანიკის მესამე კანონის თანახმად, სხეულის წრფივი მოძრაობით სწორი ხაზით, სხეულზე (ამ შემთხვევაში იახტის კორპუსთან ანძაზე, იდგა გაყალბებით და ფურცლებით შეერთებულ იალქნებზე) მიყენებულ თითოეულ ძალას უნდა უპირისპირდებოდეს თანაბარი სიდიდის და საწინააღმდეგოდ მიმართული ძალა. იალქნიანი გემით ეს ძალა წარმოქმნის ჰიდროდინამიკურ ძალას ჰკორპუსის წყალქვეშა ნაწილზე მიმაგრებული (ნახ. 192). ასე რომ, ძალებს შორის ა და ჰ ცნობილია მანძილი - მხარი, რის შედეგადაც იქმნება წყვილი ძალების მომენტი, რომლებიც ცდილობენ ხომალდს გადააბრუნონ სივრცეში გარკვეული გზით ორიენტირებული ღერძის გარშემო.

მეზღვაური გემების გადაადგილებისას წარმოქმნილი ფენომენების გამარტივების მიზნით, ჰიდრო- და აეროდინამიკური ძალები და მათი მომენტები იშლება ძირითადი კოორდინაციული ღერძების პარალელურად კომპონენტებად. ნიუტონის მესამე კანონის შესაბამისად, წყვილებში შეგვიძლია ჩამოვწეროთ ამ ძალებისა და მომენტების ყველა კომპონენტი:

ა	- აეროდინამიკური შედეგიანი ძალა;
თ	- იალქნების წევის ძალა, გემის წინსვლისას:
დ	- ქუსლის ძალა ან დრიფტის ძალა;
ა ვ	- ვერტიკალური (ცხვირის ჩასწორება) ძალა;
პ	- გემის მასის ძალა (გადაადგილება);
მ დ	- მორთვის მომენტი;
მ კრიმინალი	- ქუსლის მომენტი;
მ პ	- ქარისკენ მიმავალი მომენტი;
ჰ	- ჰიდროდინამიკური შედეგი ძალა;
რ	- წყლის რეზისტენტობის ძალა გემის მოძრაობის მიმართ;
რ დ	- გვერდითი ძალა ან დრიფტის წინააღმდეგობის ძალა;
ჰ ვ	- ვერტიკალური ჰიდროდინამიკური ძალა;
γ· ვ	- აყვავების ძალა;
მ ლ	- მორთვის წინააღმდეგობის მომენტი;
მ წელს	- აღდგენის მომენტი;
მ საათზე	- აფეთქების მომენტი.

იმისათვის, რომ გემმა სტაბილურად გაჰყვეს მსვლელობას, თითოეული წყვილი ძალები და თითოეული წყვილი მომენტები ერთმანეთის ტოლი უნდა იყოს. მაგალითად, დრიფტის სიძლიერე დ და დრიფტის წინააღმდეგობის ძალა რ d შექმნათ ქუსლი მომენტი მ cr, რომელიც უნდა იყოს დაბალანსებული აღდგენის მომენტით მ გვერდითი სტაბილურობის დროს ან მომენტში. ეს მომენტი ყალიბდება მასის ძალების მოქმედების გამო პ და გემის გემი ვმხარზე მოქმედებს ლ... იგივე ძალები ქმნიან მოპირკეთების წინააღმდეგობის მომენტს ან გრძივი სტაბილურობის მომენტს მ ლ სიდიდის ტოლია და ეწინააღმდეგება ჩასწორების მომენტს მ ამ უკანასკნელის პირობები ძალების წყვილია თ - რ და ა ვ - ჰ ვ .

ამრიგად, მცურავი გემის გადაადგილება ქარისკენ ირიბად უკავშირდება ქუსლსა და მორთვას და გვერდითი ძალას დგარდა ამისა, მოძრავი, ასევე იწვევს დრიფტს - გვერდითი დრიფტი, ამიტომ ნებისმიერი მცურავი ხომალდი არ მოძრაობს მკაცრად DP- ის მიმართულებით, ისევე როგორც მექანიკური ძრავის ხომალდი, მაგრამ მცირე დრეიფის კუთხით β. Sailboat- ის კორპუსი, მისი კილი და საჭე ხდება Hydrofoil, რომელზეც წყლის მომავალი ნაკადი გადის შეტევის კუთხით, რომელიც ტოლია დრიფტის კუთხის. სწორედ ეს გარემოება განსაზღვრავს იახტის კილზე დრიფტის წინააღმდეგობის ძალის წარმოქმნას რ d, რომელიც არის ამწევი ძალის კომპონენტი.

მოძრავი სტაბილურობა და მცურავი გემის ცენტრირება. როლის გამო, აფრების პროექტი თ და წინააღმდეგობის ძალა რ აღმოჩნდა, რომ ისინი მოქმედებენ სხვადასხვა ვერტიკალურ სიბრტყეებში. ისინი ქმნიან ძალების წყვილს, რომლებიც ხომალდს ქარისკენ მიაქანებენ - აცლიან მას მის პირდაპირ კურსს. ამას ხელს უშლის ძალების მეორე წყვილის - ქუსლის მომენტი დ და დრიფტის წინააღმდეგობის ძალები რ დ, ასევე მცირე ძალა ნ საჭეზე, რომელიც უნდა იქნას გამოყენებული იახტის სათაურის გამოსასწორებლად.

აშკარაა, რომ გემის რეაქცია ყველა ამ ძალების მოქმედებაზე დამოკიდებულია როგორც მათ სიდიდეზე, ისე მხრების კოეფიციენტზე ა და ბრომელზეც ისინი მოქმედებენ. გაზრდის როლი, წამყვანი წყვილი მხრის ბ ასევე იზრდება, და მხრის ზომა ტარების წყვილი ა დამოკიდებულია ფარდობით პოზიციაზე აფრების ცენტრი (CP - შედეგად აეროდინამიკური ძალების იალქნებზე გამოყენების წერტილები) და გვერდითი წინააღმდეგობის ცენტრი (CLS - შედეგად ჰიდროდინამიკური ძალების გამოყენების წერტილები იახტის კორპუსზე).

ამ წერტილების ზუსტი პოზიციის დადგენა საკმაოდ რთული ამოცანაა, განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც თვლით, რომ ის განსხვავდება მრავალი ფაქტორიდან გამომდინარე: ჭურჭლის კურსი ქარის მიმართ, იალქნების დაჭრა და დაყენება, იახტის როლი და მორთვა, კეილის და საჭის ფორმა და პროფილი და ა.შ.

იახტების დიზაინისა და აღჭურვისას, ისინი მოქმედებენ პირობითი CP და CLS– ით, რადგან ისინი განლაგებულია ბრტყელი ფიგურების სიმძიმის ცენტრებში, რომლებიც წარმოადგენს DP– ში მითითებულ იალქნებს და DP– ს წყალქვეშა ნაწილის კონტურებს კილით, ფარფლებითა და საჭეებით (ნახ. 193). მაგალითად, სამკუთხა იალქნის სიმძიმის ცენტრი მდებარეობს ორი მედიანის გადაკვეთაზე, ხოლო ორი აფრების სიმძიმის ცენტრი მდებარეობს სწორი ხაზის სეგმენტზე, რომელიც აკავშირებს ორივე იალქნის პროცესორებს და ამ სეგმენტს ანაწილებს მათი ფართობის უკუპროპორციულად. თუ იალქანს ოთხკუთხა ფორმა აქვს, მაშინ მისი ფართობი დიაგონალით იყოფა ორ სამკუთხედად და ამ სამკუთხედების საერთო ცენტრად მიიღება პროცესორი.

