Ako plachetnica idúca proti vetru. Základné pravidlá pre jachtárske regaty. Skutočné a zdanlivé vetry v jachtingu

Nedávno tu bola skvelá bitka.
A ešte raz si všímam, že keď sa vydáte na dráhu boja proti vetru, rýchlosť sa pohybuje okolo 2-3 uzlov.
Ale ak zrýchlite loď s motorom na 6-7 bez zmeny kurzu a potom pomaly vypnete motor, potom
Pokračuje v plavbe rýchlosťou 5-6 uzlov bez pomoci motora.
O aký bariérový efekt sa tu hrá?
Vyzerá to tak, že treba brať do úvahy silu vetra, ktorá je úmerná kocke rýchlosti a toto zvýšenie rýchlosti protivetru o tri uzly je dostatočné na zvýšenie rýchlosti lode o tri uzly.
Iné nápady zatiaľ nie sú.

Originál prevzatý z music Ako sa plaviť na plachetnici proti vetru?

V Západnej Polynézii v auguste a septembri fúkajú prevažne pasáty, vetry, ktoré v južnej časti Tichý oceán fúka západným smerom. Preto bola naša trasa navrhnutá tak, aby sme sa na plachetnici „Juliet“ pohybovali z východu na západ, teda aby nám vietor fúkal do chrbta.

Keď sa však pozriete na našu trasu, všimnete si, že často, napríklad pri presune z juhu na sever zo Samoy do Tokelau, sme sa museli pohybovať kolmo na vietor. A niekedy sa úplne zmenil smer vetra a museli sme ísť proti vetru.

Júliina cesta

Čo robiť v tomto prípade?

Plachetnice sa už dlho vedia plaviť proti vetru. Klasik Yakov Perelman o tom už dávno dobre a jednoducho napísal vo svojej druhej knihe zo série „Zábavná fyzika“. Tento kúsok tu uvádzam doslovne aj s obrázkami.

„Plavba proti vetru

Je ťažké si predstaviť, ako môžu plachetnice ísť „proti vetru“ - alebo, ako hovoria námorníci, ísť „na blízko“. Je pravda, že námorník vám povie, že nemôžete plávať priamo proti vetru, ale môžete sa pohybovať iba v ostrom uhle voči smeru vetra. Ale tento uhol je malý - asi štvrtina pravého uhla - a zdá sa, že možno rovnako nepochopiteľné: či plávať priamo proti vetru alebo pod uhlom 22°.

V skutočnosti to však nie je ľahostajné a my si teraz vysvetlíme, ako sa k nemu dá silou vetra pohnúť pod miernym uhlom. Najprv sa pozrime, ako všeobecne pôsobí vietor na plachtu, teda kam plachtu tlačí, keď na ňu fúka. Pravdepodobne si myslíte, že vietor vždy tlačí plachtu smerom, ktorým fúka. Ale nie je to tak: kdekoľvek vietor fúka, tlačí plachtu kolmo na rovinu plachty. Skutočne: nechajte vietor fúkať v smere označenom šípkami na obrázku nižšie; čiara AB predstavuje plachtu.

Vietor vždy tlačí plachtu v pravom uhle k jej rovine.

Keďže vietor tlačí rovnomerne na celú plochu plachty, nahrádzame tlak vetra silou R pôsobiacou na stred plachty. Túto silu rozdelíme na dve: sila Q, kolmá na plachtu, a sila P, smerujúca pozdĺž nej (pozri obrázok vyššie vpravo). Posledná sila nikam netlačí plachtu, keďže trenie vetra o plátno je zanedbateľné. Zostáva sila Q, ktorá k nej tlačí plachtu v pravom uhle.

Keď to vieme, ľahko pochopíme, ako môže plachetnica plávať v ostrom uhle smerom k vetru. Nech čiara KK predstavuje kýlovú čiaru lode.

Ako sa dá plaviť proti vetru?

