Измерение аэродинамических характеристик судна.
При
анализе ходовых качеств судна желательно
знать угол
,
при котором обращается в нуль тяга
парусов. Определить его можно так
называемым методом змея, состоящим в
том, что судно фиксируе
тся
боковой оттяжкой большой длины (50 м) и
само с выбранными парусами выбегает
на ветер, двигаясь по окружности,
радиусом которой является оттяжка.
Оттяжку надо привязать к якорю, вбитой
в дно свое или, еще лучше, за кол, вбитый
на пологом открытом мысочке, вокруг
которого бегает судно. У судна оттяжка
должна заканчиваться шпрюйтом,
разнесенным на его оконечности; судно
на шпрюйте фиксируется так, чтобы
оттяжка была нормальна его ДП.
Зафиксированное
оттяжкой судно идет на ветер и
останавливается под некоторым небольшим
углом к нему, когда исчезает тяга
парусов; в этот момент
.
Дальнейшим
развитием метода змея является применение
регулируемого шпрюйта, позволяющего
фиксировать судно под любым углом к
оттяжке. Как бы ни было зафиксировано
судно, двигаясь на оттяжке, оно остановится
в положении, в котором действующая на
него аэродинамическая сила будет
уравновешена натяжением оттяжки;
последнее для фиксированного судна
имитирует отсутствующую в данном случае
гидродинамическую силу
.
На остановившемся судне легко измерить
углы
.
Знания ориентации и величины силы
достаточно для построения аэродинамической
поляры судна. Но чтобы определить
безразмерные аэродинамические
коэффициенты, необходимо знать еще и
скорость ветра при различных углах
обдувки судна, что сильно осложняет
аэродинамические измерения.
В
етер,
дующий над поверхностью воды, это отнюдь
не равномерный поток воздуха в
аэродинамической трубе; он пульсирует,
быстро и хаотически изменяя направление
и скорость. Соответственно, пульсируют
и действующие на судно силы. Качество
измерений в сильнейшей степени зависит
от стабильности ветра. Лучшие результаты
получаются, когда измерения проводятся
на спокойной воде в ровный устойчивый
ветер; подобрать такие условия удается
на большой акватории у отлогого
подветренного берега, прикрытого от
волны косой.
Скорость ветра проще всего оценивать по шкале Бофорта, но надо иметь в виду, что стандартная принятая в метеорологии шкала Бофорта определяет скорость ветра на высоте 10м над поверхностью воды или суши. Раньше была принята другая шкала, определявшая скорость ветра на высоте 6 м над поверхностью, но и это не совсем то, что нам нужно, поскольку надо знать скорость ветра на высоте соответствующей положению центра парусности судна, т.е. 3-4 м над поверхностью воды.
Скорость ветра можно измерять анемометром, но он должен быть быстродействующим и располагаться там, где надо. Обычный анемометр с вращающимися чашками неудобен, инерционен; к тому же это капризный прибор, который не следует брать в походы.
Из-за трудностей определения скорости ветра представляет интерес калибровка шкал аэродинамических коэффициентов по данным ходовых испытаний судна.