Nagysebességű vitorlás jachtok. Motoros vagy vitorlás jacht

Az ötvenes évek elején sok vitorláshajós volt előítéletes az ellen, hogy benzin- vagy dízelmotort szereljenek fel egy vitorlás jachtra. A jachton lévő motor teljesen haszontalan, sőt veszélyes (tűzszempontból) rakománynak számított; azzal érvelt, hogy a motor a legkritikusabb pillanatokban hajlamos meghibásodni. A legtöbb jachtkapitány természetellenesnek nevezte a motor és a vitorla egyesülését.

Most a helyzet megváltozott. Nehéz olyan cirkáló vitorlást találni, aki tagadná a segédmotor felszerelésének szükségességét. A tengerjáró jachtok túlnyomó többsége motorral van felszerelve, ha nem is az építés során, de a későbbi átalakítás során.

Motorra természetesen szükség van, ha a jachtnak egy keskeny, kanyargós csatornán kell bemennie a kikötőbe, szembeszéllel szemben. Az emberek akaratlanul is emlékeznek rá, még akkor is, ha a vitorlák tehetetlenül lógnak, és sürgősen vissza kell térnie a jachtklubba, erős áramlattal szemben. Mi a helyzet a lehorgonyzás és a lehorgonyzás szűk helyeken, a csatornák átkelése és a hidak alatt, a vitorlázás szélcsendes időben? Mindezekben az esetekben a motor nemcsak a manőverezést könnyíti meg, hanem időt is takarít meg, amit aztán száz mérfölddel tovább lehet menni, vagy felfedezni a parton található látnivalókat.

A hajókon vitorlázó turisták éppen ellenkezőleg, gyakran vágynak arra, hogy vitorlázzanak, hogy kihasználják a friss hátszelet, üzemanyagot takarítsanak meg, és egyszerűen csak pihenjenek a motor állandó zajától és vibrációjától.

Az alábbiakban a kombinált funkciókat tárgyaljuk motoros vitorlás hajók, amely ötvözi a vitorlás jacht és a csónak tulajdonságait. Az ilyen kombinált hajók két szélső pólusa egy kis teljesítményű segédmotorral és teljes vitorlás szerelékkel felszerelt jacht, valamint egy erős motorral és segédvitorlával (főleg a hajó stabilitásának biztosítása érdekében zord tengeren). Az ebben a cikkben tárgyalt köztes típusú edényekre a továbbiakban úgy fogunk hivatkozni motoros vitorlások.

Hajó és jacht. Nem nehéz összehasonlítani a fő teljesítmény motoros csónakés egy vitorlás jacht asztal formájában. 1.

1. táblázat Egy vitorlás jacht és egy csónak főbb tulajdonságainak összehasonlítása

A motoros vitorlás tervezésekor a cél a nagy sebesség elérése mind a motor alatt, mind a vitorla alatt, valamint a hajó sekély merülése, amely sok sekély kikötőt és öblöt tesz elérhetővé. A vitorlás jachtnak fenn kell tartania a magas tengeri alkalmasságot, a hatékonyságot és a nagy utazótávolságot, valamint jó körülmények lakhatóság.

Tengerparti körutazásban motor nélküli (7-10 m hosszú) jacht átlagsebesség a 3-5 csomós átmenetnél. Motoros vitorláson 3-4 csomóval több stabil átlagsebesség érhető el, ami napi többlet 50-80 mérföld megtételét teszi lehetővé; nincs szükség gyenge ellenszélben gurulni vagy nyugodt órákat kivárni a tengeren. Másrészt, ha a hajó legénysége gyakran kénytelen megtagadni a tengerre való kiszállást, különösen erős ellenszélben és nagy hullámokban, a motoros vitorlás nyugodtan bemehet egy meredek közeli vitorlába zátonyos vitorlák alatt.

Mi a legjobb módja a pozitív tulajdonságok egy edényben való ötvözésének? Helyes-e egy vitorlás jachtra erős motort vagy hajóra fejlett vitorlás szereléket szerelni?

Ismeretes, hogy egy vitorlás akkor tud elfogadható sebességet kifejteni, ha S (m²) vitorlafelülete bizonyos arányban van a D (m³) vízkiszorítással és Ω (m²) nedvesített felülettel. Ezek az arányok nem lehetnek kisebbek, mint:

S 1/2 /D 1/3 = 3,8÷4,2; S/Ω = 2÷2,5,

az első pedig a jacht teljesítményét jellemzi erős szél, és a második - gyenge.

A jacht akkor tud ilyen optimális szélerőt szállítani, ha jó stabilitása van, amit egy mélyen elmerült nehéz álköl biztosít (súlya a teljes elmozdulás 35-50%-a). Természetesen motor alatti vitorlázáskor nincs szükség ilyen stabilitásra, és a hamis gerinc „szállítása” terméktelen motorteljesítmény-ráfordítást igényel; Ebben az esetben a szár, a vitorlák és a felszerelés ugyanaz a haszontalan rakomány lesz.

A sodródással szembeni megfelelő ellenállás megteremtéséhez a jacht törzsének rendelkeznie kell nagy terület oldalirányú ellenállás (a vitorlafelület 14-18%-a). Ezért a jacht testének nedvesített felülete nagyobb, mint egy azonos méretű hajóé, és a csónakkal azonos sebesség eléréséhez több motorteljesítményre lesz szükség. A jacht kifejlesztett felszereltsége és párkányai növelik a légellenállást, aminek leküzdése többleterő ráfordítást is igényel. A viszonylag kis sebességgel és listával vitorlázásra tervezett jacht körvonalai nem teszik lehetővé, hogy a motor nagyobb sebességet fejlesszen ki, bármennyire is növeli a teljesítményét.

Másrészt, ha egy azonos méretű jacht vitorlás szerelékét felteszi a hajóra, az eredmény valószínűleg nem lesz kielégítő. A hamis gerinc hiánya és a nehéz rakományok (motor, üzemanyag-tartalékok, fejlett felépítmények) magas elhelyezkedése miatt a hajó stabilitása egyértelműen elégtelen lesz a vitorlázáshoz, és a vitorlafelület csökkentésére lesz szükség. Nem lehet majd meredeken a szélbe vitorlázni, mivel testének oldalirányú ellenállása kicsi. Víz alatti részének körvonalai nem gurulással és sodrással való úszáshoz készültek. A nagy átmérőjű és széles lapátokkal rendelkező propeller nagymértékben lelassítja a vitorlát. És maga a hajó teste, amelyet egyetlen és meglehetősen nagy sebességre terveztek, nagyobb ellenállással rendelkezik, mint a jacht törzse.

Az elmondottakból világosan látszik, hogy egy vitorlás hajó nem lesz képes elérni ugyanazokat a tapadási és vitorlázási tulajdonságokat, mint egy jacht, mint ahogy egy erős motorral felszerelt jacht sem lesz képes elérni egy csónak sebességét. azonos méretű és azonos teljesítményű motorral. Motoros vitorlás tervezésekor kompromisszumot kell találnia az ilyen típusú hajók között, és előnyben kell részesítenie egyik vagy másik egyedi tulajdonságot.

