Видимый ветер

Эта статья поднимает множество проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалить эти сообщения-шаблоны ) Эта статья, возможно, содержит оригинальные исследования . Пожалуйста, улучшите его , проверив сделанные утверждения и добавив встроенные цитаты . Заявления, содержащие только оригинальные исследования, следует удалить. ( Сентябрь 2016 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью , добавив цитаты из надежных источников . Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален. Найти источники:  «Apparent wind»  -  новости  · газеты  · книги  · ученый  · JSTOR ( сентябрь 2016 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить это сообщение-шаблон ) Эта статья включает в себя список общих ссылок , но он остается в основном непроверенным, поскольку в нем отсутствуют соответствующие встроенные ссылки . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью, добавив более точные цитаты. ( Январь 2013 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )

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

Кажущийся ветер - это ветер, испытываемый движущимся объектом.

Определение кажущегося ветра [ править ]

Кажущийся ветер является ветром испытываемого наблюдателя в движении и является относительной скоростью ветра по отношению к наблюдателю. ^{[ необходима цитата ]}

Скорость кажущегося ветра является векторной суммой от скорости встречного ветра (что скорость движущегося объекта будет испытывать в неподвижном воздухе) плюс скорость истинного ветра . Встречный ветер - это аддитивная величина, обратная скорости объекта; следовательно, скорость вымпельного ветра также можно определить как векторную сумму скорости истинного ветра за вычетом скорости объекта . ^{[ необходима цитата ]}

Видимый ветер при плавании [ править ]

В плавании , очевидно , ветер это скорость и направление ветра обозначается духовым инструментом ( анемометр ) на двигающиеся судах (по воде, суше или лед) в невозмущенном воздухе. Он состоит из комбинированных скоростей и направлений движения корабля и ветра, наблюдаемых стационарным прибором ветра - истинного ветра.. 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 точке паруса . Кажущийся ветер отличается по скорости и направлению от истинного ветра, который испытывает неподвижный наблюдатель и состоит из истинной скорости ветра (TWS) и истинного направления ветра (TWD) или TWS и угла истинного ветра (TWA) относительно лодки, если он был стационарным. ^[1] В морской терминологии, вымпельный ветер измеряется в узлах и градусах .

Обратите внимание, что при преобразовании измерений топового анемометра в истинный ветер, если требуется высокая степень точности, вступает в игру ряд дополнительных факторов, включая следующие: ^{[2] [3] [4]}

• Leeway (или дрейфа на электростанциях судов) - это очень редко , что судно указывает в направлении он собирается, и на паруснике угол дрейфа разница между заголовком судна и его фактической дорожки через воду. 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 - многие гоночные многокорпусные корпуса имеют мачту, которую можно поворачивать, 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 удалении 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. Ветровые приборы просто измеряют условия на мачте, и они не обязательно одинаковы на всех высотах.

При наличии течения истинным ветром считается ветер, измеренный на судне, дрейфующем вместе с водой по дну, а ветер относительно морского дна - это наземный или географический ветер . ^{[ необходима цитата ]}

Инструменты [ править ]

Очевидные ветра на борту (лодка) часто цитируются в качестве скорости , измеренной с помощью топового преобразователя , содержащего анемометр и флюгера , что меры скорости ветра в узлах и направление ветра в градусах по отношению к заголовку лодки. Современные приборы могут вычислить истинную скорость ветра, когда вводятся вымпельный ветер, скорость и направление судна. ^{[ необходима цитата ]}

Влияние на скорость плавания [ править ]

В парусных гонках , и особенно в скоростном плавании , вымпельный ветер является жизненно важным фактором при определении точек плавания, в которых парусная лодка может эффективно двигаться. Судно, движущееся с увеличивающейся скоростью относительно преобладающего ветра , столкнется с ветром, движущим паруса на уменьшение угла и увеличение скорости. В конце концов, увеличенное лобовое сопротивление и снижение эффективности паруса на чрезвычайно малых углах приведет к потере ускоряющей силы. Это является основным ограничением скорости ветряных судов и транспортных средств. ^{[ необходима цитата ]}

Виндсерферы и некоторые типы лодок могут двигаться быстрее, чем настоящий ветер. К ним относятся скоростные многокорпусные и некоторые глиссирующие однокорпусные. Ледяные и сухопутные моряки также обычно попадают в эту категорию из-за их относительно низкого сопротивления или трения . ^{[ необходима 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 [ править ]

В самолетах с неподвижным крылом на борту наблюдается кажущийся ветер, который определяет необходимые скорости для взлета и посадки. Авианосцы обычно парят прямо против ветра на максимальной скорости, чтобы усилить вымпельный ветер и снизить необходимую скорость взлета. По той же причине наземные перевозки в аэропортах , а также большинство средних и крупных птиц обычно взлетают и приземляются с подветренной стороны. ^{[ необходима цитата ]}

Расчет кажущейся скорости и угла [ править ]

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

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 Закона косинусов и использования .${\ Displaystyle \ соз (\ альфа ') = \ соз (180 ^ {\ circ} - \ альфа) = - \ соз (\ альфа)}$

Угол вымпельного ветра ( ) можно рассчитать по измеренной скорости лодки и ветра с помощью обратного косинуса в градусах ( ).${\ displaystyle \ beta}$${\ 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 скорость лодки, а также скорость и угол вымпельного ветра известны, например, из измерений , 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 квадранта это уравнение для действительно только тогда, когда вымпельный ветер дует с правого направления (0 ° < β <180 °). Для левого вымпельного ветра (180 ° < β <360 ° или 0 °> β > -180 °) истинный угол наведения ( α ) имеет обратный знак:${\displaystyle \alpha }$

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

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

• http://www.csgnetwork.com/twscorcalc.html
• https://www.tecepe.com.br/nav/inav_c11.htm .