Bakit naglalayag ang yate laban sa hangin? Bakit nakakapaglayag ang bangka laban sa hangin? Mga direksyon na nauugnay sa hangin

Hanggang ngayon, isinasaalang-alang namin ang epekto ng dalawang puwersa lamang sa yate—ang buoyancy force at ang weight force, sa pag-aakalang ito ay nasa equilibrium sa pahinga Ngunit dahil ang yate ay gumagamit ng mga layag upang sumulong, isang kumplikadong sistema ng mga puwersa ang kumikilos ang sisidlan. Ito ay ipinapakita sa eskematiko sa Fig. 4, kung saan ang pinakakaraniwang kaso ng isang yate na gumagalaw nang malapitan ay isinasaalang-alang.

Kapag ang isang daloy ng hangin - ang hangin - ay dumadaloy sa paligid ng mga layag, ang isang resultang epekto ay nilikha sa kanila. aerodynamic na puwersa A (tingnan ang Kabanata 2), itinuro ang humigit-kumulang patayo sa ibabaw ng layag at inilapat sa gitna ng layag (CS) na mataas sa ibabaw ng tubig. Ayon sa ikatlong batas ng mekanika, sa panahon ng tuluy-tuloy na paggalaw ng isang katawan sa isang tuwid na linya, ang bawat puwersa na inilapat sa katawan, sa kasong ito sa mga layag na konektado sa katawan ng barko ng yate sa pamamagitan ng palo, nakatayo na rigging at mga sheet, ay dapat na sinasalungat ng puwersang katumbas ng magnitude at magkasalungat na direksyon. Sa isang yate, ito ang nagreresultang hydrodynamic force H na inilapat sa ilalim ng tubig na bahagi ng katawan ng barko. Kaya, mayroong isang kilalang distansya-braso sa pagitan ng mga puwersang ito, bilang isang resulta kung saan ang isang sandali ng isang pares ng mga puwersa ay nabuo.

Ang parehong mga puwersa ng aero- at hydrodynamic ay lumalabas na hindi nakatuon sa isang eroplano, ngunit sa kalawakan, samakatuwid, kapag pinag-aaralan ang mga mekanika ng paggalaw ng isang yate, ang mga projection ng mga puwersang ito sa mga pangunahing coordinate na eroplano ay isinasaalang-alang. Isinasaisip ang nabanggit na ikatlong batas ng Newton, isinusulat namin nang pares ang lahat ng bahagi ng puwersa ng aerodynamic at ang kaukulang mga reaksyong hydrodynamic:

Upang ang yate ay mapanatili ang isang matatag na kurso, ang bawat pares ng pwersa at bawat pares ng mga sandali ng puwersa ay dapat na katumbas ng bawat isa. Halimbawa, ang drift force Fd at ang drift resistance force Rd ay lumilikha ng heeling moment na Mkr, na dapat balansehin ng righting moment Mv o ang moment ng lateral stability. Ang MV ay nabuo dahil sa pagkilos ng mga puwersa ng timbang D at ang buoyancy ng yate gV na kumikilos sa balikat l. Ang parehong mga puwersa ng timbang at buoyancy ay bumubuo sa sandali ng paglaban sa trim o ang sandali ng longitudinal stability M l, katumbas ng magnitude at sumasalungat sa trimming moment Md. Ang mga tuntunin ng huli ay ang mga sandali ng mga pares pwersa ng T-R at Fv-Nv.

Ang mga makabuluhang pagbabago ay ginawa sa ibinigay na diagram ng pagkilos ng mga pwersa, lalo na sa mga magaan na yate, ng mga tripulante. Ang paglipat sa hanging bahagi o sa kahabaan ng yate, ang mga tripulante, sa kanilang bigat, ay epektibong ikiling ang barko o kinokontra ang trim nito patungo sa busog. Sa paglikha ng stalling moment na Md, ang mapagpasyang papel ay ginagampanan ng kaukulang steering deflection.

Ang aerodynamic lateral force Fd, bilang karagdagan sa roll, ay nagdudulot ng lateral drift-drift, kaya ang yate ay hindi gumagalaw nang mahigpit sa kahabaan ng DP, ngunit may maliit na drift angle l. Ang pangyayaring ito ang nagiging sanhi ng pagbuo ng isang drift resistance force Rd sa kilya ng yate, na katulad ng likas na katangian ng puwersa ng pag-angat na lumalabas sa pakpak ng isang eroplano na matatagpuan sa isang anggulo ng pag-atake sa paparating na daloy. Katulad ng isang pakpak, gumagana ang malapit na layag sa isang kurso, kung saan ang anggulo ng pag-atake ay ang anggulo sa pagitan ng chord ng layag at ng direksyon. maliwanag na hangin. Kaya, sa modernong teorya ng barko naglalayag na yate ay itinuturing bilang isang symbiosis ng dalawang pakpak: isang katawan ng barko na gumagalaw sa tubig at isang layag, na apektado ng maliwanag na hangin.

Katatagan

Tulad ng nasabi na natin, ang yate ay napapailalim sa mga puwersa at sandali ng puwersa na may posibilidad na ikiling ito sa mga nakahalang at paayon na direksyon. Tinatawag ang kakayahan ng isang barko na mapaglabanan ang mga puwersang ito at bumalik sa isang tuwid na posisyon pagkatapos ng kanilang pagkilos katatagan. Ang pinakamahalagang bagay para sa isang yate ay lateral stability.

Kapag ang yate ay lumulutang nang walang takong, ang mga puwersa ng gravity at buoyancy, na inilapat ayon sa pagkakabanggit sa CG at CV, ay kumikilos sa parehong patayo. Kung sa panahon ng isang roll ang crew o iba pang mga bahagi ng mass load ay hindi gumagalaw, pagkatapos ay para sa anumang paglihis ang CG ay nagpapanatili ng orihinal na posisyon nito sa DP (point G sa Fig. 5), umiikot kasama ang barko. Kasabay nito, dahil sa pagbabago ng hugis ng ilalim ng tubig na bahagi ng katawan ng barko, ang CV ay lumilipat mula sa punto C o patungo sa takong na bahagi patungo sa posisyon C 1. Salamat dito, lumilitaw ang isang sandali ng ilang pwersa D at g V s balikat l, katumbas ng pahalang na distansya sa pagitan ng CG at ng bagong CG ng yate. Ang sandaling ito ay may posibilidad na ibalik ang yate sa isang tuwid na posisyon at samakatuwid ay tinatawag na pagpapanumbalik.

Kapag gumulong, gumagalaw ang CV sa isang curved trajectory C 0 C 1, radius ng curvature G na tinatawag na nakahalang metacentric radius, r kaukulang sentro ng curvature M -nakahalang metacenter. Ang halaga ng radius r at, nang naaayon, ang hugis ng curve C 0 C 1 ay nakasalalay sa mga contour ng katawan. Sa pangkalahatan, habang tumataas ang takong, bumababa ang metacentric radius, dahil proporsyonal ang halaga nito sa ikaapat na kapangyarihan ng lapad ng waterline.

Malinaw, ang braso ng pagpapanumbalik ng sandali ay nakasalalay sa distansya GM- elevation ng metacenter sa itaas ng center of gravity: mas maliit ito, mas maliit ang balikat l habang gumulong. Sa pinakaunang yugto ng slope ng magnitude GM o h ay itinuturing ng mga gumagawa ng barko bilang isang sukatan ng katatagan ng barko at tinatawag na paunang transverse metacentric na taas. Ang higit pa h, mas malaki ang puwersa ng takong na kinakailangan upang ikiling ang yate sa anumang partikular na anggulo ng roll, mas matatag ang sisidlan. Sa cruising at racing yate, ang metacentric na taas ay karaniwang 0.75-1.2 m; sa cruising dinghies - 0.6-0.8 m.

Gamit ang tatsulok ng GMN, madaling matukoy na ang nagpapanumbalik na balikat ay . Ang sandali ng pagpapanumbalik, na isinasaalang-alang ang pagkakapantay-pantay ng gV at D, ay katumbas ng:

Kaya, sa kabila ng katotohanan na ang metacentric na taas ay nag-iiba sa loob ng medyo makitid na mga limitasyon para sa mga yate na may iba't ibang laki, ang magnitude ng righting moment ay direktang proporsyonal sa displacement ng yate, samakatuwid, ang isang mas mabibigat na sisidlan ay nakatiis sa isang mas malaking takong sandali.

Ang righting shoulder ay maaaring katawanin bilang pagkakaiba sa pagitan ng dalawang distansya (tingnan ang Fig. 5): l f - shape stability shoulder at l b - weight stability shoulder. Hindi mahirap itatag ang pisikal na kahulugan ng mga dami na ito, dahil ang l in ay tinutukoy ng paglihis sa panahon ng roll ng linya ng pagkilos ng puwersa ng timbang mula sa paunang posisyon nang eksakto sa itaas ng C 0, at ang l in ay ang pag-aalis sa leeward. gilid ng gitna ng halaga ng immersed volume ng hull. Isinasaalang-alang ang pagkilos ng mga puwersa D at gV na may kaugnayan sa Co, mapapansin ng isang tao na ang puwersa ng timbang D ay may posibilidad na higit pang magtakong sa yate, at ang puwersa ng gV, sa kabaligtaran, ay may posibilidad na ituwid ang sisidlan.

Sa pamamagitan ng tatsulok CoGK mahahanap ng isa na , kung saan ang CoC ay ang elevation ng CG sa itaas ng CB sa patayong posisyon ng yate. Kaya, upang mabawasan ang negatibong epekto ng mga puwersa ng timbang, kinakailangan na babaan ang CG ng yate kung maaari. Sa isang mainam na kaso, ang CG ay dapat na matatagpuan sa ibaba ng CV, pagkatapos ay ang braso ng katatagan ng timbang ay magiging positibo at ang masa ng yate ay nakakatulong na labanan ang pagkilos ng sandali ng takong. Gayunpaman, iilan lamang sa mga yate ang may ganitong katangian: ang pagpapalalim ng CG sa ibaba ng CV ay nauugnay sa paggamit ng napakabigat na ballast, na lumalampas sa 60% ng displacement ng yate, at labis na pagliwanag ng katawan ng barko, spars at rigging. Ang isang epekto na katulad ng pagbaba sa CG ay nakakamit sa pamamagitan ng paglipat ng crew sa windward side. Kung pinag-uusapan natin ang isang magaan na dinghy, kung gayon ang mga tripulante ay namamahala na ilipat ang pangkalahatang CG nang labis na ang linya ng pagkilos ng puwersa D bumalandra sa DP nang mas mababa sa CV at ang weight stability arm ay lumalabas na positibo.

Sa isang keelboat, salamat sa mabigat na ballast keel, ang sentro ng grabidad ay medyo mababa (madalas sa ibaba ng waterline o bahagyang nasa itaas nito). Ang katatagan ng yate ay palaging positibo at umabot sa pinakamataas nito sa isang takong na humigit-kumulang 90°, kapag ang yate ay namamalagi kasama ang mga layag nito sa tubig. Siyempre, ang ganitong listahan ay maaari lamang makamit sa isang yate na may ligtas na saradong mga bukas sa deck at isang self-draining cockpit. Ang isang yate na may bukas na sabungan ay maaaring bahain ng tubig sa mas mababang anggulo ng takong (isang Dragon class na yate, halimbawa, sa 52°) at pumunta sa ibaba nang walang oras upang itama ang sarili.

Sa mga yate na karapat-dapat sa dagat, ang posisyon ng hindi matatag na ekwilibriyo ay nangyayari sa isang listahan na humigit-kumulang 130°, kapag ang palo ay nasa ilalim na ng tubig, na nakadirekta pababa sa isang anggulo na 40° sa ibabaw. Sa karagdagang pagtaas sa roll, nagiging negatibo ang stability arm, nakakatulong ang capsizing moment na makamit ang pangalawang posisyon ng unstable equilibrium na may roll na 180° (keel up), kapag ang center of gravity ay lumabas na mataas sa itaas ng center of gravity ng isang maliit na sapat na alon upang ang barko ay muling kumuha ng normal na posisyon - tumaob. Maraming mga kaso kung saan ang mga yate ay gumawa ng buong 360° na pag-ikot at napanatili ang kanilang pagiging seaworthiness.

Kung ikukumpara ang katatagan ng isang keel yacht at isang dinghy, makikita mo na ang pangunahing papel sa paglikha ng tamang sandali ng isang dinghy ay ginagampanan ng katatagan hugis, at para sa isang kilya yate - katatagan ng timbang. Iyon ang dahilan kung bakit mayroong isang kapansin-pansing pagkakaiba sa mga contour ng kanilang mga hull: ang mga dinghies ay may malawak na hull na may L/B = 2.6-3.2, na may maliit na radius at malaking kapunuan ng waterline. Sa isang mas malaking lawak, ang hugis ng katawan ng barko ay tumutukoy sa katatagan ng mga catamaran, kung saan ang volumetric displacement ay nahahati nang pantay sa pagitan ng dalawang hull. Kahit na may kaunting roll, ang displacement sa pagitan ng mga hull ay muling ipinamahagi, na nagpapataas ng buoyancy force ng hull na nahuhulog sa tubig (Fig. 6). Kapag ang ibang katawan ng barko ay umalis sa tubig (na may listahan na 8-15°), ang balikat ng katatagan ay umabot sa pinakamataas na halaga nito - ito ay bahagyang mas mababa sa kalahati ng distansya sa pagitan ng mga DP ng mga hull. Sa karagdagang pagtaas sa roll, ang catamaran ay kumikilos tulad ng isang dinghy na ang mga tripulante ay nakabitin sa isang trapeze. Kapag ang roll ay 50-60°, ang isang sandali ng hindi matatag na equilibrium ay nangyayari, pagkatapos nito ang katatagan ng catamaran ay nagiging negatibo.