A kiszorító edények nagy sebességű mozgásának jellemzői. Minden vitorláshajós biztosan tudja, hogy amikor egy jacht mozog, hullámok képződnek a hajótest körül. E hullámok magassága és hossza a jacht sebességének növekedésével nő (1. ábra), a hajó hosszához illeszkedő számuk pedig csökken. Néha láthatja, hogy a versenyjachtok, például a "P-5.5" osztályú jachtok csak egy hullámon vitorláznak (a szomszédos címerek az orrban és a tatban helyezkednek el, a talp pedig a középső rész közelében van). Ez a helyzet azt jelenti, hogy a jacht elérte a maximális sebességét, ha súlya, körvonalai és vitorlafelülete nem teszi lehetővé, hogy siklás üzemmódba lépjen. Úgy tűnik, hogy a hajó nem tud felmászni a maga által keltett hullám csúcsára. Ennek ellenére a könnyű jachtok - „repülő hollandok” és „csillagok” - friss szélben leküzdhetik ezt az akadályt és tervet, mivel csak egy gerincen vannak, amely most a középső szakasz közelében található. Hasonló jelenségek figyelhetők meg a hajókon, sebességük fokozatos növekedésével.

Könnyen belátható, hogy a hullámképződés mintázata nemcsak a haladási sebességtől, hanem az ér hosszától is függ: minél rövidebb az edény, annál kisebb sebességgel figyelhető meg a hullámgát jelenség. Ezért a hajógyártásban a hajók sebességét általában relatív sebességgel, vagy Froude-számmal jellemzik,

ahol v a hajó sebessége, m/s; L - hossza a vízvonal mentén, m; g a gravitáció okozta gyorsulás, egyenlő 9,81 m/s², √ a négyzetgyök.

Ez az érték mindenekelőtt azt jellemzi, hogy adott sebesség mellett milyen intenzitású a hullámképződés a hajótest közelében, és mekkora a motor vagy vitorla teljesítményének aránya ezeknek a hullámoknak a létrehozásához. Például, ha egy jachtról azt mondják, hogy Fr = 0,29 sebességgel vitorlázik, a csónaképítő tudja, hogy a hosszától függetlenül:

Körülbelül két keresztirányú orrhullám van a jacht hosszában;

A hullámok keltéséhez szükséges teljesítmény a teljes szükséges motorteljesítmény körülbelül 50-60%-a (a többit a hajótest bőrének vízen való súrlódásának és a hajótest örvényellenállásának leküzdésére fordítjuk).

Ugyanígy, amikor a Froude-szám Fr = 0,4÷0,5, akkor eljön az a pillanat, amikor a hajó ugyanazon hullám két szomszédos gerincén halad, és a hullámképződésből származó mozgással szembeni ellenállás eléri a hajótest teljes ellenállásának 90%-át. Ez a sebesség jelenti azt az akadályt, amelyet csak a megfelelő körvonalú és motorteljesítményű könnyű sikló jachtok vagy csónakok tudnak leküzdeni. ábrán. A 2. ábra a jacht ellenállásának (a leküzdéséhez szükséges vontatási erő formájában) a relatív sebességtől való függésének grafikonját mutatja. Látható, hogy az Fr = 0,3÷0,5 tartományban az ellenállás a legkisebb sebességnövekedéssel is meredeken növekszik. Éppen ezért a vitorlák által kifejlesztett teljesítmény általában csak egy bizonyos v = 2,2÷2,4√L csomós sebesség eléréséhez elegendő. (ami az Fr = 0,38÷0,39 relatív sebességnek felel meg). Nyilvánvaló, hogy a motoros jacht sebességének e határon túli növelése a kontúrok megváltoztatása és a lökettérfogat csökkentése nélkül a motorteljesítmény túlzott növekedését, következésképpen a méretek és tömegek, az üzemanyag-tartalékok és a lökettérfogat növekedését teszi szükségessé. az edény egésze.

Ezért a motoros vitorlások sebessége teljesítmény alatt általában nem haladja meg a v = 2,7√L értéket. Ezzel a sebességgel kielégítő kompromisszumot érhet el a vitorlázás és a motor alatti teljesítmény között.

táblázatban A 2. táblázat a vízvonaltól függően különböző hosszúságú motoros vitorlás jachtok maximális és gazdaságos sebességértékeit mutatja.

2. táblázat Motoros vitorlások gazdaságos és maximális sebességei

Amikor egy hajó v = 2,7√L (Fr = 0,45) feletti sebességgel mozog, akkor, mint már említettük, egy hullámot képez, amelynek hossza meghaladja az ér hosszát, és a csúcsa az edény középső részének közelében helyezkedik el. Egy ilyen hullám a hajó hátsó részének elvágását okozza, ami viszont a tathullám növekedéséhez, és végső soron a hajó mozgásával szembeni vízállóság meredek növekedéséhez vezet. A trimmelés ellensúlyozása érdekében a hajó farának széles kereszttartóval és lapos fenekével, enyhén lejtős, majdnem vízszintes fenékkel kell rendelkeznie. A hajótest ilyen formájának köszönhetően emelőerő jön létre a fenéken, amely kiegyenlíti a hajót, és további teljesítménynövekedéssel kinyomja a vízből, gyalulás üzemmódba helyezve.

Az ilyen tatkontúrok azonban elfogadhatatlanok egy motoros vitorlás esetében, mivel listával (vitorlák alatt) vitorlázva a far nagy térfogata az orr trimmét okozza; Emiatt a jacht hajóteste és gerince rossz pozíciót (támadási szöget) foglal el guruláskor, és nem engedi a szélnek meredeken vitorlázni, a far mögött kialakuló áramlás pedig lelassítja a jacht mozgását.

Így a nagy vízkiszorítású hajók – amelyek általában turistahajók és jachtok – mozgásának sajátosságait figyelembe véve a következő következtetéseket vonhatjuk le:

A vitorlák alatt elérhető maximális sebesség v = 2,2÷2,4 √L csomó;

A jó tapadási tulajdonságokkal rendelkező motoros vitorlás jacht motorteljesítménye nem haladhatja meg a v = 2,7 √L csomós sebesség eléréséhez szükséges értéket;

Ha egy csónakot nagy sebességre terveztek erővel, akkor nem várható el, hogy kielégítő tapadási képessége legyen.

Motoros vitorlások típusai. A motor alatt kialakuló sebességtől és az adott hajón a vitorlához vagy motorhoz rendelt szereptől függően minden motoros vitorlás jacht négy fő típusra osztható.

