Известно, что одной из отличительных признаков средневековой галеры было наличие латинского парусного вооружения. Мы еще обязательно поговорим о возникновении латинских парусов на галерах, но сейчас хотелось бы несколько слов сказать об истории возникновения косых, в том числе латинских, парусов вообще. Кто и когда изобрел латинский парус – неизвестно.
Поэтому, как обычно в таких случаях, нет недостатка в гипотезах, порою взаимно исключающих друг друга, окрашенных плохо скрытыми попытками утвердить национальные приоритеты (постулат «Россия – родина слонов» касается не только России и не только слонов). Принцип действия латинского паруса коренным образом отличается от принципа работы прямого паруса. Он устанавливается не поперек, а практически вдоль ветра, и движущая сила является составляющей разности давлений между вогнутой и выпуклой частями паруса, совершенно так же, как образуется подъемная сила крыла самолета. Основные преимущества латинского паруса – он оказывает меньшее сопротивление движению, более эффективно используется при слабом ветре и позволяет идти круче к ветру, чем при использовании прямого паруса. Так почему же так долго длилось господство прямого паруса?
ПОДВОДНЫЙ ПАРУС ДЛЯ ТОРМОЖЕНИЯ ЛОДКИ
Имелась только одна причина, по которой большой прямоугольный парус оставался в течение многих и многих веков на судах, совершавших плавание по Нилу. Эта река, как известно, течет с юга на север, в то время как преобладающие ветры дуют с севера на юг. Следовательно, когда судно спускалось вниз по течению, рангоут рубили и за дело брались гребцы.
На обратном пути дул устойчивый попутный ветер, который не требовал лавирования для следования вверх по течению. Простота в конструкции прямых парусов и управлении ими способствовали такому длительному их господству на египетских, а затем и других средиземноморских судах. Прямой парус не нуждается в переходе с галса на галс при незначительном изменении направления попутного ветра, тогда как использование косых парусов в этом случае требует от экипажа постоянного внимания.
Наиболее вероятно переход от прямого к латинскому парусу выглядит следующим образом. Используя прямой парус, мореплаватели заметили, что когда судно идет не точно в фордевинд, эффективность паруса можно повысить, если повернуть его таким образом, чтобы он оказался перпендикулярно ветру. Если эта техника используется при наличии у судна киля или рулевого устройства (а лучше – и того и другого вместе), то можно выбирать курс судна относительно ветра в более широких пределах, а не просто перемещаться вдоль направления ветра.
Водный парус или водный якорь. Кому как удобно!
Если направление ветра приближается к траверзу, т.е. судно идет близко к курсу бакштаг, этот прием начинает срабатывать хуже, однако падение движущей силы может быть частично скомпенсировано, если наветренную шкаторину паруса направить навстречу ветру. Этот метод хорошо срабатывает, если наветренная шкаторина туго натянута, что может быть достигнуто наклоном наветренной части верхней реи (или гафеля) вниз.
Использование прямого паруса таким образом – прямой путь к изобретению латинского паруса, возможно, через промежуточное использование четырехугольного рейкового (люгерного) паруса (когда четырехугольный парус крепится верхней шкаториной к рейку, причем реек и нижняя мягкая шкаторина паруса выступают впереди мачты). Кэмпбелл в своем исследовании «Латинский парус в мировой истории» (Journal of World History, Spring 1995), считает, что специфическая форма латинского паруса акватории Индийского океана увеличивает правдоподобие этой гипотезы: короткая кромка наветренной шкаторины является, возможно, остатком первоначальной шкаторины прямого паруса. Однако это остается только гипотезой, не подтвержденной материальными свидетельствами. Развитие косого парусного вооружения в зоне Тихого океана и Юго-Восточной Азии следовало своими путями, независимыми от развития паруса в Средиземноморье, что подтверждает гипотезу о двух, а возможно и о трех независимых направлениях развития латинского паруса.
