Sulit membayangkan bagaimana kapal layar bisa berlayar “melawan angin” - atau, seperti yang dikatakan para pelaut, berlayar “jarak dekat”. Benar, seorang pelaut akan memberi tahu Anda bahwa Anda tidak dapat berlayar langsung melawan angin, tetapi Anda hanya dapat bergerak dengan sudut tajam ke arah angin. Namun sudut ini kecil - sekitar seperempat sudut siku-siku - dan tampaknya, mungkin, sama-sama tidak dapat dipahami: apakah akan berlayar melawan angin atau dengan sudut 22°.

Namun pada kenyataannya, hal ini tidak berarti acuh tak acuh, dan sekarang kami akan menjelaskan bagaimana mungkin untuk bergerak ke arah itu dengan sedikit miring karena kekuatan angin. Pertama, mari kita lihat bagaimana angin secara umum bekerja pada layar, yaitu ke arah mana ia mendorong layar ketika bertiup di atasnya. Anda mungkin mengira angin selalu mendorong layar ke arah tiupannya. Namun tidak demikian: ke mana pun angin bertiup, ia mendorong layar tegak lurus terhadap bidang layar. Memang: biarkan angin bertiup ke arah yang ditunjukkan oleh tanda panah pada gambar di bawah; garis AB menunjukkan layar.

Angin selalu mendorong layar tegak lurus terhadap bidangnya.

Karena angin menekan secara merata pada seluruh permukaan layar, kita mengganti tekanan angin dengan gaya R yang diterapkan pada bagian tengah layar. Mari kita bagi gaya ini menjadi dua: gaya Q, tegak lurus terhadap layar, dan gaya P diarahkan sepanjang layar (lihat gambar di atas, kanan). Gaya terakhir tidak mendorong layar ke mana pun, karena gesekan angin pada kanvas tidak signifikan. Kekuatan tetap ada Q, yang mendorong layar tegak lurus terhadapnya.

Mengetahui hal ini, kita dapat dengan mudah memahami bagaimana sebuah kapal layar dapat berlayar dengan sudut tajam ke arah angin. Biarkan garisnya QC menggambarkan garis lunas kapal.

Bagaimana caranya kamu bisa berlayar melawan angin?

Angin bertiup dengan sudut lancip terhadap garis ini ke arah yang ditunjukkan oleh serangkaian anak panah. Garis AB menggambarkan sebuah layar; ditempatkan sedemikian rupa sehingga bidangnya membagi dua sudut antara arah lunas dan arah angin. Ikuti distribusi kekuatan pada gambar. Kami mewakili kekuatan angin di layar Q, yang kita tahu harus tegak lurus dengan layar. Mari kita bagi gaya ini menjadi dua: gaya R, tegak lurus terhadap lunas, dan gaya S, diarahkan ke depan, sepanjang garis lunas kapal. Karena pergerakan kapal searah R memenuhi ketahanan air yang kuat (lunas kapal layar dibuat sangat dalam), kemudian gaya R hampir sepenuhnya seimbang dengan ketahanan air. Hanya kekuatan yang tersisa S, yang, seperti yang Anda lihat, diarahkan ke depan dan, oleh karena itu, menggerakkan kapal pada suatu sudut, seolah-olah ke arah angin. [Dapat dibuktikan bahwa kekuatannya S menerima nilai terbesar ketika bidang layar membagi dua sudut antara arah lunas dan angin.]. Biasanya gerakan ini dilakukan secara zigzag, seperti terlihat pada gambar di bawah. Dalam bahasa pelaut, pergerakan kapal seperti itu disebut “tacking” dalam arti sebenarnya.

Yang tidak kalah pentingnya dengan ketahanan lambung kapal adalah gaya traksi yang dikembangkan oleh layar. Untuk lebih jelas membayangkan cara kerja layar, mari kita kenali konsep dasar teori layar.

Kita telah membicarakan tentang gaya-gaya utama yang bekerja pada layar kapal pesiar yang berlayar dengan arah angin penarik (jalur jibed) dan angin sakal (di belakang jalur angin). Kami menemukan bahwa gaya yang bekerja pada layar dapat diuraikan menjadi gaya yang menyebabkan kapal pesiar menggelinding dan melayang melawan arah angin, gaya hanyut dan gaya traksi (lihat Gambar 2 dan 3).

Sekarang mari kita lihat bagaimana gaya total tekanan angin pada layar ditentukan dan apa yang bergantung pada gaya dorong dan gaya hanyut.

Untuk membayangkan pengoperasian layar di jalur yang tajam, pertama-tama akan lebih mudah untuk mempertimbangkan layar datar (Gbr. 94), yang mengalami tekanan angin pada sudut serang tertentu. Dalam hal ini, vortisitas terbentuk di belakang layar, gaya tekanan muncul di sisi angin, dan gaya penghalusan muncul di sisi bawah angin. R yang dihasilkannya diarahkan kira-kira tegak lurus terhadap bidang layar. Untuk memahami dengan benar cara kerja layar, akan lebih mudah untuk membayangkannya sebagai resultan dari dua gaya komponen: arah X sejajar dengan aliran udara (angin) dan arah Y tegak lurus terhadapnya.

Gaya X yang diarahkan sejajar dengan aliran udara disebut gaya hambat; Itu dibuat, selain layar, juga oleh lambung kapal, tali-temali, tiang kapal dan awak kapal pesiar.

Gaya Y yang diarahkan tegak lurus terhadap aliran udara disebut gaya angkat dalam aerodinamika. Hal inilah yang menciptakan gaya dorong ke arah pergerakan kapal pesiar di jalur yang tajam.

Jika, dengan gaya hambat yang sama pada layar X (Gbr. 95), gaya angkat bertambah, misalnya sebesar Y1, maka seperti ditunjukkan pada gambar, resultan gaya angkat dan gaya hambat akan berubah sebesar R dan , oleh karena itu, gaya dorong T akan meningkat menjadi T1.

