Ян Проктор - Плавание под парусом: ветер, волнение и течения
Рис 36. Направление и скорость движения воды на поверхности волны
Движение волн, на которых, как (правило, соревнуются маленькие яхты, обычно невелико, но оно достигает наибольшей скорости на гребнях (вперед) и в подошвах (назад). Об этом необходимо помнить при плавании на волнах, как будет показано ниже. Рисунок 36 иллюстрирует вышесказанное.
Например, рассмотрим волну длиной 1, 5 метра и высотой 1, 2 метра. Для волн можно принять следующую формулу:
Длина волн (м)=1, 5 (период, с)2.
Тогда в нашем примере период равен примерно 3 секундам Поскольку амплитуда горизонтального движения равна высоте волны, то имеем перемещение на 1, 2 метра в обе стороны, то есть 1, 2 х 2=2, 4 метра. Это перемещение на расстояние 2, 4 метра осуществляется за период одной волны, то есть за 3 секунды. Один узел равен 1 морской миле в час, в морской миле 1852 метра, а в часе 3600 секунд Отсюда 2, 4 метра за 3 секунды дают скорость узла.
Наша волна длиной 1, 5 метра и высотой 1, 2 метра вызывает поверхностное движение со средней скоростью 1, 6 узла. Эта средняя скорость может быть еще больше, так как надо учитывать неравномерность возвратно-поступательного движения, то есть ускорение на гребнях и ложбинах.
Поверхностное движение и вымпельный ветерВажно помнить, что при плавании лагом к волне рассмотренное движение воды будет на каждом гребне отклонять яхту от ветра, что повлияет на его вымпельную скорость и направление При курсе по ветру (на фордевинд) и волнении, совпадающем с истинным ветром, на гребне вымпельный ветер будет уменьшаться и заходить к носу, в ложбинах картина обратная. Для плывущего против ветра (в крутой бейдевинд) вымпельный ветер на гребнях будет уменьшаться и изменять направление в сторону траверза, в ложбинах ветер будет усиливаться и дуть острее к носу.
Экранирующее действие волн на истинный ветер до некоторой степени гасит колебания вымпельного ветра из-за движения волн, но обычно неполностью.
Приведение на гребняхПрактическое использование этих сведений зависит также и от других обстоятельств, например от состояния поверхности моря и необходимости сохранения лодки сухой; следует принимать в расчет и особенности конструкции яхты Более очевидно, что при лавировке на значительном волнении на гребнях обычно возможно немного привестись к ветру; однако можно посоветовать и другое- уваливаться в ложбинах.
В этой главе будет показано, что при лавировке на коротких и неправильных волнах иногда (в зависимости от особенностей яхты) выгодно несколько отклоняться от крутого бейдевинда. Может показаться, что сказанное противоречит совету приводиться на гребнях, но это целесообразно для относительно длинных волн, а совет идти немного уваливаясь предназначен для плавания на беспорядочных коротких волнах с длинами менее полуторной длины яхты.
Рис. 37. Изменение направления вымпельного ветра при следовании через волны в лавировку
При приведении на гребнях длинных волн на вымпельную скорость ветра кроме поверхностного движения воды влияет также форма волны Взбираясь по склону на гребень, яхта несколько замедляет свой ход из-за уменьшения скорости вымпельного ветра и его незначительного отклонения в сторону траверза. Когда яхта соскальзывает по тыловому склону волны, она идет быстрее, и вымпельный ветер опять усиливается и заходит к носу.
На рис. 37 сделана попытка проиллюстрировать это изменение скорости и направления вымпельного ветра, а на рис. 38 показан курс, которым предлагается следовать, чтобы получить наибольшую пользу от изменения вымпельного ветра из-за приведения на гребнях.
Рис. 38. Рекомендуемый курс, при котором изменение вымпельного ветра дает преимущество при лавировке на волнении
Галфвинд и фордевинд на волненииТехника прохождения волн, особенно на глиссирующих яхтах, очень важна при плавании на фордевинд, когда скорость попутного ветра близка к скорости глиссирования лодки.
