Распределение формы паруса по вертикали

Форма парусов может быть разной не только в горизонтальном сечении, но также и в вертикальном. Различные характеристики ветра и размерения паруса вызывают необходимость иметь в верхней части слегка более полный профиль. Это может показаться нелогичным (появится дополнительный кренящий момент). Интуиция подсказывает нам добиваться концентрации силы в нижней части паруса, где плечо кренящего момента меньше. Тем не менее есть три причины, почему парус в верхней части должен быть более полным (рис. 17):

- Вверху ветер сильнее. Более полный профиль поможет получить больше силы от этого более сильного ветра. Кроме того, более сильный ветер способен обтекать более глубокий профиль паруса без отрыва потока.

- Так как длина хорды сечения паруса в верхней части меньше, требуется более «мощный» профиль, способный развить подъемную силу на коротком расстоянии. Кроме того, при короткой хорде улучшается отношение подъемной силы к силе лобового сопротивления, поэтому более полный профиль позволяет получить большую силу тяги или аэродинамическую силу без существенного приращения сопротивления.

- Более полный профиль в верхней части предотвращает «утекание» воздуха вверх перпендикулярно к задней шкаторине. Поток вынужден придерживаться более горизонтальной траектории. Поток дольше следует вдоль профиля паруса, аэродинамическая сила растет. Дополнительный плюс - образуется меньше концевых вихрей.

Кренящий момент становится критическим фактором в сильный ветер, тогда более плоский профиль в верхней части паруса станет желательным. На практике большая часть наших усилий по настройке парусов при усилении ветра посвящена уплощению (и обезветриванию) верхней части паруса.

Что такое Твист ?

От англ, «twist» скручивание, изгиб. Третий фактор, определяющий тягу паруса, - твист. Описывает относительную разницу в установке паруса в нижней и верхней части. У паруса большой твист, когда верхняя его часть открыта. Противоположный вариант - закрытая задняя шкаторина, небольшой твист (рис. 18).

Рис. 18. Твист паруса определяется разницей в установке паруса в нижней и верхней его части. В форму паруса изначально вкладывают некоторый твист, соответствующий разнице ветра у поверхности и наверху. Мы подстраиваем твист под преобладающие условия и наши конкретные задачи.

У яхты «А» задние шкаторины парусов закрыты, твист небольшой. У яхты «В» задние шкаторины парусов открыты, большой твист.

Из-за силы трения скорость ветра у поверхности меньше, чем на высоте. Этот феномен известен как вертикальный градиент силы ветра. Из-за более сильного ветра на высоте вымпельный ветер здесь создает больший угол атаки. Верхняя часть паруса должна быть скручена таким образом, чтобы соответствовать этой разнице направлений вымпельного ветра. Парусный мастер закладывает определенный твист в форму паруса, ориентируясь на средний градиент силы ветра.

Затем мы подстраиваем твист паруса для достижения оптимального распределения его профиля в зависимости от существующего градиента силы ветра. Далее мы еще более точно подстраиваем твист под условия ветра и моря с учетом наших конкретных целей.

Точная настройка твиста парусов является наиболее эффективным из доступных нам инструментов. Здесь мы предложим несколько обобщенных советов. Более подробно эта тема будет изложена дальше, в главах, посвященных настройке яхты на лавировке.

Твист паруса увеличивается, когда мы травим шкоты, и уменьшается, когда мы их выбираем. В общем случае меньший твист обеспечит возможность идти круче к ветру, больший - предпочтительнее для скорости и ускорения. Например, на заключительной стадии поворота оверштаг паруса первоначально настраивают с максимальным твистом, а окончательная настройка происходит, только когда яхта разгонится до полной скорости. По той же причине на волнении мы увеличиваем твист, так как каждая волна тормозит яхту и нам всегда требуется ускорение. Вдобавок дополнительный твист обеспечит более постепенное изменение тяги паруса, прощая ошибки рулевого и обеспечивая более широкий курсовой сектор. Меньший твист позволит получить максимальную силу тяги и крутизну хода.

Когда погода портится и яхта перегружена парусами, можно уменьшить силы на парусах, если ослабить натяжение шкотов и увеличить твист - обезветривая верхнюю часть парусов, либо добиться более плоского профиля. В любом случае вы уменьшаете результирующую силу. Что предпочтительнее? В общем случае на волнении лучше для контроля мощности парусов применять твист. На гладкой воде предпочтительнее для обезветривания парусов делать их более плоскими. Одна из тонкостей настройки заключается как раз в том, чтобы не просто добиться от парусов максимальной силы, но и правильного распределения ее составляющих, в данном случае это достигается балансом между профилем паруса и его твистом.

И еще одно общее правило: профили и твист грота и стакселя должны соответствовать друг другу.

 

 

 

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Три источника аэродинамической силы | Плоскости, в которых совершаются движения




Дата добавления: 2019-08-02; просмотров: 324; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию, введите в поисковое поле ключевые слова и изучайте нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам понравился данный ресурс вы можете рассказать о нем друзьям. Сделать это можно через соц. кнопки выше.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2019 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.006 сек.