Konstruksi seperti itu memudahkan untuk memverifikasi bahwa dengan peningkatan gaya hambat X (pada gaya angkat yang sama), gaya dorong T berkurang.

Jadi, ada dua cara untuk meningkatkan gaya traksi, dan juga kecepatan di jalur tajam: meningkatkan gaya angkat layar dan mengurangi gaya hambat layar dan kapal pesiar.

Dalam pelayaran modern, gaya angkat layar ditingkatkan dengan memberinya bentuk cekung dengan beberapa “perut” (Gbr. 96): ukuran dari tiang hingga bagian terdalam dari “perut” biasanya 0,3-0,4 kali lebih besar lebar layar, dan kedalaman "perut" -sekitar 6-10% dari lebarnya. Gaya angkat layar semacam itu 20-25% lebih besar dibandingkan layar datar sempurna dengan gaya hambat yang hampir sama. Benar, kapal pesiar dengan layar datar berlayar sedikit lebih curam mengikuti angin. Namun, dengan layar berperut buncit, kecepatan kemajuan ke dalam taktik lebih besar karena daya dorong yang lebih besar.

Beras. 96. Profil layar

Perhatikan bahwa dengan layar berperut buncit, tidak hanya gaya dorong yang meningkat, tetapi juga gaya drift, yang berarti bahwa roll dan drift kapal pesiar dengan layar berperut buncit lebih besar dibandingkan dengan layar yang relatif datar. Oleh karena itu, “tonjolan” layar lebih dari 6-7% saat angin kencang tidak menguntungkan, karena peningkatan tumit dan penyimpangan menyebabkan peningkatan yang signifikan pada ketahanan lambung kapal dan penurunan efisiensi layar, yang “memakan” efek peningkatan daya dorong. Saat angin lemah, layar dengan “perut” 9-10% menarik lebih baik, karena tekanan angin total yang rendah pada layar, tumitnya kecil.

Layar apa pun dengan sudut serang lebih besar dari 15-20°, yaitu, ketika kapal pesiar mengarah 40-50° melawan angin atau lebih, dapat mengurangi gaya angkat dan meningkatkan gaya hambat, karena turbulensi yang signifikan terbentuk di sisi bawah angin. Dan karena bagian utama gaya angkat diciptakan oleh aliran halus dan bebas turbulen di sekitar sisi bawah angin layar, penghancuran pusaran ini akan memberikan pengaruh yang besar.

Turbulensi yang terbentuk di belakang layar utama dihancurkan dengan memasang jib (Gbr. 97). Aliran udara yang memasuki celah antara layar utama dan jib meningkatkan kecepatannya (yang disebut efek nosel) dan, ketika jib disetel dengan benar, “menjilat” pusaran dari layar utama.

Beras. 97. Pekerjaan Jib

Profil layar lunak sulit dipertahankan konstan pada sudut serang yang berbeda. Sebelumnya, perahu kecil memiliki reng yang menembus seluruh layar - perahu dibuat lebih tipis di bagian "perut" dan lebih tebal di bagian luff, di mana layarnya jauh lebih rata. Saat ini, reng tembus dipasang terutama pada perahu es dan katamaran, di mana sangat penting untuk menjaga profil dan kekakuan layar pada sudut serang yang rendah, ketika layar biasa sudah diikat di sepanjang luff.

Jika sumber gaya angkat hanya pada layar, maka gaya hambat ditimbulkan oleh segala sesuatu yang berakhir pada aliran udara yang mengalir di sekitar kapal pesiar. Oleh karena itu, peningkatan sifat traksi layar juga dapat dicapai dengan mengurangi gaya hambat pada lambung, tiang, tali-temali, dan awak kapal pesiar. Untuk tujuan ini, berbagai jenis fairing digunakan pada spar dan rigging.

Besarnya gaya hambat pada layar bergantung pada bentuknya. Menurut hukum aerodinamika, gaya hambat suatu sayap pesawat semakin rendah, semakin sempit dan semakin panjang untuk luas area yang sama. Itulah sebabnya mereka mencoba membuat layar (pada dasarnya sayap yang sama, tetapi ditempatkan secara vertikal) tinggi dan sempit. Ini juga memungkinkan Anda menggunakan angin atas.

Tarikan layar sangat bergantung pada kondisi ujung depan layar. Bagian bawah semua layar harus ditutup rapat untuk mencegah kemungkinan getaran.

Perlu disebutkan satu lagi keadaan yang sangat penting - yang disebut pemusatan layar.

Dari ilmu mekanika diketahui bahwa gaya apa pun ditentukan oleh besarnya, arah, dan titik penerapannya. Sejauh ini kita hanya membicarakan besaran dan arah gaya yang diterapkan pada layar. Seperti yang akan kita lihat nanti, pengetahuan tentang poin penerapan sangat penting untuk memahami pengoperasian layar.

Tekanan angin tersebar tidak merata di seluruh permukaan layar (bagian depannya mengalami tekanan lebih besar), namun untuk menyederhanakan perhitungan perbandingan diasumsikan tersebar merata. Untuk perhitungan perkiraan, gaya resultan tekanan angin pada layar diasumsikan diterapkan pada satu titik; pusat gravitasi permukaan layar diambil ketika ditempatkan di bidang tengah kapal pesiar. Titik ini disebut pusat layar (CS).

Mari kita fokus pada metode grafis paling sederhana untuk menentukan posisi CPU (Gbr. 98). Gambarlah luas layar kapal pesiar pada skala yang diperlukan. Kemudian, pada perpotongan median - garis yang menghubungkan titik sudut segitiga dengan titik tengah sisi yang berhadapan - ditemukan pusat setiap layar. Setelah diperoleh dalam gambar pusat O dan O1 dari dua segitiga yang membentuk layar utama dan layar tetap, gambarlah dua garis sejajar OA dan O1B melalui pusat-pusat ini dan letakkan di atasnya dalam arah yang berlawanan dalam skala apa pun kecuali skala yang sama dengan banyak garis linier. satuan sebagai meter persegi dalam segitiga; Dari tengah layar utama diberhentikan area jib, dan dari tengah jib - area layar utama. Titik ujung A dan B dihubungkan oleh garis lurus AB. Garis lurus lainnya - O1O menghubungkan pusat-pusat segitiga. Pada perpotongan garis lurus A B dan O1O akan terdapat pusat persekutuan.

