Ouvi dizer que o alcance de um feixe (perpendicular ao vento) é o ponto de vela mais rápido em veleiros modernos, mas não ouvi uma resposta satisfatória explicação da física por trás da afirmação.
Velas triangulares impulsionam o barco formando um aerofólio e gerando sustentação. Com um aerofólio rígido, como uma asa de avião, meu entendimento é que a sustentação deve ser proporcional à velocidade do ar sobre o florete. Isso implicaria que velejar contra o vento deveria ser mais rápido, já que o vento aparente é maior quando velejando contra o vento verdadeiro. Ao mesmo tempo, se alguém navegar no olho do vento, a vela perde a forma e deixa de atuar como um aerofólio.
A tensão entre esses dois processos indicaria um ótimo em algum lugar entre velejar curtas (o mais próximo possível da direção do vento, mantendo a forma da vela; geralmente cerca de 45˚ de distância do vento) e um amplo alcance.
Podemos descartar correr antes do vento (navegando diretamente para longe dele), porque então a vela atua como um paraquedas em vez de um aerofólio, de modo que o barco nunca pode ir mais rápido que o vento (considerando que , em um mar infinito de água sem atrito e sem resistência do ar, navegar contra o vento faria com que o barco acelerasse para sempre – muito melhor!)
Além disso, suponho que seja necessário considerar a direção da força do vento . Se pudermos supor que a força do vento na vela é perpendicular à retranca (o que não tenho certeza se podemos), então, em um alcance de viga, a componente dianteira do vetor de força do vento é maior do que ao navegar perto. puxado, onde a lança está mais alinhada com a linha central do barco. Talvez esse seja realmente o fator mais importante.
Então há a resistência do vento e da água, mas não tenho certeza o quanto isso importa para essa questão em particular … também há ondas a serem consideradas, que viajam na mesma direção do vento e, portanto, também favorecem o alcance do feixe, mas vamos supor que não sejam significativas.
Então, como um leigo, não tenho certeza se minha linha de pensamento realmente é válida (por assim dizer). Meu pensamento está correto e, em caso afirmativo, qual dos fenômenos é o principal responsável pelo alcance do feixe ser o mais rápido?
Comentários
- Voltar quando eu estava aprendendo a navegar, eles me disseram que o alcance amplo era um pouco mais rápido do que o feixe. Mas, em qualquer caso, a questão de por que os alcances (em geral) são rápidos em saveiro é uma boa pergunta.
- Eu ‘ também ouvi isso – como normal, depende do barco; Acho que a maioria dos barcos é mais rápida em uma viga, com algumas classes sendo mais rápidas em uma viga larga. E sim, a questão é mais fundamentalmente por que navegar contra o vento não é ‘ tão rápido 🙂
- Você já colocou uma semente de melancia molhada entre o polegar e o indicador e apertou, para fazer disparar? Essa ‘ é uma maneira rudimentar de descrever o que ‘ está acontecendo. A vela é um dedo e o painel central é o outro. Se não houvesse resistência da água, não haveria limite para a velocidade do barco. Ele também pode fazer isso a favor ou contra o vento, mas o efeito é mais forte em um alcance.
- Para todos os botes de corrida em que naveguei, o ponto mais rápido de navegação geralmente era um alcance ligeiramente próximo (pode ter começou como uma viga ou até mesmo de amplo alcance, mas no momento em que o barco estava se movendo rapidamente, era um alcance próximo). Um fator significativo é a fenda entre o jib e o principal, que faz mais em alcances mais próximos. Para classes que têm permissão para lançar spinnakers, o ponto mais rápido de navegação pode ser mais amplo, pois os spinnakers não podem ‘ ser ajustados em locais muito próximos. Para catamarãs (que nunca naveguei a sério), mais ou menos, todos os pontos de navegação chegam tão perto quanto os barcos são tão rápidos.
Resposta
Em um alcance de viga, a barreira está na lateral do barco e a sustentação do vento é um vetor direcionado para a proa, na direção da viagem.
Em um curso próximo, a barreira está perto da linha central do barco, e a sustentação do vento é um vetor direcionado para a lateral do barco, quase ortogonal à direção da viagem.
A o barco de reboque depende da pressão da água contra o lado de sotavento da quilha para mantê-lo se movendo para frente, em vez de ser empurrado para o lado.
