Ян Проктор - Плавание под парусом: ветер, волнение и течения

На рис. 28 показан способ определения высоты и длины волны. Высота — вертикальное расстояние между вершиной волны и следующей за ней подошвой. Длина — горизонтальное расстояние между двумя одинаковыми частями соседних волн, например расстояние между вершинами. Период волны- время, необходимое для прохождения волны через заданную точку, или, другими словами, время между прохождением двух последовательных вершин через фиксированную точку. Скорость волны — это скорость перемещения волны по поверхности воды, то есть скорость, с которой движется гребень. [7] В советской литературе используются несколько другие определения, но дальнейшее изложение и полученные выводы не зависят от принятого определения волны или ее элементов. (Прим. перев.)

Между длиной, периодом и скоростью волны имеются различные зависимости, по которым получаются несколько отличающиеся результаты. На соревнованиях наибольший интерес представляет скорость волны, а единственной точной величиной, по которому можно ее определить, является период. Эти две величины связаны очень простой формулой:

Скорость (узлы) =3, 0 x период в с.

Эту формулу упростил я сам, но ее точность вполне достаточна.

Имеется несколько способов определения периода волн. Один из самых простых — бросить в воду какой-либо плавающий предмет, не подверженный действию ветра. Время, в течение которого предмет поднимется на вершины двух соседних волн, является периодом. Для большей точности лучше взять время прохождения 10 волн. Период крупных волн в прибрежных водах обычно составляет около 5–7 секунд.

Если рядом имеется буй, то пo времени между его появлением на вершинах соседних волн можно определить период, однако следует помнить, что этот способ не точен при наличии течений, так как требуется определить скорость волн относительно спокойной воды. Период можно также найти по времени подъема свободно дрейфующей яхты на гребни волн. Последний способ не так точен, как хотелось бы, так как держать яхту без хода длительное время сложно, но для общей оценки он, по-видимому, пригоден.

Для примера бросим небольшой листок белой бумаги на поверхность воды. Он хорошо виден и, плавая на поверхности, не подвержен действию ветра. Отметим время его подъема на вершину волны, засечем время прохождения еще девяти волн и, когда бумажка поднимется на вершину десятой волны, закончим счет. [8] То есть определяется время прохождения 11 вершин волн. (Прим. перев.) Если время между этими определениями равно, скажем, 25 секундам, то период волн равен 25: 10 = 2, 5 секунды.

Простой расчет по вышеприведенной формуле дает следующий результат:

Скорость = 3, 0–2, 5 = 7, 5 узла.

Полученная информация хотя и интересна, но часто бесполезна для яхтсмена. Однако при определенных условиях эти сведения очень нужны.

Например, для глиссирования при ветре, который может разогнать небольшую яхту до скорости 9 узлов, важно решить, проходить ли дистанцию по взволнованной поверхности или держаться более спокойной зоны. Если на спокойной воде яхта может развить скорость 9 узлов, то будет ошибкой направить ее в волны, движущиеся со скоростью 8 узлов. В этом случае Глиссирование на тыловом склоне и гребне волны совершенно невозможно, поэтому скорость лодки будет ограничена скоростью волн, то есть 8 узлами.

Рассмотрим гораздо более сложный случай с волной большей длины и скоростью 16 узлов, при Скорости ветра, достаточной для глиссирования по спокойной воде со скоростью 9 узлов. Что лучше- оставаться на спокойной воде и глиссировать с постоянной скоростью 9 узлов или направиться к волнам? Во многом это зависит от яхты и, конечно, от умения экипажа управлять яхтой на волнах. Из рис. 29 видно, что глиссирование будет примерно только на 2/з волны. На остальной трети яхта пойдет вверх по волне и будет следовать не со скоростью глиссирования, а с максимальной скоростью водоизмещающего плавания, которая для 4-метровой яхты составит 5, 5 узла.

О скоростях яхты на волне можно только догадываться. На рис. 30 показаны значения скоростей, возможных на различных участках волны, которая имеет скорость 16 узлов. По формуле, которую здесь можно не приводить, волна с такой скоростью имеет длину 40 метров и период 5 секунд (подобную волну можно встретить в открытом море). В тыловой части волны лодка, как показано на рисунке, имеет водоизмещающую скорость 5, 5 узла, на подошве она начинает глиссировать и имеет среднюю скорость 8 узлов, на гребне развивает скорость около 12 узлов.

Рис. 29. Участок волны, на котором яхта может глиссировать или «сидеть» на волне

Рис. 30. Возможные скорости яхты на различных участках волны длиной 40 метров

Рис. 31. Время прохождения яхтой различных участков волны, показанной на рис. 30

Рис. 32. Уменьшение скорости яхты на переднем склоне (волны на 1 узел существенно замедляет среднюю скорость.

По данным из примера, приведенного в предыдущем разделе, можно определить, что средняя скорость яхты на такой волне равна примерно 9, 7 узла. Поскольку она на 0, 7 узла больше, чем при таком же ветре на спокойной воде, то использовать волны для глиссирования на гребнях выгодно, несмотря на неодинаковость и неравномерность скорости яхты из-за барашков, замедляющих водоизмещающее плавание.

В приведенном выше примере необходимо учитывать несколько интересных особенностей. Наиболее важно понять соотношение между скоростью яхты и скоростью волны На всех трех участках, на которые мы ее разделили.

Из рис. 31 видно, что на первом участке водоизмещающая скорость яхты 5, 5 узла и волна будет догонять ее с относительной скоростью 10, 5 узла, поэтому яхта будет находиться здесь только 2, 14 секунды. На втором участке яхта движется быстрее (8 узлов), а относительная скорость, с которой волна ее догоняет, также 8 узлов, поэтому яхт, а будет находиться на этом участке дольше — примерно 3, 25 секунды. На третьем участке яхта движется еще быстрее, относительная скорость волны и яхты уменьшается только на 4 узла, поэтому яхта будет оставаться на этом участке 6, 51 секунды.

Отсюда видно, что наиболее важно, чтобы яхта начала глиссировать как можно раньше после прохождения ложбины, а гонщик использовал все мастерство для поддержания максимальной скорости, которую яхта получила от толчка волны, и постарался удержать ее на этом участке как можно дольше.