Beras. 98. Metode grafis untuk menemukan pusat layar

Seperti yang telah kami katakan, gaya hanyut (kita akan menganggapnya diterapkan di tengah layar) dilawan oleh gaya hambatan lateral lambung kapal pesiar. Gaya tahanan lateral dianggap diterapkan pada pusat tahanan lateral (CLR). Pusat hambatan lateral adalah pusat gravitasi proyeksi bagian bawah air kapal pesiar ke bidang tengah.

Pusat hambatan lateral dapat ditemukan dengan memotong garis besar bagian bawah air kapal pesiar dari kertas tebal dan menempatkan model ini pada bilah pisau. Saat model sudah seimbang, tekan perlahan, lalu putar 90° dan seimbangkan lagi. Perpotongan garis-garis ini memberi kita pusat hambatan lateral.

Ketika kapal pesiar berlayar tanpa miring, CP harus terletak pada garis lurus vertikal yang sama dengan CB (Gbr. 99). Jika CP terletak di depan stasiun pusat (Gbr. 99, b), maka gaya drift, yang digeser ke depan relatif terhadap gaya hambatan lateral, mengubah haluan kapal menjadi angin - kapal pesiar tersebut jatuh. Jika CPU berada di belakang stasiun pusat, kapal pesiar akan mengarahkan haluannya ke arah angin, atau digerakkan (Gbr. 99, c).

Beras. 99. Penjajaran kapal pesiar

Baik penyesuaian yang berlebihan terhadap angin, dan terutama penghentian (pemusatan yang tidak tepat) berbahaya bagi pelayaran kapal pesiar, karena memaksa juru mudi untuk terus-menerus menggerakkan kemudi untuk menjaga kelurusan, dan ini meningkatkan hambatan lambung dan mengurangi kecepatan kapal. Selain itu, penyelarasan yang salah menyebabkan penurunan kemampuan pengendalian, dan dalam beberapa kasus, hilangnya total.

Jika kita memusatkan kapal pesiar seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 99, yaitu CPU dan sistem kendali pusat akan berada pada vertikal yang sama, maka kapal akan digerakkan dengan sangat kuat dan akan menjadi sangat sulit untuk mengendalikannya. Apa masalahnya? Ada dua alasan utama di sini. Pertama, lokasi sebenarnya dari CPU dan sistem saraf pusat tidak sesuai dengan lokasi teoritis (kedua pusat digeser ke depan, tetapi tidak sama).

Kedua, dan ini yang utama, ketika miring, gaya traksi layar dan gaya tahanan memanjang lambung ternyata terletak pada bidang vertikal yang berbeda (Gbr. 100), ternyata seperti tuas yang memaksa kapal pesiar. untuk dikendarai. Semakin besar gulungannya, semakin besar kemungkinan kapal tersebut untuk miring.

Untuk menghilangkan adduksi tersebut, CP ditempatkan di depan sistem saraf pusat. Momen traksi dan hambatan memanjang yang timbul pada saat menggelinding, menyebabkan kapal pesiar terdorong, dikompensasi oleh momen terperangkapnya gaya hanyut dan hambatan lateral ketika CP terletak di depan. Untuk pemusatan yang baik, CP perlu ditempatkan di depan CB dengan jarak 10-18% dari panjang kapal pesiar di sepanjang garis air. Semakin tidak stabil kapal pesiar dan semakin tinggi CPU dinaikkan di atas stasiun pusat, semakin banyak kebutuhan untuk dipindahkan ke haluan.

Agar kapal pesiar dapat bergerak dengan baik, maka harus dipusatkan, yaitu menempatkan CP dan CB pada posisi di mana kapal pada jalur jarak dekat dalam angin sepoi-sepoi sepenuhnya seimbang dengan layar, di lain waktu. dengan kata lain, ia stabil di lintasan dengan kemudi dilempar atau dipasang di DP (memungkinkan sedikit kecenderungan untuk melayang dalam angin yang sangat ringan), dan dalam angin yang lebih kuat memiliki kecenderungan untuk melayang. Setiap juru mudi harus mampu memusatkan kapal pesiar dengan benar. Pada sebagian besar kapal pesiar, kecenderungan untuk terguling meningkat jika layar belakang dirombak dan layar depan dilonggarkan. Jika layar depan dirombak dan layar belakang rusak maka kapal akan tenggelam. Dengan meningkatnya “perut” layar utama, serta posisi layar yang buruk, kapal pesiar cenderung didorong lebih jauh.

Beras. 100. Pengaruh tumit dalam membawa kapal pesiar ke arah angin

Sebelum melihat cara kerja layar, ada dua hal singkat namun penting untuk dipertimbangkan:
1. Tentukan jenis angin yang mempengaruhi layar.
2. Bicara tentang terminologi kelautan tertentu yang terkait dengan arah angin.

Angin yang nyata dan nyata dalam hal berperahu pesiar.

Angin yang bekerja pada kapal yang bergerak dan segala sesuatu yang ada di dalamnya berbeda dengan angin yang bekerja pada benda diam.
Sebenarnya angin sebagai fenomena atmosfer yang bertiup relatif terhadap daratan atau perairan inilah yang kita sebut angin sebenarnya.
Dalam hal berperahu pesiar, angin yang relatif terhadap kapal pesiar yang bergerak disebut angin semu dan merupakan jumlah dari angin sebenarnya dan aliran udara datang yang disebabkan oleh pergerakan kapal.
Angin semu selalu bertiup dengan sudut yang lebih tajam terhadap perahu dibandingkan angin sebenarnya.
Kecepatan angin semu bisa lebih besar (jika angin sebenarnya berasal dari angin sakal atau angin samping), atau lebih kecil dari kecepatan angin sebenarnya (jika berasal dari angin penarik).