ფიგურა: 193. ჩვეულებრივი იახტით მცურავი ცენტრის განსაზღვრა.

CLS– ის პოზიცია შეიძლება განისაზღვროს DP– ს წყალქვეშა პროფილის შაბლონის დაბალანსებით, ნემსის წერტილში წვრილი მუყაოდან მოჭრილი. როდესაც შაბლონი ჰორიზონტალურია, ნემსი იქნება პირობითი CLS წერტილში. ამასთან, ეს მეთოდი მეტნაკლებად გამოიყენება გემებისათვის, DP– ს წყალქვეშა ნაწილის დიდი ფართობისთვის - ტრადიციული ტიპის იახტებისთვის გრძელი კეილის ხაზით, გემის ნავებით და ა.შ. თანამედროვე იახტებზე, რომელთა ხაზები შექმნილია ფრთების თეორიის საფუძველზე, მთავარი როლი დრაივის ძალის შექმნისას ფარფლის კილი და საჭე, რომლებიც ჩვეულებრივ დამონტაჟებულია კილისგან ცალკე, თამაშობენ დრიფტს. მათ პროფილებზე ჰიდროდინამიკური წნევის ცენტრების პოვნა საკმაოდ ზუსტად შეიძლება. მაგალითად, შედარებით სისქის პროფილებისთვის δ / ბ დაახლოებით 8% ეს წერტილი არის აკორდის დაახლოებით 26% მანძილზე ბ წინა კიდიდან.

ამასთან, იახტის კორპუსს აქვს გარკვეული გავლენა კეილისა და საჭის ნაკადის ქცევაზე და ეს გავლენა იცვლება გემის როლის, მორთვისა და სიჩქარის მიხედვით. უმეტეს შემთხვევაში, მწვავე ქარის კურსებზე, ჭეშმარიტი CLS მოძრაობს წინ წნევის ცენტრის მიმართ, რომელიც განისაზღვრება კელისა და საჭისთვის, როგორც იზოლირებული პროფილებისთვის. CPU და CLS პოზიციის გაანგარიშების გაურკვევლობის გამო, დიზაინერებს, მცურავი გემების პროექტის შემუშავებისას, აქვთ CPU გარკვეულ მანძილზე ა - წინ - ცენტრალური ბანკის სისტემის წინ. ტყვიის რაოდენობა განისაზღვრება სტატისტიკურად, კარგად აპრობირებულ იახტებთან შედარებით, რომლებსაც აქვთ წყალქვეშა კონტურები, სტაბილურობა და პროექტსთან ახლოს მცურავი აღჭურვილობა. ტყვიას ჩვეულებრივ ადგენენ წყლის ხაზთან გემის სიგრძის პროცენტულ მაჩვენებელს და შეადგენს 15-18% ბერმუდის საყურეებით აღჭურვილ გემისთვის. ლ... რაც უფრო დაბალია იახტის სტაბილურობა, მით მეტ ქუსლს მიიღებს იგი ქარის ზემოქმედებით და მით უფრო მეტია საჭირო CPU- ს დაწინაურება CLS- ის წინ.

მოძრავი იახტის ტესტირებისას შესაძლებელია პროცესორისა და CLS– ის ფარდობითი მდგომარეობის ზუსტი რეგულირება. თუ ხომალდი მიდრეკილია ქარში ჩაძირვაში, განსაკუთრებით საშუალო და სუფთა ქარში, ეს დიდი კონცენტრაციის დეფექტია. საქმე იმაშია, რომ კილი გადააქვს წყლის ნაკადს, რომელიც უფრო ახლოს მიდის გემის DP– სთან. ამიტომ, თუ საჭე სწორია, მაშინ მისი პროფილი მუშაობს შეტევის შესამჩნევად მცირე კუთხით, ვიდრე კილი. თუ იახტის გადახვევის ტენდენციის კომპენსაციის მიზნით, საჭე უნდა გადაიტანოს ქარზე, მაშინ მასზე წარმოქმნილი ლიფტი მიემართება leeward მხარეს - იმავე მიმართულებით, როგორც დრიფტის ძალა დ იალქნებზე. შესაბამისად, ხომალდს ექნება მომატებული დრეიფი.

იახტის მარტივი ტენდენცია განსხვავებულია. საჭე, რომელიც გადაადგილებულია 3-4 ° -ით leeward მხარეს, მუშაობს იგივე ან ოდნავ უფრო მაღალი შეტევის კუთხით, როგორც კილი და ეფექტურად მონაწილეობს დრიფტის წინააღმდეგობას. განივი ძალა ჰსავალზე წარმოქმნილი, იწვევს ზოგადი CLS- ის მნიშვნელოვან გადაადგილებას შტერტთან დრიფტის კუთხის ერთდროულად შემცირებით. ამასთან, თუ იახტის გვერდით გასასვლელზე შესანარჩუნებლად მუდმივად უნდა გადაიტანოთ საჭე მარცხენა მხარეს 2-3 ° –ზე მეტი კუთხით, საჭიროა პროცესორის გადაადგილება ან CLS უკან გადაწევა, რაც უფრო რთულია.

ჩაშენებულ იახტაზე, პროცესორის გადაადგილება შესაძლებელია ანძის დახრით, წინ გადაწევით (თუ ნაბიჯის დიზაინი საშუალებას მოგცემთ), მაგისტრალის შემცირება ლუფის გასწვრივ, ძირითადი საჰაერო ხომალდის არეალის გაზრდით. CLS უკან გადასაადგილებლად, საჭის წინ უნდა დააყენოთ ფარფალი ან გაზარდოთ საჭის ბუმბულის ზომა.

იახტის გადახვევის ტენდენციის აღმოსაფხვრელად საჭიროა საპირისპირო ზომების გამოყენება: პროცესორის უკან გადაწევა ან CLS წინ გადაწევა.

აეროდინამიკური ძალის კომპონენტების როლი ბიძგისა და დრიფტის შექმნაში. ირიბი იალქნის მუშაობის თანამედროვე თეორია ემყარება ფრთის აეროდინამიკის დებულებებს, რომელთა ელემენტების განხილვა მოხდა II თავში. როდესაც ჰაერი მიედინება აფრების ირგვლივ აშკარად ქარის შეტევის კუთხესთან, მასზე იქმნება აეროდინამიკური ძალა ა, რომელიც შეიძლება წარმოდგენილი იყოს ორი კომპონენტის სახით: ლიფტი იმიმართულია ჰაერის დინების პერპენდიკულარულად (აშკარა ქარი) და გადაიტანეთ X - ძალის პროგნოზები ა ჰაერის ნაკადის მიმართულებაზე. ეს ძალები გამოიყენება იალქნის მახასიათებლებისა და ზოგადად, მთლიანი საბადოს მახასიათებლების გათვალისწინებით.

ერთდროულად აიძულა ა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს ორი სხვა კომპონენტის სახით: წევის ძალები თ, მიმართულია იახტის მოძრაობის ღერძის გასწვრივ და პერპენდიკულარული დრიფტის ძალაზე დ... შეგახსენებთ, რომ იალქნის (ან ბილიკის) მოძრაობის მიმართულება განსხვავდება მისი კურსისგან დრიფტის კუთხის β მნიშვნელობით, თუმცა შემდგომი ანალიზის დროს ამ კუთხის უგულებელყოფა შეიძლება.

