Grūti iedomāties, kā burukuģi var iet "pret vēju" - jeb, jūrnieku vārdiem runājot, iet "vilkt". Tiesa, jūrnieks jums pateiks, ka jūs nevarat burāt tieši pret vēju, bet jūs varat pārvietoties tikai akūtā leņķī pret vēja virzienu 3 . Bet šis leņķis ir mazs - apmēram ceturtdaļa taisnā leņķa - un šķiet, iespējams, tikpat nesaprotami: vai burāt tieši pret vēju vai 22 ° leņķī pret to.
3 (Jūs varat izmantot tikai vēja enerģiju un pārvietoties stingri pret vēju, ja buru aizstājat ar tāda tipa vēja turbīnu vējdzirnavas, kas griezīs kuģa dzenskrūvi. Ir pat labi zināma P. L. Kapicas problēma par šādu no pirmā acu uzmetiena neparastu kuģi (sk. arī žurnālu: Katera i Yachts, 1981, Nr. 1, 25. lpp.).)
Tomēr patiesībā tas nav vienaldzīgs, un tagad mēs paskaidrosim, kā ar vēja spēku var virzīties uz to nelielā leņķī. Vispirms apskatīsim, kā vējš iedarbojas uz buru kopumā, tas ir, kur tas spiež buru, pūšot uz tās. Jūs droši vien domājat, ka vējš vienmēr spiež buru tajā virzienā, kurā tā pūš. Bet tas tā nav: visur, kur pūš vējš, tas stumj buru perpendikulāri buras plaknei.
Patiešām. Ļaujiet vējam pūst virzienā, kas norādīts ar bultiņām attēlā. 17 rinda AB attēlo buru.
Tā kā vējš vienmērīgi spiež pa visu buras virsmu, vēja spiediena spēku aizstājam ar spēku R uzklāts uz buras vidu. Sadalīsim šo spēku divās daļās: spēks J, perpendikulāri burai, un spēks R virzīts pa to uz priekšu. Spēks R nekur nespiež buru, jo vēja berze uz audekla ir niecīga. Spēks paliek J, kas stumj buru tai taisnā leņķī.
Zinot to, mēs varam viegli saprast, kā buru kuģis var iet vējā akūtā leņķī. Lai KK līnija (18. att.) attēlo kuģa ķīļa līniju. Vējš pūš akūtā leņķī pret šo līniju bultiņu norādītajā virzienā. Līnija AB apzīmē buru; tas ir novietots tā, lai tā plakne sadalītu uz pusēm leņķi starp ķīļa virzienu un vēja virzienu. Sekojiet 18. att. spēku sadalīšanai. Mēs attēlojam vēja spiedienu uz buru ar spēku Q, kuram, kā zināms, jābūt perpendikulāram burai. Mēs sadalām šo spēku divās daļās: spēks B, kas ir perpendikulārs ķīlim, un spēks S, kas vērsts uz priekšu gar kuģa ķīļa līniju. Tā kā kuģa kustība virzienā B saskaras ar spēcīgu ūdens pretestību (buru kuģu ķīlis ir ļoti dziļš), spēks B ir gandrīz pilnībā līdzsvarots ar ūdens pretestību. Paliek tikai spēks S, kas, kā redzat, ir vērsts uz priekšu un tāpēc virza kuģi leņķī, it kā pret vēju * . Parasti šo kustību veic zigzagos, kā parādīts 19. att. Jūrnieku valodā šādu kuģa kustību sauc par "tacking" vārda pilnā nozīmē 4 .
* (Var parādīt, ka spēks S ir vislielākais, kad buras plakne dala leņķi starp ķīļa un vēja virzieniem.)
4 (Burāšanā ir vairāki jautājumi, kas ir interesanti no fiziķa viedokļa. Vairāk par šo sporta veidu un dažiem tehniskas problēmas burāšanu var apgūt, piemēram, no grāmatām: Glovatskis V. Buru aizraujošā pasaule: Burāšanas vēstures esejas - M .: Progress, 1979; Proktors Ya. Burāšana. Vējš, uztraukums un straume. - L .: Gidrometeoizdat, 1981.)
Kuģa kurss attiecībā pret vēju - leņķis starp vēja virzienu un kuģa diametrālo plakni, tas ir, virziena leņķis pret horizonta punktu, no kura pūš vējš, izteikts leņķa grādos vai loksos.