Vietor fúka v ostrom uhle k tejto čiare v smere označenom sériou šípok. Čiara AB predstavuje plachtu; je umiestnená tak, že jej rovina rozpolí uhol medzi smerom kýlu a smerom vetra. Sledujte rozloženie síl na obrázku. Tlak vetra na plachtu predstavujeme silou Q, ktorá, ako vieme, musí byť kolmá na plachtu. Rozdeľme túto silu na dve: sila R, kolmá na kýl, a sila S, smerujúca dopredu pozdĺž línie kýlu plavidla. Keďže pohyb lode v smere R naráža na silný odpor vody (kýl u plachetníc je veľmi hlboký), sila R je takmer úplne vyvážená odporom vody. Zostáva len jedna sila S, ktorá, ako vidíte, smeruje dopredu, a preto pohybuje loďou pod uhlom, akoby smerom k vetru. [Je dokázané, že sila S je najväčšia, keď rovina plachty pretína uhol medzi kýlom a smerom vetra.]. Typicky sa tento pohyb vykonáva cikcakom, ako je znázornené na obrázku nižšie. V jazyku námorníkov sa takýto pohyb lode nazýva „prichytávanie“ v prísnom zmysle slova.“

Zvážme teraz všetky možné smery vetra vzhľadom na smer lode.

Schéma kurzu lode vo vzťahu k vetru, to znamená uhol medzi smerom vetra a vektorom od kormy po provu (kurz).

Keď vám vietor fúka do tváre (leventik), plachty visia zo strany na stranu a s plachtou sa nedá pohnúť. Samozrejme, vždy môžete spustiť plachty a zapnúť motor, ale to už nemá nič spoločné s plachtením.

Keď vietor fúka priamo za vami (jibe, zadný vietor), zrýchlené molekuly vzduchu vyvíjajú tlak na plachtu na jednej strane a loď sa pohybuje. V tomto prípade sa loď môže pohybovať len pomalšie, ako je rýchlosť vetra. Funguje tu prirovnanie k jazde na bicykli vo vetre – vietor vám fúka do chrbta a ľahšie sa točí pedálmi.

Pri pohybe proti vetru (naklonený) sa plachta nepohybuje kvôli tlaku molekúl vzduchu na plachtu zozadu, ako je to v prípade jibe, ale kvôli zdvíhacej sile, ktorá vzniká v dôsledku rôznych rýchlostí vzduchu. na oboch stranách pozdĺž plachty. Navyše, kvôli kýlu sa loď nepohybuje v smere kolmom na kurz lode, ale iba dopredu. To znamená, že plachta v tomto prípade nie je dáždnik, ako v prípade plachty s ostro ťahom, ale krídlo lietadla.

Počas našich prechodov sme chodili hlavne okolo zadných stôp a gulfwindov s priemerná rýchlosť pri 7-8 uzloch pri rýchlosti vetra 15 uzlov. Niekedy sme sa plavili proti vetru, polovetru a ostro. A keď vietor utíchol, zapli motor.

Vo všeobecnosti loď s plachtou idúcou proti vetru nie je zázrak, ale realita.

Najzaujímavejšie je, že lode môžu plávať nielen proti vetru, ale dokonca rýchlejšie ako vietor. To sa stane, keď sa loď vzdiali a vytvorí vlastný vietor.

Cvočky, celé kurzy, cvakanie, zdanlivý vietor a...

Tack je smer pohybu vzhľadom na vietor, keď je uhol vytvorený so smerom vetra väčší ako nula.

V súlade s tým, pravý vietor je pravou nohou alebo rukou vpredu, to znamená, že vždy stojíte chrbtom k vetru a pohyb na pravú stranu je pravý vietor, na ľavú stranu je ľavý vietor. V závislosti od veľkosti tohto uhla môže byť priebeh vzhľadom na čiaru vetra ostrý alebo plný.

  • Leventik (le vent)- poloha plavidla voči vetru, keď je uhol k veternej čiare približne nulový. Keďže plachetnica nemôže sledovať takýto kurz, zvyčajne nehovoria „kurz“, ale „pozícia po ľavej ruke“.
  • Beidewind (bij de wind)- ostrý priebeh voči veternej čiare, keď vietor fúka pod uhlom od 0 do 80°. Vietor môže byť strmý (do 50°) alebo plný vietor (od 50 do 80°).

