Tilsynelatende vind - Apparent wind
Tilsynelatende vind er vinden som oppleves av et bevegelig objekt.
Definisjon av tilsynelatende vind
Den tilsynelatende vinden er vinden opplevd av en observatør i bevegelse og er vindens relative hastighet i forhold til observatøren.
Den hastigheten av den tilsynelatende vind er vektorsummen av hastigheten til motvind (som er det hastighets et bevegelig objekt ville oppleve i stille luft) pluss hastigheten av den sanne vind . Motvind er tilsetningsstoffet omvendt av objektets hastighet; derfor kan hastigheten til den tilsynelatende vinden også defineres som en vektorsum av hastigheten til den sanne vinden minus objektets hastighet .
Tilsynelatende vind i seiling
I seiling er tilsynelatende vind hastigheten og retningen på vinden som er indikert av et vindinstrument ( vindmåler ) på et fartøy i bevegelse (på vann, land eller is) i uforstyrret luft. Den er sammensatt av de kombinerte hastighetene og retningene til fartøyet og vinden observert av et stasjonært blåseinstrument - den virkelige vinden . En sann vind som kommer fra baugen øker den tilsynelatende vinden indusert av fartøyets hastighet, kommer fra hekken, den reduserer tilsynelatende vind, og kommer fra siden den tilsynelatende vindvinkelen og hastighetsendringen i henhold til den kombinerte hastigheten og retningen til hver håndverk og den sanne vinden. Tilsynelatende vind er viktig for seilere for å sette seilvinkelen i forhold til vinden og for å forutse hvor mye kraft vinden vil generere på et seilpunkt . Tilsynelatende vind skiller seg i hastighet og retning fra den sanne vinden som oppleves av en stasjonær observatør og består av den sanne vindhastigheten (TWS) og sann vindretning (TWD) eller TWS og den sanne vindvinkelen (TWA) i forhold til båten hvis det var stille. I nautisk terminologi måles tilsynelatende vind i knop og grader .
Vær oppmerksom på at en rekke ekstra faktorer spiller inn når du konverterer målingene fra masthead anemometeret til ekte vind hvis det kreves høy grad av nøyaktighet, inkludert følgende:
- Leeway (eller drift på kraftfartøyer) - det er veldig sjelden at et fartøy peker i den retningen det skal, og på en seilbåt er spilleromets vinkel forskjellen mellom fartøyets kurs og dets faktiske spor gjennom vannet. Dette må korrigeres for når du konverterer tilsynelatende vindvinkel til sann vindretning. Den samme effekten er funnet når håndverket endrer kurs.
- Mast twist - riggbelastningen legger ofte en betydelig vridning på masten, spesielt hvis riggen har løpere, så den er vridd langs lengden
- Mastrotasjon - mange racing multihulls har en mast som kan roteres, så måling av vindmåler må korrigeres med mastens rotasjonsvinkel
- Hælvinkel - dette er en enkel trigonometrisk korreksjon
- Oppvask fra seilene - luftstrømmen rundt mastetoppen er forvrengt av seilens tilstedeværelse. Denne effekten varierer med seilene som er angitt på det tidspunktet, vindhastigheten og seilpunktet, men blir lagt merke til av at den virkelige vindvinkelen skifter fra babord til styrbord, og den virkelige vindhastigheten endres fra når du slår til å løpe
- Båtbevegelser - ettersom masthodet er så fjernt fra fartøyets bevegelsessenter, kan treghetseffekt på både vindfløyen og vindmålerkoppene være betydelig når fartøyet beveger seg, spesielt når du kaster og ruller
- Vindskjæring - det kan være en betydelig endring i både vindhastighet og retning mellom vannoverflaten og toppen av masten, spesielt under forhold med ustabil, lett luft. Vindinstrumentene måler bare forholdene ved masthodet, og disse er ikke nødvendigvis de samme i alle høyder
I nærvær av en strøm anses den virkelige vinden for å være den som måles på fartøyet som driver med vannet over bunnen, og vind i forhold til havbunnen som bakken eller geografisk vind .
Instrumenter
Den tilsynelatende vinden om bord (en båt) blir ofte sitert som en hastighet målt av en masthead- svinger som inneholder et vindmåler og en vindfløye som måler vindhastigheten i knop og vindretning i grader i forhold til båtens kurs . Moderne instrumentering kan beregne den virkelige vindhastigheten når den tilsynelatende vind- og båthastigheten og retningen blir lagt inn.
Implikasjoner på seilhastighet
I seilbåtracing , og spesielt i hurtigseiling , er tilsynelatende vind en viktig faktor når man bestemmer seilpunktene en seilbåt effektivt kan reise i. Et fartøy som reiser med økende hastighet i forhold til den rådende vinden , møter vinden som kjører seilet i en synkende vinkel og økende hastighet. Til slutt vil den økte motstanden og den reduserte effektiviteten til et seil i ekstremt lave vinkler føre til tap av akselerasjonskraft. Dette utgjør hovedbegrensningen for hastigheten til vinddrevne fartøyer og kjøretøy.
Brettseilere og visse typer båter er i stand til å seile raskere enn den sanne vinden. Disse inkluderer raske multihulls og noen planing monohulls. Isseilere og landseilere faller også vanligvis inn i denne kategorien på grunn av deres relativt lave mengde drag eller friksjon .
I folien AC72 America's cup-katamaraner seiler båtene gjennom vannet i opptil det dobbelte av den miljømessige vindstyrken. Effekten av dette er å radikalt endre den tilsynelatende vindretningen når du seiler "medvind". I disse båtene er hastigheten fremover så stor at den tilsynelatende vinden alltid er fremover - i en vinkel som varierer mellom 2 og 4 grader i forhold til vingeseilet. Dette betyr at AC72 effektivt takler motvind, men i større vinkel enn den normale 45-graders oppvindvinden, vanligvis mellom 50 og 70 grader.
Andre områder av relevans
I fastfløyede fly er tilsynelatende vind det som oppleves om bord, og den bestemmer de nødvendige hastighetene for start og landing. Hangarskip vanligvis damp direkte med vind med maksimal hastighet, for å øke tilsynelatende vind og redusere den nødvendige starthastigheten. Landbasert flyplasstrafikk , så vel som de fleste mellomstore og store fugler, tar vanligvis av og land med motvind av samme grunn.
Beregner tilsynelatende hastighet og vinkel
Hvor:
- = hastighet (båtens hastighet over bakken, alltid => 0)
- = sann vindhastighet (alltid => 0)
- = sann pekevinkel i grader (0 = motvind, 180 = motvind)
- = tilsynelatende vindhastighet (alltid => 0)
Ovenstående formel er avledet fra loven om cosinus og bruk .
Vinkelen til tilsynelatende vind ( ) kan beregnes ut fra den målte hastigheten på båten og vinden ved hjelp av den omvendte cosinus i grader ( )
Hvis hastigheten på båten og hastigheten og vinkelen til den tilsynelatende vinden er kjent, for eksempel fra en måling , kan den virkelige vindhastigheten og retningen beregnes med:
og
Merk: På grunn av kvadrant-tvetydighet er denne ligningen kun gyldig når de tilsynelatende vindene kommer fra styrbord retning (0 ° < β <180 °). For port tilsynelatende vind (180 ° < β <360 ° eller 0 °> β > -180 °), den sanne pekevinkel ( α ) har motsatt fortegn:
