Яхтинг в Украине (www.stugna.kiev.ua).

Пирс "Обучение".
Вымпельный ветер на разных курсах.

 

Особенности вымпельного ветра на разных курсах.

Вымпельный ветер - очень простое понятие, ставящее порой в тупик людей с многолетним опытом хождения под парусом. Вымпельный ветер это комбинация двух ветров: того, который образуется при движении лодки в воздушном пространстве и истинного ветра, т.е. природного движения воздуха. Иными словами это ветер, который вы ощущаете на движущейся лодке. Дым сигареты, колдунчик или установленный на лодке электронный индикатор направления ветра - все они показывают направление именно вымпельного ветра.
От людей впервые вышедших под парусом мы порой слышим : "Вы говорите, что 40 градусов это минимальный угол, под которым мы можем двигаться к ветру, а вот колдунчики на вантах показывают, что мы движемся практически против ветра!" Это и есть первое практическое знакомство с вымпельным ветром на яхте.

Вообразите себя стоящим в полный рост в автомобиле с открытым верхом. Спокойный день, ветра почти нет. Как только машина тронется вперед, вы почувствуете слабое дуновение, которое будет усиливаться с увеличением скорости машины. При скорости 10 км/час вы будете ощущать дующий вам в лицо ветер силой 10 км/час. Это и есть вымпельный ветер.

Теперь вообразите себя в том же автомобиле, но стоящем на дороге в направлении на север. Поперек дороги в западном направлении дует ветер со скоростью 10 км/час. Этот ветер, вызванный силами природы (в нашем случае дующий с востока) называется истинным. Вы будете ощущать его правой щекой. Если автомобиль начнет двигаться, вы не будете ощущать два различных ветра, один дующий в щеку, а другой прямо в лицо. Вы почувствуете ветер слагающийся из двух составляющих, истинного и ветра возникающего от вашего движения, это и есть вымпельный ветер. Его направление и сила будет зависеть от каждой из составляющих.

Если начертить параллелограмм, одна сторона которого будет соответствовать направлению и скорости движения лодки, а вторая направлению и скорости истинного ветра, диагональ параллелограмма будет соответствовать направлению и скорости вымпельного ветра (рис. 1). Предположим, что истинный ветер дует под 40 градусов к вашему курсу, скорость лодки - шесть узлов, а скорость истинного ветра - 12 узлов. Отложим скорость лодки на одной стороне параллелограмма, а скорость истинного ветра на другой. Теперь, длинна диагонали будет соответствовать скорости вымпельного ветра, а угол - направлению.

Рис. 1 : сложение векторов ветра и скорости на лавировке.Рис. 1: Для того, чтобы определить силу и направление вымпельного ветра начертите параллелограмм подобный этому.

В этом примере (см. рис.1), скорость вымпельного ветра (диагональ) составляет 17 узлов, а его направление 27 градусов по отношению к курсу, при 40 градусах истинного ветра. В последующих диаграммах будет показано как направление вымпельного меняется в зависимости от истинного ветра. (Для упрощения объяснения предположим, что скорость лодки и истинного ветра постоянны, что очень редко случается в реальных условиях).

Четыре заключения можно сделать из представленной диаграммы:

  • Первое: направление вымпельного ветра всегда круче к курсу, чем истинного ветра (кроме случаев когда истинный ветер дует точно в корму или вдруг прекратился вообще).
  • Второе: если истинный ветер дует сзади, скорость вымпельного ветра меньше, чем скорость истинного.
  • Третье: если истинный ветер дует сзади, небольшое изменение его направления приведет к значительным изменениям направления вымпельного ветра.
  • Четвертое заключение: если яхта идет курсом галфвинд или бейдевинд, вымпельный ветер имеет большую скорость чем истинный.

Рис 2: вымпельный ветер всегда круче истинного.Рис. 2: Вымпельный ветер - всегда круче истинного ветра.

