plik


ÿþTeoria {eglowania OpracowaBa Ewa Pacura Teoria |eglowania Jacht to konstrukcja, która porusza si w dwóch o[rodkach o zupeBnie ró|nych wBa[ciwo[ciach: w wodzie i powietrzu. Nale|y zwróci uwag szczególnie na ró|nic gsto[ci wody i powietrza. Gsto[ wody jest ok. 820 razy wiksi ni| gsto[ powietrza. Ta ró|nica ma zasadnicze znaczenie dla zrozumienia mo|liwo[ci przemieszczania si jachtu w obu o[rodkach jednocze[nie. Trzeba przyj, |e ruch jachtu to ruch wzgldny w pBaszczyznie dzielcej oba o[rodki. Ruch kadBuba jachtu zanurzonego w wodzie, musi wystpowa pewien opór hydrodynamiczny, pokonywany kosztem energii wiatru pobranej przez |agiel. Rodzaje wiatrów. Jaki wiatr jest potrzebny |eby |eglowa? - wiatr rzeczywisty  prawdziwy wiatr. - wiatr wBasny  wytwarzany przez ruch obiektu. - wiatr pozorny  teoretycznie nie istniejcy, za[ w praktyce jest to wiatr decydujcy o ruchu jachtu. Kierunek wiatru okre[lamy wedBug wiatru rzeczywistego natomiast |agle ustawiamy wedBug wiatru pozornego. Pojcia podstawowe. Kurs  kierunek ruchu jachtu wzgldem dowolnie przyjtego ukBadu odniesieni. Trawers  jest to linia prostopadBa do osi symetrii jachtu. Kt graniczny  zawarty pomidzy kierunkiem wiatru dziaBajcego na |agle a osi jachtu pByncego swoim najostrzejszym kursem takim, kiedy |agla jeszcze mog pracowa po maksymalnym wybraniu. W zale|no[ci od jachty (od hydrodynamicznej sprawno[ci kadBuba i aerodynamicznej sprawno[ci |agli) kt ten waha si od 25o -60o. Bajdwind  to sektor kursów ostrych, to znaczy takich, gdy jacht |egluje blisko kta granicznego. PóBwiatr  wiatr wiejcy mo|liwie prostopadle do osi symetrii jachtu, a wic równolegle do trawersu. Baksztag  wiatr wieje z kierunków sko[nie w stron rufy. Fordewind  to wiatr wiejcy w stron rufy, równolegBy do osi symetrii jachtu. Mówimy |e jacht pBynie  ostro my[lc o kierunkach bajdewindowych do póBwiatru. Mówimy |e jacht pBynie  peBno w kursach baksztagowych i fordewindzie. Hals  strona, z której strony wieje wiatr. Jacht pByncy lewym halsem ma wiatr z lewej burty, a jacht pByncy prawym halsem ma wiatr z prawej burty. Burta  burta, na któr wieje wiatr to bura nawietrzna, burta przeciwna to burta zawietrzna. Rozró|nianie halsu na kursie fordewind Na kursie fordewind o tym jakim halsem pBynie jacht decyduj poBo|enie gBównego |agla czyli w naszym przypadku grota. Jacht pByncy lewym halsem a grota na prawej burcie a jacht pByncy prawym halsem na lewej burcie. Ostrzenie jest to skrcanie do linii wiatru lub inaczej zmian kursu z peBniejszego na ostrzejszy Odpadanie jest to skrcanie do linii wiatru lub zmiana kursu z ostrzejszego na peBniejszy. Zmiany wiatru pozornego pod wpBywem zmiany kursu jachtu - Wiatr pozorny wieje zawsze  ostrzej: ni| wiatr rzeczywisty, - Dla kursów ostrych prdko[ wiatru pozornego jest wiksza od prdko[ci wiatru rzeczywistego, - Na kursach peBnych prdko[ wiatru pozornego jest mniejsza od prdko[ci wiatru pozornego, - Na kursie fordewind wiatr rzeczywisty i