Видимый ветер - Apparent wind

V = скорость лодки, H = встречный ветер, W = истинный ветер, A = вымпельный ветер, α = угол наведения, β = угол вымпельного ветра

Видимый ветер это ветер испытываемый движущимся объектом.

Определение кажущегося ветра

В встречный ветер ветер, испытываемый наблюдателем в движении, и относительная скорость ветра по отношению к наблюдателю.^{[нужна цитата ]}

В скорость кажущегося ветра это векторная сумма из скорость встречного ветра (это скорость, которую движущийся объект испытывает в неподвижном воздухе) плюс скорость истинного ветра. Встречный ветер Противоположное число скорости объекта; Следовательно скорость вымпельного ветра также может быть определена как векторная сумма скорость истинного ветра минус скорость объекта.^{[нужна цитата ]}

Видимый ветер в плавании

В парусный спорт, встречный ветер скорость и направление ветра, показываемые духовым инструментом (анемометр ) на движущийся судно (на воде, суше или льду) в спокойном воздухе. Он состоит из комбинированный скорости и направления движения корабля и ветра, наблюдаемые стационарный духовой инструмент - настоящий ветер. Истинный ветер, идущий с носа, увеличивает вымпельный ветер, вызванный скоростью судна, исходящий с кормы уменьшает вымпельный ветер, а исходящий сбоку угол вымпельного ветра и скорость изменяются в соответствии с объединенной скоростью и направлением каждого из них. ремесло и истинный ветер. Кажущийся ветер важен для моряков, чтобы установить угол паруса по отношению к ветру и предвидеть, сколько энергии ветер будет генерировать на яхте. точка плавания. Кажущийся ветер отличается по скорости и направлению от настоящий ветер который ощущается неподвижным наблюдателем и состоит из истинной скорости ветра (TWS) и истинного направления ветра (TWD) или TWS и угла истинного ветра (TWA) относительно лодки, если она была неподвижной.^[1]В морская терминология, вымпельный ветер измеряется в узлы и градусы.

Обратите внимание, что при преобразовании измерений топового анемометра в истинный ветер, если требуется высокая степень точности, играет роль ряд дополнительных факторов, в том числе следующие:^[2]^[3]^[4]

Leeway (или дрейфует на моторных судах) - очень редко судно указывает направление, в котором оно движется, а на парусной лодке угол отклонения - это разница между курсом корабля и его фактическим курсом в воде. Это необходимо исправить при преобразовании угла вымпельного ветра в истинное направление ветра. Тот же эффект наблюдается, когда корабль меняет курс.
Скручивание мачты - такелажные нагрузки часто вызывают значительное скручивание мачты, особенно если у такелажа есть полозья, поэтому она скручивается по всей длине.
Вращение мачты - много гонок многокорпусные иметь мачту, которая может вращаться, поэтому показания анемометра необходимо корректировать на угол поворота мачты
Угол пятки - это простая тригонометрическая коррекция
Смыв вверх от парусов - поток воздуха вокруг верхней части мачты искажается наличием парусов. Этот эффект варьируется в зависимости от установленных парусов, скорости ветра и положения паруса, но его можно заметить по изменению истинного угла ветра от левого к правому галсу, а также по истинной скорости ветра, изменяющейся от бьющего до бегущего.
Движение лодки - поскольку мачта находится на таком большом расстоянии от центра движения судна, инерционное воздействие как на флюгер, так и на чашки анемометра может быть значительным, когда судно движется, особенно при качке и крене.
Сдвиг ветра - скорость и направление ветра между поверхностью воды и вершиной мачты может значительно изменяться, особенно в условиях нестабильного легкого воздуха. Приборы для измерения ветра просто измеряют условия на мачте, и они не обязательно одинаковы на всех высотах.

При наличии течения истинным ветром считается ветер, измеренный на судне, дрейфующем с водой по дну, а ветер по отношению к морскому дну - как ветер. земля или же географический ветер.^{[нужна цитата ]}

Инструменты

В встречный ветер на борту (лодки) часто обозначается как скорость, измеряемая мачта преобразователь содержащий анемометр и флюгер который измеряет скорость ветра в узлы и направление ветра в градусах относительно Заголовок лодки. Современные приборы могут вычислить истинную скорость ветра, когда вводятся вымпельный ветер, скорость и направление судна.^{[нужна цитата ]}