I. Segédmotoros jachtok. Ezek lényegében közönséges cirkáló jachtok, amelyeken a motor másodlagos szerepet tölt be, és kizárólag a kikötőbe való be- és kiszállás, a hajóút mentén való áthaladás, a kikötés stb. megkönnyítésére van felszerelve. A motort minimális teljesítménnyel, tömeggel és méretekkel választják ki. A motor alatti fordulatszám ezekben az esetekben nem haladja meg a v = 1,8÷2,0 √L csomó értéket. (5-6 csomó a legtöbb cirkáló jachtnál). Az üzemanyag tartalék is kicsi, általában 20-30 óra. folyamatos motorüzem, azaz 100-200 mérföld.

A motor alatti mozgás során az ellenállás csökkentése érdekében a propellernek minimálisan megengedett átmérővel és keskeny lapátokkal kell rendelkeznie; Általában a propeller a faroszlop és a kormány ablakában van elhelyezve.

A segédmotor teljesítménye a megadott fordulatszám eléréséhez általában 1,2÷2,0 liter. Val vel. 1 tonna jachtkiszorításonként. A motor tömege nem haladja meg a D lökettérfogat 3%-át, az üzemanyag-tartalék súlya pedig a D 2%-át. Ezért a motor beszerelése nem befolyásolja sem a jacht stabilitását, sem tapadási tulajdonságait. A hamis gerinc súlya 35-45% D között marad.

II. előnyben részesítve a vitorlás minőségeket. Az ilyen típusú hajók tervezésekor a tervező általában arra törekszik, hogy a jó tapadási tulajdonságokat és a vitorlás teljesítményt a motor alatti viszonylag nagy sebességgel ötvözze. Az egyik ilyen vitorlás az ábrán látható. 3.

Az ilyen típusú motoros vitorlások erősebb motorral (4÷5,5 LE/t) különböznek a segédmotoros jachtoktól, ezért nagyobb sebesség löket a motor alatt (2,2÷2,4√L csomó), valamint megnövelt utazótávolság a motor alatt (akár 800-1000 mérföld egy kb. 15 m hosszú jachton). Itt a motor ugyanazt az alapvető szerepet tölti be, mint a vitorlák, így nagyobb figyelmet fordítanak a motor alatti teljesítményre. Ezt a fajta jachtot gyakran „50/50”-nek nevezik (azaz 50%-a jachtnak és hajónak egyaránt).

ábrán. 4 látható elméleti rajz motoros vitorlás, melynek fő elemeit a táblázat tartalmazza. 3 (összehasonlításképpen a közelben egy I-es típusú jacht és egy vízvonal szerint azonos hosszúságú, hajózásra alkalmas csónak adatai láthatók).

3. táblázat A vizsgált típusú edények összehasonlítása

Ennek a motoros vitorlásnak a körvonalait a sekély merülés, a rövid túlnyúlások, az egyenes gerincvonal és a jachtokon megszokottnál szélesebb keresztfutó jellemzi. A vázak dőlése az orrban és a fedélzeti vonal körvonala a motoros jachtokra jellemző. Az orrban lévő vízvonalak élesebb belépési szöggel (ponttal) rendelkeznek, a far feneke pedig kisebb szögben emelkedik a vízvonalhoz képest, mint egy vitorlás jachton.

Az erős dízelmotor beszerelése miatt a hamis keel súlya 30% D-ra csökkent. A propeller egy nagy faroszlop ablakban található, a függőleges csillagoszlop mögött, és jelentős átmérőjű. A propeller ilyen elhelyezése segít a hatékonyság növelésében és a teljesítmény teljesebb kihasználásában. A csökkentett stabilitás, valamint a DP víz alatti része természetesen nem teszi lehetővé a teljes vitorlát. Az ilyen típusú nagyobb jachtokon gyakran szerelnek fel központi táblát a tapadási tulajdonságok javítására. A középső deszkával felszerelt opció jó kompromisszum a vitorla és a motor között: ha a motor alatt vitorlázunk, a középső deszka eltávolítható, és ezáltal csökkenthető a hajótest nedvesített felülete.

A vitorlázás légellenállásának csökkentése érdekében a felépítmények térfogatát igyekeznek minimálisra csökkenteni.

Az ilyen típusú hajókra jellemző kapcsolatok között egy másik paraméter is megjegyezhető:

S 1/2 /D 1/3 = 3,5÷3,9,

míg az I. típusú jachtok esetében ez az érték nagyobb (3,8÷4,4).

III. Motoros vitorlás jachtok a csónak minőséget részesítik előnyben. Ebben az esetben a motor alatti sebesség játszik elsődleges szerepet, és eléri a v = 2,7÷2,9 √L csomót. Amint azt már említettük, ennél a sebességnél a hajó erős hátsó trimmét kap, ezért előnyösebb a széles, lapos fenékvonalakkal rendelkező far. A szükséges motorteljesítmény 6,5÷9 LE/t-ra nő, ami arra kényszeríti, hogy a hamis keel súlya 15-25% D-ra csökkenjen.

A huzatot úgy vesszük, hogy a szükséges átmérőjű légcsavar elférjen (általában T=11÷13% L).

Mivel a hajótest alakja még mindig alkalmatlan a meredek ragasztásra, elhagyják a középső tábla felszerelését, és növelik a felépítmények térfogatát. A vitorla területe viszonylag kicsi:

S 1/2 /D 1/3 = 2,8÷3,4.

A vitorlákat elsősorban friss szélben való teljes pályán való vitorlázásra és a jacht mozgásának stabilizálására szánják zord tengeren.

A szóban forgó típusú hajóra példa a „Serch” (5. és 6. ábra) – egy tengerre alkalmas jacht, amelyet hosszú utakat. Motor alatt és vitorla alatt is jó teljesítményt nyújt. A jacht fő elemeit a táblázat tartalmazza. 4 (összehasonlításképpen a következő a Khortytsya segédmotorral felszerelt jacht adatai).

A jacht teste körvonalait tekintve megközelíti a tengerre alkalmas csónak alakját (egyenes gerincvonal, rövid túlnyúlások, magas szabadoldal, far, széles keresztszárny részben vízbe merülve). A 850 mm átmérőjű légcsavar a faroszlop mögött, egy nagy ablakban található.

A „Serch” egy segédmotoros jacht vitorláskapacitása felét szállítja. A vitorlák viszonylag szélesek, a vitorla középpontja alacsony, teljes pályás vitorlázásra tervezték.

4. táblázat: Két reprezentatív hajó összehasonlítása

IV. Csónakok segédvitorlákkal. Ha a csónakot tengeren vagy azon való hajózásra szánják nagy tó, célszerű kis felületű vitorlákat telepíteni rá, elsősorban a tengeri alkalmasság javítása érdekében hullámon (elsősorban a pálya stabilitásának növelése, a dőlés lágyítása és a sodródás képessége). Friss szélben a csónak (motor nélkül) kis sebességgel vitorlázhat be a hátsó támasztékba, vagy akár a tackba, a motor hajtja. A legfeljebb 5 tonnás vízkiszorítású hajók vitorlafelülete körülbelül 5 m²/t; 4÷3 m²/t 5-10 tonna vízkiszorítású hajóknál és 2,5÷3 m²/t nagy hajóknál.

