Am auzit că o rază de acoperire (perpendiculară pe vânt) este cel mai rapid punct de navigație pe barcile cu pânze moderne, dar nu am auzit o satisfacție explicație a fizicii din spatele revendicării.
Pânzele triunghiulare propulsează barca formând un aerodinamic și generând ascensor. Cu o aripă rigidă, cum ar fi o aripă de avion, înțeleg că ascensorul ar trebui să fie proporțional cu viteza aerului peste folie. Acest lucru ar implica faptul că navigarea în direcția vântului ar trebui să fie mai rapidă, deoarece vântul aparent este mai mare atunci când navigați împotriva vântului adevărat. În același timp, dacă cineva navighează în ochiul vântului, pânza își pierde forma și nu mai acționează ca un aerodinamic.
Tensiunea dintre aceste două procese ar indica un optim undeva între navigația apropiată (cât mai aproape de direcția vântului posibil, menținând forma velei; de obicei la aproximativ 45˚ distanță de vânt) și o reach.
Putem exclude alergarea înaintea vântului (navigarea direct departe de el), pentru că atunci pânza acționează mai degrabă ca o parașută decât ca un aerodinamic, astfel încât barca nu poate merge mai repede decât vântul (întrucât , într-o mare infinită de apă fără frecare, fără rezistență la aer, navigarea în direcția vântului ar face ca barca să accelereze pentru totdeauna – mult mai bine!)
De asemenea, presupun că trebuie să luăm în considerare direcția forței din vânt . Dacă putem presupune că forța vântului pe pânză este perpendiculară pe braț (ceea ce nu sunt sigur că putem), atunci pe o rază atinge componenta înainte a vectorului forței vântului este mai mare decât atunci când navigați aproape- transportat, în cazul în care brațul este mai strâns aliniat cu linia centrală a bărcii. Poate că acesta este de fapt cel mai important factor.
Apoi, există trageți de vânt și apă, dar nu sunt sigur cât de mult contează pentru această întrebare specială … există, de asemenea, valuri de luat în considerare, care călătoresc în aceeași direcție ca și vântul și ar favoriza astfel și atingerea unui fascicul, dar să presupunem că nu sunt semnificative.
Deci, ca laic, nu sunt sigur dacă gândirea mea conține cu adevărat apă (ca să spunem așa). Gândirea mea este corectă și, dacă da, care dintre fenomene este cel mai responsabil pentru atingerea fasciculului ca fiind cel mai rapid?
Comentarii
- Înapoi când învățam navigația, mi-au spus că întinderile largi erau puțin mai rapide decât grinda. Dar, în orice caz, întrebarea de ce atingerea (în general) este rapidă pe sloops este una bună.
- Am ‘ am auzit și asta – ca de obicei, depinde de barcă; Cred că majoritatea bărcilor sunt cele mai rapide pe o grindă, unele clase fiind mai rapide pe o bară largă. Și da, întrebarea este mai fundamental de ce navigarea în direcția vântului nu este ‘ atât de rapid 🙂
- Ați luat vreodată o sămânță umedă de pepene verde între degetul mare și deget și l-ai stors, ca să-l tragi? Acesta este ‘ un mod brut de a descrie ceea ce se întâmplă ‘. Vela este un deget, iar placa centrală este celălalt. Dacă nu a existat nici o rezistență la apă, nu există cu adevărat nicio limită la viteza cu care ar putea merge barca. Poate face acest lucru chiar în direcția vântului sau în direcția vântului, dar efectul este cel mai puternic la o atingere.
- Pentru toate barcile de curse pe care le-am navigat, cel mai rapid punct de navigație a fost de obicei o acoperire ușor apropiată (ar putea avea a început ca o rază sau chiar cu o rază largă de acțiune, dar până când barca se mișca rapid, aceasta era aproape). Un factor semnificativ este slotul dintre brațul principal, care face mai mult în apropieri. Pentru clasele cărora li se permite să stabilească spinnaker, cel mai rapid punct de navigație ar putea fi mai larg, întrucât spinnakerii nu pot fi ‘ t stabiliți în zone foarte apropiate. Pentru catamarane (pe care nu am navigat niciodată cu seriozitate), mai mult sau mai puțin toate punctele de navigație ajung la fel de aproape, cu cât bărcile sunt atât de rapide.
Răspuns
La o rază, brațul este deasupra părții laterale a bărcii, iar ridicarea din vânt este un vector îndreptat spre prova, în direcția de deplasare.
Pe o distanță strânsă, brațul este aproape de linia centrală a bărcii, iar ridicarea de la vânt este un vector îndreptat spre partea laterală a bărcii, aproape ortogonală la direcția de deplasare.
barca cu distanțe strânse depinde de presiunea apei pe partea de sub vânt a chilei pentru a o menține în mișcare înainte, mai degrabă decât a fi împinsă lateral. barca este capabilă să treacă prin apă cu o rezistență mai mică.
