Верхний и нижний ветер и твист

[Юрий Крикунов]

Сообщение от latad

Тогда в гонках следует, видимо, в дальнейшем ожидать всё более жёстких в отношении твиста парусов, рассчитанных на высококлассных, достаточно мощных физически мастеров, которые в дальнейшем не оставят ни одного шанса низкорослым или легковесам. И гоночный твист останется исключительно для увеличения тяги.
А для комфортного катания твист останется помягче и побольше.
Так что-ли?

А это уже давно происходит. Достаточно взглянуть на класс Формула и дисциплину слалом, не говоря уже о других гоночных классах. Только пока развитие идет в сторону увеличения площади парусов и их универсальности и стабильности.
Твист паруса, как его обычно понимают любители виндсерфинга, вовсе не дает увеличение тяги, как таковой (так как верхняя часть паруса практически не имеет аэродинамического профиля, да и угол ее атаки уменьшается при увеличении твиста), а наоборот способствует снижению общей тяги паруса, но улучшает общую работу остальной части паруса, стабилизируя его работу. Парус с твистом имеет боле широкий ветровой диапазон, за счет больших возможностей его настроек. Однако, если имеется большой избыток тяги в данном парусе, то вовсе не всегда с эту проблему можно решить увеличением твиста, так как любой парус тоже имеет определенные пределы оптимизации и применения. Поэтому если в такой ситуации имеется возможность замены паруса, то лучше будет взять парус меньшей площади, так как его эффективность будет лучше большего, но «твистованного» паруса.

[latad]

Сообщение от latad

Конкретно у нас могут быть круговые циркуляции, подпитываемые ветром, типа водоворота, но очень большого, во весь залив, такие водовороты запасают много энергии и при большой величине в диаметре могут сохраняться долго, например, всю ночь при штиле.
Могут быть и послойные перемещения в разных направлениях, температура воды с глубиной в начале лета и при слабых ветрах меняется скачком, но тёплый слой всегда верхний.
Есть и многочисленные холодные ключи в озере, и месторождения газа, что сильно усложняет картину.

Сегодня наблюдал такое же явление на бесшвертовой доске, правда, с двумя плавниками, 50 и 48 см.
Сначала был полный штиль, как и во всех остальных подобных случаях.
Я отгрёб парусом метров на 200 от берега, когда появилась тяга. Вода оставалась зеркальной, скорость доски - 3км/ч. Заметил, что доска как-то слишком легко идёт против ветра - и решил пойти как можно круче. Достигнув устойчивого самого крутого хода, тут же сменил галс, с увала разогнался - и снова - на самый крутой ход. Получилась вилка примерно 65-70 градусов! 35 градусов к ветру! Безшвертовая доска, широкая, 87см, длина -278. Тяга скисла, пошёл под провода ЛЭП - и тут пошла рябь, появился слабый ветерок. Я ешё раз пошёл к ветру, но скорость уже была 5км/ч и угол с трудом набрался 45 градусов. При дальнейшем усилении ветра круче 55 градусов идти не удавалось, скорость 7км/ч.
На этот раз я уверен, что никаких течений не было, никаких ошибок нет, заходов ветра тоже нет:

[m-1]

Уважаемому latad'у.

Мне кажется, что вы столкнулись с явлением wind shear, которое пока не описано в классической теории, например, Мархая.
Т.е., описываемое явление редкое, необычное с точки зрения и ощущений и понимания. В русскоязычных переводах этого термина я не встречал. Что еще более важно - у нас пока нет в обиходе и рабочей теории применения знания этого факта. В отличие от распаханного обычного "твиста".
У них же (~лет 10) парусные мастера вынуждены на заказ закладывать в конструкцию парусов сей учетный параметр.

Термин можно перевести как "сдвиг слоев ветра по высоте".

Вот достойный внимания сервис http://www.ockam.com/windshear.html.
Вот простейший инструмент для измерения сдвига http://www.ockam.com/docs/ShearOmometer.pdf.

Как учуяли сей (похожий) эффект?
На одном из галсов яхта почему-то шла очень круто к ветру и настроенный "твист" сечений паруса очень превышал обычную, штатную величину (для текущей силы ветра и волнения). Единственным объяснением явления стала гипотеза и ее подтверждение - тем, что на акватории присутствовал ... "твист" истинного ветра по высоте.
Причина? Местный сезонный температурный градиент ветра/воды по высоте и... сила кориолиса...
Не буду вдаваться в подробности, но "эффект" признан значимым, устойчивым даже в "обычных" погодных условиях, и, тем более, там и тогда (есть такие специфические акватории), когда он проявляется во всей красе и обязывает рулевого вносить асимметричную поправку в настройку парусов ("твиста") чуть ли не в 20 градусов (прибавляя и вычитая от штатного твиста)!

На практике на тонких парусах это легко заметить, прочувствовать и подстроиться, а на тяжелых, жестких (на больших яхтах) - придется довериться электронике, приборам...