Példaként vegyük a „Passagemaker” tengerre alkalmas csónakot (7. és 8. ábra), amelyet hosszú tengeri és óceáni utakra terveztek. A motor teljesítménye kicsi - csak 40 LE. Val vel. (1,6 LE/t); a sebesség ennek megfelelően alacsony - 7,5 csomó (2√L), de az üzemanyag-tartalék 5,5 tonna (22% D), ami hatalmas utazótávolságot biztosít - 2400 mérföld. Mindössze 2,3 kg üzemanyagot fogyaszt megtett mérföldenként.

A legnagyobb hossza 15,3, és a függőleges vonal mentén - 14,0 m; gerenda 4,9 m, merülés 1,53 m, a Passagemaker elmozdulása 25 tonna, az álgerinc súlya pedig mindössze 3,3 tonna (13% D). A vitorla területe körülbelül 50 m².

Hajótestének körvonalai a motoros, kis sebességű, tengerre alkalmas jachtokra jellemzőek (éles vízvonalak az orrban, fenék nagy holtággal a kereszttartónál, egyenes gerincvonal). Jellemzőek a magas szabadoldal és a kiterjedt felépítmények is. Ez az elméleti rajz alapul szolgálhat egy rövidebb (9-10 m) motoros vitorlás tervezésénél.

Meg kell jegyezni, hogy az ilyen típusú jachtok gyakran alacsony fenékgerinccsel vannak felszerelve, amelyek jelentősen csökkentik a vitorla alatti elsodródást, és emellett hatékony gördülési csillapítóként is szolgálnak.

D. A. Kurbatov, 1966

SZÉLVEZETŐ ERŐ

A NASA honlapján nagyon érdekes anyagok egy repülőgép szárnyának felhajtóerejét befolyásoló különféle tényezőkről. Vannak olyan interaktív grafikus modellek is, amelyek bemutatják, hogy az áramlás eltérítése miatt egy szimmetrikus szárny is képes emelést generálni.

A vitorla a légáramláshoz képest szöget zárva eltéríti azt (1d. ábra). A vitorla „felső”, hátszél oldalán áthaladva a légáramlás hosszabb utat tesz meg, és az áramlás folytonossági elvének megfelelően gyorsabban halad, mint a szél felőli, „alsó” oldalról. Az eredmény az, hogy a vitorla hátulsó oldalán kisebb a nyomás, mint a szél felőli oldalon.

Jibe-en vitorlázva, amikor a vitorla a szél irányára merőlegesen van beállítva, a szél felőli oldalon a nyomásnövekedés mértéke nagyobb, mint a hátszél oldali nyomáscsökkenés mértéke, vagyis a szél tolja a jacht többet, mint amennyit húz. Ahogy a jacht élesebbre fordul a szélbe, ez az arány megváltozik. Így, ha a szél a jacht irányára merőlegesen fúj, a szél felőli oldalon a vitorlára nehezedő nyomás növelése kisebb hatással van a sebességre, mint a nyomás csökkentése a széloldali oldalon. Más szóval, a vitorla jobban húzza a jachtot, mint tolja.

A jacht mozgása annak a ténynek köszönhető, hogy a szél kölcsönhatásba lép a vitorlával. Ennek a kölcsönhatásnak az elemzése sok kezdő számára váratlan eredményekhez vezet. Kiderült, hogy a maximális sebességet egyáltalán nem érik el, ha a szél közvetlenül hátulról fúj, és a „tisztességes szél” vágya teljesen váratlan jelentéssel bír.

Mind a vitorla, mind a gerinc a levegő, illetve a víz áramlásával kölcsönhatásba lépve emelést hoz létre, ezért működésük optimalizálására a szárnyelmélet alkalmazható.

SZÉLVEZETŐ ERŐ

A légáramlás mozgási energiával rendelkezik, és a vitorlákkal kölcsönhatásba lépve képes mozgatni a jachtot. Mind a vitorla, mind a repülőgép szárnyának munkáját Bernoulli törvénye írja le, amely szerint az áramlási sebesség növekedése a nyomás csökkenéséhez vezet. Amikor a levegőben mozog, a szárny megosztja az áramlást. Egy része felülről, egy része alulról körbejárja a szárnyat. A repülőgép szárnyát úgy tervezték, hogy a szárny teteje feletti légáramlás gyorsabban mozog, mint a szárny alja alatti légáramlás. Az eredmény az, hogy a nyomás a szárny felett sokkal alacsonyabb, mint alatta. A nyomáskülönbség a szárny emelőereje (1a. ábra). Összetett formájának köszönhetően a szárny a szárny síkjával párhuzamosan mozgó áramláson keresztül is képes felhajtóerőt generálni.

A vitorla csak akkor tudja mozgatni a jachtot, ha bizonyos szöget zár be az áramlással és eltéríti azt. Továbbra is vitatható, hogy az emelés mekkora része a Bernoulli-effektusnak és mennyi az áramlás eltérítésének az eredménye. A klasszikus szárnyelmélet szerint az emelés kizárólag az aszimmetrikus szárny feletti és alatti áramlási sebességek különbségéből adódik. Ugyanakkor köztudott, hogy egy szimmetrikus szárny képes felhajtóerőt létrehozni, ha az áramláshoz képest bizonyos szögben van felszerelve (1b. ábra). Mindkét esetben a szárny első és hátsó pontját összekötő vonal és az áramlás iránya közötti szöget támadási szögnek nevezzük.

Az emelés a támadási szög növekedésével növekszik, de ez a kapcsolat csak akkor működik, ha kis értékek ezt a szöget. Amint a támadási szög túllép egy bizonyos kritikus szintet, és az áramlás leáll, számos örvény keletkezik a szárny felső felületén, és az emelőerő meredeken csökken (1c. ábra).

A vitorlásosok tudják, hogy a jibe nem a leggyorsabb pálya. Ha az irányhoz képest 90 fokos szögben fúj az azonos erősségű szél, akkor a jacht sokkal gyorsabban halad. Jibe pályán az erő, amellyel a szél a vitorlát nyomja, a jacht sebességétől függ. A szél maximális erővel rányomja a mozdulatlanul álló jacht vitorláját (2a. ábra). A sebesség növekedésével a vitorlára nehezedő nyomás csökken, és minimális lesz, amikor a jacht eléri a maximális sebességet (2b. ábra). A jibe pályán a maximális sebesség mindig kisebb, mint a szélsebesség. Ennek több oka is van: először is a súrlódás, minden mozgás során az energia egy része a mozgást akadályozó erők leküzdésére fordítódik. De a lényeg az, hogy az az erő, amellyel a szél a vitorlát nyomja, arányos a látszó szél sebességének négyzetével, és a látszó szél sebessége jibe-pályán egyenlő a vitorla sebessége közötti különbséggel. az igazi szél és a jacht sebessége.

