მცურავი იახტის მოძრაობა ქარში რეალურად განისაზღვრება ქარის მარტივი წნევით მის იალქანზე, რაც გემს წინ უბიძგებს. თუმცა, ქარის გვირაბის კვლევამ აჩვენა, რომ ქარის საწინააღმდეგოდ ცურვა ავლენს აფრების უფრო რთულ ძალებს.

როდესაც შემომავალი ჰაერი მიედინება აფრების ჩაზნექილი უკანა ზედაპირის გარშემო, ჰაერის სიჩქარე მცირდება, ხოლო აფრების ამოზნექილი წინა ზედაპირის ირგვლივ შემოდინებისას ეს სიჩქარე იზრდება. შედეგად, აფრების უკანა ზედაპირზე წარმოიქმნება მაღალი წნევის არე, წინა ზედაპირზე კი დაბალი წნევის არე. წნევის სხვაობა იალქნის ორ მხარეს ქმნის გამწევ (დაჭერის) ძალას, რომელიც იახტას ქარის მიმართ კუთხით წინ აწევს.

მცურავი იახტა, რომელიც მდებარეობს ქარის მიმართ დაახლოებით მარჯვენა კუთხით (საზღვაო ტერმინოლოგიით, იახტა დაჭერილია) სწრაფად მოძრაობს წინ. აფრები ექვემდებარება გამწევ და გვერდით ძალებს. თუ მცურავი იახტა ქარის მიმართ მწვავე კუთხით მიცურავს, მისი სიჩქარე ნელდება გამწევი ძალის შემცირებისა და გვერდითი ძალის ზრდის გამო. რაც უფრო მეტია იალქანი უკანა მხარეს, მით უფრო ნელა მოძრაობს იახტა წინ, განსაკუთრებით დიდი გვერდითი ძალის გამო.

მცურავი იახტა პირდაპირ ქარში ვერ ცურავს, მაგრამ მას შეუძლია წინ წავიდეს ქარის კუთხით მოკლე ზიგზაგური მოძრაობების სერიის შესრულებით, რომელსაც ეწოდება ტაკები. თუ ქარი უბერავს მარცხენა მხარეს (1), ამბობენ, რომ იახტა მიცურავს პორტის ბორტზე, თუ ის უბერავს მარჯვენა მხარეს (2), იწოდება, რომ ის ცურავს მარჯვენა ბორტზე. იმისათვის, რომ მანძილი უფრო სწრაფად დაფაროს, იახტსმენი ცდილობს გაზარდოს იახტის სიჩქარე ზღვრამდე მისი აფრების პოზიციის მორგებით, როგორც ეს ნაჩვენებია ქვემოთ მარცხნივ სურათზე. სწორი ხაზიდან გვერდზე გადახრის შესამცირებლად, იახტა მოძრაობს, ცვლის კურსს მარჯვენა ბორცვიდან პორტამდე და პირიქით. როდესაც იახტა კურსს იცვლის, იალქანი მეორე მხარეს აგდებენ და როცა მისი თვითმფრინავი ქარის ხაზს ემთხვევა, ის გარკვეული დროით ფრიალებს, ე.ი. არააქტიურია (შუა სურათი ტექსტის ქვემოთ). იახტა აღმოჩნდება ეგრეთ წოდებულ მკვდარ ზონაში, კარგავს სიჩქარეს მანამ, სანამ ქარი კვლავ არ გაბერავს იალქანს საპირისპირო მიმართულებით.

მე ვფიქრობ, რომ ბევრი ჩვენგანი ისარგებლებს შანსს, ჩაყვინთოს ზღვის უფსკრულში რაიმე სახის წყალქვეშა მანქანით, მაგრამ მაინც, უმეტესობა ამჯობინებს საზღვაო მოგზაურობას იალქნიანი ნავით. როდესაც არ იყო თვითმფრინავები და მატარებლები, იყო მხოლოდ იალქნიანი ნავები. მათ გარეშე სამყარო არ იყო ის რაც იყო.

იალქნიანი ნავები სწორი იალქნებით ევროპელებს ამერიკაში მიჰყავდათ. მათი სტაბილური გემბანები და ტევადი საყრდენები ატარებდნენ ადამიანებს და მარაგებს ახალი სამყაროს ასაშენებლად. მაგრამ ამ უძველეს გემებს ასევე ჰქონდათ თავიანთი შეზღუდვები. ისინი ნელა და თითქმის იმავე მიმართულებით მიდიოდნენ ქართან ერთად. მას შემდეგ ბევრი რამ შეიცვალა. დღეს ისინი სრულიად განსხვავებულ პრინციპებს იყენებენ ქარისა და ტალღების სიმძლავრის გასაკონტროლებლად. ასე რომ, თუ გსურთ ატაროთ თანამედროვე, თქვენ უნდა ისწავლოთ გარკვეული ფიზიკა.

თანამედროვე ნაოსნობა არ არის მხოლოდ ქართან ერთად მოძრაობა, ეს არის ის, რაც მოქმედებს იალქანზე და ფრთასავით აფრინავს მას. და ამ უხილავ "რაღაცას" ჰქვია ლიფტი, რომელსაც მეცნიერები გვერდით ძალას უწოდებენ.

ყურადღებიანმა დამკვირვებელმა ვერ შეამჩნია, რომ რა მიმართულებითაც არ უნდა უბერავდეს ქარი, მცურავი იახტა ყოველთვის მოძრაობს იქ, სადაც კაპიტანს სურს - მაშინაც კი, როცა ქარი საპირისპიროა. რაში მდგომარეობს სიჯიუტისა და მორჩილების ასეთი საოცარი შეხამების საიდუმლო.

ბევრს არც კი ესმის, რომ იალქანი ფრთაა და ფრთის და იალქნის მოქმედების პრინციპი იგივეა. იგი ეფუძნება ლიფტს მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ფრთის აწევა თვითმფრინავი, საპირისპირო ქარის გამოყენებით, თვითმფრინავს უბიძგებს ზევით, შემდეგ ვერტიკალურად განლაგებული იალქანი მიმართავს იალქნიანს წინ. ამის მეცნიერული თვალსაზრისით ასახსნელად საჭიროა დავუბრუნდეთ საფუძვლებს – როგორ მუშაობს იალქანი.

შეხედეთ იმიტირებულ პროცესს, რომელიც გვიჩვენებს, თუ როგორ მოქმედებს ჰაერი აფრების სიბრტყეზე. აქ ხედავთ, რომ ჰაერი მიედინება მოდელის ქვეშ, რომელსაც აქვს უფრო დიდი მოსახვევი, იღუნება მის გარშემო. ამ შემთხვევაში, ნაკადი ოდნავ უნდა დაჩქარდეს. შედეგად, ჩნდება დაბალი წნევის ზონა - ეს ქმნის აწევას. ქვედა მხარეზე დაბალი წნევა აფრების ქვევით წევს.

სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, მაღალი წნევის ზონა ცდილობს გადაადგილდეს დაბალი წნევის ზონისკენ, ახორციელებს ზეწოლას იალქანზე. წარმოიქმნება წნევის სხვაობა, რაც იწვევს აწევას. იალქნის ფორმის გამო, ქარის სიჩქარე შიგნიდან ქარის მხარეს უფრო დაბალია, ვიდრე ეკვრის მხარეს. ვაკუუმი იქმნება გარედან. ჰაერი ფაქტიურად იწოვება იალქანში, რაც მცურავი იახტას წინ უბიძგებს.

სინამდვილეში, ამ პრინციპის გაგება საკმაოდ მარტივია; უბრალოდ დააკვირდით ნებისმიერ მცურავ გემს. ხრიკი აქ არის ის, რომ იალქანი, როგორიც არ უნდა იყოს იგი განლაგებული, ქარის ენერგიას გადასცემს გემს და თუნდაც ვიზუალურად ჩანდეს, რომ იახტა უნდა შეანელოს, ძალების გამოყენების ცენტრი უფრო ახლოს არის მშვილდთან. იალქნიანი ნავი და ქარის ძალა უზრუნველყოფს წინ მოძრაობას.

მაგრამ ეს არის თეორია, მაგრამ პრაქტიკაში ყველაფერი ცოტა განსხვავებულია. ფაქტობრივად, მცურავი იახტა ქარის საწინააღმდეგოდ ვერ მიცურავს - ის მოძრაობს მის მიმართ გარკვეული კუთხით, ე.წ.

იალქნიანი ნავი მოძრაობს ძალთა ბალანსის გამო. იალქნები ფრთებივით მოქმედებენ. მათ მიერ წარმოებული ამწევის უმეტესი ნაწილი მიმართულია გვერდით, მხოლოდ მცირე რაოდენობით წინ. თუმცა ამ მშვენიერი ფენომენის საიდუმლო ეგრეთ წოდებული „უხილავი“ იალქანია, რომელიც იახტის ფსკერის ქვეშ მდებარეობს. ეს არის კილი ან, საზღვაო ენაზე, ცენტრალური დაფა. ცენტრალური დაფის ამწე ასევე წარმოქმნის ამწეს, რომელიც ასევე მიმართულია ძირითადად გვერდით. კილი ეწინააღმდეგება ქუსლს და იალქანზე მოქმედ მოწინააღმდეგე ძალას.

ამწევი ძალის გარდა, ხდება გორვაც - ფენომენი, რომელიც საზიანოა წინ გადაადგილებისთვის და საშიშია გემის ეკიპაჟისთვის. მაგრამ სწორედ ამიტომ არსებობს ეკიპაჟი იახტაზე, რათა იყოს ცოცხალი საპირწონე ფიზიკის დაუოკებელი კანონებისთვის.

თანამედროვე იალქნიან ნავში კეილიც და იალქანიც ერთად მუშაობენ, რათა იალქნიანი ნავი წინ წავიდეს. მაგრამ როგორც ნებისმიერი დამწყები მეზღვაური დაადასტურებს, პრაქტიკაში ყველაფერი ბევრად უფრო რთულია, ვიდრე თეორიაში. გამოცდილმა მეზღვაურმა იცის, რომ აფრების მოხვევის ოდნავი ცვლილება შესაძლებელს ხდის მეტი აწევის მიღებას და მისი მიმართულების გაკონტროლებას. აფრების მოსახვევის შეცვლით, გამოცდილი მეზღვაური აკონტროლებს იმ ტერიტორიის ზომას და მდებარეობას, რომელიც ქმნის ამწეს. ღრმა წინ გადახრით შეგიძლიათ შექმნათ დიდი ფართობიწნევა, მაგრამ თუ მოსახვევი ძალიან დიდია ან ჰაერის მოლეკულების წინა კიდე ძალიან ციცაბოა, მათ გარშემო ნაკადი აღარ მოჰყვება მოსახვევს. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, თუ ობიექტს აქვს მკვეთრი კუთხეები, ნაკადის ნაწილაკები ვერ ახერხებენ შემობრუნებას - მოძრაობის იმპულსი ძალიან ძლიერია, ამ ფენომენს ეწოდება "განცალკევებული ნაკადი". ამ ეფექტის შედეგია ის, რომ იალქანი „დაიძვრება“, დაკარგავს ქარს.

და აქ არის კიდევ რამდენიმე პრაქტიკული რჩევაქარის ენერგიის გამოყენება. ოპტიმალური მიმართულება ქარში (რბოლა ახლოს მიმავალი ქარი). მეზღვაურები მას "ქარის საწინააღმდეგოდ ცურვას" უწოდებენ. აშკარა ქარი, რომელსაც აქვს 17 კვანძის სიჩქარე, შესამჩნევად უფრო სწრაფია, ვიდრე ნამდვილი ქარი, რომელიც ქმნის ტალღურ სისტემას. განსხვავება მათ მიმართულებებში არის 12°. კურსი აშკარა ქარისკენ - 33°, ნამდვილი ქარისკენ - 45°.

აქამდე ჩვენ განვიხილავდით იახტაზე მხოლოდ ორი ძალის ზემოქმედებას - წევის ძალას და წონის ძალას, თუ ვივარაუდებთ, რომ იგი წონასწორობაშია დასვენების დროს. მაგრამ რადგან იახტა იყენებს იალქნებს წინსვლისთვის, ძალთა რთული სისტემა მოქმედებს. ჭურჭელი. იგი სქემატურად არის ნაჩვენები ნახ. 4, სადაც განიხილება იახტის ახლოს გადაადგილების ყველაზე ტიპიური შემთხვევა.

როდესაც ჰაერის ნაკადი - ქარი - მიედინება აფრების გარშემო, მათზე იქმნება შედეგად მიღებული ეფექტი. აეროდინამიკური ძალა A (იხ. თავი 2), მიმართულია დაახლოებით პერპენდიკულარულად აფრების ზედაპირზე და გამოიყენება აფრების ცენტრში (CS) წყლის ზედაპირზე მაღლა. მექანიკის მესამე კანონის თანახმად, სხეულის სწორხაზოვნად მოძრაობისას, სხეულზე, ამ შემთხვევაში, იახტის კორპუსთან დაკავშირებულ იალქნებზე, მდგომი გაყალბებისა და ფურცლების მეშვეობით, უნდა იყოს გამოყენებული ყოველი ძალა. ეწინააღმდეგება სიდიდის ტოლი და საპირისპირო მიმართული ძალით. იახტაზე, ეს არის შედეგად მიღებული ჰიდროდინამიკური ძალა H, რომელიც გამოიყენება კორპუსის წყალქვეშა ნაწილზე. ამრიგად, ამ ძალებს შორის არის ცნობილი მანძილი-მკლავი, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ძალების წყვილის მომენტი.

ორივე აერო- და ჰიდროდინამიკური ძალები ორიენტირებულია არა თვითმფრინავზე, არამედ სივრცეში, ამიტომ, იახტის მოძრაობის მექანიკის შესწავლისას, განიხილება ამ ძალების პროგნოზები მთავარ კოორდინატულ სიბრტყეებზე. ნიუტონის ხსენებული მესამე კანონის გათვალისწინებით, ჩვენ წყვილებში ვწერთ აეროდინამიკური ძალის ყველა კომპონენტს და შესაბამის ჰიდროდინამიკურ რეაქციებს:

იმისათვის, რომ იახტამ შეინარჩუნოს სტაბილური კურსი, ძალების თითოეული წყვილი და ძალების თითოეული წყვილი უნდა იყოს ერთმანეთის ტოლი. მაგალითად, დრიფტის ძალა Fd და დრიფტის წინააღმდეგობის ძალა Rd ქმნიან ქუსლის მომენტს Mkr, რომელიც უნდა იყოს დაბალანსებული Mv-ის გასწორების მომენტით ან გვერდითი მდგრადობის მომენტით. MV წარმოიქმნება D წონის ძალების მოქმედებისა და მხარზე მოქმედი იახტის gV მოქმედების გამო. ლ. წონისა და სიმძლავრის იგივე ძალები ქმნიან მორთვასთან ან მომენტთან წინააღმდეგობის გაწევის მომენტს გრძივი სტაბილურობამ ლტოლია სიდიდით და უპირისპირდება ტრიმირების მომენტს Md. ამ უკანასკნელის პირობები წყვილების მომენტებია ძალები T-Rდა Fv-Nv.

მნიშვნელოვანი ცვლილებები შეტანილია ეკიპაჟის მიერ ძალების მოქმედების მოცემულ დიაგრამაში, განსაკუთრებით მსუბუქ იახტებზე. ქარისკენ მიმავალ მხარეს ან იახტის სიგრძის გასწვრივ, ეკიპაჟი თავისი წონით ეფექტურად იხრება გემს ან ეწინააღმდეგება მის მორთვას მშვილდისკენ. შეჩერების მომენტის შექმნისას Md გადამწყვეტ როლს ასრულებს შესაბამისი საჭის გადახრა.

აეროდინამიკური გვერდითი ძალა Fd, გარდა გახვევისა, იწვევს გვერდითი დრიფტ-დრიფტს, ამიტომ იახტა არ მოძრაობს მკაცრად DP-ის გასწვრივ, არამედ მცირე დრიფტის კუთხით l. სწორედ ეს გარემოება იწვევს იახტის კედელზე დრიფტის წინააღმდეგობის ძალის Rd ფორმირებას, რომელიც ბუნებით მსგავსია ამწევი ძალის, რომელიც წარმოიქმნება თვითმფრინავის ფრთაზე, რომელიც მდებარეობს შემომავალ ნაკადთან შეტევის კუთხით. ფრთის მსგავსად, ახლო აზიდული იალქანი მუშაობს კურსზე, რომლისთვისაც შეტევის კუთხე არის კუთხე აფრების აკორდსა და აშკარა ქარის მიმართულებას შორის. ამრიგად, თანამედროვე გემების თეორიაში, მცურავი იახტა განიხილება, როგორც ორი ფრთის სიმბიოზი: წყალში მოძრავი კორპუსი და იალქანი, რომელზეც გავლენას ახდენს აშკარა ქარი.

სტაბილურობა

როგორც უკვე ვთქვით, იახტა ექვემდებარება ძალებს და ძალის მომენტებს, რომლებიც მიდრეკილნი არიან მისი დახრისკენ განივი და გრძივი მიმართულებით. გემის უნარს გაუძლოს ამ ძალების მოქმედებას და დაბრუნდეს ვერტიკალურ მდგომარეობაში მათი მოქმედების შეწყვეტის შემდეგ ე.წ. სტაბილურობა.იახტისთვის ყველაზე მნიშვნელოვანი ის არის გვერდითი სტაბილურობა.

როდესაც იახტა დაცურავს ქუსლის გარეშე, მიზიდულობისა და წევის ძალები, რომლებიც გამოიყენება შესაბამისად CG-სა და CV-ში, მოქმედებს იმავე ვერტიკალზე. თუ გადახვევის დროს ეკიპაჟი ან მასის დატვირთვის სხვა კომპონენტები არ მოძრაობენ, მაშინ ნებისმიერი გადახრის შემთხვევაში CG ინარჩუნებს თავდაპირველ პოზიციას DP-ში (წერტილი გნახ. 5), როტაცია გემთან ერთად. ამავდროულად, კორპუსის წყალქვეშა ნაწილის შეცვლილი ფორმის გამო, CV გადადის C o წერტილიდან ქუსლიანი მხარისკენ C 1 პოზიციაზე. ამის წყალობით ჩნდება რამდენიმე ძალის მომენტი დდა გ V სმხრის l, ტოლია ჰორიზონტალური მანძილის CG-სა და იახტის ახალ CG-ს შორის. ეს მომენტი იახტას თავდაყირა მდგომარეობაში აბრუნებს და ამიტომ მას აღდგენა ეწოდება.