Aceasta este o simplificare, deoarece unghiurile reale de navigație variază, dar viteza mai mare la atingere se datorează vântului care ridică barca în direcția sa călători mai degrabă decât pulli ng-l lateral spre direcția de deplasare, ca într-un traseu strâns.
Un alt mod de a spune acest lucru este că, dacă consideri barca o groapă portocalie umedă și strălucitoare, ținută între degetul mare și arătător (între vânt și apă), strângerea punctului conic al gropii o va arunca, dar strângerea părților plate ale gropii va avea un efect redus.
Răspuns
Cel mai rapid punct de navigație depinde de barcă ( atât forma corpului său, cât și planul navei), puterea vântului și starea mării. În general, o rază de acoperire nu este nu cel mai rapid punct de navigație.
De exemplu, în cazul vântului ușor, unele bărci vor merge mai repede pe o rază apropiată, din cauza vântului aparent crescut care merge spre vânt. Pentru bărcile care navighează mai repede decât vântul, factorul limitativ al vitezei este cât de aproape pot naviga de vântul aparent; când merg mai repede decât viteza vântului, vântul aparent este întotdeauna în fața fasciculului. Un unghi mai larg față de vântul adevărat le permite să meargă mai repede înainte ca pânzele lor să fie acoperite până la capăt, astfel încât o acoperire largă este cea mai rapidă.
Consultați diagramele polare de pe acest site:
https://76trombones.wordpress.com/2009/10/17/polar-diagrams-vmg/
90 de grade față de adevăratul vânt nu este de obicei cel mai rapid.
În ceea ce privește motivul pentru care unele unghiuri sunt mai rapide decât alții, că „este puțin complicat și depășește scopul acestui răspuns. Este suficient să spunem că, pe măsură ce navigați mai aproape de vânt, componenta ridicării în direcția de deplasare este mai mică, plus că există o rezistență crescută. Așa că încetiniți în timp ce vă apropiați de un curs apropiat. Pe măsură ce pleci la fugă, pânzele devin în cele din urmă blocate și mai puțin eficiente. Undeva între un traseu apropiat și o cursă veți găsi unghiul vitezei maxime, care este uneori de aproximativ 90 de grade față de vântul adevărat, dar nu întotdeauna.
BTW, aș adăuga că termenul „atingerea fasciculului” nu are o definiție precisă. Unele surse spun că o rază de acoperire este de 90 de grade față de vântul adevărat , altele spun că vântul său este 0 aparent de 90 de grade. Majoritatea surselor introduc punctele de navigație înainte de conceptul de vânt aparent și elidează în totalitate diferența. Pentru bărcile care merg doar o fracțiune din viteza vântului (adică marea majoritate a acestora) nu este o distincție atât de importantă. În răspunsul de mai sus, am folosit adevărata definiție a vântului, dar chiar dacă alegeți definiția aparentă a vântului, atingerea fasciculului nu este întotdeauna mai rapidă. Barcile care merg mai repede decât vântul au velele tăiate pentru a închide, indiferent de punctul lor de sail.
Comentarii
- Cea mai mare parte a acestui răspuns are sens, ca unul care a petrecut câteva mii de ore dând cursă la bărci, dar ” Barcile care merg mai repede decât vântul au velele tăiate pentru a închide, indiferent de punctul lor de navigare. ” este pur și simplu, evident, fals ca o afirmație generală. Multe barci mici merg în mod obișnuit mai repede decât vântul adevărat pe punctele de navă în jurul unei atingeri ale fasciculului și niciunul nu s-ar apropia nici de configurația velei, nici de unghiul de înclinare al configurație apropiată.
- Este adevărat că multe bărci moderne se vor planifica pentru a atinge viteza maximă, dar aceste puncte de navigație trebuie să fie întinse , n chiar și apropiați , deoarece placa centrală trebuie ridicată pentru a realiza planificarea. Evan un stil vechi Albacore va plani într-o briză rigidă pe o acoperire largă.
Răspuns
Cursul cel mai rapid nu este tocmai perpendicular pe vântul adevărat, ci ușor în direcția vântului. Decalajul optim în direcția vântului este unghiul aparent al vântului pe care barca îl poate naviga (beta), care este mic pentru bărcile eficiente (15deg) și bărcile cu gheață (< 10deg).
Geometria este explicată aici: http://en.wikipedia.org/wiki/Sailing_faster_than_the_wind#Maximum_speed_course_sailing_angle
Răspuns
Acoperirea cu vântul este mult mai rapidă – așa cum s-a văzut în ultima Cupă America.