Gulfwind pályával (a széllel szemben 90°-ban) a vitorlás jachtok gyorsabban tudnak mozogni, mint a szél. Ebben a cikkben nem foglalkozunk a látszólagos szél jellemzőivel, csak azt jegyezzük meg, hogy öbölszél-pályán az erő, amellyel a szél a vitorlákat nyomja, kisebb mértékben függ a jacht sebességétől (2c. ábra). ).

A sebesség növekedését megakadályozó fő tényező a súrlódás. Ezért a mozgással szemben csekély ellenállású vitorlások képesek elérni a szél sebességénél sokkal nagyobb sebességet, de nem jibe-pályán. Például egy hajó, mivel a korcsolyák csúszási ellenállása elhanyagolható, 150 km/h sebességre képes felgyorsulni 50 km/h vagy még ennél is kisebb szélsebességgel.

A vitorlázás fizikája magyarázatként: Bevezetés

ISBN 1574091700, 9781574091700

Sikeresen befejeztük az átállást Atlanti-óceán december 23. Körülbelül 2750 mérföldet tettünk meg 21 nap és 21 óra alatt. Kiderült, hogy a jacht átlagsebessége 5,2 csomó volt, ilyen szerény eredményt az okozta, hogy az átlagos szél 9 csomós volt, így nincs szégyellnivalónk. Az átlagos 6,9 csomós Csendes-óceán átkelés sebességéhez képest a Slick kissé zavart. Nem ismerek senkit, aki jobb eredményt mutatott volna.

Egy órát késtünk, mert Máté tölteléke kiesett, miközben a búcsúzó, iszonyatosan alulsült paellát ettük. Ez egy másik történet. Az átállás rendesen indult, a szél nem akart segíteni rajtunk, így kicsit a motor alatt kellett sétálnunk. Reggel úgy döntöttünk, hogy megállunk La Restingában (Hierro-sziget). Ebben a gyönyörű kis kikötőben tankoltunk tele tanküzemanyagot és továbbment. Kár, hogy ilyen gyorsan elmentünk, mert egy elragadó, félreeső város volt egy vad vulkáni szigeten.

Amint kiértünk, megélénkült a szél, így az első éjszaka nagy utat gyalogoltunk. Hideg volt, de jól fújt a szél. Több nap telt el, a szél egyre változékonyabb lett, és többet kellett járni járó motorral. Amikor betöltöttük az első GRIB előrejelzést, az azt mutatta, hogy gondjaink vannak – egy nyomásvályú jelent meg mellettünk. Szerencsére Norm barátom a CYC-ből folyamatosan figyelte az időjárást, és GRIB nélkül tájékoztatott minket. A ciklon méretű vályúból való kijutáshoz gyorsan délre kellett menni. Talán ez az utolsó szezonális hurrikán, amelytől mindenki, aki decemberben átkel az Atlanti-óceánon, ennyire fél? A viharnak minden esélye megvolt, hogy azzá váljon, és bölcsen dél felé vettem az irányt.

Mire lecsapott a vihar, nem sikerült dél felé menekülnünk előle. Megsérültünk déli széle viharokat, és a következő 24 órában a szél elérte a 44 csomós erősséget nagy hullámokÁllandóan esett az eső, és a távolban villámlott. Slick bátran kiállta a vihart. A ciklon elhalt, és egy állandó, alacsony nyomású területet hagyott maga után, amely elzárta az összes szelünket. Hat napig nyugodtan sétáltunk. Ha másként cselekedtem volna, a dolgok sokkal rosszabbak lettek volna. Vitorláztunk a motor alatt, néha vitorláztunk és sodródtunk. Kiderült, hogy ilyen körülmények között a jacht akkor vitorlázott a leggyorsabban, amikor a vitorlákat furcsán konfigurálták: Heidi nagy gennakereje az orrárbocon, a genoa 142%-ban a hátszélre került, és két zátony került a fővitorlára, hogy ne árnyékolja be ezt az egészet. ingatag szerkezet a széltől. Így 8-10 csomós szélerővel 5 csomós jibe-t csináltunk. Ha kicsit feltámadt a szél, gyorsabban mentünk. A vitorlák ilyen beállításával a legnagyobb volt a célhoz vezető teljes sebesség.

A szél megerősödött, majd elült, ugratott minket. A motort egy ideig folytattuk, amíg el nem fogyott az üzemanyag, öt gallont tartalékban hagytunk előre nem látható körülmények esetére. Ellenáramlatban is találtuk magunkat. Minden térkép és útirány szerint fél csomós erővel áthaladó áramlatban kellett volna lennünk. Fél csomóval kellett találkoznunk. Sodródtunk, az éjszakák hosszúak voltak, és egy nap alatt legfeljebb 86 mérföldet tettünk meg. Túl sokat panaszkodom, találkoztam emberekkel Csendes-óceán, aki átlagosan 4 csomós sebességgel kelt át rajta.

Az áramlat hirtelen irányt váltott a szükséges irányba, és a szél sokáig erősödött. Először 125 mérföldet gyalogoltunk egy nap, majd 150 mérföldet, és az utolsó két napon Barbados előtt majdnem 180 mérföldet tettünk meg naponta. Ahogy közeledtünk a szárazföldhöz, lelassítottunk, hogy nappal bejussunk az öbölbe. Úgy gondolom, hogy ha toltuk volna, Slick egy nap alatt teljesítette volna a teljes 200 mérföldet.

Ez nem történt meg. Nem azért lassítottunk, mert közeledtünk a parthoz, hanem azért, mert körülbelül egy hete felfedeztem, hogy a hálószoba mennyezete szétválik a térképtábla előtti központi válaszfalnál. Éjszaka minden csikorgásra félve ébredtem, és arra gondoltam, hogy valami fontos eltört. Miután 30 000 mérföldet vitorlázott az óceánban, és viharokkal szembesült, Slick megmutatta Beneteau-ra jellemző, alattomosan rugalmas személyiségét. Nem akartam meglökni a régi barátomat, attól tartva, hogy eltör valamit. A nagyvitorla elszakadt és lassan kibomlott. A nagyvitorla léce kiugrott és majdnem elrepült, a csúszka rögzítése kikopott és eltört, az első zátony karma pedig elszakadt. Egyéb meghibásodás nem volt. De a szerencsétlen repedés a gardróbban nem adott békét. Az utazás elején a könyvespolc védőkorlátja túl kicsi volt és kiesett. Most megint kitart. Amikor egy jacht átmegy egy hullámon, különösen áram alatt, a hajótest lélegzik. Furcsa, hogy a vitorla alatt kevésbé csikorog, ami boldoggá tesz.