Static na stability diagram. Obvious naman yun buong paglalarawan ang katatagan ng yate ay maaaring maging isang kurba ng pagbabago sa tamang sandali Mv depende sa roll angle o static stability diagram (Larawan 7). Ang diagram ay malinaw na nakikilala ang mga sandali ng maximum na katatagan (W) at ang pinakamataas na anggulo ng roll kung saan ang barko, na iniwan sa sarili nitong mga aparato, ay tumaob (3-sunset angle ng static stability diagram).

Gamit ang diagram, ang kapitan ng barko ay may pagkakataon na masuri, halimbawa, ang kakayahan ng yate na magdala ng isang partikular na windage sa isang hangin ng isang tiyak na lakas. Upang gawin ito, ang mga curve ng mga pagbabago sa heeling moment Mkr depende sa anggulo ng roll ay naka-plot sa stability diagram. Ang punto B ng intersection ng parehong mga kurba ay nagpapahiwatig ng anggulo ng takong na matatanggap ng yate sa ilalim ng static na pagkilos ng hangin na may makinis na pagtaas. Sa Fig. 7, ang yate ay makakatanggap ng isang listahan na tumutugma sa punto D - tungkol sa 29°. Para sa mga sasakyang-dagat na may malinaw na tinukoy na pababang mga sanga ng stability diagram (dinghie, compromise at catamarans), ang nabigasyon ay maaari lamang pahintulutan sa mga anggulo ng takong na hindi lalampas sa pinakamataas na punto sa stability diagram.

kanin. 7. Diagram ng static na katatagan ng isang cruising-racing yacht

Sa pagsasagawa, ang mga tauhan ng yate ay kadalasang kailangang harapin ang pabago-bagong pagkilos ng mga panlabas na puwersa, kung saan ang sandali ng takong ay umabot sa isang makabuluhang halaga sa isang medyo maikling panahon. Nangyayari ito kapag may squall o alon na tumatama sa windward chine. Sa mga kasong ito, hindi lamang ang magnitude ng heeling moment ay mahalaga, kundi pati na rin ang kinetic energy na ibinibigay sa sisidlan at hinihigop ng gawain ng righting moment.

Sa static na stability diagram, ang gawain ng parehong mga sandali ay maaaring katawanin sa anyo ng mga lugar na nakapaloob sa pagitan ng kaukulang mga curve at ordinate axes. Ang kondisyon para sa balanse ng yate sa ilalim ng dinamikong impluwensya ng mga panlabas na pwersa ay ang pagkakapantay-pantay ng mga lugar ng OABVE (work Mkr) at OBGVE (work Mv). Isinasaalang-alang na ang mga lugar ng OBVE ay karaniwan, maaari naming isaalang-alang ang pagkakapantay-pantay ng mga lugar ng OAB at BGV. Sa Fig. 7 makikita na sa kaso ng dynamic na pagkilos ng hangin, ang anggulo ng roll (punto E, mga 62°) ay kapansin-pansing mas mataas kaysa sa roll mula sa hangin ng parehong lakas sa panahon ng static na pagkilos nito.

Mula sa static stability diagram maaari itong matukoy maximum na dynamic na takong isang sandali na tumaob sa isang dinghy o nagbabanta sa kaligtasan ng isang yate na may bukas na sabungan. Malinaw, ang epekto ng sandali ng pagpapanumbalik ay maaari lamang isaalang-alang hanggang sa anggulo ng pagbaha ng sabungan o sa unang punto ng pagbaba sa static stability diagram.

Karaniwang tinatanggap na ang mga kilya na yate na nilagyan ng mabigat na ballast ay praktikal na tumaob. Gayunpaman, sa nabanggit na Fastnet race noong 1979, 77 yate ang tumaob sa anggulo ng takong na higit sa 90°, at ang ilan sa mga ito ay nanatiling nakalutang nang ilang oras (mula 30 segundo hanggang 5 minuto) nang nakataas ang kanilang kilya, at ilang yate. pagkatapos ay tumaas sa kanilang normal na posisyon sa pamamagitan ng isa pang board. Ang pinakamalubhang pinsala ay ang pagkawala ng mga palo (sa 12 yate), mga baterya, mabibigat na kalan ng galley at iba pang kagamitan na nahuhulog mula sa kanilang mga saksakan. Ang pagpasok ng tubig sa loob ng mga gusali ay humantong din sa hindi kanais-nais na mga kahihinatnan. Nangyari ito sa ilalim ng pabago-bagong impluwensya ng isang matarik na 9-10 metrong alon, ang profile kung saan biglang nasira kapag lumilipat mula sa karagatan patungo sa mababaw na Dagat ng Ireland, na may bilis ng hangin na 25-30 m/s.

Mga salik na nakakaapekto sa lateral stability. Kaya, maaari tayong gumawa ng ilang mga konklusyon tungkol sa impluwensya ng iba't ibang elemento ng disenyo ng yate sa katatagan nito. Sa maliliit na anggulo ng takong, ang pangunahing papel sa paglikha ng righting moment ay nilalaro ng lapad ng yate at ng fullness coefficient ng waterline area. Kung mas malawak ang yate at mas puno ang waterline nito, mas malayo mula sa DP ang center of gravity ay nagbabago kapag ang sasakyang-dagat ay gumulong, mas malaki ang hugis ng katatagan ng braso. Ang static na stability diagram ng isang medyo malawak na yate ay may mas matarik na pataas na sangay kaysa sa makitid - hanggang sa = 60-80°.

Ang mas mababa ang sentro ng grabidad ng yate, mas matatag ito, at ang impluwensya ng malalim na draft at malaking ballast ay nakakaapekto sa halos buong stability diagram ng yate. Kapag nag-modernize ng isang yate, kapaki-pakinabang na tandaan ang isang simpleng panuntunan: bawat kilo sa ibaba ng waterline ay nagpapabuti sa katatagan, at bawat kilo sa itaas ng waterline ay nagpapalala nito. Ang mabigat na spar at rigging ay lalong kapansin-pansin para sa katatagan.

Sa parehong lokasyon ng sentro ng grabidad, ang isang yate na may labis na freeboard ay mayroon ding mas mataas na katatagan sa mga anggulo ng takong na higit sa 30-35°, kapag sa isang sisidlan na may normal na taas ng gilid ang deck ay nagsisimulang pumasok sa tubig. Ang isang high-sided na yate ay may malaking maximum righting moment. Ang kalidad na ito ay likas din sa mga yate na may mga waterproof deckhouse na may sapat na dami.

Ang partikular na atensyon ay dapat bayaran sa impluwensya ng tubig sa hold at mga likido sa mga tangke. Ito ay hindi lamang isang bagay ng paglipat ng masa ng mga likido patungo sa takong bahagi; Ang pangunahing papel ay nilalaro sa pamamagitan ng pagkakaroon ng isang libreng ibabaw ng umaapaw na likido, lalo na ang sandali ng pagkawalang-galaw na nauugnay sa longitudinal axis. Kung, halimbawa, ang ibabaw ng tubig sa hold ay may haba na / at lapad ng b, pagkatapos ay ang metacentric na taas ay bumababa sa halaga

, m. (9)

Ang tubig sa hawak, ang libreng ibabaw na may malaking lapad, ay lalong mapanganib. Samakatuwid, kapag naglalayag sa mabagyo na mga kondisyon, ang tubig mula sa hold ay dapat na alisin sa isang napapanahong paraan.

Upang mabawasan ang impluwensya ng libreng ibabaw ng mga likido, ang mga paayon na fender bulkhead ay naka-install sa mga tangke, na nahahati sa ilang bahagi kasama ang lapad. Ang mga butas ay ginawa sa mga bulkhead para sa libreng daloy ng likido.

Lateral na katatagan at pagganap ng yate. Habang ang roll ay tumataas nang higit sa 10-12°, ang paglaban ng tubig sa paggalaw ng yate ay kapansin-pansing tumataas, na humahantong sa pagkawala ng bilis. Samakatuwid, mahalaga na kapag lumakas ang hangin, ang yate ay maaaring mapanatili ang epektibong layag nang mas matagal nang walang labis na takong. Kadalasan, kahit na sa medyo malalaking yate, sa panahon ng karera ang crew ay nakaposisyon sa windward side, sinusubukang bawasan ang listahan.

Kung gaano kabisa ang paglipat ng mga kargamento (crew) sa isang gilid ay madaling isipin gamit ang pinakasimpleng formula, na wasto para sa maliliit na anggulo (sa loob ng 0-10°) ng roll;

, (10)

M o-sandali, takong ang yate ng 1°;

D- pag-aalis ng yate, t;

h- paunang transverse metacentric na taas, m.

Alam ang masa ng kargamento na inililipat at ang distansya ng bagong lokasyon nito mula sa DP, posibleng matukoy ang sandali ng takong, at hatiin ito sa pamamagitan ng Mo, makuha ang anggulo ng roll sa mga degree. Halimbawa, kung sa isang yate na may displacement na 7 tonelada at A = 1 m, limang tao ang matatagpuan sa gilid sa layo na 1.5 m mula sa DP, kung gayon ang heeling moment na nilikha nila ay magbibigay sa yate ng roll na 4.5 ° (o bawasan ang roll sa kabilang panig ng humigit-kumulang sa parehong halaga ).

Longitudinal na katatagan. Ang physics ng phenomena na nagaganap sa panahon ng longitudinal tilt ng yate ay katulad ng phenomena sa panahon ng roll, ngunit ang longitudinal metacentric na taas ay maihahambing sa magnitude sa haba ng yate. Samakatuwid, ang mga longitudinal na hilig at trim ay kadalasang maliit at hindi sinusukat sa mga degree, ngunit sa pamamagitan ng mga pagbabago sa draft bow at stern. Gayunpaman, kung ang lahat ng mga kakayahan nito ay pinipiga mula sa isang yate, ang isa ay hindi maaaring makatulong ngunit isaalang-alang ang pagkilos ng mga pwersa na pumantay sa yate sa busog at ilipat ang gitna ng magnitude pasulong (tingnan ang Fig. 4). Ito ay maaaring kontrahin sa pamamagitan ng paglipat ng crew sa nasa likuran deck.

Ang mga puwersang nagpapaputol sa busog ay umabot sa kanilang pinakamalaki kapag naglalayag sa backstay; sa kursong ito, lalo na sa malakas na hangin, ang mga tripulante ay dapat ilipat sa malayo hangga't maaari. Sa isang malapit na kurso, ang trim moment ay maliit, at ito ay pinakamahusay para sa mga tripulante na iposisyon ang kanilang mga sarili malapit sa midships, takong ang barko. Sa gybe, ang trim moment ay lumalabas na mas mababa kaysa sa backstay, lalo na kung ang yate ay may dalang spinnaker at blooper, na nagbibigay ng isang tiyak na puwersa ng pag-angat.

Para sa mga catamaran, ang longitudinal metacentric na taas ay maihahambing sa transverse na taas, kung minsan ay mas mababa kaysa dito. Samakatuwid, ang epekto ng trim moment, halos hindi mahahalata sa isang keel yacht, ay maaaring tumaob sa isang catamaran ng parehong pangunahing mga sukat.

Ang mga istatistika ng aksidente ay nagpapahiwatig ng mga kaso ng pagtaob sa ibabaw ng busog sa mga dumadaan na kurso ng mga cruising catamaran na may mataas na hangin.

1.7. Drift resistance

Ang lateral force Fd (tingnan ang Fig. 4) ay hindi lamang naka-takong sa yate, nagiging sanhi ito ng lateral drift lumulubog. Ang lakas ng drift ay depende sa kurso ng yate na may kaugnayan sa hangin. Kapag naglalayag sa malapit na direksyon, ito ay tatlong beses na mas malaki kaysa sa puwersa ng tulak na gumagalaw sa yate pasulong; sa isang gulfwind, ang parehong pwersa ay humigit-kumulang pantay sa isang matarik na backstay (ang tunay na hangin ay halos 135° na may kaugnayan sa kurso ng yate), ang puwersa sa pagmamaneho ay lumalabas na 2-3 beses na mas malaki kaysa sa drift force, at sa isang purong jibe doon ay walang drift force sa lahat. Dahil dito, upang matagumpay na umusad ang sasakyang-dagat sa isang kurso mula sa malapit na hinatak hanggang sa gulfwind, dapat itong magkaroon ng sapat na lateral resistance upang maanod, na mas malaki kaysa sa paglaban ng tubig sa paggalaw ng yate sa kahabaan ng kurso.

Ang pag-andar ng paglikha ng paglaban sa drift sa mga modernong yate ay pangunahing ginagawa ng mga centerboard, fin keels at rudders.

Tulad ng nasabi na natin, ang isang kailangang-kailangan na kondisyon para sa paglitaw ng isang puwersa ng paglaban sa drift ay ang paggalaw ng yate sa isang maliit na anggulo sa DP - ang drift angle. Isaalang-alang natin kung ano ang nangyayari sa daloy ng tubig nang direkta sa kilya, na isang pakpak na may cross section sa anyo ng isang manipis na simetriko aerodynamic profile (Fig. 8).

Kung walang drift angle (Fig. 8, a), pagkatapos ay ang daloy ng tubig, na nakakatugon sa profile ng kilya sa punto a, ay nahahati sa dalawang bahagi. Sa puntong ito, tinatawag na kritikal, ang bilis ng daloy ay O, ang pinakamataas na presyon ay katumbas ng ulo ng bilis, kung saan ang r ay ang mass density ng tubig (para sa sariwang tubig); v- bilis ng yate (m/s). Parehong ang itaas at ibabang bahagi ng daloy ay sabay-sabay na dumadaloy sa paligid ng ibabaw ng profile at muling nagkikita sa punto b sa papalabas na gilid. Malinaw, walang puwersa na nakadirekta sa daloy na maaaring lumabas sa profile; Isang frictional resistance force lang ang kikilos, dahil sa lagkit ng tubig.

