Положение киля на яхте относительно мачты.

Maks7

Уважаемые коллеги!
Хотелось бы прояснить для себя вопрос, связанный с положением киля на лодке и изменения ее поведения при переносе руля относительно мачты.
Берем пример либо проект лодки F5E который продемонстрировал нам Улли или готовый комплект Микро Мейджик. И там и там конструкцией заложено смещение киля относительно мачты в неком пределе.
Как я понимаю, смещение киля - это изменение расположения центра бокового сопротивления (ЦБС) относительно центра парусности (ЦП) который будем рассматривать как константу.
Хотелось бы понимать, когда и куда следует передвигать киль?
Может быть не совсем корректный вопрос, но если это делается, то очевидно для чего, то это надо.
Объясните, пожалуйста.

Swine

Вроде если ЦП впереди ЦБС, то лодка уваливается, если наоборот - приводится… 😃
А это не может быть сделано для того, чтобы задавать диферент?
И таким образом регулировать остойчивость и скорость…
Типа, чем ближе киль к центру, тем меньше диферент на корму, тем больше смачиваемая поверхность, тем остойчевее лодка…
И наоборот, чем ближе к корме, тем больше диферент на корму, тем меньше смачиваемая поверхность, тем меньше сопротивление воде и тем больше скорость… 😃

Bolshoy

😃 Берешь мою инструкцию по сборке ММ (последнюю версию) и читаешь последние страницы 😃

Soling
Maks7:

Хотелось бы понимать, когда и куда следует передвигать киль?
Может быть не совсем корректный вопрос, но если это делается, то очевидно для чего, то это надо.
Объясните, пожалуйста.

Центруют лодку обычно перемещением мачты или изменяя геометрию паруса. Смещая киль одновременно меняем положение ЦБС и Центра Масс. Соответственно меняется и дифферент лодки. Городить смещаемый киль только для центровки, мне кажется , сильно нерационально.

более подробно о центровке: www.a123systems.ru/index.php?showtopic=255
В топе№ 9.

Soling
Swine:

Типа, чем ближе киль к центру, тем меньше диферент на корму, тем больше смачиваемая поверхность, тем остойчевее лодка…
И наоборот, чем ближе к корме, тем больше диферент на корму, тем меньше смачиваемая поверхность, тем меньше сопротивление воде и тем больше скорость… 😃

Как то уж очень мудрено. Остойчивость тут ни при чем, однако. Смачиваемая поверхность тоже не совсем к месту.
Лодка должна стоять на ровном киле. Топя корму увеличиваем угол атаки корпуса к потоку. Соответственно растет сопротивление движению. Корпус как бы толкает перед собой воду. Затопив нос, опять же меняем угол. Но здесь корпус начинает тащить воду за собой. Появляются вихри, которые тормозят движение.
Разница же в смачиваемой поверхности пренебрежительно мала. да и не факт, что она именно так мняеться. Это зависит от обводов.

Maks7
Bolshoy:

😃 Берешь мою инструкцию по сборке ММ (последнюю версию) и читаешь последние страницы 😃

Да нет там по моему вопросу ничего! По настройке парусов - да, по настройке киля - нет. Или мы о разных инструкциях говорим? Я говорю о версии №2.

Bolshoy

Да есть вроде.
При штиле нада двигать вперед и наоборот при сильном ветре

Swine
Bolshoy:

Да есть вроде.
При штиле нада двигать вперед и наоборот при сильном ветре

А почему? Чтоб не зарывалась? 😃

Maks7
Soling:

более подробно о центровке: www.a123systems.ru/index.php?showtopic=255
В топе№ 9.