pozorny dziaBaj wzdBu| jednej linii. Std odczuwalny jest na tym kursie wyrazny spadek siBy wiatru pozornego. Zmiana wiatru pozornego przy zwikszonej sile wiatru rzeczywistego Zmiana wiatru pozornego przy zwikszonej prdko[ci jachtu SiBy dziaBajce na jacht w ruchu. SiBa aerodynamiczna SiB napdow jachtu jest wiatr, a konkretnie siBa aerodynamiczna, któr wiatr wytwarza na |aglu. Omówimy tu tylko ogóln i uproszczon zasad powstawania siBy aerodynamicznej. Zainteresowanych fizyk i szczegóBami odsyBam do literatury: Strugi powietrza obiegaj |agiel z dwóch stron, dzielc si na cz[ zawietrzn i cz[ nawietrzn. Od strony nawietrznej tworzy si nadci[nienie, czyli ci[nienie wy|sze ni| po stronie zawietrznej. Aby zrozumie pojcia nad- i podci[nienia posBu|ymy si przykBadem: co si dzieje, gdy otwieramy butelk szampana? Strzela korek, tylko dlaczego? W butelce przed otwarciem panuje nadci[nienie, czyli ci[nienie wy|sze ni| na zewntrz butelki, po zdjciu drutu z korka powietrze z o[rodka o ci[nieniu wy|szym, czyli z wntrza butelki stara si wydosta na zewntrz. Po drodze napotyka korek, wic go wypycha. Podobnie jest z |aglami: powietrze stara si przedosta od ci[nienia wy|szego do ci[nienia ni|szego, a napotykajc na drodze |agiel, stara si go "przepchn"". SiBa powstaBa na |aglu podczas jego "przepychania" przenosi si poprzez olinowanie i maszt na kadBub jachtu, powodujc jego poruszanie si. To "przepychanie" |agla to wBa[nie siBa aerodynamiczna. SiBa aerodynamiczna SA nie dziaBa równolegle do osi jachtu Mo|emy wyró|ni jej dwie skBadowe: siB cigu SC, która jest równolegBa do osi jachtu oraz siB przechyBu SP, która jest prostopadBa do osi jachtu. SiBa cigu jest odpowiedzialna za nasz prdko[, to ona powoduje poruszanie si jachtu do przodu. SiBa przechyBu odpowiada za przechyB oraz dryf. Mo|na przyj, |e siBa aerodynamiczna jest prostopadBa do powierzchni |agla w jego bardziej wybrzuszonej cz[ci i jest zaczepiona w tzw. [rodku o|aglowania - czyli geometrycznym [rodku |agla. Wielko[ siBy aerodynamicznej zale|y od kilku czynników: " siBy wiatru pozornego, " powierzchni |agla, " kta natarcia, tzn. ustawienia |agli w stosunku do kierunku wiatru pozornego, " ksztaBtu |agla, " wBa[ciwo[ci tkaniny |agla: gBadko[ci, sztywno[ci, przepuszczalno[ci, wytrzymaBo[ci Czsto bywa tak, |e obserwujc dwa identyczne jachty widzimy, |e jeden z nich pBynie szybciej, a drugi wolniej. Czy mamy tutaj do czynienia z jakim[ oszustwem? Nie. Po prostu zaBoga jednego z tych jachtów jest lepsza. Ka|dy z nas chciaBby oczywi[cie by t lepsz zaBog. Kluczem do sukcesu jest optymalne ustawienie |agli, tzn. takie, aby siBa cigu byBa jak najwiksza, a siBa przechylajca jak najmniejsza. Zmian siBy aerodynamicznej przy ró|nych kursach wzgldem wiatru: Dryf Jacht nie pBynie dokBadnie do przodu, ale lekko ze skosu. Wiatr usiBuje zepchn jacht z obranego kursu, zjawisko to spowodowane jest siBa przechyBu, jak równie| dziaBaniem wiatru na |agle i kadBub. Nazywam je dryfem. Dryf