Первое заключение особенно важно при лавировке по ветру (лавировке на фордевинде). Так как движение под небольшим углом к ветру предпочтительней, чем движение точно по ветру, очень вероятно, что для того, чтоб достичь желаемого места вам придется сделать несколько поворотов фордевинд. При этом очень важно знать направление истинного ветра и под каким углом к нему лежит ваш курс. Если вы знаете, что судно идет под углом 20 градусов к ветру одним галсом, а затем измените галс и пойдете под таким же углом, ваше положение относительно ветра не изменится. Завершение поворота должно произойти при отклонении носа лодки на 40 градусов от курса которым она двигалась до начала поворота. В этой ситуации определение направления истинного ветра является очень важным моментом. Глядя на колдунчики, полосы и рябь на воде, вы сможете определить насколько кзади, относительно вымпельного ветра, смещено направление истинного.
Более точный способ определить направление истинного ветра - на короткое время изменить курс таким образом, чтоб направления истинного и вымпельного ветров совпали, т.е. выйти на чистый фордевинд. Разница между таким курсом и курсом предшествовавшим изменению (в нашем примере - удвоенные 20 градусов т.е. 40 - и есть угол вашего галсирования.

Рис.3: на кормовых румбах скорость вымпельного ветра всегда меньше истинного.Рис. 3. Если направление истинного ветра смещено к корме, скорость вымпельного ветра меньше, чем скорость истинного.

Заключение второе - если направление истинного ветра смещается к корме, скорость вымпельного ветра уменьшается, это заключение абсолютно очевидно для тех, кто хоть раз видел моторную лодку движущуюся по ветру. Возможна ситуация, когда скорость и направление движения такой лодки совпадают со скоростью и направлением ветра. В этом случае скорость вымпельного ветра близка к нулю, а выхлопные газы окутывают лодку как облака (вот вам прелесть плаванья под парусами).
Уменьшение скорости вымпельного ветра на полных курсах и, соответственно, силы, с которой ветер давит на паруса, может убаюкать ваше внимание и заставить забыть про силу истинного ветра. Она напомнит о себе сразу после того, как вы обойдете поворотный знак и начнете лавировку против ветра. Возможно вы начали прогулку под парусом с попутным ветром и не имеете представления о силе вымпельного ветра при движении острыми курсами. Или же сила ветра могла постепенно увеличится во время движения полным курсом. Во любом случае вы должны быть готовы уменьшить парусность при переходе на острый курс, ведь паруса легче менять пока судно движется полным курсом (прим. вебмастера - полагаю, что автор имеет в виду замену стакселя, ибо зарифить лежащий на вантах грот бывает просто невозможно).

Предположим при ветре в 16 узлов судно движется со скоростью 9 узлов. На курсе фордевинд скорость вымпельного ветра будет только 7 узлов (истинный ветер, минус скорость лодки). Такой ветер может быть отнесен к легким, не вызывающим опасения равно как и сила давящая на парус. Однако если судно изменит направление движения и ляжет на острый курс, то, даже если скорость судна уменьшится до 6 узлов, скорость вымпельного ветра возрастет почти до 21 узла. Вы можете предположить, что так как скорость вымпельного ветра возросла в три раза, в три раза возросла и сила, с которой ветер давит на парус. Неверно. Сила давления ветра на паруса пропорциональна квадрату скорости ветра, то есть в нашем случае увеличится в девять раз. Если к этому добавить еще и увеличение кренящего момента, характерное для острых курсов, и может получится так, что напряжение, которое испытывает такелаж, превысит максимально допустимое. Исходя из этого вы должны предусмотреть возможность уменьшения площади парусов перед изменением курса.

Третье заключение которое можно сделать из диаграммы: даже небольшие изменения направления истинного ветра на полных курсах приводят к значительным изменениям направления вымпельного ветра. (Сравните рисунки 2 и 3 с рисунками 4 и 5). В нашем примере, изменение направления истинного ветра на 30 градусов приводит к изменению направления вымпельного ветра на 38 градусов. При сравнении рисунка 4 с рисунком 5, мы видим, что изменение направления истинного ветра на 16 градусов меняет направление вымпельного на 28 градусов. Это, кроме многих других причин, делает удержание курса полный фордевинд, довольно сложной задачей. Небольшое приведение судна, может привести к значительному изменению вымпельного ветра. А это в свою очередь может стать причиной бешенных колебаниях вымпельного ветра с одной стороны судна на другую при сравнительно небольших изменениях курса. В худшем случае, это может вынудить неопытного рулевого постоянно менять галсы.