Наиболее острые споры развернулись вокруг вопроса, имеет ли латинский парус средиземноморское происхождение или он первоначально появился в Индийском океане и привнесен в Средиземное море арабами. Сторонники второй версии приводят в ее подтверждение следующие доводы. Латинский парус был повсеместно известен под именем «арабского паруса», заимствованием которого мореплаватели Запада значительно повысили эффективность своего флота. Далее, отсутствуют свидетельства о наличии в Средиземном море латинского вооружения до конца девятого века, т.е. по прошествии почти двух веков с начала действия арабских кораблей в Средиземноморье (George F. Hourani, Arab Seafaring in the Indian Ocean in Ancient and Early Medieval Times (Princeton, 1951)).
Однозначно решает этот вопрос и наш арабист Шумовский Т.А. В своей книге «Арабы и море» (1964 г., с.173) он пишет:
«Перенесенный арабскими мореходами из Индийского океана в Средиземное море и ставший достоянием Европы, носо-кормовой треугольный парус произвел революцию в европейском парусном мореплавании. Переход от первобытного одномачтовика с прямоугольным парусом к трехмачтовым кораблям с арабским треугольником дал возможность парусному судну идти против ветра, то есть практически в. любом выгодном ему направлении, откуда возникла техническая возможность осуществить экспедиции Колумба, Васко да Гамы, Магеллана и их преемников.»
Р.Боуэн (Richard LeBaron Bowen, “Arab Dhows of Eastern Arabia,” The American Neptune 9 (1949): 92) тоже полагает, что вероятнее всего родиной латинского паруса является Индийский океан, так как в рассмотренной выше эволюции парусного вооружения от прямого к латинскому именно в Индийском океане присутствуют промежуточные между ними видоизменения паруса. В Средиземном же море не обнаружены паруса, которые можно было бы считать предшественниками латинского.
Вместе с тем Р.Боуэн считает, что неправильным было бы приписывать изобретение латинского паруса арабам. Он полагает, что арабы проявили себя мореплавателями слишком поздно, чтобы считаться изобретателями латинского паруса.
По мнению этого авторитетного ученого, арабы переняли знания морского дела у персов вместе с морским словарем, принципами навигации и, возможно, и латинским парусным вооружением. А уж затем арабы перенесли латинский парус в Средиземное море.
Подтверждает эту гипотезу, якобы, тот факт, что первые изображения латинского паруса в средиземноморском изобразительном искусстве появились в девятом веке. В связи с этим уместно привести замечание Ван Доорнинка, приведенное в сборнике A History of Seafaring Based on Underwater Archaeology, (ed.
George F. Bass (London, 1972), p. 146) о том, что иллюстраторы манускриптов, как правило, работали с традиционными стереотипными формами и редко вводили новации в свое искусство. Так что треугольные латинские паруса могли появиться задолго до того, как их изображения стали использоваться в иллюминированных рукописных текстах.
Следовательно, этот факт дает основание для заявления лишь о том, что латинские паруса на Средиземном море появились «не позднее, чем» в IX веке. Но главная трудность в продвижении этой гипотезы заключается в том, что, как в более раннем исследовании заявил тот же Боуэн, нет ни одного свидетельства об использовании латинского паруса в западной части Индийского океана до появления там португальцев.
Правда, имелись предположения, что рейковый (люгерный) парус мог быть занесен в западную часть Индийского океана греческими купцами, ведущими торговлю с Индией в эпоху господства Рима. И все же , несмотря на самые тщательные научные поиски, не удалось найти ни одного литературного или изобразительного свидетельства о типах парусного вооружения, используемого в западной части Индийского океане до XV века.
Приводимые Дж.Хурани в подтверждение гипотезы о том, что арабы использовали латинский парус, свидетельства из арабской поэзии IX-X вв. не выдерживают никакой критики. Поэтические образы сравнивают корабельный парус вдалеке с плавником кита или выпускаемым им фонтаном. На этом основании Дж.Хурани делает вывод, что имеется в виду скорее латинский, чем прямой парус.
