Пропеллер или вертушка анемоморумбометра на топе мачты уже давно не являются признаками одних только гоночных яхт. Теперь и яхтсмены-крейсеристы желают получать точные данные о ветре, но им необходимы и принципиальные знания об устройстве прибора в целом.

 00 003331

 

                                                                             Текст Олафа Шмидта

Анеморумбометр выдает рулевому результаты измерений скорости ветра. Мы разъясняем, что они значат, а также как их интерпретировать и уместен ли при этом некоторый скептицизм.

Сегодня анеморумбометр можно увидеть, прогуливаясь по марине, по крайней мере на каждой второй мачте. В большинстве случаев, разумеется, лучше всего о его практическом применении знают яхтсмены-профессионалы. Многие капитаны крейсерских яхт довольствуются лишь тем, что на дисплее отображается скорость ветра, которая фиксируется в вахтенном журнале и обычно упоминается только в компании завсегдатаев. В самом деле, такова сложившаяся ситуация именно среди капитанов прогулочных судов, однако из данных ветроуказателя можно извлечь еще много полезной информации.

Как правило, следует проводить различия между двумя принципиально разными конструкциями ветроуказателей, а именно воспринимать их как отдельный прибор или же как часть системного устройства. Но в основе обеих конструкций лежит принцип измерения угла и скорости вымпельного ветра. Команда на борту старается почувствовать и уловить движение воздуха, приводящее в движение паруса и состоящее из двух компонентов: из истинного ветра, который воспринимает неподвижно стоящий наблюдатель, и курсового ветра, возникающего от движения парусной яхты.

Отдельный прибор

Прибор, не имеющий дальнейшей связи с лагом или GPS, может измерить только вымпельный ветер. Это то, чего вполне достаточно для опытного моряка. Менее сведущим в яхтенном деле экипажам предстоит решить уже более серьезную задачу, – например, многие чартерные компании дают рекомендации, особенно для катамаранов, при какой скорости истинного ветра брать рифы. На палубе в порту или на защищенной якорной стоянке фактическую обстановку в открытом море в большинстве случаев бывает трудно оценить. Прибор на топе мачты определяет силу ветра (по крайней мере когда окружающий ландшафт не слишком горист) и предсказывает капитану ту или иную скорость яхты и примерное время прибытия в пункт назначения.

Для рулевого индикатор направления ветра на топе мачты – хороший помощник, особенно на лавировке. Тогда на стрелку прибора, показывающую курс относительно ветра, смотреть вообще не нужно, поскольку ветроуказатель Windex на топе мачты более чем нагляден. А вот на курсе бакштаг уже требуется некоторый опыт, чтобы на основе значения угла вымпельного ветра (в градусах) определить идеальный курс для «лавировки на фордевинд» под спинакером или геннакером.

На курсе бейдевинд большинство ветроизмерительных приборов не очень точны. Зато проверенные временем колдунчики на стакселе позволяют значительно лучше управлять яхтой и настраивать паруса.

Пока мы говорим только о приборах, которые показывают только вымпельный ветер. Как сильно он может отличаться от истинного ветра, можно рассмотреть на примере велосипедиста. Установим на руль велосипеда флюгарку, на стоянке она будет колебаться в направлении истинного ветра. Как только спортсмен начинает усиленно крутить педали, то он ощутит ветер, бьющий ему в лицо, а флюгарка повернется, хотя направление истинного ветра совсем не изменилось. К счастью, на борту соотношение истинного и вымпельного ветров не такое экстремальное, но, с одной стороны, на воде у истинного ветра нет помех и он значительно сильнее, чем на суше, с другой стороны, даже самые быстрые яхты идут значительно медленнее велосипеда.

В целом опишем ситуацию так: пока вы движетесь вперед, направление истинного ветра на всех курсах всегда окажется более полным по сравнению с вымпельным. На бейдевинде вымпельный ветер будет сильнее истинного, на бакштаге – наоборот.

Система измерения

Весьма полезно по многим причинам вычислить именно истинный ветер: это даст вам возможность правильно разложить галсы на лавировке, определить направление ветра на будущем галсе, найти оптимальную точку выхода на ветер, выбрать самый удобный момент для начала маневра. Грамотная работа с электронной навигационной картой тоже возможна только при наличии знаний об истинном ветре.

Пример: вы лавируете, чтоб достичь цели. Угол направления к истинному ветру удваиваем и получим угол поворота. Данное значение в зависимости от направления запланированного поворота, прибавленного к компасному курсу (с левого борта на правый борт) или отнятого (от правого борта к левому борту), покажет будущий курс на новом галсе.

Если вы сравните данное значение с рекомендуемым курсом до следующего пункта маршрута, то сможете оценить, в какой момент следует начать поворот, чтоб удерживать курс наилучшим образом. Впрочем, нами еще не приняты во внимание течение и снос. Так, курсы относительно воды и относительно грунта на практике, как правило, в большинстве случаев отличаются на несколько градусов.

