14. Что такое истинный и относительный ветер? Их зависимость от скорости судна?

Во время движения судна дующий над морем ветер (истинный ветер) геометрически складывается с курсовым ветром, скорость которого равна скорости хода, а направление — курсу судна. Движение воздуха относительно судна, появляющееся в результате такого сложения, принято называть кажущимся ветром.

Кажущийся ветер, как и истинный, является векторной величиной, характеризующейся также скоростью и направлением, которые выражаются в тех же единицах, что и параметры истинного ветра, однако направление кажущегося ветра определяется либо по отношению к курсу судна (определяется курсовой угол кажущегося ветра), если направление определяется по прибору, либо по отношению к географическому меридиану, если направление определяется по компасу.

На рис. 1.4.14 представлена графическая взаимосвязь векторов: кажущегося, курсового, истинного ветра и скорости хода судна.

Рис. 1.4.14. Графическое представление истинного, кажущегося, курсового ветра и параметров движения судна. Vc — вектор скорости хода судна; Vc´ — вектор скорости курсового ветра; Vk — вектор скорости кажущегося ветра; V— вектор скорости истинного ветра; dc — курс судна; dc — направление кажущегося ветра относительно курса судна (курсовой угол кажущегося ветра); dv, — направление истинного ветра относительно направления кажущегося ветра; d — направление истинного ветра относительно севера.

Действие ветра в пределах курсовых углов 0 – 110⁰вызывают потерю скорости, а при больших курсовых углах и силе ветра не свыше 3 -4 баллов – некоторое её приращение.

Действие ветра в пределах 30 – 120⁰сопровождается дрейфом и ветровым креном.

Потеря скорости происходит в следствии того, что на движущееся судно действует кажущийся ветер, который связан с истинным следующим отношением:

( 13.1)

( 13.2)

Где W_И – скорость истинного ветра, м/с;

W – скорость кажущегося ветра, м/с;

V_С – скорость судна, м/с; α – угол дрейфа, град.;

q_Wи – курсовой угол истинного ветра, град.;

q_W – курсовой угол кажущегося ветра, град.

15. От чего зависит аэродинамическая сила? Точка приложения аэродинамической силы?

Аэродинамическая сила зависит:

(7.2)

где С_аy- безмерный коэффициент аэродинамической силы, зависящий от формы надводной части судна и косового угла ветра

С_аe=(0.8 ÷ 1.3)sinq_W

Q_y – боковая площадь парусности (площадь проекции надводной части на ДП) м²;

ρ_а – массовая плотность воздуха (ρ_а≈ 1,226 кг/м)

Точка приложения аэродинамической силы в соответствии со свой-ствами крыла смещается от ЦП навстречу потоку воздуха (см. рис, 7.2), т, е. при носовых курсовых углах ветра в сторону носа, а при кормовых курсовых углах — в корму. Величина смешения зависит от курсового угла кажущегося ветра: чем острее угол атаки между ДП и направлением ветра, тем дальше от ЦП смещается точка приложения аэродинамической силы. Максимальное смещение точки приложения аэродинамической силы (при курсовых углах, близких к 0 и 180°) составляет в среднем приблизительно четверть длины судна, т.е. 0,25L, а при курсовых углах кажущегося ветра, равных 90°, точка приложения аэродинамической силы совпадает с ЦП (центром парусности).

16. Чему равна поперечная аэродинамическая сила и от чего она зависит?

Равнодействующая сила давления ветра на надводную часть — аэродинамическая сила А не совпадает в общем случае с направлением кажущегося ветра, а отклоняется в сторону траверзного направления.

Надводная часть судна находится в потоке воздуха под углом атаки, равным курсовому углу кажущегося ветра. При этом на надводной части создается аэродинамическая сила А, имеющая, как показано на рис. 9.2, продольную А_х и поперечную А_у составляющие.

Поперечную аэродинамическую силу (Н) можно рассчитать по формуле

(9.2)

Где С_аy- безмерный коэффициент аэродинамической силы, зависящий от формы надводной части судна и косового угла ветра

С_аe=(0.8 ÷ 1.3)sinq_W

Q_y – боковая площадь парусности (площадь проекции надводной части на ДП) м²;

ρ_а – массовая плотность воздуха (ρ_а≈ 1,226 кг/м)