Как заставить работать "бесполезный" порывистый встречный ветер на реке и получить удовольствие?
Предыстория
Этим летом я провёл много часов, лавируя против ветра и течения на реке Оке в окрестностях города Калуги. Ровный ветер был нечастым явлением, зато порывистый — нормой бытия. Это так досадно: пробиваешься против течения, выигрывая у него жалкие метры, и тут раз — затишье, за каждую секунду которого лодку отбрасывает на 1–1,5 метра вниз! Выигранные с таким трудом метры уплывают на глазах! Сложно сдержать эмоции... Но неужели ничего нельзя придумать? Можно!
Условия
Тактика отрабатывалась при следующих условиях:
- Скорость течения: 1...1.2 м/с.
- Сила ветра: до 7 м/с, средняя продолжительность порыва 30 сек., пауза 15-30 сек.
- Направление ветра: вдоль речной долины попутно течению, с порывами +/- 15 градусов от оси реки.
- Ширина фарватера: 50...100 м.
- Судно: швертбот 3.8 м; площадь парусов 9 м2; водоизмещение 250 кг; скорость корпуса в водоизмещающем режиме 8.8 км/ч (4.7 узла); оснащено подвесным лодочным электромотором мощностью 370 Вт (36 lbs) и аккумуляторной батареей на 55 А*ч.
Ситуация "А" (на рисунке выше) - наиболее типичная для моей акватории. На стрежне ветер направлен строго вдоль русла реки (эффект долинного каналирования), а у берегов ослабевает и подворачивает (из-за действия береговой линии). Возле одного берега (например, западного) подворачивает в выгодную для яхтсмена сторону, позволяя делать эффективные галсы. Возле другого (восточного) изменяет направление невыгодно, не способствуя продвижению по генеральному курсу. Может так сложиться, что ветер будет невыгодно подворачивать у обоих берегов. Красный пунктир условно показывает линию пути судна, как если бы течение отсутствовало.
Ситуации "Б" и "В" взаимно зеркальные. Угол между осью русла и линией ветра около +/- 15 градусов. Порывы с направлений "А", "Б" и "В"могут непредсказуемо чередовать друг друга (порывы вызываются сдвигом и разрывами ветра, в том числе из-за влияния речной долины). Если вы заметили, что ветер ведёт себя подобным образом - пора применять эту тактику.
Алгоритм
Это не строгий порядок действий, гарантирующий результат, а скорее увлекательная игра, в которой немалую роль играет интуиция, а наградой являются выигранные у течения метры. Если желания "поиграть" нет, а стоит чёткая задача добраться из точки А в точку Б в кратчайший срок - уберите паруса и используйте двигатель.
Определения
Предлагаемые ниже определения рассматривают «выгоду» с точки зрения эффективности парусной тяги, а не пройденного расстояния относительно берега.
Порыв ветра выгодного направления - порыв, позволяющий сделать галс под курсовым углом менее 50 градусов к оси русла реки с уверенным продвижением по генеральному курсу против течения даже без помощи электромотора. Обозначенный выше угол зависит от скорости ветра и характеристик судна.
Порыв ветра невыгодного направления - порыв любого направления, кроме выгодного. Учитывая использование электромотора (совместную тягу паруса и мотора), такой порыв может обеспечить хорошее продвижение против течения, но без электромотора тяги паруса бы не хватило.
Использование электромотора при лавировке
Чудес не бывает — удержать высоту на речном течении можно лишь с помощью двигателя или якоря. Якорь при коротких порывах не поможет движению вперед (пока будешь сниматься, порыв кончится), бензиновый двигатель шумный и обладает избыточной мощностью, а вот электромотор подходит идеально. Он противодействует течению, позволяет сохранять управляемость и использовать паруса на более острых курсах относительно ветра.
На моей лодке электромотор, противодействуя течению 4 км/ч, потребляет около 65 Вт (сила тока 5 А). Уменьшение скорости судна относительно воды на 1 км/ч снижает потребляемую мощность в 2 раза, а увеличение на 1 км/ч двоекратно её увеличивает. При силе тока 5 А заряда аккумуляторной батареи хватит на 11 часов лавировки без учета подзаряда от солнечной панели. Когда лодка разгоняется ветром и тяговый винт вращается набегающим потоком воды, то электромотор почти ничего не потребляет, а возможно даже переходит в генераторный режим (для этого ЭДС самоиндукции должна превысить напряжение источника питания).
Итак, при этой тактике мотор не используется для движения вперед - он только лишь компенсирует течение и обеспечивает управляемость в затишье. Этим достигается минимальное потребление электрической энергии, соизмеримое с потреблением лампы накаливания 60 Вт.
Затишье
Удерживаю позицию электромотором. Оцениваю положение судна на фарватере: есть ли пространство для левого галса, правого или обоих? Определяю выгодное направления ветра при данном положении. Если высока вероятность, что придёт порыв невыгодного направления - плавно смещаюсь к противоположному берегу (стараясь не сползать вниз по течению).
Порыв невыгодного направления
В первые секунды классифицирую порыв - выгодный или нет. Невыгодный "пропускаю", ведь попытка его использования приведёт к потере высоты. При острой необходимости использую его для короткого контргалса (перемещения к другому берегу).
Что значит «пропускаю порыв»? Конечно, нельзя позволить ветру трепать парус, ведь это не только износ паруса, но и высокое аэродинамическое сопротивление, то есть дополнительная причина для потери высоты (электромотор настроен преодолевать течение, но не напор ветра). При «пропуске порыва» я ставлю лодку на максимально острый курс к ветру. Грот наполняется, его задняя шкаторина перестаёт заполаскивать. Возле передней шкаторины парусина слегка подрагивает из-за «эффекта мачты». Угол атаки примерно 6-7 градусов. Парус обеспечивает незначительную тягу, но электромотор жужжит веселее, его работа облегчается.
Пример «пропуска порыва» (рисунок выше): полноценный правый галс невозможен из-за близости западного берега. Однако совокупность слабого течения возле берега, ветра, хорошо разогнавшегося над гладкой поверхностью реки, и тяги электромотора позволяют идти предельно остро к ветру и заметно перемещаться вперед. Парусного драйва не будет — скорость невелика.
Порыв вдоль русла
Пропускать или использовать такой порыв? Решение принимается, отталкиваясь от силы ветра: если ветра достаточно для полноценного галса, то совершаю его, иначе выгоднее пропустить порыв. Неопределённость заключается в том, что на ранней стадии не известно, какую силу наберёт порыв.
Порыв выгодного направления и достаточной силы
Такой порыв обрабатываю так, чтобы получить наибольшую тягу и развить максимальную скорость относительно воды. Угол атаки паруса 15-20 градусов.
Приходит добрый порыв: флажок бешено трепещет, даю немного руля, наветренная ванта натягивается струной, мачта издаёт стон, верёвки вибрируют и скрипят. Лодка кренится, каждая её жила напрягается, она словно штангист, выполняющий рывок. От ощущения этой мощи сердце уходит в пятки, тело со страху занимает правильное положение для откренивания. Вцепляюсь мёртвой хваткой в румпель и шкот. Одно неверное движение рулём, и страшно представить что будет... За кормой бурлит вода, электромотор визжит — для него это слишком быстро. Подбираю шкот: острее, ещё острее! Лодка трепещет, где-то рождается низкочастотный гул. Ванты достигают кульминации и поют! И вдруг тишина, полное расслабление... Это были 30 секунд блаженства... А что, может повторим? :)
На этом всё! Как считаете, «лавировка на порывах» — это интересная игра?