გადაადგილებისას CV მოძრაობს მრუდი ტრაექტორიით C 0 C 1, გამრუდების რადიუსით გრომელსაც ქვია განივი მეტაცენტრულირადიუსი, r გამრუდების შესაბამისი ცენტრი M -განივი მეტაცენტრი. r რადიუსის მნიშვნელობა და, შესაბამისად, მრუდის ფორმა C 0 C 1 დამოკიდებულია სხეულის კონტურებზე. ზოგადად, ქუსლის მატებასთან ერთად, მეტაცენტრული რადიუსი მცირდება, რადგან მისი მნიშვნელობა წყლის ხაზის სიგანის მეოთხე სიმძლავრის პროპორციულია.

ცხადია, აღდგენის მომენტის მკლავი დამოკიდებულია მანძილზე GM-მეტაცენტრის აწევა სიმძიმის ცენტრზე მაღლა: რაც უფრო პატარაა ის, მით უფრო მცირეა მხრის l ბორბლის დროს. სიდიდის დახრის საწყის ეტაპზე GMან თგემთმშენებლების მიერ განიხილება გემის სტაბილურობის საზომად და ე.წ საწყისი განივი მეტაცენტრული სიმაღლე.Უფრო სთ,რაც უფრო დიდია ქუსლის ძალა, რომელიც საჭიროა იახტის გადახრის რომელიმე კონკრეტულ კუთხეზე, მით უფრო სტაბილურია გემი. საკრუიზო და სარბოლო იახტებზე მეტაცენტრული სიმაღლე ჩვეულებრივ 0,75-1,2 მ-ია; საკრუიზო დინებზე - 0,6-0,8 მ.

GMN სამკუთხედის გამოყენებით, ადვილია იმის დადგენა, რომ აღდგენის მხრის არის . აღდგენის მომენტი, gV და D ტოლობის გათვალისწინებით, უდრის:

ამრიგად, იმისდა მიუხედავად, რომ მეტაცენტრული სიმაღლე იცვლება საკმაოდ ვიწრო საზღვრებში სხვადასხვა ზომის იახტებისთვის, გასწორების მომენტის სიდიდე პირდაპირპროპორციულია იახტის გადაადგილებასთან, შესაბამისად, უფრო მძიმე გემს შეუძლია გაუძლოს უფრო დიდ ქუსლქვეშა მომენტს.

სასწორი მხრი შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც განსხვავება ორ დისტანციას შორის (იხ. სურ. 5): l f - ფორმის მდგრადობის მხრის და l b - წონის სტაბილურობის მხრის. ამ სიდიდეების ფიზიკური მნიშვნელობის დადგენა რთული არ არის, რადგან l in განისაზღვრება წონის ძალის მოქმედების ხაზის გადახრით გადახრით საწყისი პოზიციიდან ზუსტად C 0-ზე ზემოთ, ხოლო l in არის გადაადგილება მოპირდაპირე მხარეს. კორპუსის ჩაძირული მოცულობის მნიშვნელობის ცენტრის მხარე. ძალების D და gV მოქმედების გათვალისწინებით Co-სთან შედარებით, შეიძლება შეამჩნიოთ, რომ წონის ძალა D კიდევ უფრო მიდრეკილია იახტას ქუსლზე, ​​ხოლო gV-ის ძალა, პირიქით, ჭურჭლის გასწორებას.

სამკუთხედის მიხედვით CoGKშეიძლება აღმოვაჩინოთ, რომ სადაც CoC არის CG-ის აწევა CB-ზე ზემოთ იახტის თავდაყირა მდგომარეობაში. ამრიგად, წონის ძალების უარყოფითი ეფექტის შესამცირებლად, აუცილებელია იახტის CG-ის დაწევა, თუ ეს შესაძლებელია. იდეალურ შემთხვევაში, CG უნდა განთავსდეს CV-ის ქვემოთ, მაშინ წონის მდგრადობის მკლავი ხდება პოზიტიური და იახტის მასა ეხმარება მას გაუძლოს ქუსლის მომენტის მოქმედებას. თუმცა, მხოლოდ რამდენიმე იახტს აქვს ეს მახასიათებელი: CG-ის გაღრმავება CV-ის ქვემოთ ასოცირდება ძალიან მძიმე ბალასტის გამოყენებასთან, რომელიც აჭარბებს იახტის გადაადგილების 60%-ს და კორპუსის გადაჭარბებულ განათებას, სპარსებს და გაყალბებას. CG-ის შემცირების მსგავსი ეფექტი მიიღწევა ეკიპაჟის ქარის მხარეს გადაადგილებით. თუ ვსაუბრობთ მსუბუქ ნავზე, მაშინ ეკიპაჟი ახერხებს გენერალური CG-ის გადატანას იმდენად, რომ ძალის მოქმედების ხაზი დკვეთს DP-ს CV-ს მნიშვნელოვნად ქვემოთ და წონის მდგრადობის მკლავი დადებითია.

ნავში, მძიმე ბალასტური კილის წყალობით, სიმძიმის ცენტრი საკმაოდ დაბალია (ყველაზე ხშირად წყლის ხაზის ქვემოთ ან ოდნავ ზემოთ). იახტის მდგრადობა ყოველთვის დადებითია და მაქსიმუმს აღწევს დაახლოებით 90° ქუსლზე, ​​როდესაც იახტა წევს იალქნებით წყალზე. რა თქმა უნდა, ასეთი ჩამონათვალის მიღწევა შესაძლებელია მხოლოდ იახტაზე, გემბანზე უსაფრთხოდ დახურული ღიობებით და თვითგადინებული კაბინით. იახტა ღია კაბინით შეიძლება დაიტბოროს წყლით ქუსლის გაცილებით დაბალი კუთხით (დრაკონის კლასის იახტა, მაგალითად, 52°-ზე) და წავიდეს ფსკერზე გასწორების დრო არ ჰქონდეს.

საზღვაო იახტებში, არასტაბილური წონასწორობის მდგომარეობა დგება სიაში დაახლოებით 130°, როდესაც ანძა უკვე წყლის ქვეშ არის და მიმართულია ქვევით 40° კუთხით ზედაპირის მიმართ. ბრუნვის შემდგომი ზრდით, მდგრადობის მკლავი ხდება ნეგატიური, დაბრუნების მომენტი ხელს უწყობს არასტაბილური წონასწორობის მეორე პოზიციის მიღწევას 180°-იანი გორებით (კილზე მაღლა), როდესაც სიმძიმის ცენტრი აღმოჩნდება, რომ მდებარეობს მაღლა საკმარისად მცირე ტალღის სიმძიმის ცენტრი ისე, რომ გემი კვლავ ნორმალურ პოზიციას დაიკავებს - კილი. ბევრი შემთხვევაა, როდესაც იახტებმა შეასრულეს სრული 360° როტაცია და შეინარჩუნეს ზღვისუნარიანობა.

კილის იახტისა და დინგის მდგრადობის შედარებისას ხედავთ, რომ დინჯის გამოსწორების მომენტის შექმნაში მთავარ როლს ასრულებს სტაბილურობაფორმა და კილის იახტისთვის - წონის სტაბილურობა.სწორედ ამიტომ არის ასეთი შესამჩნევი განსხვავება მათი კორპუსის კონტურებში: დინებებს აქვთ ფართო კორპუსი. L/B = 2.6-3.2, მცირე რადიუსის ჩინით და წყლის ხაზის დიდი სისრულით. უფრო მეტად, კორპუსის ფორმა განსაზღვრავს კატამარანების სტაბილურობას, რომლებშიც მოცულობითი გადაადგილება თანაბრად იყოფა ორ კორპუსს შორის. ოდნავ გადახვევის დროსაც კი, კორპუსებს შორის გადაადგილება მკვეთრად გადანაწილდება, რაც ზრდის წყალში ჩაძირული კორპუსის აწევის ძალას (სურ. 6). როდესაც მეორე კორპუსი ტოვებს წყალს (სიით 8-15°), მდგრადობის მკლავი აღწევს მაქსიმალურ მნიშვნელობას - ის ოდნავ ნაკლებია კორპუსის DP-ებს შორის მანძილის ნახევარზე ნაკლები. რულონის შემდგომი ზრდით, კატამარანი იქცევა დინჯივით, რომლის ეკიპაჟი ტრაპეზზეა ჩამოკიდებული. როდესაც რულონი არის 50-60°, დგება არასტაბილური წონასწორობის მომენტი, რის შემდეგაც კატამარანის სტაბილურობა უარყოფითი ხდება.

სტატიკური სტაბილურობის დიაგრამა.ცხადია, იახტის სტაბილურობის სრული მახასიათებელი შეიძლება იყოს მომენტის ცვლილების მრუდი. მვროლის კუთხის ან სტატიკური მდგრადობის დიაგრამის მიხედვით (ნახ. 7). დიაგრამა ნათლად განასხვავებს მაქსიმალური მდგრადობის მომენტებს (W) და გორგოლაჭის მაქსიმალურ კუთხეს, რომლითაც ხომალდი, რომელიც საკუთარ თავზე დარჩა, იკეცება (სტატიკური სტაბილურობის დიაგრამის 3-ჩასვლის კუთხე).

სქემის გამოყენებით გემის კაპიტანს აქვს შესაძლებლობა შეაფასოს, მაგალითად, იახტის უნარი გარკვეული სიძლიერის ქარში ატაროს კონკრეტული ქარი. ამისთვის, მდგრადობის დიაგრამაზე გამოსახულია მდგრადობის დიაგრამაზე დახრის მომენტის Mkr ცვლილებების მრუდი, რომელიც დამოკიდებულია როლის კუთხიდან. ორივე მოსახვევის გადაკვეთის B წერტილი მიუთითებს ქუსლის კუთხეზე, რომელსაც იახტა მიიღებს სტატიკური ქარის მოქმედების დროს გლუვი ზრდით. ნახ. 7, იახტა მიიღებს D წერტილის შესაბამის სიას - დაახლოებით 29°. სტაბილურობის დიაგრამის მკაფიოდ განსაზღვრული დაღმავალი ტოტების მქონე გემებისთვის (დინგები, კომპრომისები და კატამარანი), ნავიგაცია დასაშვებია მხოლოდ ქუსლის კუთხით, რომელიც არ აღემატება სტაბილურობის დიაგრამაზე მაქსიმალურ წერტილს.

ბრინჯი. 7. საკრუიზო – სარბოლო იახტის სტატიკური მდგრადობის დიაგრამა

პრაქტიკაში, იახტის ეკიპაჟებს ხშირად უწევთ გამკლავება გარე ძალების დინამიურ მოქმედებასთან, რომლის დროსაც ქუსლის მომენტი მნიშვნელოვან მნიშვნელობას აღწევს დროის შედარებით მოკლე პერიოდში. ეს ხდება მაშინ, როცა ქარი ან ტალღა ურტყამს ქარის კანს. ამ შემთხვევებში მნიშვნელოვანია არა მხოლოდ ქუსლის მომენტის სიდიდე, არამედ კინეტიკური ენერგია, რომელიც გადაეცემა გემს და შეიწოვება გამოსწორების მომენტის მუშაობით.

სტატიკური მდგრადობის დიაგრამაზე ორივე მომენტის მუშაობა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შესაბამისი მრუდებისა და ორდინატთა ღერძებს შორის ჩასმული უბნების სახით. გარე ძალების დინამიური გავლენის ქვეშ იახტის წონასწორობის პირობა იქნება OABVE (სამუშაო Mkr) და OBGVE (სამუშაო Mv) არეების თანასწორობა. იმის გათვალისწინებით, რომ OBVE არეები საერთოა, შეგვიძლია განვიხილოთ OAB და BGV ფართობების თანასწორობა. ნახ. 7 ჩანს, რომ ქარის დინამიური მოქმედების შემთხვევაში, გორგოლაჭის კუთხე (წერტილი E, დაახლოებით 62°) შესამჩნევად აღემატება იმავე სიძლიერის ქარს მისი სტატიკური მოქმედების დროს.

სტატიკური სტაბილურობის დიაგრამიდან შეიძლება დადგინდეს მაქსიმალური დინამიური ქუსლიმომენტი, რომელიც გადახრის დინებას ან საფრთხეს უქმნის იახტის უსაფრთხოებას ღია კაბინით. ცხადია, აღდგენის მომენტის ეფექტი შეიძლება ჩაითვალოს მხოლოდ კაბინის დატბორვის კუთხამდე ან სტატიკური სტაბილურობის დიაგრამის შემცირების საწყის წერტილამდე.

საყოველთაოდ მიღებულია, რომ მძიმე ბალასტით აღჭურვილი კილის იახტები პრაქტიკულად დასაბრუნებელია. თუმცა, 1979 წლის Fastnet-ის უკვე ნახსენებ რბოლაში, 77 იახტა გადატრიალდა ქუსლის 90°-ზე მეტი კუთხით და ზოგიერთი მათგანი დარჩა წყლის ქვეშ გარკვეული დროის განმავლობაში (30 წამიდან 5 წუთამდე) მაღლა და რამდენიმე იახტა. შემდეგ ნორმალურ მდგომარეობაში ავიდა სხვა დაფის მეშვეობით. ყველაზე სერიოზული ზიანი იყო ანძების დაკარგვა (12 იახტაზე), ბატარეები, მძიმე ღუმელები და სხვა აღჭურვილობა მათი ბუდეებიდან ჩამოვარდნილი. შენობებში წყლის მოხვედრამ ასევე გამოიწვია არასასურველი შედეგები. ეს მოხდა ციცაბო 9-10 მეტრიანი ტალღის დინამიური გავლენის ქვეშ, რომლის პროფილი უეცრად გატყდა ოკეანედან ირლანდიის ზედაპირულ ზღვაზე გადასვლისას, ქარის სიჩქარით 25-30 მ/წმ.

გვერდითი სტაბილურობის მოქმედი ფაქტორები.ამრიგად, ჩვენ შეგვიძლია გამოვიტანოთ გარკვეული დასკვნები იახტის დიზაინის სხვადასხვა ელემენტების გავლენის შესახებ მის სტაბილურობაზე. დაბალ ქუსლზე, ​​გასწორების მომენტის შექმნაში მთავარ როლს ასრულებს იახტის სიგანე და წყლის ხაზის სისრულის კოეფიციენტი. რაც უფრო ფართოა იახტა და რაც უფრო სავსეა მისი წყლის ხაზი, მით უფრო შორს დგას DP-დან სიმძიმის ცენტრი ჭურჭლის გადახვევისას, მით უფრო დიდია ფორმის სტაბილურობის მკლავი. საკმაოდ ფართო იახტის სტატიკური სტაბილურობის დიაგრამას აქვს უფრო ციცაბო აღმავალი ტოტი, ვიდრე ვიწრო - მდე = 60-80 °.

რაც უფრო დაბალია იახტის სიმძიმის ცენტრი, მით უფრო სტაბილურია ის და ღრმა ნაკაწრისა და დიდი ბალასტის გავლენა გავლენას ახდენს იახტის სტაბილურობის თითქმის მთელ დიაგრამაზე. იახტის მოდერნიზაციისას სასარგებლოა გახსოვდეთ მარტივი წესი: წყლის ხაზის ქვემოთ ყოველი კილოგრამი აუმჯობესებს სტაბილურობას, ხოლო წყლის ხაზის ზემოთ ყოველი კილოგრამი აუარესებს მას.სტაბილურობისთვის განსაკუთრებით შესამჩნევია მძიმე სპარი და გაყალბება.

სიმძიმის ცენტრის იგივე მდებარეობით, ჭარბი დაფის მქონე იახტას ასევე აქვს უფრო მაღალი სტაბილურობა ქუსლის 30-35°-ზე მეტი კუთხით, როდესაც გემზე ნორმალური გვერდითი სიმაღლით გემბანი იწყებს წყალში შესვლას. მაღალგვერდა იახტას აქვს დიდი მაქსიმალური გასწორების მომენტი. ეს ხარისხი ასევე თანდაყოლილია იახტებისთვის, რომლებსაც აქვთ საკმარისად დიდი მოცულობის წყალგაუმტარი გემბანები.

განსაკუთრებული ყურადღება უნდა მიექცეს წყლის ზემოქმედებას საყრდენში და სითხეებში ავზებში. საქმე არ არის მხოლოდ სითხეების მასების გადაადგილება ქუსლიანი მხარისკენ; მთავარ როლს ასრულებს გადაჭარბებული სითხის თავისუფალი ზედაპირის არსებობა, კერძოდ, მისი ინერციის მომენტი გრძივი ღერძის მიმართ. თუ, მაგალითად, საყრდენში წყლის ზედაპირს აქვს სიგრძე / და სიგანე ბ,მაშინ მეტაცენტრული სიმაღლე მცირდება ოდენობით

, მ. (9)

განსაკუთრებით სახიფათოა საყრდენი წყალი, რომლის თავისუფალ ზედაპირს დიდი სიგანე აქვს. ამიტომ, ქარიშხლიან პირობებში ცურვისას, წყალი დროულად უნდა მოიხსნას საყრდენიდან.

სითხეების თავისუფალი ზედაპირის ზემოქმედების შესამცირებლად, ტანკებში დამონტაჟებულია გრძივი ფარის ნაყარი, რომლებიც დაყოფილია რამდენიმე ნაწილად სიგანის გასწვრივ. ნაყარებში კეთდება ხვრელები სითხის თავისუფალი ნაკადისთვის.

გვერდითი სტაბილურობადა იახტის შესრულება.როდესაც რულონი იზრდება 10-12°-ს მიღმა, წყლის წინააღმდეგობა იახტის მოძრაობის მიმართ შესამჩნევად იზრდება, რაც იწვევს სიჩქარის დაკარგვას. აქედან გამომდინარე, მნიშვნელოვანია, რომ როდესაც ქარი იზრდება, იახტას შეუძლია შეინარჩუნოს ეფექტური აფრები ზედმეტი ქუსლების გარეშე. ხშირად, შედარებით დიდ იახტებზეც კი, რბოლის დროს ეკიპაჟი განლაგებულია ქარის მხარეს და ცდილობს სიის შემცირებას.

