Яхтаның желге қатысты бағыты (Rumb of sailing). Желкенді қайықтар желге қарсы қалай жүзе алады? Желкендегі желдің бағыты
Желкенді кемелердің «желге қарсы» немесе матростар айтқандай, «жақыннан» жүруін елестету қиын. Рас, матрос сізге желге тікелей қарсы жүзе алмайтыныңызды, бірақ желдің бағытына өткір бұрышпен ғана қозғала алатыныңызды айтады. Бірақ бұл бұрыш кішкентай - тік бұрыштың төрттен біріне жуық - және бұл бірдей түсініксіз болып көрінеді: желге тікелей қарсы жүзу керек пе, әлде оған 22 ° бұрышпен.
3 (Желді жел диірмені сияқты жел қозғалтқышымен ауыстырса, кеме винтін айналдыратын болса, тек жел энергиясын пайдалануға және желге қатаң қарсы қозғалуға болады. Тіпті бір қарағанда мұндай ерекше кеме туралы П.Л.Капицаның белгілі проблемасы бар (сонымен қатар журналды қараңыз: Қайықтар мен яхталар, 1981, №1, 25-бет).)
Алайда, шын мәнінде, бұл бей-жай емес және біз енді желдің күшімен оған қарай аздап бұрышпен қалай қозғалуға болатынын түсіндіреміз. Алдымен желдің жалпы желкенге қалай әсер ететінін, яғни желкенді соққан кезде оны қай жерде итеретінін қарастырайық. Жел әрқашан желкенді соққан жағына қарай итереді деп ойлайтын шығарсыз. Бірақ бұл олай емес: жел қай жерде соқса, ол желкенді желкеннің жазықтығына перпендикуляр итереді.
Әрине. Жел суреттегі көрсеткілермен көрсетілген бағытта соқсын. 17, жол ABжелкенді бейнелейді.
Жел желкеннің бүкіл бетіне біркелкі басатындықтан, жел қысымының күшін күшпен ауыстырамыз Р, желкеннің ортасына қолданылады. Бұл күшті екіге бөлейік: күш Q, желкенге перпендикуляр және күш Рбойымен алға бағытталған. Күш Ржелкен ешқайда итермейді, өйткені кенепте желдің үйкелісі шамалы. Күш қалады Q, ол желкенді оған тік бұрышпен итереді.
Мұны біле отырып, біз желкенді кеменің желге қарай өткір бұрышпен қалай жүзе алатынын оңай түсінеміз. KK сызығы (18-сурет) кеменің киль сызығын көрсетсін. Жел көрсеткілермен көрсетілген бағытта осы сызыққа өткір бұрышпен соғады. AB сызығы желкенді білдіреді; ол оның жазықтығы киль бағыты мен жел бағыты арасындағы бұрышты екіге бөлетіндей етіп орналастырылған. 18-суреттегі із. күштердің ыдырауы үшін. Желкендегі жел қысымын Q күші арқылы көрсетеміз, ол желкенге перпендикуляр болуы керек екенін білеміз. Бұл күшті екіге бөлейік: кильге перпендикуляр B күші және ыдыстың киль сызығы бойымен алға бағытталған S күші. Кеменің В бағыты бойынша қозғалысы судың күшті қарсылығына тап болғандықтан (желкенді кемелердегі киль өте терең), В күші судың кедергісі арқылы толығымен дерлік теңестіріледі. Көріп отырғаныңыздай, алға бағытталған, сондықтан кемені желге қарай * бұрышпен жылжытатын бір ғана S күші қалады. Әдетте бұл қозғалыс 19-суретте көрсетілгендей зигзагтарда орындалады. Теңізшілер тілінде кеменің мұндай қозғалысы сөздің толық мағынасында 4 деп аталады.
* (Желкеннің жазықтығы киль мен жел бағыттарының арасындағы бұрышты екіге бөлгенде S күшінің ең үлкен болатынын дәлелдеуге болады.)