Kompletné kurzy sa berú do úvahy, keď vietor fúka pod uhlom blízkym 90° alebo pod tupým uhlom k smeru pohybu. Tieto kurzy zahŕňajú:

  • Gulfwind (polovičný vietor), alebo polovietor - vietor fúka pod uhlom od 80° do 100°.
  • Backstay (bakstag)- vietor fúka pod uhlom od 100 do 150° (strmá zadná časť) a od 150° do 170° (úplná zadná časť).
  • Fordewind- rovnaký „spravodlivý vietor“, aký si námorníci želajú, hoci v plavbe tento kurz nie je v žiadnom prípade najrýchlejší, ako by sa dalo očakávať. Vietor fúka dozadu pod uhlom od 170° na jednej strane do 170° na druhej strane.

Prichytávanie.
Nemôžete ísť priamo proti vetru. Ak je potrebné dostať sa do akéhokoľvek bodu umiestneného vyššie proti vetru, potom sa použije obrat, pohyb smerom k cieľu na kurze ostro - na striedavých vetroch. Ak chcete zmeniť smer, musíte sa otočiť. Pamätajte tiež, že pri akomkoľvek kurze sa trochu unášate (splývate) s vetrom, takže nemôžete jasne nastaviť smer pohybu k bodu, musíte vždy ísť kurz trochu vyššie do vetra, teda s rezervou.

Určenie smerov vetra vzhľadom na vás.

  • Náveterná strana– keď sa postavíte chrbtom k vetru, potom bude náveterná strana chrbtom, respektíve náveterná strana dosky, kde sú päty.
  • Záveterná strana– naopak, je to všetko, čo je pred vami (po vetre), keď stojíte chrbtom k vetru. Záveterná strana je miesto, kde sedia vaše prsty na doske.

Zjavný vietor.
Zdanlivá rýchlosť vetra je geometrický súčet rýchlostí skutočného vetra a vetra spôsobeného pohybom jachty (čelný vietor). Ak je rýchlosť pohybu po vode 1 m/s, potom rýchlosť indukovaného vetra je 1 m/s v smere k prove. Čím rýchlejšie sa športovec pohybuje, tým silnejší je indukovaný vietor, a teda aj zdanlivý vietor. Tiež sa stáva silnejším, ak idete do skutočného vetra (proti vetru).

Dnes, ako sme sľúbili, budeme hovoriť o kurzoch jácht vo vzťahu k vetru, cúvach, prepojenosti jácht - to sú dosť dôležité veci na pochopenie toho, ako a kam ísť počas pretekov, čo vám kapitán prikazuje a prečo. Bez takýchto základných definícií pre vás regata nezostane ničím iným, než len jazdou.

Najprv sa pozrime na pojem prichytenie a tiež si povedzme o možných možnostiach vzájomného umiestnenia jácht.

Tack je kurz lode vzhľadom na smer vetra. Ak vietor fúka z ľavej strany (na ľavú stranu), potom sa hovorí, že loď pláva na ľavom vetre, ale ak z pravej strany (na pravoboku), potom sa hovorí, že je na vetre vpravo .

Možné možnosti umiestnenia jácht voči sebe navzájom

Jasne za sebou a jasne dopredu.

Loď je úplne vzadu od inej lode, keď jej trup a vybavenie sú naklonené k najzadnejšiemu bodu trupu alebo vybavenia druhej lode. Ďalšia jachta je v tomto prípade jasne pred nami. Lode sú zviazané, ak ani jedna z nich nie je úplne vzadu od druhej lode alebo ak je jachta medzi nimi zviazaná s oboma. Tieto podmienky sa nevzťahujú na jachty na rôznych smeroch. Schéma je znázornená na obrázku:

Okrem toho stojí za to venovať pozornosť nasledujúcim pojmom: záveternú aj náveternú stranu lode.

Náveterná strana je strana, ku ktorej fúka vietor.

Záveterná strana je tá strana jachty, ktorá je opačná, ku ktorej fúka vietor, alebo ktorá bola opačná predtým, ako jachta nechala smerovať (poloha plavidla, keď vietor fúka priamo pred smerom).