რამდენად ეფექტურია ტვირთის (ეკიპაჟის) ერთ მხარეს გადატანა, ადვილი წარმოსადგენია უმარტივესი ფორმულის გამოყენებით, რომელიც მოქმედებს რულონის მცირე კუთხით (0-10°-ის ფარგლებში);

, (10)

მო-მომენტი, იახტის ქუსლი 1°-ით;

D-იახტის გადაადგილება, ტ;

თ-საწყისი განივი მეტაცენტრული სიმაღლე, მ.

გადაადგილებული ტვირთის მასის და მისი ახალი მდებარეობის მანძილის ცოდნა DP-დან, შესაძლებელია განვსაზღვროთ ქუსლის მომენტი და გავყოთ მო,მიიღეთ როლის კუთხე გრადუსებში. მაგალითად, თუ იახტაზე, რომლის გადაადგილებაა 7 ტონა და A = 1 მ, ხუთი ადამიანი განლაგებულია გვერდით DP-დან 1,5 მ მანძილზე, მაშინ მათ მიერ შექმნილი ქუსლის მომენტი მისცემს იახტას 4,5 რულონს. ° (ან შეამცირეთ რულონი მეორე მხარეს დაახლოებით იგივე რაოდენობით).

გრძივი სტაბილურობა.იახტის გრძივი დახრის დროს წარმოქმნილი ფენომენების ფიზიკა მსგავსია გორგომის დროს მომხდარ ფენომენებთან, მაგრამ გრძივი მეტაცენტრული სიმაღლე სიდიდით შედარებულია იახტის სიგრძესთან. მაშასადამე, გრძივი დახრილობები და მორთვა, როგორც წესი, მცირეა და იზომება არა გრადუსით, არამედ მშვილდისა და მშვილდის ნახაზში ცვლილებებით. და მაინც, თუ მისი მთელი შესაძლებლობები ამოიწურება იახტადან, არ შეიძლება არ გავითვალისწინოთ იმ ძალების მოქმედება, რომლებიც იახტას მშვილდამდე ასწორებენ და სიდიდის ცენტრს წინ აწევენ (იხ. სურ. 4). ამის თავიდან აცილება შესაძლებელია ეკიპაჟის გადაადგილებით უკანგემბანები.

ძალები, რომლებიც მშვილდს აჭრიან, უდიდეს სიდიდეს აღწევენ ზურგში ცურვისას; ამ კურსზე, განსაკუთრებით ძლიერი ქარის დროს, ეკიპაჟი უნდა გადაადგილდეს რაც შეიძლება შორს. მჭიდროდ გაყვანილ კურსზე, მოწესრიგების მომენტი მცირეა და საუკეთესოა ეკიპაჟისთვის განლაგდეს შუა გემთან ახლოს, გემის ქუსლებით. ჯიბეზე, მორთვის მომენტი უფრო ნაკლები აღმოჩნდება, ვიდრე უკანა მხარეს, განსაკუთრებით თუ იახტა ატარებს სპინაკერს და ბლუპერს, რაც უზრუნველყოფს გარკვეულ აწევას.

კატამარანებისთვის, გრძივი მეტაცენტრული სიმაღლე შედარებულია განივი სიმაღლესთან, ზოგჯერ ნაკლები. მაშასადამე, კელის იახტაზე თითქმის შეუმჩნეველი მომენტის ეფექტს შეუძლია იმავე ძირითადი განზომილების კატამარანის გადახვევა.

უბედური შემთხვევების სტატისტიკა მიუთითებს მშვილდის თავზე გადახრის შემთხვევებზე საკრუიზო კატამარანის კურსების გავლისას მაღალი ქარიშხალით.

1.7. დრიფტის წინააღმდეგობა

გვერდითი ძალა Fd (იხ. სურ. 4) არა მხოლოდ ფეხქვეშ აყენებს იახტას, არამედ იწვევს გვერდითი დრიფტს. ცვივა.დრიფტის სიძლიერე დამოკიდებულია იახტის კურსზე ქართან შედარებით. ახლო აზიდული მიმართულებით ცურვისას ის სამჯერ აღემატება იახტის წინ გადაადგილების ძალას; ყურის ქარში ორივე ძალა დაახლოებით თანაბარია ციცაბო ზურგზე (ნამდვილი ქარი დაახლოებით 135°-ია იახტის კურსთან შედარებით), მამოძრავებელი ძალა აღმოჩნდება 2-3-ჯერ აღემატება დრიფტის ძალას და სუფთა ცურვისას. საერთოდ არ არის დრიფტის ძალა. შესაბამისად, იმისთვის, რომ გემმა წარმატებით გადაინაცვლოს კურსზე ახლოდან ყურის ქარისკენ, მას უნდა ჰქონდეს საკმარისი გვერდითი წინააღმდეგობა დრიფტის მიმართ, ბევრად აღემატება წყლის წინააღმდეგობას იახტის მოძრაობის მიმართ კურსის გასწვრივ.

თანამედროვე იახტებში დრიფტის წინააღმდეგობის შექმნის ფუნქციას ასრულებენ ძირითადად ცენტრალური დაფები, ფარფლები და საჭეები.

როგორც უკვე ვთქვით, დრიფტისადმი წინააღმდეგობის ძალის წარმოქმნის შეუცვლელი პირობაა იახტის მოძრაობა DP-ის მიმართ მცირე კუთხით - დრიფტის კუთხით. განვიხილოთ რა ხდება წყლის ნაკადში უშუალოდ კილს, რომელიც წარმოადგენს ფრთას ჯვარედინი კვეთით თხელი სიმეტრიული აეროდინამიკური პროფილის სახით (სურ. 8).

თუ არ არის დრიფტის კუთხე (ნახ. 8, ა), მაშინ წყლის ნაკადი, რომელიც ხვდება კელის პროფილს წერტილში ა,დაყოფილია ორ ნაწილად. ამ მომენტში, რომელსაც კრიტიკულ წერტილს უწოდებენ, დინების სიჩქარე უდრის O-ს, წნევა მაქსიმალურია, სიჩქარის სათავეს უდრის, სადაც r არის წყლის მასის სიმკვრივე (მტკნარი წყლისთვის); v-იახტის სიჩქარე (მ/წმ). ნაკადის ორივე ზედა და ქვედა ნაწილი ერთდროულად მიედინება პროფილის ზედაპირის გარშემო და კვლავ ხვდება წერტილს ბგამავალ კიდეზე. ცხადია, პროფილზე არ შეიძლება წარმოიშვას ნაკადის გასწვრივ მიმართული ძალა; მხოლოდ ერთი ხახუნის წინააღმდეგობის ძალა იმოქმედებს წყლის სიბლანტის გამო.

თუ პროფილი გადახრილია შეტევის გარკვეული კუთხით ა(იახტის კილის შემთხვევაში - დრიფტის კუთხე), მაშინ შეიცვლება ნაკადის სქემა პროფილის ირგვლივ (ნახ. 8, ბ).Კრიტიკული წერტილი აგადავა პროფილის „ცხვირის“ ქვედა ნაწილში. გზა, რომელიც წყლის ნაწილაკმა უნდა გაიაროს პროფილის ზედა ზედაპირის გასწვრივ, გახანგრძლივდება და წერტილი ბ 1სადაც, ნაკადის უწყვეტობის პირობების მიხედვით, პროფილის ზედა და ქვედა ზედაპირების ირგვლივ მომდინარე ნაწილაკები უნდა შეხვდეს, თანაბარი ბილიკის გავლის შემდეგ ისინი მთავრდება ზედა ზედაპირზე. თუმცა, პროფილის მკვეთრი გამომავალი კიდის გარშემო შემოვლისას, ნაკადის ქვედა ნაწილი კიდედან მორევის სახით იშლება (ნახ. 8, გ და დ). ეს მორევი, რომელსაც ეწოდება საწყისი მორევი, ბრუნავს საათის ისრის საწინააღმდეგოდ, იწვევს წყლის ცირკულაციას პროფილის გარშემო საპირისპირო მიმართულებით, ანუ საათის ისრის მიმართულებით (ნახ. 8, დ).ეს ფენომენი, რომელიც გამოწვეულია ბლანტი ძალებით, მსგავსია დიდი მექანიზმის (მიმოქცევის) ბრუნვისა, რომელიც შერეულია პატარა წამყვანი მექანიზმით (საწყისი მორევი).

ცირკულაციის დაწყების შემდეგ, საწყისი მორევი იშლება ამომავალი კიდედან, წერტილიდან ბ 2უახლოვდება ამ კიდეს, რის შედეგადაც აღარ არის განსხვავება იმ სიჩქარეებში, რომლითაც ნაკადის ზედა და ქვედა ნაწილები ტოვებენ ფრთას. ფრთის ირგვლივ მიმოქცევა იწვევს ამწევი ძალის Y გამოჩენას, რომელიც მიმართულია ნაკადის გასწვრივ: ფრთის ზედა ზედაპირზე წყლის ნაწილაკების სიჩქარე იზრდება ცირკულაციის გამო, ქვედა ზედაპირზე, როდესაც ხვდება მიმოქცევაში ჩართულ ნაწილაკებს. ანელებს. შესაბამისად, ზედა ზედაპირზე წნევა მცირდება ფრთის წინ დინების წნევასთან შედარებით, ქვედა ზედაპირზე კი იზრდება. წნევის სხვაობა ამაღლებს ი.

გარდა ამისა, ძალა იმოქმედებს პროფილზე ფრონტალური(პროფილი) წინააღმდეგობა X,წარმოიქმნება პროფილის ზედაპირზე წყლის ხახუნისა და მის წინა ნაწილზე ჰიდროდინამიკური წნევის გამო.

ნახ. სურათი 9 გვიჩვენებს ქარის გვირაბში გაკეთებული სიმეტრიული პროფილის ზედაპირზე წნევის გაზომვის შედეგებს. y-ღერძი აჩვენებს კოეფიციენტის მნიშვნელობას თან p, რომელიც არის ჭარბი წნევის თანაფარდობა (მთლიანი წნევა მინუს ატმოსფერული წნევა) სიჩქარის თავთან. პროფილის ზედა მხარეს წნევა უარყოფითია (ვაკუუმი), ქვედა მხარეს დადებითი. ამრიგად, ამწევი ძალა, რომელიც მოქმედებს პროფილის ნებისმიერ ელემენტზე, არის მასზე მოქმედი წნევისა და იშვიათობის ძალების ჯამი და, ზოგადად, პროპორციულია იმ ფართობისა, რომელიც დახურულია პროფილის აკორდის გასწვრივ წნევის განაწილების მრუდებს შორის (დაჩრდილულია ნახ. 9).

მონაცემები წარმოდგენილი ნახ. 9 საშუალებას გვაძლევს გამოვიტანოთ არაერთი მნიშვნელოვანი დასკვნა იახტის კილის მუშაობის შესახებ. პირველ რიგში, გვერდითი ძალის შექმნაში მთავარ როლს ასრულებს ვაკუუმი, რომელიც ჩნდება ფარფლის ზედაპირზე ქარის მხრიდან. მეორეც, იშვიათობის პიკი მდებარეობს კილის შემომავალი კიდესთან. შესაბამისად, მიღებული ამწევი ძალის გამოყენების წერტილი არის ფარფლის აკორდის წინა მესამედზე. ზოგადად, ამწე იზრდება 15-18° შეტევის კუთხამდე, რის შემდეგაც ის მოულოდნელად ეცემა.

იშვიათ მხარეზე მორევების წარმოქმნის გამო, ფრთის ირგვლივ გლუვი ნაკადი ირღვევა, იშვიათობა იკლებს და ნაკადი ჩერდება (ეს ფენომენი უფრო დეტალურად არის განხილული მე-2 თავში იალქნებისთვის). თავდასხმის კუთხის მატებასთან ერთად, წევა იზრდება; ის მაქსიმუმს აღწევს a = 90°-ზე.

თანამედროვე იახტის დრიფტი იშვიათად აღემატება 5°-ს, ამიტომ არ არის საჭირო ფიქრი, რომ ნაკადი არღვევს კილს. თუმცა, შეტევის კრიტიკული კუთხე უნდა იყოს გათვალისწინებული იახტის საჭეებისთვის, რომლებიც ასევე შექმნილია და მუშაობს ფრთის პრინციპით.

განვიხილოთ იახტის კილების ძირითადი პარამეტრები, რომლებიც მნიშვნელოვან გავლენას ახდენენ მათ ეფექტურობაზე დრიფტის წინააღმდეგობის გაწევის ძალის შესაქმნელად. თანაბრად, ქვემოთ მოყვანილი შეიძლება გავრცელდეს საჭეებზე, იმის გათვალისწინებით, რომ ისინი მოქმედებენ შეტევის მნიშვნელოვნად დიდი კუთხით.

კილის სისქე და განივი ფორმა.სიმეტრიული აეროდრომების ტესტებმა აჩვენა, რომ უფრო სქელი აირფილები (განივი სისქის უფრო დიდი თანაფარდობით ტმის აკორდს ბ)მისცეს უფრო დიდი ამწევი ძალა. მათი წევა უფრო მაღალია, ვიდრე პროფილების შედარებით მცირე სისქით. ოპტიმალური შედეგების მიღება შესაძლებელია, როდესაც t/b = 0,09-0,12. ასეთ პროფილებზე ამწეების რაოდენობა შედარებით ნაკლებად არის დამოკიდებული იახტის სიჩქარეზე, ამიტომ კელები ავითარებენ საკმარის წინააღმდეგობას მსუბუქი ქარის დროსაც კი დრეიფისთვის.

მაქსიმალური პროფილის სისქის პოზიცია აკორდის სიგრძის გასწვრივ მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს დრიფტის წინააღმდეგობის ძალის სიდიდეზე. ყველაზე ეფექტურია პროფილები, რომელთა მაქსიმალური სისქე განლაგებულია აკორდის 40-50% დაშორებით მათი "ცხვირიდან". შეტევის მაღალი კუთხით მომუშავე იახტების საჭეებისთვის, პროფილებით მაქსიმალური სისქე, მდებარეობს წინა კიდესთან ოდნავ უფრო ახლოს - აკორდის 30% -მდე.

პროფილის "ცხვირის" ფორმა - შემომავალი კიდის დამრგვალების რადიუსი - გარკვეულ გავლენას ახდენს კილის ეფექტურობაზე. თუ კიდე ძალიან მკვეთრია, მაშინ ნაკადი, რომელიც მიედინება კედელზე, აქ დიდ აჩქარებას იღებს და პროფილს მორევის სახით შორდება.

ამ შემთხვევაში, აწევის ვარდნა ხდება, განსაკუთრებით მნიშვნელოვანი შეტევის მაღალი კუთხით. ამიტომ, შემომავალი კიდის ასეთი სიმკვეთრე საჭეებისთვის მიუღებელია.

აეროდინამიკური გაფართოება.ფრთის ბოლოებში წყალი მიედინება მაღალი წნევის ზონიდან პროფილის უკანა მხარეს. შედეგად, ფრთის ბოლოებიდან იღვრება მორევები, რომლებიც ქმნიან ორ მორევის ქუჩას. ენერგიის საკმაოდ მნიშვნელოვანი ნაწილი იხარჯება მათ მოვლაზე, ყალიბდება ე.წ ინდუქციური რეაქტიულობა.გარდა ამისა, ფრთის ბოლოებზე წნევის გათანაბრების გამო, ხდება აწევის ადგილობრივი ვარდნა, როგორც ეს ნაჩვენებია ფრთის სიგრძის გასწვრივ მისი განაწილების დიაგრამაზე ნახ. 10.

რაც უფრო მოკლეა ფრთის სიგრძე ლმის აკორდთან მიმართებაში ბ,ანუ რაც უფრო მცირეა მისი დრეკადობა LB,რაც უფრო დიდია ამწევის დაკარგვა და მით მეტია ინდუქციური წევა. აეროდინამიკაში ჩვეულებრივია ფრთის ასპექტის თანაფარდობის შეფასება ფორმულის გამოყენებით

(სადაც 5 არის ფრთის ფართობი), რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას ნებისმიერი ფორმის ფრთებსა და ფარფლებზე. მართკუთხა ფორმის მქონე აეროდინამიკური ასპექტის თანაფარდობა თანაფარდობის ტოლია; დელტა ფრთისთვის l = 2 ლბ.

ნახ. 10 გვიჩვენებს ფრთას, რომელიც შედგება ორი ტრაპეციის ფარფლისგან. იახტაზე კილი ფსკერზე ფართო ძირით არის მიმაგრებული, ამიტომ აქ წყლის ნაკადი არ ხდება ვაკუუმის მხარეს და კორპუსის გავლენით ორივე ზედაპირზე წნევა გათანაბრდება. ამ გავლენის გარეშე, აეროდინამიკური ასპექტის თანაფარდობა შეიძლება ჩაითვალოს ორჯერ აღემატება კელის სიღრმის შეფარდებას მის ნაკადთან. პრაქტიკაში, ეს თანაფარდობა, კელის ზომის, იახტის კონტურებისა და ქუსლის კუთხის მიხედვით, მხოლოდ 1,2-1,3-ჯერ აღემატება.

კელის აეროდინამიკური დრეკადობის გავლენა მის მიერ წარმოქმნილ დრიფტის წინააღმდეგობის ძალის სიდიდეზე რ d შეიძლება შეფასდეს პროფილის მქონე ფარფლის ტესტის შედეგებიდან NACA 009 (ტ/ბ=9%) და ფართობი 0,37 მ2 (სურ. 11). ნაკადის სიჩქარე შეესაბამებოდა იახტის სიჩქარეს 3 კვანძს (1,5 მ/წმ). საინტერესოა დრიფტის წინააღმდეგობის ძალის ცვლილება შეტევის კუთხით 4-6°, რაც შეესაბამება იახტის დრიფტის კუთხეს ახლო აზიდულ კურსზე. თუ თქვენ მიიღებთ ძალას რ d დრეკადობით l = 1 ერთეულზე (6,8 a = 5°-ზე), შემდეგ l-მდე 2-მდე გაზრდით, დრიფტის წინააღმდეგობა იზრდება 1,5-ზე მეტით (10,4 კგ), ხოლო l = 3-ით - ზუსტად გაორმაგებულია (13,6). კგ). იგივე გრაფიკი შეიძლება ემსახურებოდეს სხვადასხვა გაფართოების საჭეების ეფექტურობის ხარისხობრივ შეფასებას, რომლებიც მოქმედებენ შეტევის დიდი კუთხით.