თუ შესაძლებელია აფრების გაზრდა აფრების დონეზე ი 1, და შუბლის წინააღმდეგობა უცვლელი რჩება, შემდეგ კი ძალები ი 1 და Xვექტორული დამატების წესის შესაბამისად დაემატა ახალი აეროდინამიკური ძალა ა 1 (ნახ. 194, ა) მისი ახალი კომპონენტების გათვალისწინებით თ 1 და დ 1, ჩანს, რომ ამ შემთხვევაში, ლიფტის ძალის მატებასთან ერთად, იზრდება ბიძგის ძალა და დრიფტის ძალა.

ფიგურა: 194. ამწევისა და ჩათრევის როლი მამოძრავებელი ძალის შექმნაში.

მსგავსი კონსტრუქციით შეიძლება დავრწმუნდეთ, რომ გვერდითი მიზიდულობის გაზრდისას მიზიდვის ძალა მცირდება და დრიფტის ძალა იზრდება. ამრიგად, გვერდითი ხომალდით მცურავისას, აფრების ამწე ძალა გადამწყვეტ როლს ასრულებს იალქნების ქნევის შექმნაში; გადაადგილება უნდა იყოს მინიმალური.

გაითვალისწინეთ, რომ შუა კურსზე აშკარა ქარს აქვს ყველაზე მაღალი სიჩქარე; ამიტომ, აეროდინამიკური ძალის ორივე კომპონენტია ი და X საკმაოდ დიდია.

Gulfwind– ის კურსზე (ნახ. 194, ბ) ლიფტი არის thrust ძალა და drag არის drift ძალა. აფრების ჩათრევის ზრდა გავლენას არ ახდენს წევის ძალის სიდიდეზე: იზრდება მხოლოდ დრიფტის ძალა. ამასთან, ვინაიდან ქარიშხლის აშკარა სიჩქარე ქარიშხალზე შემცირებულია ტროტუართან შედარებით, დრიფტი ნაკლებად აისახება გემის მუშაობაზე.

უკანა კურსზე (ნახ. 194, წელს) აფრები მუშაობს შეტევის მაღალ კუთხეებზე, რა დროსაც ლიფტი მნიშვნელოვნად ნაკლებია, ვიდრე შუბლის წინააღმდეგობა. თუ ჩათრევას გაზრდით, მაშინ thrust და drift ძალაც გაიზრდება. ლიფტის ზრდასთან ერთად, ბიძგი იზრდება და დრიფტის ძალა მცირდება (ნახ. 194, რ) შესაბამისად, უკანა კურსზე, როგორც ლიფტის, ასევე / და გადაწევის ზრდა ზრდის ძალას.

წინა ქარის სათავეში, აფრების შეტევის კუთხე 90 ° -ს უახლოვდება, ამიტომ აფრენაზე აფრება ნულის ტოლია, ხოლო მიზიდვა მიმართულია ჭურჭლის მოძრაობის ღერძის გასწვრივ და წარმოადგენს ძალას. დრიფტის ძალა ნულოვანია. ამიტომ, წინა ქარის დროს, იალქნების გასაზრდელად სასურველია მათი გაჭიანურება. სარბოლო იახტებზე ეს ხდება დამატებითი იალქნების დაყენებით - spinnaker და blooper, რომლებსაც დიდი ფართობი აქვთ და ცუდად გამარტივებულია. გაითვალისწინეთ, რომ fordewind კურსის დროს იახტის იალქნებზე მოქმედებს აშკარა ქარი მინიმალური სიჩქარით, რაც განსაზღვრავს შედარებით ზომიერ ძალებს იალქნებზე.

დრიფტის წინააღმდეგობა. როგორც ზემოთ ნაჩვენებია, დრიფტის სიძლიერე დამოკიდებულია ნავის მსვლელობაზე ქარის მიმართ. ციცაბო ტროტუარზე ცურვისას იგი სამჯერ აღწევს ძალას თგემის წინსვლა; Gulfwind– ზე, ორივე ძალა დაახლოებით თანაბარია; ციცაბო ზურგზე, იალქნის წნევა 2-3 – ჯერ მეტია, ვიდრე დრიფტის ძალა, ხოლო სუფთა ქავილზე საერთოდ არ არის დრიფტის ძალა. შესაბამისად, იმისთვის, რომ იალქნიანი ნავი წარმატებით მიიწიოს თავის კურსზე გაბმული ქარიდან (ქარისაგან 40-90 ° -იანი კუთხით), მას უნდა ჰქონდეს გვერდითი დრიფტის საკმარისი წინააღმდეგობა, გაცილებით მაღალი ვიდრე იახტის სათაურის წყლის წინააღმდეგობა.

თანამედროვე მცურავ გემებზე დრიფტის მიმართ წინააღმდეგობის ძალის შექმნის ფუნქციას ასრულებს ძირითადად ფარფლები ან ცენტრები და საჭეები. სიმეტრიული პროფილის ფრთაზე აწევის წარმოების მექანიკა, რომელიც არის კილი, ცენტრალური დაფა და საჭეები, განხილულია II თავში (იხ. გვერდი 67). გაითვალისწინეთ, რომ თანამედროვე იახტების დრიფტის კუთხის სიდიდე - კეილის ან ცენტრალური დაფის პროფილის შეტევის კუთხე - იშვიათად აღემატება 5 ° -ს, ამიტომ კეილის ან ცენტრის დაფის შექმნისას საჭიროა აირჩიოთ მისი ოპტიმალური ზომები, ფორმა და განივი სექცია, რომ მიიღოთ მაქსიმალური აწევის ძალა მინიმალური შუბლის წინააღმდეგობით. შეტევის დაბალი კუთხით.

სიმეტრიული აეროდინამიკური საჰაერო ხომალდების ტესტებმა აჩვენა, რომ სქელი აეროდრომი (სექციის სისქის უფრო დიდი თანაფარდობით ტ თავის აკორდამდე ბ) უფრო მეტ ამწე ძალას ანიჭებთ ვიდრე თხელი. ამასთან, დაბალი სიჩქარით, ასეთ პროფილებს აქვთ უფრო მაღალი შუბლის წინააღმდეგობა. მცურავი იახტების ოპტიმალური შედეგები შეგიძლიათ მიიღოთ კელის სისქეებით ტ/ბ \u003d 0,09 ÷ 0,12, რადგან ამგვარ პროფილებზე ამწევი ძალა ნაკლებად არის დამოკიდებული გემის სიჩქარეზე.

პროფილის მაქსიმალური სისქე უნდა იყოს 30% და 40% აკორდი keel პროფილის წინა კიდიდან. კარგ თვისებებს ფლობს აგრეთვე NACA 664-0 პროფილი, რომლის მაქსიმალური სისქე მდებარეობს ცხვირიდან აკორდის 50% მანძილზე (ნახ .195).

ფიგურა: 195. იახტის პროფილირებული ფარფლის კილი.

