compassDas Lee Ufer verbraucht die Sicherheitsmarge
VECTOR ACCOUNT · REPRODUCIBLE EXAMPLE
GPS reads 014.3°. Why is leeway still only 5°?
Compute motion through water first, then add current. Subtracting heading directly from the final ground track folds leeway and current into one angle.Water distance = 6 kn × 4 h = 24 NMΔNwater = 24 × cos 5° = 23.91 NMΔEwater = 24 × sin 5° = 2.09 NMΔEcurrent = 1 kn × 4 h = 4.00 NM| Vector | Direction | Speed | Time | Distance | ΔN | ΔE |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Through water | 005°T | 6.00 kn | 4 h | 24.00 NM | +23.91 | +2.09 |
| Current | 090°T | 1.00 kn | 4 h | 4.00 NM | 0.00 | +4.00 |
| Ground resultant | 014.3°T | 6.17 kn | 4 h | 24.67 NM | +23.91 | +6.09 |
Beginnen Sie mit drei Linien: Überschrift, Spur durch Wasser und Spur über dem Boden
Die Richtung der Vorder- und Hinterachse des Schiffes ist die Richtung. Track durch Wasser ist die Richtung, in der sich das Schiff tatsächlich relativ zum umgebenden Wasser bewegt. Die Spur über dem Boden ist eine Bewegung relativ zum Meeresboden oder zur Erde. Unter Querwindkraft fällt die Wasserbahn eines Segelschiffes auf die Leeseite seiner Richtung. Der Winkel zwischen diesen ersten beiden Linien ist der hier verwendete Spielraumwinkel; er beschreibt eine Schrägbewegung durch Wasser, nicht nur einen gemessenen Abstand seitlich.
Strom transportiert die lokale Wassermasse und das Schiff darin, so dass der GPS-Kurs über dem Boden sowohl Bewegung durch Wasser als auch Strömung enthält. Wenn der Bug 000 Grad zeigt, während GPS 014 Grad zeigt, ist der Spielraum nicht unbedingt vierzehn Grad. Fünf Grad könnten aus Spielraum und der Rest aus einer östlichen Strömung kommen. Kurs, wasserreferenzierte Geschwindigkeit, zuverlässige Strominformationen und Bodenposition gehören in ein Vektordiagramm; ihre Bezugsrahmen können nicht ausgetauscht werden.
Leeway ist sowohl ein Verlust als auch der Zustand, der den Unterwasserkörper Sideforce machen lässt
Die Segelresultante enthält üblicherweise eine große Querkomponente. Bei ungefähr stetigem Segeln müssen Rumpf, Kiel, Mittelbrett und Ruder eine entgegengesetzte hydrodynamische Seitenkraft entwickeln. Diese Unterwasseroberflächen benötigen einen Anstellwinkel zum Wasserfluss, um die Druckdifferenz herzustellen. Ein echtes Segelschiff nimmt daher normalerweise einen kleinen Spielraumwinkel als Teil seines Kräftegleichgewichts ein. Zu sagen, dass ein Kiel alle seitlichen Bewegungen aussperrt, verfehlt den Winkel, mit dem er als untergetauchte Hebefläche arbeitet.
Experimente und Simulationen behandeln Spielraum als grundlegende Variable des Segelgleichgewichts und messen ihn mit Ferse, Ruderwinkel, Wind und Bootsgeschwindigkeit. Die Vergrößerung des Winkels erhöht im Allgemeinen die Unterwasserseitenkraft, erhöht aber auch den induzierten Widerstand, die getrennte Strömung und den Spurverlust. Es gibt kein universelles Optimum: Rumpfproportionen, Kielseitenverhältnis, Ruder, Zug, Ferse, Geschwindigkeit und Wellen verändern die im gleichen Winkel erzeugte Kraft.