jest to kt zawarty pomidzy osi jachtu, a rzeczywistym kierunkiem poruszania si jachtu. Najwikszy kat dryfu wystpuje przy |egludze ostrym bajdewindem, najmniejszy przy baksztagu i fordewindzie (brak dryfu). Jak du|y dryf mamy w danej chwili, mo|emy samodzielnie okre[li obserwujc kt zawarty pomidzy osi jachtu a kilwaterem ([ladem jachtu na wodzie za ruf). Kt natarcia ± Jest to kt zawarty pomidzy pBaszczyzn |agla (ciciw) a kierunkiem wiatru pozornego. SiBa aerodynamiczna mo|e osign swoj maksymaln warto[ wtedy, gdy strugi powietrza opBywajce |agiel nie ulegaj oderwaniu od jego powierzchni i opBywaj go w sposób uporzdkowany. Ma to miejsce, gdy |agiel ustawiony jest pod wBa[ciwym ktem w stosunku do wiatru. Kt ten powinien mie warto[ 10 - 20° w zale|no[ci od ksztaBtu |agla, kursu i siBy wiatru. W miar odpadania do fordewind kt dochodzi do 90 o. NiewBa[ciwe ustawienie kta natarcia powoduje wyrazny spadek warto[ci siBy aerodynamicznej. W sytuacji, gdy kt natarcia (a) jest za maBy (|agiel zbyt wyluzowany) czsteczki po obu stronach poruszaj si po torach zbli|onych, dlatego te| nie ma przyspieszenia przepBywu po zawietrznej, w zwizku z czym, nie powstaje ró|nica ci[nieD, a ponadto uderzaj one pod zbyt du|ym ktem w przednie wybrzuszenie |agla i deformuj jego profil, co prowadzi do zaniku siBy aerodynamicznej. W przypadku przebrania |agla, gdy kt midzy ciciw (czyli prost Bczc lik przedni i tylny) (c) a kierunkiem wiatru jest zbyt du|y, strugi powietrza po zawietrznej ulegaj oderwaniu i poruszajc si w sposób nieuporzdkowany powoduj spadek podci[nienia. NiewBa[ciwy kt natarcia powoduje spadek prdko[ci do 30%. Ogólna zasada ustawiania |agli wzgldem wiatru. - przy kursach ostrych |agiel powinien by  na granicy Bopotu przy odpadaniu luzujemy |agle, tak by przy fordewindzie wyluzowane byBy maksymalnie, - na sBabych wiatrach |agle powinny by bardziej wybrzuszone, - na silniejszych wiatrach bardziej pBaskie. Zale|no[ siB aerodynamicznej od wybrzuszenia |agla: a- |agiel pBaski b  |agiel gBboki {agiel musi by tak uszyty, aby zwikszaB sil cigu i zmniejszaB siB przechyBu. Mo|liwe jest to gdy najwiksza gBboko[ |agla zawiera si w przedziale 1/3:1/2 dBugo[ci ciciwy, liczc od przodu |agla, natomiast w okolicy liku wolnego |agiel powinien by pBaski. Wybrzuszenie i smukBo[ |agla Wielko[ siBy aerodynamicznej zale|y od: wielko[ci |agla, jego profilu czyli gBboko[ci, wybrzuszenia i smukBo[ci, oraz od tkaniny z której jest wykonany. Skrt |agla {agiel w górnej cz[ci nie trzyma kta natarcia i skrca si w kierunku zawietrznej. Jest to niekorzystne, gdy| zmniejsza si siBa aerodynamiczna oraz nie pozwala |eglowa ostro na wiatr. PrzeciwdziaBamy temu zjawisku stosujc obcigacz bomu oraz prowadnice szotów grota. Sprawdzenie wielko[ci skrtu |agla polega na lekkim wyostrzeniu na wiatr i je[li |agiel zaczyna Bopota na caBej dBugo[ci liku wolnego to znaczy, |e stopieD skrtu |agla jest niewielki. Geometryczny [rodek o|aglowania |agli