Рускиот поет Михаил Јуриевич Лермонтов сакаше моретоа во своите дела често го споменувал. Тој напиша прекрасна песна за белењето плови, која брза меѓу брановите во далечното море. Веројатно сте запознаени со поемата на Лермонтов, бидејќи ова се најпознатите поетски стихови за едрени бродови. Читајќи ги, може да се замисли разбеснето море и прекрасни бродови меѓу неговите бранови. Ветерот ги разнесува едрата. И, благодарение на силата на ветрот, бродовите се движат напред. Но, како успеваат едрилиците да пловат против ветрот?

За да одговорите на ова, прво треба да научите непознат збор. "так".Халсоме насоката на движење на садот во однос на ветрот. Лепењето може да биде со лева рака кога ветрот дува од лево, или со десно кога дува ветер од десната страна. Исто така, важно е да се знае второто значење на зборот „так“ - тоа е дел од патеката, поточно, нејзиниот сегмент што минува едрилица кога се движи. против ветрот... Се сеќавате?

Сега, за да разбереме како едрилиците успеваат да пловат против ветрот, ајде да се справиме со едрата. Тие доаѓаат во различни форми и големини на едрилица - прави и коси... И секој си ја работи својата работа. Кога дува спротивен ветер, бродот се управува со коси едра кои се вртат на еден или на друг начин.

Следејќи ги, бродот се врти во една или друга насока. Се врти и оди напред. Морнарите го нарекуваат ова движење - променлива тактика... Нејзината суштина лежи во фактот дека ветрот притиска на косите едра и го дува бродот малку настрана и напред. Кормилото на едрилицата не дозволува целосно да се сврти, а вештите морнари навреме ги ставаат едрата во движење менувајќи ја нивната положба. Значи, во мали цик-цак, и се движи напред.

Се разбира, променливото летање е многу тешко за целата екипа на едрилицата. Но, морнарите се искусни момци. Тие не се плашат од тешкотии и многу го сакаат морето.

4.4. Акција на ветрот на едрото

Бродот за спасување под едро е под влијание на два медиума: протокот на воздух што дејствува на едрото и површината на чамецот и водата што дејствува на подводниот дел од чамецот.

Благодарение на обликот на едрото, дури и при најнеповолните ветрови (одблиску), чамецот може да се движи напред. Едрото наликува на крило, чие најголемо отклонување е 1 / 3-1 / 4 од ширината на едрото од пијавицата и има вредност од 8-10% од ширината на едрото (сл. 44).

Ако ветрот, со правец Б (слика 45, а), на својот пат сретне едро, тој се наведнува околу него од двете страни. На ветровитата страна на едрото, притисокот е поголем (+) отколку на подветрената (-). Резултатот од силите на притисокот формира сила P насочена нормално на рамнината на едрото или акордот што минува низ луфот и пијавицата и се применува на центарот на едрото на CP (сл. 45, б).

Ориз. 44. Профил на плови:
Б - ширината на едрото долж акордот

Ориз. 45. Сили кои дејствуваат на едрото и трупот на бродот:
а - ефектот на ветрот на едрото; б - ефектот на ветерот на едрото и водата на трупот на бродот

Ориз. 46. ​​Правилна положба на плови во различни насоки на ветерот: а - ветрот; б - заливски ветар; в - пред ветрот

Силата P се распаѓа во силата на потисок Т, насочена паралелно со централната рамнина (DP) на чамецот, принудувајќи го бродот да се движи напред, и силата на лизгање D, насочена нормално на DP, предизвикувајќи бродот да лебди и да се тркала. .

Силата P зависи од брзината и насоката на ветрот во однос на едрото. Повеќе
Ако
Ефектот на водата на бродот во голема мера зависи од контурите на неговиот подводен дел.

И покрај фактот дека при странично влечен ветар, силата на нанос D ја надминува силата на потисок Т, чамецот има удар напред. На ова влијае страничниот отпор R 1 на подводниот дел од трупот, кој е многу пати поголем од фронталниот отпор R.

Ориз. 47. Знамен ветер:
Б И - вистински ветер; В Ш - ветер од движењето на чамецот; В В - привиден ветер

Силата Д, и покрај противењето на трупот, сепак го дува бродот надвор од линијата на патеката. Составен од DP и насока на вистинско IP движење на брод
Така, најголемиот потисок и најмалиот нанос на чамецот може да се добие со избирање на најповолната положба на централната рамнина на бродот и рамнината на едрото во однос на ветрот. Утврдено е дека аголот помеѓу DP на бродот и рамнината на едрото треба да биде еднаков на половина
При изборот на положбата на едрото во однос на чамецот и ветрот, надзорникот на бродот не се води од вистинскиот, туку од очигледниот (привиден) ветер, чија насока се одредува според резултатот на брзината на бродот и вистинската брзина на ветерот (сл. 47).