4 (Желкенді жүзуде физик тұрғысынан қызықтыратын бірқатар мәселелер бар. Бұл спорт түрі және желкенді спорттың кейбір техникалық мәселелері туралы көбірек білуге болады, мысалы: В.Гловацкий.Желкендердің қызық әлемі: Желкенді жүзу тарихының очерктері.- М.: Прогресс, 1979; Проктор Я. Сайлинг. Жел, толқын және ағыс.- Л.: Гидрометеоиздат, 1981.)
Желді яхтаның желдегі қозғалысы шын мәнінде оның желкеніндегі желдің қарапайым қысымымен анықталады, кемені алға қарай итереді. Дегенмен, жел туннелі зерттеулері желге қарсы жүзу желкенді күштердің күрделі жиынтығына ұшырататынын көрсетті.
Келетін ауа желкеннің ойыс артқы бетін айналып өткенде ауа жылдамдығы төмендейді, ал желкеннің дөңес алдыңғы бетін айналып өткенде бұл жылдамдық артады. Нәтижесінде желкеннің артқы бетінде жоғары қысым аймағы, ал алдыңғы бетінде төмен қысым аймағы пайда болады. Желкеннің екі жағындағы қысым айырмашылығы яхтаны желге бұрышпен алға жылжытатын тарту (итеру) күшін тудырады.
Шамамен желге тік бұрышта орналасқан желкенді яхта (теңіз терминологиясында яхта бекітілген) жылдам алға жылжиды. Желкен тарту және бүйірлік күштерге ұшырайды. Егер желкенді яхта желге өткір бұрыш жасап жүзетін болса, оның жылдамдығы тартылу күшінің төмендеуіне және бүйірлік күштің артуына байланысты баяулайды. Желкен артқы жағына қарай неғұрлым көп бұрылса, яхта соғұрлым баяу алға жылжиды, әсіресе үлкен бүйірлік күшке байланысты.
Желкенді яхта желге тікелей жүзе алмайды, бірақ ол желге бұрышта бірнеше қысқа зигзагтық қозғалыстар жасау арқылы алға жылжи алады, олар ілгек деп аталады. Егер жел сол жаққа (1) соқса, яхта портта жүзіп жүр деп аталады, егер ол оң жақ бортқа соқса (2), оң жақ бортпен жүзіп келе жатыр деп аталады. Қашықтықты тезірек өту үшін яхташы төменгі сол жақтағы суретте көрсетілгендей, оның желкенінің орнын реттеу арқылы яхтаның жылдамдығын шекке дейін арттыруға тырысады. Түзу сызықтан бүйірге ауытқуды азайту үшін яхта оң жақтан портқа және керісінше бағытын өзгерте отырып қозғалады. Яхта бағытын өзгерткенде, желкен екінші жағына лақтырылады, ал оның ұшағы жел сызығымен сәйкес келгенде, ол біраз уақыт қалқып тұрады, яғни. белсенді емес (мәтіннің астындағы ортаңғы сурет). Яхта өзін өлі аймақ деп атайды, жел желкенді қарама-қарсы бағытта қайтадан үрлегенше жылдамдығын жоғалтады.
Яхталық: толық нұсқаулық Тогилл Джефф
Яхтаның желге қатысты бағыты (Rumb of sailing)
Яхтаның желге қатысты бағыты: А – жақын, В – толық тасымал, С – жартылай жел, D – артқы тірек, Е – қолайлы бағыт, F – жебе
Тік жақын тартылған (тапсырма). Қайық желге қарсы бағытқа барынша жақын (мүмкіндігінше) бағытта жүзіп кетсе, онда ол жақын жүзу деп аталады. Желкендерді мүмкіндігінше күшті таңдау керек.
Толық жақын. Бұл курспен яхта азырақ тіреледі. Жел тіке қарай немесе артқы жағына соқпайды, бірақ қайықтың бүйіріне соғады, сондықтан желкендерді тік жақын желмен салыстырғанда аздап кесу керек. шаюды бастағанға дейін мүмкіндігінше.
Парсы шығанағы. Желге тік бұрыш жасап желкен астында қозғалып келе жатқан яхта ілінісуде деп айтылады. Жел бүйірден соққандықтан, желкендер шамамен жартысына қысқарады.
