Сили, действащи върху яхтата, WIND-SAIL
На този етап ще разгледаме параметри като стабилност на лодката, баланс и усещане за руля. Тези параметри определят избора и настройката на платната. Но всички тези параметри са трудни за разбиране, без да се анализират силите, действащи върху яхтата.
Ветроходен център на яхтата.
Общият геометричен център на платната на яхтата се нарича център на платното илиCP. В този момент се прилага получената аеродинамична сила, действаща върху яхтата.
Хидродинамичната сила, действаща върху яхтата. Център на странично съпротивление.
Потопената част на корпуса и килът на яхтата имат обща геометрична точка, разположена върху страничната проекция на плавателния съд, в която се прилага хидродинамичната сила, действаща върху яхтата. Тази точка се нарича център на странично съпротивление илиCLS. В надлъжна посока подводната част на яхтата има център на хидродинамично съпротивление илиCGS. Способността на кораба да устои на силите на крен, действащи върху яхтата, и да се върне в права позиция след прекратяване на тяхното действие се нарича устойчивост.
Сили, действащи върху яхтата.Напречна устойчивост.
Получената аеродинамична сила, действаща върху яхтата вCP, може да бъде разложена спрямо корпуса на лодката на надлъжни инапречни компоненти. Напречният компонентV търкаля лодката и създава дрейф, докато надлъжният компонентF движи лодката напред. Получената хидродинамична сила, действаща върху яхтата, може да се разложи на силиR иH. СилатаR се дължи на устойчивостта на дрейфа на подводния корпус. Това съпротивление, главно от кила, позволява на яхтата да плава стръмно срещу вятъра. СилатаR се прилага вCLS и действа в обратна посока на силатаV. Двойка силиV иR, действащи върху яхтата, приложени къмCPU иCBS, създават момент на накланяне, който търкаля лодката. Тежестта на лодкатаР и нейната плаваемостО създават противодействащ кренящ, възстановяващ момент. Докато тези моменти са с еднаква величина, кренът на лодката остава постоянен.
Както споменахме по-рано, грота е настроен така, че да получи правилния баланс на руля, а стрелата да получи максимално задвижване.
Това правило е вярно както за фракционните, така и за горните оръжия, тъй като и при двете настройката на грота има най-значителен ефект върху баланса на управление. Но този принцип на настройка е особено подходящ за лодки с най-висок клас оръжия, където генуата е по-голяма от грота.
Центрове на силите, действащи върху яхтата. Баланс на волана.
Нека първо разгледаме напречните компоненти на резултантната сила на вятъра и резултантната сила на съпротивление от страната на корпуса. Тези сили действат върху яхтата съответно вCP (център на вятър) и вCBS (център на странично съпротивление). Позицията наCPU спрямоCBS има значително влияние върху характеристиките на шофиране на лодката. Представете си яхта, която се върти свободно около вертикална ос, минаваща презCBS. Посокавъртенето, в този случай, ще зависи от позицията наCPU спрямо остаCBS. Ако е монтиран само стакселът, тогава лодката ще падне, ако е монтиран само грота, той ще бъде отнесен към вятъра. На курса лодката се държи от кормилото, чийто баланс се влияе от относителната позиция на CPU и CBS. Предлагат се три опции за баланс на руля.
Кожено кормило.CPU е предCLS, носът на яхтата има тенденция да се обръща настрани от вятъра и е необходимо лодката да се обърне срещу вятъра, за да се поддържа по курса.Неутрален рул.CPU е комбиниран сCBS, силите, действащи върху яхтата, са балансирани. Лодката върви точно по курса, практически без отклонение на руля от диаметралната равнина.Наветрено кормило.CPU е задCBS, лодката има тенденция да се обръща срещу вятъра и ние трябва да обърнем лодката настрани от вятъра, за да я поддържаме по курса.
Леката склонност на яхтата да се движи срещу вятъра е дори желателна. Въпреки това, ако тенденцията стане прекомерна, ще трябва да преместим кормилото твърде далеч, за да задържим лодката на курса. Кормилото в такива случаи действа като спирачка, намалявайки скоростта на лодката.
Леката склонност на яхтата да се люлее, дава на кормчията „усещане за руля“ и помага да се насочва рязко спрямо вятъра. Безопасността на яхтинга също се увеличава, тъй като в случай на загуба на контрол над управлението, самата лодка се извежда на вятъра и се нулира, като дава възможност на екипажа да реагира на ситуацията.
Отклонението на кормилото спрямо вятъра от 3-5° се счита за оптимално при яхтинг. Регулирането на позицията наCPU иCBS за балансиране на силите, действащи върху яхтата, чрез промяна на площта на платната, наклона на мачтата и диферента се нарича центриране на яхта.
Ефектът от ролката върху поведението на яхтата.
Докато няма ролка, форматаводната линия остава симетрична спрямо централната линия, хидродинамичните сили, действащи върху яхтата, се прилагат към DP и лодката ще се движи направо. По време на търкаляне водолинията ще стане асиметрична. Хидродинамичният натиск на носовата вълна от страната, в посоката на която е насочена яхтата, ще се увеличи. Вълната ще започне да избутва носа в посока, обратна на ролката. В резултат на това лодката ще има тенденция да се обръща към вятъра. С увеличаването на наклона се увеличава склонността на яхтата да бъде забивана от вятъра. Въпросът тук е следният: на теглителната силаF, приложена вCP, която движи лодката напред, се противодейства от хидродинамичната съпротивителна силаН, състояща се от силата на триене и силата на съпротивление на вълната. СилатаН има обратна посока на силатаF и се прилага в центъра на хидродинамичното съпротивлениеCGS. Когато настъпи преобръщане,CPU се премества на подветрена страна. СCGS се случва същото, но в много по-малка степен. Възниква рамо, върху което двойка сили, действащи върху яхтатаF иН, създават въртящ момент, насочен към наветрената страна. С увеличаването на наклона рамото се увеличава и склонността на лодката да се насочва към вятъра.Склонността на яхтата да се нанася на вятъра се увеличава с увеличаването на наклона поради появата на асиметрия на потопената част на корпуса и изместването наCP към подветрената страна.
Техники, които помагат за намаляване на склонността на лодката да се насочва към вятъра.
- ИзместванеCPU напред: -Преместете мачтата напред. -Намалете наклона на мачтата. -Намалете площта на пещерата (вземете рифове). -Увеличете размера на генуата
- ИзместванеTSBS отзад: -Преместете екипажа на кърмата. -Вдигнете таблото с кама (ако има такова, разбира се).
- Намаляване на ролката: -Преместете екипажа на наветрената страна. - Сплескайте платната и изправете шкота на гика. -Отворете предната част на грота (увеличете усукването).
Ако трябва да увеличите наклона на яхтата към вятъра, направете обратното на горното. Въпреки това, най-често в яхтинга трябва да се справяте с прекомерната склонност на лодката да се търкаля, особено при силен вятър. И в заключение, винаги трябва да разбирате и помните, че грота носи яхтата, стакселът я отнася.
Това завършва увлекателния анализ на силите, действащи върху яхтата. Надявам се, че ще помогне в бъдеще да се справим с настройката на пещерата, обсъдена в следващата статия.