Стрипот, кој се наоѓа пред предвидливоста, делува како летва. Протокот на воздух помеѓу стрелата и брегот го намалува притисокот на подветрената страна на брегот и затоа ја зголемува неговата моќ на влечење. Ова се случува само под услов аголот помеѓу стрелата и гуменот на чамецот да биде малку поголем од аголот помеѓу предниот дел и нуркањето (сл. 48, а).

"Правен ветер!" - им посакуваат на сите морнари, и тоа е сосема залудно: кога дува ветер од крмата, јахтата не е во состојба да развие максимална брзина. Оваа шема беше помогната од Вадим Ждан, професионален капитен, тркач, организатор и домаќин на регати за јахти. Прочитајте ги советите за алатки на дијаграмот за да го сфатите.

2. Потисокот на едрото се должи на два фактори. Прво, ветрот само притиска на едрата. Второ, косите едра поставени на повеќето модерни јахти, кога течат со воздух, работат како авионско крило и само тоа е насочено не нагоре, туку напред. Поради аеродинамиката, воздухот на конвексната страна на едрото се движи побрзо отколку на конкавната страна, а притисокот на надворешната страна на едрото е помал отколку на внатрешната страна.

3. Вкупната сила што ја создава едрото е нормална на едрото. Според правилото за собирање на вектори, можно е да се разликуваат силата на нанос (црвена стрелка) и силата на удар (зелена стрелка).

5. За да плови строго против ветрот, јахтата маневрира: се свртува кон ветрот со едната или другата страна, движејќи се напред во сегменти - лепенки. Колку долго треба да биде тактот и под кој агол на ветрот да се движи се важни прашања за тактиката на капитенот.

9. Gulfwind- ветрот дува нормално на правецот на патување.

11. Fordewind- истиот заден ветар што дува од крмата. Спротивно на очекувањата, не е најбрзиот курс: тука не се користи подигнувањето на едрото, а теоретската граница на брзина не ја надминува брзината на ветерот. Искусниот капетан знае како да предвиди невидливи воздушни струи на ист начин како

ВЕТЕР ДВИЖНА СИЛА

Веб-страницата на НАСА објави многу интересни материјали за различни фактори кои влијаат на формирањето на лифтот од страна на крилото на авионот. Исто така, постојат интерактивни графички модели кои покажуваат дека подигањето може да се генерира и со симетрично крило поради отклонување на протокот.

Едрото, кое е под агол на протокот на воздух, го отклонува (сл. 1г). Доаѓајќи низ „нагорната“, подветрената страна на едрото, протокот на воздух минува по подолг пат и, во согласност со принципот на континуитет на протокот, се движи побрзо отколку од страната нагоре, „долу“. Резултатот е помал притисок на подветрената страна на едрото отколку на страната против ветерот.

Кога пловете по предниот ветер кој се движи со едрата поставена нормално на правецот на ветрот, стапката на зголемување на притисокот против ветерот е поголема од стапката на намалување на притисокот на подветрената страна, со други зборови ветрот ја турка јахтата повеќе од неа. влече. Како што чамецот се врти поостро кон ветерот, овој однос ќе се промени. Така, ако ветрот дува нормално на патеката на јахтата, зголемувањето на притисокот врз едрото од страната против ветерот има помал ефект врз брзината отколку намалувањето на притисокот од подветрената страна. Со други зборови, едрото повеќе ја влече јахтата отколку што турка.

Движењето на јахтата се должи на фактот што ветрот е во интеракција со едрото. Анализата на оваа интеракција води до неочекувани, за многу новодојденци, резултати. Излегува дека максималната брзина се постигнува не кога ветрот дува точно одзади, туку желбата за „опаш ветер“ носи сосема неочекувано значење.

И едрото и јаболката, кога се во интеракција со протокот, соодветно, на воздух или вода, создаваат подигање, затоа, теоријата на крилата може да се примени за да се оптимизираат нивните перформанси.