იახტის კილებისა და ცენტრალური დაფების რეკომენდებული კვეთების განკარგულებები

	მანძილი ცხვირიდან x, % ბ
	2,5	5	10	20	30	40
	აწესებს y, % ბ
NACA-66; δ \u003d 0,05	2,18	2,96	3,90	4,78	5,00	4,83
	2,00	2,60	3,50	4,20	4,40	4,26
	-	3,40	5,23	8,72	10,74	11,85
პროფილი; ფარდობითი სისქე δ	მანძილი ცხვირიდან x, % ბ
	50	60	70	80	90	100
	აწესებს y, % ბ
NACA-66; δ \u003d 0,05	4,41	3,80	3,05	2,19	1,21	0,11
პროფილი ცენტრალური დაფებისთვის; δ \u003d 0,04	3,88	3,34	2,68	1,92	1,06	0,10
იახტის კილი NACA 664-0; δ \u003d 0,12	12,00	10,94	8,35	4,99	2,59	0

მსუბუქი სარბოლო გემებისთვის, რომლებსაც შეუძლიათ დაგეგმვის რეჟიმს მიაღწიონ და განავითარონ მაღალი სიჩქარე, ცენტრალური დაფები და უფრო წვრილი პროფილის საჭეები ტ/ბ \u003d 0,044 ÷ 0,05) და გეომეტრიული მოგრძოობა (გაღრმავების თანაფარდობა) დ შუა აკორდამდე ბ ოთხშაბათს) 4-მდე.

თანამედროვე კეილის იახტების კელის მოგრძო სიგრძე 1-დან 3-მდეა, საჭეები - 4-მდე. ყველაზე ხშირად, კილს აქვს ტრაპეციის ფორმა დახრილი საპირისპირო პირით და დახრილობის კუთხე გარკვეულ გავლენას ახდენს კეილის აზიდვისა და გადაზიდვის სიდიდეზე. კელის სიგრძით დაახლოებით λ \u003d 0,6, დაშვებულია წამყვანი კიდის დახრა 50 ° -მდე; λ \u003d 1-ზე - დაახლოებით 20 °; λ\u003e 1.5-ზე, კილი ვერტიკალური წამყვანი კიდით ოპტიმალურია.

კეილისა და საჭის მთლიანი ფართობი ეფექტური წინააღმდეგობის გაწევისთვის ჩვეულებრივ მიიღება ძირითადი აფრების ფართობის 1/25-დან 1/17-მდე.

მცურავი იახტის ქვევიდან მოძრაობა ფაქტობრივად განისაზღვრება მისი იალქნის მარტივი ქარის ზეწოლით, ნავის წინ წამოწევაზე. ამასთან, ქარის გვირაბის გამოკვლევებმა აჩვენა, რომ ქარიშხლის მცურავი მცურავი ძალებს უფრო რთულ ნაკრებში აყენებს.

როდესაც შემოსული ჰაერი მიედინება იალქნის უკანა უკანა ზედაპირის გარშემო, ჰაერის სიჩქარე მცირდება, ხოლო აფრების ამოზნექილი წინა ზედაპირის გარშემო, ეს სიჩქარე იზრდება. შედეგად, აფრების უკანა ზედაპირზე იქმნება მომატებული წნევის არე, ხოლო წინა ზედაპირზე დაბალი წნევის არე. იალქნის ორ მხარეს წნევის სხვაობა ქმნის გამწევ (უბიძგებს) ძალას, რომელიც იახტას წინ გადააქვს ქარის კუთხით.

მცურავი იახტა, რომელიც მდებარეობს ქარის სწორი კუთხით (ავტორი) საზღვაო ტერმინოლოგია - იახტა ეწევა), სწრაფად მოძრაობს წინ. აფრები ექვემდებარება გამწევ და გვერდითი ძალებს. თუ მცურავი იახტა ქარის მწვავე კუთხით მიცურავს, მისი სიჩქარე შენელდება გამოწევის ძალის შემცირებისა და გვერდითი ძალის ზრდის გამო. რაც უფრო მეტად მიდის იალქანი შტერისკენ, მით უფრო ნელა მოძრაობს იახტა წინ, განსაკუთრებით დიდი გვერდითი ძალის გამო.

მცურავი იახტა პირდაპირ ქარში ვერ მიცურავს, მაგრამ მას შეუძლია წინ წამოიწიოს მოკლე ზიგზაგის მოძრაობით, ქარის კუთხესთან, ე.წ. თუ ქარი ნავსადგურის მხარეს დაუბერავს (1), ნათქვამია, რომ იახტა ნავსადგურის ტაკზე მიცურავს, თუ ბორტის მხარეს (2) - ბორტზე. იმისათვის, რომ მანძილი უფრო სწრაფად გაიაროს, იახტსი ცდილობს გაზარდოს იახტის სიჩქარე ლიმიტზე მისი იალქნის მდგომარეობის რეგულირებით, როგორც ეს ნაჩვენებია მარცხენა სურათზე. სწორი ხაზიდან გადახრის შესამცირებლად, იახტა გადაადგილდება starboard– დან პორტამდე და პირიქით. როდესაც იახტა კურსის შეცვლას ახდენს, აფრები მეორე მხარეს ისვრის და როდესაც მისი თვითმფრინავი ქარის ხაზს დაემთხვა, ის გარკვეული დროით ჩქარობს, ე.ი. არააქტიურია (ტექსტის ქვემოთ მოცემული შუა ფიგურა). იახტა ეგრეთ წოდებულ მკვდარ ზონაში ვარდება, სიჩქარეს კარგავს მანამ, სანამ ქარი ისევ არ გაბერავს აფრების მოპირდაპირე მხრიდან.

ქარი ძალა

NASA- ს ვებგვერდზე გამოქვეყნდა ძალიან საინტერესო მასალები თვითმფრინავის ფრთის მიერ ლიფტის ჩამოყალიბებაზე გავლენის სხვადასხვა ფაქტორების შესახებ. ასევე არსებობს ინტერაქტიული გრაფიკული მოდელები, რომლებიც ცხადყოფს, რომ ლიფტის წარმოქმნა შეიძლება სიმეტრიული ფრთითაც, ნაკადის გადახრის გამო.

აფრები, რომელიც ჰაერის ნაკადის კუთხესთან არის, აცილებს მას (ნახ. 1 დ). იალქნის "ზედა", იატაკქვეშა მხარეს გადის და ჰაერის დინება უფრო მეტს გადის გრძელი გზა და, დინების უწყვეტობის პრინციპის შესაბამისად, უფრო სწრაფად მოძრაობს, ვიდრე ქარისმიერი, „ქვევით“ მხრიდან. ამის შედეგია იალქნის leeward მხარეს ნაკლები წნევა, ვიდრე ზემოთ ქარის მხარეს.

ქარის მიმართულებით პერპენდიკულარულად დაყენებული იალქანით წინა გზისკენ მიმავალზე, ქარის ზეწოლის ზრდის სიჩქარე უფრო მეტია, ვიდრე წნევის შემცირების სიჩქარე გვერდით, სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ქარი იახტს უფრო უბიძგებს, ვიდრე გაიყვანს. რადგან იახტა ქარისკენ მკვეთრად იქცევა, ეს თანაფარდობა შეიცვლება. ამრიგად, თუ ქარი იახტის კურსის პერპენდიკულარულად მიდის, იალქნის წნევის მომატება ქარის მხრიდან უფრო ნაკლებ გავლენას ახდენს სიჩქარეზე, ვიდრე წნევის შემცირება ლევარული მხრიდან. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, აფრები იახტას უფრო მეტად იზიდავს, ვიდრე უბიძგებს.

იახტის მოძრაობა განპირობებულია იმით, რომ ქარი ურთიერთქმედებს იალქნთან. ამ ურთიერთქმედების ანალიზს ბევრი ახალბედისთვის მოულოდნელი შედეგები მოაქვს. აღმოჩნდება, რომ მაქსიმალური სიჩქარე მიიღწევა არა მაშინ, როდესაც ქარი ზუსტად უკნიდან უბერავს, არამედ "სამართლიანი ქარის" სურვილს აქვს სრულიად მოულოდნელი მნიშვნელობა.