Atkarībā no šī leņķa vērtības kursiem attiecībā pret vēju ir savi nosaukumi:
1 - tuvās vilkmes (30° - 45°);
2 - pilns iemetiens (45° - 75°);
3 - līča vējš (apmēram 90 °);
4 - aizmugures balsts (110° - 160°);
5 - jibe (160°-200°);
6 - leventika (30 ° katrā pusē)
Leventik (fr. le vent) - kurss, kas ar vēja virzienu veido leņķi tuvu 180 grādiem, tas ir, vējš pūš gandrīz precīzi kuģa priekšā. Tā kā buru kuģis nevar iet šādā kursā, parasti saka nevis “kurss”, bet gan “pozīcija pret galvu”.
Beidewind (holand. bij de wind) - kurss, kurā leņķis starp vēja virzienu un kuģa kustības virzienu ir lielāks par 100 grādiem (mazāk par 8 punktiem). Piešķiriet tuvu vilktu pilnu (no 100 līdz 120 grādiem) un stāvu (vairāk nekā 120 grādiem). Buras vilces spēku pilnībā nosaka tās celšanas spēks, palielinoties frontālajai pretestībai, vilces spēks samazinās, bet palielinās dreifēšanas spēks. Tādējādi šajā kursā bura, kas uzstādīta ar minimālu uzbrukuma leņķi pret šķietamo vēju (5-10 °), darbojas kā aerodinamiskais spārns.
Labākās buru laivas kuģo 30-35° leņķī pret virzienu īsts vējš. Pateicoties vēja ātruma vektoru un pretimnākošās gaisa plūsmas pievienošanai, vimpeļa vēja ātrums vilktajā trasē ir maksimāls, kā arī aerodinamiskais spēks uz buru, kas ir proporcionāls vēja ātruma kvadrātam. Arī dreifēšanas spēks sasniedz maksimālo vērtību. Mēģinot braukt asākā leņķī pret vēju, tad kuģa ātrums samazināsies, bura sāks skalot, samazināsies aerodinamiskais spēks un, visbeidzot, pienāks brīdis, kad buras pretestība un ūdens pretestība laivas kustībai stipri pārsniegs vilces spēku. Kuģis atgriezīsies atpakaļ.
Gulfwind (holandiešu. half wind), jeb half wind - kurss, kurā leņķis starp vēja virzienu un kuģa kustības virzienu ir apm. 8 punkti (no 80 līdz 100 grādiem). Šajā kursā vējš pūš perpendikulāri DP, un šķietamais vējš ir vērsts no priekšgala akūtā leņķī pret DP. Attiecīgi bura ir iestatīta zemākā uzbrukuma leņķī, tās vilces spēks ir vienāds ar pacelšanas spēku, un dreifēšanas spēks ir vienāds ar buras pretestību. šajā kursā burai ir jāsadala leņķis starp DP un šķietamā vēja virzienu aptuveni uz pusi.
Backstay (holandiešu bakstag) - kurss, kas veido leņķi ar vēja virzienu, kas lielāks par 8, bet mazāks par 16 rumbiem (vairāk nekā desmit un mazāks par astoņdesmit grādiem), tas ir, vējš pūš no aizmugures uz kuģa sānu; tie izšķir pilnu aizmugures kursu, kurā leņķis nav lielāks par divdesmit grādiem, tas ir, tuvojas strēlei; bura ir novietota leņķī pret vēju no aizvēja puses. Parasti šajā trasē buru kuģis attīsta vislielāko ātrumu. Uz aizmugures bura darbojas augstā uzbrukuma leņķī, kur pretestībai ir liela nozīme buras vilces veidošanā. Drifta spēka praktiski nav.
Vordewind (holandiešu. voor de wind) - kurss, kurā vējš tiek virzīts uz kuģa pakaļgalu.
Džibs ir tas pats "taisnīgais vējš", ko vēlas burātāji, lai gan burāšanā šis kurss nebūt nav ātrākais, kā varētu gaidīt. Turklāt no stūrmaņa ir nepieciešama uzmanība un prasme pārvaldīt papildu buras (parasti spinakeru). Šajā gadījumā bura ir novietota perpendikulāri vēja virzienam, vilce uz to tiek radīta pretestības dēļ. Vājš vējš šajā trasē praktiski nav jūtams, jo šķietamā vēja ātrums ir vienāds ar starpību starp patiesā vēja ātrumu un pretimnākošās gaisa plūsmas ātrumu.