Mimochodom, pred zdvihnutím plachty určite dajte jachtu do ľavostrannej polohy – t.j. s lukom proti vetru, trochu povoľte plachty a zdvihnite hlavnú plachtu (najväčšiu plachtu na sťažni.

Teraz o kurzoch jachty vo vzťahu k vetru - pozri obrázok.


Je vidieť, že ak vietor fúka striktne smerom k vašej korme (zadná časť jachty), tak toto je posmech, so zadným vetrom mierne doprava alebo doľava - backstay, a „spravodlivejší“ vietor sa nazýva plná zadná vzpera.

Backstay a jibe sú najpohodlnejšie kurzy, stačí nastaviť plachtu (obrázok ukazuje, ako by mala byť plachta umiestnená vo vzťahu k vetru). Vietor je prísne na palube - Gulfwind(voľne preložené - polovica vetra).

Na plavbu po tomto kurze musí byť plachta nastavená tak, aby rozdeľovala uhol medzi smerom jachty a smerom vetra približne na polovicu.

Protivietor - do prednej časti jachty - ľavicový, samozrejme, toto je len pozícia jachty, na tento kurz nemôžete ísť, je tu Beidewind.

Vo všeobecnosti do ísť proti vetru treba použiť Prichytávanie- postavte sa pod uhlom 45 stupňov proti vetru (ostro proti vetru), napríklad na ľavom vetre, chvíľu sa plavte, potom sa otočte do pravého uhla a opäť choďte ostro proti vetru len na inom, pravobočnom vetre (hovorím to takto schválne, aby ste sa už trochu zorientovali) - dostanete akýsi cik-cak vo vzťahu k smeru vetra.

Unášať, unášať, unášať- poloha jachty, keď sa pohybuje vetrom alebo prúdom bez akejkoľvek pomoci - plachty, motory atď. Aby ste to urobili, musíte nabrať ostrý kurz a nastaviť plachtu tak, aby jachta prakticky zostala na svojom mieste.

Mimochodom, smer vetra sa dá určiť - podľa vlajok, podľa dymu a na stožiari býva korouhvička - slúži aj na označenie smeru vetra. V dobrom zmysle by ste mali určiť smer vetra „so zatvorenými očami akoukoľvek časťou tela“))))

Dúfame, že sme vás zaujali a tento článok vám pomohol pochopiť hlavné kurzy, ako aj to, ako nastaviť plachty, aby sa plavili na jednom alebo druhom kurze.

Už tradične Vás pozývame vyskúšať si všetko v praxi - zúčastniť sa našich regát:

Je ťažké si predstaviť, ako môžu plachetnice ísť „proti vetru“ - alebo, ako hovoria námorníci, ísť „na blízko“. Je pravda, že námorník vám povie, že nemôžete plávať priamo proti vetru, ale môžete sa pohybovať iba v ostrom uhle k smeru vetra 3. Ale tento uhol je malý - asi štvrtina pravého uhla - a zdá sa, že možno rovnako nepochopiteľné: či plávať priamo proti vetru alebo pod uhlom 22°.

3 (Je možné využívať iba veternú energiu a pohybovať sa striktne proti vetru, ak je plachta nahradená veterným motorom veterný mlyn, ktorý bude otáčať lodnou vrtuľou. O takomto na prvý pohľad nezvyčajnom plavidle je dokonca známy problém P. L. Kapitsu (pozri aj časopis: Lode a jachty, 1981, č. 1, s. 25).)

V skutočnosti to však nie je ľahostajné a my si teraz vysvetlíme, ako sa k nemu dá silou vetra pohnúť pod miernym uhlom. Najprv sa pozrime, ako všeobecne pôsobí vietor na plachtu, teda kam plachtu tlačí, keď na ňu fúka. Pravdepodobne si myslíte, že vietor vždy tlačí plachtu smerom, ktorým fúka. Ale nie je to tak: kdekoľvek vietor fúka, tlačí plachtu kolmo na rovinu plachty.

Naozaj. Nechajte vietor fúkať v smere označenom šípkami na obr. 17, riadok AB zobrazuje plachtu.