ამრიგად, კილის ფარფლის გახანგრძლივების გაზრდით შესაძლებელია გვერდითი ძალის საჭირო რაოდენობის მიღება რ d უფრო მცირე კელის ფართობით და, შესაბამისად, უფრო მცირე სველი ზედაპირით და წყლის წინააღმდეგობით იახტის მოძრაობის მიმართ. თანამედროვე საკრუიზო და სარბოლო იახტებზე კილის სიგრძე საშუალოდ ლ = 1-3. საჭის ბუმბული, რომელიც ემსახურება არა მხოლოდ გემის მართვას, არამედ განუყოფელი ელემენტია იახტის წინააღმდეგობის შესაქმნელად, აქვს კიდევ უფრო დიდი დრეკადობა, უახლოვდება l. = 4.

კელის ფართობი და ფორმა.ყველაზე ხშირად, კელის ზომები განისაზღვრება სტატისტიკური მონაცემებით, შექმნილი იახტის შედარება კარგად დადასტურებულ გემებთან. თანამედროვე საკრუიზო და სარბოლო იახტებზე, კისისგან განცალკევებული საჭეებით, კელისა და საჭის მთლიანი ფართობი მერყეობს იახტის აფრების ფართობის 4,5-დან 6,5%-მდე, ხოლო საჭის ფართობი შეადგენს 20-40%-ს. კილის არე.

ოპტიმალური დრეკადობის მისაღებად, იახტის დიზაინერი ცდილობს მიიღოს ნაოსნობის პირობებით ან გაზომვის წესებით დაშვებული მაქსიმალური ნაკადი. ყველაზე ხშირად, კილს აქვს ტრაპეციის ფორმა დახრილი წინა კიდით. როგორც კვლევებმა აჩვენა, 1-დან 3-მდე ასპექტის თანაფარდობის მქონე იახტებისთვის, კუთხე წინა კიდესა და ვერტიკალს შორის -8°-დან 22,5°-მდე დიაპაზონში პრაქტიკულად არ მოქმედებს კელის ჰიდროდინამიკურ მახასიათებლებზე. თუ კილი (ან ცენტრალური დაფა) ძალიან ვიწრო და გრძელია, მაშინ წინა კიდის დახრილობას 15°-ზე მეტი ვერტიკალისკენ ახლავს წყლის ნაკადის ხაზების გადახრა პროფილის ქვემოთ, ქვედა უკანა კუთხისკენ. შედეგად, ამწევის ძალა მცირდება და კელის წინააღმდეგობა იზრდება. ამ შემთხვევაში, დახრის ოპტიმალური კუთხეა 5° ვერტიკალურზე.

კილისა და საჭის მიერ შემუშავებული ამწეების რაოდენობაზე მნიშვნელოვნად მოქმედებს მისი ზედაპირის დასრულება, განსაკუთრებით წინა კიდეზე, სადაც ყალიბდება ნაკადი პროფილის ირგვლივ. ამიტომ რეკომენდირებულია კილისა და საჭის გაპრიალება პროფილის აკორდის მინიმუმ 1,5%-ის მანძილზე.

იახტის სიჩქარე.აწევის ძალა ნებისმიერ ფრთაზე განისაზღვრება ფორმულით:

(11)

Сy -აწევის კოეფიციენტი, დამოკიდებულია ფრთის პარამეტრებზე - პროფილის ფორმაზე, ასპექტის თანაფარდობაზე, გეგმის მოხაზულობაზე, ასევე შეტევის კუთხიდან - იზრდება შეტევის კუთხის მატებასთან ერთად;

რ- წყლის მასის სიმკვრივე;

ვ- ფრთის ირგვლივ ნაკადის სიჩქარე, მ/წმ;

ს- ფრთის ფართობი, მ2.

ამრიგად, დრიფტისადმი წინააღმდეგობის ძალა არის სიჩქარის კვადრატის პროპორციული ცვლადი მნიშვნელობა. იახტის მოძრაობის საწყის მომენტში, მაგალითად დაჯდომის შემდეგ, როდესაც გემი კარგავს სიჩქარეს, ან როდესაც მოძრაობს ბუმიდან ქარში, ამწე ძალა მცირეა. სიძლიერის მიზნით იდრიფტის ძალას გაუტოლდა ფ დკილი უნდა იყოს განლაგებული შემომავალი დინებისკენ შეტევის მაღალი კუთხით. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, გემი იწყებს მოძრაობას დიდი დრიფტის კუთხით. სიჩქარის მატებასთან ერთად დრიფტის კუთხე მცირდება, სანამ არ მიაღწევს ნორმალურ მნიშვნელობას - 3-5°.

კაპიტანმა უნდა გაითვალისწინოს ეს გარემოება, რათა უზრუნველყოს საკმარისი სივრცე იახტის აჩქარებისას ან ახალ ტაკზე გადასვლის შემდეგ. სიჩქარის სწრაფად მოსაპოვებლად უნდა იქნას გამოყენებული დიდი საწყისი დრიფტის კუთხე, ფურცლების ოდნავ დაჭერით. სხვათა შორის, ეს ამცირებს დრეიფის ძალას იალქნებზე.

ასევე აუცილებელია გავიხსენოთ ლიფტის წარმოქმნის მექანიკა, რომელიც ფინჯანზე ჩნდება მხოლოდ საწყისი მორევის გამოყოფისა და სტაბილური მიმოქცევის განვითარების შემდეგ. თანამედროვე იახტის ვიწრო კედელზე მიმოქცევა უფრო სწრაფად ხდება, ვიდრე იახტის კორპუსზე, რომელსაც აქვს საჭე დამაგრებული კიელზე, ანუ დიდი აკორდის მქონე ფრთაზე. მეორე იახტა უფრო მეტად დაიძვრება ქარის მიმართულებით, სანამ კორპუსი გახდება ეფექტური დრიფტის თავიდან ასაცილებლად.

კონტროლირებადი

კონტროლირებადიარის გემის ხარისხი, რომელიც საშუალებას აძლევს მას მიჰყვეს მოცემულ კურსს ან შეცვალოს მიმართულება. მხოლოდ იახტა, რომელიც სათანადოდ რეაგირებს საჭის გადაადგილებაზე, შეიძლება ჩაითვალოს კონტროლირებად.

კონტროლირებადობა აერთიანებს გემის ორ თვისებას - სტაბილურობას და სისწრაფეს.

კურსის სტაბილურობა- ეს არის იახტის უნარი შეინარჩუნოს მოძრაობის მოცემული სწორი მიმართულება მასზე სხვადასხვა გარე ძალების გავლენის ქვეშ: ქარი, ტალღები და ა.შ. კურსის სტაბილურობა დამოკიდებულია არა მხოლოდ იახტის დიზაინის მახასიათებლებზე და მის ბუნებაზე. გარე ძალების მოქმედება, არამედ მესაჭის რეაქციაზე გემის კურსიდან გადახრაზე, მისი მართვის გრძნობაზე.

კვლავ მივმართოთ გარე ძალების მოქმედების დიაგრამას იახტის იალქნებსა და კორპუსზე (იხ. სურ. 4). კურსზე იახტის სტაბილურობისთვის გადამწყვეტი მნიშვნელობა აქვს ორი წყვილი ძალების შედარებით პოზიციას. ქუსლის ძალა ფ d და დრიფტის წინააღმდეგობის ძალა რ d ტენდენცია უბიძგებს იახტის მშვილდი ქარში, ხოლო მეორე პარა ბიძგი ძალა თდა მოძრაობის წინააღმდეგობა რმოაქვს იახტა ქართან. აშკარაა, რომ იახტის რეაქცია დამოკიდებულია განხილული ძალებისა და მხრების სიდიდის თანაფარდობაზე. ადა ბ,რომელზედაც ისინი მოქმედებენ. როგორც როლი კუთხე იზრდება, მკლავი ამძრავი წყვილი ბასევე იზრდება. დაცემული წყვილის მხრები ადამოკიდებულია აფრების ცენტრის ფარდობით პოზიციაზე (CS) - შედეგად მიღებული აეროდინამიკური ძალების აფრების გამოყენების წერტილი და გვერდითი წინაღობის ცენტრი (CLR) - შედეგად მიღებული ჰიდროდინამიკური ძალების გამოყენების წერტილი ჭურვის კორპუსზე. იახტა. ამ წერტილების პოზიცია იცვლება მრავალი ფაქტორიდან გამომდინარე: იახტის მსვლელობა ქართან მიმართებაში, აფრების ფორმა და განლაგება, იახტის სია და მორთვა, კილისა და საჭის ფორმა და პროფილი და ა.შ.

ამიტომ, იახტების დიზაინისა და ხელახალი აღჭურვისას, ისინი მოქმედებენ ჩვეულებრივი CP-ებით და CB-ებით, იმის გათვალისწინებით, რომ განლაგებულია ბრტყელი ფიგურების სიმძიმის ცენტრებში, რომლებიც არის იახტის ცენტრალურ სიბრტყეში დადგმული აფრები და DP-ის წყალქვეშა მონახაზები. კილი, ფარფლები და საჭე (სურ. 12).

ცნობილია, რომ სამკუთხა იალქნის სიმძიმის ცენტრი მდებარეობს ორი მედიანის გადაკვეთაზე, ხოლო ორი იალქნის საერთო სიმძიმის ცენტრი განლაგებულია სწორი ხაზის სეგმენტზე, რომელიც აკავშირებს ორივე აფრების CP-ს და ყოფს ამ სეგმენტს. მათი ფართობის შებრუნებული პროპორციით. ჩვეულებრივ, მხედველობაში მიიღება არა ჯიბის რეალური ფართობი, არამედ წინა აფრების სამკუთხედის გაზომილი ფართობი.

ცენტრალური ცენტრის პოზიცია შეიძლება განისაზღვროს თხელი მუყაოსგან მოჭრილი DP-ს წყალქვეშა ნაწილის პროფილის დაბალანსებით ნემსის წვერზე. როდესაც თარგი განლაგებულია მკაცრად ჰორიზონტალურად, ნემსი მდებარეობს ცენტრალური ცენტრის ჩვეულებრივ წერტილში. შეგახსენებთ, რომ დრიფტისადმი წინააღმდეგობის ძალის შექმნისას მთავარი როლი ფარფლის კილსა და საჭეს ეკუთვნის. ჰიდროდინამიკური წნევის ცენტრები მათ პროფილებზე საკმაოდ ზუსტად შეიძლება მოიძებნოს, მაგალითად, ფარდობითი სისქის პროფილებისთვის. ტ/ბდაახლოებით 8%-ში ეს წერტილი აკორდის დაახლოებით 26%-ით არის დაშორებული წინა კიდიდან. თუმცა, იახტის კორპუსი, მიუხედავად იმისა, რომ იგი მცირე რაოდენობით მონაწილეობს გვერდითი ძალის შექმნაში, ახდენს გარკვეულ ცვლილებებს ნაკადის ბუნებაში კისრისა და საჭის ირგვლივ და იცვლება ქუსლისა და მორთვის კუთხიდან გამომდინარე. ასევე იახტის სიჩქარე. უმეტეს შემთხვევაში, დახურულ კურსზე, სიმძიმის ნამდვილი ცენტრი წინ მიიწევს.

დიზაინერები, როგორც წესი, ათავსებენ CPU-ს ცენტრალური ნერვული სისტემის წინ გარკვეულ მანძილზე (მოწინავე). როგორც წესი, ტყვია მითითებულია, როგორც ჭურჭლის სიგრძის პროცენტი წყლის ხაზზე და არის 15-18% ბერმუდის ფერდობზე. ლკვლ.

თუ ჭეშმარიტი CP აღმოჩნდება, რომ მდებარეობს CS-ზე ძალიან შორს, იახტა ახლო აზიდულ კურსზე ეცემა ქარს და მესაჭეს მუდმივად უწევს საჭე ქარისკენ დახრილი. თუ CP არის CB-ის უკან, მაშინ იახტა მიდრეკილია ქარისკენ მიიწევს; ნავის კონტროლისთვის საჭიროა მუდმივი საჭე.

განსაკუთრებით უსიამოვნოა იახტის ჩაძირვის ტენდენცია. საჭესთან ავარიის შემთხვევაში, იახტა მხოლოდ იალქნების დახმარებით არ შეიძლება მიიყვანონ მჭიდრო კურსზე, გარდა ამისა, მას აქვს გაზრდილი დრიფტი. ფაქტია, რომ იახტის კილი აფერხებს მისგან მომდინარე წყლის ნაკადს გემის DP-თან უფრო ახლოს. ამიტომ, თუ საჭე სწორია, ის მოქმედებს შესამჩნევად დაბალი კუთხით, ვიდრე კილი. თუ საჭეს დახარებთ ქარისკენ მიმავალ მხარეს, მაშინ მასზე წარმოქმნილი ამწევი ძალა აღმოჩნდება მიმართული ეკოლოგიურად - იმავე მიმართულებით, როგორც დრეიფის ძალა იალქნებზე. ამ შემთხვევაში კილი და საჭე სხვადასხვა მიმართულებით „იზიდება“ და იახტა კურსზე არასტაბილურია.

სხვა საქმეა იახტის გატარების მარტივი ტენდენცია. საჭე, რომელიც გადაადგილებულია მცირე კუთხით (3-4°) ქარის მიმართულებით, მოქმედებს იგივე ან ოდნავ უფრო დიდი შეტევის კუთხით, როგორც კილი და ეფექტურად მონაწილეობს დრიფტის წინააღმდეგობის გაწევაში. საჭეზე წარმოქმნილი გვერდითი ძალა იწვევს საჭის მთლიანი ცენტრალური სისტემის მნიშვნელოვან გადაადგილებას წინა მხარეს, ამავდროულად მცირდება დრიფტის კუთხე, იახტა სტაბილურად წევს კურსზე.

თუმცა, თუ მჭიდრო ტრასაზე საჭე მუდმივად უნდა გადაიტანოთ ქარზე 3-4°-ზე მეტი ოდენობით, თქვენ უნდა იფიქროთ ცენტრალური საჭის და ცენტრალური მართვის განყოფილების შედარებითი პოზიციის რეგულირებაზე. უკვე აშენებულ იახტაზე ამის გაკეთება უფრო ადვილია პროცესორის წინ გადაადგილებით, ანძის დაყენებით უკიდურესობამდე. ცხვირის პოზიციაან წინ გადახრილი.

იახტის დრეიფის მიზეზი შესაძლოა იყოს მთავარი იალქანიც - ზედმეტად „პოტბელი“ ან ხელახლა აშენებული ლუფი. ამ შემთხვევაში გამოსადეგია შუალედური დგომა, რომლითაც შეგიძლიათ ანძა შუა ნაწილში (სიმაღლეში) წინ გაიხაროთ და ამით იალქანი უფრო ბრტყელი გახადოთ, ასევე დაასუსტოთ ლუფი. თქვენ ასევე შეგიძლიათ შეამციროთ ძირითადი იალქნის ლუფის სიგრძე.

უფრო რთულია საჭის ცენტრალური სვეტის უკანა მხარეს გადატანა, რისთვისაც თქვენ უნდა დააინსტალიროთ საჭის წინ ფარფლი ან გაზარდოთ საჭის პირის ფართობი.

უკვე ვთქვით, რომ რულონის მატებასთან ერთად იზრდება იახტის გორების ტენდენციაც. ეს ხდება არა მხოლოდ შემაერთებელი წყვილის მკლავის ზრდის გამო - თდა რ.რულონის დროს იზრდება ჰიდროდინამიკური წნევა მშვილდის ტალღის მიდამოში, რაც იწვევს ცენტრალური ნერვული სისტემის წინ გადაადგილებას. ამიტომ, ახალი ქარის დროს, იახტის დრიფტის ტენდენციის შესამცირებლად, თქვენ უნდა გადაიტანოთ იალქანი წინ და: აიღოთ რიფი მაგისტრალზე ან ოდნავ გადაფურცლეთ იგი ამ კურსისთვის. ასევე სასარგებლოა ჯიბის შეცვლა პატარაზე, რაც ამცირებს იახტის სიას და მორთვას მშვილდზე.

გამოცდილი დიზაინერი წინასწარი ღირებულების არჩევისას აჩვეულებრივ ითვალისწინებს იახტის მდგრადობას, რათა კომპენსირება მოახდინოს მართვის მომენტის მატებას ქუსლების დროს: ნაკლები მდგრადობის მქონე იახტისთვის დგინდება დიდი წინასწარი მნიშვნელობა, უფრო სტაბილური გემებისთვის წინსვლა მიიღება მინიმალური.

კარგად ორიენტირებულ იახტებს ხშირად აქვთ გაზრდილი დახრილობა უკანა ტრასაზე, როდესაც გემზე გამოყვანილი მთავარი იახტა ქარს აქცევს იახტას მშვილდით. ამას ასევე ეხმარება მაღალი ტალღა, რომელიც მოდის დპ-ის კუთხით შტრიხიდან. იახტის კურსზე შესანარჩუნებლად, თქვენ უნდა იმუშაოთ საჭესთან, გადაუხვიოთ მას კრიტიკულ კუთხამდე, როდესაც შესაძლებელია მისი ნაკადული ზედაპირიდან დინება (ეს ჩვეულებრივ ხდება 15-20° შეტევის კუთხით). ამ ფენომენს თან ახლავს საჭეზე აწევის დაკარგვა და, შესაბამისად, იახტის კონტროლირებადი. იახტას შეუძლია მოულოდნელად მკვეთრად გადააგდოს თავი ქარში და მიიღოს დიდი სია, ხოლო საჭის პირის გაღრმავების შემცირების გამო, წყლის ზედაპირიდან ჰაერი შეიძლება გავარდეს იშვიათ მხარეს.