Мы отмечали, что в свободный галфвинд у вершины волны ветер имеет тенденцию поворота к носу и ослабления из-за того, что волна отталкивает яхту от ветра. При сильных ветрах всегда выгодно уваливаться на гребнях, нейтрализуя тем самым тенденцию захода вымпельного ветра к носу и используя вынуждающий импульс волн для начала глиссирования; При этом изменяется только курс, а увеличение скорости яхты при скольжении вниз по волне приводит к еще большему заходу вымпельного ветра к носу. Движение волны изменяет вымпельный ветер в ту же сторону, поэтому вытравливать шкоты не надо, фактически происходит обратное движение и шкоты следует выбирать. Предлагаемый курс представлен на рис. 39.
Рис. 39. Рекомендуемый курс, при котором изменение вымпельного ветра дает преимущество при плавании в галфвинд через волны
В слабый ветер, когда нельзя ожидать глиссирования, уваливаться на гребнях, вероятно, невыгодно и в общем случае самым быстрым будет самый прямой курс на следующий знак. Однако выбор курса очень зависит от точного положения знака, и если имеется возможность избежать фордевинда путем небольшого приведения в ложбинах и спуска при заходе вымпельного ветра вперед на гребнях, то, возможно, выгодно плыть курсом, предложенным для более сильных ветров. Для сохранения направления вымпельного ветра можно посоветовать удерживать криволинейный курс, даже когда яхта несет спинакер.
Изменение настройки на волнахВолнующее чувство падения на легком швертботе с переднего склона большой волны производит на команду некий психологический эффект, заставляющий ее не задумываясь правильно изменять дифферентовку лодки. Во всяком случае, мой личный опыт, задолго до того как я занялся изучением техники смещения собственного веса вперед и назад на волне, естественно подсказывал примерно правильную реакцию. Я заметил такой же автоматизм у совершенно неопытных экипажей, с которыми мне приходилось плавать.
Некоторым образом смещение веса экипажа при плавании на попутном волнении похоже на преодоление высоких препятствий в стипльчезе, эта аналогия показана на рис. 40 и 41. Однако подобие не является полным и в основном заключается в совпадении фаз отбрасывания веса назад при устремлении яхты с гребня по склону волны.
Рис. 40. Наездник при преодолении препятствия и экипаж яхты на переднем склоне волны одинаково смещают вес вперед
Рис. 41. Приземляясь за препятствием и опускаясь на переднем склоне волны, наездник и экипаж отклоняются назад.
Для четкого понимания поведения яхты при движении на волнах полезно вначале рассмотреть силы, действующие на яхту на спокойной воде. На рис. 42 показаны две основные силы — сила тяжести, тянущая яхту вертикально вниз, и сила плавучести, выталкивающая ее вертикально вверх. Если не имеется других сил, воздействующих на яхту, то центры тяжести (ЦТ) и плавучести (ЦП) находятся на одной вертикальной линии.
Когда поверхность воды не горизонтальна и лодка приподнята, как на рис. 43, то линия, соединяющая центр плавучести с центром тяжести, также отклоняется от вертикали. Это нарушает равновесие, и, чтобы восстановить его, необходимо или еще больше погрузить корму и тем самым перенести центр плавучести к корме, или переместить центр тяжести вперед. Погружать корму нежелательно, так как это вызывает увеличение кормового сопротивления (из-за увеличения масс воды, захватываемых кормой), поэтому необходимо перемещать центр тяжести вперед, смещая туда вес экипажа.
Конечно, нельзя также забывать, что при подъеме вверх по волне наклон вершины мачты — и, следовательно, плоскости грота- изменяется, при этом нос лодки толкается вниз. Однако теоретическое уменьшение усилия, давящего на нос и наклоняющего верхнюю часть грота, примерно компенсируется увеличением вымпельной скорости ветра, который усиливает давление на нос из-за замедления скорости лодки при подъеме на волну.
Рис. 42. Расположение центра плавучести (ЦП) под центром тяжести (ЦТ), на одной вертикали с ним, приводит к равновесию на гладкой воде
Рис. 43. Если при выходе на волну яхта наклонена назад, то центр плавучести уже находится вертикально под центром тяжести. В этом случае корма погружается в воду
На практике, по-видимому, будет правильно, если при неизменном ветре рулевой и команда на тыловых склонах волн будут сидеть там же, где и при плавании на ровном киле, и лишь слегка наклоняться вперед, чтобы переместить положение центра тяжести яхты относительно центра плавучести.