Arah relatif terhadap angin.

Di angin artinya dari arah mana angin bertiup.
Menurut jurusan angin- dari arah angin bertiup.
Istilah-istilah ini, serta turunannya, seperti “windward”, “leeward”, digunakan secara luas, dan tidak hanya dalam hal berperahu pesiar.
Ketika istilah-istilah ini diterapkan pada sebuah kapal, biasanya juga dibicarakan tentang sisi angin dan sisi bawah angin.
Jika angin bertiup dari sisi kanan kapal pesiar, maka sisi ini disebut atas angin, sisi kiri - di bawah angin masing-masing.
Port dan starboard tack adalah dua istilah yang berkaitan langsung dengan istilah sebelumnya: jika angin bertiup ke sisi kanan kapal, maka dikatakan berlayar di sisi kanan kapal, jika di kiri, maka di kiri.
Dalam terminologi bahari bahasa Inggris, yang diasosiasikan dengan starboard dan port berbeda dengan Right dan Left pada umumnya. Mereka mengatakan Starboard tentang sisi kanan dan segala sesuatu yang berhubungan dengannya, dan Port tentang sisi kiri.

Kursus relatif terhadap angin.

Arah relatif terhadap angin bervariasi tergantung pada sudut antara arah angin semu dan arah pergerakan kapal. Mereka dapat dibagi menjadi akut dan lengkap.

Jarak dekat adalah jalur yang tajam relatif terhadap angin. ketika angin bertiup dengan sudut kurang dari 80°. Mungkin terdapat angin dengan jarak dekat yang curam (hingga 50°) atau angin dengan jarak dekat yang penuh (dari 50 hingga 80°).
Jalur penuh relatif terhadap angin adalah jalur ketika angin bertiup dengan sudut 90° atau lebih terhadap arah pergerakan kapal pesiar.
Kursus-kursus ini meliputi:
Gulfwind - angin bertiup dengan sudut 80 hingga 100°.
Backstay - angin bertiup dengan sudut 100 hingga 150° (backstay curam) dan dari 150 hingga 170° (backstay penuh).
Angin depan - angin bertiup ke belakang dengan sudut lebih dari 170°.
Kiri - anginnya sangat kencang atau dekat dengannya. Karena kapal layar tidak dapat bergerak melawan angin seperti itu, maka lebih sering disebut bukan jalurnya, melainkan posisinya relatif terhadap angin.

Manuver relatif terhadap angin.

Apabila kapal pesiar yang sedang berlayar berubah haluan sehingga sudut antara angin dan arah geraknya mengecil, maka kapal tersebut dikatakan demikian. diberikan. Dengan kata lain, meratakan berarti bergerak dengan sudut yang lebih tajam terhadap arah angin.
Jika proses sebaliknya terjadi, yaitu kapal pesiar mengubah haluan ke arah peningkatan sudut antara kapal dan angin, kapal tersebut jatuh .
Mari kita perjelas bahwa istilah (“timah” dan “jatuh”) digunakan ketika perahu berubah arah relatif terhadap angin dalam taktik yang sama.
Jika kapal mengubah taktiknya, maka (dan hanya kemudian!) manuver seperti itu dalam hal berperahu pesiar disebut belokan.
Ada dua cara berbeda untuk mengubah taktik dan, karenanya, dua putaran: memakukan Dan hinaan .
Taktik adalah belokan menuju angin. Kapal digerakkan, haluan perahu melintasi garis angin, pada suatu titik kapal melewati posisi sebelah kiri, setelah itu terletak pada paku yang lain.
Berlayar saat hinaan terjadi dengan cara sebaliknya: kapal terjatuh, buritan melintasi garis angin, layar dipindahkan ke sisi lain, kapal pesiar terletak pada taktik yang berbeda. Paling sering ini adalah peralihan dari satu jalur penuh ke jalur lainnya.

Operasi layar selama berperahu pesiar.

Salah satu tantangan utama bagi seorang pelaut saat bekerja dengan layar adalah mengarahkan layar pada sudut optimal terhadap angin agar dapat mendorong layar ke depan dengan sebaik-baiknya. Untuk melakukan ini, Anda perlu memahami bagaimana layar berinteraksi dengan angin.
Cara kerja layar dalam banyak hal mirip dengan cara kerja sayap pesawat terbang dan terjadi menurut hukum aerodinamika. Bagi para yachtsmen yang penasaran, Anda dapat mempelajari lebih lanjut tentang aerodinamika layar sebagai sayap dalam serangkaian artikel :. Namun lebih baik melakukan ini setelah membaca artikel ini, secara bertahap beralih dari materi yang mudah ke materi yang lebih kompleks. Namun, kepada siapa aku menceritakan hal ini? Yachtsmen sejati tidak takut akan kesulitan. Dan Anda bisa melakukan yang sebaliknya.

Perbedaan utama antara layar dan sayap pesawat adalah agar gaya aerodinamis muncul di layar, diperlukan sudut tertentu yang bukan nol antara layar dan angin; sudut ini disebut sudut serang. Sayap pesawat memiliki profil asimetris dan dapat beroperasi secara normal pada sudut serang nol, namun layar tidak.
Saat angin bertiup di sekitar layar, timbul gaya aerodinamis, yang pada akhirnya menggerakkan kapal pesiar ke depan.
Mari kita pertimbangkan pengoperasian layar dalam hal berperahu pesiar pada jalur yang berbeda relatif terhadap angin. Pertama, untuk mempermudah, mari kita bayangkan sebuah tiang dengan satu layar digali ke dalam tanah dan kita dapat mengarahkan angin pada sudut yang berbeda ke layar.