trójktnych Zrodek o|aglowani SO to punkt w którym zaczepiona jest siBa aerodynamiczna. Znajduje si onw geometrycznym [rodku |agla. SOF  [rodek o|aglowania foka, SOG  [rodek o|aglowania grota, SO  wypadkowy. Ustawienie prowadnicy szotów a - równomierne napr|enie liku dolnego i wolnego, b  prowadnica szotów foka w przodzie efektem jest wiksze wybrzuszenie foka, c- prowadnica szotów foka z tyBu, wypBaszczenie dolnej cz[ci przy jednoczesnym zwikszeniu skrtu górnej cz[ci. SiBa hydrodynamiczna SH Aby zrozumie, co to za siBa, wystarczy wBo|y rk do wanny z wod i porusza ni w ró|nych kierunkach. Czujemy opór wody, tym wikszy, im szybciej rk poruszamy. Zawsze jednak, obojtnie jak by[my ni nie poruszali, opór ten jest skierowany przeciwnie do kierunku jej ruchu. SiBa oporu, jak odczuwamy na rce, jest to wypadkowa siB oporu pochodzcych od palców, dBoni, nadgarstka. Podobnie jest z poruszajcym si jachtem. Na jego poszczególne zanurzone elementy dziaBaj siBy oporu. Wypadkow siB tych oporów jest siBa oporów hydrodynamicznych, mo|emy j rozBo|y na dwie skBadowe: siB hamujc (RW), przeciwstawiajc si ruchowi jachtu do przodu oraz siB bocznego oporu (RB), przeciwstawiajc si dryfowi jachtu. SiBa oporów hydrodynamicznych zmienia si w zale|no[ci od: - prdko[ci jachtu - wraz ze wzrostem prdko[ci wzrasta siBa oporów hydrodynamicznych, - zanurzonej powierzchni bocznej  wraz ze wzrostem zanurzenia, ro[nie siBa oporów bocznych, zwiksza si przechyB jachtu ale maleje dryf. WpByw siBy aerodynamicznej i hydrodynamicznej na stateczno[ kursow. Zrównowa|enie siBy aerodynamicznej i siBy hydrodynamicznej zapewnia poruszanie si jachtu. - gdy warto[ci tych siB s równe jacht powinien pByn do przodu niezmienn prdko[ci. - w przypadku gdy siBa aerodynamiczna jest wiksza od siBy oporów hydrodynamicznych jacht przyspiesza, - w przypadku gdy siBa aerodynamiczna jest mniejsza od siBy oporów hydrodynamicznych jacht zwalnia. Stateczno[ kierunkowa. Mówimy, |e jacht jest caBkowicie zrównowa|ony, gdy po swobodnym puszczeniu steru pBynie nie zmieniajc kierunku. Gdy jacht po puszczeniu steru zacznie samoistnie ostrzy, nazywamy go jachtem nawietrznym. Gdy po puszczeniu steru jacht zacznie odpada, nazywamy go jachtem zawietrznym. Nawietrzno[ jachtu jest wic tendencj jachtu do samoistnego ostrzenia, zawietrzno[ - tendencj do samoistnego odpadania. Nie my[lmy jednak, |e wsiadajc na jacht jest on nawietrzny lub zawietrzny i ju|, i nie mo|emy nic z tym fantem zrobi. Mo|emy i to wiele. Zanim jednak powiemy sobie, co mo|emy na te dolegliwo[ci jachtu poradzi, musimy zrozumie, co powoduje nawietrzno[, a co zawietrzno[ jachtu. Winne s tutaj dwie siBy: siBa aerodynamiczna zaczepiona w [rodku o|aglowania oraz siBa oporów hydrodynamicznych zaczepiona w [rodku bocznego oporu. Oprócz tych dwóch siB, win ponosi równie| ich wzajemne poBo|enie Kluczem do zrównowa|enia jachtu jest odpowiednie ustawienie [rodka o|aglowania i [rodka oporu. Odpowiednio ustawiajc te dwa [rodki, mo|emy uzyska równie| nawietrzno[ i zawietrzno[ jachtu. Do czego mo|e to nam by potrzebne? Np. gdy zepsuje nam si ster, bdziemy musieli jako[ bez niego dopByn do portu. Zrównowa|enie jachtu mo|na regulowa: " Nawietrzno[ jachtu powoduje -pochylenie masztu do tyBu, - przegBbienie dziobu, - podniesienie pBetwy sterowej, - postawienie mniejszego foka, - wybranie grota. " Zawietrzno[ jachtu - pochylenie masztu do przodu, - przegBbienie rufy, - podniesienie pBetwy mieczowej, - wybranie foka, - postawienie wikszego foka, - postawienie mniejszego grota, - zrefowanie grota, - wyluzowanie grota. DziaBanie steru Jak to si dzieje, |e po wychyleniu pBetwy sterowej, jacht zaczyna nam skrca w po|dan stron? PBetw sterow pByncego jachtu opBywa woda. W momencie wychylenia pBetwy zaczyna dziaBa na ni siBa naporu mas wody SH. Jest ona skierowana prostopadle do powierzchni pBetwy sterowej. Mo|emy rozBo|y j na dwie skBadowe: równolegB do osi jachtu siB hamujc H, dziaBajc przeciwnie do kierunku ruchu jachtu oraz na prostopadB siB skrcajc T. Nazwy skBadowych s adekwatne do skutków, jakie powoduj. SiBa hamujca powoduje hamowanie jachtu, siBa skrcajca powoduje skrcanie jachtu. Pamitajmy o tym, |e im bardziej wychylona pBetwa sterowa, tym wiksz mamy siB hamujc. Czasami jednak mo|e to by po|yteczne (np. przy konieczno[ci wytracenia prdko[ci). Jeszcze jedna wa|na sprawa: aby wychylony ster nam zadziaBaB, jacht musi si porusza. Inaczej nie bdzie mowy o skrcaniu za pomoc steru. Podczas manewrowania jachtem szczególnie w ciasnych miejscach, nale|y pamita ze podczas skrtu rufa jachtu jest wyrzucana za zewntrz a jacht nieco dryfuje. Ster na jachcie powinien peBni rol pomocnicz, a ci|ar manewrowania spoczywa na obsBudze |agli. Trzeba pamita, |e wychylenie steru powoduje nie tylko skrt jachtu, ale tak|e zmniejszenie jego prdko[ci. Ponadto istnieje zale|no[ mówica, |e im wiksze wychylenie pBetwy serowej tym wiksza jest siBa hamujca. Przyjmuje si, |e optymalnym ktem wychylenia pBetwy sterowej, przy którym osiga si maksymaln siB skrcajc jest kt w granicach 30-40 stopni. Nale|y wic unika wychyleni steru o wicej ni| 45 stopni, chyba |e celem jest skrt jachtu wraz z jego wyhamowaniem. Trzeba te| pamita, |e im silniejszy wiatr tym mniejszy powinien by kt wychylenia steru. SiBy dziaBajce na rumpel przy podniesionej i opuszczonej pBetwie sterowej. Je|eli podczas |eglugi podniesiemy pBetw sterow to spowoduje to zmniejszenie powierzchni czynnej steru oraz oddalenie [rodka bocznego oporu pBetwy od osi obrotu steru. Skutkiem tego bdzie znaczny wzrost siBy przenoszonej na rumpel, co przy silnym wietrze znacznie utrudnia sterowanie. Znacznie Batwiej mo|na prowadzi jacht przy opuszczonej pBetwie, a najlepiej jest zrównowa|y ster: za pomoc kontrafaBu opuszczamy pBetw maksymalnie tak, aby  patrzyBa pod kadBub. W ten sposób pokrywamy [rodek oporu bocznego pBetwy ze [rodkiem obrotu steru i siB potrzebna do sterowania bdzie minimalna. St Stateczno[ jachtu Stateczno[ jest to d|enie jachtu do powrotu do pozycji pocztkowej mimo dziaBanie siB zewntrznych. Wyró|niamy stateczno[: poprzeczn, podBu|n, kierunkow. Z punktu widzenia bezpieczeDstwa, stateczno[ poprzeczna gra najwiksz rol. Jacht mieczowy. Na jacht dziaBaj siBy: - siBa wyporu W poBo|ona w [rodku wyporu SW, - ci|ar jachtu C przyBo|ony w [rodku ci|ko[ci SC. Oczywi[cie siB dziaBajcych na jacht jest wicej, ale dla opisania stateczno[ci poprzecznej tylko te nas interesuj. Na jacht dziaBa moment M pochodzcy od siBy aerodynamicznej na |aglu. Jest to moment przechylajcy, któremu przeciwdziaBa moment prostujcy MP. Przy przechyleniu jachtu o kt przechyBu [rodek wyporu SW przemieszcza si w kierunku pochylenia. SiBy C i W zostaj przesunite wzgldem siebie. SiBy na |aglu mog by tak du|e, |e dojdzie do sytuacji gdzie SC i SW le| w jednej linii. SiBy C i W dziaBaj wzdBu| jednej prostej. Moment prostujcy MP = 0. jest to stan równowagi chwiejnej. Je|eli w tym momencie przebalastujemy burt uratujemy si przed wywrotk. Zmniejszy si kt przechyBu i jacht wróci do zakresu stateczno[ci z dodatnim momentem. Je[li moment przechylajcy zwikszy si dalej, wzro[nie kt przechyBu tak, |e S.C. wyprzedzi SW. Moment prostujcy MP zmieni znak na przeciwny i zamiast by[ momentem prostujcym staje si momentem pogBbiajcym przechyB i LE{YMY !!! Jachty balastowe. Moment prostujcy jest tym wikszy im [rodek ci|ko[ci (SC) poBo|ony jest ni|ej. W konstrukcjach jachtowych najwiksze obni|enie SC uzyskuje si w jachtach balastowych, gdzie balast umieszczony jest w pBetwie balastowej (kil). Czyli [rodek ci|ko[ci SC jest poni|ej [rodka wyporu SW. W miar wzrostu przechyBu jachtu, zwiksza si odlegBo[ pomidzy dziaBajcymi siBami, a zatem zwiksza si moment prostujcy jacht. Nie wycigajmy jednak pochopnych wniosków, |e jachty balastowe s niewywracalne. Zdarzaj si czasem wywrotki takich jachtów, ale s one rzadsze i w przeciwieDstwie do mieczowych jachtów balastowe potrafi same podnie[ si po wywrotce. Zwikszenie momentu prostujcego balastowaniem: PrzykBadowe wykresy momentów prostujcych DziaBanie [ruby SiBy dziaBajce na jacht w ruchu podczas |eglugi na silniku zaburtowym Literatura: CzesBaw Marchaj "Teoria |eglowania. Aerodynamika |agla". Stefan Wysoki  {eglarstwo. {eglarz Jachtowy . Kolaszewski Andrzej, ZwidwiDski Piotr  {eglarz i Sternik Jachtowy ,

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
PYTANIA teoria zeglowania i manewrowania
# Pytania egzaminacyjne Teoria zeglowania, manewrowania
Teoria zeglowania cz 2
pawlikowski, fizyka, szczególna teoria względności
Teoria i metodologia nauki o informacji
teoria produkcji
Cuberbiller Kreacjonizm a teoria inteligentnego projektu (2007)
Teoria B 2A
Teoria osobowości H J Eysencka
silnik pradu stalego teoria(1)
Rachunek prawdopodobieństwa teoria
Teoria konsumenta1 2
niweleta obliczenia rzednych luku pionowego teoria zadania1
Teoria wielkiego podrywu S06E09 HDTV XviD AFG

więcej podobnych podstron