Ein Fünf-Grad-Winkel wird zu zwei Meilen Querverschiebung in vier Stunden
Angenommen, das Schiff steuert 1000 Grad genau bei sechs Knoten durch Wasser, mit fünf Grad Spielraum nach Osten für vier Stunden. Sein Wasserlauf ist 24 nautische Meilen. Der Norden ist 24 mal Cosinus fünf Grad, etwa 23,91 Meilen; der Osten ist 24 mal Sinus fünf Grad, etwa 2,09 Meilen. Ohne Strom ist das Schiff bereits etwa zwei Meilen von seiner Kurslinie entfernt. Der gleiche Winkel erzeugt einen größeren Querspurabstand, wenn der Lauf wächst.
Fügen Sie nun eine aktuelle Einstellung 090 Grad true an einem Knoten für die gleichen vier Stunden. Die Wassermasse trägt weitere vier Meilen nach Osten bei. Die Bodenverschiebung wird 23.91 Nord und 6.09 Ost, was einen GPS-Kurs in der Nähe von 014,3 Grad wahr und Geschwindigkeit über dem Boden in der Nähe von 6.17 Knoten. Leeway bleibt fünf Grad, nicht 14,3. Die dedizierte Handlung trennt die Richtung, die Wasserspur, den aktuellen Vektor und die Bodenspur, so dass jedes Ergebnis überprüft werden kann.
Historische Navigatoren schätzen Spielraum von Wind, Schiffsverhalten und Protokoll
Forschung auf britischen historischen Logbüchern beschreibt Spielraum als die Kursänderung durch seitlichen Winddruck auf Rumpf und Segeln, mit der Zulage abhängig von Windrichtung, Windstärke und den Segelqualitäten des Schiffes. Kurse und Geschwindigkeiten von der Uhr gingen zuerst auf ein Traverse Board oder grobes Protokoll. Nach der Mittagsbeobachtung versammelte der Navigationsoffizier die vorangegangenen vierundzwanzig Stunden und wandte Spielraum, magnetische Variation und Drift an, um Kurs und Entfernung zu erhalten.
Diese Kette zeigt, warum Spielraum in einem alten Protokoll normalerweise ein Urteil war, keine direkt beobachtete Wahrheit. Wind konnte auf 32, 16 oder sogar acht Kompasspunkte aufgezeichnet werden, während die Geschwindigkeit von intermittierenden Holzabwürfen kam. Eine spätere himmlische oder terrestrische Korrektur könnte den Gesamtfehler im Konto aufdecken, aber nicht eindeutig in Strom-, Spielraum-, Lenkungs- und Protokollfehler aufteilen. Die historische Gleisrekonstruktion muss die Spalten und die Korrektursequenz vor dem Zahlenvergleich festlegen.
Moderne Messung beginnt immer noch mit der Auswahl eines Referenzrahmens
Ein moderner Seeversuch kann die Richtung, die Geschwindigkeit des Schiffes durch Wasser, die GPS-Geschwindigkeit über dem Boden, den wahren oder scheinbaren Wind, den Absatz und den Ruderwinkel gleichzeitig aufzeichnen. Um den Spielraum aus der Differenz zwischen Kurs und Kurs über Grund zu extrahieren, muss der Strom gemessen oder geschätzt werden; andernfalls ist das Ergebnis die totale Wind- und Stromverschiebung. In großem Maßstab Yacht-Versuche messen dementsprechend Spielraum mit Wind, Bootsgeschwindigkeit, Ferse, Ruder und Wellen, anstatt isoliert einen GPS-Track zu lesen.
Der Wake kann einen nützlichen visuellen Hinweis bieten, aber Wellen, Propellerfluss, Ruderfluss und Sichtposition stören ihn. Elektronisches Heading trägt auch magnetische, Ausrichtungs- und Installationsfehler. Eine vertretbare Messung gibt an, ob jede Richtung wahr oder magnetisch ist, ob die Geschwindigkeit durch Wasser oder über Grund geht, und das Zeitintervall, dann überprüft das Ergebnis mit einer unabhängigen Position oder aktuellen Beobachtung. Extra Dezimalstellen können einen falsch beschrifteten Referenzrahmen nicht reparieren.