Sudut serang 0°. Angin bertiup di sepanjang layar, layar berkibar seperti bendera. Tidak ada gaya aerodinamis pada layar, yang ada hanya gaya drag.
Sudut serang 7°. Kekuatan aerodinamis mulai terlihat. Bentuknya tegak lurus dengan layar dan ukurannya masih kecil.
Sudut serangnya sekitar 20°. Gaya aerodinamis telah mencapai nilai maksimumnya dan diarahkan tegak lurus terhadap layar.
Sudut serang 90°. Dibandingkan dengan kasus sebelumnya, gaya aerodinamis tidak mengalami perubahan signifikan baik besaran maupun arahnya.
Jadi, kita melihat bahwa gaya aerodinamis selalu berarah tegak lurus terhadap layar dan besarnya praktis tidak berubah pada rentang sudut dari 20 hingga 90°.
Sudut serang yang lebih besar dari 90° tidak masuk akal untuk dipertimbangkan, karena layar pada kapal pesiar biasanya tidak diatur pada sudut yang relatif terhadap angin.

Ketergantungan gaya aerodinamis di atas pada sudut serang sebagian besar disederhanakan dan dirata-ratakan.
Faktanya, sifat-sifat ini sangat bervariasi tergantung pada bentuk layarnya. Misalnya, layar utama kapal pesiar balap yang panjang, sempit, dan cukup datar akan memiliki gaya aerodinamis maksimum pada sudut serang sekitar 15°; pada sudut yang lebih tinggi gaya tersebut akan sedikit lebih kecil. Jika layar lebih berperut buncit dan tidak memiliki aspek rasio yang terlalu besar, maka gaya aerodinamis di atasnya dapat maksimal pada sudut serang sekitar 25-30°.

Sekarang mari kita lihat cara kerja layar di kapal pesiar.

Untuk mempermudah, bayangkan hanya ada satu layar di kapal pesiar. Biarlah itu menjadi sebuah gua.
Pertama, ada baiknya melihat bagaimana sistem kapal pesiar + layar berperilaku saat bergerak di jalur paling tajam relatif terhadap angin, karena hal ini biasanya menimbulkan banyak pertanyaan.

Katakanlah kapal pesiar dipengaruhi oleh angin dengan sudut 30-35° terhadap lambung kapal. Dengan mengarahkan layar pada jalurnya pada sudut kira-kira 20° terhadap angin, kita memperoleh gaya aerodinamis A yang cukup pada layar tersebut.
Karena gaya ini bekerja tegak lurus terhadap layar, kita melihat bahwa gaya ini menarik kapal pesiar dengan kuat ke samping. Dengan menguraikan gaya A menjadi dua komponen, Anda dapat melihat bahwa gaya dorong ke depan T beberapa kali lebih kecil daripada gaya yang mendorong perahu ke samping (D, gaya hanyut).
Apa yang menyebabkan kapal pesiar tersebut bergerak maju dalam kasus ini?
Faktanya adalah bahwa desain bagian bawah air lambung kapal sedemikian rupa sehingga ketahanan lambung terhadap pergerakan ke samping (yang disebut hambatan lateral) juga beberapa kali lebih besar daripada hambatan untuk bergerak maju. Hal ini difasilitasi oleh lunas (atau papan tengah), kemudi, dan bentuk lambung kapal.
Namun, hambatan lateral terjadi ketika ada sesuatu yang harus dilawan, yaitu agar benda tersebut dapat mulai bekerja, diperlukan perpindahan benda ke samping, yang disebut aliran angin.

Perpindahan ini secara alami terjadi di bawah aksi komponen lateral gaya aerodinamis, dan sebagai responsnya, gaya tarik lateral S segera muncul, diarahkan ke arah yang berlawanan. Biasanya, mereka menyeimbangkan satu sama lain pada sudut penyimpangan sekitar 10-15°.
Jadi, jelaslah bahwa komponen lateral gaya aerodinamis, yang paling menonjol pada lintasan tajam relatif terhadap angin, menyebabkan dua fenomena yang tidak diinginkan: angin melayang dan berguling.

Penyimpangan angin berarti lintasan kapal pesiar tidak sesuai dengan garis tengahnya (bidang diameter, atau DP, adalah istilah cerdas untuk garis haluan-buritan). Ada pergeseran konstan kapal pesiar mengikuti arah angin, bergerak seolah-olah sedikit ke samping.
Diketahui bahwa ketika berperahu pesiar di jalur jarak dekat dalam kondisi cuaca rata-rata, penyimpangan angin karena sudut antara DP dan lintasan sebenarnya kira-kira 10-15°.

Maju melawan angin. Mengatasi.

Karena berperahu pesiar di bawah layar tidak mungkin dilakukan jika melawan angin, dan Anda hanya dapat bergerak pada sudut tertentu, alangkah baiknya jika Anda memiliki gambaran tentang seberapa tajam kapal pesiar tersebut dapat bergerak dalam derajat melawan angin. Dan oleh karena itu, apa yang dimaksud dengan sektor jalur yang lambat relatif terhadap angin, di mana pergerakan melawan angin tidak mungkin dilakukan.
Pengalaman menunjukkan bahwa kapal pesiar jelajah biasa (bukan kapal pesiar balap) dapat berlayar secara efektif pada sudut 50-55° terhadap angin sebenarnya.

Jadi, jika tujuan yang ingin dicapai terletak tepat melawan angin, maka pelayaran ke sana tidak akan dilakukan dalam garis lurus, tetapi secara zigzag, pertama pada satu paku, lalu pada paku lainnya. Dalam hal ini, pada setiap taktik, tentu saja, Anda harus mencoba berlayar secepat mungkin melawan angin. Proses ini disebut penyambungan.

Sudut antara lintasan kapal pesiar pada dua paku payung yang berdekatan pada saat melakukan tacking disebut tacking. Tentunya dengan ketajaman pergerakan terhadap angin 50-55° maka sudut tacking akan menjadi 100-110°.