ამ ფენომენის წინააღმდეგ ბრძოლას ე.წ ბროშინგი,აიძულებს გაზარდოს საჭის ბუმბულის ფართობი და მისი გახანგრძლივება, დააყენოს ფარფლი საჭის წინ, რომლის ფართობი არის ბუმბულის ფართობის დაახლოებით მეოთხედი. საჭის წინ ფარფლის არსებობის წყალობით, ორგანიზებულია წყლის მიმართული ნაკადი, იზრდება საჭის შეტევის კრიტიკული კუთხეები, ხელს უშლის მას ჰაერის გარღვევას და მცირდება ძალა საბურავზე. ზურგზე ცურვისას, ეკიპაჟი უნდა ცდილობდეს უზრუნველყოს, რომ სპინაკერის ბიძგი მაქსიმალურად წინ იყოს მიმართული და არა გვერდით, რათა თავიდან აიცილოს ზედმეტი ქუსლები. ასევე მნიშვნელოვანია ცხვირზე მოპირკეთების გაჩენის თავიდან აცილება, რამაც შეიძლება შეამციროს საჭის სიღრმე. ბროუშინგს ასევე ხელს უწყობს იახტის გორგალი, რომელიც ჩნდება სპინაკერიდან ჰაერის ნაკადის შეფერხების შედეგად.

სტაბილურობა კურსზე, გარდა გარე ძალების განხილული გავლენისა და მათი გამოყენების წერტილების შედარებითი პოზიციისა, განისაზღვრება DP-ის წყალქვეშა ნაწილის კონფიგურაციით. ადრე გრძელი მოგზაურობისთვის ღია წყალისასურველია იახტები გრძელი კილის ხაზით, რადგან მათ აქვთ უფრო დიდი წინააღმდეგობა შემობრუნების მიმართ და, შესაბამისად, სტაბილურობა კურსზე. თუმცა, ამ ტიპის გემს აქვს მნიშვნელოვანი უარყოფითი მხარეები, როგორიცაა დიდი სველი ზედაპირი და ცუდი მანევრირება. გარდა ამისა, აღმოჩნდა, რომ კურსის სტაბილურობა დამოკიდებულია არა იმდენად DP-ს გვერდითი პროექციის ზომაზე, არამედ საჭის პოზიციაზე ცენტრალურ საჭის სისტემასთან შედარებით, ანუ „ბერკეტზე“, რომელზედაც არის საჭე. ბორბალი მუშაობს. აღსანიშნავია, რომ თუ ეს მანძილი 25%-ზე ნაკლებია ლკვლ , შემდეგ იახტა ხდება დახრილი და ცუდად რეაგირებს საჭის გადახრაზე. ზე ლ=40-45% ლ kvl (იხ. სურ. 12) ჭურჭლის შენახვა მოცემულ კურსზე არ არის რთული.

სისწრაფე- გემის უნარი შეცვალოს მოძრაობის მიმართულება და აღწეროს ტრაექტორია საჭის და აფრების გავლენის ქვეშ. საჭის მოქმედება ეფუძნება ჰიდროდინამიკური ფრთის იმავე პრინციპს, რომელიც განიხილებოდა იახტის კილისთვის. როდესაც საჭე გადადის გარკვეულ კუთხეზე, წარმოიქმნება ჰიდროდინამიკური ძალა R,რომლის ერთ-ერთი კომპონენტი ნუბიძგებს იახტის საყრდენს საპირისპირო მიმართულებით, რომელშიც მოთავსებულია საჭე (სურ. 13). მისი გავლენის ქვეშ გემი იწყებს მოძრაობას მოხრილი ტრაექტორიის გასწვრივ. ამავე დროს ძალა რიძლევა Q კომპონენტს - წევის ძალას, რომელიც ანელებს იახტის წინსვლას.

თუ საჭეს ერთ პოზიციაზე დააფიქსირებთ, გემი დაახლოებით იმოძრავებს წრეში, რომელსაც ცირკულაცია ეწოდება. ცირკულაციის დიამეტრი ან რადიუსი არის ჭურჭლის ბრუნვის უნარის საზომი: რაც უფრო დიდია ცირკულაციის რადიუსი, მით უფრო უარესია ბრუნვის უნარი. მიმოქცევაში მოძრაობს მხოლოდ იახტის სიმძიმის ცენტრი; სტერნი ხორციელდება. ამავდროულად, გემი განიცდის დრიფტს, რომელიც გამოწვეულია ცენტრიდანული ძალით და ნაწილობრივ ძალით ნსაჭეზე.

ცირკულაციის რადიუსი დამოკიდებულია იახტის სიჩქარეზე და მასაზე, მისი ინერციის მომენტი ვერტიკალურ ღერძთან მიმართებაში, რომელიც გადის CG-ზე, საჭის ეფექტურობაზე - ძალის სიდიდეზე. ნდა მისი მხრები CG-სთან შედარებით საჭის მოცემული გადახრისთვის. რაც უფრო დიდია იახტის სიჩქარე და გადაადგილება, მით მეტი მძიმე მასები (ძრავი, წამყვანები, აღჭურვილობის ნაწილები) განლაგებულია გემის ბოლოებში, მით უფრო დიდია ცირკულაციის რადიუსი. ჩვეულებრივ მიმოქცევის რადიუსი, რომელიც განისაზღვრება იახტის საზღვაო გამოცდების დროს, გამოიხატება კორპუსის სიგრძეში.

სისწრაფე უკეთესია, რაც უფრო მოკლეა გემის წყალქვეშა ნაწილი და მით უფრო ახლოს არის მისი მთავარი არე კონცენტრირებული შუა გემთან. მაგალითად, გემებს გრძელი კილის ხაზით (როგორიცაა საზღვაო კატარღები) აქვთ ცუდი ბრუნვის უნარი და, პირიქით, კარგი ბრუნვის უნარი - დნები ვიწრო, ღრმა ცენტრალური დაფებით.

საჭის ეფექტურობა დამოკიდებულია ბუმბულის ფართობზე და ფორმაზე, კვეთის პროფილზე, აეროდინამიკური ასპექტის თანაფარდობაზე, ინსტალაციის ტიპზე (მწვერვალზე, კილისაგან განცალკევებულზე ან ფარფლზე) და ასევე მარაგის დაშორებაზე. ცენტრალური საჭის სვეტი. ყველაზე გავრცელებულია საჭეები, რომლებიც შექმნილია ფრთის სახით აეროდინამიკური განივი კვეთის პროფილით. პროფილის მაქსიმალური სისქე ჩვეულებრივ მიიღება აკორდის 10-12% ფარგლებში და მდებარეობს აკორდის 1/3 წინა კიდიდან. საჭის ფართობი ჩვეულებრივ შეადგენს იახტის DP-ის წყალქვეშა ნაწილის ფართობის 9,5-11%.

დიდი ასპექტის თანაფარდობის მქონე საჭე (საჭის სიღრმის კვადრატის თანაფარდობა მის ფართობთან) ავითარებს დიდ გვერდით ძალას შეტევის დაბალი კუთხით, რის გამოც ის ეფექტურად მონაწილეობს დრიფტის მიმართ გვერდითი წინააღმდეგობის უზრუნველყოფაში. თუმცა, როგორც ნაჩვენებია ნახ. 11, სხვადასხვა ასპექტის პროპორციების პროფილების შეტევის გარკვეული კუთხით, ნაკადი გამოყოფილია იშვიათი ზედაპირიდან, რის შემდეგაც პროფილზე ამწევი ძალა მნიშვნელოვნად იკლებს. მაგალითად, როდის ლ= 6 საჭის კრიტიკული კუთხე არის 15°; ზე l=2- 30°. როგორც კომპრომისი, გამოიყენება გაფართოების მქონე სახელური ლ = 4-5 (მართკუთხა საჭის ასპექტის თანაფარდობა არის 2-2,5), ხოლო კრიტიკული გადაადგილების კუთხის გასაზრდელად, საჭის წინ დამონტაჟებულია სკეგის ფარფლი. დიდი ასპექტის შეფარდების მქონე საჭე უფრო სწრაფად რეაგირებს გადაადგილებაზე, რადგან ნაკადის მიმოქცევა, რომელიც განსაზღვრავს ამწევ ძალას, უფრო სწრაფად ვითარდება პატარა აკორდის მქონე პროფილის გარშემო, ვიდრე კორპუსის მთელ წყალქვეშა ნაწილის გარშემო, საჭეზე დამონტაჟებული საჭეზე.

საჭის ზედა კიდე მჭიდროდ უნდა მოერგოს სხეულს ±30° სამუშაო გადახრების ფარგლებში, რათა თავიდან აიცილოს მასში წყლის გადინება; წინააღმდეგ შემთხვევაში, საჭის მოქმედება გაუარესდება. ზოგჯერ, საჭის ზოლზე, თუ იგი დამონტაჟებულია ტრანსომზე, წყალსადენის მახლობლად ფართო ფირფიტის სახით მიმაგრებულია აეროდინამიკური გამრეცხი.

ის, რაც ითქვა კელების ფორმაზე, ეხება საჭეებსაც: ოპტიმალურად ითვლება ტრაპეციის ფორმა მართკუთხა ან ოდნავ მომრგვალებული ქვედა კიდით. ტილერზე ძალების შესამცირებლად, საჭე ზოგჯერ მზადდება დამაბალანსებელი ტიპის, ბრუნვის ღერძი, რომელიც მდებარეობს აკორდის 1/4-1/5-ით პროფილის "ცხვირიდან".

იახტის მართვისას აუცილებელია გავითვალისწინოთ საჭის სპეციფიკური მოქმედება სხვადასხვა პირობები, და უპირველეს ყოვლისა, მისი ზურგიდან ნაკადის დარღვევა. თქვენ არ შეგიძლიათ საჭის უეცარი გადანაცვლება ბორტზე მობრუნების დასაწყისში; ნაკადი შეჩერდება, წარმოიქმნება გვერდითი ძალა. ნსაჭეზე დაეცემა, მაგრამ წინააღმდეგობის ძალა სწრაფად გაიზრდება რ.იახტა მიმოქცევაში შევა ნელა და სიჩქარის დიდი დაკარგვით. ბრუნის დაწყება აუცილებელია საჭის მცირე კუთხით გადაწევით, მაგრამ როგორც კი ღერი გარედან შემობრუნდება და საჭის შეტევის კუთხე კლებას დაიწყებს, ის უფრო დიდ კუთხეზე უნდა გადავიდეს იახტის DP-სთან შედარებით.

უნდა გვახსოვდეს, რომ გვერდითი ძალა საჭეზე სწრაფად იზრდება იახტის სიჩქარის მატებასთან ერთად. მსუბუქი ქარის დროს უსარგებლოა იახტის სწრაფად შემობრუნების მცდელობა საჭის დიდ კუთხეზე გადატანით (სხვათა შორის, კრიტიკული კუთხის მნიშვნელობა დამოკიდებულია სიჩქარეზე: დაბალი სიჩქარით, ნაკადის განცალკევება ხდება ქვედა კუთხით. შეტევა).

საჭის წინააღმდეგობა, როდესაც იახტის კურსი იცვლება, მისი ფორმის, დიზაინისა და მდებარეობიდან გამომდინარე, მერყეობს იახტის მთლიანი წინააღმდეგობის 10-დან 40%-მდე. ამიტომ, საჭის მართვის ტექნიკა (და იახტის ცენტრირება, რაზეც სტაბილურობა დამოკიდებულია კურსზე) ძალიან სერიოზულად უნდა იქნას მიღებული და არ უნდა დაუშვას საჭის გადახრა უფრო დიდი კუთხით, ვიდრე საჭიროა.

გაყიდვების მაჩვენებელი

გაყიდვების მაჩვენებელიეხება იახტის უნარს მიაღწიოს გარკვეულ სიჩქარეს ქარის ენერგიის ეფექტურად გამოყენებისას.

სიჩქარე, რომელსაც შეუძლია იახტა მიაღწიოს, პირველ რიგში დამოკიდებულია ქარის სიჩქარეზე, რადგან ყველა აეროდინამიკური ძალა მოქმედებს იალქნებზე. წევის ძალის ჩათვლით, იზრდება აშკარა ქარის სიჩქარის კვადრატის პროპორციულად. გარდა ამისა, ეს ასევე დამოკიდებულია გემის ელექტრომომარაგებაზე - აფრების ფართობის თანაფარდობა მის ზომებთან. თანაფარდობა ყველაზე ხშირად გამოიყენება როგორც ენერგიის ხელმისაწვდომობის მახასიათებელი S" 1/2 / V 1/3(სადაც S არის ქარის ფართობი, m2; V-მთლიანი გადაადგილება, m 3) ან S/W (აქ W არის კორპუსის დასველებული ზედაპირი, კელისა და საჭის ჩათვლით).

ბიძგების ძალა და, შესაბამისად, იახტის სიჩქარე, ასევე განისაზღვრება მცურავი აპარატის უნარით, განავითაროს საკმარისი ბიძგი სხვადასხვა კურსებზე, ქარის მიმართულების მიმართ.

ჩამოთვლილი ფაქტორები ეხება იახტის მამოძრავებელ იალქნებს, რომლებიც ქარის ენერგიას სამოძრავ ძალად გარდაქმნიან. თ.როგორც ნაჩვენებია ნახ. 4, ეს ძალა იახტის ერთგვაროვანი მოძრაობის დროს უნდა იყოს ტოლი და საპირისპირო მოძრაობის წინააღმდეგობის ძალისა რ.ეს უკანასკნელი არის სხეულის დასველებულ ზედაპირზე მოქმედი ყველა ჰიდროდინამიკური ძალის პროექცია მოძრაობის მიმართულებით.

არსებობს ჰიდროდინამიკური ძალების ორი ტიპი: წნევის ძალები მიმართულია სხეულის ზედაპირზე პერპენდიკულურად და ბლანტი ძალები, რომლებიც მოქმედებენ ამ ზედაპირზე ტანგენციურად. ბლანტი ძალების შედეგი იძლევა ძალას ხახუნის წინააღმდეგობა.

წნევის ძალები გამოწვეულია წყლის ზედაპირზე ტალღების წარმოქმნით, როდესაც იახტა მოძრაობს, ამიტომ მათი შედეგად მიღებული ძალა იძლევა ტალღის წინააღმდეგობა.

უკანა ნაწილში კორპუსის ზედაპირის დიდი გამრუდებით, სასაზღვრო ფენა შეიძლება ჩამოვიდეს კანიდან და შეიძლება შეიქმნას მორევები, რომლებიც შთანთქავს მამოძრავებელი ძალის ენერგიის ნაწილს. ეს ქმნის წინააღმდეგობის კიდევ ერთ კომპონენტს იახტის მოძრაობის მიმართ - ფორმის წინააღმდეგობა.

წინააღმდეგობის კიდევ ორი ​​ტიპი ჩნდება იმის გამო, რომ იახტა არ მოძრაობს პირდაპირ DP-ის გასწვრივ, არამედ გარკვეული დრიფტის კუთხით და გორებით. ეს ინდუქციური და ქუსლიწინააღმდეგობა. ინდუქციურ წინაღობაში მნიშვნელოვანი წილი უჭირავს ამობურცული ნაწილების - კეფისა და საჭის წინააღმდეგობას.

დაბოლოს, იახტის წინ მოძრაობას ასევე ეწინააღმდეგება ჰაერი, რომელიც რეცხავს კორპუსს, ეკიპაჟს და კაბელებისა და აფრების გაყალბების სისტემის განვითარებას. წინააღმდეგობის ამ ნაწილს ე.წ საჰაერო.

ხახუნის წინააღმდეგობა.როდესაც იახტა მოძრაობს, წყლის ნაწილაკები უშუალოდ კორპუსის კანთან, თითქოს მასზე ეწებება და გემთან ერთად ატარებენ. ამ ნაწილაკების სიჩქარე სხეულთან შედარებით ნულის ტოლია (სურ. 14). ნაწილაკების შემდეგი ფენა, რომელიც პირველზე სრიალებს, უკვე ოდნავ ჩამორჩება კორპუსის შესაბამის წერტილებს, ხოლო კორპუსიდან გარკვეულ მანძილზე წყალი ჩვეულებრივ რჩება უმოძრაოდ ან აქვს კორპუსთან შედარებით სიჩქარე იახტის სიჩქარის ტოლი. ვ.წყლის ამ ფენას, რომელშიც მოქმედებს ბლანტი ძალები და წყლის ნაწილაკების გადაადგილების სიჩქარე კორპუსთან შედარებით იზრდება 0-დან გემის სიჩქარემდე, ეწოდება სასაზღვრო ფენა. მისი სისქე შედარებით მცირეა და წყლის ხაზის გასწვრივ კორპუსის სიგრძის 1-დან 2%-მდე მერყეობს, თუმცა მასში წყლის ნაწილაკების გადაადგილების ბუნება ან რეჟიმი მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს ხახუნის წინააღმდეგობის ოდენობაზე.

დადგენილია, რომ ჩასგიცის მოძრაობის რეჟიმი იცვლება გემის სიჩქარისა და მისი დასველებული ზედაპირის სიგრძის მიხედვით. ჰიდროდინამიკაში ეს დამოკიდებულება გამოიხატება რეინოლდსის რიცხვით:

n არის წყლის კინემატიკური სიბლანტის კოეფიციენტი (მტკნარი წყლისთვის n = 1,15-10 -6 მ 2/წმ);

L-დასველებული ზედაპირის სიგრძე, მ;

v-იახტის სიჩქარე, მ/წმ.

შედარებით მცირე რაოდენობით Re = 10 6, წყლის ნაწილაკები სასაზღვრო ფენაში მოძრაობენ ფენებად და ქმნიან ლამინარულინაკადი. მისი ენერგია არ არის საკმარისი იმისათვის, რომ გადალახოს ბლანტი ძალები, რომლებიც ხელს უშლიან ნაწილაკების განივი მოძრაობას. სიჩქარის უდიდესი განსხვავება ნაწილაკების ფენებს შორის ხდება უშუალოდ კორპუსის ზედაპირზე; შესაბამისად, ხახუნის ძალები აქ ყველაზე დიდია.

