Ho sentito che un raggio di estensione (perpendicolare al vento) è il punto di navigazione più veloce sulle moderne barche a vela, ma non ho sentito un messaggio soddisfacente spiegazione della fisica dietro laffermazione.
Le vele triangolari spingono la barca formando un profilo alare e generando portanza. Con un profilo alare rigido, come lala di un aeroplano, la mia comprensione è che la portanza dovrebbe essere proporzionale alla velocità dellaria sul foglio. Ciò implicherebbe che la navigazione di bolina dovrebbe essere più veloce, poiché il vento apparente è maggiore quando si naviga contro il vento vero. Allo stesso tempo, se si naviga nellocchio del vento, la vela perde la sua forma e smette di agire come un profilo alare.
La tensione tra questi due processi indicherebbe un ottimo da qualche parte tra la navigazione di bolina stretta (il più vicino possibile alla direzione del vento mantenendo la forma della vela; di solito a circa 45 ° dal vento) e una vela larga .
Possiamo escludere di correre prima del vento (navigando direttamente lontano da esso), perché in tal caso la vela si comporta come un paracadute piuttosto che come un profilo alare, quindi la barca non può mai andare più veloce del vento (mentre , in un mare infinito di acqua priva di attrito e senza resistenza dellaria, navigare controvento farebbe accelerare la barca per sempre, molto meglio!)
Inoltre, suppongo che si debba considerare la direzione della forza del vento . Se possiamo presumere che la forza del vento sulla vela sia perpendicolare al boma (cosa che non sono del tutto sicuro di poter), allora su una trave la componente di prua del vettore della forza del vento è maggiore di quando si naviga vicino- bolina, dove il boma è più allineato con la linea centrale della barca. Forse questo è effettivamente il fattore più importante.
Poi cè la resistenza del vento e dellacqua, ma non ne sono sicuro quanto conta per questa particolare domanda … ci sono anche onde da considerare, che viaggiano nella stessa direzione del vento e quindi favorirebbero anche la portata del raggio, ma supponiamo che non siano significative.
Quindi, come laico, non sono sicuro che la mia linea di pensiero sia davvero valida (per così dire). Il mio pensiero è corretto e, in tal caso, quale dei fenomeni è maggiormente responsabile del fatto che la portata del raggio sia la più veloce?
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- Indietro quando io Stavo imparando a navigare mi hanno detto che le vaste estensioni erano un po più veloci della trave. Ma in ogni caso, la domanda sul perché i reach (in generale) sono veloci sugli sloop è buona.
- Anchio ‘ lho sentito, come al solito, dipende dalla barca; Penso che la maggior parte delle barche sia più veloce su una trave, con alcune classi che sono più veloci su una larghezza. E sì, la domanda più fondamentale è perché navigare di bolina non è ‘ così veloce 🙂
- Hai mai preso un seme di cocomero bagnato tra il pollice e lindice e schiacciato, per farlo sparare? Questo ‘ è un modo rozzo per descrivere cosa sta succedendo ‘. La vela è un dito e la deriva è laltro. Se non ci fosse la resistenza dellacqua, non cè davvero alcun limite alla velocità con cui la barca potrebbe andare. Può davvero fare questo sottovento o anche sopravento, ma leffetto è più forte su una portata.
- Per tutte le derive da regata che ho navigato, il punto più veloce della navigazione era di solito una distanza leggermente ravvicinata (potrebbe avere iniziato come un raggio o anche un ampio raggio, ma quando la barca si stava muovendo velocemente era un raggio ravvicinato). Un fattore significativo è la fessura tra il fiocco e la randa, che fa di più sulle distanze ravvicinate. Per le classi a cui è consentito impostare gli spinnaker, il punto di navigazione più veloce potrebbe essere più ampio in quanto gli spinnaker non possono ‘ essere impostati su tratti molto ravvicinati. Per i catamarani (sui quali non ho mai navigato seriamente) più o meno tutti i punti di navigazione finiscono tanto vicino quanto le barche sono così veloci.
Risposta
Su un raggio di manovra, il boma si trova sul lato della barca e la portanza dal vento è un vettore diretto verso la prua, nella direzione di marcia.
Su una retata stretta, il boma è vicino alla linea centrale della barca e la portanza dal vento è un vettore diretto verso il lato della barca, quasi ortogonale alla direzione di marcia.