В топе буквально следующее:

Возможны три случая расположения:

  1. ЦП ближе к носу лодки чем ЦБС. На приведенном рисунке она как раз и присутствует.
    Говорят - лодка с передней центровкой. На ходу момент между ЦП и ЦБС будет стремиться увалить лодку под ветер. Это значит, что без работы рулем она будет устойчиво разворачиваться кормой к втру.
  2. ЦП совпадает с ЦБС. Нейтральная центровка. Лодка без рулевого будет сохранять направление движения.
  3. ЦП дальше, чем ЦБС. Задняя центровка. Лодка будет приводиться к ветру.
    В литературе есть разные мнения по поводу того, какая центровка предпочтительнее. По сути это субьективно и индивидуально для рулевого. Важно другое. Для сохранения курса моменты уваливания и привдния нужно компенсировать рулем. Отклонение руля вызывает торможение. Что не есть хорошо.
    Приемлимым считается отклонение компенсации в 5 градусов. Вот на эту величину и стоит ориентироваться. Практически разнос ЦП и ЦБС принимают не больше 10 - 14 % от длинны по КВЛ.
    Опять же из практики… предпочтительнее задняя центровка. при ней в нештатной ситуации лодка приведеться до ливентика, ( Вмордувинда) и будет стоять в этом положении. При передней же центровке развернувшись под ветер она просто уйдет по довольно замысловатой траектории, которая будет зависить от вытравленности шкотов.

Честно скажу, данное объяснение сотоношений ЦП и ЦБС разрушило мне весь мозг!
До сегодняшнего прочтения я находился в святой уверенности что ЦП всегда должен быть в переди ЦБС, что лодка в противном случае вообще непойдет и в случае № 2 просто будет крутиться на месте, а в случае №3 вооще будет идти назад… А тут все с точностью наоборот…
Нет у меня опыта, не силен в теории, по сему ничего не утверждаю и только делюсь своими наблюдениями и крайне скудными познаниями.

Bolshoy:

При штиле нада двигать вперед и наоборот при сильном ветре

Спасибо, но хочется понять еще почему так нужно делать? А среднее тогда положение зачем?

Bolshoy

Да, они в иснтрукции подробно не описали положения при погодных условиях. Только в скользь

В общем так. Я пробывал в штиль адаптер “в нос” - приводится она так.
В общем плюнул. Это изыски немцев, чтобы нас запутать 😃
Центральное положение самое сбалансированное. Не зря в международных правилах разрешено именно только оно.

Soling
Maks7:

Да нет там по моему вопросу ничего! По настройке парусов - да, по настройке киля - нет. Или мы о разных инструкциях говорим? Я говорю о версии №2.

Общий принцип изложил выше. Только не надо забывать, что многие рассуждения " по чертежу" есть весьма приблизительные умозаключения.
В реале на лодку действует весь комплекс возмущений. И при этом - одновременно. Из этого вывод - все настройки действительны для конкретных условий плавания и не есть универсальны!
Как пример: любимая и популярная среди лодочников диаграмма статической остойчивости, на самом деле нужна только конструктору. Пользователю она не дает никакой реальной информации. Что бы она была действительной надо исключить действие всех факторов, кроме кренящего момента. В жизни такого не может быть просто в принципе!

Это все к чему? Настраивая лодку нужно именно гонять ее в разных условиях и записывать параметры найденной оптимальной настройки.
В конкретном случае: при увеличении ветрового давления на фордаке будет топиться нос лодки. Стало быть хочется отодвинуть балласт к корме.
Но, при этом на других курсах получим торможение “брюхом”.
Стало быть, надо искать компромисс в настройках под конкретную дистанцию. Или заведомо жертвовать скоростью на каких то курсах.
Какой смысл, например настраивать лодку на фордак, если в дистанции она пройдет под ним только треть, а то и меньше, теряя при этом на острых курсах, которые преобладают в этот момент?

Maks7
Bolshoy:

Я пробывал в штиль адаптер “в нос” - приводится она так.

Тут хоть внос хоть в ж… понять бы для чего?
У меня к примеру на клееных парусах приводится и в среднем положении. При чем мачта уже и так почти в крайнем положении (в переди).
Я так думаю, что на профильных парусах, при значительной площади стакселя (стандарт) лодка и так и так будет приводится. Значит ли это, что сдвигать все надо назад?
P.S. Мы пока не на первенстве мира катаемся…

Soling
Maks7:

Честно скажу, данное объяснение сотоношений ЦП и ЦБС разрушило мне весь мозг!