აფრებიც და კილიც, ჰაერის ან წყლის დინებასთან ურთიერთქმედებისას, შესაბამისად, ქმნიან ლიფტს, ამიტომ ფრთების თეორია შეიძლება გამოყენებულ იქნას მათი მუშაობის ოპტიმიზაციისთვის.

ქარი მამოძრავებელი ძალა

ჰაერის ნაკადს აქვს კინეტიკური ენერგია და იალქნებთან ურთიერთობისას, შეუძლია იახტის გადაადგილება. ბერნულის კანონით არის აღწერილი როგორც იალქნის, ისე თვითმფრინავის ფრთის მოქმედება, რომლის მიხედვითაც დინების სიჩქარის ზრდა იწვევს წნევის შემცირებას. ჰაერში მოძრაობისას ფრთა ყოფს ნაკადად. მისი ნაწილი ფრთიდან შემოდის ზემოდან, ნაწილი ქვემოდან. საჰაერო ხომალდის ფრთა შექმნილია ისე, რომ ფრთის ზედა მხარეს გადაფრენა ჰაერის ნაკადი უფრო სწრაფად იმოძრავებს, ვიდრე ფრენის ქვედა ნაწილის ქვეშ. შედეგი არის ის, რომ ფრთის ზემოთ წნევა მნიშვნელოვნად დაბალია, ვიდრე ქვემოთ. წნევის სხვაობა არის ფრთის აწევა (ნახ. 1 ა). რთული ფორმის გამო, ფრთას შეუძლია ლიფტის წარმოქმნა მაშინაც კი, როდესაც ის წყვეტს ნაკადს, რომელიც ფრთის სიბრტყის პარალელურად მოძრაობს.

იალქანს შეეძლება იახტის გადაადგილება მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ის ნაკადის გარკვეულ კუთხესთან არის და მას გადახრის. კითხვა, თუ რამდენად ლიფტი ასოცირდება ბერნულის ეფექტთან და რომელია ნაკადის გადახრის შედეგი, საკამათოა. ფრთების კლასიკური თეორიის თანახმად, აწევა ხდება მხოლოდ ასიმეტრიული ფრთის ზემოთ და ქვემოთ დინების სიჩქარის სხვაობიდან. ამავდროულად, კარგად არის ცნობილი, რომ სიმეტრიულ ფრთას ასევე შეუძლია შექმნას ლიფტი, თუ ის დამონტაჟებულია ნაკადის გარკვეულ კუთხესთან (ნახ. 1 ბ). ორივე შემთხვევაში, ფრთა წინა და უკანა წერტილების დამაკავშირებელ ხაზსა და დინების მიმართულებას შორის კუთხეს ეწოდება შეტევის კუთხე.

აზიდვის ძალა იზრდება შეტევის კუთხის გაზრდისას, მაგრამ ეს ურთიერთობა მხოლოდ ამ კუთხის მცირე მნიშვნელობებზე მუშაობს. როგორც კი შეტევის კუთხე გარკვეულ კრიტიკულ დონეს გადააჭარბებს და დინება იშლება, ფრთის ზედა ზედაპირზე უამრავი მორევი წარმოიქმნება და აწევა მკვეთრად იკლებს (ნახ. 1 გ).

იახტებმა იციან, რომ წინა ქარი არ არის ყველაზე სწრაფი კურსი. თუ იმავე სიმძლავრის ქარი ადიდდება კურსის მიმართ 90 გრადუსიანი კუთხით, იახტა ბევრად უფრო სწრაფად იმოძრავებს. წინა კურსის დროს, ძალა, რომლითაც ქარი აფრებისკენ მიემართება, დამოკიდებულია იახტის სიჩქარეზე. მაქსიმალური ძალით ქარი აწვება იახტის იალქანს, რომელიც სტაციონარულია (ნახ. 2 ა). სიჩქარე იზრდება, იალქანი წნევა ეცემა და მინიმალური ხდება, როდესაც იახტა მიაღწევს მაქსიმალურ სიჩქარეს (ნახ. 2 ბ). წინა ქარის სიჩქარეზე მაქსიმალური სიჩქარე ყოველთვის ნაკლებია, ვიდრე ქარის სიჩქარე. ამას რამდენიმე მიზეზი აქვს: პირველ რიგში, ხახუნება, ნებისმიერ მოძრაობაში, ენერგიის გარკვეული ნაწილი იხარჯება სხვადასხვა ძალების გადალახვაზე, რაც ხელს უშლის მოძრაობას. მაგრამ მთავარია, რომ ძალა, რომლის მიხედვითაც ქარი ახდენს იალქანს, პროპორციულია აშკარა ქარის სიჩქარის კვადრატისა და აშკარა ქარის სიჩქარე fordewind კურსზე უდრის სხვაობის ნამდვილ ქარს სიჩქარესა და იახტის სიჩქარეს შორის.

Gulfwind- ის მიმართულება (90º ქარისკენ) მცურავი იახტები შეუძლია უფრო სწრაფად იმოძრაოს ვიდრე ქარი. ამ სტატიის ფარგლებში, ჩვენ არ ვისაუბრებთ აშკარა ქარის მახასიათებლებზე, მხოლოდ აღვნიშნავთ, რომ Gulfwind– ის კურსზე, ძალა, რომლითაც ქარი იჭერს იალქნებს, ნაკლებად არის დამოკიდებული იახტის სიჩქარეზე (ნახ .2 გ).

ხახუნის ძირითადი ფაქტორია, რომელიც ხელს უშლის სიჩქარის ზრდას. ამიტომ, იალქნიანი ნავები, რომლებსაც მოძრაობის მცირე წინააღმდეგობა აქვთ, შეუძლიათ ქარის სიჩქარეზე ბევრად უფრო მაღალი სიჩქარით მიაღწიონ, მაგრამ არა წარმავალი კურსის განმავლობაში. მაგალითად, სკეიტს იმის გამო, რომ ციგურებს აქვს მცირე მოცურების წინააღმდეგობა, შეუძლია 150 კმ / სთ სიჩქარის აჩქარება 50 კმ / სთ ან კიდევ უფრო ნაკლები სიჩქარით.

ნაოსნობის ფიზიკა განმარტებულია: შესავალი

ISBN 1574091700, 9781574091700

იალქნის შესრულებაში ჩასვლამდე ორი მოკლე, მაგრამ მნიშვნელოვანი საკითხია გასათვალისწინებელი:
1. განსაზღვრეთ რომელი ქარი მოქმედებს იალქნებზე.
2. ახსენით სპეციალური საზღვაო ტერმინოლოგია, რომელიც დაკავშირებულია ქარის კურსებთან.

ჭეშმარიტი და სახალისო ქარი იახტაში.