Но у кита нет спинного плавника, а фонтан, выпускаемый китом, похож скорее на облако пара, чем на какую-то определенную форму. Это скорее чисто романтический образ, не дающий ключа к форме паруса. Не проясняют вопрос и сохранившиеся характеристики паруса арабских судов, которые приводит Ибн-Маджид (XV в.). Он указывает, что отношение длины наветренной шкаторины к длине подветренной равно 10:13,5, т.е парус почти прямой, и это скорее люгерный, чем латинский парус (Arab Navigation in the Indian Ocean before the Coming of the Portuguese (London, 1971), p. 52. )
Продолжим это обсуждение в следующий раз.
Источник: galea-galley.livejournal.com
Зачем нужны паруса?
Ну, в самом-то деле. Галера или другой большой вёсельный корабль очень хорошо себя чувствуют в стеснённых обстоятельствах. Могут развернуться по морским понятиям «на пятке» — когда парусник дугу в несколько сотен метров закладывает, а то и больше. Они легко тормозят вёслами, при нужде могут хоть задним ходом сдать А главное — вполне мореходны. Только гребцов корми досыта и всё.
Зачем же потребовался капризный и дорогой парус? Как вообще флот прошёл дорогу от весла до паруса — и зачем?
Плюсы весла
Великие реки на заре истории человечества были слишком широкими и глубокими, чтобы толкаться шестом от дна. В какой-то момент неизвестный гений понял, что отталкиваться можно и от воды — с помощью весла. Затем появились и ранние оптимизированные на скорость корабли — всё меньше похожие на плот-переросток или лодку-долблёнку.
Так началась история гребного флота — и тут же показала, что одним лишь веслом не обойтись!
Римская галера с десантом
Минусы весла
Однорядную галеру с десятком больших вёсел на борт строили из дерева и бронзы. Дорого, зато и выгоды от морской торговли античности баснословные. Но…
Большое и тяжёлое весло для нескольких гребцов одновременно становилось размером с то, что не постеснялись бы поставить на парусную малую яхту (относительно современных проектов) в качестве мачты. Одно весло! А надо их хотя бы десяток на борт. Лучше два.
Что же, каждой галере персональную рощу сажать, только чтобы на вёсла леса хватало?
Предел гребного вооружения
Торговой галере нужен трюм и скорость — только чтобы довезти много товара в тот порт, где его можно продать дорого. Без дополнительных вёсел — никак. Но дерево и бронза не дают строить длинные корабли. Смешные по нынешним понятиям сорок метров — для них очень много. Остаётся добавить палубу и расти вверх.
У второго ряда вёсла длиннее, а значит, и тяжелее, но прибавка тяги ещё заметна. Можно даже в три ряда — хотя такой корабль (трирема) уже высокотехнологичное детище математики, геометрии и прикладного инженерного дела великих античных цивилизаций.
Потом трирема идёт в бой — и вёсла трещат под ударом таранов противника. Они становятся уязвимостью сами по себе — и помогают задуматься о роли паруса ещё тогда, когда он вроде бы проигрывает веслу сам по себе.
Один парус — сорок вёсел?
Даже примитивное раннее парусное вооружение выгодно дополняет гребное. Попутный ветер на одной мачте даёт те же пять-шесть километров в час скорости, что и ленивая гребля без излишнего напряжения. Управляется с парусом куда меньше людей — даже при необходимости тянуть, держать и вязать канаты. На вёслах приходится держать три, четыре, а то и больше гребцов на весло.
Военный парусник заменяет их стрелками и десантом. Торговец — ценными товарами.
Математика паруса
Семь-девять узлов морского хода под относительно сложным парусом — скорость велосипедной прогулки. Триста километров в сутки — уже огромная для эпохи скорость! От Сиракуз до Крита за пару недель можно сгонять. От Афин до Александрии, даже вдоль берега, за месяц управиться можно. Товар или десант прибудут в срок.
Парусное вооружение работает круглосуточно. Малая команда торговца приносит кратно большую прибыль только за счёт экономии на еде и доле от продаж.
