Лодка идёт круто к ветру, парус заполаскивает: шкоты вытравлены, профиль почти не работает. Шкот начинают выбирать — парус занимает другое положение, и тяга растёт. Но дальнейшая выборка может дать обратный эффект: сопротивление увеличивается, а поток отрывается от поверхности.
Настройка паруса по углу атаки помогает увидеть эту границу. У полностью вытравленного паруса угол атаки близок к нулю, при выборке он увеличивается. Положение шкота нужно соотносить с тем, сохраняется ли преимущественно присоединённый поток и как ведут себя колдунчики.
Как выборка шкота меняет угол атаки паруса
Угол атаки паруса — это угол между направлением набегающего воздушного потока и хордой. Хорда — прямая линия, соединяющая переднюю и заднюю кромки паруса. Она позволяет сопоставить положение профиля с направлением потока.
Если парус полностью вытравлен и заполаскивает, его хорда примерно параллельна вектору скорости воздуха. Угол между ними составляет около 0°, и подъёмная сила остаётся небольшой.
При выборке шкота хорда поворачивается относительно набегающего потока, а угол атаки увеличивается. На схеме лодки, идущей примерно под углом 45° к ветру, частично выбранному парусу соответствует угол около 20°, при максимальной выборке — около 40°.
Это лишь наглядная связь между выборкой и углом атаки, а не готовые настройки для любого паруса или положения лодки. Больший угол сам по себе ещё не говорит об эффективной работе паруса.
Почему рост угла атаки сначала увеличивает подъёмную силу
Аэродинамика паруса меняется уже при небольшом повороте профиля к потоку. При почти нулевом угле линии тока над и под профилем сближаются сходным образом. В этой наглядной модели область пониженного давления сверху компенсируется похожей областью снизу, поэтому подъёмная сила паруса остаётся небольшой.
При умеренном увеличении угла линии тока над профилем располагаются ближе друг к другу, а под ним — дальше. Это соответствует разнице давлений между сторонами паруса и появлению подъёмной силы.
При дальнейшем увеличении угла сближение линий у передней кромки сверху усиливается, а промежуток между линиями под профилем становится больше. Разница давлений возрастает, и парус создаёт больше подъёмной силы.
Поэтому слегка заполаскивающий парус после выборки начинает работать. Однако вместе с углом растёт сопротивление, а поток может перестать следовать форме профиля.
Недостаточно, чтобы парус просто перестал заполаскивать: поток должен оставаться присоединённым до задней кромки. Если в кормовой части появляется отрыв, дальнейшая выборка уже требует внимания.
Где начинается отрыв потока и почему парус сваливается
Присоединённый поток на парусе следует форме профиля до задней кромки, а затем выпрямляется. При отрыве линии тока перестают прилегать к поверхности и расходятся. Отрыв потока от паруса может начаться в задней части профиля.
В учебной схеме широко разнесённые линии в задней части означают меньшую скорость потока и более высокое давление. Оно ослабляет подъёмную силу, создаваемую пониженным давлением в передней части профиля. Небольшой отрыв у задней кромки ещё допустим: работа передней части профиля частично компенсирует потерю в кормовой.
При чрезмерном увеличении угла атаки отрыв становится слишком большим. Эффективное обтекание сохраняется лишь у передней части профиля, а парус создаёт небольшую подъёмную силу при большом сопротивлении. Это состояние называют сваливанием паруса.
Отрыв может возникать и ближе к передней кромке в виде пузыря. При чрезмерно выбранном парусе он появляется на верхней поверхности, при недостаточной выборке — на нижней. На схемах эти зоны увеличены; в действительности пузыри могут быть значительно меньше.
Небольшой отрыв сам по себе ещё не означает сваливание. На него указывает постоянный или масштабный отрыв, когда поток не удерживается на значительной части поверхности, а колдунчики перестают показывать устойчивое обтекание.
Что показывает колдунчик на задней шкаторине
Колдунчик на задней шкаторине помогает наблюдать поток у задней части паруса, где начинается отрыв от кромки. При присоединённом потоке и без чрезмерного загиба задней шкаторины он развевается назад вместе с воздухом.
Если колдунчик отклоняется вперёд, парус может быть выбран недостаточно или задняя шкаторина слишком загнута. В кормовой части требуется скорректировать форму или настройку.
Небольшой отрыв у задней кромки выглядит иначе: большую часть времени колдунчик направлен назад, но иногда уходит на подветренную сторону. Для обычного плавания допустимым практическим ориентиром служит отклонение примерно треть времени.
Если колдунчик постоянно движется вокруг задней части паруса, это может указывать на сваливание. Оценивать стоит устойчивую картину, а не единичное колебание.
Как настроить парус по индикаторам потока
Колдунчики на парусе показывают состояние потока с обеих сторон профиля. При присоединённом потоке оба индикатора развеваются назад вдоль поверхности. Если один из них движется хаотично или отходит от паруса, на этой стороне возник отрыв.
Индикаторы располагают примерно на трети длины паруса от передней кромки. Пузыри отрыва возникают не непосредственно у самой кромки.
| Наблюдение за индикаторами | Что означает | Коррекция |
|---|---|---|
| Правый индикатор движется хаотично, левый развевается назад | Отрыв на соответствующей стороне в показанной схеме | Привести лодку к ветру или потравить шкот |
| Левый индикатор движется хаотично, правый развевается назад | Отрыв на противоположной стороне в показанной схеме | Увалиться или выбрать шкот |
| Оба индикатора развеваются назад | Поток в целом присоединён | Настройка в целом правильная |
Сначала определите, какой индикатор отходит от поверхности, и применяйте соответствующую корректировку курса или шкота. Действия для разных сторон паруса не стоит смешивать.
Хаотичное поведение колдунчика связано с отрывом потока: в зоне пузыря он отходит от поверхности, тогда как индикатор на стороне присоединённого потока продолжает развеваться назад. При настройке паруса по индикаторам потока оба колдунчика в целом должны сохранять устойчивое положение вдоль паруса.
Какой ориентир использовать при настройке паруса
Выборка шкота увеличивает угол атаки, а умеренное увеличение угла помогает парусу создавать подъёмную силу. При чрезмерном угле растут сопротивление и отрыв потока, после чего парус может свалиться. Ориентиром служит сохранение присоединённого потока, а не положение шкота само по себе.
Следите, развеваются ли колдунчики назад, отличайте кратковременный отрыв у задней шкаторины от постоянного хаотичного движения и соотносите их показания с положением паруса.