ВЕТЕР ДВИЖНА СИЛА

Протокот на воздух има кинетичка енергија и, во интеракција со едрата, може да ја придвижи јахтата. Работата и на едрата и на крилото на авионот е опишана со законот на Бернули, според кој зголемувањето на брзината на протокот доведува до намалување на притисокот. Кога се движи во воздух, крилото го дели протокот. Дел од него оди околу крилото одозгора, дел одоздола. Авионското крило е дизајнирано така што протокот на воздух над врвот на крилото е побрз од протокот под дното на крилото. Резултатот е значително помал притисок над крилото отколку долу. Разликата во притисокот е подигнувањето на крилото (сл. 1а). Поради сложената форма, крилото може да генерира подигање дури и кога пресекува поток што се движи паралелно со рамнината на крилото.

Едрото може да ја придвижи јахтата само ако е под одреден агол на потокот и го отклонува. Прашањето за тоа колку од подигањето е поврзано со Бернулиовиот ефект и колку е резултатот од отклонувањето на протокот останува контроверзно. Според класичната теорија на крилата, подигањето произлегува исклучиво од разликата во стапките на проток над и под асиметричното крило. Во исто време, добро е познато дека симетричното крило е исто така способно да создаде подигање ако е поставено под одреден агол на протокот (сл. 1б). Во двата случаи, аголот помеѓу линијата што ги поврзува предните и задните точки на крилото и насоката на протокот се нарекува агол на напад.

Силата на подигање се зголемува со зголемување на аголот на напад, но оваа врска работи само при мали вредности на овој агол. Штом аголот на напад надмине одредено критично ниво и протокот се распадне, на горната површина на крилото се формираат бројни вртлози, а силата на подигање нагло се намалува (сл. 1в).

Јахтите знаат дека предниот ветрот е далеку од најбрзиот пат. Ако ветар со иста јачина дува под агол од 90 степени во однос на патеката, чамецот ќе се движи многу побрзо. На патеката на предниот ветер, силата со која ветрот го турка едрото зависи од брзината на јахтата. Со максимална сила, ветрот притиска на едрото на неподвижната јахта (сл. 2а). Како што се зголемува брзината, притисокот на едрото опаѓа и станува минимален кога јахтата ќе достигне максимална брзина (сл. 2б). Максималната брзина на патеката напред е секогаш помала од брзината на ветерот. Постојат неколку причини за тоа: прво, триење, при секое движење, одреден дел од енергијата се троши на надминување на различни сили кои го попречуваат движењето. Но, главната работа е дека силата со која ветрот притиска на едрото е пропорционална на квадратот на привидната брзина на ветерот, а привидната брзина на ветерот на патеката напред е еднаква на разликата помеѓу вистинската брзина на ветерот и брзината на јахтата. .

Едриличарските јахти со заливски ветер (90º кон ветрот) се способни да се движат побрзо од ветрот. Во рамките на овој напис, нема да разговараме за карактеристиките на очигледниот ветер, само забележуваме дека на патеката на заливскиот ветар, силата со која ветрот притиска на едрата е помалку зависна од брзината на јахтата (сл.2в).

Триењето е главниот фактор што го спречува зголемувањето на брзината. Затоа, едрилиците со мала отпорност на движење се способни да достигнат брзини многу поголеми од брзината на ветерот, но не и на патеката на ветрот. На пример, скејт, поради фактот што лизгалките имаат незначителен отпор на лизгање, може да забрза до брзина од 150 км на час со брзина на ветер од 50 км на час или уште помалку.

Физиката на едрењето Објаснето: Вовед

ISBN 1574091700, 9781574091700

Ветровите што дуваат во јужниот дел на Пацификот на запад... Затоа нашата рута беше дизајнирана така што едриличарската јахта „Џулиета“ се движи од исток кон запад, односно ветерот да дува во задниот дел.

Меѓутоа, ако ја погледнете нашата рута, ќе забележите дека често, на пример, кога се движиме од југ кон север од Самоа до Токелау, моравме да се движиме нормално на ветрот. И понекогаш насоката на ветрот целосно се менуваше и мораше да оди спротивно на ветрот.

Патот на Јулија

Што да направите во овој случај?

Бродовите со пловење веќе долго време можат да пловат против ветрот. Класичниот Јаков Перелман долго време добро и едноставно пишуваше за ова во својата Втора книга од циклусот забавна физика. Го цитирам ова парче овде дословно со слики.

„Пловење против ветрот

Тешко е да се замисли како пловните бродови можат да одат „против ветрот“ - или, според зборовите на морнарите, да одат „настрана“. Навистина, морнарот ќе ви каже дека не можете да одите директно против ветрот под едра, но можете да се движите само под остар агол во однос на насоката на ветрот. Но, овој агол е мал - околу една четвртина од правиот агол - и се чини, можеби, подеднакво неразбирливо: дали да се плива директно против ветрот или под агол од 22 ° кон него.

