Плавание под парусом: ветер, волнение и течения
Шрифт:
Строго говоря, сочетание горизонтального движения частиц воды и их вертикального перемещения, вызываемого подъемом на гребнях и опусканием в ложбинах, приводит к круговому, или орбитальному, движению, представленному на рис. 35. Здесь частица показана все время на поверхности волны, причем центры орбит находятся на одной и той же высоте. Вращение направлено против часовой стрелки: вперед — на гребнях, вниз — на тыловых склонах, назад — в ложбинах и вверх — на передних склонах.
Мы рассматриваем только горизонтальное движение Частицы движутся по круговым орбитам (рис 35), назад и вперед, вверх и вниз, поэтому можно считать, что диапазон горизонтального движения частиц примерно равен высоте волны. Этот диапазон называется амплитудой.
Чем выше волна, тем больше диапазон горизонтального движения, или амплитуда, которая зависит только от высоты и не связана с длиной волны Скорость этого движения зависит от длины волны и гораздо больше для коротких и крутых волн, чем для длинных и пологих.
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
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.
Важно 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.
Практическое 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
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
Техника 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.
Волнующее 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.