Keďže vietor tlačí rovnomerne na celú plochu plachty, silu tlaku vetra nahrádzame silou R, aplikovaný na stred plachty. Rozdeľme túto silu na dve časti: silu Q, kolmo na plachtu, a sila R nasmerované pozdĺž nej dopredu. sila R plachta nikde netlačí, keďže trenie vetra o plátno je zanedbateľné. Sila zostáva Q, ktorý k nej tlačí plachtu v pravom uhle.

Keď to vieme, ľahko pochopíme, ako môže plachetnica plávať v ostrom uhle smerom k vetru. Nech čiara KK (obr. 18) predstavuje kýlovú čiaru lode. Vietor fúka v ostrom uhle k tejto čiare v smere označenom šípkami. Čiara AB predstavuje plachtu; je umiestnená tak, že jej rovina rozpolí uhol medzi smerom kýlu a smerom vetra. Trasa na obr. 18. pre rozpad síl. Tlak vetra na plachtu predstavujeme silou Q, ktorá, ako vieme, musí byť kolmá na plachtu. Rozdeľme túto silu na dve: sila B, kolmá na kýl, a sila S, smerujúca dopredu pozdĺž línie kýlu plavidla. Keďže pohyb lode v smere B naráža na silný odpor vody (kýl na plachetniciach je veľmi hlboký), sila B je takmer úplne vyvážená odporom vody. Zostáva len jedna sila S, ktorá, ako vidíte, smeruje dopredu, a preto pohybuje loďou pod uhlom, akoby smerom k vetru *. Zvyčajne sa tento pohyb vykonáva cik-cak, ako je znázornené na obr. V jazyku námorníkov sa takýto pohyb lode nazýva „prichytávanie“ v plnom zmysle slova 4.

* (Dá sa dokázať, že sila S je najväčšia, keď rovina plachty pretína uhol medzi kýlom a smerom vetra.)

4 (V plachtení je množstvo otázok, ktoré sú zaujímavé z pohľadu fyziky. Prečítajte si viac o tomto športe a niektorých technické problémy plachtenie sa dá naučiť napríklad z kníh: Glovatsky V. Fascinujúci svet plachiet: Eseje o histórii plachtenia - M.: Progress, 1979; Proctor Ya. Plachtenie. Vietor, vlny a prúdy - L.: Gidrometeoizdat, 1981.)

"Zadný vietor!" - prajú všetkým námorníkom a je to úplne márne: keď vietor fúka od kormy, jachta nie je schopná dosiahnuť maximálnu rýchlosť. Pomohol mi vytvoriť tento diagram Vadim Ždan, profesionálny skipper, pretekár, organizátor a moderátor jachtárskych regát. Prečítajte si popisy na diagrame, aby ste na to prišli.

2. Ťah plachty vzniká v dôsledku dvoch faktorov. Po prvé, vietor jednoducho tlačí na plachty. Po druhé, šikmé plachty inštalované na väčšine moderných jácht, keď okolo nich prúdi vzduch, pôsobia ako krídlo lietadla, len nie sú nasmerované nahor, ale dopredu. Vďaka aerodynamike sa vzduch na konvexnej strane plachty pohybuje rýchlejšie ako na konkávnej strane a tlak na vonkajšej strane plachty je menší ako na vnútornej.

3. Celková sila vytvorená plachtou smeruje kolmo na plátno. Podľa pravidla sčítania vektorov je možné rozlíšiť driftovú silu (červená šípka) a ťažnú silu (zelená šípka).

5. Aby sa jachta plavila striktne proti vetru, obracia sa: jednou alebo druhou stranou sa otočí smerom k vetru a pohybuje sa vpred po segmentoch - cvočky. Ako dlhé by mali byť cvočky a pod akým uhlom by mal byť vietor – dôležité otázky taktiky kapitánov.

9. Gulfwind- vietor fúka kolmo na smer pohybu.

11. Fordewind– ten istý zadný vietor fúka od kormy. Na rozdiel od očakávaní to nie je najrýchlejší kurz: tu sa nevyužíva zdvíhacia sila plachty a teoretický limit rýchlosti nepresahuje rýchlosť vetra. Skúsený skipper dokáže predpovedať neviditeľné prúdy vzduchu rovnakým spôsobom