ქარი, რომელიც მოქმედებს მოძრავ ჭურჭელზე და მასზე არსებული ყველაფერი განსხვავდება იმისგან, რომელიც მოქმედებს ნებისმიერ სტაციონარულ ობიექტზე.
თავად ქარი, როგორც ატმოსფერული ფენომენი, რომელიც მიწის ან წყლის მიმართ იფეთქებს, ჩვენ ნამდვილ ქარს ვუწოდებთ.
იახტაციის დროს მოძრავი იახტის მიმართ ქარს აშკარა ქარს უწოდებენ და წარმოადგენს ჭეშმარიტი ქარისა და შემომავალი ჰაერის ნაკადის ჯამს, რომელიც გამოწვეულია გემის მოძრაობით.
მნიშვნელოვანი ქარი ყოველთვის ნავის მიმართ უფრო მკვეთრი კუთხით უბერავს, ვიდრე ნამდვილი ქარი.
აშკარა ქარის სიჩქარე შეიძლება იყოს უფრო მაღალი (თუ ჭეშმარიტი ქარია მიბმული ან გვერდითი), ან ნაკლებია ვიდრე ნამდვილი (თუ ის სწორი მიმართულებით არის).

მიმართულებები ქარის მიმართ.

Ქარში ნიშნავს იმ მხრიდან, საიდანაც ქარი უბერავს.
ქარის ქვეშ - იმ მხარეს, სადაც ქარი უბერავს.
ამ ტერმინებს, ისევე როგორც მათგან წარმოებულებს, როგორიცაა "ქარიანი", "ლევერი", ძალიან ფართოდ გამოიყენება და არა მხოლოდ იახტაში.
როდესაც ეს ტერმინები გამოიყენება გემზე, ასევე ჩვეულებრივია საუბარი ქარისა და ქარის მხარეებზე.
თუ ქარი იახტის ვარსკვლავის ძირის მხრიდან დაუბერავს, მაშინ ამ მხარეს ეწოდება ქარიშხალი, მარცხენა მხარე - ლეივერდი შესაბამისად.
ნავსადგურისა და სტარბოტის ჩასადები ორი ტერმინია, რომლებიც უშუალოდ უკავშირდება წინა სიტყვებს: თუ ქარი უბერავს ხომალდის სვეტის მხარეს, მაშინ ისინი ამბობენ, რომ იგი მიემართება ბორტზე, თუ ნავსადგურში დარჩა.
ინგლისურ საზღვაო ტერმინოლოგიაში starboard და port განსხვავდება ჩვეულებრივი და მარცხენა. Starboard- ისა და მასთან დაკავშირებული ყველაფრის შესახებ, ამბობენ Starboard- ს, მარცხნივ - პორტის შესახებ.

ქარის კურსები.

სათაურები ქარზე განსხვავდება აშკარა ქარისა და ნავის მიმართულებას შორის კუთხის მიხედვით. ისინი შეიძლება დაიყოს ცხარე და სრული.

Beidewind - მკვეთრი კურსი ქარის მიმართ. როდესაც ქარი უბერავს 80 ° -ზე ნაკლები კუთხით. ეს შეიძლება იყოს ციცაბო (50 ° -მდე) და სავსე (50-დან 80 ° -მდე).
ქარის მიმართ სრული სათაურები არის კურსები, როდესაც ქარი უბერავს 90 ° ან მეტი კუთხით ნავის მიმართულებით.
ეს კურსები მოიცავს:
Gulfwind - ქარი უბერავს 80 – დან 100 ° –მდე კუთხეს.
Backstay - ქარი უბერავს 100-დან 150 ° -მდე (ციცაბო საყრდენი) და 150-დან 170 ° -მდე კუთხით (სრული უკანა მხარე).
Fordewind - ქარი აფეთქდა 170 ° -ზე მეტი კუთხით.
ლევენტური - ქარი მკაცრად არის ასეთი ან ახლოსაა. ვინაიდან მცურავი ხომალდი ვერ მოძრაობს ასეთი ქარის საწინააღმდეგოდ, მას ხშირად უწოდებენ არა კურსს, არამედ ქარის მიმართ პოზიციას.

ქართან დაკავშირებული მანევრები.

როდესაც იალქნიანი იახტი იცვლის კურსს ისე, რომ ქარი და კუთხის მიმართულება შემცირდება, ნათქვამია, რომ გემი ენიჭება... სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, დაშვება ნიშნავს ქარის მიმართ უფრო მკვეთრი კუთხით წასვლას.
თუ საპირისპირო პროცესი მოხდა, ანუ იახტა იცვლის კურსს მასსა და ქარს, გემის კუთხის ზრდისკენ შორდება .
განვმარტოთ, რომ ტერმინები ("ტყვია" და "მოშორება" გამოიყენება მაშინ, როდესაც ნავი იცვლის მსვლელობას ქარის მიმართ იმავე ჯაჭვში).
თუ გემი შეცვლის ტაქტს, მაშინ (და მხოლოდ ამის შემდეგ!) იახტაში ასეთ მანევრს ბრუნვა ეწოდება.
არსებობს ორი განსხვავებული გზა შეცვლის tack და, შესაბამისად, ორი მხრივ: გადაჭარბებული დადგმა და fordewind .
გადაჭარბებული გადახრა არის ქარის საწინააღმდეგო მოხვევა. ნავს მართავენ, ნავის მშვილდი გადაკვეთს ქარის ხაზს, გარკვეულ მომენტში ნავი გადის ლევენტიკურ მდგომარეობაში, რის შემდეგაც იგი სხვა ტაკზე იწვის.
იახტა fordewind- ის მოქცევისას პირიქით ხდება: ხომალდი ტრიალებს, ქერქი გადაკვეთს ქარის ხაზს, იალქნები გადააქვთ მეორე მხარეს, იახტა სხვა ტაკზე დგას. ყველაზე ხშირად ეს არის ერთი სრული კურსიდან მეორეზე გადასვლა.

იალქნით მუშაობა იალქნით.

მეზღვაურის ერთ – ერთი მთავარი საზრუნავი იალქნებთან მუშაობისას არის იალქნის ორიენტირება ოპტიმალური კუთხით ქარის მიმართ, რათა საუკეთესოდ წამოვიდეს წინ. ამისათვის თქვენ უნდა გესმოდეთ, თუ როგორ იმოქმედებს აფრების ქარი.
აფრების მუშაობა მრავალმხრივ ჰგავს თვითმფრინავის ფრთის მუშაობას და ხდება აეროდინამიკის კანონების შესაბამისად. განსაკუთრებით ცნობისმოყვარე იახტმენებისთვის, შეგიძლიათ გაეცნოთ აფრების აეროდინამიკას, როგორც ფრთას, სტატიების სერიაში: მაგრამ უკეთესია ამის გაკეთება ამ სტატიის წაკითხვის შემდეგ, ეტაპობრივად გადავიდეთ მარტივიდან უფრო რთულ მასალაზე. თუმცა, ვის ვამბობ ამას? ნამდვილ იახტებს არ ეშინიათ სირთულეების. თქვენ შეგიძლიათ ყველაფერი ზუსტად პირიქით გააკეთოთ.

იალქნისა და თვითმფრინავის ფრთაში მთავარი განსხვავება ისაა, რომ აფრენაზე აეროდინამიკური ძალის გამოჩენისთვის საჭიროა გარკვეული ნულოვანი კუთხე მასსა და ქარს შორის, ამ კუთხეს თავდასხმის კუთხეს უწოდებენ. საჰაერო ხომალდის ფრთას აქვს ასიმეტრიული პროფილი და შეუძლია ჩვეულებრივ იმუშაოს შეტევის ნულოვანი კუთხით, აფრებისას არა.
აფრების გარშემო ქარის პროცესში წარმოიქმნება აეროდინამიკური ძალა, რაც საბოლოოდ იახტას წინ უბიძგებს.
გაითვალისწინეთ იალქნიანი იალქნის ფუნქციონირება სხვადასხვა კურსებზე ქარის მიმართ. პირველ რიგში, მარტივად წარმოვიდგინოთ, რომ ერთი აფრით ანძა მიწაშია ამოთხრილი და ჩვენ შეგვიძლია ქარი სხვადასხვა კუთხით მივმართოთ აფრებისკენ.