Kung ang profile ay nalihis ng isang tiyak na anggulo ng pag-atake a(sa kaso ng isang yacht keel - ang drift angle), pagkatapos ay magbabago ang pattern ng daloy sa paligid ng profile (Larawan 8, b). Kritikal na punto A lilipat sa ibabang bahagi ng "ilong" ng profile. Ang landas na dapat lakbayin ng isang butil ng tubig sa tuktok na ibabaw ng profile ay hahaba, at ang punto b 1 kung saan, ayon sa mga kondisyon ng pagpapatuloy ng daloy, ang mga particle na dumadaloy sa paligid ng itaas at mas mababang mga ibabaw ng profile ay dapat matugunan, na pumasa sa isang pantay na landas, napupunta sila sa itaas na ibabaw. Gayunpaman, kapag lumibot sa matalim na papalabas na gilid ng profile, ang ibabang bahagi ng daloy ay humihiwalay mula sa gilid sa anyo ng isang puyo ng tubig (Larawan 8, c at d). Ang vortex na ito, na tinatawag na panimulang vortex, ay umiikot nang pakaliwa at nagiging sanhi ng pag-ikot ng tubig sa paligid ng profile sa baligtad na direksyon, ibig sabihin. clockwise (Larawan 8, d). Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito, na dulot ng malapot na pwersa, ay katulad ng pag-ikot ng isang malaking gear (circulation) meshed na may maliit na drive gear (starting vortex).

Matapos mangyari ang sirkulasyon, ang panimulang puyo ng tubig ay humihiwalay mula sa umuusbong na gilid, punto b 2 gumagalaw nang mas malapit sa gilid na ito, bilang isang resulta kung saan wala nang pagkakaiba sa mga bilis kung saan ang itaas at mas mababang bahagi ng daloy ay umalis sa pakpak. Ang sirkulasyon sa paligid ng pakpak ay nagiging sanhi ng paglitaw ng isang nakakataas na puwersa Y, na nakadirekta sa daloy: sa itaas na ibabaw ng pakpak ang bilis ng mga particle ng tubig ay tumataas dahil sa sirkulasyon, sa mas mababang ibabaw, kapag nakatagpo ng mga particle na kasangkot sa sirkulasyon, ito bumabagal. Alinsunod dito, sa itaas na ibabaw ang presyon ay bumababa kumpara sa presyon sa daloy sa harap ng pakpak, at sa mas mababang ibabaw ay tumataas ito. Ang pagkakaiba sa presyon ay nagbibigay ng pagtaas Y.

Bilang karagdagan, ang puwersa ay kikilos sa profile pangharap(profile) paglaban X, na nagmumula dahil sa alitan ng tubig sa ibabaw ng profile at hydrodynamic pressure sa harap na bahagi nito.

Sa Fig. Ipinapakita ng Figure 9 ang mga resulta ng pagsukat ng presyon sa ibabaw ng isang simetriko na profile na ginawa sa isang wind tunnel. Ang y-axis ay nagpapakita ng halaga ng koepisyent SA p, na ang ratio ng labis na presyon (kabuuang presyon minus atmospheric pressure) sa velocity head. Sa itaas na bahagi ng profile ang presyon ay negatibo (vacuum), sa ibabang bahagi ito ay positibo. Kaya, ang puwersa ng pag-angat na kumikilos sa anumang elemento ng profile ay ang kabuuan ng presyon at mga puwersa ng rarefaction na kumikilos dito, at sa pangkalahatan ito ay proporsyonal sa lugar na nakapaloob sa pagitan ng mga curve ng pamamahagi ng presyon kasama ang profile chord (na may kulay sa Fig. 9).

Ang data na ipinakita sa Fig. 9 ay nagpapahintulot sa amin na gumuhit ng ilang mahahalagang konklusyon tungkol sa pagpapatakbo ng isang yacht keel. Una, ang pangunahing papel sa paglikha ng lateral force ay nilalaro ng vacuum na nangyayari sa ibabaw ng palikpik mula sa windward side. Pangalawa, ang rurok ng rarefaction ay matatagpuan malapit sa papasok na gilid ng kilya. Alinsunod dito, ang punto ng aplikasyon ng nagresultang puwersa ng pag-angat ay nasa pangatlo sa harap ng fin chord. Sa pangkalahatan, ang pagtaas ng pagtaas hanggang sa isang anggulo ng pag-atake na 15-18°, pagkatapos ay bigla itong bumaba.

Dahil sa pagbuo ng mga vortices sa bahagi ng rarefaction, ang makinis na daloy sa paligid ng pakpak ay nagambala, ang rarefaction ay bumaba at ang daloy ng mga stall (ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay tinalakay nang mas detalyado sa Kabanata 2 para sa mga layag). Kasabay ng pagtaas ng anggulo ng pag-atake, ang pag-drag ay tumataas;

Ang pag-anod ng isang modernong yate ay bihirang lumampas sa 5°, kaya hindi na kailangang mag-alala tungkol sa pag-agos mula sa kilya. Gayunpaman, ang kritikal na anggulo ng pag-atake ay dapat isaalang-alang para sa mga timon ng yate, na idinisenyo din at gumagana sa prinsipyo ng isang pakpak.

Isaalang-alang natin ang mga pangunahing parameter ng yacht keels, na may malaking epekto sa kanilang pagiging epektibo sa paglikha ng puwersa upang labanan ang drift. Sa parehong paraan, kung ano ang nakasaad sa ibaba ay maaaring pahabain sa mga timon, na isinasaalang-alang ang katotohanan na ang mga ito ay gumagana sa isang makabuluhang mas malaking anggulo ng pag-atake.

Kapal at cross-sectional na hugis ng kilya. Ang mga pagsubok ng simetriko airfoil ay nagpakita na ang mas makapal na airfoil (na may mas malaking cross-sectional na kapal ng ratio t sa kanyang chord b) magbigay ng higit na lakas ng pag-angat. Ang kanilang drag ay mas mataas kaysa sa mga profile na may mas maliit na kamag-anak na kapal. Ang mga pinakamainam na resulta ay maaaring makuha kapag t/b = 0.09-0.12. Ang halaga ng pag-angat sa naturang mga profile ay medyo nakadepende sa bilis ng yate, kaya ang mga kilya ay nagkakaroon ng sapat na pagtutol upang maanod kahit sa mahinang hangin.

Ang posisyon ng maximum na kapal ng profile kasama ang haba ng chord ay may malaking impluwensya sa magnitude ng drift resistance force. Ang pinaka-epektibo ay mga profile na ang maximum na kapal ay matatagpuan sa layo na 40-50% ng chord mula sa kanilang "ilong". Para sa mga timon ng yate na tumatakbo sa mataas na mga anggulo ng pag-atake, ginagamit ang mga profile na may pinakamataas na kapal na medyo malapit sa nangungunang gilid - hanggang sa 30% ng chord.

Ang hugis ng "ilong" ng profile-ang radius ng pag-ikot ng papasok na gilid-ay may isang tiyak na impluwensya sa kahusayan ng kilya. Kung ang gilid ay masyadong matalim, kung gayon ang daloy na dumadaloy papunta sa kilya ay tumatanggap ng mahusay na acceleration dito at humiwalay mula sa profile sa anyo ng mga vortices.

Sa kasong ito, nangyayari ang pagbaba sa pagtaas, lalo na sa matataas na anggulo ng pag-atake. Samakatuwid, ang gayong paghahasa ng papasok na gilid ay hindi katanggap-tanggap para sa mga timon.

Aerodynamic na extension. Sa mga dulo ng pakpak, ang tubig ay dumadaloy mula sa lugar ng mataas na presyon sa likod ng profile. Bilang resulta, ang mga vortex ay nahuhulog mula sa mga dulo ng pakpak, na bumubuo ng dalawang puyo ng tubig na kalye. Ang isang medyo makabuluhang bahagi ng enerhiya ay ginugol sa kanilang pagpapanatili, na bumubuo ng tinatawag na inductive reactance. Bilang karagdagan, dahil sa pagkakapantay-pantay ng presyon sa mga dulo ng pakpak, nangyayari ang isang lokal na pagbaba ng pagtaas, tulad ng ipinapakita sa diagram ng pamamahagi nito sa haba ng pakpak sa Fig. 10.

Ang mas maikli ang haba ng pakpak L kaugnay ng chord nito b, ibig sabihin, mas maliit ang pagpahaba nito L/b, mas malaki ang pagkawala ng lift at mas malaki ang inductive drag. Sa aerodynamics, kaugalian na tantyahin ang wing aspect ratio gamit ang formula

(kung saan ang 5 ay ang wing area), na maaaring ilapat sa mga pakpak at palikpik ng anumang hugis. Sa isang hugis-parihaba na hugis, ang aerodynamic aspect ratio ay katumbas ng ratio; para sa delta wing l = 2Llb.

Sa Fig. Ang 10 ay nagpapakita ng isang pakpak na binubuo ng dalawang trapezoidal fin keels. Sa isang yate, ang kilya ay nakakabit na may malawak na base hanggang sa ibaba, kaya dito walang daloy ng tubig sa bahagi ng vacuum at, sa ilalim ng impluwensya ng katawan ng barko, ang presyon sa parehong mga ibabaw ay equalized. Kung wala ang impluwensyang ito, ang aerodynamic aspect ratio ay maaaring ituring na dalawang beses ang ratio ng lalim ng kilya sa draft nito. Sa pagsasagawa, ang ratio na ito, depende sa laki ng kilya, ang mga contour ng yate at anggulo ng takong, ay lumampas lamang ng 1.2-1.3 beses.

Ang impluwensya ng aerodynamic elongation ng kilya sa magnitude ng drift resistance force na nabuo nito R d maaaring matantya mula sa mga resulta ng pagsubok ng isang palikpik na may profile NACA 009 (t/b=9%) at isang lugar na 0.37 m2 (Larawan 11). Ang bilis ng daloy ay tumutugma sa bilis ng yate na 3 knot (1.5 m/s). Ang interes ay ang pagbabago sa drift resistance force sa isang anggulo ng pag-atake na 4-6°, na tumutugma sa drift angle ng yate sa isang malapit na kurso. Kung tatanggapin mo ang puwersa R d na may pagpahaba l = 1 bawat yunit (6.8 sa a = 5°), pagkatapos ay may pagtaas sa l hanggang 2, ang drift resistance ay tataas ng higit sa 1.5 beses (10.4 kg), at may l = 3 - eksaktong doble (13.6 kg). Ang parehong graph ay maaaring magsilbi para sa isang husay na pagtatasa ng pagiging epektibo ng mga timon ng iba't ibang mga extension, na gumagana sa rehiyon ng malalaking anggulo ng pag-atake.

Kaya, sa pamamagitan ng pagtaas ng pagpahaba ng kilya palikpik, posible na makuha ang kinakailangang halaga ng lateral force R d na may mas maliit na lugar ng kilya at, samakatuwid, may mas maliit na basang ibabaw na lugar at paglaban ng tubig sa paggalaw ng yate. Ang pagpapahaba ng kilya sa modernong cruising at racing yacht ay may average na l = 1-3. Ang balahibo ng timon, na nagsisilbi hindi lamang upang kontrolin ang sisidlan, ngunit isa ring mahalagang elemento sa paglikha ng paglaban ng yate, ay may mas malaking pagpahaba, na lumalapit sa l = 4.

Lugar at hugis ng kilya. Kadalasan, ang mga sukat ng kilya ay tinutukoy ng istatistikal na data, paghahambing ng dinisenyo na yate na may mahusay na napatunayang mga sisidlan. Sa modernong cruising at racing yate na may timon na hiwalay sa kilya, ang kabuuang lugar ng kilya at timon ay mula 4.5 hanggang 6.5% ng layag na lugar ng yate, at ang timon ay 20-40% ng ang lugar ng kilya.

Upang makakuha ng pinakamainam na pagpahaba, nagsusumikap ang taga-disenyo ng yate na gamitin ang maximum na draft na pinapayagan ng mga kondisyon sa paglalayag o mga panuntunan sa pagsukat. Kadalasan, ang kilya ay may hugis ng isang trapezoid na may hilig na nangungunang gilid. Tulad ng ipinakita ng mga pag-aaral, para sa mga yate na kilya na may aspect ratio na 1 hanggang 3, ang anggulo sa pagitan ng nangungunang gilid at patayo sa hanay mula -8° hanggang 22.5° ay halos walang epekto sa mga hydrodynamic na katangian ng kilya. Kung ang kilya (o centerboard) ay masyadong makitid at mahaba, kung gayon ang isang slope ng nangungunang gilid na higit sa 15° hanggang sa patayo ay sinamahan ng isang paglihis ng mga linya ng daloy ng tubig pababa sa profile, patungo sa ibabang likurang sulok. Bilang resulta, bumababa ang puwersa ng pag-angat at tumataas ang drag ng kilya. Sa kasong ito, ang pinakamainam na anggulo ng ikiling ay 5° sa patayo.

Ang dami ng pag-angat na binuo ng kilya at timon ay makabuluhang naiimpluwensyahan ng kalidad ng pagtatapos ng ibabaw nito, lalo na ang nangungunang gilid, kung saan nabuo ang daloy sa paligid ng profile. Samakatuwid, inirerekumenda na polish ang kilya at timon sa layo na hindi bababa sa 1.5% ng profile chord.

Ang bilis ng yate. Ang puwersa ng pag-angat sa anumang pakpak ay tinutukoy ng formula:

(11)

Сy - koepisyent ng pag-angat, depende sa mga parameter ng pakpak - hugis ng profile, ratio ng aspeto, balangkas ng plano, pati na rin sa anggulo ng pag-atake - tumataas ito sa pagtaas ng anggulo ng pag-atake;

r- mass density ng tubig, ;

V- bilis ng daloy na dumadaloy sa paligid ng pakpak, m/s;

S- lugar ng pakpak, m2.

