Всем яхтенным капитанам известно с сызмальства: не Ветер главный оппонент яхтсмена. Ветер он главное действующее лицо на море. Ветер рождает волны. Он, впрягаясь в паруса, движет яхту по маршруту. Даже если ветер дует в сторону противоположную движению по маршруту, если он встречный, то хитроумные люди всё равно научились его "запрягать" в свои паруса и двигаться на своих яхтах против ветра, можно сказать вопреки воле Ветра.
Это главный феномен парусной яхты. А когда ветра нет - штиль, это главная беда морехода. Паруса тогда безжизненны, смысл жизни потерян, движения нет.
Главный оппонент морехода это волна, особенно когда она встречная и против движения по маршруту, простите меня за жаргонизм "в морду". С точки зрения науки волны никуда не бегут, они вроде как неподвижны, лишь передают свои колебания друг другу, а вместе с этим и энергию.
Подробнее о физике волн много информации в интернете, но наиболее понятно и доходчиво можно посмотреть здесь, на дружественном ресурсе дзен в сюжете "Про волны" известного яхтенного капитана и инструктора Е. Любимовой: https://dzen.ru/video/watch/62477dff23dd421c3165f1cf
Но я поверить в это не могу, что волны никуда не бегут.
Волны всегда бегут по морю, я всегда это видел и далеко в море и потом, когда волны достигнув берега обрушиваются на него грозной прибойной волной. Тут уж наука физика не властна над моим неправильным сознанием.
Бывалые яхтенные капитаны, которые работают профессионально и часто перегоняют по заявкам владельцев их яхты с одного края моря на другой, с одного берега океана на другой, считают что лавировать против ветра (и главное волны!) непродуктивно и небезопасно: конструкция яхт подвергается тяжким испытаниям от ударов о волны, могут рваться паруса и ломаться мачты. С их точки зрения маршрут не должен быть прямым, как стрела, с преодолением встречного ветра и волнения. Маршрут должен быть пусть и "кривым", но безопасным, "нормальные герои всегда идут в обход". Яхта на маршруте должна идти устойчиво подолгу одним галсом, не испытывая прочность корпуса встречной волной.
Огромное число яхтсменов, рассматривая прогнозные карты ветра и волны во время своего кратковременного ( в неделю - две) отпускного свидания с морем на арендованной (чартерной) яхте, всё-таки принимают решение лавировать против ветра (и волны) на каком-то из участков своего маршрута. Многие яхтсмены в такой ситуации это считают настоящей удачей и возможность полавировать против ветра для закрепления мореходных навыков очень полезным делом. Среди яхтсменов встречаются и гонщики, которые в молодые годы, участвовали в парусных гонках и регатах. А в гонках, как известно лавирование против ветра, - основная часть спортивной борьбы. Им всем хочется хотя бы немного полавировать против ветра, чтобы вдохнуть полной грудью встречный солёный морской ветер, обруливать волну и т.п. и т.д.
Но когда подобный ветер дует достаточно долго и на достаточного размера акватории имеется так называемый разгон волны, т.е. ветер за более менее длительную свою работу на морском просторе разгоняет волну, сообщает ей свою энергию. И волна становится всё выше и выше. Лавировать на 40-футовой яхте против волны высотой в метр и достаточно короткой, становится не так уж и приятным занятием, и это желательно было бы предвидеть, изучая прогнозы.
По этому поводу прогнозные системы выдают обычно информацию о высоте волны в метрах, и её периоде в секундах.
Чем меньше период в секундах тем короче и круче волна. И это очень удобно видеть на прогнозной карте, видишь "всю поляну" и более того, эту прогнозную ситуацию видишь во временной развёртке ( мультипликации) предстоящего времени. Кроме того прогнозные системы предлагают и карту ветра на акватории с указанием скорости ветра, также во временной развертке (мультипликации) в предстоящем времени. В подавляющем большинстве яхтсмены пользуются прогнозными системами https://www.windy.com/ и https://www.predictwind.com/
А вот прикинуть насколько волна плавная или напротив крутая - короткая, - или длинная волна непонятно как. Мы ориентируемся косвенно на период волны. 2-4-6 секунд, - волна короткая, 10-12 секунд волна длинная, и возможно пологая.
Такие формулы, в т.ч. по расчету длины волны, от английского яхтенного конструктора, гонщика- яхтсмена Яна Проктора, предлагает дружественный нам дзен ресурс "Я люблю лодки".
Скорость волны = Скорость ветра х 3/4
(при устойчивом ветре и длительном времени его действия
Скорость волны (узлы) = Период (секунды) х 3
Длина волны (метры) = 1,5 х Период (секунды)^2 (символ "^" обозначает возведение в степень, в данном случае во вторую)
Сам автор , Ян Проктор, говори приблизительном прикидочном значении своих формул, но они вполне приемлемы для оценочных суждений.
