Погодный штурвал
Погодный штурвал - это тенденция парусных судов поворачиваться к источнику ветра, создавая несбалансированный штурвал , который требует повернуть румпель на ветер (т.е. «в сторону погоды»), чтобы противодействовать этому эффекту.
Погодный шлем является противоположностью подветренного шлема . Как правило, это менее хлопотно, чем подветренный шлем. [1]
Обзор
[ редактировать ]Погодный штурвал является результатом смещения вектора усилия судна в подветренную и кормовую сторону (направления, в котором толкает сила, создаваемая парусами). Это смещение вызвано избыточным давлением на грот , которое преодолевает наветренное боковое сопротивление, создаваемое кливером ( или другим передним парусом) и килем или швертом. Это приводит к дисбалансу сил на корме и наветренной стороне, и судно поворачивается вокруг центра лобового сопротивления (часто около центра киля или шверта), заставляя нос двигаться в наветренную сторону. [2] Погодный штурвал возникает не только из-за слишком мощной магистрали; когда судно кренится в подветренную сторону, кормовая составляющая сопротивления киля перемещается в наветренную сторону. Это создает силу ( поворотный момент ), которая толкает лук в непогоду. Поскольку как сильный основной, так и тяжелый крен возникают в одних и тех же обстоятельствах, иногда трудно определить источник погодного руля.
Хотя погодный штурвал возникает на судне любого размера, физическое движение судна часто бывает более тяжелым для судов без киля. Это результат того, что меньшая лопасть очень быстро подавляется относительно большим гротом. В килевых лодках, несмотря на то, что штурвал не так легко ощущается, он может быть столь же вредным, поскольку все еще существует боковое сопротивление лопасти, а также необходимость перетягивать руль в нежелательное положение (см. Смягчение последствий).
Некоторые моряки считают, что небольшое положение руля от непогоды является желательной ситуацией, как с точки зрения «ощущения» руля, так и с точки зрения тенденции лодки слегка поворачивать на ветер при более сильных порывах ветра, в некоторой степени самостоятельно. расправляют паруса. Другие моряки с этим не согласны и предпочитают нейтральный руль. [3] Погодный штурвал также представляет собой своего рода переключатель мертвого человека : лодка безопасно останавливается в кандалах, если штурвал отпущен на некоторое время.
смягчение последствий
[ редактировать ]Любое действие, уменьшающее угол крена лодки, идущей или движущейся по ветру, поможет уменьшить погодный штурвал. Моряки-гонщики используют вес своего тела, чтобы привести лодку в более вертикальное положение. Уменьшение или установка рифов общей площади парусов будет иметь тот же эффект, и, как ни странно, многие лодки будут идти быстрее с меньшим парусом при сильном ветре, если крен и штурвал будут уменьшены, из-за уменьшения подводного сопротивления (см . организованное плавание ). Ослабление шкотов на кормовых парусах, таких как грот на шлюпе или катере, может дать немедленный эффект, особенно для облегчения маневрирования. Перемещение или увеличение площади парусов вперед также может помочь, например, подняв стаксель (и, возможно, опустив стаксель ) на катере.
При движении против ветра погодный штурвал может быть вызван дисбалансом из-за того, что все продольные паруса расположены на одной (подветренной) стороне лодки. Может помочь подъем спинакера или выставление переднего паруса с наветренной стороны с помощью усового шеста . Яхты, пересекающие океан пассатным ветром, оснащены «близнецами» - двойными передними парусами, вынесенными в противоположные стороны от одного и того же форштага для расширенного прохода по ветру без грота. [4] Паруса с квадратным вооружением также обеспечивают относительно симметричный ход от ветра.
Поскольку метеорологический штурвал требует тянуть руль по воде под углом к намеченному курсу, это создает сопротивление и препятствует движению лодки по воде. В книге «Sailing Illustrated» Патрик М. Ройс определяет метеорологический штурвал как просто «кренящуюся парусную лодку, желающую идти против ветра». [5] Принцип один и тот же, независимо от того, управляется ли судно румпелем или штурвалом; поворот руля под ветер дает тот же эффект руля, что и поворот румпеля на ветер.
Обсуждение
[ редактировать ]Фундаментальной причиной «штурвала», будь то погода или подветренная сторона, является разница между центром усилия плана паруса и центром бокового сопротивления корпуса. Если центр давления находится позади центра бокового сопротивления, это приведет к погодному штурвалу, склонности судна к развороту против ветра или к флюгеру.
Если ситуация обратная, когда центр давления находится впереди центра сопротивления корпуса, получится «подветренный» штурвал, что обычно считается нежелательным, а то и опасным. Слишком сильное управление любым рулем нехорошо, поскольку оно заставляет рулевого удерживать руль отклоненным, чтобы противостоять ему, вызывая тем самым дополнительное сопротивление, превышающее то, которое могло бы испытать судно с нейтральным или минимальным рулем.
См. «Теорию и практику парусного спорта » К.А. Маршажа для математического анализа динамики погодного руля. [6]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Фрэзар, Дуглас (1907). Практическое плавание на лодке . Бостон, Лотроп, Ли и Шепард. п. 114 .
- ^ Учитесь парусному спорту правильно! : промежуточное плавание : национальный стандарт качественного обучения парусному спорту . Ассоциация парусного спорта США. Портсмут, Род-Айленд. 2012. ISBN 9780982167687 . OCLC 910914500 .
{{cite book}}
: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ) CS1 maint: другие ( ссылка ) - ^ "Некоторые моряки считают, что небольшой размер руля - это хорошо, что руль под небольшим углом атаки способствует увеличению общей подъемной силы, создаваемой лодкой. Я утверждаю, что руль - это не что иное, как тормоз, который срабатывает каждый и каждый раз, когда он используется, в идеале желательно, чтобы руль просто следовал за лодкой и не создавал подъемной силы и минимального сопротивления». Барни Харрис Полное руководство по парусному спорту на Альбакоре http://usaa.albacore.org/members/techniques
- ^ Малвилл, Фрэнк (1991). Парусный спорт в одиночку . Книги моряка. ISBN 978-0-85036-410-1 .
- ^ Ройс, Патрик М. (1993). Иллюстрированное плавание Ройса: Библия моряков с 1956 года . Простар. ISBN 978-0-911284-08-9 .
- ^ Марчаж, Калифорния (1985). Теория и практика парусного спорта, исправленное издание . Патнэм. ISBN 978-0-396-08428-0 .