Kaya, ang puwersa ng paglaban sa drift ay isang variable na halaga, proporsyonal sa parisukat ng bilis. Sa unang sandali ng paggalaw ng yate, halimbawa pagkatapos ng isang tack, kapag ang barko ay nawalan ng bilis, o kapag lumalayo mula sa boom patungo sa hangin, ang puwersa ng pag-angat sa kilya ay maliit. Para sa lakas Y katumbas ng drift force F D ang kilya ay dapat na nakaposisyon patungo sa paparating na daloy sa isang mataas na anggulo ng pag-atake. Sa madaling salita, ang barko ay nagsisimulang gumalaw na may malaking drift angle. Habang tumataas ang bilis, bumababa ang anggulo ng drift hanggang sa maabot nito ang normal na halaga nito - 3-5°.

Dapat isaalang-alang ng kapitan ang pangyayaring ito, na nagbibigay ng sapat na puwang para sa hangin kapag pinabilis ang yate o pagkatapos lumipat sa isang bagong tack. Ang isang malaking paunang drift angle ay dapat gamitin upang mabilis na makakuha ng bilis sa pamamagitan ng bahagyang paghila sa mga sheet. Sa pamamagitan ng paraan, binabawasan nito ang puwersa ng drift sa mga layag.

Kinakailangan din na tandaan ang mga mekanika ng henerasyon ng pag-angat, na lumilitaw sa palikpik lamang pagkatapos ng paghihiwalay ng panimulang puyo ng tubig at ang pagbuo ng matatag na sirkulasyon. Sa makitid na kilya ng isang modernong yate, ang sirkulasyon ay nangyayari nang mas mabilis kaysa sa katawan ng isang yate na may timon na naka-mount sa kilya, iyon ay, sa isang pakpak na may malaking kuwerdas. Ang pangalawang yate ay higit na aanod sa hangin bago maging epektibo ang katawan ng barko sa pagpigil sa pag-anod.

Kakayahang kontrolin

Kakayahang kontrolin ay ang kalidad ng isang sisidlan na nagbibigay-daan dito na sumunod sa isang tiyak na kurso o magbago ng direksyon. Tanging isang yate na naaangkop ang reaksyon sa paglilipat ng timon ang maaaring ituring na nakokontrol.

Pinagsasama ng controllability ang dalawang katangian ng isang sasakyang-dagat - ang heading stability at agility.

Katatagan ng kurso- ito ang kakayahan ng isang yate na mapanatili ang isang naibigay na tuwid na direksyon ng paggalaw kapag ang iba't ibang mga panlabas na pwersa ay kumilos dito: hangin, alon, atbp. Ang katatagan sa kurso ay nakasalalay hindi lamang sa mga tampok ng disenyo yate at ang likas na katangian ng pagkilos ng mga panlabas na pwersa, ngunit din sa reaksyon ng helmsman sa paglihis ng daluyan mula sa kurso, ang kanyang pakiramdam ng timon.

Bumaling tayo muli sa diagram ng pagkilos ng mga panlabas na puwersa sa mga layag at katawan ng barko ng yate (tingnan ang Fig. 4). Ang relatibong posisyon ng dalawang pares ng pwersa ay napakahalaga para sa katatagan ng yate sa kurso. Lakas ng takong F d at drift resistance force R d ay may posibilidad na itulak ang busog ng yate sa hangin, habang ang pangalawang para-thrust force T at paglaban sa paggalaw R dinadala ang yate sa hangin. Malinaw na ang reaksyon ng yate ay nakasalalay sa ratio ng magnitude ng mga puwersa at balikat na isinasaalang-alang A At b, kung saan sila kumilos. Habang tumataas ang anggulo ng roll, ang braso ng pares ng drive b tumataas din. Balikat ng mag-asawang nahuhulog A depende sa kamag-anak na posisyon ng sentro ng layag (CS) - ang punto ng aplikasyon ng mga nagresultang aerodynamic na puwersa sa mga layag at ang sentro ng lateral resistance (CLR) - ang punto ng aplikasyon ng mga nagresultang hydrodynamic na puwersa sa katawan ng barko ng yate. Ang posisyon ng mga puntong ito ay nagbabago depende sa maraming mga kadahilanan: ang takbo ng yate na may kaugnayan sa hangin, ang hugis at setting ng mga layag, ang roll at trim ng yate, ang hugis at profile ng kilya at timon, atbp.

Samakatuwid, kapag nagdidisenyo at muling nagbibigay ng mga yate, nagpapatakbo sila kasama ang mga maginoo na CP at CB, isinasaalang-alang ang mga ito na matatagpuan sa mga sentro ng grabidad ng mga flat figure, na mga layag na nakalagay sa gitnang eroplano ng yate, at ang mga balangkas sa ilalim ng tubig ng DP na may isang kilya, palikpik at timon (Larawan 12).

Ito ay kilala na ang sentro ng grabidad ng isang tatsulok na layag ay matatagpuan sa intersection ng dalawang median, at ang karaniwang sentro ng grabidad ng dalawang layag ay matatagpuan sa isang tuwid na linya ng segment na nagkokonekta sa CP ng parehong mga layag, at hinahati ang segment na ito sa baligtad na proporsyon sa kanilang lugar. Karaniwan, hindi ang aktwal na lugar ng jib ang isinasaalang-alang, ngunit ang sinusukat na lugar ng forward sail triangle.

Ang posisyon ng gitnang sentro ay maaaring matukoy sa pamamagitan ng pagbabalanse ng profile ng ilalim ng tubig na bahagi ng DP, gupitin mula sa manipis na karton, sa dulo ng isang karayom. Kapag ang template ay nakaposisyon nang mahigpit na pahalang, ang karayom ​​ay matatagpuan sa maginoo na punto ng gitnang sentro. Alalahanin natin na sa paglikha ng puwersa ng paglaban sa drift, ang pangunahing papel ay kabilang sa palikpik na kilya at timon. Ang mga sentro ng hydrodynamic pressures sa kanilang mga profile ay matatagpuan nang tumpak, halimbawa, para sa mga profile na may kamag-anak na kapal. t/b sa humigit-kumulang 8% ang puntong ito ay humigit-kumulang 26% ng chord ang layo mula sa nangungunang gilid. Gayunpaman, ang katawan ng yate, bagaman nakikilahok ito sa paglikha ng lateral force sa isang maliit na lawak, ay gumagawa ng ilang mga pagbabago sa likas na katangian ng daloy sa paligid ng kilya at timon, at nagbabago ito depende sa anggulo ng takong at trim, bilang pati ang bilis ng yate. Sa karamihan ng mga kaso, sa isang malapit na kurso, ang tunay na sentro ng grabidad ay sumusulong.

Ang mga taga-disenyo, bilang panuntunan, ay naglalagay ng CPU sa ilang distansya (advanced) sa harap ng central nervous system. Karaniwan, ang lead ay tinukoy bilang isang porsyento ng haba ng sisidlan sa waterline at 15-18% para sa isang Bermuda sloop. L kvl.

Kung ang tunay na CP ay lumabas na napakalayo sa unahan ng CS, ang yate sa isang malapit na kurso ay mahuhulog sa hangin at ang timon ay kailangang patuloy na panatilihing nakatagilid ang timon sa hangin. Kung ang CP ay nasa likod ng CB, ang yate ay may posibilidad na dalhin ang sarili sa hangin; kinakailangan permanenteng trabaho timon upang kontrolin ang barko.

Ang ugali ng yate na lumubog ay lalong hindi kanais-nais. Sa kaganapan ng isang aksidente sa timon, ang yate ay hindi maaaring dalhin sa isang malapit-hakot na kurso sa tulong ng mga layag na nag-iisa, bilang karagdagan, ito ay may tumaas na drift. Ang katotohanan ay ang kilya ng yate ay nagpapalihis sa daloy ng tubig na dumadaloy mula dito nang mas malapit sa DP ng sisidlan. Samakatuwid, kung ang timon ay tuwid, ito ay gumagana sa isang kapansin-pansing mas mababang anggulo ng pag-atake kaysa sa kilya. Kung ang timon ay nakatagilid sa windward side, kung gayon ang lifting force na nabuo dito ay lumiliko na nakadirekta sa leeward side - sa parehong direksyon tulad ng drift force sa mga layag. Sa kasong ito, ang kilya at timon ay "hinatak" sa iba't ibang direksyon at ang yate ay hindi matatag sa kurso.

Ang isa pang bagay ay ang madaling ugali ng yate na himukin. Ang timon, na inilipat sa isang maliit na anggulo (3-4°) pababa ng hangin, ay gumagana nang pareho o bahagyang mas malaking anggulo ng pag-atake gaya ng kilya, at epektibong nakikilahok sa paglaban sa drift. Ang pag-ilid na puwersa na nagmumula sa timon ay nagiging sanhi ng isang makabuluhang pag-aalis ng pangkalahatang sentral na sistema ng pagpipiloto patungo sa popa, sa parehong oras ang anggulo ng pag-anod ay bumababa, ang yate ay namamalagi nang matatag sa kurso.

Gayunpaman, kung sa isang malapit na kurso ang timon ay kailangang patuloy na ilipat sa hangin ng mas mataas na halaga kaysa sa 3-4°, dapat mong isipin ang tungkol sa pagsasaayos ng relatibong posisyon ng gitnang manibela at ang central control unit. Sa isang nakagawa na yate, ito ay mas madaling gawin sa pamamagitan ng paglipat ng CPU pasulong, pag-install ng palo sa steppe sa matinding bow position o pagkiling nito pasulong.

Ang dahilan para sa pag-anod ng yate ay maaari ding ang mainsail - masyadong "potbellied" o may isang muling itinayong luff. Sa kasong ito, ang isang intermediate stay ay kapaki-pakinabang, kung saan maaari mong ibaluktot ang palo sa gitnang bahagi (sa taas) pasulong at sa gayon ay gawing patag ang layag, pati na rin pahinain ang luff. Maaari mo ring paikliin ang haba ng mainsail luff.

Mas mahirap ilipat ang gitnang haligi ng manibela sa popa, kung saan kailangan mong mag-install ng isang stern fin sa harap ng timon o dagdagan ang lugar ng talim ng timon.

Nasabi na natin na habang tumataas ang roll, tumataas din ang tendency ng yate na mag-drift. Nangyayari ito hindi lamang dahil sa pagtaas ng braso ng nagdaragdag na pares ng pwersa - T At R. Sa panahon ng isang roll, ang hydrodynamic pressure sa lugar ng bow wave ay tumataas, na humahantong sa isang forward displacement ng central nervous system. Samakatuwid, sa isang sariwang hangin, upang mabawasan ang pagkahilig ng yate sa pag-anod, dapat mong ilipat ang mainsail pasulong at: kumuha ng reef sa mainsail o reef ito ng kaunti para sa kursong ito. Kapaki-pakinabang din na baguhin ang jib sa isang mas maliit, na binabawasan ang listahan at trim ng yate sa bow.

Isang makaranasang taga-disenyo kapag pumipili ng paunang halaga A karaniwang isinasaalang-alang ang katatagan ng yate upang mabayaran ang pagtaas ng sandali ng pagmamaneho sa panahon ng takong: para sa isang yate na may mas kaunting katatagan, isang malaking halaga ng paunang itinakda, para sa mas matatag na mga barko ang pag-unlad ay itinuturing na minimal.

Ang mga well-centered na yate ay madalas na tumaas ang yaw sa backstay course, kapag ang mainsail na hinila sakay ay may posibilidad na iikot ang yate gamit ang busog nito sa hangin. Tinutulungan din ito ng isang mataas na alon na nagmumula sa popa sa isang anggulo sa DP. Upang mapanatili ang yate sa kurso, kailangan mong magtrabaho nang husto gamit ang timon, ilihis ito sa isang kritikal na anggulo, kapag ang daloy mula sa ibabaw ng leeward nito ay posible (ito ay kadalasang nangyayari sa mga anggulo ng pag-atake na 15-20°). Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay sinamahan ng pagkawala ng pag-angat sa timon at, dahil dito, ang pagkontrol ng yate. Ang yate ay maaaring biglang itapon ang sarili nito sa hangin at makakuha ng isang malaking listahan, at dahil sa pagbaba sa paglalim ng talim ng timon, ang hangin mula sa ibabaw ng tubig ay maaaring masira sa gilid ng rarefaction.

Ang paglaban sa hindi pangkaraniwang bagay na ito, na tinatawag broching, Pinipilit na dagdagan ang lugar ng balahibo ng timon at ang pagpapahaba nito, upang mag-install ng isang palikpik sa harap ng timon, ang lugar kung saan ay halos isang-kapat ng lugar ng balahibo. Salamat sa pagkakaroon ng isang palikpik sa harap ng timon, ang isang direktang daloy ng tubig ay naayos, ang mga kritikal na anggulo ng pag-atake ng timon ay nadagdagan, ang air breakthrough dito ay pinipigilan at ang puwersa sa tiller ay nabawasan. Kapag naglalayag sa backstay, dapat magsikap ang mga tripulante na matiyak na ang tulak ng spinnaker ay nakadirekta sa malayo hangga't maaari, at hindi patagilid, upang maiwasan ang labis na takong. Mahalaga rin na maiwasan ang hitsura ng trim sa ilong, na maaaring mabawasan ang lalim ng manibela. Ang broaching ay pinadali din ng roll ng yate, na lumilitaw bilang resulta ng mga pagkagambala sa daloy ng hangin mula sa spinnaker.

Ang katatagan sa kurso, bilang karagdagan sa itinuturing na impluwensya ng mga panlabas na puwersa at ang kamag-anak na posisyon ng kanilang mga punto ng aplikasyon, ay tinutukoy ng pagsasaayos ng ilalim ng tubig na bahagi ng DP. Dati para sa mahabang paglalakbay Sa pamamagitan ng bukas na tubig ginustong mga yate na may mahabang linya ng kilya, dahil mayroon silang higit na pagtutol sa pagliko at, nang naaayon, katatagan sa kurso. Gayunpaman, ang ganitong uri ng sasakyang-dagat ay may mga makabuluhang disadvantages, tulad ng isang malaking basa na ibabaw at mahinang kadaliang mapakilos. Bilang karagdagan, lumabas na ang katatagan ng kurso ay hindi nakasalalay sa laki ng lateral projection ng DP, ngunit sa posisyon ng manibela na nauugnay sa gitnang sistema ng pagpipiloto, ibig sabihin, sa "lever" kung saan ang pagpipiloto gumagana ang gulong. Nabanggit na kung ang distansya na ito ay mas mababa sa 25% L kvl , pagkatapos ang yate ay nagiging yawy at hindi maganda ang reaksyon sa pagpapalihis ng timon. Sa l=40-45% L kvl (tingnan ang Fig. 12) na panatilihin ang sisidlan sa isang partikular na kurso ay hindi mahirap.