Ну, что бы добить… ( шутка, конечно 😁 )
Все эти рассуждения о центровке такая же игра ума, как и остальные. Стоит лодке накрениться и центровка может измениться до неузнаваемости.
Это зависит от обводов ее корпуса. Конкретных и строгих рекомендаций куда что поставить и на сколько миллиметров сдвинуть нет и быть не может.
Все теоритические выкладки нужны ТОЛЬКО для того, что бы представлять что и как работает и на что влияет. Нельзя привязываться к одному параметру и считать. что он незыблем. Имея представление о действии сил, получаем возможность осознанно комбинировать их в реальной обстановке.
По рекомендациям же о центровке такой пример: читал, что оптимальная центровка, это когда лодка с брошенным рулем сохраняет курс. Но… в жизни такое возможно только для строго конкретного курса и при строго конкретном ветре.

Maks7
Soling:

По рекомендациям же о центровке такой пример: читал, что оптимальная центровка, это когда лодка с брошенным рулем сохраняет курс. Но… в жизни такое возможно только для строго конкретного курса и при строго конкретном ветре.

Да известны рекомендации. Так же есть возможность их попользовать (есть возможность регулировки - перемещения мачты и киля). Теперь хочется со всем этим хозяйством разобраться. И что бы упростить вопрос, я решил начать изучать тему именно с киля, так как с регулировкой мачты, тут более менее все понятно.

GOLF_stream
Maks7:

И что бы упростить вопрос, я решил начать изучать тему именно с киля, так как с регулировкой мачты, тут более менее все понятно.

так ведь на лодке всё взаимосвязано - положение, форма и размеры киля, положение, форма и размеры парусов, положение, форма и размеры руля. Это единая сбалансированная система. Надо понять прежде всего это. Тогда станет понятно, что рассматривать отдельно киль, отдельно парус просто не имеет никакого смысла.
После этого осознания (если оно наступит), попробуйте снова перечитать цитату Солинга.

Soling
Maks7:

Да известны рекомендации. Так же есть возможность их попользовать (есть возможность регулировки - перемещения мачты и киля). Теперь хочется со всем этим хозяйством разобраться. И что бы упростить вопрос, я решил начать изучать тему именно с киля, так как с регулировкой мачты, тут более менее все понятно.

Зависимость примерно такая:
Смещаем киль и с ним балласт в нос. Меняется - дифферент, ЦБС уходит вперед, за счет смещения площади киля и увеличения затопленной площади носовой части. Корма при этом подвсплывает, значит площадь ее для ЦБС меньше. Для сохранения центровки надо смещать ЦП в нос.
Но… все это на ровном киле. Для реального катания нужно знать оптимальный угол крена и плясать в настройках от него. Это крен, при котором паруса сохраняют эффективность, то есть тяга их не уменьшается сбросом ветра до неприемлимого минимума. И при этом сопротивление корпуса так же оптимально. Например для корпуса типа шарпи этот угол принимают равным углу поверхности днища. Это приблизительно 10 - 15 градусов. В этом положении сопротивление минимально и ко всему появляется возможность выйти на глиссирование на плоскости.
Вот для этого угла и есть смысл искать оптимальные настройки.

Что касается рекомендаций по центровке… есть такое упражнение в программе обучения яхтсменов: восьмерка без руля. То есть рулевой должен выполнить восьмерку работая ТОЛЬКО парусами и не трогая руль. Сама возможность такого управления говорит о субъективности всех рекомендаций.
Мне видится, что самая разумная рекомендация - настроить лодку так, что бы она МИНИМАЛЬНО лежала на руле. Всякое отклонение руля - довольно ощутимое торможение. Но и совсем разгружать руль - потерять ощущение лодки. Хотя, для модели это не актуально. А будет ли она приводиться или уваливаться, это дело вкуса рулевого.