Backstay. Артынан жел соққанда, бірақ тікелей шығыстан емес, яхта артқа қарай бет алады. Желкендер люф шайыла бастағанша оюланады. содан кейін оның жоғалуы үшін жеткілікті таңдаңыз. Бұл позицияда жел артқы жағынан соғады және спиннакерді көтеруге болады.
Алға қарай жел. Әділ желмен желкендер толығымен кесілген. Олар мүмкіндігінше желді ұстау үшін жайылған, яхта желмен бірге жүреді. Жел тікелей артқы жаққа соққанда, желкен желкенді қабаттасатындықтан, жебе тербелуі мүмкін. Бұл жағдайда оны қайтадан желмен толтыратын екінші жағына қоюға немесе оны түсіріп, орнына спиннакер орнатуға болады. (Пішіні парашют тәрізді үлкен спиннакерлерді жел соққанда ғана пайдалануға болады.)
Энциклопедиялық сөздік кітабынан (X-Z) авторы Brockhaus F.A. Технологияның 100 керемет кереметі кітабынан автор Мусский Сергей АнатольевичW-60 класындағы мұхиттағы яхталар The Whitbread Round the World Race 1973 жылдан бері Ұлыбритания Корольдік үйінің қамқорлығымен төрт жыл сайын өткізіліп келеді. Англияда яхталарға деген қызығушылық 17 ғасырда басталды. 1660 жылдан бастап патшалық құрған Король II Чарльз, басқа нәрселермен қатар, яхтаға ие болды
Қауіпсіздік энциклопедиясы кітабынан авторы Громов В И2.4.5. Жау аумағынан ұзақ мерзімді шығуды қарастыру Жау аумағынан ұзақ мерзімді шығудың үш негізгі ойы мыналар болып табылады: қайда бару керек, қоғамдық көзқарастар және аман қалу мәселелері. Кейбір қосымша
Автордың Ұлы Совет Энциклопедиясы (RU) кітабынан TSB «Ең жаңа фактілер кітабы» кітабынан. 1-том [Астрономия және астрофизика. География және басқа жер туралы ғылымдар. Биология және медицина] автор «Ең жаңа фактілер кітабы» кітабынан. 3-том [Физика, химия және технология. Тарих және археология. Әртүрлі] автор Кондрашов Анатолий ПавловичЖелді кеменің желге қатысты бағыты қалай аталады? Әдетте, кеменің жүру бағыты меридианның солтүстік бөлігінен сағат тілімен (0-ден 360 градусқа дейін) градуспен өлшенетін меридиан жазықтығы мен кеменің орталық жазықтығы арасындағы бұрышпен анықталады. Дегенмен, жүзуде
Кітаптан 3333 күрделі сұрақтар мен жауаптар автор Кондрашов Анатолий ПавловичВенера мен Уран қозғалысының басқа планеталардың қозғалысынан басты айырмашылығы неде? Барлық планеталар Күнді бір бағытта айналады - сол бағытта Күн өз осінің айналасында айналады. Барлық дерлік планеталар бір бағытта және өздерінің айналасында айналады
Қалай саяхаттау керек кітабынан авторы Шанин ВалерийЯхтаны немесе моторлы қайықты жалға алу Желкенді немесе моторлы яхтаны басқару үшін кемінде екі адамнан тұратын команда қажет: скипер (капитан) және көмекші. Шкипер кеменің сәйкес түрін басқаруға лицензиясы болуы керек. Мұндай сертификаттар әдетте беріледі
«Ең жаңа фактілер кітабы» кітабынан. 1-том. Астрономия және астрофизика. География және басқа жер туралы ғылымдар. Биология және медицина автор Кондрашов Анатолий Павлович Яхтинг: Толық нұсқаулық кітабынан Тогилл ДжеффБалласты киль яхталары Жақсы салынған киль яхтасы ең қауіпсіз желкенді кеме болуы мүмкін. Оны аударып тастау мүмкін емес дерлік: ол желде неғұрлым көп тізілген болса, балласт кильінің түзету сәтінің әсері соғұрлым көп болады. Бұл дәл солай
Ғажайып философия кітабынан автор Гусев Дмитрий АлексеевичТрейлер яхталары Бүкіл әлемде кең таралған бұл гибридті конструкциялар киль қайық пен қайықтың арасындағы крест болып табылады. Бұл қайық көптеген килдік қайықтарға қарағанда көлемі жағынан кішірек, бірақ орташа қайықтардан үлкен; ықшам кабинаның ішкі кеңістігі
Автордың кітабынанКөп корпустар Көп корпустар катамарандар болып табылады, дегенмен тримарандар да бар. Ұзындығы 4-6 м сәнді ойыншықтардан бастап үлкен люкс яхталарға дейін екі корпусты қайықтардың көптеген түрлері бар.Кіші катамарандар негізінен
Автордың кітабынанЯхта корпусы Қайықты сатып алғанда, қолданылатын материалдар мен құрылыс әдістерін түсіну маңызды. Яхталарды құрастыруда үш негізгі материал қолданылады: шыны талшық – шыны жіптермен немесе нығайтылған синтетикалық шайыр.