Во реалноста, сепак, ова не е рамнодушно, и сега ќе објасниме како силата на ветрот може да оди кон него под мал агол. Прво, размислете како ветрот воопшто дејствува на едрото, односно каде го турка едрото кога дува на него. Веројатно мислите дека ветрот секогаш го турка едрото во насоката во која дува. Но, тоа не е така: каде и да дува ветрот, тој го турка едрото нормално на рамнината на едрото. Навистина: нека ветрот дува во насока означена со стрелките на сликата подолу; линијата AB го претставува едрото.

Ветерот секогаш го турка едрото под прав агол на неговата рамнина.

Бидејќи ветрот рамномерно притиска на целата површина на едрото, го заменуваме притисокот на ветерот со силата R што се применува на средината на едрото. Оваа сила ја разложуваме на два: силата Q, нормална на едрото и силата P, насочена по него (видете ја сликата погоре, десно). Последната сила не го турка едрото никаде, бидејќи триењето на ветрот против платното е занемарливо. Останува силата Q, која го турка едрото под прав агол на него.

Знаејќи го ова, лесно можеме да разбереме како бродот за едрење може да оди под остар агол кон ветрот. Нека линијата KK ја претставува линијата на јаболката на садот.

Како можеш да пловиш против ветрот.

Ветерот дува под остар агол на оваа линија во насока означена со низата стрелки. Линијата АБ го претставува едрото; тој е поставен така што неговата рамнина го преполовува аголот помеѓу правецот на јаболката и насоката на ветрот. Следете го распаѓањето на силите на сликата. Притисокот на ветрот на едрото го претставуваме со силата Q, која, знаеме, мора да биде нормална на едрото. Оваа сила ја разложуваме на два: силата R, нормална на јаболката и силата S, насочена напред, долж линијата на јазичето на садот. Бидејќи движењето на бродот во правец на R наидува на силен водоотпорност (килата кај пловните бродови станува многу длабока), силата на R е речиси целосно избалансирана со отпорот на вода. Има само една сила S, која, како што можете да видите, е насочена напред и, според тоа, го движи бродот под агол, како кон ветрот. [Силата S може да се покаже како најголема кога рамнината на едрото ќе го преполови аголот помеѓу насоките на јаболката и ветерот.]. Вообичаено, ова движење се изведува во цик-цак, како што е прикажано на сликата подолу. На јазикот на морнарите, ова движење на бродот се нарекува „такинг“ во потесна смисла на зборот“.

Ајде сега да ги разгледаме сите можни насоки на ветерот во однос на текот на бродот.

Дијаграмот на курсот на бродот во однос на ветрот, односно аголот помеѓу насоката на ветрот и векторот од крмата до лакот (насока).

Кога дува ветер во лице (левентик), едрата висат од една на друга страна и со едрото е невозможно да се движите. Се разбира, секогаш можете да ги спуштите едрата и да го вклучите моторот, но ова нема никаква врска со пловењето.

Кога ветрот дува право во задниот дел (предна страна, заден ветер), дисперзираните молекули на воздухот вршат притисок врз едрото од едната страна и чамецот се движи. Во овој случај, садот може да се движи само побавно од брзината на ветерот. Тука функционира аналогијата на возење велосипед на ветер - ветрот дува во грб и полесно е да се педали.

При движење спротивно на ветрот (бејдветер), едрото не се движи поради притисокот на молекулите на воздухот на едрото од задниот дел, како во случајот со предниот ветер, туку поради подигањето што се создава поради различните брзини на воздухот од двете страни. страни по едрото. Во исто време, поради јаболката, чамецот се движи не во насока нормална на курсот на бродот, туку само напред. Односно, едрото во овој случај не е чадор, како во случајот на странично влечење, туку авионско крило.

За време на нашите премини, главно одевме задни и заливски ветрови со просечна брзина од 7-8 јазли со брзина на ветерот од 15 јазли. Понекогаш одевме против ветрот, Gulfwind и Beydewind. И кога ветрот стивна, го вклучија моторот.

Во принцип, чамец со едро што оди спротивно на ветрот не е чудо, туку реалност.

Најинтересно е што чамците можат да одат не само против ветрот, туку и побрзо од ветрот. Ова се случува кога чамецот е во заднина, создавајќи „свој ветер“.