A la barca a bolina stretta dipende dalla pressione dellacqua contro il lato sottovento della chiglia per mantenerla in movimento in avanti, piuttosto che essere spinta lateralmente.
Su un raggio di raggio, cè meno pressione dellacqua sul lato sottovento e la barca è in grado di tagliare lacqua con meno resistenza.
Questa è una semplificazione, poiché gli angoli di navigazione effettivi variano, ma la velocità più alta su un sbraccio è dovuta al vento che solleva la barca nella direzione del suo viaggiare piuttosto che pulli spostandolo lateralmente contro la sua direzione di marcia, come in un raggio ravvicinato.
Un altro modo per dirlo è che se consideri la barca una fossa arancione umida e scivolosa tenuta tra il pollice e lindice (tra vento e acqua), schiacciando la punta affusolata della fossa la sparerai fuori, ma schiacciare i lati piatti della fossa avrà scarso effetto.
Risposta
Il punto di navigazione più veloce dipende dalla barca ( sia la sua forma dello scafo che il suo piano velico), la forza del vento e lo stato del mare. In generale, un raggio di raggio non è il punto di navigazione più veloce.
Ad esempio, con vento molto leggero, alcune barche andranno più veloci su una distanza ravvicinata a causa del maggiore vento apparente che va verso il vento. Per le barche che navigano più veloci del vento, il fattore limitante per la velocità è quanto vicino possono navigare al vento apparente; quando vanno più veloci della velocità del vento, il vento apparente è sempre davanti al raggio. Un angolo più ampio rispetto al vento reale consente loro di andare più veloci prima che le loro vele siano inclinate completamente, quindi un ampio raggio dazione è il più veloce.
Guarda i diagrammi polari su questo sito:
https://76trombones.wordpress.com/2009/10/17/polar-diagrams-vmg/
Di solito 90 gradi rispetto al vento reale non sono i più veloci.
Per quanto riguarda il motivo per cui alcuni angoli sono più veloci di altri, “è un po complicato e va oltre lo scopo di questa risposta. Basti dire che quando navighi più vicino al vento la componente di portanza nella direzione di marcia è minore, più la resistenza aumenta. Quindi rallenti mentre ti avvicini a una rotta di bolina stretta. Mentre ti allontani per una corsa, le vele alla fine si bloccano e diventano meno efficienti. Da qualche parte tra una rotta di bolina e una corsa troverai langolo di velocità massima, che a volte è di circa 90 gradi rispetto al vento vero, ma non sempre.
A proposito, devo aggiungere che il termine “raggio di portata” non ha una definizione precisa. Alcune fonti dicono che la portata del raggio è di 90 gradi rispetto al vento vero , altre dicono che è di 90 gradi rispetto al vento apparente . La maggior parte delle fonti introduce i punti di vela prima del concetto di vento apparente ed elide completamente la differenza. Per le barche che superano solo una frazione della velocità del vento (cioè la stragrande maggioranza di esse) non è una distinzione così importante. Nella risposta sopra, ho usato la definizione del vento vero, ma anche se scegli la definizione del vento apparente, la portata del fascio non è sempre più veloce. Le barche che vanno più veloci del vento hanno le vele assettate per bolina stretta indipendentemente dal loro punto di vela.
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- La maggior parte di questa risposta ha senso, come uno che ha trascorso alcune migliaia di ore a regatare su gommoni, ma ” Le barche che vanno più veloci del vento hanno le vele regolate per bolina stretta indipendentemente dal loro punto di navigazione. ” è semplicemente palesemente, falso come affermazione generale. Molti piccoli gommoni vanno regolarmente più veloci del vento vero su punti di vela attorno a un raggio di raggio , e nessuno si avvicinerebbe né alla configurazione della vela né allangolo di sbandamento di un vero configurazione di bolina stretta.
- È vero che molte derive moderne planano per raggiungere le loro velocità massime, ma questi punti di vela devono essere ampi , n nemmeno tratti ravvicinati , perché la deriva deve essere sollevata per ottenere la pianificazione. Evan un Albacore vecchio stile planerà in una brezza rigida su unampia portata.
Answer
La rotta più veloce non è esattamente perpendicolare al vento vero, ma leggermente sottovento. Loffset sottovento ottimale è langolo del vento apparente che la barca può navigare (beta), che è piccolo per barche efficienti (15deg) e iceboats (< 10deg).