რეინოლდსის რიცხვი სასაზღვრო ფენაში იზრდება, როდესაც წყლის ნაწილაკები შორდებიან ღეროს (დასველებული სიგრძის მატებასთან ერთად). 2 მ/წმ სიჩქარით, მაგალითად, უკვე მისგან დაახლოებით 2 მ მანძილზე რემიაღწევს კრიტიკულ მნიშვნელობას, რომლის დროსაც სასაზღვრო ფენაში ნაკადის რეჟიმი ხდება მორევი, ანუ ტურბულენტური და მიმართულია სასაზღვრო ფენის გასწვრივ. ფენებს შორის კინეტიკური ენერგიის გაცვლის შედეგად, კორპუსის ზედაპირთან ახლოს ნაწილაკების სიჩქარე უფრო მეტად იზრდება, ვიდრე ლამინარული ნაკადით. სიჩქარის განსხვავება დვაქ ხახუნის წინააღმდეგობა შესაბამისად იზრდება. წყლის ნაწილაკების განივი მოძრაობების გამო იზრდება სასაზღვრო ფენის სისქე და მკვეთრად იზრდება ხახუნის წინააღმდეგობა.

ლამინირებული ნაკადის რეჟიმი ფარავს იახტის კორპუსის მხოლოდ მცირე ნაწილს მშვილდის ნაწილში და მხოლოდ დაბალი სიჩქარით. კრიტიკული ღირებულება რე,რომლის დროსაც ხდება ტურბულენტური ნაკადი სხეულის ირგვლივ, დევს 5-10 5-6-10 6 დიაპაზონში და დიდწილად დამოკიდებულია მისი ზედაპირის ფორმასა და სიგლუვეზე. სიჩქარის მატებასთან ერთად ლამინარული სასაზღვრო ფენის ტურბულენტურში გადასვლის წერტილი მოძრაობს ცხვირისკენ და საკმარისად მაღალი სიჩქარით შეიძლება დადგეს მომენტი, როდესაც კორპუსის მთელი სველი ზედაპირი დაფარული იქნება ტურბულენტური ნაკადით. მართალია, უშუალოდ კანთან, სადაც ნაკადის სიჩქარე ნულს უახლოვდება, ჯერ კიდევ რჩება თხელი ფილმი ლამინარული რეჟიმით - ლამინარული ქვეფენა.

ხახუნის წინააღმდეგობა გამოითვლება ფორმულის გამოყენებით:

(13)

რ tr - ხახუნის წინააღმდეგობა, კგ;

ztr - ხახუნის წინააღმდეგობის კოეფიციენტი;

r- წყლის მასის სიმკვრივე;

მტკნარი წყლისთვის:

v-იახტის სიჩქარე, მ/წმ;

W-სველებული ზედაპირი, m2.

ხახუნის წევის კოეფიციენტი არის ცვლადი მნიშვნელობა, რომელიც დამოკიდებულია სასაზღვრო ფენაში ნაკადის ბუნებასა და სხეულის სიგრძეზე. ლკვლ სიჩქარე v და კორპუსის ზედაპირის უხეშობა.

ნახ. სურათი 15 გვიჩვენებს ხახუნის წინააღმდეგობის კოეფიციენტის ztr დამოკიდებულებას რიცხვზე რედა კორპუსის ზედაპირის უხეშობა. უხეში ზედაპირის წინააღმდეგობის გაზრდა გლუვთან შედარებით ადვილად აიხსნება ლამინარული ქვეფენის არსებობით ტურბულენტურ სასაზღვრო ფენაში. თუ ზედაპირზე ტუბერკულოზები მთლიანად ჩაეფლო ლამინარულ ქვეფენაში, მაშინ ისინი არ ახდენენ მნიშვნელოვან ცვლილებებს ქვეფენის ლამინარული ნაკადის ბუნებაში. თუ დარღვევები აღემატება ქვეფენის სისქეს და გამოდის მის ზემოთ, მაშინ წყლის ნაწილაკების მოძრაობის ტურბულიზაცია ხდება სასაზღვრო ფენის მთელ სისქეზე და შესაბამისად იზრდება ხახუნის კოეფიციენტი.

ბრინჯი. 15 საშუალებას გვაძლევს დავაფასოთ იახტის ფსკერის დასრულების მნიშვნელობა მისი ხახუნის წინააღმდეგობის შესამცირებლად. მაგალითად, თუ წყლის ხაზის გასწვრივ 7,5 მ სიგრძის იახტა მოძრაობს სიჩქარით ვ= 6 კვანძი (3,1 მ/წმ), შემდეგ შესაბამისი ნომერი

დავუშვათ, რომ იახტის ფსკერს აქვს უხეშობა (დარღვევის საშუალო სიმაღლე) კ== 0,2 მმ, რაც შეესაბამება შედარებით უხეშობას

ლ/კ = 7500/0.2 = 3.75 10 4. მოცემული უხეშობისა და რიცხვისთვის რ ეხახუნის კოეფიციენტი უდრის z tr = 0.0038 (პუნქტი გ).

მოდით შევაფასოთ, შესაძლებელია თუ არა ამ შემთხვევაში ქვედა ზედაპირის მოპოვება, რომელიც ახლოს არის ტექნიკურად გლუვთან. ზე R e = 2-10 7 ასეთი ზედაპირი შეესაბამება შედარებით უხეშობას ლ/კ= 3 10 5 ან აბსოლუტური უხეშობა კ=7500/3 10 5 = 0,025 მმ. გამოცდილება გვიჩვენებს, რომ ამის მიღწევა შესაძლებელია ფსკერზე წვრილი ქვიშის ქაღალდით გულდასმით გახეხვით და შემდეგ ლაქით. ღირს ძალისხმევა? გრაფიკი აჩვენებს, რომ ხახუნის წევის კოეფიციენტი შემცირდება z tr = 0,0028-მდე (D წერტილი), ან 30%-ით, რაც, რა თქმა უნდა, არ შეიძლება უგულებელყო ეკიპაჟმა, რომელიც ითვლის რბოლაში წარმატებას.

ხაზი B საშუალებას გაძლევთ შეაფასოთ დასაშვები ქვედა უხეშობა სხვადასხვა ზომის და სხვადასხვა სიჩქარის იახტებისთვის. ჩანს, რომ წყლის ხაზის სიგრძისა და სიჩქარის მატებასთან ერთად იზრდება მოთხოვნები ზედაპირის ხარისხზე.

ორიენტაციისთვის წარმოგიდგენთ უხეშობის მნიშვნელობებს (მმ) სხვადასხვა ზედაპირებზე:

ხის, ფრთხილად ლაქი და გაპრიალებული - 0,003-0,005;

ხის, შეღებილი და ქვიშიანი - 0,02-0,03;

შეღებილი დაპატენტებული საფარით - 0.04-0.C6;

ხის, წითელი ტყვიით შეღებილი - 0,15;

რეგულარული დაფა - 0,5;

ქვედა ჭურვებით გადახურული - 4.0-მდე.

ჩვენ უკვე ვთქვით, რომ იახტის სიგრძის ნაწილის გასწვრივ, ღეროდან დაწყებული, შეიძლება შენარჩუნდეს ლამინირებული სასაზღვრო ფენა, თუ ზედმეტი უხეშობა არ უწყობს ხელს დინების ტურბულენტობას. აქედან გამომდინარე, განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია კორპუსის მშვილდის გულდასმით დამუშავება, კილის ყველა შემომავალი კიდე, ფარფლები და საჭეები. მცირე განივი ზომებისთვის - აკორდებისთვის - კელისა და საჭის მთლიანი ზედაპირი უნდა იყოს დაფქული. კორპუსის უკანა ნაწილში, სადაც იზრდება სასაზღვრო ფენის სისქე, ზედაპირის მოპირკეთების მოთხოვნები შეიძლება გარკვეულწილად შემცირდეს.

ფსკერის დაბინძურება წყალმცენარეებითა და ჭურვებით განსაკუთრებით ძლიერ გავლენას ახდენს ხახუნის წინააღმდეგობაზე. თუ პერიოდულად არ ასუფთავებთ იახტების ფსკერს, რომლებიც მუდმივად წყალშია, მაშინ ორი-სამი თვის შემდეგ ხახუნის წინააღმდეგობა შეიძლება გაიზარდოს 50-80%-ით, რაც უდრის სიჩქარის დაკარგვას საშუალო ქარის დროს 15-25. %

ფორმის წინააღმდეგობა.კარგად გამარტივებული კორპუსითაც კი, მოძრაობისას შეგიძლიათ გამოავლინოთ გაღვიძების ნაკადი, რომელშიც წყალი ახდენს მორევის მოძრაობებს. ეს არის სხეულისგან სასაზღვრო ფენის გარკვეულ წერტილში გამოყოფის შედეგი (B ნახ. 14). წერტილის პოზიცია დამოკიდებულია სხეულის სიგრძის ზედაპირის მრუდის ცვლილების ბუნებაზე. რაც უფრო გლუვია წინა ნაწილის კონტურები, მით უფრო შორს ხდება სასაზღვრო ფენის გამოყოფა და ნაკლები მორევის წარმოქმნა.

სხეულის სიგრძისა და სიგანის ნორმალური თანაფარდობით, ფორმის წინააღმდეგობა დაბალია. მისი მატება შესაძლოა გამოწვეული იყოს მკვეთრი ლოყების, კორპუსის გატეხილი ხაზების, არასწორად პროფილირებული კილის, საჭის და სხვა ამობურცული ნაწილების არსებობით. ფორმის წინააღმდეგობა იზრდება ზონის მოცულობის, ლამინარული სასაზღვრო ფენის შემცირებით, ამიტომ აუცილებელია საღებავის დეპოზიტების მოცილება, უხეშობის შემცირება, კანში ჩაღრმავებების დალუქვა, ფირინგის განთავსება ამობურცულ მილებზე და ა.შ.

ტალღის წინააღმდეგობა.ტალღების გამოჩენა გემის კორპუსის მახლობლად მისი მოძრაობის დროს გამოწვეულია სითხის სიმძიმის მოქმედებით წყალსა და ჰაერს შორის. მშვილდის ბოლოს, სადაც კორპუსი ხვდება წყალს, წნევა მკვეთრად მატულობს და წყალი გარკვეულ სიმაღლეზე ადის. შუა მონაკვეთთან უფრო ახლოს, სადაც გემის კორპუსის გაფართოების გამო დინების სიჩქარე იზრდება, მასში წნევა, ბერნულის კანონის მიხედვით, ეცემა და წყლის დონე იკლებს. უკანა ნაწილში, სადაც წნევა კვლავ იზრდება, იქმნება მეორე ტალღის პიკი. წყლის ნაწილაკები სხეულთან იწყებენ რხევას, რაც იწვევს წყლის ზედაპირის მეორად რხევას.

წარმოიქმნება მშვილდისა და მკაცრი ტალღების რთული სისტემა, რომელიც ბუნებით იგივეა ნებისმიერი ზომის გემებისთვის (სურ. 16). დაბალ სიჩქარეზე აშკარად ჩანს გემის მშვილდსა და უკანა მხარეს წარმოქმნილი განსხვავებული ტალღები. მათი ქედები განლაგებულია ცენტრის სიბრტყის მიმართ 36-40° კუთხით. უფრო მაღალი სიჩქარით გამოიყოფა განივი ტალღები, რომელთა მწვერვალები არ სცილდება სექტის/ეპოქის საზღვრებს, შემოიფარგლება 18-20° კუთხით გემის DP-სთან. განივი ტალღების მშვილდი და უკანა სისტემები ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს როგორც მთლიანი ტალღის სიმაღლის ზრდა გემის უკანა ნაწილის უკან, ასევე მისი შემცირება. როდესაც ისინი შორდებიან ხომალდს, ტალღების ენერგია შთანთქავს საშუალო და ისინი თანდათან სუსტდებიან.

ტალღის წინააღმდეგობის რაოდენობა იცვლება იახტის სიჩქარის მიხედვით. რხევების თეორიიდან ცნობილია, რომ ტალღების გავრცელების სიჩქარე დაკავშირებულია მათ სიგრძესთან. ლთანაფარდობა

სად გვ = 3,14; v-იახტის სიჩქარე, მ/წმ; გ = 9,81 მ/წმ 2 - აჩქარება სიმძიმის გამო.

ვინაიდან ტალღური სისტემა იახტასთან ერთად მოძრაობს, ტალღის გავრცელების სიჩქარე უდრის იახტის სიჩქარეს.

თუ ვსაუბრობთ, მაგალითად, იახტაზე, რომლის სიგრძეა 8 მ წყლის ხაზის გასწვრივ, მაშინ 4 კვანძის სიჩქარით იქნება დაახლოებით სამი განივი ტალღა კორპუსის სიგრძეზე, ხოლო სიჩქარით 6 კვანძი - ერთ ნახევარი. კავშირი ლკვლის სიგრძის სხეულის მიერ შექმნილ განივი ტალღის სიგრძეს შორის! სიჩქარით მოძრაობს v,დიდწილად განსაზღვრავს ტალღის წინააღმდეგობის მნიშვნელობას.

კურსები ქართან შედარებით.თანამედროვე იახტები და მცურავი ნავები უმეტეს შემთხვევაში აღჭურვილია ირიბიიალქნები. მათი გამორჩეული თვისება ის არის, რომ იალქნის ძირითადი ნაწილი ან მთელი იგი მდებარეობს ანძის ან ფორესტის უკან. გამომდინარე იქიდან, რომ იალქნის წინა კიდე მჭიდროდ არის გამოწეული ანძის გასწვრივ (ან თავისთავად), აფრა მიედინება ჰაერის ნაკადის გარშემო გარეცხვის გარეშე, როდესაც ის განლაგებულია ქარის მიმართ საკმაოდ მწვავე კუთხით. ამის წყალობით (და კორპუსის შესაბამისი კონტურებით) გემი იძენს ქარის მიმართულების მწვავე კუთხით გადაადგილების უნარს.

ნახ. 190 გვიჩვენებს მცურავი ნავის პოზიციას ქართან მიმართებაში სხვადასხვა კურსებზე. ჩვეულებრივი იალქანი არ შეუძლია პირდაპირ ქარის საწინააღმდეგოდ მიცუროს - აფრები ამ შემთხვევაში არ ქმნის წევის ძალას, რომელსაც შეუძლია გადალახოს წყლისა და ჰაერის წინააღმდეგობა. საუკეთესო სარბოლო იახტებს საშუალო ქარის დროს შეუძლიათ ახლოს ცურვა ქარის მიმართულების მიმართ 35-40° კუთხით; როგორც წესი, ეს კუთხე არ არის 45°-ზე ნაკლები. ამიტომ, მცურავი იძულებულია მიაღწიოს პირდაპირ ქარის საწინააღმდეგო სამიზნეს. დაჭერა- მონაცვლეობით მარჯვენა და პორტის შეკვრა. კუთხეს შორის გემის კურსები ერთი და სხვა დარტყმა ეწოდება დაჭერის კუთხე, ხოლო გემის პოზიცია თავისი მშვილდით პირდაპირ ქარის საწინააღმდეგოდ არის მემარცხენე. გემის უნარი შეაჩეროს და გადაადგილდეს მაქსიმალური სიჩქარით პირდაპირ ქარში არის მცურავი ნავის ერთ-ერთი მთავარი თვისება.

კურსები ახლოდან ნახევრად ქარამდე, როცა ქარი უბერავს 90°-ზე გემის პორტამდე, ე.წ. ბასრი; ყურის ქარიდან ჯიბემდე (ქარი პირდაპირ უკანა მხარეს უბერავს) - სავსე. გამოარჩევენ ციცაბო(კურსი ქართან შედარებით 90-135°) და სავსე(135-180°) უკანა საყრდენები, ასევე მჭიდროდ გადაყვანილი (40-60° და 60-80° ქარის მიმართ, შესაბამისად).

ბრინჯი. 190. მცურავი გემის კურსები ქართან მიმართებაში.

1 - ციცაბო მჭიდრო; 2 - სრული მჭიდროდ გადაყვანილი; 3 - ყურის ქარი; 4 - backstay; 5 - ჯიბე; 6 - მემარცხენე.

აშკარა ქარი.ჰაერის ნაკადი, რომელიც მიედინება იახტის აფრების გარშემო, არ ემთხვევა მიმართულებას ნამდვილი ქარი(სუშისთან შედარებით). თუ გემი მოძრაობს, მაშინ ჩნდება ჰაერის საწინააღმდეგო ნაკადი, რომლის სიჩქარე უდრის გემის სიჩქარეს. როდესაც ქარია, მისი მიმართულება გემთან მიმართებაში გარკვეულწილად გადახრილია შემომავალი ჰაერის ნაკადის გამო; იცვლება სიჩქარის სიდიდეც. ამრიგად, მთლიანი ნაკადი, ე.წ აშკარა ქარი. მისი მიმართულება და სიჩქარე შეიძლება მივიღოთ ჭეშმარიტი ქარისა და შემომავალი დინების ვექტორების დამატებით (სურ. 191).

ბრინჯი. 191. აშკარა ქარი იახტის სხვადასხვა კურსებზე ქართან შედარებით.

1 - მჭიდროდ მოზიდული; 2 - ყურის ქარი; 3 - backstay; 4 -ჯიბე.

ვ- იახტის სიჩქარე; ვდა - ქარის ნამდვილი სიჩქარე; ვ in - აშკარა ქარის სიჩქარე.

აშკარაა, რომ მჭიდროდ გადაადგილებულ კურსზე ქარის მოჩვენებითი სიჩქარე ყველაზე დიდია, ჯიბეზე კი ყველაზე მცირე, რადგან ამ უკანასკნელ შემთხვევაში ორივე დინების სიჩქარე მიმართულია ზუსტად საპირისპირო მიმართულებით.

იახტაზე იალქნები ყოველთვის დაყენებულია აშკარა ქარის მიმართულებით. გაითვალისწინეთ, რომ იახტის სიჩქარე ქარის სიჩქარის პირდაპირპროპორციულად კი არ იზრდება, არამედ გაცილებით ნელა. ამიტომ, როდესაც ქარი იზრდება, ჭეშმარიტი და აშკარა ქარის მიმართულების კუთხე მცირდება, ხოლო სუსტი ქარის დროს აშკარა ქარის სიჩქარე და მიმართულება უფრო შესამჩნევად განსხვავდება ნამდვილისგან.