შეტევის კუთხე არის 0 °. ქარი აფრებს აფრების გასწვრივ, აფრები დროშასავით ფარავს. აფრაზე არ არის აეროდინამიკური ძალა, არსებობს მხოლოდ გადაადგილების ძალა.
შეტევის კუთხე 7 °. აეროდინამიკური ძალა იწყება. ის მიმართულია აფრების პერპენდიკულარულად და ჯერ კიდევ მცირე ზომისაა.
შეტევის კუთხე დაახლოებით 20 °. აეროდინამიკურმა ძალამ მიაღწია მაქსიმალურ მნიშვნელობას და მიმართულია აფრების პერპენდიკულარულად.
შეტევის კუთხე არის 90 °. წინა შემთხვევასთან დაკავშირებით აეროდინამიკური ძალა მნიშვნელოვნად არ შეცვლილა არც სიდიდით და არც მიმართულებით.
ამრიგად, ჩვენ ვხედავთ, რომ აეროდინამიკური ძალა ყოველთვის მიმართულია იალქნის პერპენდიკულარულად და მისი სიდიდე პრაქტიკულად არ იცვლება კუთხეების დიაპაზონში 20 – დან 90 ° –მდე.
90 ° -ზე მეტი შეტევის კუთხეებს აზრი არ აქვს გასათვალისწინებლად, რადგან იახტაზე აფრები, ჩვეულებრივ, ქარის მიმართ ასეთ კუთხეებში არ არის მითითებული.

აეროდინამიკური ძალის ზემოხსენებული დამოკიდებულებები თავდასხმის კუთხეზე, მნიშვნელოვნად გამარტივებულია და საშუალოდება.
სინამდვილეში, ეს თვისებები მკვეთრად იცვლება, რაც დამოკიდებულია იალქნის ფორმაზე. მაგალითად, სარბოლო იახტების გრძელი, ვიწრო და საკმაოდ ბრტყელი მაგისტრალი ექნება მაქსიმალური აეროდინამიკური ძალა დაახლოებით 15 ° შეტევის კუთხეს, უფრო მაღალ კუთხეებში ძალა ოდნავ ნაკლები იქნება. თუ აფრები უფრო ქოთანშია და არ აქვს ძალიან დიდი მოგრძოობა, მაშინ მასზე აეროდინამიკური ძალა შეიძლება იყოს მაქსიმალური შეტევის კუთხით დაახლოებით 25-30 °.

ახლა გადავხედოთ იახტაზე აფრების მუშაობას.

მარტივად რომ წარმოიდგინოთ, რომ იახტაზე მხოლოდ ერთი მცურავია. დაე იყოს გროტო.
პირველ რიგში, ღირს იმის ნახვა, თუ როგორ იქცევა იახტა + იალქნის სისტემა ქარის მიმართ ყველაზე მკვეთრ კურსებზე მცურავისას, რადგან ეს ჩვეულებრივ ყველაზე მეტ კითხვას იწვევს.

ვთქვათ, ქარი მოქმედებს იახტზე კორპუსთან 30-35 ° კუთხით. იალქნის მიმართულებით ქარისაგან დაახლოებით 20 ° -იანი კუთხით ორიენტირებით, მასზე მივიღებთ საკმარის აეროდინამიკურ ძალას A.
ვინაიდან ეს ძალა აფრების სწორი კუთხით მოქმედებს, ჩვენ ვხედავთ, რომ იგი იახტს ძლიერად გვერდზე მიწევს. A ძალის გაფართოება ორ კომპონენტად შეგიძლიათ ნახოთ, რომ T ბიძგი T რამდენჯერმე ნაკლებია, ვიდრე ნავი გვერდულად უბიძგებს (D, დრიფტის ძალა).
მაშ, როგორ მოძრაობს იახტა წინ?
ფაქტია, რომ კორპუსის წყალქვეშა ნაწილის დიზაინი ისეთია, რომ კორპუსის წინააღმდეგობა გვერდზე გადაადგილების მიმართ (ე.წ. გვერდითი წინააღმდეგობა) რამდენჯერმე აღემატება წინა გადაადგილების წინააღმდეგობას. ამას ხელს უწყობს კილი (ან ცენტრალური დაფა), საჭე და კორპუსის ფორმა.
ამასთან, გვერდითი წინააღმდეგობა წარმოიქმნება, როდესაც არსებობს წინააღმდეგობის გაწევა, ანუ იმისათვის, რომ მან მუშაობა დაიწყოს, აუცილებელია სხეულის გარკვეული გადაადგილება გვერდზე, ე.წ. ქარის დრეიფი.

ეს გადაადგილება ბუნებრივად წარმოიქმნება აეროდინამიკური ძალის გვერდითი კომპონენტის მოქმედების ქვეშ და როგორც რეაგირება, გვერდითი წინააღმდეგობის ძალა S, რომელიც მიმართულია საპირისპირო მიმართულებით, მაშინვე ჩნდება. როგორც წესი, ისინი ერთმანეთს აბალანსებენ დაახლოებით 10-15 ° დრიფტის კუთხით.
ასე რომ, აშკარაა, რომ აეროდინამიკური ძალის გვერდითი კომპონენტი, რომელიც ყველაზე მეტად გამოხატულია ქარის მიმართ მკვეთრ კურსებზე, იწვევს ორ არასასურველ მოვლენას: ქარის დრეიფსა და როლს.

ქარის დრიფტი ნიშნავს, რომ იახტის ტრაექტორია არ ემთხვევა მის ცენტრალურ ხაზს (ცენტრალური ხაზი, ანუ DP, მშვიდი ტერმინის ხაზია). იახტის მუდმივი ცვლა ქარში ხდება, მოძრაობა, როგორც ჩანს, ცოტა გვერდულად არის.
ცნობილია, რომ საშუალო ამინდის პირობებში ტროტუარზე იახტით გასვლისას, ქარი მიედინება, რადგან DP– ს და მოძრაობის რეალურ ტრაექტორიას შორის კუთხე არის დაახლოებით 10-15 °.

პროგრესი ქარის საწინააღმდეგოდ. დალაგება.

მას შემდეგ, რაც იალქნები იალქნებზე შეუძლებელია მკაცრად ქარის საწინააღმდეგოდ და მხოლოდ გარკვეული კუთხით შეგიძლიათ იმოძრაოთ, კარგი იქნებოდა წარმოდგენა გქონდეთ იმაზე, თუ რამდენად მკვეთრად შეუძლია იახტის გადაადგილება ქარში გრადუსით. შესაბამისად, რა არის ის, რაც არ არის მოძრავი კურსები სექტორთან შედარებით, რომელშიც ქარის საწინააღმდეგოდ მოძრაობა შეუძლებელია.
გამოცდილება გვიჩვენებს, რომ რეგულარულ საკრუიზო იახტას (არა სარბოლო იახტას) შეუძლია ეფექტურად იაროს 50-55 ° -იანი კუთხით ჭეშმარიტი ქარის მიმართ.

