هوانا بحرررررري
إذا كنت أحد أعضاء منتدانا نرجو الدخول

إذا كنت من ضيوفنا الكرام نرجو التسجيل الفوري

مع تحيات هوانا بحرري



 
الرئيسيةالبوابةالتسجيلدخول
التبادل الاعلاني
مركز هوانا بحرررررري لتحميل الملفات والصور
المواضيع الأخيرة
» برنامج يفتح اي ملف اكسس مقفول برقم سري من تصميمي بفجول بيسك
الأحد ديسمبر 28, 2014 7:24 pm من طرف محمد شبل محمد

» التوقيع مجاااااااااااااااااني هنا نلبي طلبات الاعضاء اطلب توقيعك الخاص
الأحد مارس 30, 2014 11:21 pm من طرف الطواش انور

» كيف تعرف ان هذا المكان يوجد به صيد عن آخر
الأربعاء يوليو 17, 2013 5:22 pm من طرف بونور110

» ربطات الصيد المتنوعة اختار ما يريحك
الثلاثاء يناير 29, 2013 2:15 pm من طرف nimer

» "آي فون - 4" بـ 200 دولار مطلع الشهر المقبل
الثلاثاء فبراير 21, 2012 5:49 pm من طرف عمر السليم

» ـ أحذروا .. في رأس وأحشاء سمكة ( أرنب البحر ) سم قاتل .
السبت ديسمبر 24, 2011 10:10 pm من طرف duosrl

» مطاعم تحت الماء
السبت ديسمبر 24, 2011 10:09 pm من طرف duosrl

» إستخدام الضوء الاحمر والاخضر على القارب
السبت ديسمبر 24, 2011 10:08 pm من طرف duosrl

» حلاوة جالكسي بالكورن فليكس
الإثنين ديسمبر 12, 2011 1:37 am من طرف الرعاش


شاطر | 
 

 الإبحار الشراعي

اذهب الى الأسفل 
كاتب الموضوعرسالة
الطرباني
بحراوي مشارك
بحراوي مشارك


عدد المساهمات : 102
تاريخ التسجيل : 27/02/2010

مُساهمةموضوع: الإبحار الشراعي   الثلاثاء أبريل 19, 2011 1:48 pm


[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

الإبحار: من العمل إلى المتعة
بدأ الإبحار الشراعي منذ آلاف السنين حينما أمسك أحد البدائيين الإبتكاريين بقطعة جلدية في مواجهة الرياح فوجد أنه يمكنه بذلك أن يوفر مجهود التجديف حينما تكون الرياح مواتية. وحينما لم تكن الريح مواتية فقد كان يتقبل فكرة قيامه بالتجديف. ومع مرور القرون تم بناء السفن الكبيرة التي تسير بالشراع وتم استخدامها لصيد السمك والتجارة وكذلك للأغراض العسكرية. تم استبدال قطع الجلد المستخدمة لمواجهة الهواء بالأشرعة المنسوجة. وكانت تلك السفن على درجة معقولة من الكفاءة عند الإبحار مع الريح المواتية أو مع الريح الجانبية. ولكنها كانت شديدة البطء عند الإبحار عكس اتجاه الريح، ولأنه كان عليها الإبحار في ممرات مائية ضيقة حيث لم يكن هناك خيار آخرعدا الإبحار عكس الريح معظم الوقت، فقد ظهرت قوارب أصغر وكانت ذات أنواع مختلفة: منها قوارب "الداو" العربية في البحر الأحمر، ومعديات قناة بريستول في إنجلترا حيث ظهرت أول قوارب قادرة على الإبحار ضد الريح.


في هذه الأيام، يمكن للقوارب الشراعية الحديثة الإبحار ضد الرياح، ويمكنها في بعض الحالات أن تسبق الرياح. ومنذ أن ظهرت المحركات على القوارب، أصبح الإبحار مجرد نشاط يقوم به الناس للاستمتاع: لقد أصبح لعبة، وأتضح أن فهم العمليات الفيزيائية المرتبطة بها هو أمر مفيد للغاية.