Высококачественные системы приборов, такие как B&G, Nexus, NKE, могут произвести вышеописанные вычисления автоматически, при этом они в состоянии учитывать также течение и дрейф. Что умеют вообще все известные системы, так это рассчитывать скорость выхода на ветер (VMG). Но яхтсмены-крейсеристы редко ориентируются на VMG, поскольку при более полном курсе порой достигаешь цели почти так же быстро, но в более комфортных условиях. Однако в любом случае все приборы должны быть тщательно отъюстированы.

Измеренный на борту вымпельный ветер складывается из суммы векторов истинного ветра и ветра, возникающего от движения яхты. Последний в самых простых случаях (на участке без течения) соответствует скорости относительно воды. Навигационная система, в которой ветроуказатель объединен с лагом, может вычесть из вектора вымпельного ветра вектор движения яхты и сразу выдать рулевому данные об истинном ветре. Он тоже указывается относительно носа, например, 63° по левому борту.

Необходимо обязательно заносить данные о географическом направлении ветра в судовой журнал и вводить их в картплоттер (если последний имеет такую функцию). Это направление вычисляется как сумма значений компасного курса и направления истинного ветра относительно курса яхты. Для того чтобы эти данные получать автоматически, в систему приборов должен быть интегрирован электронный компас или как минимум GPS-навигатор. Альтернативой автоматическому расчету с помощью системы управления может быть, конечно же, «ручной» расчет с помощью калькулятора и основ тригонометрии на основе данных отдельных приборов. Принципиально это приведет к тем же результатам, но потребует определенных трудозатрат. Кроме того, есть также и специальные программы для навигационных компьютеров, которые при помощи данных от GPS или датчика компаса показывают крутизну хода к ветру в бейдевинд и географическое направление ветра. На первый взгляд это значительно дешевле специальной бортовой системы инструментов, но все же данные программы без отдельного ветроуказателя либо не работают вовсе, либо могут представить данные об истинном ветре только после очередного поворота. А точно отрегулированная система с ветроуказателями показывает ожидаемые данные для нового курса еще до маневра.

Источник ошибок

Ошибки измерений в простых приборах без дальнейшей обработки данных составляют, по большому счету, не более 15% и на первый взгляд не бросаются в глаза. На недорогих приборах и направление ветра отображается лишь весьма грубо. Но если данные о ветре используются для дальнейшей обработки, то эти ошибки уже становятся существенными: когда рассчитанное географическое направление ветра при каждом повороте или на каждом галсе изменяется, то такое положение становится неуместным. На практике есть четыре источника ошибок: датчики направления ветра и скорости ветра, лаг, а также компас.

Прежде чем вы начнете регулировать лаг или ветроуказатель, запишите предыдущие данные. В части направления ветра корректируют, как правило, только положение датчика относительно ДП судна. При движении под мотором в безветренный день по спокойной воде и по прямой с высокой скоростью прибор должен показывать, что вымпельный ветер дует точно с носа. Эта погода наилучшим образом подходит и для того, чтобы отрегулировать электронный компас. Регулировать лаг необходимо, напротив, под парусами при среднем ветре, поскольку вы в конечном счете хотите иметь точные данные при движении под парусами, а не при работающем моторе. Для определения скорости ветра (и юстировки анемометра), к сожалению, нет достаточно точных простых методов. Профессионалы используют следующий прием: если все три предыдущих источника данных точно выверены, то расчетное географическое направление ветра при лавировке не должно изменяться в момент поворота. Если же оно поворачивается в ту же сторону, что и яхта, то прибор показывает слишком большую скорость ветра. Если оно поворачивается в противоположную сторону, то показываемая скорость ветра слишком мала.

Некоторые системы добавляют в качестве источника информации о движении и курсе также и данные о скорости относительно грунта, получаемые от GPS. В водоемах с несильным течением это порой облегчает задачу, но все же эти сведения тоже не всегда точны.
Типичный образец анеморумбометра
Будет ли измерительный прибор иметь роторное колесо или вертушку – это дело вкуса. Для минимизации измерительных ошибок очень важна корректная установка датчика, а именно тщательное соблюдение вертикали при установке оси флюгера. Если клотик мачты косо срезан, необходим специальный клин, на который и будут установлены датчики анеморумбометра.
Аналоговая или цифровая форма вывода данных
Для более быстрого обзора больше подходят приборы со стрелками, чем с колонками цифр. Поэтому все производители предлагают для измерения угла ветра стрелочный вариант, либо с настоящими стрелочными индикаторами (слева), либо с отображением стрелок в графическом виде. Разумеется, наиболее точные данные предоставляют цифровые приборы.

Сокращенный вариант. Опубликовано в Yacht Russia №11 (58), 2013 г.