Motiv simplu: dacă tragerea pe carenă este scăzută, puteți obțineți un „vânt de cap” semnificativ pe care îl adăugați la vectorul de vânt efectiv pentru a da vântul aparent.
Acest vânt aparent trebuie să fie la un unghi „sensibil” față de barcă – suficientă componentă laterală încât să încă „împingeți” pânza.
Cu cât trageți barca mai scăzută, cu atât mai mult în vânt se află acest optim. AC72 utilizat în Cupa Americii a atins viteze mai mari de 40 de noduri într-un vânt de 20 de noduri. ; la acel moment unghiul aparent al vântului era de 19 grade, deși barca este nominală pe o rază largă de acțiune.
O diagramă și explicații frumoase pot fi găsite la https://www.nauticed.org/sailing-blog/americas-cup-apparent-wind/
Răspundeți
Ideea că vectorul de ridicare al pânzei trebuie să fie aproape de direcția de deplasare nu este corectă. Doar o componentă a vectorului de ridicare trebuie să fie în direcția de deplasare și poate fi doar o componentă mică.
Cred că acest lucru este cel mai ușor de înțeles dacă faceți o presupunere simplificatoare. Uitați de volanele aeriene și altele. Gândiți-vă la placa centrală a bărcii ca la un fel de patinaj, incapabil să se miște lateral, dar capabil să se deplaseze înainte sau înapoi cu aproape nicio rezistență. (Ca o barcă cu gheață.)
În mod similar, gândiți-vă la velă ca la ceva care poate avansa ușor în aer, dar nu lateral, ca și cum aerul ar fi o substanță precum jello, iar vela ar fi o cuţit. În acea situație, barca acționează ca o legătură între aer și apă, în sensul că, dacă barca se deplasează înainte în apă, aerul trebuie să se deplaseze lateral, deoarece vela nu este paralelă cu placa centrală. În mod similar, dacă aerul se mișcă lateral, barca trebuie să se deplaseze înainte (sau înapoi). Cu cât pânza este mai aproape de paralel cu placa centrală, cu atât barca trebuie să se deplaseze mai mult.
Asumați pânza și placa centrală nu sunt paralele, ci la un unghi mic unul față de celălalt. Dacă aerul nu este nemișcat în ceea ce privește apa, ci se deplasează peste ea la o anumită distanță, aceasta va face ca barca să se deplaseze cu o altă distanță, deoarece pânza poate face felii numai prin aer, iar placa centrală poate felia numai prin apă.
De fapt, cu cât pânza este mai aproape de paralel cu placa centrală, cu atât barca va trebui să se deplaseze mai departe, deoarece nici pânza și nici placa centrală nu pot aluneca lateral în mijlocul ei. În limita în care unghiul se apropie de zero, distanța pe care trebuie să o parcurgă barca se apropie de infinit. Acest lucru nu depinde de direcția în care este îndreptată barca, atâta timp cât nu este direct în direcția vântului sau a vântului. Funcționează pe orice alt punct de navigație.
Bineînțeles, nu există „o rezistență zero în apă sau în aer, iar componenta forței aerului paralelă cu deplasarea poate deveni destul de mică, deci deplasarea perpendiculară pe vânt poate oferi cele mai bune rezultate, ceea ce răspunde la întrebarea dvs. Dar rețineți că totul depinde de unghiul dintre velă și placa centrală. Cu cât este mai aproape, cu atât mai repede poate merge, în principiu, dacă nu ar fi fost tras.
De fapt, cu cât este mai redus, în apă și aer, cu atât barca poate merge mai repede. Verificați acest videoclip.
Răspundeți
Clasic, ajunge – cel mai rapid traseu al velierului. De obicei, se întâmplă că la atingerea proiecției forței vântului pe vectorul de propagare sunt valori maxime și, de asemenea, barca rămâne stabilă, în ceea ce privește înclinarea, deoarece proiecția de înclinare a forței vântului devine mică. Când barca funcționează la grinda care atinge forța de înclinare este mare, barca câștigă rezistivitate datorită călcâiului și a derivei. Deci, o astfel de curte ar putea fi optimă pentru iahturi de gheață sau pentru monocarențe, în special cu vele Gennakers sau cu vele Code Zero (ca în Volvo Ocean Racing). „Barca cu pânze modernă” – astăzi sunt monocarențe care se propulsează la viteza de peste 50 de noduri, iar vântul în cadrul lor de referință diferă semnificativ de cadrul de referință al pământului, iar direcția vântului pentru iaht nu este aceeași, direcția vântului tinde spre ochiul vântului, în funcție de suma vectorială a vectorului adevărat al vântului și al vitezei iahtului
Comentarii
- Ne pare rău, acest răspuns este destul de confuz …