غيللوم فلورنت
مهندس سابق في تقنية معلومات شلمبرجير



[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]


كيفية عمل الشراع

يتحرك القارب في عكس اتجاه الريح باستخدام قوى تنشأ على جانبي الشراع. وهذه القوى هي حصيلة قوتين! الأولى قوة موجبة (دافعة) على الجانب المواجه للريح وقوة سالبة (ساحبة) على الجانب المعاكس وكلاهما تعملان في نفس الاتجاه. وبالرغم من أنك قد لا تعتقد ذلك، فإن القوة الساحبة هي بالفعل أقوى الاثنتين .

في عام 1738 اكتشف العالم دانييل برنوللي أن حدوث زيادة في سرعة تدفق الهواء بالنسبة لتيار الهواء الحر المحيط به، تسبب نقصاً في الضغط في المكان الذي يحدث فيه التدفق الأسرع. وهذا هو ما يحدث على جانب الشراع المضاد للريح، حيث تزداد سرعة الرياح فيؤدي ذلك إلى حدوث منطقة ذات ضغط منخفض خلف الشراع.

لماذا تزداد سرعة الهواء؟ إن الهواء، مثله مثل الماء، هو مائع. وعندما تقابل الريح الشراع ويقوم بشطرها، فإن بعضاً منها سوف "يلتصق" بالجانب المحدب (المعاكس للريح). ولكي يتحرك الهواء "غير الملتصق" والموجود فوقه مباشرة عبر الشراع، فلابد له أن ينحني إلى الخارج في اتجاه تدفق الهواء غير المتأثر بالشراع. ولكن تيار الهواء الحر هذا يميل إلى الاحتفاظ بمساره المستقيم فيعمل كحاجز. ويؤدي امتزاج تأثير إندفاع الهواء الحر وانحناء الشراع إلى خلق قناة ضيقة يتوجب على الحجم الأصلي للهواء المرور خلالها. ونظراً لأنه لا يستطيع أن يضغط نفسه، فإن على هذا الهواء أن يزيد من سرعته لينحشر داخل تلك القناة. وهذا هو السبب في أن سرعة التدفق تزداد على الجانب المحدب من الشراع.

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

وبمجرد حدوث ذلك، تبدأ نظرية برنوللي عملها. حيث أن التدفق المتزايد للهواء في القناة الضيقة يكون أسرع من الهواء المحيط، فيقل الضغط في منطقة التدفق المتسارع تلك. ويؤدي ذلك إلى حدوث تأثير متسلسل. وعند اقتراب هواء جديد من الحافة الأمامية للشراع ثم انزلاقه ، يتدفق جزء كبير منه إلى الجانب المعاكس للريح حيث ينجذب الهواء إلى المناطق منخفضة الضغط، وينفر من مناطق الضغط المرتفع. وهذا بالتالي يولد كتلة أكبر من الهواء عليها التحرك بسرعة أعلى لكي تنحشر في نفس القناة الضيقة الناشئة من الشراع المحدب وتيار الهواء الحر مما يتسبب في حدوث انخفاض أكثر في الضغط. وتتوالى هذه العملية إلى أن تصل إلى أقصى سرعة ممكنة نسبة لظروف الريح السائدة، وتواجد منطقة أقل ضغط منخفض على الجانب المحدب. لاحظ أن تدفق الهواء يزداد فقط إلى أن يصل إلى أعمق نقطة من الشكل المنحنى (عمق الوتر). وحتى هذه النقطة فالهواء ما زال يتقارب من بعضه و يتسارع. أما بعد هذه النقطة فيتباعد الهواء عن بعضه ويبدأ بالتباطؤ حتى يسترجع سرعة الهواء المحيط مرة أخرى.

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

وفي نفس الوقت فإن العكس تماماً يحدث على الجانب الآخر من الشراع والذي يكون مواجها للريح. فكلما مر المزيد من الهواء إلى الجانب المعاكس للريح من الشراع تكون هناك كمية أقل من الهواء على الجانب المواجه للريح تتحرك خلال الحيز الممتد بين الجانب المقعر من الشراع وتيار الهواء الحر. وعندما ينتشر تيار الهواء هذا فإن سرعته تنخفض حتى تصل إلى سرعة أقل من سرعة الهواء المحيط مما يؤدي إلى حدوث ارتفاع في الضغط.