Agility- ang kakayahan ng isang sisidlan na baguhin ang direksyon ng paggalaw at ilarawan ang isang tilapon sa ilalim ng impluwensya ng timon at mga layag. Ang pagkilos ng timon ay batay sa parehong prinsipyo ng isang hydrodynamic na pakpak na isinasaalang-alang para sa isang yacht keel. Kapag ang manibela ay inilipat sa isang tiyak na anggulo, isang hydrodynamic na puwersa ang lumitaw R, isa sa mga bahagi nito N itinutulak ang popa ng yate sa direksyon na kabaligtaran sa kung saan inilalagay ang timon (Larawan 13). Sa ilalim ng impluwensya nito, ang barko ay nagsimulang gumalaw sa isang hubog na tilapon. At the same time lakas R nagbibigay ng component Q - ang drag force na nagpapabagal sa pag-usad ng yate.

Kung aayusin mo ang timon sa isang posisyon, ang barko ay lilipat ng humigit-kumulang sa isang bilog na tinatawag na sirkulasyon. Ang diameter o radius ng sirkulasyon ay isang sukatan ng kakayahang umikot ng sisidlan: mas malaki ang radius ng sirkulasyon, mas malala ang kakayahang umikot. Tanging ang sentro ng grabidad ng yate ay gumagalaw sa sirkulasyon; Kasabay nito, ang barko ay nakakaranas ng drift dulot ng puwersang sentripugal at bahagyang sa pamamagitan ng puwersa N sa manibela.

Ang radius ng sirkulasyon ay nakasalalay sa bilis at masa ng yate, ang sandali ng pagkawalang-galaw na nauugnay sa vertical axis na dumadaan sa CG, sa kahusayan ng timon - ang magnitude ng puwersa. N at ang balikat nito na nauugnay sa CG para sa isang naibigay na pagpapalihis ng timon. Ang mas malaki ang bilis at pag-aalis ng yate, ang mas mabibigat na masa (engine, anchor, mga bahagi ng kagamitan) ay matatagpuan sa mga dulo ng sisidlan, mas malaki ang radius ng sirkulasyon. Karaniwan, ang radius ng sirkulasyon, na tinutukoy sa panahon ng mga pagsubok sa dagat ng isang yate, ay ipinahayag sa mga haba ng katawan ng barko.

Ang liksi ay mas mahusay kung mas maikli ang ilalim ng tubig na bahagi ng sisidlan at mas malapit sa midship ang pangunahing lugar nito ay puro. Halimbawa, ang mga sasakyang pandagat na may mahabang linya ng kilya (tulad ng mga bangkang pandagat) ay may mahinang kakayahan sa pagliko at, sa kabaligtaran, mahusay na kakayahan sa pagliko - mga dinghi na may makitid at malalalim na centerboard.

Ang pagiging epektibo ng timon ay nakasalalay sa lugar at hugis ng balahibo, cross-sectional profile, aerodynamic aspect ratio, uri ng pag-install (sa sternpost, hiwalay sa kilya o sa palikpik), at gayundin ang distansya ng stock mula sa ang gitnang haligi ng pagpipiloto. Ang pinakakaraniwan ay mga timon na idinisenyo sa anyo ng isang pakpak na may aerodynamic cross-section profile. Ang maximum na kapal ng profile ay karaniwang itinuturing na nasa loob ng 10-12% ng chord at matatagpuan 1/3 ng chord mula sa nangungunang gilid. Ang lugar ng timon ay karaniwang 9.5-11% ng lugar ng nakalubog na bahagi ng DP ng yate.

Ang timon na may malaking aspect ratio (ang ratio ng parisukat ng lalim ng timon sa lugar nito) ay nagkakaroon ng malaking lateral force sa mababang anggulo ng pag-atake, dahil sa kung saan ito ay epektibong nakikilahok sa pagbibigay ng lateral force upang labanan ang drift. Gayunpaman, tulad ng ipinapakita sa Fig. 11, sa ilang mga anggulo ng pag-atake ng mga profile ng iba't ibang mga ratio ng aspeto, ang daloy ay pinaghihiwalay mula sa ibabaw ng rarefaction, pagkatapos kung saan ang puwersa ng pag-aangat sa profile ay bumaba nang malaki. Halimbawa, kapag l= 6 kritikal na anggulo ng timon ay 15°; sa l=2- 30°. Bilang isang kompromiso, ginagamit ang mga handlebar na may mga extension l = 4-5 (ang aspect ratio ng rectangular steering wheel ay 2-2.5), at para mapataas ang kritikal na shift angle, may naka-install na skeg fin sa harap ng steering wheel. Ang isang timon na may malaking aspect ratio ay mas mabilis na tumutugon sa paglilipat, dahil ang sirkulasyon ng daloy, na tumutukoy sa puwersa ng pag-aangat, ay mas mabilis na umuunlad sa paligid ng isang profile na may maliit na chord kaysa sa paligid ng buong ilalim ng tubig na bahagi ng katawan ng barko na may isang timon na naka-mount sa sternpost.

Ang itaas na gilid ng manibela ay dapat magkasya nang mahigpit sa katawan sa loob ng gumaganang deviations na ±30° upang maiwasan ang pagdaloy ng tubig dito; kung hindi, ang pagganap ng pagpipiloto ay lumala. Minsan, sa rudder bar, kung ito ay naka-mount sa transom, ang isang aerodynamic washer ay naka-attach sa anyo ng isang malawak na plato malapit sa waterline.

Ang sinabi tungkol sa hugis ng mga kilya ay nalalapat din sa mga timon: ang isang trapezoidal na hugis na may isang hugis-parihaba o bahagyang bilugan na ibabang gilid ay itinuturing na pinakamainam. Upang mabawasan ang mga puwersa sa tiller, ang manibela ay minsan ay gawa sa isang uri ng pagbabalanse, na may isang axis ng pag-ikot na matatagpuan 1/4-1/5 ng chord mula sa "ilong" ng profile.

Kapag nagmamaneho ng isang yate, kinakailangang isaalang-alang ang mga detalye ng manibela sa iba't ibang mga kondisyon, at higit sa lahat, ang pagkagambala ng daloy mula sa likod nito. Hindi ka maaaring gumawa ng biglaang paglilipat ng manibela sa gilid sa simula ng pagliko; N sa manibela ay babagsak, ngunit ang puwersa ng paglaban ay mabilis na tataas R. Ang yate ay papasok sa sirkulasyon nang dahan-dahan at may malaking pagkawala ng bilis. Kinakailangan na magsimula ng isang pagliko sa pamamagitan ng paglilipat ng timon sa isang maliit na anggulo, ngunit sa sandaling ang stern ay gumulong palabas at ang anggulo ng pag-atake ng timon ay nagsimulang bumaba, dapat itong ilipat sa isang mas malaking anggulo na may kaugnayan sa DP ng yate.

Dapat tandaan na ang lateral force sa timon ay mabilis na tumataas habang tumataas ang bilis ng yate. Sa mahinang hangin, walang silbi na subukang paikutin ang yate nang mabilis sa pamamagitan ng paglipat ng timon sa isang malaking anggulo (sa pamamagitan ng paraan, ang halaga ng kritikal na anggulo ay nakasalalay sa bilis: sa mas mababang bilis, ang paghihiwalay ng daloy ay nangyayari sa mas mababang mga anggulo ng pag-atake).

Ang paglaban ng timon kapag nagbabago ang kurso ng yate, depende sa hugis, disenyo at lokasyon nito, ay mula 10 hanggang 40% ng kabuuang pagtutol ng yate. Samakatuwid, ang pamamaraan ng pagpipiloto sa manibela (at ang pagsentro ng yate, kung saan nakasalalay ang katatagan sa kurso) ay dapat na seryosohin, at ang manibela ay hindi dapat pahintulutang lumihis sa mas malaking anggulo kaysa sa kinakailangan.

Rate ng benta

Rate ng benta ay tumutukoy sa kakayahan ng isang yate na maabot ang isang tiyak na bilis habang mahusay na gumagamit ng enerhiya ng hangin.

Ang bilis na maaaring maabot ng isang yate ay pangunahing nakasalalay sa bilis ng hangin, dahil ang lahat ng mga puwersa ng aerodynamic na kumikilos sa mga layag. kabilang ang thrust force, pagtaas sa proporsyon sa parisukat ng maliwanag na bilis ng hangin. Bilang karagdagan, nakasalalay din ito sa suplay ng kuryente ng sisidlan - ang ratio ng lugar ng layag sa mga sukat nito. Ang ratio na kadalasang ginagamit bilang isang katangian ng pagkakaroon ng enerhiya ay S" 1/2 /V 1/3(kung saan ang S ay ang windage area, m2; V- kabuuang displacement, m 3) o S/W (dito ang W ay ang basang ibabaw ng katawan ng barko, kasama ang kilya at timon).

Ang thrust force, at samakatuwid ang bilis ng yate, ay tinutukoy din ng kakayahan ng sailing rig na bumuo ng sapat na thrust sa iba't ibang kurso na may kaugnayan sa direksyon ng hangin.

Ang mga nakalistang salik ay nauugnay sa mga propulsion sails ng yate, na nagpapalit ng enerhiya ng hangin sa motive force T. Gaya ng ipinapakita sa Fig. 4, ang puwersang ito sa panahon ng pare-parehong paggalaw ng yate ay dapat na pantay at kabaligtaran sa puwersa ng paglaban sa paggalaw R. Ang huli ay isang projection ng nagreresultang lahat ng hydrodynamic na pwersa na kumikilos sa basang ibabaw ng katawan papunta sa direksyon ng paggalaw.

Mayroong dalawang uri ng hydrodynamic forces: pressure forces na nakadirekta patayo sa ibabaw ng katawan, at viscous forces na kumikilos nang tangential sa surface na ito. Ang resulta ng viscous forces ay nagbibigay ng puwersa paglaban sa alitan.

Ang mga puwersa ng presyon ay sanhi ng pagbuo ng mga alon sa ibabaw ng tubig kapag gumagalaw ang yate, kaya ang nagresultang puwersa ay nagbibigay paglaban ng alon.

Sa malaking kurbada ng ibabaw ng katawan ng barko sa likurang bahagi, maaaring lumabas ang boundary layer mula sa balat, at maaaring mabuo ang mga vortices, na sumisipsip ng bahagi ng enerhiya ng puwersang nagtutulak. Lumilikha ito ng isa pang bahagi ng paglaban sa paggalaw ng yate - paglaban sa hugis.

Lumilitaw ang dalawa pang uri ng paglaban dahil sa ang katunayan na ang yate ay hindi gumagalaw nang diretso sa kahabaan ng DP, ngunit may isang tiyak na drift angle at roll. Ito inductive at takong paglaban. Ang isang makabuluhang bahagi sa inductive resistance ay inookupahan ng paglaban ng mga nakausli na bahagi - ang kilya at timon.

Sa wakas, ang pasulong na paggalaw ng yate ay nilalabanan din ng paghuhugas ng hangin sa katawan ng barko, sa mga tripulante, at sa pagbuo ng sistema ng mga rigging cable at layag. Ang piraso ng pagtutol na ito ay tinatawag hangin.

Paglaban sa alitan. Kapag gumagalaw ang yate, ang mga butil ng tubig na direktang katabi ng balat ng katawan ay tila dumidikit dito at dinadala kasama ng barko. Ang bilis ng mga particle na ito na may kaugnayan sa katawan ay zero (Larawan 14). Ang susunod na layer ng mga particle, na dumudulas sa una, ay nahuhuli nang bahagya sa mga kaukulang punto ng katawan ng barko, at sa isang tiyak na distansya mula sa katawan ng barko ang tubig sa pangkalahatan ay nananatiling hindi gumagalaw o may bilis na nauugnay sa katawan ng barko na katumbas ng bilis ng yate. v. Ang layer ng tubig na ito, kung saan kumikilos ang mga viscous forces, at ang bilis ng paggalaw ng mga particle ng tubig na may kaugnayan sa hull ay tumataas mula 0 hanggang sa bilis ng barko, ay tinatawag na boundary layer. Ang kapal nito ay medyo maliit at umaabot sa 1 hanggang 2% ng haba ng katawan ng barko sa kahabaan ng waterline, gayunpaman, ang kalikasan o mode ng paggalaw ng mga particle ng tubig dito ay may malaking epekto sa dami ng friction resistance.

Ito ay itinatag na ang mode ng paggalaw ng chasgitz ay nag-iiba depende sa bilis ng sisidlan at ang haba ng basang ibabaw nito. Sa hydrodynamics, ang pag-asa na ito ay ipinahayag ng Reynolds number:

n ay ang koepisyent ng kinematic viscosity ng tubig (para sa sariwang tubig n = 1.15-10 -6 m 2 / s);

L- basa na haba ng ibabaw, m;

v- bilis ng yate, m/s.

Sa medyo maliit na bilang Re = 10 6, ang mga particle ng tubig sa boundary layer ay gumagalaw sa mga layer, na bumubuo laminar daloy. Ang enerhiya nito ay hindi sapat upang madaig ang malapot na pwersa na pumipigil sa mga transverse na paggalaw ng mga particle. Ang pinakamalaking pagkakaiba sa bilis sa pagitan ng mga layer ng mga particle ay nangyayari nang direkta sa ibabaw ng pabahay; Alinsunod dito, ang mga puwersa ng alitan ay pinakamalaki dito.