Для конкретных условий на Чёрном море:
Вычисления для Чёрного моря, для той ситуации, что на картинках выше.
Скорость волны = 3/4 х скорость ветра = 23 х 3/4 = 17 узлов.
Период = скорость волны / 3 = 17 / 3 = 5.7 с.
Длина волны = 1.5 х Период^2 = 1.5 х 5.7^2 = 49 м.
Более полно о этих расчётах можно посмотреть в статье телеграмм ресурса " Я люблю лодки": " Связь между длиной волны, высотой, скоростью. Формулы для яхтсменов" https://dzen.ru/a/Z4aDWv21MUYv1FxK
Получается подветренная часть волны (допустим катимся под горку, когда идём с северо востока ко входу в пролив Босфор) это примерно половина длины волны , или около 24 метров, и далее наветренная часть волны, идём вверх на подьём, этот участок примерно также половина длины волны или 24 метра (измеряем по горизонтали). Для ветровой волны обычно склон (подветренная сторона волны) круче, а "в гору" (наветренная сторона) волны несколько длиннее, но на вершине заканчивается гребнем. При сильном ветре гребень, обрушивается вниз и с него и начинается подверенная часть ( половина) волны. В более остром случае и при усилении ветра пояти вся подветренная часть вместе с гребнем становится обрушивающейся. В этом лучае говорят об обрушивающихся волнах. Смотрите иллюстрацию выше.
Нюанс: при таком движении попутно волне и ветру есть опасность воткнуться в толщу воды у подошвы впереди идущей волны, скатываясь вниз в ложбину между волнами.
При такой встрече с волной, как в сюжете выше, яхта притормаживает, как - будто встретилась со стеной, а мачта с парусами ещё "летит" вперёд и может "улететь" - сломаться, или паруса могут порваться. О превратностях судовождения при больших волнах можно посмотреть в нашей статье дзен "Кувырки в Океане" https://m.dzen.ru/a/YuPQ27JmVVZfCsEA
Напротив, лавируя в крепкий ветер под парусами против ветра и волны, можно оказаться в ситуации когда носовая часть яхты регулярно зависает над волной, а потом "ухает" вниз, ударяясь о воду. Смотрим иллюстрацию ниже:
Если яхта в длительном переходе ударов-падений может набраться не один -два - десять, , а сотни и может тысячи. Если это гоночная яхта, то такие оплошности экипаж может себе простить, всё нацелено на победу и корпуса зачастую служат всего несколько регат. К тому же флот обеспечивается подстраховкой спасательными судами оргкомитета соревнований. А вот если это частный рейс, то вы рассчитываете в основном только на себя и на прочность корпуса своей яхты, который испытывает невидимые глазу деформации сгиб-разгиб , кручение или точнее их комбинацию. Тут экипажу нужно проявить стойкость и мастерство судовождения, чтобы уж ударов о которых написано выше не было, или их было поменьше.
Как же волшебным образом удлинить волну и сделать её склон хоть немного длиннее и пологим?
Такое естественное судовождение парусной яхты при лавировании против ветра (примерно под углом 45 градусов к ветру) не только удлиняет траекторию движения яхты по конкретной волне но и делает спуск яхты по склону волны и восхождение к её вершине не перпендикулярным фронту волны и энергетически менее затратным, ("перпендикуляр" к фронту волны рекомендуется для моторных судов ), а по "косой" (длинной) траектории спуска- подъёма ходят парусные яхты. Такое движение яхты как бы удлиняет волну при той же ее высоте. Это похоже на такие наклонные участки движения автомобиля по горному серпантину при подъёме и спуске. Смотрите иллюстрацию ниже.
Такая траектория движения не только позволяет яхте постепенно ( посильно) взбираться на волну и плавно с неё скатываться. Всё дело в том, что движитель яхты парус , и его энергетические способности ограничены для того, чтобы поднять яхту к гребню волны, а при косом подъёме к вершине волны этой энергии в основном хватает. В условиях волны лавирование часто приходится выполнять по разным причинам под углами и 50-60 градусов и более, лавируя почти так "тупо", как лавировали корабли и Федора Ушакова и Горацио Нельсона, которые были оснащены прямым парусным вооружением. Получается примерно так, чтобы не хлопать носовой частью яхты при сходе с гребня волны на склон волны, как на нашем рис. 8, нужно идти даже более увалисто о чём тут и написано немного выше.
А что рекомендуют учебники при лавировании против ветра в условиях волны?
*Другие статьи досуговой учебно - познавательной ленты А.Б.С. Морская академия для курсантов, преподавателей и выпускников академии, а также для всех любителей яхтинга можно посмотреть по ссылке. Ссылка активна: https://dzen.ru/profile/editor/id/5fd4dd442073d8706d992c02/publications
*Продолжение следует. Всем счастливых морских миль под парусами !