Автордың кітабынанЯхта корпусының дизайны яхта корпусы қорапқа ұқсайды. Ол бір жағы үшкір, екінші жағы доғал болғанымен, құрылымы жағынан қорапша. Егер жәшік пошта арқылы бірдеңе жіберу үшін пайдаланылса, ол төтеп бере алатындай берік болуы керек
Автордың кітабынанЯхтаны таңдау Егер сіз жарысқа арналған яхта сатып алуды жоспарласаңыз, бірнеше маңызды факторларды ескеру қажет. Олардың біріншісі баға болатыны анық, өйткені яхта неғұрлым үлкен және жақсы болса, соғұрлым оны сатып алу және жарысу қымбатырақ болады.Соңында, бірақ кем дегенде, түрі туралы ойлану керек.
Желкендердің екі негізгі түрі бар - түзу және көлбеу. Түзу желкен – кәдімгі желкен, кемені жел соққан бағытқа қарай тартатын, корпустың көлденеңінен орналасқан мата бөлігі. Қиғаш желкен (әдетте үшбұрышты, сонымен қатар төртбұрышты) кеме ауа ағынына қарсы жүзе алатындай жел энергиясын пайдалануға мүмкіндік береді.
Іс жүзінде ол былай көрінеді: арнайы бапталған желкенді айналып өтіп, кемені алға және бүйіріне қарай итереді. Осылайша, яхта немесе қайық алдымен бір жағын немесе екіншісін желге түсіріп, ирек (тапсырмалар) бойынша қажетті бағытта қозғала алады.
Дәл осы технология желкенді кемелерге түбегейлі басқа қозғалыс еркіндігін алуға мүмкіндік берді. Ол бұрын толығымен қолайлы желдерге тәуелді сенімді сауда жолдарын жасады. Тіке желкенді кеме артқы желді пайдаланып, қалаған жерге жетуі мүмкін, бірақ кері қайту үшін жел бағытының өзгеруін күтуге тура келді, кейде көптеген апталар. Мұндай навигация сенімсіз және болжамсыз болғаны анық. Қиғаш желкен бұл мәселені ішінара шешті. Желге қарсы жүзу идеясының өзі мүлдем парадоксалды! Бірақ ол физика заңдарына толық сәйкес келеді.
Бүгінгі таңда қиғаш желкенді алғаш кім ойлап тапқанын нақты анықтау қиын, бірақ біз бұл жаңалық Еуропаға Үнді мұхитының суларына үнемі баратын арабтар арқылы келгенін білеміз. Онда олар полинезиялықтардың кемелерінде ұқсас техникалық шешімді көрген болуы мүмкін. Соңғысы көлбеу желкені болмаса, Тынық мұхитын олар сияқты белсенді түрде зерттей алмас еді. Алайда қытайлықтар қиғаш желкендерді де кеңінен пайдаланған.
Қалай болғанда да, рейк өзінің тұрақты және болжамды ауа ағындарымен Жерорта теңізінде өте тез тарала бастады. Мұнда басым желдер оңтүстік-шығыстан солтүстік-батысқа қарай соғады. Және, әрине, қарама-қарсы бағытта жүзуге мәжбүр болған кемелер үшін бұл қиындық тудырды. Олар оны қиғаш желкеннің арқасында шешті.