Ismétlem, nem mindenkinek volt ilyen könnyű szél. Kress barátom a Conversations jachton előző nap kiment, és meglovagolta a Tenerifét sújtó ciklon farkát. Hihetetlenül szerencséje volt a széllel, és még a nyomóvályú elől délre menekülve is olyan nagy volt az előnye, hogy csak két-három napig volt nyugodt. Egy nappal utánunk indult el egy másik jacht, a Scope, akiket velünk ellentétben már nem fogott el hátszél a ciklontól, hanem előbb egy hétig széllel szemben vitorláztak, majd egy teljes hétig nyugalom volt, kíséretében állandó zivatarok villámlással. Egy másik jacht csak azért borult fel és veszítette el árbocát, mert rosszkor indultak el. Egy nap eltérés nagyban befolyásolhatja az átállást, ha egy nappal korábban indul, vagy egy napot késik.

Folytatjuk …

TŐKESÚLY

Régóta megfigyelték, hogy a nagy oldalellenállású jachtok jobban vitorláznak, mint az azonos elülső és oldalellenállású jachtok. A tervezők azt a feladatot kapták, hogy a frontális ellenállás megváltoztatása nélkül növeljék az oldalirányú ellenállást. A Kiel nagyon sikeres döntésnek bizonyult.

Az évek során a hajóépítők kísérleteztek formájával és méretével a maximális hatékonyság elérése érdekében. Kiderült, hogy a hosszú és keskeny gerinc működik a legjobban, és ez annak a ténynek köszönhető, hogy fő funkciója az emelés létrehozása, amikor vízsugárban mozog. A gerinc szimmetrikus, így csak akkor képes emelést létrehozni, ha a mozgás iránya nem pontosan esik egybe a jacht hossztengelyével, pl. a hajó némi oldalirányú sodrással mozog. Az oldalirányú sodródásnak köszönhető, hogy a gerinc keresztezi az áramlást egy szögben, amelyet támadási szögnek neveznek. Ennek következménye az áramlási út növekedése a „felső”, szél felőli oldalon. Ennek köszönhetően a szárnyelméletnek megfelelően a szél felőli oldalon áramlási sebesség növekedés és nyomáscsökkenés következik be. A gerinc hátulsó oldalán az áramlási sebesség csökken, és ennek megfelelően a nyomás növekszik.

A hosszú és keskeny szárny sokkal hatékonyabban működik, mint a széles és rövid. Ez az állítás igaz a vitorlára és a gerincre is, amelyek valójában szárnyak, és csak függőlegesen helyezkednek el. Ennek a jelenségnek a magyarázata a szárny végén kialakuló örvények, amelyek további ellenállást keltenek a mozgással szemben. Azonos területen egy hosszabb és keskenyebb szárny nagyobb emelőerővel rendelkezik, és az örvényképződmények költsége is kisebb.

A levegőhöz képest nagyobb vízsűrűség miatt különösen fontos a gerinc alakjának szerepe. Azonos hidrodinamikai tulajdonságokkal a keskeny és hosszú gerincnek sokkal kisebb lehet a nedvesített felülete, és ezért kisebb az ellenállása. Ennek az elvnek a legszembetűnőbb példája az America's Cup contender jachtok, de egy hétköznapi élvezeti- vagy sétahajón egy ilyen gerinc komoly problémát jelenthet a vitorlázási területeik mélységkorlátja miatt (3. ábra).

ELLENÁLLÁS ERŐI

A jacht mozgását egy meglehetősen összetett erőrendszer akadályozza. Vízállóság a test mozgásával szemben. Mivel a vízmolekulák vonzódnak egymáshoz és a test felszínéhez (van der Waals-erők), minden mozgáshoz energiafelhasználás társul ezen erők leküzdésére. A hajótest felszínén lévő vízréteget határrétegnek nevezzük, elmozdulási sebessége maximális. Ahogy távolodsz a test felszínétől, a vízrétegek elmozdulásának sebessége csökken, i.e. sebesség gradiens van. A vízállóság leküzdéséhez szükséges energiafogyasztás arányos a nedvesített felület területével és a mozgás sebességével.

A folyadékok súrlódási ereje alapvetően különbözik a szilárd testek közötti súrlódási erőktől. A szilárd anyagok felületei közötti súrlódás csökkentése érdekében azokat polírozni és kenni lehet. Ez csökkenti a felületen lévő kiemelkedéseket, és a szilárd részek érintkezését a kenőanyag molekulákkal való érintkezés helyett. A ház kenésének elvileg nincs értelme, mivel folyékony közegben mozog. A test polírozása sem szünteti meg a vízmolekulák szétválasztásának szükségességét. Következtetés: a súrlódás csökkentésének leghatékonyabb módja a nedvesített felület csökkentése.

Turbulencia kialakulása jól ismert flow jelenség. Kis sebességgel haladva nincs zavar, turbulencia az áramlásban, egyenletes, i.e. lemezes. Az áramlási sebesség növekedésével a molekulák egymáshoz viszonyított elmozdulásai jelennek meg benne, megszűnik az egyenletesség, megjelenik a turbulencia. A kritikus szint elérésekor az örvények száma meredeken növekszik, és az áramlás leáll. Ennek eredményeként csökken a nyomáskülönbség a szárny különböző oldalain, ami a felhajtóerő eltűnéséhez vezet. A 19. század végén Osborne Reynolds angol mérnök olyan képletet javasolt, amelynek eredménye egy dimenzió nélküli mennyiség, amely a lamináris áramlás turbulenssé való átmenetének pillanatát jellemzi. Kiderült, hogy a jachtokra jellemző, körülbelül 5 csomós (2,4 m/s) sebességnél minden fél méternél hosszabb jachton megindul a turbulencia.

A turbulencia általában négy-ötszörösére növeli a légellenállást! Az egyenetlen, érdes felület azt a tényt eredményezi, hogy a turbulencia korábban jelentkezik és hangsúlyosabb. Ezért a nagysebességű jachtok esetében nagyon fontos, hogy a hajótest felülete sima legyen. Elegendőnek tekinthető, ha a test érdessége nem haladja meg a 0,05 mm-t. Általában akkor érhető el ilyen felület, ha a csiszolt felületet két réteg jó festékkel fedjük le.

A tipikusnak mondható 5 m/s szélsebességnél turbulencia akkor lép fel, ha a vitorla szélessége meghaladja a 3 métert. A vitorlás istálló is nagyon veszélyes. Ha turbulencia alakul ki, amikor a légáramlás a vitorla felületén mozog, akkor a nyomáskülönbség a vitorla különböző oldalain megszűnik, és ezzel együtt a vitorla emelőereje (tolóereje).