Ang bilang ng Reynolds sa boundary layer ay tumataas habang ang mga particle ng tubig ay lumalayo mula sa stem (na may pagtaas ng basang haba). Sa bilis na 2 m/s, halimbawa, nasa layo na ng halos 2 m mula dito Re ay aabot sa isang kritikal na halaga kung saan ang daloy ng rehimen sa boundary layer ay nagiging vortex, ibig sabihin, magulong at nakadirekta sa boundary layer. Dahil sa nagresultang palitan ng kinetic energy sa pagitan ng mga layer, ang bilis ng mga particle na malapit sa ibabaw ng pabahay ay tumataas sa mas malaking lawak kaysa sa daloy ng laminar. Pagkakaiba ng bilis Dv dito ang friction resistance ay tumataas nang naaayon. Dahil sa mga transverse na paggalaw ng mga particle ng tubig, ang kapal ng boundary layer ay tumataas, at ang friction resistance ay tumataas nang husto.

Ang rehimeng daloy ng laminar ay sumasaklaw lamang sa isang maliit na bahagi ng katawan ng yate sa bahagi ng busog at sa mababang bilis lamang. Kritikal na halaga Re, kung saan nangyayari ang magulong daloy sa paligid ng katawan, nasa hanay na 5-10 5-6-10 6 at higit sa lahat ay nakasalalay sa hugis at kinis ng ibabaw nito. Habang tumataas ang bilis, ang punto ng paglipat ng laminar boundary layer papunta sa magulong isa ay gumagalaw patungo sa ilong at sa isang sapat na bilis ay maaaring dumating ang isang sandali kapag ang buong basang ibabaw ng katawan ng barko ay natatakpan ng isang magulong daloy. Totoo, direkta malapit sa balat, kung saan ang bilis ng daloy ay malapit sa zero, isang manipis na pelikula na may isang laminar regime-isang laminar sublayer-nananatili pa rin.

Ang paglaban sa friction ay kinakalkula gamit ang formula:

(13)

R tr - paglaban sa alitan, kg;

ztr - koepisyent ng paglaban sa alitan;

r-mass density ng tubig;

para sa sariwang tubig:

v- bilis ng yate, m/s;

W-wetted surface, m2.

Ang friction drag coefficient ay isang variable na halaga depende sa likas na katangian ng daloy sa boundary layer at ang haba ng katawan L kvl ng bilis v at pagkamagaspang sa ibabaw ng katawan.

Sa Fig. Ipinapakita ng Figure 15 ang dependence ng friction resistance coefficient ztr sa numero Re at pagkamagaspang sa ibabaw ng pabahay. Ang pagtaas ng resistensya ng isang magaspang na ibabaw kumpara sa isang makinis ay madaling maipaliwanag sa pamamagitan ng pagkakaroon ng isang laminar sublayer sa magulong boundary layer. Kung ang mga tubercle sa ibabaw ay ganap na nahuhulog sa laminar sublayer, pagkatapos ay hindi nila ipinakilala ang mga makabuluhang pagbabago sa likas na katangian ng daloy ng laminar ng sublayer. Kung ang mga iregularidad ay lumampas sa kapal ng sublayer at nakausli sa itaas nito, kung gayon ang turbulization ng paggalaw ng mga particle ng tubig ay nangyayari sa buong kapal ng boundary layer, at ang friction coefficient ay tumataas nang naaayon.

kanin. 15 ay nagbibigay-daan sa amin na pahalagahan ang kahalagahan ng pagtatapos sa ilalim ng isang yate upang mabawasan ang frictional resistance nito. Halimbawa, kung ang isang yate na may haba na 7.5 m kasama ang linya ng tubig ay gumagalaw nang mabilis v= 6 na buhol (3.1 m/s), pagkatapos ay ang katumbas na numero

Ipagpalagay natin na ang ilalim ng yate ay may pagkamagaspang (average na taas ng mga iregularidad) k== 0.2 mm, na tumutugma sa kamag-anak na pagkamagaspang

L/k = 7500/0.2 = 3.75 10 4. Para sa isang binigay na kagaspangan at numero R e ang friction coefficient ay katumbas ng z tr = 0.0038 (point G).

Suriin natin kung posible bang makakuha sa kasong ito ng ilalim na ibabaw na malapit sa teknikal na makinis. Sa R e = 2-10 7 ang naturang ibabaw ay tumutugma sa relatibong pagkamagaspang L/k= 3 10 5 o ganap na pagkamagaspang k=7500/3 10 5 = 0.025 mm. Ipinakikita ng karanasan na ito ay maaaring makamit sa pamamagitan ng maingat na pag-sanding sa ilalim ng pinong papel de liha at pagkatapos ay barnisan ito. Magiging sulit ba ang pagsisikap? Ang graph ay nagpapakita na ang friction drag coefficient ay bababa sa z tr = 0.0028 (punto D), o ng 30%, na, siyempre, ay hindi maaaring pabayaan ng isang crew na umaasa sa tagumpay sa karera.

Binibigyang-daan ka ng Linya B na tantyahin ang pinahihintulutang pagkamagaspang sa ilalim para sa mga yate na may iba't ibang laki at iba't ibang bilis. Makikita na sa pagtaas ng haba at bilis ng waterline, ang mga kinakailangan para sa kalidad ng ibabaw ay tumaas.

Para sa oryentasyon, ipinakita namin ang mga halaga ng pagkamagaspang (sa mm) para sa iba't ibang mga ibabaw:

kahoy, maingat na barnisado at pinakintab - 0.003-0.005;

kahoy, pininturahan at buhangin - 0.02-0.03;

pininturahan ng isang patentadong patong - 0.04-0.C6;

kahoy, pininturahan ng pulang tingga - 0.15;

regular na board - 0.5;

ilalim na tinutubuan ng mga shell - hanggang sa 4.0.

Nasabi na natin na sa bahagi ng haba ng yate, simula sa tangkay, ang isang laminar boundary layer ay maaaring mapanatili, maliban kung ang labis na pagkamagaspang ay nag-aambag sa kaguluhan ng daloy. Samakatuwid, ito ay lalong mahalaga upang maingat na iproseso ang bow ng katawan ng barko, ang lahat ng mga papasok na gilid ng kilya, palikpik at timon. Para sa maliliit na transverse na sukat - chords - ang buong ibabaw ng kilya at timon ay dapat na lupa. Sa likurang bahagi ng katawan ng barko, kung saan tumataas ang kapal ng layer ng hangganan, ang mga kinakailangan para sa pagtatapos ng ibabaw ay maaaring bahagyang mabawasan.

Ang fouling ng ilalim na may algae at shell ay may partikular na malakas na epekto sa frictional resistance. Kung hindi mo pana-panahong nililinis ang ilalim ng mga yate na palaging nasa tubig, pagkatapos pagkatapos ng dalawa hanggang tatlong buwan ang frictional resistance ay maaaring tumaas ng 50-80%, na katumbas ng pagkawala ng bilis sa isang average na hangin na 15-25 %.

Form paglaban. Kahit na may mahusay na streamline na katawan ng barko, habang gumagalaw, maaari mong makita ang isang wake-stream kung saan ang tubig ay gumagawa ng mga paggalaw ng vortex. Ito ay isang kinahinatnan ng paghihiwalay ng boundary layer mula sa katawan sa isang tiyak na punto (B sa Fig. 14). Ang posisyon ng punto ay nakasalalay sa likas na katangian ng pagbabago sa curvature sa ibabaw kasama ang haba ng katawan. Ang mas makinis na mga contours ng stern end, mas malayo sa stern ang paghihiwalay ng boundary layer ay nangyayari at ang mas kaunting vortex formation ay nangyayari.

Sa normal na mga ratio ng haba ng katawan sa lapad, mababa ang resistensya ng hugis. Ang pagtaas nito ay maaaring dahil sa pagkakaroon ng matutulis na cheekbones, sirang mga linya ng katawan ng barko, hindi wastong pagkaka-profile ng mga kilya, timon at iba pang nakausli na bahagi. Ang paglaban sa hugis ay tumataas sa isang pagbawas sa lawak ng zone, ang laminar boundary layer, kaya kinakailangan na alisin ang mga deposito ng pintura, bawasan ang pagkamagaspang, seal recesses sa balat, ilagay fairings sa nakausli na mga tubo, atbp.

Paglaban ng alon. Ang hitsura ng mga alon malapit sa katawan ng barko sa panahon ng paggalaw nito ay sanhi ng pagkilos ng gravity ng likido sa interface sa pagitan ng tubig at hangin. Sa dulo ng busog, kung saan ang katawan ng barko ay nakakatugon sa tubig, ang presyon ay tumataas nang husto at ang tubig ay tumataas sa isang tiyak na taas. Mas malapit sa midsection, kung saan, dahil sa pagpapalawak ng katawan ng barko, ang bilis ng daloy ay tumataas, ang presyon sa loob nito, ayon sa batas ni Bernoulli, ay bumababa at ang antas ng tubig ay bumababa. Sa likurang bahagi, kung saan tumataas muli ang presyon, nabubuo ang pangalawang alon na rurok. Ang mga particle ng tubig ay nagsisimulang mag-oscillate malapit sa katawan, na nagiging sanhi ng pangalawang oscillations ng ibabaw ng tubig.

Ang isang kumplikadong sistema ng busog at mabagsik na alon ay lumitaw, na pareho sa likas na katangian para sa mga barko ng anumang laki (Larawan 16). Sa mababang bilis, malinaw na nakikita ang magkakaibang mga alon na nagmumula sa busog at popa ng barko. Ang kanilang mga tagaytay ay matatagpuan sa isang anggulo ng 36-40° sa gitnang eroplano. Sa mas mataas na bilis, ang mga transverse wave ay pinakawalan, ang mga taluktok nito ay hindi umaabot sa kabila ng sekta/panahon, na nililimitahan ng isang anggulo na 18-20° sa DP ng sisidlan. Ang bow at stern system ng transverse waves ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa, na maaaring magresulta sa parehong pagtaas sa taas ng kabuuang wave sa likod ng stern ng vessel at pagbaba nito. Habang lumalayo sila sa barko, ang enerhiya ng mga alon ay hinihigop ng daluyan at unti-unti itong humihina.

Ang dami ng wave resistance ay nag-iiba depende sa bilis ng yate. Mula sa teorya ng mga oscillation ay kilala na ang bilis ng pagpapalaganap ng mga alon ay nauugnay sa kanilang haba l ratio

saan p = 3,14; v- bilis ng yate, m/s; g = 9.81 m/s 2 - acceleration dahil sa gravity.

Dahil ang sistema ng alon ay gumagalaw kasama ng yate, ang bilis ng pagpapalaganap ng alon ay katumbas ng bilis ng yate.

Kung pinag-uusapan natin, halimbawa, ang tungkol sa isang yate na may haba sa kahabaan ng waterline na 8 m, pagkatapos ay sa bilis na 4 na buhol magkakaroon ng mga tatlong nakahalang alon sa kahabaan ng katawan ng barko, at sa bilis na 6 na buhol - isa't kalahati. Ang ugnayan sa pagitan ng transverse wavelength X na nilikha ng isang katawan ng haba Lkvl! gumagalaw ng mabilis v, higit na tinutukoy ang halaga ng paglaban ng alon.

HANGIN DRIVING FORCE

Ang website ng NASA ay naglathala ng napakakagiliw-giliw na mga materyales tungkol sa iba't ibang mga kadahilanan na nakakaimpluwensya sa pagbuo ng pag-angat ng isang pakpak ng sasakyang panghimpapawid. Mayroon ding mga interactive na graphical na modelo na nagpapakita na ang pag-angat ay maaari ding mabuo ng isang simetriko na pakpak dahil sa pagpapalihis ng daloy.

Ang layag, na nasa isang anggulo sa daloy ng hangin, ay pinalihis ito (Larawan 1d). Pagdating sa "itaas", pababang bahagi ng layag, ang daloy ng hangin ay naglalakbay sa isang mas mahabang landas at, alinsunod sa prinsipyo ng pagpapatuloy ng daloy, ay gumagalaw nang mas mabilis kaysa mula sa windward, "ibaba" na bahagi. Ang resulta ay ang presyon sa leeward side ng layag ay mas mababa kaysa sa windward side.

Kapag naglalayag sa isang jibe, kapag ang layag ay nakatakda patayo sa direksyon ng hangin, ang antas ng pagtaas ng presyon sa windward side ay mas malaki kaysa sa antas ng pagbaba ng presyon sa leeward side, sa madaling salita, itinutulak ng hangin. ang yate ay higit pa sa hinihila nito. Habang nagiging mas matalas ang yate sa hangin, magbabago ang ratio na ito. Kaya, kung ang hangin ay umiihip nang patayo sa kurso ng yate, ang pagtaas ng presyon sa layag sa gilid ng hangin ay may mas kaunting epekto sa bilis kaysa sa pagpapababa ng presyon sa gilid ng leeward. Sa madaling salita, mas hinihila ng layag ang yate kaysa sa itinulak nito.

Ang paggalaw ng yate ay nangyayari dahil sa ang katunayan na ang hangin ay nakikipag-ugnayan sa layag. Ang pagsusuri sa pakikipag-ugnayang ito ay humahantong sa mga hindi inaasahang resulta para sa maraming mga nagsisimula. Ito ay lumalabas na ang pinakamataas na bilis ay hindi nakakamit kapag ang hangin ay humihip nang direkta mula sa likuran, at ang pagnanais para sa isang "patas na hangin" ay nagdadala ng isang ganap na hindi inaasahang kahulugan.

Parehong ang layag at ang kilya, kapag nakikipag-ugnayan sa daloy ng hangin o tubig, ayon sa pagkakabanggit, ay lumikha ng pag-angat, samakatuwid, upang ma-optimize ang kanilang operasyon, maaaring mailapat ang teorya ng pakpak.