Взаимное сосуществование
Постепенно парусный корабль эпохи великих географических открытий эволюционировал до невероятно сложной штуковины, которую породила почти современная физика, астрономия и сложная математика. В буквальном смысле этого слова — это был предел совершенства для своей эпохи.
Несколько мачт тащили большой груз или несколько сотен человек боевой команды. Тащили быстро — 18-20 километров в час при хорошем ветре.
Артиллерийский довод
Дорога к могуществу его величества Паруса, разумеется, оказалась сложной и очень извилистой. Промежуточные дизайны парусов задерживались на века, и всегда имелись ситуации, где хорошая галера «сыграла бы» лучше. Что с блеском доказал тот же Пётр I на Балтике.
Но это — в стеснённых условиях. А в безбрежных океанах, где флот из колоний привозил драгоценного металла столько, что можно в годовых бюджетах Руси измерять, куда важнее становились бортовые пушки и размер трюма. Парус наверху и пушка в борту попросту оказались выгоднее для морского боя, чем вёсла по борту и пушки на палубе.
Итог развития
Легендарный чайный клипер XIX века имел уже до 16 узлов хода. Тридцать километров в час — это во многие разы больше идеальной скорости мотивированной команды гребцов на протяжении короткого времени — после чего на вёсла нужно было сажать новую команду олимпийских качков. Даже если все они были рабами, гребли за еду и стимулировались живительными плетьми, это тоже стоило денег. Да и риск бунта на борту оставался.
Парус требует меньше обслуживания. Он высвобождает достаточно людей, чтобы укомплектовать второй корабль на том же маршруте — и увеличить прибыль. Именно так за пару тысяч лет эволюции парус и выиграл — что с военной, что с коммерческой точки зрения.
Новостной сайт E-News.su | E-News.pro. Используя материалы, размещайте обратную ссылку.
Оказать финансовую помощь сайту E-News.su | E-News.pro
Если заметили ошибку, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter (не выделяйте 1 знак)
Не забудь поделиться ссылкой
Источник: e-news.su
Домашняя яхт-верфь.
Сайт создан для тех, кто мечтает построить яхту своими руками — яхту своей мечты…
- Главная
- About
- Начинающим.
- Опыт.
- Проекты яхт.
- Армоцементные яхты.
- Катамараны
- Моторно — парусные яхты.
- Трейлерные яхты
- Тримараны
- Яхты до 10 метров.
- Яхты свыше 10 метров
- Швертботы
Характеристика паруса как движителя яхты.
Основным типом паруса, которым сейчас оснащаются прогулочные, туристские и спортивные суда, является бермудский. Этот парус имеет высокие аэродинамические качества на ocтрых курсах к ветру, прост в постановке и управлении. К его недостаткам относят сравнительно большую высоту мачты, а также скручивание паруса по высоте, проявляющееся в различии значений угла атаки eгo нижней и верхией части. Подавляющее число мaлых парусных судов оснащаемых шлюпом — одномачтовым вооружением с двумя парусами – гротом и стакселем.
Передней шкаториной грот крепится к мачте посредством ликпаза — продольной выемки в виде желоба, в который входит ликтрос, или при помощи ползунков скользящих по рельсу, закрепленному вдоль мачты. Нижняя шкаторина чаще всего крепится такими же способами к гику. Стаксель присоединяется к штагу посредством ракс — карабииов или же егo передняя шкаторина заводится в ликпаз обтекателя штага.
Площадь основнoгo стакселя, который ставится в средний ветер составляет от 30 до 40 % общеи площади паpycноcти. В слабый ветер этот стаксель заменяют генуэзским с большой площадью, а в свежий — ставят сменные штормовые паруса, имеющие меньшую площадь и сшитые из прочной ткани. Стаксель играет важную роль в создании силы тяги, Во – первых, он не имеет по передней шкаторине такого источника, как мачта, которая отрицательно влияет на работу грота.