La geometria è spiegata qui: http://en.wikipedia.org/wiki/Sailing_faster_than_the_wind#Maximum_speed_course_sailing_angle
Risposta
Le portate sottovento sono molto più veloci, come si è visto durante lultima America “s Cup.
Semplice motivo: se la resistenza sullo scafo è bassa, puoi ottenere un “vento contrario” significativo che si aggiunge al vettore del vento effettivo per fornire il vento apparente.
Questo vento apparente deve essere ad un angolo “sensibile” rispetto alla barca – una componente laterale sufficiente per ancora “spingere” la vela.
Più bassa è la resistenza sulla barca, più sottovento si trova questo ottimale. L AC72 utilizzato nella Coppa America ha raggiunto velocità superiori a 40 nodi con un vento di 20 nodi ; a quel punto langolo del vento apparente era di 19 gradi sebbene la barca sia nominalmente su un ampio raggio.
Un bel diagramma e una spiegazione possono essere trovati in https://www.nauticed.org/sailing-blog/americas-cup-apparent-wind/
Risposta
Lidea che il vettore di portanza della vela debba essere vicino alla direzione di marcia non è corretta. Solo un componente del vettore di portanza deve essere nella direzione di marcia e potrebbe essere solo una piccola componente.
Penso che questo sia più facile da capire se fai unipotesi semplificativa. Dimentica i profili alari e simili. Pensa alla deriva della barca come una specie di pattino, incapace di muoversi lateralmente, ma in grado di spostarsi avanti o indietro quasi senza resistenza. (Come una barca da ghiaccio.)
Allo stesso modo pensa alla vela come a qualcosa che può muoversi facilmente in avanti nellaria, ma non lateralmente, come se laria fosse una sostanza come la gelatina, e la vela fosse una coltello. In quella situazione la barca fa da tramite tra laria e lacqua, nel senso che se la barca si muove in avanti nellacqua, laria deve muoversi lateralmente, perché la vela non è parallela alla deriva. Allo stesso modo, se laria si muove lateralmente, la barca deve muoversi in avanti (o indietro). Più la vela è parallela alla deriva, più la barca deve muoversi.
Supponi che la vela e la deriva non sono parallele, ma leggermente angolate luna rispetto allaltra. Se laria non è immobile rispetto allacqua, ma si muove attraverso di essa per una certa distanza, la barca si sposterà di unaltra distanza, perché la vela può solo tagliare laria e la deriva può solo tagliare lacqua.
Infatti, più la vela è parallela alla deriva, più la barca dovrà spostarsi, perché né la vela né la deriva possono scivolare lateralmente nel mezzo. Nel limite in cui langolo si avvicina allo zero, la distanza che la barca deve percorrere si avvicina allinfinito. Questo non dipende dalla direzione in cui è puntata la barca, purché non sia direttamente sottovento o sopravento. Funziona su qualsiasi altro punto della vela.
Ovviamente, non cè resistenza zero nellacqua o nellaria e la componente della forza dellaria parallela al viaggio può diventare piuttosto piccola, quindi viaggiare perpendicolarmente al vento può dare i migliori risultati, il che risponde alla tua domanda. Ma tieni presente che tutto dipende dallangolo tra la vela e la deriva. Più ci si avvicina, più velocemente può andare in linea di principio, se non fosse per la resistenza.
Infatti, minore è la resistenza, in acqua e in aria, più veloce può andare la barca. Guarda questo video.
Risposta
Classicamente, sta raggiungendo – la rotta più veloce della barca a vela. Di solito accade che al raggiungimento della proiezione della forza del vento sul vettore di propagazione si ottengano valori massimi, e anche la barca rimane stabile, in termini di sbandamento, poiché la proiezione di sbandamento della forza del vento diventa piccola. Quando la barca sta correndo al traverso, la forza di sbandamento è elevata, la barca acquista resistività a causa del sbandamento e della deriva. Quindi, tale cortese potrebbe essere ottimale per gli ice yacht, o per i monoscafi, specialmente con hugh Gennakers o vele Code Zero (come in Volvo Ocean Racing). “Moderna barca a vela” – oggi sono monoscafi foiling, che sono propogati alla velocità di oltre 50 nodi, e il vento nei loro quadri di riferimento differisce significativamente dal quadro di riferimento terrestre, e la direzione del vento per lo yacht non è la stessa, la direzione del vento tende allocchio del vento, secondo la somma vettoriale del vettore di velocità del vento reale e della velocità dello yacht
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- Spiacenti, questa risposta è piuttosto confusa …