Niver

Существуют отличные книги (статьи в инете) типа :
Е.П. Леонтьев “Школа яхтенного рулевого” и
Эрик Твайнэйм “Стартовать, чтобы побеждать”
Это касаемо теории.
А что до практики, то в ровный ветерок с лодкой надо идти на воду и крутить там всё что может на ней крутиться в соответствии с теорией. И ходить, ходить, ходить.
Если можно было бы уложить всё это в пару абзацев…

Soling
GOLF_stream:

так ведь на лодке всё взаимосвязано - положение, форма и размеры киля, положение, форма и размеры парусов, положение, форма и размеры руля. Это единая сбалансированная система. Надо понять прежде всего это. Тогда станет понятно, что рассматривать отдельно киль, отдельно парус просто не имеет никакого смысла.

Всеми четырьмя конечностями - за!
Лодка это единый и неделимый на части организм. Хорошо спроектированная для заданных условий лодка - сборник удачных компромиссов между всеми ее частями.
Как пример и далеко не полный - цепочка рассуждений по корпусу:
По волновым потерям выгоднее длинный и узкий. Но, что бы нести достаточный балласт и снарягу нужен объем корпуса. Ищем оптимальное соотношение длинны - ширины. Симметричные ватерлинии обтекаются лучше. Но, при повороте появляется занос балласта вперед. Для компенсации просится увеличение объема в корме. Полнота смещается к ней. Ищем оптимальное смещение. Давление ветра на попутных курсах топит нос. Просится увеличить развал веток шпангоутов. но, при его увеличении усиливаются удары о волну, и стало быть торможение. Ищем форму носовой части.
И так далее, практически по всем участкам корпуса.

Mr_Alex
Maks7:

Я так думаю, что на профильных парусах, при значительной площади стакселя (стандарт) лодка и так и так будет приводится. Значит ли это, что сдвигать все надо назад?

Похоже наоборот. При увелечении стакселя лодка должна начать уваливатся.Типа ЦП вперед переносится.

Maks7

И так есть две регулировки мачта в колодце может изменять наклон мачты, киль может передвигаться по колодцу и имеет 3 положения регулировки. Насколько мне подсказывает осознание, так это то, что регулировки киля грубые. Его положение может регулироваться на текущий момент, а может, имеет смысл его один раз поставить, если условия приблизительно одинаковые.
Из объяснений Solingга делаю вывод, что на слабый ветер следует стараться сдвинуть киль в перед, на умеренный возможно среднее положение на сильный сдвигаем назад.
Прошу проверить.
Я подчеркиваю, что речь еще о профильных парусах, у которых тяга тем сильнее, чем сильнее ветер. И еще очень важно, на лодке перемещения киля практически не отражаются на ее осадке, поэтому об изменении смачиваемой поверхности и т.п. можно не говорить. Смещение же центра тяжести (ЦТ) это да, но диапазон смещения весьма мал. Посему можно говорить только о смещении ЦБС.
Отсюда, на слабом ветре сдвигаем ЦП назад, передвинув киль вперед. Это позволяет яхте слегка приводиться.
На сильном же ветре требуется уваливание лодки, но за счет профиля парусов лодка компенсирует это уваливание тягой парусов, которые стремятся привести лодку, посему, на сильном ветре сдвигаем киль назад.
В средний же ветер, ставим по центру.
Наверное, где то так?

Ермак

По советам бывалых ЦП должен находиться носовее ЦБС на ~10% длины корпуса. При этом в тихий ветер яхта немного уваливается, в средний (яхта идет с ощутимым креном) яхта идет практически прямо, в сильный ветер начинает приводиться. Механика такого поведения была разложена в одном из МК (какиет о лохматые годы). Суть в следующем - при боковом ветре ВСЕГДА есть момент сил который стремится привести лодку к ветру , сила на парусе движет лодку вперед, сила сопротивления воды направлена против движения, при этом из-за крена эти силы не находятся на одной вертикали - отсюда момент. Для того чтобы компенсировать этот момент ЦП должен находиться носовее ЦБС. Но поскольку величина момента приведения зависит от силы ветра и крена создаваемого этим ветром (т.е. от курса яхты и т.д.), то возможно только принять какое-то более менее оптимальное смещение ЦП относительно ЦБС причем для каждого корпуса это смещение будет индивидуально. Но ~ 10 % - проверено.