Besarnya sudut tekel menunjukkan kepada kita seberapa efektif kita dapat bergerak menuju sasaran jika sasaran tersebut benar-benar melawan angin. Untuk sudut 110° misalnya, jalur menuju sasaran bertambah 1,75 kali lipat dibandingkan bergerak lurus.

Pengoperasian layar pada jalur lain yang berhubungan dengan angin

Jelaslah bahwa pada jalur gulfwind gaya dorong T secara signifikan melebihi gaya drift D, sehingga drift dan roll akan menjadi kecil.

Dengan backstay, seperti yang bisa kita lihat, tidak banyak yang berubah dibandingkan dengan jalur gulfwind. Layar utama ditempatkan pada posisi hampir tegak lurus dengan DP, dan posisi ini ekstrim untuk sebagian besar kapal pesiar; secara teknis tidak mungkin untuk menyebarkannya lebih jauh.

Posisi layar utama pada jibe course tidak berbeda dengan posisi pada backstay course.
Di sini, untuk kesederhanaan, ketika mempertimbangkan fisika proses dalam hal berperahu pesiar, kami hanya memperhitungkan satu layar - layar utama. Biasanya, kapal pesiar memiliki dua layar - layar utama dan layar tetap (headsail). Jadi, pada jalur jibe, jib (bila terletak pada sisi yang sama dengan layar utama) berada dalam bayangan angin layar utama dan praktis tidak berfungsi. Ini adalah salah satu dari beberapa alasan mengapa hinaan tidak menjadi favorit di kalangan pelaut.

Sebagai perkenalan. Artikel ini lahir atas dorongan dan dukungan moral dari rekan-rekan komunikasi lama saya di forum situs “Shipyard on the Table.” Tujuannya adalah untuk mencakup, dalam kerangka terbatas situs, sebagian besar praktik kelautan yang terkait dengan perubahan layar kapal sebanding dengan kekuatan dan arah angin. Oleh karena itu, hanya dijelaskan proses pengambilan terumbu dan pembersihan layar. Publikasi ini ditujukan bagi masyarakat yang memahami konsep dasar dan istilah-istilah dari praktik mempersenjatai kapal layar. Agar tidak terulang kembali, saya sengaja melewatkan dan mempersingkat segala sesuatu yang telah diterbitkan di situs ini dan terkait dengan topik ini, dan saya akan mencoba merangkum apa yang menurut saya mungkin menarik bagi pembaca yang ingin tahu dalam karya-karya yang sebagian besar diterbitkan. di Rusia pada paruh kedua abad ke-19.

Jadi, pertama tentang angin. Ya, ya tentang dia, karena tanpa masuk ke teori dan perhitungan detail, dialah yang menjadi penggerak sebuah kapal layar. Pada masa kejayaan pembuatan kapal layar, para pelaut mencirikan kekuatan angin tergantung pada layar yang dapat dibawa saat berlayar jarak dekat. Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa ketika menempuh jalur jarak dekat, kapal terpaksa membawa lebih sedikit angin. Alasan utamanya adalah, pertama, efek lateral, paling berbahaya dari sudut pandang hilangnya tiang, layar melalui halaman tertutup pada tiang dan tiang atas, didukung oleh selubung dan bagian depan lebih banyak dari belakang daripada dari belakang. sisi, ternyata lebih besar dibandingkan dengan kursus lainnya; kedua, stabilitas lateral kapal jauh lebih kecil dibandingkan stabilitas longitudinal; dan ketiga, gaya angin yang bekerja pada kapal maupun benda bergerak lainnya bergantung pada arah pergerakannya, yaitu pada kondisi jarak dekat bertambah, dan pada kondisi angin penarik berkurang. Oleh karena itu, dengan angin yang sama, terumbu karang dari layar bagian atas perlu diambil dari jarak dekat, sedangkan layar bagian atas juga dapat terbawa dalam jibe. Berdasarkan hal di atas, mereka berbicara tentang angin dengan layar atas, layar atas, layar atas, layar atas terumbu, dan layar bawah, ketika berbaring jarak dekat Anda dapat menaikkan layar atas, atau pergi ke bawah layar atas, atau hanya di bawah layar bagian atas atau di bawah layar bagian atas yang terumbu, atau hanya membawa layar bagian atas yang lebih rendah. Untuk lebih akurat mengkarakterisasi angin, kata mereka, misalnya angin layar atas tenang, angin layar atas kuat, angin layar atas kencang, dll. Yang kami maksud dengan ketenangan adalah ketenangan total, dan badai yang kami maksud adalah angin, yang kami simpan di bawah layar atas utama yang tertutup rapat atau hanya di bawah layar percobaan. Kemudian mereka beralih ke penentuan kekuatan angin dalam titik-titik yang lebih akurat menurut sistem Beaufort (Tabel 1).

Kecepatan dihitung per detik waktu	Tekanan dalam pound Rusia per kaki	Poin yang menunjukkan tingkat kekuatan angin	Nama angin menurut Beaufort	Nama angin menurut sistem Chapman
10,4	0,28	1	Udara ringan Sangat lemah
20,8	1,11	2	Angin sepoi-sepoi Lemah
31,2	2,49	3	angin sepoi-sepoi
41,6	4,43	4	Angin sepoi-sepoi Sedang	Bom bramsel
51,9	6,92	5	Angin segar segar	Bramselny
62,3	9,97	6	Angin kencang Sangat segar	Marseille
72,7	13,57	7	Angin kencang Kuat	Layar atas karang
83,1	17,72	8	Angin kencang Sangat kuat	Di bawah Zeil
93,5	22,43	9	Angin kencang Kuat	Setengah badai
103,9	27,69	10	Angin kencang Sangat kuat	Badai Total
-	-	11	Badai Badai
124,7	39,88	12	Badai Badai

Sesuai dengan kekuatan angin yang meningkat secara bertahap, layar kapal dikurangi secara bertahap, biasanya dengan urutan sebagai berikut:

Layar tetap atas dan layar atas boom dengan boom jib disimpan;

Mereka mengencangkan layar bagian atas atau, meninggalkan yang terakhir, mengambil satu karang dari layar bagian atas;

Mereka mengambil karang kedua dari layar atas, dan biasanya memasang layar atas;

Mereka mengambil karang ketiga dari layar atas dan mengganti jib tiang depan dengan jib, sambil mencoba menahan jib selama mungkin;

Kami mempercepat pelayaran, mengambil karang terakhir dari layar depan dan atas utama, mengambil satu karang dari mizzen;

Layar depan dikencangkan dan karang terakhir diambil dari mizzen (atau dipasang storm mizzen), layar tiang depan diganti dengan layar depan staysail.

