Materiały szkoleniowe
ŻEGLARZ JACHTOWY
Dział: Teoria żeglowania
Temat: Siła hydrodynamiczna
Siła hydrodynamiczna
Kadłub zanurzony jest w wodzie, czyli ośrodku o większej gęstości niż powietrze. Ruch jachtu spowodowany siłą aerodynamiczną powoduje powstanie sił oporu na zanurzonej części kadłuba. Wypadkowa tych sił to siła oporów hydrodynamicznych. Jej punkt przyłożenia, środek bocznego oporu (SBO), nie da się wyznaczyć tak łatwo, jak środek ożaglowania. Znajduje się on w geometrycznym środku powierzchni bocznej zanurzonej bryły kadłuba. Żeglarz orientuje się, gdzie on jest na danym jachcie na zasadzie empirycznej. Składowe siły oporów hydrodynamicznych to siła oporów wzdłużnych i siła oporów bocznych.
Siła oporów wzdłużnych zależy od prędkości jachtu – im prędkość ta jest większa, tym większy opór stawia woda. Z zasady jednak jacht zaprojektowany jest tak, aby przy ruchu naprzód stawiać jak najmniejsze opory. Co innego przy ruchu w bok. Siła bocznego oporu zależy od zanurzonej powierzchni bocznej kadłuba. Im powierzchnia ta jest większa, na przykład przy całkowicie opuszczonym mieczu, tym większa jest siła oporu bocznego. Zwiększenie zanurzonej powierzchni bocznej spowoduje zwiększenie siły bocznego oporu, co wpłynie na zmniejszenie dryfu, ale nie przechyłu. Warto pamiętać, że wielkość płaszczyzny bocznego oporu, a zatem położenie środka bocznego oporu zmienia się płynnie w czasie żeglugi. Mają na to wpływ przechyły, falowanie i przegłębianie dziobu bądź rufy.
Gdyby zniwelować siłę oporów hydrodynamicznych, na przykład minimalizując zanurzenie i podnosząc płetwę mieczową i sterową, przy wietrze w burtę jacht płynąłby co prawda w bok, ale nie przechylałby się. Stąd wniosek, że dzięki sile oporów hydrodynamicznych siła dryfu powoduje nie tyle ruch jachtu w bok, co jego przechył.
Nadmierne wybieranie żagli i w konsekwencji zwiększenie przechyłu powoduje dodatkowo zmniejszenie powierzchni bocznego oporu. Siła bocznego oporu jest więc mniejsza, co sprawia, że zwiększa się dryf.
Najlepszy stosunek siły aerodynamicznej do siły oporów hydrodynamicznych ma miejsce w baksztagu. Dryf i przechył są wtedy minimalne, za to dużą wartość ma siła ciągu. Analogicznie niewielki jest opór boczny. W fordewindzie jest podobnie, jednak następuje przegłębienie części dziobowej jachtu i zwiększenie tym samym siły wzdłużnego oporu. Dlatego baksztag uważany jest za kurs najszybszy. Dodatkowo dla zmniejszenia oporów na kursach baksztagi fordewind można całkowicie lub częściowo podnieść miecz.
Położenie środka ożaglowania i środka oporu bocznego
Testy
E-patenty
Kursy żeglarskie i motorowodne on-line