Džibs ir viens no diviem burukuģa pagriezieniem (pagrieziens - svārstības maiņa), kurā vēja virziens pagrieziena brīdī iet cauri pakaļgalam. Atš Nav nejaušība, ka komanda tiek dota ar precizējumu: “Sagatavojies džibei!”, savukārt, griežot “tack”, komandieris vienkārši pavēl “Sagatavojies griezties!”.
Lavrovka
Buru kuģa nolikšana. α - saķeres leņķis
Buru laiva nevar braukt tieši pret vēju. Ja nepieciešams nokļūt jebkurā punktā, kas atrodas no vēja puses, tad tiek izmantota spārnēšana - kustība uz mērķi tuvās trasē ar mainīgiem spārniem. Lai mainītu pagriezienu, ir jāveic pagrieziens.
Ja, saglabājot spārnu, jums ir jāiet asākā leņķī pret vēja virzienu, tad viņi saka, ka jums ir "jātiek pie vēja". Ja, gluži pretēji, ir jāpalielina leņķis starp vēja virzienu un laivas DP, tad viņi saka, ka ir nepieciešams “nokrist vējā”. (Tomēr jāatceras, ka “kompasā iepūš vējš”, tas ir, tā virzieni tiek doti nevis pēc tā, kur vējš pūš, bet no kurienes. Tas nozīmē, ka, ja kuģa kurss, piemēram, ir ziemeļi un vējš no ziemeļiem, tas pūš nevis gar, bet gan uz kuģi.)
Lai šo manevru laikā iestatītu buru optimālā uzbrukuma leņķī, tā ir jāpavelk līdz DP - “izvēlēties”, vai atlaist - “inde”. Šos terminus burātāji izmanto visām manipulācijām ar piederumiem - palagiem, lencēm utt.
Atkarībā no puses, no kuras puses pūš vējš, kursi attiecībā pret vēju var būt labā borta un kreisā borta virziens.
Ar virziena vēja leņķi 26 punkti buru flotē ievilkto labo sviru dažreiz sauca par labo bortu, bet kreiso (vēja virziena leņķis 6 punkti) sauca par aizmugurējo bortu. Lai precizētu kursu attiecībā pret vēju, tika izmantoti izteicieni: "kuģis kuģo labā borta spārnā 7 punkti pret vēju" (tas ir, velk ar virziena vēja leņķi 78 °); “Kuģis atrodas uz aizmugures uz labā borta gājiena 10 balles” (tas ir, vēja virziena leņķis ir 112 °); “Kuģis kuģo ar labo bortu, kas ir pilnāks par 6 punktiem” (tas ir, aizmugures balsts 12 punktu jeb 135° kursa leņķī). Jēdziens "tuvās vilkmes" tiek izmantots arī kā asākais kurss attiecībā pret vēju, kurā buru kuģis var doties uz priekšu (tas svārstās no 3 līdz 6 punktiem 33,3 / 4 ° līdz 67,1 / 2 °); stāva un pilna aizmugure (līdz 12 punktiem un vairāk nekā 12 rubļiem vai attiecīgi līdz 135 ° un vairāk nekā 135 °).
Aprēķiniet kuģa ceļu pēc zināmajām kompasa vērtībām. vēja virziens, virziens virs vēja, kompass un nas drifta korekcijas. buru flotē, labojot punktus.
| Rumba | grādiem | Kuģa kurss attiecībā pret vēju |
| 0 | 0 | Leventik |
| 1 | 11,25 | Tuvu vilkšana, piestātne |
| 2 | 22,5 | Tuvu vilkšana, piestātne |
| 3 | 33,75 | Tuvu vilkšana, piestātne |
| 4 | 45 | Tuvu vilkšana, piestātne |
| 5 | 56,25 | Pilns gājiens, piestātne |
| 6 | 67,5 | Pilns gājiens, piestātne |
| 7 | 78,75 | Pilns gājiens, piestātne |
| 8 | 90 | Gulfwind, ostas tack |
| 9 | 101,25 | Gulfwind, ostas tack |
| 10 | 112,5 | Aizmugure, kreisais gājiens |
| 11 | 123,75 | Aizmugure, kreisais gājiens |
| 12 | 135 | Aizmugure, kreisais gājiens |
| 13 | 146,25 | Aizmugure, kreisais gājiens |
| 14 | 157,5 | Aizmugure, kreisais gājiens |
| 15 | 168,75 | Aizmugure, kreisais gājiens |
| 16 | 180 | jibe |
| 17 | 191,25 | Aizmugure, labā borta gājiens |
| 18 | 202,5 | Aizmugure, labā borta gājiens |
| 19 | 213,75 | Aizmugure, labā borta gājiens |
| 20 | 225 | Aizmugure, labā borta gājiens |
| 21 | 236,25 | Aizmugure, labā borta gājiens |
| 22 | 247,5 | Aizmugure, labā borta gājiens |
| 23 | 258,75 | Gulfwind, labā borta gājiens |
| 24 | 270 | Gulfwind, labā borta gājiens |
| 25 | 281,25 | |
| 26 | 292,5 | Pilns gājiens, labā borta vilkšana |
| 27 | 303,75 | Pilns gājiens, labā borta vilkšana |
| 28 | 315 | |
| 29 | 326,25 | Tuvā vilkšana, labā borta svira |
| 30 | 337,5 | Tuvā vilkšana, labā borta svira |
| 31 | 348,75 | Tuvā vilkšana, labā borta svira |
| 32 | 360 | Leventik |
Buru jahtas kustību pa vēju patiesībā nosaka vienkāršs vēja spiediens uz buru, stumjot kuģi uz priekšu. Tomēr, kā liecina vēja tuneļa pētījumi, burāšana pretvēja pakļauj buru sarežģītākam spēku kopumam.