ამრიგად, თუ მიზანი, რომელიც უნდა მივაღწიოთ, მკაცრად ეწინააღმდეგება ქარს, მაშინ მასთან იახტა არ ჩატარდება სწორ ხაზზე, არამედ ზიგზაგში, ერთი ჩასადებით, შემდეგ მეორეზე. ამ შემთხვევაში, თითოეულ ტაკზე, ბუნებრივია, თქვენ უნდა შეეცადოთ რაც შეიძლება მკვეთრად მიხვიდეთ ქარისკენ. ამ პროცესს ეწოდება tacking.

დალაგების დროს იახტების ტრაექციებს შორის კუთხე ორ მომიჯნავე ტაკზე ეწოდება. ცხადია, 50-55 ° ქარისკენ მოძრაობის სიმკვეთრით, გამაგრების კუთხე იქნება 100-110 °.

შეხების კუთხის მნიშვნელობა გვაჩვენებს, თუ რამდენად ეფექტურად შეგვიძლია მიზნისკენ სვლა, თუ ის მკაცრად ქარის საწინააღმდეგოდ მდებარეობს. მაგალითად, 110 ° -იანი კუთხისთვის, მიზნისკენ მიმავალი გზა 1,75-ჯერ გაიზარდა, ვიდრე სწორი ხაზით მოძრაობა.

მცურავი მოქმედება ქარის სხვა კურსებზე

ცხადია, უკვე Gulfwind– ის კურსზე, thrust T მნიშვნელოვნად აღემატება დრიფტის ძალა D– ს, ისე რომ დრიფტი და როლი მცირე იქნება.

უკანა პლანზე, როგორც ვხედავთ, Gulfwind- ის კურსთან შედარებით ბევრი რამ არ შეცვლილა. მაგისტრალი მოთავსებულია DP– ს თითქმის პერპენდიკულარულ პოზიციაში და ეს პოზიცია არის იახტების უმეტესობისთვის, ტექნიკურად შეუძლებელია მისი კიდევ უფრო განლაგება.

Fordewind კურსზე მაგისტრალური პოზიცია არ განსხვავდება უკანა კურსის პოზიციისგან.
მარტივად რომ ვთქვათ, იახტაში პროცესის ფიზიკის გათვალისწინებისას, გავითვალისწინებთ მხოლოდ ერთ იალქანს - მაგისტრალს. ჩვეულებრივ, იახტას ორი იალქანი აქვს - მაგისტრალი და ბორანი (თავთავი). ასე რომ, fordewind სასაქონლო პოზიციაზე, საჰაერო ხომალდი (თუ იგი მდებარეობს იმავე მხარეს, როგორც მაგისტრალური) მდებარეობს მაგისტრალიდან ქარის ჩრდილში და პრაქტიკულად არ მუშაობს. ეს არის ერთ – ერთი მიზეზი, რის გამოც მეზღვაურები არ მოსწონთ fordewind კურსს.

ძნელი წარმოსადგენია, როგორ შეუძლიათ მცურავი გემების წასვლა "ქარის საწინააღმდეგოდ" - ან, მეზღვაურების სიტყვებით, "ტროტუარზე". მართალია, მეზღვაური გეტყვით, რომ პირდაპირ ქარის წინააღმდეგ წასვლა არ შეგიძლიათ იალქნების ქვეშ, მაგრამ შეგიძლიათ მხოლოდ მწვავე კუთხით გადაადგილდეთ ქარის მიმართულებით. მაგრამ ეს კუთხე მცირეა - მართალი კუთხის დაახლოებით მეოთხედი - და, ალბათ, ერთნაირად გაუგებარია ისიც: პირდაპირ ქარს უნდა მიცურავდეს თუ მასთან 22 ° -იანი კუთხით.

სინამდვილეში, ეს არ არის გულგრილი და ახლა ჩვენ ავუხსნით, თუ როგორ შეიძლება ქარის ძალა მცირედი კუთხით მისკენ წავიდეს. პირველ რიგში, გაითვალისწინეთ, თუ როგორ მოქმედებს ქარი ზოგადად იალქანზე, ანუ სად უბიძგებს იალქანს, როდესაც ის აფეთქებს მას. თქვენ ალბათ ფიქრობთ, რომ ქარი ყოველთვის უბიძგებს იალქნს იმ მიმართულებით, სადაც ის უბერავს. ეს ასე არ არის: სადაც არ უნდა დაუბერა ქარი, ის უბიძგებს იალქნის პერპენდიკულარულად სიბრტყის სიბრტყემდე. მართლაც: დაე, ქარი დაუბერა ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში ისრებით მითითებულ მიმართულებას; ხაზი AB აღნიშნავს იალქანს.

ქარი ყოველთვის უბიძგებს იალქანს მისი თვითმფრინავის სწორი კუთხით.

მას შემდეგ, რაც ქარი თანაბრად აწვება აფრების მთელ ზედაპირს, ქარის წნევას ვანაცვლებთ იალქნის შუაგზე გამოყენებული R ძალით. ჩვენ ამ ძალას ვყოფთ ორად: ძალად Q, აფრების პერპენდიკულარულად და მის გასწვრივ მიმართული P ძალა (იხ. ზემოთ მოცემული ფიგურა, მარჯვნივ). უკანასკნელი ძალა აფრენს არსად უბიძგებს, რადგან ტილოზე ქარის ხახუნი უმნიშვნელოა. ძალა რჩება Qრომელიც აფრებს მის სწორ კუთხეს უბიძგებს.

ამის ცოდნით, ჩვენ მარტივად შეგვიძლია გავიგოთ, თუ როგორ შეიძლება მცურავი გემი მწვავე კუთხით წავიდეს ქარის მიმართ. მოდით ხაზი QC გამოსახულია გემის კეილის ხაზი.

როგორ შეგიძლია ქარის საწინააღმდეგოდ მცურავი.

ქარი ამ ხაზის მიმართ მწვავე კუთხით უბერავს ისრების მწკრივში მითითებული მიმართულებით. ხაზი AB ასახავს იალქანს; იგი ისეა განთავსებული, რომ მისი სიბრტყე გაყოფილია კუთხეს კეილის მიმართულებას და ქარის მიმართულებას შორის. დაიცავით ფიგურაში ძალების დაშლა. ჩვენ წარმოვადგენთ ქარის წნევას იალქნზე ძალდატანებით Qრაც ვიცით რომ აფრების პერპენდიკულარული უნდა იყოს. ჩვენ ამ ძალას გავყოფთ ორად: ძალად რპერპენდიკულარული კილი და ძალა სწინ, გემის კეილის ხაზის გასწვრივ. გემის მოძრაობის მიმართულებით რ ექმნება ძლიერი წყლის წინააღმდეგობა (გემით გემი ძალიან ღრმა ხდება), შემდეგ კი ძალა რ თითქმის მთლიანად დაბალანსებულია წყლის წინააღმდეგობით. რჩება მხოლოდ ძალა ს, რომელიც, როგორც ხედავთ, მიმართულია წინ და, შესაბამისად, ხომალდს კუთხით უძრავს, თითქოს ქარისკენ. [თქვენ შეგიძლიათ დაამტკიცოთ, რომ ძალა ს ყველაზე დიდია, როდესაც აფრების თვითმფრინავი განახევრებს კუთხეს კილსა და ქარის მიმართულებებს შორის.].როგორც წესი, ეს მოძრაობა ხორციელდება ზიგზაგებში, როგორც ეს ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში. მეზღვაურთა ენაზე გემის ამ მოძრაობას სიტყვის ვიწრო გაგებით "დალაგება" ეწოდება.