Что касается угла расхождения яхт.
Для большинства яхт, у которых эмпирическое отношение скорости яхты к скорости истинного ветра существенно меньше единицы в расчетный ветер (у меня на финне ~ 1/4-1/5) - угол расхождения для правого и левого галса мало отличается от 90 градусов. Известный факт.
Для яхт с высоким аэро- гидродинамическим качеством, типа яхт класса АмерикаКап,..., Солинга, Лазера,.. - угол расхождения ~60-80 градусов.

Конечно же, когда отношение скоростей 1 и более - угол расхождения (виндсерферов, буеров...) начинает сильно превышать 90 градусов, следуя той же физике процесса сложения классического треугольника скоростей и оптимизации по VMG.
________
(А вилку 65-70 градусов хорошо бы перепроверить. Вдруг, предполагаемый мной сдвиг ветра по высоте изменялся еще "во времени"?...)
_______
(сорри, поправил отношение скоростей)

[skat]

Сообщение от m-1

Мне кажется, что вы столкнулись с явлением wind shear

так так так! вот это очень интересно!

чем это на практике грозит виндсерферу несущемуся под 10 кв.м. парусом?

[latad]

Сообщение от skat

так так так! вот это очень интересно!

чем это на практике грозит виндсерферу несущемуся под 10 кв.м. парусом?

Боюсь, что ничем, если речь идёт о минимальных углах хода, так как такое явление я замечал исключительно при очень слабых ветрах, когда не то что глиссирования, даже волнообразования ещё не происходит.
При этом я ещё и не измерял угол относительно истинного ветра на разных галсах, но ощущения существенно разных углов у меня не было.
Более того, видя карту и помня истинное направление ветра, никаких существенных отклонений от симметричности галсов не наблюдаю.
Если же речь идёт о разнонаправленных ветрах послойно - то и здесь на малых виндсерферовских высотах это исключительно редкое явление при невозмущённом скольжении одного слоя по другому при очень малых ветрах бризового происхождения, или при начале ветра после штиля. Наблюдал и не раз использовал, но о глссировании, опять же, здесь речи снова нет.

[skat]

А мне кажется, что такое происходит не только при слабых ветрах, а вообще при любых ветрах, т.к. массы воздуха тормозятся о поверхность воды, а чем выше, тем тормозятся меньше, соответственно скорость ветра на высоте 4 метра всегда больше (в среднем) чем на высоте пол метра. Это очевидно. Как то раньше я про это не задумывался :-) И доказательство есть: кайтеры, которые едут на "высоком" ветре 15-25 метров над уровнем моря.

[latad]

Сообщение от skat

А мне кажется, что такое происходит не только при слабых ветрах, а вообще при любых ветрах, т.к. массы воздуха тормозятся о поверхность воды, а чем выше, тем тормозятся меньше, соответственно скорость ветра на высоте 4 метра всегда больше (в среднем) чем на высоте пол метра. Это очевидно. Как то раньше я про это не задумывался :-) И доказательство есть: кайтеры, которые едут на "высоком" ветре 15-25 метров над уровнем моря.

Кайтеры - не доказательство, они едут на ветрах, недоступных виндсерферу.
Если залезть на любую вышку выше самых высоких точек местности, то можно обнаружить, что с некоторой высоты ветер не рваный, а ровный и сильный и имеется даже при полном штиле у земли или воды.
Конечно, зависимость скорости ветра от высоты есть при любом ветре, но возможность лавироваться круче, чем обычо, почему-то проявляется только при очень слабых и очень ровных вертах. Впрочем, ровный ветер - это понятно, он может воздействовать оптимально непрерывно, в отличие от переменного.

[asmaster]

Кайтеры на воде едут при тех же ветрах что и парус (с 5м/с)! Кайт легче и за счёт длиных строп его проще разогнать (при наличии места для разгона конечно) наделяя систему вымпельным ветром, который и позволяет глиссировать. Не разогнанный кайт не потянет в такой ветер. По моим, в основном зимним наблюдениям, эффект разной скорости ветра на разных высотах вещь скорее анамальная, и имеет место быть, в основном при очень слабых ветрах на равнине, а вот на рельефе бывает действительно цирк.

[ALEX3M]

Если б я ехал в 5м\с на доске, как на кайте...

[asmaster]

На формуле, с парусом 12кв.м. будет не медленней. Ключевое слово ЛЕГЧЕ!

[ALEX3M]

Пока сравнить не могу по скоростям.
По финансам кайт много дешевле получился.
По нагрузке- кайт- это отдых, особенно это чувствуешь после парусов больше 9 метров

[asmaster]

Да, кайт легче по деньгам и по технике трамвая. Я в этом году почти сравнял ветровой диапазон глиссирования своих кайт и недоформульного комплектов. По этому предпочитаю парус, т.к. условия у нас для кайта-универсала не очень.

[pashasurf]

Видел моделирование процесса http://www.caebridge.com/cfd-analysi...-posture-study

[Малиныч]

Твист - это не только настройка паруса, но и походу гибкость мачты. Такую вот картинку заснял в Алачати. Примечательно, что мачта у турецкого чемпиона изогнута, а у чайника слева - нет.

[Малиныч]

Опа. Фотка не загрузилась. А теперь загрузилась.