Технология қалай дамыды?
Бұл өнертабыстың бірінші еуропалық нұсқасы латен желкені болды - діңгектің бүйіріне бекітілген үшбұрышты қиғаш желкен (фото 1). Бұл желге қарсы сәтті жүзуге мүмкіндік берді. Дегенмен, бұл дизайн өте көп еңбекті қажет етті, өйткені жел өзгерген кезде, желкенді діңгектің бір жағынан алып, екінші жағына орнату керек болды.
Гафф желкенінің өнертабысы бұл мәселені шешуге көмектесті (фото 2). Бұл бірдей қиғаш желкен, тек төртбұрышты және діңгек жағынан емес, оның артында созылған және оның жоғарғы шеті (люф) гафқа бекітілген, ал төменгі шеті (люф) жебеге бекітілген - осы желкенді созатын көлденең құрылымдық элементтер.
Гаф пен жебенің өзі бір шетінде тік діңгекке бекітілген. Осы өнертабыстардың арқасында желкенді желкенді ауыстырған кезде бір жағынан екінші жағына жылжыту әлдеқайда жеңіл болды. Он сегізінші ғасырға қарай бұл көлбеу желкеннің дизайны латенді желкенді толығымен ауыстырды.
20 ғасырдың басында гаф желкені бүгінгі күнге дейін ең көп таралған желкен түрі болып табылатын Бермуд желкенімен ауыстырылды (3-сурет). Ол Бермуд аймағында пайда болды, оны жергілікті балықшылар пайдаланды. Онда еуропалықтар құпияны «тыңдап» алды. Осы уақытқа дейін аэродинамикалық заңдардың ашылғанының арқасында Бермуд өнертабысы тез желкендік индустрияда көшбасшы болды.
Бермуд желкені - діңгек бойымен созылған люфі бар үшбұрышты желкен. Басқарудың қарапайымдылығы мен тиімділігі жағынан ол ең жақсы нәтиже көрсетеді. Бұл қазіргі желкенді яхталардың басым көпшілігінде кездесетін желкендердің түрлері (3-сурет).
Айта кету керек, бүгінде желкенді қайық туралы айтқанда, біз әрқашан дерлік желкенді яхтаны айтамыз. Яхталар мен яхталар - бұл желкеннің тарихының жаңа беті, оның ежелгі бастауларынан кем емес қызықты. Бірақ келесі жолы бұл туралы көбірек.
Наталья Никитина - Gokova Sailing Phuket (www.gokovaphuket.ru) желкенді спорт мектебінің командасының мүшесі. Егер сіз жүзумен айналысқыңыз келсе, электрондық пошта арқылы мектепке хабарласыңыз [электрондық пошта қорғалған].
Бүгін біз келесі фактіге назар аударамыз: яхта желдің бағытына қарамастан, капитан мен оның экипажы басқаратын жерде қозғалады. Бұл жел қарсы бағытта соққанда да болады. Неліктен бұл болып жатыр? Бұл құбылыстың сыры неде?
Желкені бар қайық ұшақтар пайда болғанға дейін көп уақыт бұрын пайда болды. Бірақ желкендер мен қанаттардың жұмыс принципі бірдей. Жұмыстың негізі - көтеру күші. Бірақ егер ұшақтарда желді кесіп өтетін қанаттың көтеру күші машинаны жоғары қарай итерсе, онда тігінен орналасқан желкен яхтаны алға қарай итереді.
Желкені соққан жел итеруші күш тудырады. Құпиясы мынада, жел жағында, ішкі жағында, желдің жылдамдығы желге қарағанда аз. Демек, вакуум пайда болады, ал желкен сөзбе-сөз ауамен сорылады. Мұның бәрі желкенді дизайн ерекшеліктерінің арқасында мүмкін болады. Басқаша айтқанда, біз мынаны айта аламыз: желкеннің кемеде қалай орналасқаны маңызды емес, өйткені ол желдің энергиясын түрлендіреді. Сондықтан яхта жел ағынына қарсы жүзе алады.