Bei der Korrektur des Spielraums geht es darum, die Strecke zu schützen, nicht um die Kompassnummer zu verschönern
Moderne britische Chartwork Fortschritte eine DR durch Kompass Kurs und protokollierte Entfernung, dann enthält Satz, Drift und Spielraum in einer geschätzten Position. Bowditch unterscheidet ebenfalls eine um Spielraum, Stromeffekte und Lenkfehler korrigierte EP. In der Nähe eines Lee-Ufers erlaubt der Navigator in Richtung Wind und erhält häufige Fixes, anstatt darauf zu warten, dass der Bug mit dem Ziel ausgerichtet erscheint.
Leeway kann reduziert werden, indem die Nutzgeschwindigkeit durch Wasser aufrechterhalten, übermäßige Ferse vermieden, das Segel intelligent verkürzt, ein Mittelbrett oder ein Leeboard entsprechend eingestellt, der Segelplan ausgeglichen und sichereres Wasser gewählt wird. Das MIT-Trainingshandbuch erklärt, dass ein Mittelbrett den seitlichen Schlupf eines flachen Schlauchboots begrenzt, während es angehoben wird, reduziert den Widerstand, entfernt aber auch den seitlichen Widerstand. Historische lange Kiele, Leeboards, Zug und Verladung machten den gleichen Kompromiss in verschiedenen Formen. Keine einzige Drei- oder Fünf-Grad-Korrektur gehört zu jedem Schiff.
Fragen
Erforschen Sie dieses Thema weiter
Was ist der Unterschied zwischen Spielraum und aktueller Drift?
Leeway ist die Abwärtsbewegung des Schiffes relativ zum umgebenden Wasser. Der Strom bewegt die Wassermasse selbst. Beide verändern die Bodenspur, verwenden jedoch unterschiedliche Referenzrahmen und Korrekturen.
Ist die Richtung minus GPS Kurs der Spielraumwinkel?
Normalerweise nicht. Dieser Unterschied enthält auch Strom, Kompassfehler und Lenkungsvariation. Die Schätzung des Spielraums erfordert, dass die wasserreferenzierte Bewegung und der Strom getrennt werden.
Kann ein Kiel Spielraum vollständig beseitigen?
Nicht im absoluten Sinne. Es begrenzt das Seitenrutschen stark, benötigt jedoch normalerweise einen Angriffswinkel auf den Wasserfluss, um eine hydrodynamische Seitenkraft gegen die Segel zu erzeugen.
Kann ich einen festen Spielraum von fünf Grad verwenden?
Fünf Grad sind für ein bearbeitetes Beispiel nützlich, keine universelle Gefäßkonstante. Windwinkel und Kraft, Geschwindigkeit, Ferse, Rumpf und Anhängsel, Lade- und Seezustand ändern ihn.
Wie schätzen Segelschiffsnavigatoren den Spielraum ein?
Sie kombinierten Windrichtung und Kraft, Schiffsverhalten, Beobachtungskurse und Geschwindigkeitsaufzeichnungen und testeten dann die Gesamtrechnung gegen eine Mittagsbeobachtung oder eine terrestrische Korrektur.
Quellen
Setzen Sie die Forschung fort
- Amerikanischer praktischer Navigator, Band 1National Geospatial-Intelligence Agency
- Navigation und Radar Prüfung SyllabusUK Maritime and Coastguard Agency
- Britische Logbücher in britischen ArchivenInternational Comprehensive Ocean-Atmosphere Data Set
- Segeln und das Tech DinghyMIT Sailing
- Eine experimentelle Untersuchung der Strömung an Rumpfkörpern vorbei im SpielJournal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics
- Segeln Leistung von Ocean Cruising Yacht durch Full-Scale Sea TestJapan Society of Naval Architects and Ocean Engineers
- Anhänge mit niedrigem Seitenverhältnis für windunterstützte SchiffeJournal of Marine Science and Technology
- Praktisches Segeln und MotorbootenLibrary of Congress
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