Layar bagian bawah biasanya dirangkai dengan urutan sebagai berikut: bersama dengan karang keempat dari layar atas, mereka mengambil karang pertama dari layar utama, kemudian karang kedua dari layar utama dan yang pertama dari layar depan, kemudian yang kedua dari layar depan dan mengamankan layar utama atau menggantinya dengan layar utama trysail, dan, sebagai upaya terakhir, ketika kekuatan angin dan ombak membuat tidak mungkin untuk bergerak dan memaksanya untuk tetap berada di bawah layar atas utama, layar depan diamankan.

Dengan angin kencang, prosedur untuk menarik kembali layar secara bertahap diasumsikan serupa dengan yang disebutkan di atas, dengan satu-satunya perbedaan adalah bahwa untuk mengurangi tingkat yaw, mizzen dikeluarkan dari backstay dan pelayaran dipasang sambil mengambil terumbu ketiga dari layar atas lainnya.

Oleh karena itu, layar badai jarak dekat pada kapal dengan rig persegi biasanya terdiri dari layar atas utama yang memiliki terumbu kusam (sebuah layar dikatakan memiliki terumbu yang tumpul jika keempat terumbu diambil darinya), layar tetap di layar depan, dan mizzen yang memiliki terumbu. Saat dijibed, biasanya ini adalah tiang atas depan, jib, layar atas utama terumbu, dan layar depan. Layar atas utama diperlukan sebagai layar yang ombaknya naik dari belakang tidak membawa banyak angin, layar depan menggerakkan keseluruhan bagian tengah layar ke depan, dan tiang atas depan adalah layar tetap untuk mengimbangi yaw yang kuat sesekali.
Sebagai contoh ilustrasi, saya mengutip litograf karya T.G. Dutton. Ini (Gbr. 1) menunjukkan barque Constance berlari di belakang dalam angin layar atas karang di bawah tiga layar: tiang atas depan dengan layar tetap, layar depan dan layar atas utama, diambil pada dua terumbu; kru saat ini melepas layar atas depan dan layar utama. Pada saat yang sama, kertas timah yang sesuai diangkat di atas pekarangan untuk memberi ruang bagi peletakan layar.

Beras. 1. Bark Constance, berlari di belakang.

Perlu dicatat bahwa jumlah layar yang dipasang tidak hanya bergantung pada kekuatan angin dan arahnya relatif terhadap arah kapal, tetapi juga pada besarnya gelombang, pengalaman pribadi nakhoda, karakteristik dan properti. kapal tertentu dan beberapa faktor lainnya. Peran penting dimainkan oleh ketepatan waktu dalam mengambil keputusan untuk mengganti layar ketika kekuatan angin berubah: pengurangan dini pada layar menyebabkan hilangnya kecepatan, dan paparan yang berlebihan dapat membuat pembersihan layar dan pengambilan karang menjadi sulit dan berbahaya bagi para topsailer. .

Agar dapat berlayar menuju terumbu, pada proses tali-temali, tali-tali karang, tali-tali karang, dan tali-tali karang dijalin ke dalam layar; Krengel dan spruit diikat, kaki dan kerah dijahit, benzel dan baut bayonet dipasang. Pertimbangan yang lebih rinci tentang masalah ini tidak diragukan lagi mungkin menarik dari sudut pandang pembuatan model kapal.

Musim karang biasanya terdiri dari lima ikan. Mereka digantung di atas tiang dan dari ujung yang panjang mereka menjalin jalinan yang cukup panjang untuk membentuk titik ganda, yang diperlukan agar terumbu yang berulir tidak dapat lolos dari lubang layar (Gbr. 2). Kemudian bagian tenunannya digantung di tengah-tengah melalui tiang, salah satu ujungnya dibuat melingkari tiang membentuk titik ganda, kedua ujungnya disambung dan sesen terus ditenun dari shkim kedua bagiannya. (Gbr. 3). Ujung-ujung jahitannya dibungkus dengan benang layar dan diikat, dijahit. Panjang sezny terumbu harus sesuai dengan ketebalan pekarangan, dan karena terumbu diikat pada pekarangan setinggi mungkin, maka bagian belakang sezny biasanya dibuat lebih panjang dari bagian depan, kecuali bagian depan. sezny dari karang keempat, yang sebaliknya, ujung depannya dibuat lebih panjang dari belakang, karena baut bayonet Karang keempat biasanya diambil dari belakang yardarm dan karang itu sendiri adalah dipasang di bawah bagian bawah yardarm. Selama proses tali-temali, layar karang diikat sambil duduk di lantai oleh dua orang, satu orang di setiap sisi layar yang dibentangkan. Masing-masing, mengambil separuh musim karang, meneruskan ujungnya ke grommet, sekaligus menerima akhir musim yang lain dari rekannya dan meneruskannya ke titik separuhnya. Selanjutnya, katrol biasa dipasang di ujung sesen; masing-masing orang memegang ujungnya dengan tangan mereka, meletakkan kaki mereka di atas katrol dan dengan demikian menarik sesen dengan erat, mengencangkannya dengan aman di grommet. Saat mengambil terumbu, kanvas antara halaman dan busur karang yang sesuai digulung dan gulungan yang dihasilkan diikat dengan busur karang lurus (Gbr. 4) atau simpul karang (Gbr. 5).