Во – вторых, благодаря ускорению потока воздуха в щели между стакселем и гротом увеличивается разрежение на подветренной стороне грота и предотвращается образование здесь завыхрений. В связи с этим в последние годы дизайнеры яхт стараются как можно больше увеличить площадь стакселя , тем самым распространяя его влияние по всей высоте грота. Часто применяется оснастка с топовым стакселем , фал которого проводится не топ мачты. Традиционный тип оснастки с проводкой штага на верхнюю четверть мачты получил название вооружения «3/4» или «7/8» в зависимости от положения точки крепления штага на мачте.
Бермудский грот.
Современная теория косого паруса основывается на положениях аэродинамики крыла. Если рассматривать движение яхты острыми курсами к ветру, то эффективность паруса как движителя зависит от тех же параметров, что и эффективность жесткого крыла в создании подъемной силы:
— площадь поверхности паруса;
— профиль его поперечного сечения;
— аэродинамического удлинения и формы контура паруса;
— угла установки паруса по отношению к вымпельному ветру;
— скорости вымпельного ветра.
При изготовлении парусам придается правильный выпукло вогнутый профиль поперечного сечения по всей высоте , называемый яхтсменами «пузом». Такой парус хорошо работает при малых углах атаки, обтекание его происходит плавно, без срыва вихрей на подветренной стороне. Благодаря выпуклости поток воздуха получает здесь дополнительное ускорение, что сопровождается понижением давления и ростом подъемной силы. Относительная величина «пуза», т. е. отношение стрелки вогнутости f к хорде паруса b, оказывает существенное влияние на аэродинамические силы, действующие на паруса и, следовательно, на тягу и силу дрейфа.
При обтекании плоского паруса на его подветренной стороне образуются выхри и срывы струи, на что затрачивается энергия ветра, а условия для создания пониженного давления здесь ухудшаются. Поэтому плоский парус имеет гораздо более низкие тяговые характеристики, чем «пузатый». В то же время при увеличении «пуза» возрастает и лобовое сопротивление паруса, что ограничивает его рациональную величину значениями f/b = 1/8 – 1/10. Кроме того, приходится считаться и с силой дрейфа, которая при увеличении «пуза» возрастает в гораздо большей степени, чем сила тяги. Поэтому паруса с f/b = 1/10 применяют лишь в слабые ветра, когда абсолютная величина силы дрейфа невелика.
Такие паруса используют также в качестве дополнительных на полных курсах, начиная от галфвинда, когда подъемная сила дает наибольшую составляющую на направление движения. В качестве же основных парусов для средних ветров (3 – 4 балла) применяют более плоские паруса (f/b = 1/12); для сильных ветров оптимальны паруса с «пузом» 1/17 – 1/20. В свежий ветер судно с более плоским парусом идет круче к ветру, с меньшим креном и дрейфом, чем оснащенное «пузатым» парусом.
Кроме величины пуза, большое влияние на тяговые характаристики паруса оказывает расположение максимальной выпуклости профиля относительно передней шкаторины . На рисунке показано распределение разрежения на подветренной стороне жесткой модели паруса с пузом f/ b = 0,188 при отстоянии максимального пуза на 40 и 60 % хорды от передней кромки при угле атаки 15 градусов. Нетрудно сделать вывод о том, что в создании движущей силы главную роль играет передняя часть паруса. Именно здесь концентрируется разрежение у паруса с пузом, расположенным в 40% b от передней шкаторины.
У второго паруса (максимальное пузо расположено в 60% b от передней шкаторины) область разрежения охватывает в основном заднюю часть профиля, вследствие чего увеличивается составляющая давления R, направленная против движения яхты. Таким образом, при смещении пуза к задней шкаторине эффективность паруса снижается как вследствие падения подъемной силы, так и роста сил сопротивления.
Лавировочные паруса поэтому и шьют с максимальной глубиной пуза, расположенной на расстоянии от 35 – 40% хорды для плоских парусов до 40 – 50% хорды для более полных, рассчитанных на слабые ветра. Особенно недопустим такой дефект парусов, как слишком тугая и заворачивающаяся в наветренную сторону задняя шкаторина, на которой образуются тормозящие движение лодки силы. Поэтому для поддержания задней части паруса используют плоские гибкие линейки — латы.