Рис. 4 Рис. 5
Рис. 4 и 5: Небольшие изменения направления истинного ветра приводят к значительным изменениям направления вымпельного ветра.

Заключение четвертое: на галфвинде и острых курсах скорость вымпельного ветра больше, чем скорость истинного. Это похоже на эффект "набегания на ветер". Для буеров это очень важный момент достижения высокой скорости. Некоторые буера способны разгонятся до скорости в пять - шесть раз превышающей скорость истинного ветра (120 узлов при скорости истинного ветра 24 узла). Чем быстрее движется судно, тем выше скорость вымпельного ветра, который при этом возникает. Однако такие скорости могут быть достигнуты только при незначительном сопротивлении движению. Скорость обычной парусной лодки ограничена сопротивлением корпуса, парусов и волновым сопротивлением, все это не дает возможности воспользоваться преимуществами высокой скорости вымпельного ветра. Парусные судна на подводных крыльях способны достичь больших скоростей в галфвинд, чем при фордевинде именно благодаря увеличению вымпельного ветра.

В первой серии диаграмм, все параметры постоянны кроме направления истинного ветра, который на каждой последующей диаграмме смещается дальше к корме. Теперь давайте посмотрим, что будет происходить при изменениях скорости ветра если направление его при этом постоянно (для простоты предположим, что истинный ветер дует под 45 градусов относительно курса).

Рис 6: на порывах направление вымпельного ветра смещается к корме.Рис. 6: На этой диаграмме видно, что при порывах, направление вымпельного ветра смещается к корме.

На диаграмме 6 скорость ветра первоначально была 10 узлов, а скорость лодки четыре узла. Увеличение скорости истинного ветра на 4 узла показано пунктирной линией. Этот рисунок хорошо иллюстрирует основную аксиому: "При порывах направление истинного ветра смещается к корме". Однако это утверждение корректно только при условии, что скорость судна постоянна. Учитывая то, что увеличение скорости судна происходит после порыва ветра, аксиома является истинной.
Резкие порывы ветра смещают направление вымпельного ветра к корме. Это приводит к тому, что увеличивается кренящее и уменьшается толкающее действие ветра, меняется угол между плоскостью паруса и направлением вымпельного ветра. Парус оказывается неправильно установленным относительно ветра до тех пор, пока, либо судно увеличит скорость, либо будут потравлены шкоты. Об этом необходимо помнить особенно при легком ветре. При скорости ветра в три узла, в порывах скорость может удваиваться. Если же скорость достигает 15 узлов, порывы редко превышают 20-22 узла т.е. около трети. Таким образом, изменение направления вымпельного ветра к корме при легком истинном ветре больше, чем при сильном.
Пунктирной линией на том же рисунке показана ситуация, которая возникает при резком уменьшении ветра. Если при постоянной скорости судна, скорость ветра уменьшится до 6 узлов направление вымпельного ветра сместится к носу. Это свойство вымпельного ветра объясняет, почему легкие катамараны редко несут спинакеры, а если несут, то плоский, асимметричный парус, более похожий на геную. Корпус катамарана имеет очень небольшое сопротивление, и с попутным ветром они движутся почти со скоростью ветра, что делает очень трудным удерживать спинакер в рабочем состоянии. Если ветер даже на мгновение замирает, спинакер сразу опадает и восстановить его практически невозможно до тех пор, пока скорость судна не уменьшится. Поэтому, легкие лодки, так же как буера, даже при попутном ветре движутся галсами. Меняя курс с одного галфвинда на другой достигается большая скорость не смотря на то, увеличивается реально пройденный путь.

09.04.2003

Вы на страничке http://www.stugna.kiev.ua?pirs=education&st=vimpelniy

(с) Copyright since 2000 by "Stugna.kiev.ua team".