HANGIN DRIVING FORCE

Ang daloy ng hangin ay may kinetic energy at, nakikipag-ugnayan sa mga layag, ay may kakayahang ilipat ang yate. Ang gawain ng parehong layag at ang pakpak ng eroplano ay inilarawan ng batas ni Bernoulli, ayon sa kung saan ang pagtaas ng bilis ng daloy ay humahantong sa pagbaba ng presyon. Kapag lumipat sa kapaligiran ng hangin, hinahati ng pakpak ang daloy. Ang bahagi nito ay umiikot sa pakpak mula sa itaas, bahagi mula sa ibaba. Ang isang pakpak ng eroplano ay idinisenyo upang ang daloy ng hangin sa itaas ng pakpak ay gumagalaw nang mas mabilis kaysa sa daloy ng hangin sa ilalim ng ilalim ng pakpak. Ang resulta ay ang presyon sa itaas ng pakpak ay mas mababa kaysa sa ibaba. Ang pagkakaiba sa presyon ay ang lakas ng pag-angat ng pakpak (Larawan 1a). Dahil sa masalimuot na hugis nito, ang pakpak ay nagagawang makabuo ng pag-angat kahit na sa paggupit sa isang daloy na gumagalaw parallel sa eroplano ng pakpak.

Ang layag ay maaaring ilipat ang yate lamang kung ito ay nasa isang tiyak na anggulo sa daloy at pinalihis ito. Ito ay nananatiling debatable kung gaano kalaki ang pag-angat dahil sa Bernoulli effect at kung magkano ang resulta ng flow deflection. Ayon sa classical wing theory, ang pag-angat ay nagmumula lamang bilang resulta ng pagkakaiba sa mga bilis ng daloy sa itaas at sa ibaba ng isang asymmetrical na pakpak. Kasabay nito, kilalang-kilala na ang isang simetriko na pakpak ay may kakayahang lumikha ng pag-angat kung naka-install sa isang tiyak na anggulo sa daloy (Larawan 1b). Sa parehong mga kaso, ang anggulo sa pagitan ng linya na nagkokonekta sa harap at likurang mga punto ng pakpak at ang direksyon ng daloy ay tinatawag na anggulo ng pag-atake.

Tumataas ang pagtaas sa pagtaas ng anggulo ng pag-atake, ngunit gumagana lamang ang relasyong ito sa maliliit na halaga ng anggulong ito. Sa sandaling ang anggulo ng pag-atake ay lumampas sa isang tiyak na kritikal na antas at ang daloy ng mga stall, maraming mga vortices ay nabuo sa itaas na ibabaw ng pakpak, at ang lakas ng pag-angat ay bumababa nang husto (Fig. 1c).

Alam ng mga yate na ang jibe ay hindi ang pinakamabilis na kurso. Kung ang hangin ng parehong lakas ay umiihip sa isang anggulo na 90 degrees sa heading, ang yate ay gumagalaw nang mas mabilis. Sa isang jibe course, ang lakas ng pagpindot ng hangin sa layag ay nakasalalay sa bilis ng yate. Sa pinakamataas na puwersa, ang hangin ay pumipindot sa layag ng isang yate na nakatayong hindi gumagalaw (Larawan 2a). Habang tumataas ang bilis, bumababa ang presyon sa layag at nagiging minimal kapag ang yate ay umabot sa pinakamataas na bilis (Larawan 2b). Ang maximum na bilis sa isang jibe course ay palaging mas mababa kaysa sa bilis ng hangin. Mayroong ilang mga dahilan para dito: una, alitan sa panahon ng anumang paggalaw, ang ilang bahagi ng enerhiya ay ginugugol sa pagtagumpayan ng iba't ibang pwersa na humahadlang sa paggalaw. Ngunit ang pangunahing bagay ay ang puwersa kung saan pinindot ng hangin ang layag ay proporsyonal sa parisukat ng bilis ng maliwanag na hangin, at ang bilis ng maliwanag na hangin sa isang jibe course ay katumbas ng pagkakaiba sa pagitan ng bilis ng hangin. totoong hangin at ang bilis ng yate.

Sa pamamagitan ng gulfwind course (sa 90º sa hangin), ang mga naglalayag na yate ay nakakagalaw nang mas mabilis kaysa sa hangin. Sa artikulong ito, hindi natin tatalakayin ang mga tampok ng maliwanag na hangin ay mapapansin lamang natin na sa isang gulfwind course, ang puwersa kung saan ang hangin ay pumipindot sa mga layag ay nakasalalay sa mas mababang lawak sa bilis ng yate (Larawan 2c. ).

Ang pangunahing kadahilanan na pumipigil sa pagtaas ng bilis ay ang alitan. Samakatuwid, ang mga sailboat na may maliit na pagtutol sa paggalaw ay nakakaabot ng mga bilis na mas mataas kaysa sa bilis ng hangin, ngunit hindi sa isang jibe course. Halimbawa, ang isang bangka, dahil sa katotohanan na ang mga skate ay may kaunting sliding resistance, ay may kakayahang bumilis sa bilis na 150 km/h na may bilis ng hangin na 50 km/h o mas mababa pa.

Ipinaliwanag ang Physics ng Paglalayag: Isang Panimula

ISBN 1574091700, 9781574091700

Hindi gaanong mahalaga kaysa sa paglaban ng katawan ng barko ay ang puwersa ng traksyon na binuo ng mga layag. Upang mas malinaw na isipin ang gawain ng mga layag, kilalanin natin ang mga pangunahing konsepto ng teorya ng layag.

Napag-usapan na natin ang tungkol sa mga pangunahing puwersa na kumikilos sa mga layag ng isang yate na naglalayag na may tailwind (jibed course) at isang headwind (behind wind course). Nalaman namin na ang puwersang kumikilos sa mga layag ay maaaring mabulok sa puwersa na nagiging sanhi ng pag-roll at pag-anod ng yate sa hangin, ang drift force at ang traction force (tingnan ang Fig. 2 at 3).

Ngayon tingnan natin kung paano natutukoy ang kabuuang puwersa ng presyon ng hangin sa mga layag at kung ano ang nakasalalay sa thrust at drift forces.

Upang isipin ang pagpapatakbo ng isang layag sa matutulis na mga kurso, maginhawang isaalang-alang muna ang isang patag na layag (Larawan 94), na nakakaranas ng presyon ng hangin sa isang tiyak na anggulo ng pag-atake. Sa kasong ito, ang mga vortices ay nabuo sa likod ng layag, ang mga puwersa ng presyon ay bumangon sa windward side, at ang mga rarefaction na pwersa ay bumangon sa leeward side. Ang kanilang nagresultang R ay nakadirekta nang humigit-kumulang patayo sa eroplano ng layag. Upang maayos na maunawaan ang pagpapatakbo ng isang layag, maginhawang isipin ito bilang resulta ng dalawang sangkap na pwersa: X-directed parallel sa daloy ng hangin (hangin) at Y-directed na patayo dito.

Ang puwersang X na nakadirekta parallel sa daloy ng hangin ay tinatawag na drag force; Ito ay nilikha, bilang karagdagan sa layag, din sa pamamagitan ng katawan ng barko, rigging, spars at crew ng yate.

Ang puwersang Y na nakadirekta patayo sa daloy ng hangin ay tinatawag na lift sa aerodynamics. Ito ang lumilikha ng thrust sa direksyon ng paggalaw ng yate sa matutulis na kurso.

Kung, sa parehong pag-drag ng layag X (Larawan 95), ang lakas ng pag-angat ay tumataas, halimbawa, sa halagang Y1, kung gayon, tulad ng ipinapakita sa figure, ang resulta ng puwersa ng pag-angat at pag-drag ay magbabago ng R at , nang naaayon, ang thrust force T ay tataas sa T1.

Pinapadali ng naturang konstruksiyon ang pag-verify na sa pagtaas ng drag X (sa parehong puwersa ng pag-angat), bumababa ang thrust T.

Kaya, mayroong dalawang paraan upang mapataas ang puwersa ng traksyon, at samakatuwid ay ang bilis sa matalim na mga kurso: pagtaas ng lakas ng pag-angat ng layag at pagbabawas ng drag ng layag at ng yate.

Sa moderno paglalayag ang lakas ng pag-angat ng layag ay nadaragdagan sa pamamagitan ng pagbibigay dito ng isang malukong hugis na may kaunting "belliness" (Fig. 96): ang laki mula sa palo hanggang sa pinaka malalim na lugar Ang "tiyan" ay karaniwang 0.3-0.4 ng lapad ng layag, at ang lalim ng "tiyan" ay humigit-kumulang 6-10% ng lapad. Ang lakas ng pag-angat ng naturang layag ay 20-25% na mas malaki kaysa sa isang ganap na patag na layag na may halos parehong drag. Totoo, ang isang yate na may patag na layag ay lumalayag nang mas matarik sa hangin. Gayunpaman, sa mga potbellied sails, ang bilis ng pag-unlad sa tack ay mas malaki dahil sa mas malaking thrust.

kanin. 96. Profile ng layag

Tandaan na sa may potbellied sails, hindi lamang tumataas ang thrust, kundi pati na rin ang drift force, na nangangahulugan na ang roll at drift ng mga yate na may potbellied sails ay mas malaki kaysa sa medyo flat. Samakatuwid, ang isang layag na "bulge" na higit sa 6-7% sa malakas na hangin ay hindi kumikita, dahil ang pagtaas ng takong at pag-anod ay humahantong sa isang makabuluhang pagtaas sa paglaban ng katawan ng barko at pagbawas sa kahusayan ng mga layag, na "kumakain" ang epekto ng pagtaas ng thrust. Sa mahinang hangin, ang mga layag na may "tiyan" na 9-10% ay humila nang mas mahusay, dahil dahil sa mababang kabuuang presyon ng hangin sa layag, ang takong ay maliit.

Anumang layag sa mga anggulo ng pag-atake na higit sa 15-20°, iyon ay, kapag ang yate ay patungo sa 40-50° patungo sa hangin o higit pa, ay maaaring mabawasan ang pag-angat at pagtaas ng drag, dahil ang makabuluhang turbulence ay nabuo sa leeward side. At dahil ang pangunahing bahagi ng puwersa ng pag-aangat ay nilikha ng isang makinis, walang kaguluhan na daloy sa paligid ng leeward na bahagi ng layag, ang pagkasira ng mga vortices na ito ay dapat magkaroon ng isang mahusay na epekto.

Ang kaguluhan na nabubuo sa likod ng mainsail ay nawasak sa pamamagitan ng pagtatakda ng jib (Larawan 97). Ang daloy ng hangin na pumapasok sa puwang sa pagitan ng mainsail at ng jib ay nagpapataas ng bilis nito (ang tinatawag na nozzle effect) at, kapag ang jib ay naayos nang tama, "didilaan" ang mga vortices mula sa mainsail.

kanin. 97. Jib work

Ang profile ng isang malambot na layag ay mahirap panatilihing pare-pareho sa iba't ibang mga anggulo ng pag-atake. Dati, ang mga dinghies ay dumaan sa mga batten na tumatakbo sa buong layag - sila ay ginawang mas manipis sa loob ng "tiyan" at mas makapal patungo sa luff, kung saan ang layag ay mas patag. Sa ngayon, sa pamamagitan ng mga batten ay naka-install pangunahin sa mga bangkang yelo at catamaran, kung saan ito ay lalong mahalaga upang mapanatili ang profile at higpit ng layag sa mababang anggulo ng pag-atake, kapag ang isang regular na layag ay humahampas na sa luff.

Kung ang pinagmumulan ng pag-angat ay ang layag lamang, kung gayon ang pag-drag ay nilikha ng lahat ng bagay na nagtatapos sa daloy ng hangin na dumadaloy sa paligid ng yate. Samakatuwid, ang pagpapabuti ng mga katangian ng traksyon ng layag ay maaari ding makamit sa pamamagitan ng pagbabawas ng drag ng katawan ng barko, palo, rigging at crew ng yate. Para sa layuning ito, iba't ibang uri ng fairings ang ginagamit sa spar at rigging.

Ang dami ng drag sa isang layag ay depende sa hugis nito. Ayon sa mga batas ng aerodynamics, ang drag ng isang pakpak ng sasakyang panghimpapawid ay mas mababa, mas makitid at mas mahaba ito para sa parehong lugar. Iyon ang dahilan kung bakit sinisikap nilang gawin ang layag (sa pangkalahatan ay ang parehong pakpak, ngunit inilagay patayo) mataas at makitid. Ito ay nagpapahintulot din sa iyo na gamitin ang itaas na hangin.

Ang drag ng isang layag ay nakasalalay sa isang napakalaking lawak sa kondisyon ng nangungunang gilid nito. Ang luffs ng lahat ng sails ay dapat na sakop ng mahigpit upang maiwasan ang posibilidad ng vibration.

Kinakailangang banggitin ang isa pang napakahalagang pangyayari - ang tinatawag na pagsentro ng mga layag.

Ito ay kilala mula sa mekanika na ang anumang puwersa ay tinutukoy ng magnitude, direksyon at punto ng aplikasyon nito. Sa ngayon ay pinag-uusapan lamang natin ang laki at direksyon ng mga puwersang inilapat sa layag. Tulad ng makikita natin sa ibang pagkakataon, ang kaalaman sa mga punto ng aplikasyon ay napakahalaga para sa pag-unawa sa pagpapatakbo ng mga layag.

Ang presyon ng hangin ay ibinahagi nang hindi pantay sa ibabaw ng layag (ang harap na bahagi nito ay nakakaranas ng higit na presyon), gayunpaman, upang gawing simple ang paghahambing na mga kalkulasyon, ipinapalagay na ito ay ibinahagi nang pantay-pantay. Para sa tinatayang mga kalkulasyon, ang resultang puwersa ng presyon ng hangin sa mga layag ay ipinapalagay na ilalapat sa isang punto; ang sentro ng grabidad ng ibabaw ng mga layag ay kinukuha kapag sila ay inilagay sa gitnang eroplano ng yate. Ang puntong ito ay tinatawag na sentro ng layag (CS).