ვინაიდან იალქანზე მოქმედი ძალები, როგორც ფრთაზე, იზრდება დინების სიჩქარის კვადრატის პროპორციულად, მოძრაობის მიმართ მინიმალური წინააღმდეგობის მქონე იალქნიანმა შეიძლება განიცადოს „თვითაჩქარების“ ფენომენი, რომლის დროსაც მათი სიჩქარე აღემატება ქარის სიჩქარეს. . ამ ტიპის იახტებს მიეკუთვნება ყინულის იახტები - ყინულის ნავები, ჰიდროფოლური იახტები, ბორბლებიანი (პლაჟის) იახტები და პროა - ვიწრო ერთ კორპუსიანი ხომალდები ამომწურავი ცურვით. ამ ტიპის გემებიდან ზოგიერთმა დააფიქსირა ქარის სიჩქარეზე სამჯერ მეტი სიჩქარე. ასე რომ, ჩვენი ეროვნული ყინულის ნავის სიჩქარის რეკორდი არის 140 კმ/სთ და ის დაფიქსირდა ქარში, რომლის სიჩქარე არ აღემატებოდა 50 კმ/სთ-ს. ამას გვერდით აღვნიშნავთ აბსოლუტური რეკორდიწყალზე ცურვის სიჩქარე საგრძნობლად დაბალია: ის 1981 წელს დამონტაჟდა სპეციალურად აშენებულ ორანძიან კატამარანზე „Crossbau-II“ და უდრის 67,3 კმ/სთ.

ჩვეულებრივი მცურავი გემები, თუ ისინი არ არის გათვლილი დაგეგმვისთვის, იშვიათად აღემატება გადაადგილების სიჩქარის ლიმიტს v = 5,6 √L კმ/სთ (იხ. თავი I).

მცურავი გემზე მოქმედი ძალები.არსებობს ფუნდამენტური განსხვავება მცურავი გემზე მოქმედ გარე ძალების სისტემასა და მექანიკური ძრავით ამოძრავებულ გემს შორის. მოტორიზებულ გემზე პროპელერის ბიძგი - პროპელერი ან წყლის ჭავლი - და წყლის წინააღმდეგობის ძალა მის მოძრაობაზე მოქმედებს წყალქვეშა ნაწილში, რომელიც მდებარეობს ცენტრალურ სიბრტყეში და ერთმანეთისგან ვერტიკალურად მცირე მანძილზე.

იალქნიან ნავზე მამოძრავებელი ძალა გამოიყენება წყლის ზედაპირზე მაღლა და, შესაბამისად, წევის ძალის მოქმედების ხაზის ზემოთ. თუ ხომალდი ქარის მიმართულების კუთხით მოძრაობს - ახლოს არის, მაშინ მისი იალქნები მოქმედებენ II თავში განხილული აეროდინამიკური ფრთის პრინციპით. როდესაც ჰაერი მიედინება იალქნის ირგვლივ, ვაკუუმი იქმნება მის დაქანებულ (ამოზნექილ) მხარეს, ხოლო გაზრდილი წნევა იქმნება ქარის მხარეს. ამ წნევის ჯამი შეიძლება შემცირდეს მიღებულ აეროდინამიკურ ძალამდე ა(იხ. სურ. 192), მიმართულია დაახლოებით პერპენდიკულარულად იალქნის პროფილის აკორდზე და გამოიყენება აფრების ცენტრში (CS) წყლის ზედაპირზე მაღლა.

ბრინჯი. 192. კორპუსზე და იალქნებზე მოქმედი ძალები.

მექანიკის მესამე კანონის მიხედვით, სხეულის სწორხაზოვნად მოძრაობისას, სხეულზე მიყენებული ყოველი ძალა (ამ შემთხვევაში, იახტის კორპუსთან დაკავშირებულ იალქნებზე ანძის, მდგომი გაყალბებისა და ფურცლების მეშვეობით) უნდა მოხდეს. ეწინააღმდეგება სიდიდის ტოლი და საპირისპირო მიმართული ძალით. იალქნიანზე ეს ძალა არის შედეგად მიღებული ჰიდროდინამიკური ძალა ჰ, დამაგრებულია კორპუსის წყალქვეშა ნაწილზე (სურ. 192). ამრიგად, ძალებს შორის ადა ჰცნობილია მანძილი - მხრი, რის შედეგადაც წარმოიქმნება წყვილი ძალების მომენტი, რომელიც მიდრეკილია გემის ბრუნვისკენ ღერძთან მიმართებაში, რომელიც გარკვეულწილად არის ორიენტირებული სივრცეში.

მცურავი გემების მოძრაობის დროს წარმოქმნილი ფენომენების გასამარტივებლად, ჰიდრო- და აეროდინამიკური ძალები და მათი მომენტები იშლება კომპონენტებად ძირითადი კოორდინატთა ღერძების პარალელურად. ნიუტონის მესამე კანონით ხელმძღვანელობით, ჩვენ შეგვიძლია წყვილებში დავწეროთ ამ ძალებისა და მომენტების ყველა კომპონენტი:

ა	- აეროდინამიკური შედეგის ძალა;
თ	- იალქნების ბიძგების ძალა, რომელიც გემს წინ უძღვის:
დ	- ქუსლის ძალა ან დრიფტის ძალა;
ა ვ	- ვერტიკალური (ცხვირამდე მორთვა) ძალა;
პ	- გემის მასის ძალა (გადაადგილება);
მდ	- მორთვის მომენტი;
მკრ	- ქუსლის მომენტი;
მპ	- ქარისკენ მიმავალი მომენტი;
ჰ	- ჰიდროდინამიკური შედეგიანი ძალა;
რ	- წყლის წინააღმდეგობის ძალა გემის მოძრაობაზე;
რდ	- გვერდითი ძალა ან დრიფტის წინააღმდეგობა;
ჰ ვ	- ვერტიკალური ჰიდროდინამიკური ძალა;
γ· ვ	- buancy ძალა;
მ ლ	- მორთვაზე წინააღმდეგობის გაწევის მომენტი;
მვ	- აღდგენის მომენტი;
მზე	- ჩაძირვის მომენტი.

იმისათვის, რომ გემმა სტაბილურად მოძრაობდეს თავისი კურსის გასწვრივ, ძალების თითოეული წყვილი და თითოეული წყვილი მომენტი უნდა იყოს ერთმანეთის ტოლი. მაგალითად, დრიფტის ძალა დდა დრიფტის წინააღმდეგობის ძალა რშექმენით ქუსლის მომენტი მ kr, რომელიც უნდა იყოს დაბალანსებული აღდგენის მომენტით მგვერდითი სტაბილურობის დროს ან მომენტში. ეს მომენტი იქმნება მასობრივი ძალების მოქმედების გამო პდა გემის გ· ვ, მოქმედებს მხარზე ლ. იგივე ძალები ქმნიან მორთვაზე წინააღმდეგობის გაწევის მომენტს ან გრძივი მდგრადობის მომენტს მ ლტოლია სიდიდით და ეწინააღმდეგება ტრიმირების მომენტს მდ) ამ უკანასკნელის ტერმინები არის ძალთა წყვილის მომენტები თ - რდა ა ვ - ჰ ვ .

ამრიგად, მცურავი გემის მოძრაობა ქარის მიმართ დახრილ კურსზე ასოცირდება გორვასთან და მორთვასთან და გვერდითი ძალასთან. დ, გარდა გადახვევისა, იწვევს აგრეთვე დრიფტს - გვერდითი დრიფტს, ამიტომ ნებისმიერი მცურავი გემი მკაცრად არ მოძრაობს DP-ის მიმართულებით, როგორც გემი მექანიკური ძრავით, მაგრამ მცირე დრიფტის კუთხით β. იალქნიანი ნავის კორპუსი, მისი კილი და საჭე ხდება ჰიდროფოლა, რომელზედაც წყლის შემომავალი ნაკადი მიედინება შეტევის კუთხით, რომელიც ტოლია დრიფტის კუთხით. სწორედ ეს გარემოება განაპირობებს დრიფტის წინააღმდეგობის ძალის ფორმირებას იახტის კედელზე. რ d, რომელიც არის ამწევი ძალის კომპონენტი.

მცურავი გემის მოძრაობისა და ცენტრირების სტაბილურობა.ქუსლის გამო, იალქნების ბიძგების ძალა თდა წინააღმდეგობის ძალა რროგორც ჩანს, მოქმედებს სხვადასხვა ვერტიკალურ სიბრტყეში. ისინი ქმნიან ძალების წყვილს, რომლებიც გემს მიჰყავს ქარისკენ - ჩამოაგდებენ მას სწორი კურსიდან, რომელსაც მიჰყვება. ამას ხელს უშლის მეორე წყვილი ძალების – ქუსლების მომენტი დდა დრიფტის წინააღმდეგობის ძალები რ d, ისევე როგორც მცირე ძალა ნსაჭეზე, რომელიც უნდა იქნას გამოყენებული კურსის გასწვრივ იახტის მოძრაობის გამოსასწორებლად.

აშკარაა, რომ გემის რეაქცია ყველა ამ ძალის მოქმედებაზე დამოკიდებულია როგორც მათ სიდიდეზე, ასევე მკლავების თანაფარდობაზე. ადა ბრომელზედაც ისინი მოქმედებენ. მზარდი როლი, მკლავი წამყვანი წყვილი ბასევე იზრდება და დაცემის წყვილის ბერკეტი ადამოკიდებულია შედარებით პოზიციაზე იალქნის ცენტრი(CP - მიღებული აეროდინამიკური ძალების იალქნებზე გამოყენების წერტილები) და გვერდითი წინააღმდეგობის ცენტრი(CBS - მიღებული ჰიდროდინამიკური ძალების გამოყენების წერტილები იახტის კორპუსზე).

ამ წერტილების პოზიციის ზუსტად განსაზღვრა საკმაოდ რთული ამოცანაა, განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც გავითვალისწინებთ, რომ ის იცვლება მრავალი ფაქტორიდან გამომდინარე: გემის კურსი ქართან მიმართებაში, იალქნების მოჭრა და მორგება, იახტის სია და მორთვა, კილისა და საჭის ფორმა და პროფილი და ა.შ.

იახტების დიზაინისა და ხელახალი აღჭურვისას ისინი მოქმედებენ ჩვეულებრივი CP-ებით და CB-ებით, იმის გათვალისწინებით, რომ ისინი განლაგებულია ბრტყელი ფიგურების სიმძიმის ცენტრებში, რომლებიც წარმოადგენენ DP-ში დადგმულ იალქნებს და DP-ის წყალქვეშა ნაწილის მონახაზებს კილით. ფარფლები და საჭე (სურ. 193). მაგალითად, სამკუთხა აფრების სიმძიმის ცენტრი მდებარეობს ორი მედიანის გადაკვეთაზე, ხოლო ორი იალქნის საერთო სიმძიმის ცენტრი განლაგებულია სწორი ხაზის სეგმენტზე, რომელიც აკავშირებს ორივე აფრების CP-ს და ყოფს ამ სეგმენტს. მათი ფართობის შებრუნებული პროპორციით. თუ იალქანს აქვს ოთხკუთხა ფორმა, მაშინ მისი ფართობი იყოფა დიაგონალზე ორ სამკუთხედად და CP მიიღება როგორც ამ სამკუთხედების საერთო ცენტრი.

ბრინჯი. 193. იახტის აფრების პირობითი ცენტრის განსაზღვრა.

ცენტრალური ცენტრის პოზიცია შეიძლება განისაზღვროს DP-ის წყალქვეშა პროფილის შაბლონის დაბალანსებით, თხელი მუყაოსგან ამოჭრილი, ნემსის წვერზე. როდესაც შაბლონი განლაგებულია ჰორიზონტალურად, ნემსი იქნება პირობითი ცენტრის წერტილში. თუმცა, ეს მეთოდი მეტ-ნაკლებად გამოიყენება გემებისთვის DP-ს წყალქვეშა ნაწილის დიდი ფართობის მქონე გემებისთვის - ტრადიციული ტიპის იახტებისთვის გრძელი კილის ხაზით. გემის ნავებიდა ა.შ. თანამედროვე იახტებზე, რომელთა კონტურები შედგენილია ფრთების თეორიის საფუძველზე, დრიფტისადმი წინააღმდეგობის ძალის შექმნაში მთავარ როლს თამაშობს ფარფლის კილი და საჭე, რომელიც, როგორც წესი, კელისგან განცალკევებულია დაყენებული. ჰიდროდინამიკური წნევის ცენტრები მათ პროფილებზე საკმაოდ ზუსტად შეიძლება მოიძებნოს. მაგალითად, პროფილებისთვის შედარებით სისქით δ/ ბდაახლოებით 8% ეს წერტილი არის აკორდის დაახლოებით 26% მანძილზე ბშემომავალი კიდიდან.

თუმცა, იახტის კორპუსი გარკვეულწილად გავლენას ახდენს ნაკადის ბუნებაზე კილისა და საჭის ირგვლივ და ეს გავლენა იცვლება გემის როლის, მორთვისა და სიჩქარის მიხედვით. უმეტეს შემთხვევაში, ქარის მკვეთრ კურსებზე, სიმძიმის ნამდვილი ცენტრი წინ მიიწევს კელისა და საჭეზე განსაზღვრული წნევის ცენტრის მიმართ, როგორც იზოლირებული პროფილებისთვის. CP და ცენტრალური ცენტრის პოზიციის გაანგარიშების გაურკვევლობის გამო, მცურავი გემების დიზაინის შემუშავებისას, დიზაინერები ათავსებენ CP-ს გარკვეულ მანძილზე. ა- წინ - წინ ცენტრალურ ბანკს. ავანსის ოდენობა განისაზღვრება სტატისტიკურად, კარგად დადასტურებულ იახტებთან შედარებიდან, რომლებსაც აქვთ წყალქვეშა კონტურები, სტაბილურობა და მცურავი მოწყობილობები დიზაინთან ახლოს. ტყვია, როგორც წესი, დგინდება, როგორც პროცენტი გემის სიგრძის წყალსადენზე და არის 15-18% ბერმუდის ბორცვით აღჭურვილი გემისთვის. ლ. რაც უფრო ნაკლები სტაბილურობაა იახტა, მით უფრო მეტ როლს მიიღებს ის ქარის გავლენის ქვეშ და მით მეტია საჭირო ცენტრალური საჭის სისტემის წინ CPU-ს წინსვლა.

CP და CB-ის ფარდობითი პოზიციის ზუსტი კორექტირება შესაძლებელია იახტის ტესტირებისას. თუ გემი მიდრეკილია ქარში ჩავარდნას, განსაკუთრებით საშუალო და სუფთა ქარის დროს, მაშინ ეს არის განლაგების ძირითადი დეფექტი. ფაქტია, რომ კეელი მისგან მიედინება წყლის ნაკადს უფრო უახლოვდება გემის DP-ს. ამიტომ, თუ საჭე სწორია, მაშინ მისი პროფილი მოქმედებს შესამჩნევად უფრო დაბალი შეტევის კუთხით, ვიდრე კილი. თუ იახტის ჩაძირვის ტენდენციის კომპენსაციის მიზნით, საჭე უნდა გადაიტანოს ქარზე, მაშინ მასზე წარმოქმნილი ამწევი ძალა აღმოჩნდება მიმართული ეკვრის მიმართულებით - იმავე მიმართულებით, როგორც დრიფტის ძალა. დიალქნებზე. შესაბამისად, გემს ექნება გაზრდილი დრიფტი.

სხვა საქმეა იახტის გატარების მარტივი ტენდენცია. საჭე, გადახრილი 3-4°-ით ეკვრის მხარეს, მოქმედებს იგივე ან ოდნავ უფრო დიდი შეტევის კუთხით, როგორც კილი და ეფექტურად მონაწილეობს დრიფტის წინააღმდეგობის გაწევაში. გვერდითი ძალა ჰ, რომელიც ჩნდება საჭეზე, იწვევს ზოგადი სიმძიმის ცენტრის მნიშვნელოვან გადაადგილებას მჭიდისკენ, ხოლო ერთდროულად ამცირებს დრეიფის კუთხით. თუმცა, თუ იახტის დახურულ კურსზე შესანარჩუნებლად თქვენ მუდმივად უნდა გადაიტანოთ საჭე ეკოლოგიურ მხარეს 2-3°-ზე მეტი კუთხით, აუცილებელია CPU-ის წინ გადაწევა ან ცენტრალური საჭის სისტემის გადატანა. უკან, რაც უფრო რთულია.

დასრულებულ იახტაზე შეგიძლიათ გადაიტანოთ პროცესორი წინ ანძის დახრით, წინ გადაადგილებით (თუ საფეხურის დიზაინი საშუალებას იძლევა), ლუფის გასწვრივ მაგისტრალური იალქნის დამოკლებით და მთავარი ჯიბის ფართობის გაზრდით. ცენტრალური საჭის უკან გადასაადგილებლად საჭიროა საჭის წინ ფარფლის დაყენება ან საჭის პირის ზომის გაზრდა.

იახტის ჩაძირვის ტენდენციის აღმოსაფხვრელად აუცილებელია საპირისპირო ზომების გამოყენება: CPU უკან გადაწევა ან ცენტრალური ცენტრის წინ გადაწევა.

აეროდინამიკური ძალის კომპონენტების როლი ბიძგისა და დრიფტის შექმნაში.ირიბი აფრების მუშაობის თანამედროვე თეორია ეფუძნება ფრთის აეროდინამიკის დებულებებს, რომლის ელემენტები განხილული იყო II თავში. როდესაც ჰაერის ნაკადი მიედინება იალქნის ირგვლივ, რომელიც აგებულია ხილულ ქარზე α შეტევის კუთხით, მასზე იქმნება აეროდინამიკური ძალა. ა, რომელიც შეიძლება წარმოდგენილი იყოს ორი კომპონენტის სახით: ლიფტი ი, მიმართულია ჰაერის ნაკადის პერპენდიკულარულად (მოჩვენებითი ქარი) და გადაათრიეთ X- ძალის პროგნოზები აჰაერის ნაკადის მიმართულებით. ეს ძალები გამოიყენება აფრების და ზოგადად მცურავი აღჭურვილობის მახასიათებლების განხილვისას.

ამავე დროს ძალა აშეიძლება წარმოდგენილი იყოს ორი სხვა კომპონენტის სახით: წევის ძალა თ, მიმართულია იახტის მოძრაობის ღერძის გასწვრივ და მასზე პერპენდიკულარული დრიფტის ძალა დ. შეგახსენებთ, რომ მცურავი გემის (ან ბილიკის) მოძრაობის მიმართულება განსხვავდება მისი კურსისგან β დრიფტის კუთხის მნიშვნელობით, თუმცა შემდგომი ანალიზის დროს ეს კუთხე შეიძლება უგულებელვყოთ.