Vége az örvényeknek, egy másik tényező, amely növeli az ellenállást. A szárny végén, a jachton pedig a vitorla tetején vagy a gerinc alján keletkeznek. A vitorla vagy a gerinc mentén mozgó levegő és víz egyaránt hajlamosak kiegyenlíteni a nyomást a vitorla vagy a gerinc ellentétes oldalán, és a nagy nyomású területről az alacsony nyomású területre mozognak. A 4. ábra a gerinc ilyen mozgásának diagramját mutatja. Egyrészt az áramlási szög kissé felfelé, másrészt kissé lefelé megy. Annak következtében, hogy a gerinc vagy vitorla kifutó élén a két oldalról érkező áramlások bizonyos szögben találkoznak, örvények keletkeznek, amelyek a csúcshoz közeledve felerősödnek, és itt csúcsörvény alakul ki. A csúcsörvény a felhajtóerő újraeloszlásához vezet a szárnyfesztávolság mentén, csökkenti annak effektív területét és oldalarányát, valamint dinamikus minőségét.

ábrán. Az 5. ábrán jól látható, hogyan alakulnak ki örvények az árbocok tetején a sűrű ködben zajló verseny során, a 6. ábrán pedig ugyanezek az örvények láthatók a repülőgép szárnyain is.

Minél szélesebb a gerinc, annál több energiát fordítanak az örvényellenállásra. A gerinc keskeny és hosszú kialakításával a tervezők növelik az emelő-örvényellenállás arányát. Ugyanez történik keskeny és magas vitorlákkal, különösen éles pályákon haladva. Ugyanebből az okból készülnek a vitorlázórepülők hosszú és keskeny szárnyai. A gerincen lévő végörvények kialakulásával járó fékezés csökkentése érdekében további vízszintes szárnyakat készítenek. A repülésben egy ilyen eszközt szárnynak neveznek (7. ábra), amely segít a felhajtóerő optimális elosztásában a szárny területén. A szárnyelmélet az indukált légellenállás minimalizálása érdekében elliptikus vagy kúpos zárócsúcs használatát javasolja, például egy burát a borda végén.

A modern, nem versenyjachtok gerince kompromisszumot jelent a kényelmes rövid és széles gerinc és a nagyon hatékony, jó hidrodinamikai tulajdonságokkal rendelkező keskeny és hosszú, de a versenytávon kívül nehezen használható keel között. Ennek eredményeként egy másik típusú ellenállás keletkezik vízáramlási eltérések miközben a hajó halad. Mindenekelőtt a test geometriájától függ. Nyilvánvaló, hogy egy keskeny testnek kisebb az ellenállása, mint a szélesnek. Minden hajó kompromisszum a minimális légellenállás és az utasok és a rakomány számára szükséges hely biztosítása között. A hajóépítők évszázadok óta keresték az ideális formát egy adott térfogathoz, igyekeztek biztosítani a minimális hajótest ellenállást. Még Isaac Newton is foglalkozott ezzel a kérdéssel. Arra a következtetésre jutott, hogy a test számára a legjobb forma a forgási ellipszoid, amelynek elejére csonka kúp van rögzítve.

A térbeli számítógépes modellezés és a hidrodinamikai tesztek kimutatták, hogy az optimális hajótest az, amely az orrból simán kiszélesedik, és a tatnál meglehetősen széles marad. A tat zökkenőmentes áramlása érdekében sok tervező szűkíti és megemeli a hajótest hátsó részét. Ha az áramlás a tatnál nem egyenletes, lamináris, az örvények jelentős mozgási ellenállást keltenek.

TESTSEBESSÉG.

Mozgás közben a hajótest hullámot hoz létre, melynek hossza és sebessége a jacht sebességétől függ. Amint a mozgás megindul, több rövid hullám képződik a vízen, amelyek a hajótest mentén mozognak. A sebesség növekedésével ezeknek a hullámoknak a hossza növekszik, és számuk a test hosszában csökken (8a. ábra). Egy bizonyos szakaszban a jacht eléri azt a sebességet, amelynél a hullámhossz egyenlővé válik a jacht testének hosszával, azaz. egy gerinc az orrban, egy mélyedés a hajótest közepén és egy második gerinc a tat szintjén (8b. ábra).

A jacht sebességének további növelésével a hullámhossz is növekszik, ezért a második címer egyre hátrébb, a tat mögé fog mozogni. Ahogy a második gerinc visszamozdul, a tat a gerincek közötti mélyedésbe esik. Ha oldalról nézzük a hajótestet, kiderül, hogy az orr fel van emelve, a tat lefelé van, és a jachtnak folyamatosan fel kell másznia a hullámot, miközben a mozgással szembeni ellenállás drámaian megnő (8c. ábra).

Ezt a fajta ellenállást ún hullám ellenállás. Természetesen azért motoros csónak Erőteljes motorral és lapos fenékkel nem szab határt az a sebesség, amellyel a far eléri a hullám közepét (vályúját). A motor sebességének növelésével motoros jacht, növelheti a sebességet és átválthat eltolás üzemmódból gyalulás üzemmódba. A legtöbb vitorlás jacht azonban nem rendelkezik ezzel a képességgel, és a legtöbb esetben a hajótest geometriája nem rendelkezik gyalulási módról. Ezért a legtöbb hagyományos formájú jacht számára a hullámellenállás leküzdhetetlen akadálynak bizonyul. Ez nemcsak a vitorlás jachtokra vonatkozik, hanem az uszályokra, tankerekre, nagy személyszállító hajókra, egyszóval mindenkire, aki nem tud tervezni.

Azt a sebességet, amelynél a hullámhossz egyenlővé válik a hajótest hosszával a vízvonalnál, a hajótest sebességének nevezzük. A sebesség további növelése elvileg lehetséges, de a gyalulási üzemmódba váltás nélkül ez nagyon magas energiaköltséggel jár. A gyakorlatban nagyon ritkán lehet a hajótest sebességénél másfélszer nagyobb sebességre felgyorsítani egy jachtot.

A hajótest sebességét a következő képlet határozza meg: - v=1,34√L,

ahol v a sebesség csomókban, L a hossz lábban. Tehát egy 20 láb (6 m) vízvonal hosszúságú jachtnál a maximális sebesség 6 csomó lesz. Egy 12 m-es (40 láb) vízvonallal rendelkező nagy cirkáló jachtok sebessége körülbelül 8,5 csomó lesz. Egy 300 láb hosszú hadihajó esetében a hajótest sebessége 23 csomó.

Összehasonlítva a jacht mozgását akadályozó tényezőket, azt találjuk, hogy a teljes ellenállás több mint egyharmadát a súrlódás teszi ki, másik harmada a hullámok képződésének, körülbelül 20 százaléka pedig az örvényképződésnek köszönhető. a hajótest felületén 10 százalék az örvények kialakulásához kapcsolódó ellenállás a gerinc hátsó és alsó szélén. A többit a felszíni rész ellenállása adja (a spicc ellenállása, a vitorla által alkotott légturbulencia stb.). Természetesen a felsorolt ​​alkatrészek aránya jelentősen változhat a hajótest alakjától, a jacht mozgási körülményeitől, a szélhez viszonyított irányától stb.