Gaisam plūstot ap ieliekto buras aizmugurējo virsmu, gaisa ātrums samazinās, savukārt, plūstot ap buras izliekto priekšējo virsmu, šis ātrums palielinās. Rezultātā uz buras aizmugurējās virsmas veidojas paaugstināta spiediena apgabals, bet uz priekšējās virsmas – pazemināta spiediena apgabals. Spiediena starpība abās buras pusēs rada vilkšanas (stumšanas) spēku, kas virza jahtu uz priekšu leņķī pret vēju.
Buru jahta, kas atrodas aptuveni taisnā leņķī pret vēju (kuģniecības terminoloģijā jahta atrodas uz sviras), ātri virzās uz priekšu. Bura ir pakļauta vilkšanas un sānu spēkiem. Ja buru jahta iet akūtā leņķī pret vēju, tā ātrums palēninās, jo samazinās vilkšanas spēks un palielinās sānu spēks. Jo vairāk bura tiek pagriezta aizmugurē, jo lēnāk jahta virzās uz priekšu, jo īpaši lielā sānu spēka dēļ.
Buru laiva nevar burāt tieši vējā, bet tā var virzīties uz priekšu, veicot virkni īsu, zigzaga kustību leņķī pret vēju, ko sauc par vītnēm. Ja vējš pūš uz kreiso bortu (1), saka, ka jahta atrodas uz kreisā borta, ja uz labo bortu (2) - uz labā borta. Lai veiktu distanci ātrāk, jahta mēģina palielināt jahtas ātrumu līdz robežai, pielāgojot buras stāvokli, kā parādīts attēlā zemāk pa kreisi. Lai samazinātu novirzi no taisnas līnijas, laiva pārvietojas, mainot kursu no labā borta uz bortu un otrādi. Jahtai mainot kursu, bura tiek mesta uz otru pusi, un, kad tās plakne sakrīt ar vēja līniju, kādu laiku skalojas, t.i. ir neaktīvs (vidējais attēls zem teksta). Jahta iebrauc tā saucamajā mirušajā zonā, zaudējot ātrumu, līdz vējš atkal izpūš buru no pretējās puses.
Turpinām interaktīvā populārzinātniskā bloga "Paskaidrošu pēc divām minūtēm" sagatavoto publikāciju sēriju. Blogā tiek runāts par vienkāršām un sarežģītām lietām, kas mūs ieskauj katru dienu un nerada nekādus jautājumus tieši tik ilgi, kamēr par tām nedomājam. Piemēram, jūs varat uzzināt, kā kosmosa kuģi nepalaidiet garām ISS un nesadurieties ar to dokošanas laikā.
1. Stingri pret vēju burāšana nav iespējama. Tomēr, ja vējš pūš priekšā, bet nedaudz slīpi, jahta var labi pārvietoties. Šādos gadījumos kuģis esot uz asa kursa.
2. Buras vilces spēks veidojas divu faktoru ietekmē. Pirmkārt, vējš vienkārši spiež buras. Otrkārt, vairumam moderno jahtu uzstādītās slīpās buras, plūstot apkārt ar gaisu, darbojas kā lidmašīnas spārns un rada “pacēlumu”, tikai tās nav vērstas uz augšu, bet gan uz priekšu. Pateicoties aerodinamikai, buras izliektajā pusē gaiss kustas ātrāk nekā ieliektajā pusē, un spiediens buras ārpusē ir mazāks nekā iekšpusē.