Тіпті көрерменнің көзіне желкен яхтаны баяулатуы керек сияқты көрінетін сәттерде де, жел оған сырттан соғып жатқандықтан, бұл болмайды. Бірақ бұл да болмайды, өйткені күштерді қолдану орталығы кеменің тұмсығында, ал жел оңай «итеру» қозғалысын қамтамасыз етеді.
Бірақ нағыз яхташылардан яхта қалай және не үшін қозғалатынын сұрайық, желге қарсы жүзе алатыныңыз рас па?
Андрей Волховтың яхталарды басқаруда айтарлықтай тәжірибесі бар, сондықтан оған сөзсіз сенуге болады. «Шын мәнінде яхта қатты желге қарсы қозғала алмайды. Егер сіз оны жел ағынына перпендикуляр орналастырсаңыз. Сіз тек белгілі бір бұрышпен қозғала аласыз. Желкеннің жұмысы ұшақ қанатының жұмысымен бірдей. Желден жасалған көтергіш кемені алға қарай итереді».
Бірақ жел жүктемесі кезінде тек көтеру күші ғана емес. Ролл - қайықты басқару кезінде ескеру қажет тағы бір құбылыс. Бұл құбылыс яхтаның жылдамдығын төмендетіп қана қоймайды, сонымен қатар бүкіл экипаж үшін өте қауіпті. Қайық қисайған жағдайда, экипаж мүмкіндігінше тезірек қарсы салмақ жасауы керек.
Спорттық яхта мысалында барлығын толығырақ қарастырайық.
- Бірінші нұсқа: жел қолайлы бағытта соғады. Мұнда бәрі түсінікті және қарапайым. Яхта еш қиындықсыз алға жылжиды, ал экипажға елеулі әрекеттер жүктелмейді.
Желкеннің бірнеше пішіні бар. Араб пішіні - желкеннің «қиғаш» көрінісі. Бұл пішін бүйірлік жел ағындары үшін, сондай-ақ келе жатқандарға жақын болғандар үшін тиімді. Әйтсе де, ол тік желкеннің артында, ақ жел соғатыны сөзсіз. Бұл жағдайда негізгі желкенге (магистральдық желкенге) «стайл» - қосымша желкен қосылады. Бұл екі желкен жеңіл яхтаны 30 км/сағ жылдамдыққа дейін жеткізе алады.
- Екінші жағдай - жел ағындары кеменің бүйіріне соғылады. Қазір экипаж серпіліп, желкенді жайып жіберді. Шпаттың маңызды бөлігі (яхтаның қатты жабдығы) бум болып табылады. Арқанды беріліс такелаж деп аталады. Мұның бәрі шпатты басқаруға қызмет етеді. Кемені алға жылжыту - яхташылардың өнері. Экипаждың негізгі міндеті - желкенді уақытында қажетті бұрышқа бұру. Осылайша, экипаж бір мақсатты көздейді - желден максималды қуат алу.
- Келесі жағдай - жел 20 градус бұрышпен соғады және бұл қайықтың қозғалысына қарсы. Beidewind - желге қарсы қозғалысты шақырады. Ежелгі заманда тәжірибелі теңізшілер осылай атаған. Бұл жағдайда команда мүмкіндігінше шиеленіседі, өйткені ол желді ұстау керек. Біраз уақыттан кейін бұл сәтті аяқталып, яхта қайтадан алға жылжи бастайды. Біз бұл құбылыстың сырын қарастырдық. Бірақ яхтаның басқа желкені бар! Ол көрінбейді!
Көбісі бұл желкен кеменің түбінде орналасқан деп болжаған. Оны киль деп атайды. Теңізшілер оны әдетте орталық тақта деп атайды. Бұл элемент өкшеге қарсы тұру үшін, сондай-ақ желкендегі желдің күшін тежеу үшін қажет. Орталық тақтаның тағы бір мүмкіндігі - өкше күшін қозғалыс энергиясына айналдыру. Физика заңдары яхта спортында мүмкіндігінше дәл жұмыс істейді.
Әрине, жел мүлде болмаған кезде экипаж қауқарсыз. Дегенмен... көптеген яхталардың қозғалтқыштары бар, тек «жел болмаса». Сондықтан желдің «күтпеген жерден өлімі» туралы алаңдамаудың қажеті жоқ.