Beras. 2 - 5. Musim terumbu.

Pada paruh kedua abad ke-19, satu atau dua tali karang mulai dimasukkan melalui lubang tali di busur karang menggunakan salah satu metode yang ditunjukkan di bawah ini (Gbr. 6). Untuk mencegah setengah bayonet reefer melemah, dipasang benzel yang terbuat dari skimushgar.

Beras. 6 dan 7. Pengkabelan jalur terumbu.

Tali karang dengan rem dipasang pada rel batang yang digunakan untuk mengikat layar, atau pada rel khusus yang dipasang di belakang garis layar, atau dibawa keliling halaman (Gbr. 8) (di halaman layar atas dipasang berpasangan - satu untuk Karang ke-1 dan ke-3, yang kedua ke-2 dan ke-4). Saat mengambil karang seperti itu, kanvas diangkat ke busur karang yang sesuai, ujung tali karang dimasukkan ke dalam lingkaran tali karang dan ditutup pada rem (Gbr. 9).

Beras. 8 dan 9. Musim terumbu.

Saat mengambil karang seperti itu, dagingnya tidak disentuh, melainkan dibiarkan tergantung di antara layar dan halaman.

Garis karang trysail dan mizzen dipotong dari kabel putih dan dijahit ke layar dengan cara yang sedikit berbeda. Salah satu caranya adalah dengan membuat lubang di layar tempat benang karang dipasang, memasukkannya ke dalam, dan menyejajarkan ujung-ujungnya di kedua sisi layar. Kemudian sesen dibuka di dekat layar sehingga untaiannya terbentang dan membentuk pasak yang melingkar. Lingkaran-lingkaran ini dijahit ke layar, dan sedikit lebih rendah mereka melapisi kedua bagian kanvas dan layar seluruhnya. Ujung jahitannya dibungkus dengan benang layar dan juga dilapisi untuk kekuatan.

Peniti karang, disebut juga ular, berfungsi untuk menarik layar ke halaman saat mengambil karang. Itu adalah tali tipis, yang salah satu ujungnya dibentuk menjadi grommet luff; ujung lainnya turun ke sisi depan layar dan diikatkan ke leher musim karang yang sesuai hingga karang keempat (Gbr. 7). Layar bawah memiliki 6 hingga 8 ular, layar atas memiliki 6 ular, (di kapal kecil 4), kapal penjelajah memiliki 4 ular.

4.4. Pengaruh angin pada layar

Perahu yang berada di bawah layar dipengaruhi oleh dua lingkungan: aliran udara yang bekerja pada layar dan bagian perahu di atas air, dan aliran air yang bekerja pada bagian bawah air perahu.

Berkat bentuk layarnya, bahkan dalam kondisi angin yang paling tidak mendukung (jarak dekat), perahu dapat bergerak maju. Layarnya menyerupai sayap, defleksi terbesarnya adalah 1/3-1/4 lebar layar dari luff dan bernilai 8-10% dari lebar layar (Gbr. 44).

Jika angin, yang arahnya B (Gbr. 45, a), bertemu dengan layar di jalurnya, maka angin akan membengkok di kedua sisinya. Tekanan di sisi layar yang menghadap angin lebih tinggi (+) dibandingkan di sisi bawah angin (-). Resultan gaya-gaya tekanan membentuk gaya P yang diarahkan tegak lurus terhadap bidang layar atau tali busur yang melewati luff depan dan belakang dan diterapkan pada bagian tengah layar CP (Gbr. 45, b).

Beras. 44. Profil layar:
B - lebar tali layar

Beras. 45. Gaya-gaya yang bekerja pada layar dan lambung kapal:
a adalah pengaruh angin pada layar; b - pengaruh angin pada layar dan air pada lambung kapal

Beras. 46. ​​​​Posisi layar yang benar dalam arah angin yang berbeda: a - jarak dekat; b - angin teluk; di - hinaan

Gaya P diuraikan menjadi gaya traksi T yang arahnya sejajar dengan bidang garis tengah (DP) perahu sehingga menyebabkan perahu bergerak maju, dan gaya hanyut D yang arahnya tegak lurus terhadap DP sehingga menyebabkan perahu melayang dan berguling. .

Gaya P bergantung pada kecepatan dan arah angin relatif terhadap layar. Lebih
Jika
Pengaruh air pada perahu sangat bergantung pada kontur bagian bawah airnya.

Meskipun pada angin jarak dekat gaya hanyut D melebihi gaya dorong T, perahu tetap bergerak maju. Hal ini dipengaruhi oleh hambatan lateral R 1 bagian bawah air lambung kapal, yang jauh lebih besar daripada hambatan frontal R.

Beras. 47. Angin semu:
V I - angin sejati; В Ш - angin dari pergerakan perahu; В В - angin semu

Angkatan D, meskipun ada hambatan dari lambung kapal, masih membuat perahu keluar dari garis lintasan. Disusun DP dan arah pergerakan perahu IP yang sebenarnya
Jadi, daya dorong terbesar dan penyimpangan perahu yang paling sedikit dapat diperoleh dengan memilih posisi yang paling menguntungkan dari bidang tengah kapal dan bidang layar relatif terhadap angin. Telah ditetapkan bahwa sudut antara DP perahu dan bidang layar harus sama dengan setengahnya
Dalam memilih posisi layar relatif terhadap DP dan angin, mandor perahu tidak berpedoman pada angin sebenarnya, melainkan angin semu (semu), yang arahnya ditentukan oleh resultan kecepatan perahu dan kecepatan angin sebenarnya (Gbr. 47).

Jib, yang terletak di depan layar depan, berfungsi sebagai bilah. Aliran udara yang lewat antara jib dan layar depan mengurangi tekanan di sisi bawah angin layar depan dan, oleh karena itu, meningkatkan gaya tonggaknya. Hal ini terjadi hanya jika sudut antara jib dan DP perahu sedikit lebih besar dari sudut antara layar depan dan DP (Gbr. 48, a).