3. Kopējais spēks, ko rada bura, ir vērsts perpendikulāri audeklam. Saskaņā ar vektoru pievienošanas noteikumu tajā ir iespējams atšķirt dreifēšanas spēku (sarkanā bultiņa) un vilces spēku (zaļā bultiņa).
4. Asos kursos dreifēšanas spēks ir liels, taču tam pretojas korpusa, ķīļa un stūres forma: jahta nevar nobraukt uz sāniem ūdens pretestības dēļ. Bet uz priekšu tas labprāt slīd pat ar nelielu vilces spēku.
5. Lai dotos stingri pret vēju, jahta sita: tā pagriežas pret vēju ar vienu vai otru pusi, virzoties uz priekšu pa segmentiem - sita. Cik gariem jābūt lēcieniem un kādā leņķī pret vēju iet – svarīgi kapteiņa taktikas jautājumi.
6. Attiecībā pret vēju ir pieci kuģa galvenie ēdieni. Pateicoties Pēterim I, holandiešu jūrniecības terminoloģija iesakņojās Krievijā.
7. Leventiks- vējš pūš tieši kuģa priekšgalā. Šādā kursā burāt nevar, bet jahtas apstādināšanai tiek izmantots pagrieziens pret vēju.
8. Aizvējš- tāds pats asais kurss. Braucot tuvplānā, vējš pūš sejā, tāpēc šķiet, ka jahta pārvietojas ļoti lielā ātrumā. Patiesībā šī sajūta ir mānīga.
9. Gulfwind- vējš pūš perpendikulāri braukšanas virzienam.
10. Backstay- vējš pūš no pakaļgala un no sāniem. Šis ir ātrākais kurss. Ātrās aizmugures sacīkšu laivas spēj paātrināties līdz ātrumam, kas pārsniedz vēja ātrumu, pateicoties buras pacelšanai.
11. Došana- tas pats aizmugurējais vējš pūš no pakaļgala. Pretēji gaidītajam, ne ātrākais kurss: šeit netiek izmantots buras pacēlums, un teorētiskais ātruma ierobežojums nepārsniedz vēja ātrumu. Pieredzējis kapteinis var paredzēt neredzamas gaisa plūsmas tāpat kā lidmašīnas pilots var paredzēt augšup un lejup.
Diagrammas interaktīvo versiju varat apskatīt emuārā "Paskaidrots divas minūtes".
"Gaiss vējš!" - novēlu visiem burātājiem, un pilnīgi velti: kad vējš pūš no pakaļgala, jahta nespēj attīstīt maksimālo ātrumu. Es palīdzēju izveidot šo diagrammu. Vadims Ždans, profesionāls kapteinis, sacīkšu braucējs, jahtu regašu organizators un vadītājs. Izlasiet rīka padomus diagrammā, lai uzzinātu.
2. Buras vilces spēku nosaka divi faktori. Pirmkārt, vējš vienkārši spiež buras. Otrkārt, vairumam moderno jahtu uzstādītās slīpās buras, plūstot apkārt ar gaisu, darbojas kā lidmašīnas spārns, un tikai tas nav vērsts uz augšu, bet gan uz priekšu. Pateicoties aerodinamikai, buras izliektajā pusē gaiss kustas ātrāk nekā ieliektajā pusē, un spiediens buras ārpusē ir mazāks nekā iekšpusē.
3. Pilns buras radītais spēks ir vērsts perpendikulāri audeklam. Saskaņā ar vektoru pievienošanas noteikumu tajā ir iespējams atšķirt dreifēšanas spēku (sarkanā bultiņa) un vilces spēku (zaļā bultiņa).
5. Lai ietu strikti pret vēju, jahta velk: pagriežas pret vēju ar vienu vai otru pusi, virzoties uz priekšu pa segmentiem - lāsē. Cik gariem jābūt lēcieniem un kādā leņķī pret vēju iet – svarīgi kapteiņa taktikas jautājumi.
9. līča vējš- vējš pūš perpendikulāri braukšanas virzienam.
11. jibe- tas pats aizmugurējais vējš pūš no pakaļgala. Pretēji gaidītajam, ne ātrākais kurss: šeit netiek izmantots buras pacēlums, un teorētiskais ātruma ierobežojums nepārsniedz vēja ātrumu. Pieredzējis kapteinis var paredzēt neredzamas gaisa plūsmas tādā pašā veidā
