Начал писать, но осознал, что у меня не выстраиваются в голове эти картинки.
Скажем, ветер дует снизу вверх по картинке. Как нам поставить плоскость паруса и плоскость киля, чтобы геометрически его обгонять?
На всякий случай: на лодку действует не истинный, а вымпельный ветер (apparent wind). То есть, из вектора ветра мы вычитаем вектор скорости лодки, полученный ветер двигает лодку. Если у лодки уже есть компонента скорости вдоль ветра как раз равная скорости ветра, то больше никакого ветра в том же направлении нету.
Ваш аргумент в той же степени запрещает паруснику двигаться и против ветра, так ведь? Киль добавляет боковой вымпельный ветер, который тоже можно использовать для движения. Один из вариантов расположения паруса и киля я привёл. Киль на 1 час, парус на 2 часа, и обгоним ветер.
Ветер сверху со скоростью Vветра. Лодка идёт вниз, под углом А от вертикали, парус стоит под углом В > А. При такой скорости лодки, у которой вертикальная компонента = Vветра, вымпельный ветер: - вертикальная компонента = 0 - горизонтальная = Vветра*tg(A)
Горизонтальная действует на парус в нужном направлении.
И в такой модели становится понятно, что ограничения "в два раза" нет, с парусом и килем теоретически можно развить произвольную скорость хоть при встречном, хоть при попутном, хоть при любом другом ветре.
И этому есть ещё одно объяснение. Сила, прилагаемая к лодке со стороны паруса, всегда перпендикулярна плоскости паруса. А сила сопротивления лодки тем больше, чем острее угол между килем и парусом, т.к. лодка сопротивляется попыткам сдвинуть её перпендикуларно килю. Чем выше сила сопротивления лодки, тем выше и сила давления ветра на парус, потому что парус тоже сопротивляется попыткам его оставить на месте вопреки ветру. Эта большая сила давления на парус должа уравновешиваться силой сопротивления воды, а поэтому перемещение лодки должно быть пропорционально велико, примерно как в случае рычага, или как когда "выстреливаем" вишнёвую косточку, сжав её пальцами: большая сила сжатия при небольшой скорости пальцев соответствует быстрому перемещению лёгкой косточки.
Согласен по всем пунктам. Кроме скорости вдоль вектора ветра :) Косточка может вылететь очень быстро, но вектор её движения в направлении скорости большого пальца не больше, чем сама скорость большого пальца.
Reply
Скажем, ветер дует снизу вверх по картинке. Как нам поставить плоскость паруса и плоскость киля, чтобы геометрически его обгонять?
На всякий случай: на лодку действует не истинный, а вымпельный ветер (apparent wind). То есть, из вектора ветра мы вычитаем вектор скорости лодки, полученный ветер двигает лодку. Если у лодки уже есть компонента скорости вдоль ветра как раз равная скорости ветра, то больше никакого ветра в том же направлении нету.
Reply
Киль добавляет боковой вымпельный ветер, который тоже можно использовать для движения.
Один из вариантов расположения паруса и киля я привёл. Киль на 1 час, парус на 2 часа, и обгоним ветер.
Reply
Ветер сверху со скоростью Vветра.
Лодка идёт вниз, под углом А от вертикали, парус стоит под углом В > А.
При такой скорости лодки, у которой вертикальная компонента = Vветра, вымпельный ветер:
- вертикальная компонента = 0
- горизонтальная = Vветра*tg(A)
Горизонтальная действует на парус в нужном направлении.
На буере или на колёсах можно попробовать :)
Reply
И этому есть ещё одно объяснение.
Сила, прилагаемая к лодке со стороны паруса, всегда перпендикулярна плоскости паруса. А сила сопротивления лодки тем больше, чем острее угол между килем и парусом, т.к. лодка сопротивляется попыткам сдвинуть её перпендикуларно килю. Чем выше сила сопротивления лодки, тем выше и сила давления ветра на парус, потому что парус тоже сопротивляется попыткам его оставить на месте вопреки ветру. Эта большая сила давления на парус должа уравновешиваться силой сопротивления воды, а поэтому перемещение лодки должно быть пропорционально велико, примерно как в случае рычага, или как когда "выстреливаем" вишнёвую косточку, сжав её пальцами: большая сила сжатия при небольшой скорости пальцев соответствует быстрому перемещению лёгкой косточки.
Reply
Косточка может вылететь очень быстро, но вектор её движения в направлении скорости большого пальца не больше, чем сама скорость большого пальца.
Reply
Reply
Leave a comment