Em um alcance de viga, há menos pressão da água no lado de sotavento, e o barco é capaz de cortar a água com menos resistência.
Esta é uma simplificação, pois os ângulos reais de navegação variam, mas a velocidade mais alta em um alcance se deve ao vento que levanta o barco na direção de seu viajar ao invés de puxar girando-o de lado contra sua direção de viagem, como em um transporte fechado.
Outra maneira de dizer isso é que, se você considerar o barco uma cova laranja úmida e escorregadia mantida entre o polegar e o indicador (entre o vento e a água), apertar a ponta cônica da cova vai dispará-la para fora, mas apertar os lados planos do fosso terá pouco efeito.
Resposta
O ponto mais rápido da vela depende do barco ( a forma do casco e o plano da vela), a força do vento e o estado do mar. Em geral, o alcance de um feixe não é o ponto de vela mais rápido.
Por exemplo, com vento muito fraco, alguns barcos irão mais rápido em um alcance próximo devido ao aumento aparente do vento vindo em direção ao vento. Para barcos que navegam mais rápido que o vento, o fator limitante da velocidade é o quão perto eles podem navegar do vento aparente; quando estão indo mais rápido do que a velocidade do vento, o vento aparente está sempre à frente do feixe. Um ângulo mais amplo para o vento verdadeiro permite que eles andem mais rápido antes que suas velas sejam puxadas para dentro, então um alcance amplo é o mais rápido.
Verifique os diagramas polares neste site:
https://76trombones.wordpress.com/2009/10/17/polar-diagrams-vmg/
90 graus em relação ao vento verdadeiro geralmente não é o mais rápido.
Por que alguns ângulos são mais rápidos do que outros, isso é um pouco complicado e está além do escopo desta resposta. Basta dizer que, conforme você navega mais perto do vento, o componente de sustentação na direção da viagem é menor, além do aumento do arrasto. Portanto, você desacelera ao se aproximar de um curso de bolina fechada. Conforme você arranca para uma corrida, as velas eventualmente se tornam estagnadas e menos eficientes. Em algum lugar entre um curso de reboque fechado e uma corrida, você encontrará o ângulo de velocidade máxima, que às vezes é de aproximadamente 90 graus em relação ao vento verdadeiro, mas nem sempre.
A propósito, devo acrescentar que o termo “alcance do feixe” não tem uma definição precisa. Algumas fontes dizem que o alcance do feixe é de 90 graus para o vento verdadeiro , outras dizem que é de 90 graus para o vento aparente . A maioria das fontes introduz os pontos de vela antes do conceito de vento aparente e elide inteiramente a diferença. Para barcos que vão apenas uma fração da velocidade do vento (ou seja, a grande maioria deles), não é uma distinção tão importante. Na resposta acima, usei a definição de vento verdadeiro, mas mesmo que você escolha a definição de vento aparente, o alcance do feixe nem sempre é mais rápido. Os barcos que vão mais rápido do que o vento têm suas velas ajustadas para rebocadas de perto, independentemente do ponto vela.
Comentários
- A maior parte dessa resposta faz sentido, para alguém que passou alguns milhares de horas competindo em botes, mas ” Barcos que vão mais rápido do que o vento têm suas velas ajustadas para rebocadas de perto, independentemente do ponto da vela. ” é simplesmente evidentemente, falso como uma afirmação geral. Muitos botes pequenos costumam ir mais rápido do que o vento verdadeiro em pontos de vela em torno de um alcance de viga , e nenhum se aproximaria da configuração da vela ou do ângulo de adernamento de um verdadeiro configuração aproximada.
- É verdade que muitos botes modernos irão planar para atingir suas velocidades máximas, mas esses pontos de vela devem ter alcance amplo , n nem mesmo alcances próximos , porque a placa central deve ser elevada para alcançar o planejamento. Evan, um antigo Albacora , planará em uma brisa forte em um amplo alcance.
Resposta
O curso mais rápido não é exatamente perpendicular ao vento verdadeiro, mas ligeiramente a favor do vento. O deslocamento de popa ideal é o ângulo de vento aparente que o barco pode navegar (beta), que é pequeno para barcos eficientes (15deg) e iceboats (< 10deg).
