Вітрильні,Яхти, Судна
Діаграма, що нагадує формою кардіоїду (серце), описує величину і напрямок швидкості вітрильної яхти залежно від сили і напряму істинного вітру.
Істинний вітер- вітер виміряний щодо нерухомої поверхні землі (дна моря).
Вимпельний вітер— вітер виміряний на об'єкті, що рухається, — яхті. Вимпельний вітер виходить внаслідок складання швидкостей справжнього вітру та яхти. Зважаючи на те, що яхта рухається під дією вимпельного вітру, швидкість якого може значно перевищувати швидкість істинного вітру, швидкість яхти часто буває більшою за швидкість істинного вітру.
Кут між напрямком істинного вітру та ДП яхти називається курсовим кутом.
ДП — діаметральна площина (площина, що січе корпус вертикально і вздовж на дві симетричні половини).
У штурманській справі курсовим кутом називається кут між ДП (діаметральною площиною) судна від носа до напряму на об'єкт. У разі об'єктом є вітер.
Точно проти напрямку вітру і праворуч і ліворуч від нього під деяким гострим кутом не може йти жодна яхта. Така властивість взаємодії вітру і вітрил. Цей кут називається "мертвою зоною".
Мал. 4.2.Мертва зона (кут ψ): α - кут атаки вітрила; β - курсовий кут яхти; δ - кут дрейфу яхти (δ має максимальне значення на курсі бейдевінд особливо в слабкий вітер і доходить до 20 °, δ плавно зменшується при увалювання до 0 ° на курс фордевінд)
Змінюючи положення вітрилового судна відносно вітру, тобто змінюючи курсовий кут, яхта при одній і тій же силі вітру йтиме з різною швидкістю. Значення швидкостей яхти в залежності від курсового кута та дадуть діаграму швидкостей.
Для однієї і тієї ж яхти діаграма швидкостей буде мати різний вигляд залежно від сили вітру і схвильованості поверхні води.
Проте загальна типова картина діаграми не зміниться. Типові діаграми швидкостей для різних вітрильників показані у відносному масштабі малюнку 4.3.
Мал. 4.3.Діаграми швидкостей: 1 - супер-яхти whitebread, що розвивають середню швидкість близько 20 вузлів і максимальну до 40 вузлів (35 і 75 км/год); 2 - круїзна яхта, озброєна бермудським шлюпом; 2а - те саме, але зі спінакером; 3 - папірусний човен "Ра" Тура Хейєрдала; 4 - великі вітрильні кораблі з прямими (основними) та іншими типами вітрил (кліпери); 5 - сучасний гоночний катамаран
Мал. 4.4.Полярна діаграма швидкості яхти: Vнв - проекція швидкості яхти у напрямку проти вітру
Освіта «мертвої зони» обумовлюється аеродинамічними властивостями вітрил та яхти загалом як комплексу.
Зі зменшенням кутів атаки вітрил від оптимальних значень сила тяги вітрил різко падає і вже не в змозі подолати сили лобового опору яхти. Яхта зупиняється.
Якщо кути атаки вітрил будуть значно більше оптимального, то яхта буде сильно кренитися і дрейфувати вбік.
За рахунок поліпшення аеродинамічних якостей вітрил (а також рангоуту і такелажу і всієї надводної частини яхти) та гідродинамічних властивостей підводної частини можна зменшити мертву зону, але її наявність неминуче.
Швидкість яхти, комплект вітрил та робота бігучого такелажу
Яхти експлуатуються у дуже широкому діапазоні погодних умов: сили вітру, ступеня хвилювання, температури повітря та води, а також видимості та опадів. При цьому важливо поряд із забезпеченням безпеки плавання підтримувати максимальноможливу швидкість на будь-якому необхідному курсі та при його змінах.
Зі сказаного випливає необхідність чіткої та злагодженої роботи екіпажу, що можливо і легко організувати при бездоганному функціонуванні кожного елемента (блоки, стопора, качки, троси тощо), що бере участь у роботі такелажу, що біжить. Головними будуть зручні схеми проводок фалів, шкотів, топенантів, лебідок та іншого.
Завдання досягнення та підтримки високої швидкості плавання досить легко вирішується у стійких умовах плавання (вітер стабільний, хвилювання невисоке, температура та видимість відмінні), оскільки при проектуванні яхт із цих найбільш ймовірних умов і виходять насамперед.
В умовах слабкого і, як правило, нестійкого за силою та напрямком вітру, використовують додаткові (для яхт, що беруть участь у перегонах застосування додаткових вітрил і рангоуту суворо регламентовано правилами обміру яхт і допуску до перегонів) або спеціальні легкі вітрила збільшеної площі, які вимагають зазвичай застосування додаткового рангоуту: спинакер-гік, бушприт, аутригер, можливо і стеньги (Бушприт - шток, винесений вперед приблизно вздовж лінії палуби; аутригер - шток, винесений упоперек яхти за лінію борту; стіньга - шток, що є продовженням щогли нагору).
Для штормових умов, що супроводжуються потужними шквалами вітру, сильним хвилюванням поверхні води, поганою видимістю - переважно застосовувати спеціальні штормові вітрила, що відрізняються міцністю, зниженим центром парусності, високо піднятими кутовими кутами. Це штормовий стаксель і трисель (Трісель - вітрило для штормової погоди, яке ставиться замість гроту без застосування гіка.).
Застосування штормових вітрил тим паче важливе, якщо тривалість шторму тривала.