Tumutok tayo sa pinakasimpleng paraan ng grapiko para sa pagtukoy sa posisyon ng CPU (Larawan 98). Iguhit ang lugar ng layag ng yate sa kinakailangang sukat. Pagkatapos, sa intersection ng medians - mga linya na nagkokonekta sa mga vertices ng tatsulok na may mga midpoint ng magkasalungat na panig - ang gitna ng bawat layag ay matatagpuan. Matapos makuha sa pagguhit ang mga sentro O at O1 ng dalawang tatsulok na bumubuo sa mainsail at ang jib, gumuhit ng dalawang magkatulad na linya ng OA at O1B sa mga sentrong ito at itabi ang mga ito sa magkasalungat na direksyon sa alinman ngunit sa parehong sukat ng maraming linear. mga yunit bilang square meters sa tatsulok; ang lugar ng jib ay naka-plot mula sa gitna ng mainsail, at ang lugar ng mainsail ay naka-plot mula sa gitna ng jib. Ang mga dulo ng A at B ay konektado sa pamamagitan ng tuwid na linya AB. Isa pang tuwid na linya - ang O1O ay nag-uugnay sa mga sentro ng mga tatsulok. Sa intersection ng mga tuwid na linya A B at O1O magkakaroon ng isang karaniwang sentro.

kanin. 98. Graphical na paraan ng paghahanap ng sentro ng layag

Tulad ng nasabi na natin, ang drift force (isasaalang-alang natin ito na inilapat sa gitna ng layag) ay kinokontra ng lateral resistance force ng hull ng yate. Ang lateral resistance force ay itinuturing na inilapat sa gitna ng lateral resistance (CLR). Ang sentro ng lateral resistance ay ang sentro ng gravity ng projection ng underwater na bahagi ng yate papunta sa center plane.

Ang sentro ng lateral resistance ay matatagpuan sa pamamagitan ng pagputol ng outline ng underwater na bahagi ng yate mula sa makapal na papel at paglalagay ng modelong ito sa isang talim ng kutsilyo. Kapag balanse na ang modelo, pindutin ito nang bahagya, pagkatapos ay paikutin ito ng 90° at balansehin muli. Ang intersection ng mga linyang ito ay nagbibigay sa amin ng sentro ng lateral resistance.

Kapag ang yate ay naglayag nang walang takong, ang CP ay dapat nakahiga sa parehong patayong tuwid na linya kasama ng CB (Larawan 99). Kung ang CP ay namamalagi sa harap ng gitnang istasyon (Larawan 99, b), pagkatapos ay ang drift force, na inilipat pasulong na may kaugnayan sa puwersa ng lateral resistance, lumiliko ang busog ng sisidlan sa hangin - ang yate ay bumagsak. Kung ang CPU ay nasa likod ng sentral na istasyon, ang yate ay iikot ang busog nito sa hangin, o itataboy (Larawan 99, c).

kanin. 99. Pag-align ng yate

Ang parehong labis na pagsasaayos sa hangin, at lalo na ang stalling (hindi tamang pagsentro) ay nakakapinsala sa paglalayag ng yate, dahil pinipilit nila ang helmsman na patuloy na magtrabaho sa timon upang mapanatili ang tuwid, at ito ay nagpapataas ng hull drag at binabawasan ang bilis ng sasakyang-dagat. Bilang karagdagan, ang maling pagkakahanay ay humahantong sa pagkasira sa kakayahang makontrol, at sa ilang mga kaso, sa kumpletong pagkawala nito.

Kung isentro natin ang yate tulad ng ipinapakita sa Fig. 99, at, iyon ay, ang CPU at ang sentral na istasyon ay nasa parehong patayo, pagkatapos ang barko ay itataboy nang napakalakas at magiging napakahirap na kontrolin ito. Ano ang problema? Mayroong dalawang pangunahing dahilan dito. Una, ang totoong lokasyon ng CPU at gitnang sistema ng nerbiyos ay hindi nag-tutugma sa teoretikal (parehong mga sentro ay inilipat pasulong, ngunit hindi pantay).

Pangalawa, at ito ang pangunahing bagay, kapag ang takong, ang puwersa ng traksyon ng mga layag at ang paayon na puwersa ng paglaban ng katawan ay lumalabas sa iba't ibang paraan. patayong eroplano(Larawan 100), ito ay lumalabas na parang pingga na pumipilit sa yate na paandarin. Kung mas malaki ang roll, mas madaling mag-pitch ang sisidlan.

Upang maalis ang naturang adduction, ang CP ay inilalagay sa harap ng central nervous system. Ang sandali ng traksyon at longitudinal resistance na lumitaw kasama ang roll, na pinipilit ang yate na paandarin, ay nabayaran ng trap moment ng drift forces at lateral resistance kapag ang CP ay matatagpuan sa harap. Para sa mahusay na pagsentro, ang CP ay dapat ilagay sa harap ng CB sa layo na katumbas ng 10-18% ng haba ng yate sa kahabaan ng waterline. Kung hindi gaanong matatag ang yate at mas mataas ang CPU na nakataas sa itaas ng central station, mas kailangan itong ilipat sa bow.

Kaya na ang yate ay may magandang galaw, ito ay dapat na nakasentro, iyon ay, ilagay ang CPU at central steering system sa isang posisyon kung saan ang barko sa isang malapit-hakot na kurso sa isang mahinang hangin ay ganap na balanse ng mga layag, sa madaling salita, ito ay matatag sa kurso na may timon na itinapon o naayos sa DP (isang bahagyang pagkahilig sa pagkahulog kapag napakahina ng hangin), at sa mas malakas na hangin ito ay malamang na naaanod. Ang bawat helmsman ay dapat na maisentro nang tama ang yate. Sa karamihan ng mga yate, ang tendency na gumulong ay tumataas kung ang mga layag sa likuran ay na-overhaul at ang mga layag sa harap ay maluwag. Kung ang mga layag sa harap ay na-overhaul at ang mga layag sa likuran ay nasira, ang barko ay lulubog. Sa pagtaas ng "belliness" ng mainsail, pati na rin ang mga layag na hindi maganda ang posisyon, ang yate ay may posibilidad na madala sa mas malaking lawak.

kanin. 100. Ang impluwensya ng takong sa pagdadala ng yate sa hangin

Ang paggalaw ng isang naglalayag na yate sa hangin ay talagang tinutukoy ng simpleng presyon ng hangin sa layag nito, na nagtutulak sa barko pasulong. Gayunpaman, ipinakita ng pananaliksik sa wind tunnel na ang paglalayag sa salungat na hangin ay naglalantad sa layag sa isang mas kumplikadong hanay ng mga puwersa.

Kapag ang papasok na hangin ay dumadaloy sa paligid ng malukong likod na ibabaw ng layag, ang bilis ng hangin ay bumababa, habang kapag umaagos sa paligid ng matambok na harap na ibabaw ng layag, ang bilis na ito ay tumataas. Bilang isang resulta, ang isang lugar ng mataas na presyon ay nabuo sa likod na ibabaw ng layag, at isang mababang presyon na lugar sa harap na ibabaw. Ang pagkakaiba ng presyon sa dalawang gilid ng layag ay lumilikha ng puwersang humihila (tulak) na nagpapakilos sa yate pasulong sa isang anggulo sa hangin.

Ang isang naglalayag na yate na matatagpuan humigit-kumulang sa tamang mga anggulo sa hangin (sa nautical terminology, ang yate ay tacked) ay mabilis na umuusad. Ang layag ay napapailalim sa paghila at pag-ilid na pwersa. Kung ang isang naglalayag na yate ay naglalayag sa isang matinding anggulo sa hangin, ang bilis nito ay bumagal dahil sa pagbaba ng puwersa ng paghila at pagtaas ng puwersa sa gilid. Kung mas lumiliko ang layag patungo sa popa, mas mabagal ang pag-usad ng yate, lalo na dahil sa malaking puwersa sa gilid.

Ang isang naglalayag na yate ay hindi maaaring direktang tumulak sa hangin, ngunit maaari itong sumulong sa pamamagitan ng paggawa ng isang serye ng mga maikling zigzag na paggalaw sa isang anggulo sa hangin, na tinatawag na mga tacks. Kung ang hangin ay umihip sa kaliwang bahagi (1), ang yate ay sinasabing naglalayag sa port tack; Upang mas mabilis na masakop ang distansya, sinusubukan ng yate na pataasin ang bilis ng yate sa limitasyon sa pamamagitan ng pagsasaayos ng posisyon ng layag nito, tulad ng ipinapakita sa figure sa ibaba sa kaliwa. Upang mabawasan ang paglihis sa gilid mula sa isang tuwid na linya, ang yate ay gumagalaw, nagbabago ng kurso mula sa starboard tack patungo sa port at vice versa. Kapag ang yate ay nagbago ng kurso, ang layag ay itinapon sa kabilang panig, at kapag ang eroplano nito ay kasabay ng linya ng hangin, ito ay lumilipad nang ilang oras, i.e. ay hindi aktibo (gitnang larawan sa ibaba ng teksto). Ang yate ay natagpuan ang sarili sa tinatawag na dead zone, na nawawala ang bilis hanggang sa muling pinalaki ng hangin ang layag mula sa tapat na direksyon.

Mahirap isipin kung paano maaaring pumunta ang mga naglalayag na barko "laban sa hangin" - o, tulad ng sinasabi ng mga mandaragat, pumunta "malapit na hinatak". Totoo, sasabihin sa iyo ng isang marino na hindi ka maaaring direktang maglayag laban sa hangin, ngunit maaari ka lamang lumipat sa isang matinding anggulo sa direksyon ng hangin. Ngunit ang anggulong ito ay maliit - halos isang-kapat ng isang tamang anggulo - at tila, marahil, ay pantay na hindi maintindihan: kung direktang maglayag laban sa hangin o sa isang anggulo dito ng 22°.

Sa katotohanan, gayunpaman, hindi ito walang malasakit, at ipapaliwanag natin ngayon kung paano posible na lumipat patungo dito sa isang bahagyang anggulo sa pamamagitan ng lakas ng hangin. Una, tingnan natin kung paano karaniwang kumikilos ang hangin sa layag, iyon ay, kung saan itinutulak nito ang layag kapag humihip ito. Marahil ay iniisip mo na ang hangin ay palaging itinutulak ang layag sa direksyon na iihip nito. Ngunit hindi ganito: saanman umihip ang hangin, itinutulak nito ang layag na patayo sa eroplano ng layag. Sa katunayan: hayaang umihip ang hangin sa direksyon na ipinahiwatig ng mga arrow sa figure sa ibaba; linya AB nagsasaad ng layag.

Palaging itinutulak ng hangin ang layag sa tamang mga anggulo sa eroplano nito.

Dahil pantay-pantay ang pagpindot ng hangin sa buong ibabaw ng layag, pinapalitan namin ang presyon ng hangin ng puwersang R na inilapat sa gitna ng layag. Hatiin natin ang puwersang ito sa dalawa: puwersa Q, patayo sa layag, at ang puwersang P na nakadirekta kasama nito (tingnan ang figure sa itaas, kanan). Ang huling puwersa ay nagtutulak sa layag kahit saan, dahil ang alitan ng hangin sa canvas ay hindi gaanong mahalaga. Nananatili ang lakas Q, na nagtutulak sa layag sa tamang mga anggulo dito.

Dahil alam natin ito, madali nating mauunawaan kung paano maglayag ang isang barko sa isang matinding anggulo patungo sa hangin. Hayaan ang linya QC inilalarawan ang linya ng kilya ng barko.

Paano ka maglalayag laban sa hangin?

Ang hangin ay umiihip sa isang matinding anggulo sa linyang ito sa direksyon na ipinahiwatig ng isang serye ng mga arrow. Linya AB naglalarawan ng isang layag; ito ay inilalagay upang ang eroplano nito ay humahati sa anggulo sa pagitan ng direksyon ng kilya at ng direksyon ng hangin. Sundin ang pamamahagi ng mga puwersa sa figure. Kinakatawan namin ang lakas ng hangin sa layag Q, na alam nating dapat patayo sa layag. Hatiin natin ang puwersang ito sa dalawa: puwersa R, patayo sa kilya, at ang puwersa S, nakadirekta pasulong, kasama ang linya ng kilya ng sisidlan. Dahil sa direksyon ang galaw ng barko R nakakaranas ng malakas na resistensya ng tubig (keel in mga barkong naglalayag nagiging napakalalim), pagkatapos ay ang lakas R halos ganap na balanse ng water resistance. Tanging lakas ang natitira S, na, tulad ng nakikita mo, ay nakadirekta pasulong at, samakatuwid, gumagalaw ang barko sa isang anggulo, na parang patungo sa hangin. [Mapapatunayan na ang lakas S tumatanggap ng pinakamalaking halaga kapag hinahati ng eroplano ng layag ang anggulo sa pagitan ng kilya at direksyon ng hangin.]. Karaniwan ang paggalaw na ito ay ginagawa sa mga zigzag, tulad ng ipinapakita sa figure sa ibaba. Sa wika ng mga mandaragat, ang naturang paggalaw ng barko ay tinatawag na "tacking" sa mahigpit na kahulugan ng salita.

 

Maaaring kapaki-pakinabang na basahin:

• Paano pumunta sa isang iskursiyon sa Antarctica?;
• Czech Republic Troy Castle. Troja Castle sa Prague. Sinaunang gawaan ng alak at museo;
• Böcklin at ang kanyang "isla ng mga patay" Isang kultural na kababalaghan sa panahon nito;
• Ang mga tiket sa hangin sa Crimea Ang mga tiket sa hangin sa Crimea ay magiging mas mura;
• Kung ano ang maaari at hindi mo maaaring dalhin sa iyo;
• Buksan ang kaliwang menu Heviz Paano makarating mula Budapest hanggang Lake Heviz;
• Cable car sa Nha Trang (Vinpearl) Ang pinakamahabang cable car sa mundo Vietnam;
• Kamenets-Podolsk fortress - isang makasaysayang monumento ng Ukraine Buhay sa labas ng mga pader ng Kamenets-Podolsk fortress;