В верхней части паруса и гика образуются потоки воздуха, перетекающего с наветренной стороны на подветренную — в область разрежения. Вследствие этого образуются вихри, срывающиеся с кромок паруса. Эти возмущения потока требуют затрат кинетической энергии ветра, которые выражаются в росте общего аэродинамического сопротивления судна в виде составляющей индуктивного сопротивления.
Очевидно, что наибольшим индуктивным сопротивлением обладает четырехугольный гафельный парус, у которого перетекание воздуха происходит по широким верхней и нижней шкаторинам. Чем больше длина этих шкаторин по отношению к высоте паруса (следовательно, меньше удлинение паруса, тем больше потери энергии ветра на завихрения и меньше тяга паруса). Поэтому, для того чтобы развить достаточную тягу на острых курсах, парус должен иметь аэродинамическое удлинение в пределах l = 4 — 5. Кроме того, индуктивное сопротивление меньше у паруса, контур которого в верхней части близок к очертанию плуэллипса.
Следует, однако, иметь в виду, что на высоком парусе точка приложения аэродинамических сил располагается довольно высоко и создается большой кренящий момент на единицу площади, чем у низкого паруса. Поэтому удлинение парусов выбирают в соответствии с остойчивостью судна: чем она выше, тем более высокая парусность может быть применена на яхте.
Если же парус используется в основном при попутных ветрах, то требуется, чтобы он создавал большое сопротивление набегающему потоку воздуха. Иными словами, форма его должна быть плохо обтекаемой. Низкий широкий парус в этом случае дает наибольшую тягу при умеренном кренящем моменте. Такой парус может иметь четырехугольную трапециевидную форму с рейком и гафелем.
Большое влияние на аэродинамические качества грота оказывает мачта, которая является источником образования вихрей, попадающих как на наветренную, так и на подветренную стороны паруса. Особенно неблагоприятно это сказывается на подветренной стороне, где вихревой след мачты уменьшает разрежение; вследствие этого величина подъемной силы падает.
Кроме того, и сама мачта обладает довольно большим лобовым сопротивлением. Мачта с большим поперечным сечением может снизить подъемную силу паруса на 25% по сравнению с парусом поставленным на штаге. Большую роль играет форма поперечного сечения мачты.
Важно, чтобы на курсе бейдевинд, когда судно идет под углом 25 – 30 градусов к направлению вымпельного ветра, вихревая дорожка, срывающаяся с подветренной стороны мачты, имела минимальную ширину. Наибольшее распространение на парусных судах получили мачты овального поперечного сечения с соотношением размеров по ДП к размеру по траверзу около 3/2. Каплевидные и другие типы обтекаемых профилей целесообразны только в том случае, если мачта вращается для установки под наивыгоднейшим углом к вымпельному ветру при перемене галса. Такими мачтами снабжаются обычно буера и катамараны.
От угла установки паруса по отношению к вымпельному ветру зависит режим обтекания его подветренной стороны, величина разрежения и подъемной силы. Опыты показывают, что при определенном угле атаки происходит отрыв пограничного слоя от подветренной поверхности паруса, а при дальнейшем увеличении – a т. е. выбирании шкотов, здесь образуется обширная вихревая полость. Это сопровождается падением разрежения и его перераспределением вдоль хорды паруса; в итоге подъемная сила паруса резко падает, а лобовое сопротивление возрастает.
Величина критического угла атаки, при котором подъемная сила начинает падать , зависит от глубины f профиля и аэродинамического удлинения l паруса, размеров сечения мачты или диаметра штага. Чем более пузат парус и чем больше его удлинение, тем при меньшем угле атаки происходит срыв потока. В слабый ветер поток срывается с паруса при меньших углах атаки, чем в сильный ; такой же эффект дает наличие мачты.