თუ მჭიდრო ტრასაზე შესაძლებელია აფრების ამწევი ძალის მნიშვნელობის გაზრდა ი 1, და შუბლის წინააღმდეგობა უცვლელი რჩება, შემდეგ ძალები ი 1 და Xვექტორის დამატების წესის მიხედვით დამატებული, ქმნიან ახალ აეროდინამიკურ ძალას ა 1 (სურ. 194, ა). მისი ახალი კომპონენტების გათვალისწინებით თ 1 და დ 1, შეიძლება აღინიშნოს, რომ ამ შემთხვევაში, ამწევის მატებასთან ერთად, იზრდება როგორც ბიძგების ძალა, ასევე დრიფტის ძალა.

ბრინჯი. 194. ამწევისა და წევის როლი მამოძრავებელი ძალის შექმნაში.

მსგავსი კონსტრუქციით შეიძლება დავრწმუნდეთ, რომ წევის მატებასთან ერთად წევის ძალა მცირდება და დრიფტის ძალა იზრდება. ამგვარად, ახლო ნაოსნობისას, აფრების ამწევი ძალა გადამწყვეტ როლს თამაშობს აფრების დაძაბვის შექმნაში; წევა უნდა იყოს მინიმალური.

გაითვალისწინეთ, რომ ახლო გადაადგილებისას ქარს აქვს ყველაზე მაღალი სიჩქარე, ამიტომ აეროდინამიკური ძალის ორივე კომპონენტი იდა Xსაკმაოდ დიდია.

Gulfwind-ის კურსზე (სურ. 194, ბ) აწევა არის წევის ძალა, ხოლო წევა არის დრიფტის ძალა. აფრების წევის ზრდა გავლენას არ ახდენს წევის ძალის რაოდენობაზე: იზრდება მხოლოდ დრიფტის ძალა. თუმცა, ვინაიდან ყურეში ქარის აშკარა სიჩქარე შემცირებულია ახლო აზიდულ ქართან შედარებით, დრიფტი ნაკლებად მოქმედებს გემის მუშაობაზე.

უკან დარჩენა კურსზე (სურ. 194, ვ) აფრები მოქმედებენ შეტევის მაღალი კუთხით, რომლებშიც ამწევი ძალა მნიშვნელოვნად ნაკლებია წევაზე. თუ თქვენ გაზრდით წევას, ასევე გაიზრდება ბიძგების და დრიფტის ძალა. აწევის ძალის მატებასთან ერთად, ბიძგი იზრდება და დრიფტის ძალა მცირდება (ნახ. 194, გ). შესაბამისად, უკანა ტრასაზე, როგორც აწევის, ასევე (ან) წევის ზრდა ზრდის ბიძგს.

ჯიბის დროს აფრების შეტევის კუთხე უახლოვდება 90°-ს, ამიტომ აფრების ამწევი ძალა ნულის ტოლია, წევა კი გემის მოძრაობის ღერძის გასწვრივ არის მიმართული და წარმოადგენს წევის ძალას. დრიფტის ძალა ნულის ტოლია. ამიტომ, ჯიბის კურსზე, იალქნების ბიძგის გასაზრდელად, მიზანშეწონილია მათი წევის გაზრდა. სარბოლო იახტებზე ეს კეთდება დამატებითი აფრების დაყენებით - სპინაკერი და ბლუპერი, რომლებსაც აქვთ დიდი ფართობი და ცუდად გამარტივებული ფორმა. გაითვალისწინეთ, რომ ჯიბის კურსზე, იახტის იალქნებზე გავლენას ახდენს მინიმალური სიჩქარის აშკარა ქარი, რომელიც იწვევს შედარებით ზომიერ ძალებს იალქნებზე.

დრიფტის წინააღმდეგობა.როგორც ზემოთ იყო ნაჩვენები, დრიფტის ძალა დამოკიდებულია იახტის კურსზე ქართან შედარებით. ახლო აზიდული მიმართულებით ცურვისას ის დაახლოებით სამჯერ აღემატება ბიძგების ძალას თ, გემის წინსვლა; ყურის ქარზე ორივე ძალა დაახლოებით თანაბარია; ციცაბო ზურგზე, აფრების ბიძგი 2-3-ჯერ აღემატება დრიფტის ძალას, ხოლო სუფთა ჯიბეზე დრიფტის ძალა საერთოდ არ არის. შესაბამისად, იმისათვის, რომ იალქნიანმა წარმატებით გადაინაცვლოს კურსებზე ახლოდან ყურის ქარისკენ (ქარის მიმართ 40-90° კუთხით), მას უნდა ჰქონდეს საკმარისი გვერდითი წინააღმდეგობა დრიფტის მიმართ, გაცილებით მეტი, ვიდრე წყლის წინააღმდეგობა. იახტის მოძრაობა კურსის გასწვრივ.

თანამედროვე მცურავ გემებზე დრიფტის წინააღმდეგობის შექმნის ფუნქციას ძირითადად ასრულებენ ფარფლები ან ცენტრალური დაფები და საჭეები. სიმეტრიული პროფილის მქონე ფრთაზე ამწეების წარმოქმნის მექანიკა, როგორიცაა კილები, ცენტრალური დაფები და საჭეები, განხილული იყო II თავში (იხ. გვერდი 67). გაითვალისწინეთ, რომ თანამედროვე იახტების დრიფტის კუთხე - კილის ან ცენტრალური დაფის პროფილის შეტევის კუთხე - იშვიათად აღემატება 5°-ს, ამიტომ კელის ან ცენტრალური დაფის დიზაინის დროს აუცილებელია მისი ოპტიმალური ზომების, ფორმისა და განივი პროფილის შერჩევა. იმისათვის, რომ მიიღოთ მაქსიმალური ამწევი ძალა მინიმალური წევით შეტევის დაბალი კუთხით.

აეროდინამიკური სიმეტრიული აეროდრომების ტესტებმა აჩვენა, რომ უფრო სქელი აეროზოლები (განაკვეთის სისქის უფრო დიდი თანაფარდობით ტმის აკორდს ბ) უზრუნველყოფს უფრო დიდ ამწევ ძალას, ვიდრე თხელი. თუმცა, დაბალ სიჩქარეზე ასეთ პროფილებს უფრო მაღალი წევა აქვთ. მცურავი იახტებზე ოპტიმალური შედეგების მიღწევა შესაძლებელია კილის სისქით ტ/ბ= 0,09÷0,12, ვინაიდან ასეთ პროფილებზე ამწევი ძალა ოდნავ დამოკიდებულია ხომალდის სიჩქარეზე.

პროფილის მაქსიმალური სისქე უნდა განთავსდეს აკორდის 30-დან 40%-მდე დაშორებით კელის პროფილის წინა კიდიდან. NACA 664‑0 პროფილს ასევე აქვს კარგი თვისებები მაქსიმალური სისქით, რომელიც მდებარეობს ცხვირიდან აკორდის 50%-ის დაშორებით (ნახ. 195).

ბრინჯი. 195. იახტის პროფილირებული კიელ-ფარფლი.

იახტის კილებისა და ცენტრალური დაფების მონაკვეთების რეკომენდებული პროფილების ორდინატები

	მანძილი ჭურვიდან x, % ბ
	2,5	5	10	20	30	40
	ორდინატებს წ, % ბ
NACA-66; δ = 0.05	2,18	2,96	3,90	4,78	5,00	4,83
	2,00	2,60	3,50	4,20	4,40	4,26
	-	3,40	5,23	8,72	10,74	11,85
პროფილი; ფარდობითი სისქე δ	მანძილი ჭურვიდან x, % ბ
	50	60	70	80	90	100
	ორდინატებს წ, % ბ
NACA-66; δ = 0.05	4,41	3,80	3,05	2,19	1,21	0,11
პროფილი ცენტრალური დაფებისთვის; δ = 0.04	3,88	3,34	2,68	1,92	1,06	0,10
იახტის კიელი NACA 664-0; δ = 0.12	12,00	10,94	8,35	4,99	2,59	0

მსუბუქი სარბოლო დინებისთვის, რომლებსაც შეუძლიათ დაგეგმონ და მიაღწიონ მაღალ სიჩქარეს, გამოიყენება ცენტრალური დაფები და საჭეები უფრო თხელი პროფილით ( ტ/ბ= 0,044÷0,05) და გეომეტრიული დრეკადობა (გაღრმავების თანაფარდობა დშუა აკორდამდე ბოთხ) 4-მდე.

კელის თანამედროვე იახტების დრეკადობა მერყეობს 1-დან 3-მდე, საჭეები - 4-მდე. ყველაზე ხშირად კილს აქვს ტრაპეციის ფორმა დახრილი წინა კიდით და დახრილობის კუთხე გარკვეულ გავლენას ახდენს კელის აწევისა და წევის რაოდენობა. λ = 0,6-ის ირგვლივ კელის გაშლისას შეიძლება დაშვებული იყოს წინა კიდის დახრილობა 50°-მდე; λ = 1-ზე - დაახლოებით 20°; λ > 1.5-ისთვის ოპტიმალურია კეილი ვერტიკალური წინა კიდით.

კილისა და საჭის მთლიანი ფართობი დრიფტის ეფექტურად დასაპირისპირებლად ჩვეულებრივ მიიღება ძირითადი აფრების ფართობის 1/25-დან 1/17-მდე.

ქარები, რომლებიც სამხრეთ ნაწილშია წყნარი ოკეანეაფეთქება დასავლეთისკენ. ამიტომ ჩვენი მარშრუტი ისე იყო შემუშავებული, რომ მცურავი იახტა „ჯულიეტაზე“ აღმოსავლეთიდან დასავლეთისკენ გადავინაცვლოთ, ანუ ისე, რომ ქარი გვიბერავს უკან.

თუმცა, თუ ჩვენს მარშრუტს გადახედავთ, შეამჩნევთ, რომ ხშირად, მაგალითად, სამხრეთიდან ჩრდილოეთისკენ სამოადან ტოკელაუში გადაადგილებისას გვიწევდა ქარის პერპენდიკულარულად მოძრაობა. ხანდახან კი ქარის მიმართულება მთლიანად იცვლებოდა და ქარის საწინააღმდეგოდ გვიწევდა წასვლა.

ჯულიეტას მარშრუტი

რა უნდა გააკეთოს ამ შემთხვევაში?

მცურავი გემები დიდი ხანია ახერხებენ ქარის საწინააღმდეგოდ ცურვას. კლასიკურმა იაკოვ პერელმანმა ამის შესახებ დიდი ხნის წინ კარგად და მარტივად დაწერა თავის მეორე წიგნში სერიიდან "გასართობი ფიზიკა". მე წარმოგიდგენთ ამ ნაწილს აქ სიტყვასიტყვით სურათებით.

„ცურვა ქარის საწინააღმდეგოდ

ძნელი წარმოსადგენია, თუ როგორ შეუძლიათ მცურავი გემები "ქარის საწინააღმდეგოდ" წავიდნენ - ან, როგორც მეზღვაურები ამბობენ, "ახლოს ატარონ". მართალია, მეზღვაური გეტყვით, რომ პირდაპირ ქარის საწინააღმდეგოდ ვერ გაცურავთ, მაგრამ მხოლოდ ქარის მიმართულების მწვავე კუთხით გადაადგილება შეგიძლიათ. მაგრამ ეს კუთხე მცირეა - მართი კუთხის დაახლოებით მეოთხედი - და, როგორც ჩანს, ერთნაირად გაუგებარია: პირდაპირ ქარის საწინააღმდეგოდ ვიცუროთ თუ მის მიმართ 22° კუთხით.

თუმცა სინამდვილეში ეს არ არის გულგრილი და ახლა განვმარტავთ, თუ როგორ არის შესაძლებელი მისკენ გადაადგილება ქარის ძალით მცირე კუთხით. ჯერ ვნახოთ, როგორ მოქმედებს ქარი ზოგადად იალქანზე, ანუ სად უბიძგებს იალქანს, როცა მასზე უბერავს. ალბათ ფიქრობთ, რომ ქარი ყოველთვის უბიძგებს იალქანს იმ მიმართულებით, სადაც ის უბერავს. მაგრამ ეს ასე არ არის: სადაც ქარი უბერავს, ის აფრების პერპენდიკულარულად უბიძგებს აფრების სიბრტყეს. მართლაც: დაე, ქარმა იბეროს ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში ისრებით მითითებული მიმართულებით; ხაზი AB წარმოადგენს იალქანს.

ქარი ყოველთვის მართი კუთხით უბიძგებს იალქანს მის სიბრტყესთან.

ვინაიდან ქარი აფრების მთელ ზედაპირზე თანაბრად იჭერს, ჩვენ ვცვლით ქარის წნევას R ძალით, რომელიც გამოიყენება აფრების შუაზე. ჩვენ გავყოფთ ამ ძალას ორად: ძალა Q, იალქნის პერპენდიკულარულად და ძალა P, მიმართული მის გასწვრივ (იხ. სურათი ზემოთ, მარჯვნივ). ბოლო ძალა არსად უბიძგებს იალქანს, ვინაიდან ტილოზე ქარის ხახუნა უმნიშვნელოა. რჩება ძალა Q, რომელიც უბიძგებს იალქანს მისკენ სწორი კუთხით.

ამის გაცნობიერებით, ჩვენ მარტივად შეგვიძლია გავიგოთ, როგორ შეუძლია მცურავი გემი ქარის მიმართ მწვავე კუთხით გაცურვას. მოდით ხაზი KK წარმოადგენს გემის კილის ხაზს.

როგორ შეგიძლია ქარის საწინააღმდეგოდ გაცურვა?

ქარი უბერავს ამ ხაზის მკვეთრი კუთხით ისრებით მითითებული მიმართულებით. ხაზი AB წარმოადგენს იალქანს; იგი მოთავსებულია ისე, რომ მისი სიბრტყე ორად ყოფს კუთხეს კილის მიმართულებასა და ქარის მიმართულებას შორის. დაიცავით ძალების განაწილება ფიგურაში. ჩვენ წარმოვადგენთ ქარის წნევას აფრაზე Q ძალით, რომელიც, როგორც ვიცით, უნდა იყოს იალქნის პერპენდიკულარული. მოდით გავყოთ ეს ძალა ორად: ძალა R, კელის პერპენდიკულარული და ძალა S, მიმართული ჭურჭლის კელის ხაზის გასწვრივ. მას შემდეგ, რაც ჭურჭლის მოძრაობა R მიმართულებით ხვდება წყლის ძლიერ წინააღმდეგობას (კილი მცურავი გემებიხდება ძალიან ღრმა), მაშინ ძალა R თითქმის მთლიანად დაბალანსებულია წყლის წინააღმდეგობით. რჩება მხოლოდ ერთი ძალა S, რომელიც, როგორც ხედავთ, არის მიმართული წინ და, შესაბამისად, მოძრაობს ხომალდს კუთხით, თითქოს ქარისკენ. [შეიძლება დადასტურდეს, რომ S ძალა ყველაზე დიდია, როდესაც აფრების სიბრტყე ორად ყოფს კუთხეს კილისა და ქარის მიმართულებებს შორის.]. როგორც წესი, ეს მოძრაობა ხორციელდება ზიგზაგებით, როგორც ეს ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში. მეზღვაურთა ენაზე გემის ასეთ მოძრაობას ამ სიტყვის მკაცრი გაგებით „ტაკინგი“ ეწოდება“.

მოდით ახლა გადავხედოთ ყველაფერს შესაძლო მიმართულებებიქარი ნავის მიმართულებასთან შედარებით.

გემის კურსის დიაგრამა ქართან მიმართებაში, ანუ კუთხე ქარის მიმართულებასა და ვექტორს შორის მშვილდოსნიდან (კურსი).

როცა ქარი გიბერავს სახეში (ლევენტიკი), იალქნები გვერდიდან გვერდზე ცვივა და იალქნით გადაადგილება შეუძლებელია. რა თქმა უნდა, ყოველთვის შეგიძლიათ აფრების დაწევა და ძრავის ჩართვა, მაგრამ ამას უკვე აღარ აქვს კავშირი ნაოსნობასთან.

როცა ქარი პირდაპირ უკან უბერავს (ჯიბე, კუდის ქარი), აჩქარებული ჰაერის მოლეკულები ზეწოლას ახდენენ იალქანზე ერთ მხარეს და ნავი მოძრაობს. ამ შემთხვევაში გემს შეუძლია მხოლოდ ქარის სიჩქარეზე ნელა მოძრაობა. აქ მუშაობს ველოსიპედის ქარში ტარების ანალოგია - ქარი ზურგსუკან უბერავს და პედალების ტრიალი უფრო ადვილია.

ქარის საწინააღმდეგოდ მოძრაობისას (დაახლოებით აზიდული) აფრები მოძრაობს არა აფრაზე ჰაერის მოლეკულების ზეწოლის გამო, როგორც ეს ჯიბის შემთხვევაში, არამედ ამწევი ძალის გამო, რომელიც იქმნება ჰაერის სხვადასხვა სიჩქარის გამო. ორივე მხარეს იალქნის გასწვრივ. უფრო მეტიც, კილის გამო, ნავი არ მოძრაობს ნავის კურსის პერპენდიკულარული მიმართულებით, არამედ მხოლოდ წინ. ანუ იალქანი ამ შემთხვევაში არ არის ქოლგა, როგორც ახლო აზიდული იალქნის შემთხვევაში, არამედ თვითმფრინავის ფრთა.

ჩვენი გადასასვლელების დროს ძირითადად დავდიოდით ზურგით და ყურის ქარებით საშუალო სიჩქარე 7-8 კვანძზე ქარის სიჩქარე 15 კვანძი. ხანდახან ვცურავდით ქარის საწინააღმდეგოდ, ნახევრად ქარიანი და ახლო აყვანილი. და როცა ქარი ჩაქრა, ძრავა ჩართო.

ზოგადად, ქართან მიმავალი იალქანი ნავი სასწაული კი არა, რეალობაა.

ყველაზე საინტერესო ის არის, რომ ნავებს შეუძლიათ ცურვა არა მხოლოდ ქარის საწინააღმდეგოდ, არამედ ქარზე უფრო სწრაფადაც კი. ეს ხდება მაშინ, როდესაც ნავი უკან დგას და ქმნის საკუთარ ქარს.