Soling
Maks7:

Из объяснений Solingга делаю вывод, что на слабый ветер следует стараться сдвинуть киль в перед, на умеренный возможно среднее положение на сильный сдвигаем назад.

Не совсем так. За основной критерий стоит брать не силу а преимущественное направление ветра. Сильный встречный ветер будет топить корму. Попутный же - нос.
Что выгоднее на конкретной дистанции - решать капитану.
И еще раз хочу обратить внимание на неоднозначность советов. Может показаться, что я отделываюсь общими фразами, не желая открывать “секреты”.
Однако, это не так. Я могу рассказать как настроена МОЯ лодка. И обосновать, более или менее достоверно, почему так. Для другой же лодки это может оказаться совершенно не приемлимым. Даже при условии монотипности лодок есть еще личные пристрастия и понимание механики. Так что на абсолютность советов даже близко не претендую.
Такие ответы может дать только практика и одна только практика. Вплоть до скурпулезного записывания в тетрадочку изменений настроек и реакции лодки при ровном ветре.

Soling

До кучи, о правомерности применения конструктивных рассчетов в реале.
Отправной точкой в рассуждении берем способ рассчета центровки: по методике его берем чертеж “вид с боку”. Выделяем погруженные части лодки.
По проекции находим ЦБС. Выделяем паруса и не погруженные части корпуса и рангоута. Находим ЦП.
Определяем смещение и переносим его на модель. Ставим ее на воду…
А она упорно не хочет стоять под ветром на прямом киле. Валиться. Значит и боковая проекция ее не та. И проекция парусов уехала от рассчетной.
Да не приведи случай ветер не под 90 градусов дует а, скажем в корму! Да и кто видел парус на бермудской яхте стоящий по нормали к боковому ветру?
Разве только в кошмарном сне?
О таких тонкостях как реальное боковое сопротивление, зависящее еще и от обводов корпуса, это же не пластина, - вообще молчу.
Поправте, где я не прав в рассуждениях.
😁 😁 😁

Maks7
Soling:

Поправте, где я не прав в рассуждениях. 😁 😁 😁

Да по ходу совсем запутался, но понял главное, нужно больше ходить, и походы записывать. Осталось решить вопрос как фиксировать результат? Ведь всем известна изменчивость погоды в нашей средней полосе. Но в любом случае спасибо, так как полюбому мысли высказанные в этом топике надо осмысливать и не раз, опираясь на собственный опыт и практику.

neviDimka

Мои две копейки.

Учитывая, что большая наука большинству из нас не нужна, даю простое объяснение обсуждаемого вопроса в трех постулатах, одном предположении, двух выводах, одном заключении и одной просьбе. 😃

Кому нужно посложнее, но тоже самое - читают более строгие, но ничего не добавляющие формулировки указанные в скобках. Кому попроще - в скобках не читают.

Итак:

Постулаты:

  1. Общеизвестно, что чем сильнее ветер, тем сильнее приводится яхта (хотя это тоже можно доказать, все-таки возьмем это как исходный постулат без доказательств).

  2. ЦП не зависит от силы ветра (если строго, то зависит, но совсем незначительно, по сравнению, с тем, как проявляется влияние ветра в п.1). Т.о. ЦП лодки постоянен (условно постоянен).

  3. Смещение киля вперед смещает ЦБС вперед, смещение киля назад смещает ЦБС назад (это очевидно, т.к. киль - существенная составляющая в БС).

Предположение:

Центральное положение киля таково, что при среднем ветре лодка идет с нейтральной приводимостью (если более строго, на условно среднем ветре и нужном нам курсе с приводимостью, близкой к нейтральной).

Выводы:

А: Чтобы на сильном ветре (ветре больше среднего) скомпенсировать увеличение приводимости, надо сдвинуть киль вперед.

Б: Чтобы на слабом ветре (ветре слабее указанного в предположении) скомпенсировать уваливание (недостаточную приводимость), надо сдвинуть киль назад.

Заключение:

Все, больше ничего знать не надо (можно больше ничего не знать).

😉

Просьба:

Сильне не критиковать, я тут изложил свое личное, никого не интересующее мнение.

😒