Összefoglalva a következő szabályokat fogalmazhatjuk meg: az a jacht halad gyorsabban, amelyiknek hosszabb és keskenyebb a hajóteste, nagyobb a vitorlafelülete, ill. kisebb terület nedvesített felület. Természetesen az ilyen egyszerű szabályok oda vezethetnek, hogy a tervezők hosszú hajókat készítenek olyan kabinokkal, amelyek még minimális kényelmet sem biztosítanak. De minden tervezési döntés kompromisszum az egymást kizáró kívánságok között. A jibe mozgatásához széles, négyzet alakú vitorlák kívánatosak, amelyek könnyen elfogják a szelet, és minimális méretű gerinc. Ezzel szemben a magas, keskeny vitorlák jobban megfelelnek a széllel szembeni vitorlázásnak, mivel ezek biztosítják a legjobb egyensúlyt az emelési és örvényveszteségek között. Az éles pályákon a gerincnek hosszúnak és keskenynek kell lennie, hogy maximális oldalirányú ellenállást biztosítson minimális nedves felület mellett. De egy ilyen gerinc nagyon kényelmetlen a versenypályán kívül vagy egyszerűen sekély vízben. Egy rövid, burával vagy vízszintes szárnyakkal ellátott gerinc kiváló kompromisszum, amely a legtöbb vitorlást kielégíti.

A vitorlázás fizikája magyarázatként: Bevezetés

A jacht sebessége a víz felszínén számos tényezőtől függ. Ezek a hajó hajtóművei, amelyek óriási hatással vannak a vitorlás jacht sebességére. A meghajtás a hajótest mozgással szembeni ellenállásától és a vitorlák által keltett hajtóerőtől függ. Alacsony sebességnél (legfeljebb 2 csomó) a hajtóerő erejének akár 80% -át a hajótest vízre ható súrlódási erejének leküzdésére fordítják, ami jelentősen befolyásolja a vitorlás jacht sebességét. A vitorlás átlagos sebességét befolyásoló tényezők között szerepel a súrlódási erő, a nedvesített felület mérete, a hullámellenállás és az alakellenállás.

Amikor vitorlás utakról van szó, általában azt a távolságot rögzítik, amelyet egy jacht naponta megtesz, és nem az átlagos forgalom intenzitását vitorlás hajó. De a vágy, hogy mindent mérjenek és összehasonlítsanak, vagy az emberek egyszerű szokása, hogy a mozgás sebességét a sebesség fogalmára fordítsák, arra kényszeríti a „tengeri farkasokat”, hogy alkalmazkodjanak az ilyen kifejezésekhez.

Mi lassítja a különböző sebességű hajókat?

A különböző fékező tényezők hatása a hajó vitorla alatti mozgásának intenzitására a sebesség változásával változik. Alacsony sebességnél a víz súrlódása az edény felületén a lehető legnagyobb mértékben lelassítja a mozgást, gyorsításkor a nedvesíthetőség hatása nő. Ezt a koncepciót az edény és a víz érintkezési felülete határozza meg. A tapasztalt vitorláshajósok mozgás közben gyakran megdöntik a hajót, hogy csökkentsék a nedves felületet, ami növeli a sebességet.

7 csomó felett a hullámellenállás befolyása növekszik, amit a hajó orra által megemelt vízfelület mennyisége határoz meg. Ez a jellemző befolyásolja a vitorlás jacht sebességét az alakellenállás mértékével együtt. Az alakellenállás csökkentése nagymértékben függ a hajó gondozásától, felületének simaságától, az oldalak és a víz alatti részek - a gerinc és a kormány - hosszának, szélességének és áramvonalasságának arányától.

Pontosan ugyanezek a tényezők befolyásolják más típusú vitorlás hajók mozgását az utazók számára, köztük a katamaránokat. A vitorlás katamaránok mozgásának intenzitása nagyon hasonlít egy hajó mozgásához. A vitorlás katamarán más jellemzőiben is veszíthet, ez a hajó stabilitására vonatkozik (fennáll annak a veszélye, hogy nagy sebességnél az orr trimmbe kerül - az orrra esik) és a legénység kényelmét (de ez amatőr kérdés) . De ha ez a probléma megoldódik, akkor a vitorlás katamaránok sebessége lényegesen jobb, mint a vitorlás hajóké, a kisebb nedvesített felület és a hullámállóság miatt.

Vitorlás hajó forgalmi intenzitása: mérési jellemzők

A vitorlás jacht sebességét csomókban mérik. Nem csomó per óra, nem mérföld per óra, csak csomó. Ez a törvény. És van rá magyarázat. A jacht sebességének mérésének alapelve egy szektornapló használata, amely egy háromszög alakú deszka, amelyet a tatból a fedélzetre dobnak. A táblát egy vékony kábelen vitték végig - egy vonalat, amelyre csomókat kötöttek egymástól 50 láb távolságra. A mérés egy bizonyos ideig tartott - 15 másodperctől egy percig. A megszabott idő alatt a lemaradás mögötti csomók számának újraszámításával meg lehetett tudni a hajó mozgásának intenzitását, amit természetesen csomókban határoztak meg.

A vitorlás szélsebességet szintén nem egyértelműen mérik, hanem feltételes fogalom, és különböző pontokhoz kötődik. A szél sokkal erősebben fúj, ahogy a föld felszíne fölé emelkedik. Ez azzal magyarázható, hogy a légáramlások fékezik a vízfelülettel való kölcsönhatás során. Ezért a jacht vitorla alatti mozgásának intenzitása közvetlenül függ a vitorla magasságától. Ráadásul a szél iránya nem esik egybe a hajó mozgási irányával, amely a szárazföldi emberek fogalmában csak a szélen kívül a légáramlatok számos más hatását is tapasztalja. Amikor a szél megerősödik, mindig széllökésekben fúj, nincs nyugalom és állandó nyomás, mint csendes sebességnél. Ezért a jachtok esetében létezik a látszólagos szél fogalma, amelynek irányát a vitorla alatt lévő hajó árbocára erősített zászló határozza meg.

Sebesség rekordok

Pedig az emberek vízi sebességrekordot próbálnak felállítani. Ilyen versenyeket 1972 óta rendeznek, és minden évszakban egyre népszerűbbek. Maximális sebesség A vitorlás jachtokat eddig nem egészen hétköznapi résztvevőknek – szörfösöknek – mutatták be. Ennek egyszerű a magyarázata - a deszka és a kormány a legjobb teljesítményt nyújtja minden olyan tulajdonságban, amely meghatározza a sebességet a vízen: kisebb a súrlódásuk, minimális a nedvesedési felületük jobb polírozással, nincs hullámellenállás, és ugyanolyan gyors a vitorlavezérlés és a lehető legérzékenyebb. Ma sebességrekordokat hódítanak a széllovasok és a kiteszörfösök, és megközelítik a 70 csomót vagy a 130 km/h-t! A vitorlás jachtokon és katamaránokon van mire törekedni!