A geometria é explicada aqui: http://en.wikipedia.org/wiki/Sailing_faster_than_the_wind#Maximum_speed_course_sailing_angle
Resposta
Alcances a favor do vento são muito mais rápidos – como visto durante a última Copa América.
Motivo simples: se o arrasto no casco for baixo, você pode obter um “vento frontal” significativo que você adiciona ao vetor de vento real para fornecer o vento aparente.
Esse vento aparente precisa estar em um ângulo “sensível” em relação ao barco – componente lateral suficiente para que possa ainda “empurre” a vela.
Quanto menor o arrasto do barco, mais a favor do vento está esse ótimo. O AC72 usado na Americas Cup atingiu velocidades superiores a 40 nós em um vento de 20 nós ; naquele ponto, o ângulo aparente do vento era de 19 graus, embora o barco esteja nominalmente em um amplo alcance.
Um belo diagrama e uma explicação podem ser encontrados em https://www.nauticed.org/sailing-blog/americas-cup-apparent-wind/
Resposta
A ideia de que o vetor de sustentação da vela precisa estar próximo à direção do percurso não é correta. Apenas um componente do vetor de sustentação precisa estar na direção da viagem e pode ser apenas um pequeno componente.
Acho que isso é mais fácil de entender se você fizer uma suposição simplificadora. Esqueça os aerofólios e tal. Pense na placa central do barco como uma espécie de skate, incapaz de se mover lateralmente, mas capaz de se mover para frente ou para trás quase sem resistência. (Como um barco de gelo.)
Da mesma forma, pense na vela como algo que pode se mover facilmente no ar, mas não para os lados, como se o ar fosse uma substância como gelatina, e a vela fosse um faca. Nessa situação, o barco atua como um elo entre o ar e a água, no sentido de que se o barco se deslocar para a frente na água, o ar deve mover-se lateralmente, pois a vela não está paralela ao centro. Da mesma forma, se o ar se mover lateralmente, o barco deve se mover para a frente (ou para trás). Quanto mais perto a vela estiver paralela ao centro, mais o barco deve se mover.
Assuma a vela e o painel central não são paralelos, mas em um pequeno ângulo em relação um ao outro. Se o ar não estiver imóvel em relação à água, mas se mover através dele a uma certa distância, isso fará com que o barco se mova outra distância, porque a vela só pode cortar o ar, e a placa central apenas corta a água.
Na verdade, quanto mais perto a vela estiver paralela à placa central, mais longe o barco terá que se mover, porque nem a vela nem a placa central podem deslizar lateralmente em seu meio. No limite em que o ângulo se aproxima de zero, a distância que o barco deve percorrer se aproxima do infinito. Isso não depende da direção para a qual o barco está apontado, desde que não esteja diretamente contra o vento ou contra o vento. Funciona em qualquer outro ponto da vela.
Claro, não há arrasto zero na água ou no ar, e a componente da força do ar paralela à viagem pode ficar bem pequena, então viajar perpendicularmente ao vento pode fornecer melhores resultados, o que responde à sua pergunta. Mas tenha em mente que tudo depende do ângulo entre a vela e a placa central. Quanto mais perto, mais rápido ele pode, em princípio, ir, se não fosse para arrasto.
Na verdade, quanto menor o arrasto, na água e no ar, mais rápido o barco pode ir. Confira este vídeo.
Resposta
Classicamente, está chegando – o curso mais rápido de um veleiro. Normalmente ocorre que ao atingir a projeção da força do vento no vetor de propagação é de valores máximos, e também o barco permanece estável, em termos de adernamento, uma vez que a projeção de adernamento da força do vento torna-se pequena. Quando o barco está girando na viga atingindo a força de adernamento é grande, o barco ganha resistividade devido ao adernamento e deriva. Portanto, tal corte poderia ser ideal para iates de gelo ou monocasco, especialmente com velas hugh Gennakers ou Code Zero (como na Volvo Ocean Racing). “Veleiro moderno” – hoje são monocascos frustrados, que se propagam a uma velocidade de mais de 50 nós, e o vento em seus referenciais difere significativamente do referencial terrestre e a direção do vento para iate não é a mesma, a direção do vento tende para o olho do vento, de acordo com a soma do vetor verdadeiro do vento e da velocidade do iate
Comentários
- Desculpe, esta resposta é muito confusa…