Влияние на скорость плавания

В парусные гонки, и особенно в скоростное плавание, вымпельный ветер является важным фактором при определении точки плавания парусная лодка может эффективно путешествовать. Судно движется с увеличивающейся скоростью относительно преобладающий ветер столкнется с ветром, движущим парус с уменьшающимся углом и увеличивающейся скоростью. В конце концов, увеличившееся лобовое сопротивление и снижение эффективности паруса при чрезвычайно низкой углы вызовет потерю ускоряющей силы. Это является основным ограничением скорости ветряных судов и транспортных средств.^{[нужна цитата ]}

Виндсерферы и некоторые типы лодок могут плыть быстрее истинного ветра. К ним относятся быстрые многокорпусные и немного строгание однокорпусные. Моряки по льду и моряки также обычно попадают в эту категорию из-за относительно небольшого количества тащить или же трение.^{[нужна цитата ]}

На катамаранах AC72 America Cup лодки плывут по воде с удвоенной силой ветра. Результатом этого является радикальное изменение направления вымпельного ветра при движении «по ветру». В этих лодках скорость движения настолько велика, что вымпельный ветер всегда направлен вперед - под углом от 2 до 4 градусов к парусу крыла. Это означает, что AC72 эффективно выполняет лавирование по ветру, хотя и под большим углом, чем нормальный угол против ветра 45 градусов, обычно от 50 до 70 градусов.^[5]

Другие актуальные области

В самолет, кажущийся ветер - это то, что ощущается на борту, и он определяет необходимые скорости для взлета и посадки. Авианосцы обычно пар идет прямо против ветра на максимальной скорости, чтобы усилить вымпельный ветер и снизить необходимую скорость взлета. Наземный аэропорт по той же причине, как и большинство средних и крупных птиц, обычно взлетают и приземляются против ветра.^{[нужна цитата ]}

Расчет кажущейся скорости и угла

${ displaystyle A = { sqrt {W ^ {2} + V ^ {2} + 2WV cos { alpha}}}}$

Где:

${ displaystyle V}$ = скорость (скорость лодки относительно земли, всегда => 0)
${ displaystyle W}$ = истинная скорость ветра (всегда => 0)
${ displaystyle alpha}$ = истинный угол наведения в градусах (0 = по ветру, 180 = по ветру)
${ displaystyle A}$ = скорость вымпельного ветра (всегда => 0)

Вышеприведенная формула получена из Закон косинусов и используя ${ Displaystyle соз ( альфа ') = соз (180 ^ { circ} - альфа) = - соз ( альфа)}$ .

Угол вылетающего ветра ( ${ displaystyle beta}$ ) можно рассчитать по измеренной скорости лодки и ветра с помощью обратного косинуса в градусах ( ${ displaystyle arccos}$ )

${ displaystyle beta = arccos left ({ frac {W cos alpha + V} {A}} right) = arccos left ({ frac {W cos alpha + V} { sqrt {W ^ {2} + V ^ {2} + 2WV cos { alpha}}}} right)}$

Если известны скорость лодки, скорость и угол вымпельного ветра, например, из измерение истинную скорость и направление ветра можно рассчитать с помощью:

${ displaystyle W = { sqrt {A ^ {2} + V ^ {2} -2AV cos { beta}}}}$

и

${ displaystyle alpha = arccos left ({ frac {A cos beta -V} {W}} right) = arccos left ({ frac {A cos beta -V} { sqrt {A ^ {2} + V ^ {2} -2AV cos { beta}}}} right)}$

Примечание: Из-за неоднозначности квадрантов это уравнение для ${ displaystyle alpha}$ действительно только при кажущемся ветре с правый борт направление (0 ° < β <180 °). За порт вымпельный ветер (180 ° < β < 360° or 0° > β > -180 °), истинный угол наведения (α) имеет противоположный знак:

${ displaystyle alpha = - arccos left ({ frac {A cos beta -V} {W}} right) = - arccos left ({ frac {A cos beta -V}) { sqrt {A ^ {2} + V ^ {2} -2AV cos { beta}}}} right)}$

внешняя ссылка

[1] «Что моя электроника сообщает мне о скорости и курсе лодки?». Парусный мир. Получено 22 октября 2017.

[2] Торнтон, Тим. Морская яхта. Адлард Коулз.

[3] Марчай, К.А. Аэрогидродинамика парусного спорта. Адлард Коулз.

[4] «Калибровка парусных приборов». Инструменты Ockam. Получено 10 июн 2015.

[5] TVNZ Live Трансляция кубка Америки. Интервью с Томом Шнакенбургом. 22.09.2013

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]