При постановке стакселя перед гротом благодаря повышению скорости воздушного потока в зазоре между парусами срыв потока с грота происходит при больших углах атаки , парус можно выбрать сильнее без ущерба для его подъемной силы. Опыт показывает, что для бермудских парусов средней полноты наивыгоднейшие углы атаки на полных курсах вплоть до бакштага находятся в пределах 6 – 10 градусов ; на острых курсах они уменьшаются до 5 – 8 градусов. При увеличении угла атаки сверх критического подъемная сила падает при одновременном росте лобового сопротивления. При a = 90 градусов подъемная сила на парусе не возникает; он обладает только лобовым сопротивлением.
При выбирании шкотов удается контролировать угол атаки нижней трети паруса, а в верхней — ткань может отклоняться под ветер, уменьшая тем самим угол атаки между нижней и верхней частью паруса может достигать 20 градусов. А так как парус выбирают, ориентируясь на поведение его верхней части (пока не перестает заполаскивать ткань у передней шкаторины), то нижняя часть чаще чего оказывается работающей с избыточным углом атаки. Здесь может происходить срыв потока с соответствующим падением подъемной силы. Следовательно, тяга скрученного паруса оказывается меньше, чем если бы каждое его сечение по высоте работало с оптимальным углом атаки.
Для уменьшения скручивания паруса применяют оттяжки гика, препятствующие задиранию нока гика вверх, а также проводку гика – шкота с одним или двумя поперечными погонами, простирающимися по всей ширине яхты. При смещении ползуна гика – шкота к борту тяга шкотов становится почти вертикальной, благодаря чему удается держать заднюю шкаторину паруса на острых курсах более тугой. С этой же целью на стакселях применяют дополнительные оттяжки шкотов и регулируемые кипы.
Было бы ошибкой думать, что парус вообще не должен иметь скручивания, т.е. чтобы по всей его высоте поперечные сечения были повернуты на один и тот же угол. Известно, что по мере увеличения высоты над уровнем воды скорость ветра повышается. Это явление вызвано силами трения воздуха о воду, затормаживающими поток вблизи ее поверхности. Например на высоте 10метров над уровнем воды скорость ветра в 1,4 раза превышает его скорость на уровне 2 метра.
Построив треугольник скоростей для различных сечений паруса по высоте, можно убедиться, что в верхней части на парус действует ветер большей скорости и направленный под большим углом к ДП судна, чем на уровне гика. В зависимости от высоты парусности и скорости ветра эта разность в углах составляет от 3 – 5 градусов на курсе бейдевинд и до 10 – 12 градусов на курсе бакштаг. Следовательно, скручивание паруса в небольших пределах не только допустимо, но и способствует более эффективной работе паруса.
Поляра паруса. Характеристикой аэродинамических качеств паруса является поляра — график изменения подъемной силы в зависимости от лобового сопротивления и угла атаки. Для того чтобы поляру можно было применить к парусу любых размеров, по осям координат откладывают не значения сил, а безразмерные коэффициенты подъемной силы.
и лобового сопротивления.
Данные для построения поляр получают в результате продувки моделей парусов в аэродинамических трубах. С помощью поляры, помимо величин подъемной силы и лобового сопротивления, можно определить и их составляющие — силу тяги Т и дрейфа D. Опустив, например, из точки поляры, соответствующие углы атаки а = 20 градусов, перпендикуляр на ось движения яхты, можно найти коэффициент силы тяги Ст как отрезок прямой ОА. Длина самого перпендикуляра является коэффициентом силы дрейфа Сd.
Поляра паруса позволяет определить наивыгоднейший угол установки паруса на данном курсе по отношению к ветру, т. е. таким образом, чтобы сила тяги имела максимальную величину. Для этого необходимо, чтобы перпендикуляр к оси движения яхты одновременно являлся касательной к поляре (наивыгоднейший угол атаки паруса равен около 14 градусов — точки касания C на поляре).
Источник: yachtshipyard.wordpress.com