مما تعلمناه عن تلك القوى، كيف يمكن ان نستغلها لتحريك قاربنا؟ أننا بحاجة إلى التوصل إلى علاقة مثالية بين الشراع والريح وذلك لزيادة سرعة الريح التي تتدفق حول المنحنى المحدب للشراع. ويسمى أحد أجزاء تلك العلاقة بين الشراع والريح بزاوية الهبوب. تخيل لو كان الشراع منصوبا ليواجه الريح مياشرة. في هذه الحال سوف ينقسم الهواء بالتساوي على كلا الجانبين وسوف يتسطح الشراع بدلا من أن ينتفخ من جهة، ولن يتحول إلى الشكل المنحنى، وهذا لن يسبب تزايدا في سرعة الهواء، وبالتالي فلن تتكون منطقة ضغط منخفض في الجانب المعاكس للريح، ولن يتحرك القارب. ولكن إذا تم نصب الشراع على الزاوية الصحيحة تماماً فإنه سوف يمتلئ بالهواء وتبدأ قوى الفعاليات الهوائية (aerodynamics) عملها.

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

ويجب أن تكون زاوية الهبوب دقيقة جداً. فإذا كانت الزاوية قريبة جداً من الريح، فإن مقدمة الشراع سوف تستدير نحو الريح أو ترفرف. وإذا كانت كبيرة فسوف تنقطع خطوط التدفق الهوائي بطول منحنى الشراع وتنضم ثانية إلى الهواء المحيط. ويؤدي هذا الفصل إلى خلق "منطقة تباطؤ" بها دوامات هوائية تؤدي إلى تناقص السرعة وزيادة الضغط. ونظراً لأن انحناء الشراع يؤدي دائما إلى أن تكون مؤخرته على زاوية مع الريح أكبر مما هي زاوية المقدمة، فلن يكون الهواء الموجود على الناحية الخلفية قادراً على أخذ شكل المنحنى وسوف يأخذ اتجاه الهواء الحر المحيط به. ونظريا ، يجب ألا يبدأ الإنفصال إلا بعد أن يصل تيار الهواء إلى الذراع الخلفي من الشراع. ولكن بسبب اتساع زاوية الهبوب، تتقدم تلك النقطة إلى الأمام محولة كل المنطقة خلفها إلى منطقة تباطؤ.

قد يعتقد المرء أن القارب يمكنه التحرك فقط في الاتجاه الذي تتجه إليه الريح. ولكن الأشرعة المثلثة تسمح للقارب بأن يتحرك عكس الريح. ولكي نفهم كيف يتم تنفيذ هذه الحركة، نحتاج أولا إلى تعريف بعض أقسام الشراع.

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

تسمى الحافة الأمامية للشراع باسم "الذراع الأمامية" (Luff) وتوجد على مقدمة القارب، وتسمى الحافة الخلفية باسم "الذراع الخلفية" (Leech). وهناك خط مستقيم أفقي وهمي من حد الذراع الأمامي إلى حد الذراع الخلفي يسمى الوتر (Cord) . يسمى مقدار التقوس في الشراع بـ"التحويلة" (Draft) وتسمى المسافة العمودية من الوتر حتى أقصى نقطة في التحويلة ب"عمق الوتر" . أما جانب الشراع الذي يملؤه الهواء ليصير مقعرا فيسمى الجانب المواجه للريح. والجانب الذي يكون مدفوعا إلى الخارج ليصير محدبا فيسمى الجانب العكسي. وسوف نستخدم تلك التعبيرات كلما تقدمنا في الشرح.

نلاحظ إذا أنه مع الاحتفاظ بزاوية هبوب صحيحة تسمح للهواء بالمرور بسلاسة، فإن العامل الهام الآخر في العلاقة بين الريح والشراع هو أنه يجب أن يكون للشراع الانحناء الصحيح ليسمح للهواء أن يلتصق به إلى أن يصل الناحية الخلفيِّة. فإذا كان المنحنى صغيراً فإن الهواء لن ينحني ، ولن تكون هناك قوة حشر تؤدي إلى زيادة السرعة. وإذا كان المنحنى عميقاً فلن يظل تيار الهواء متصلا ببعضه. ولذا يمكن أن يحدث الانفصال نتيجة للانحناء الزائد كما يمكن ان يحدث نتيجة زاوية الهبوب الكبيرة.

قد عرفنا الآن كيفية تكون الضغوطات على الشراع من الناحية النظرية والناحية العملية. ولكن كيف تدفع هذه الضغوطات القارب إلى الأمام ؟ دعنا نلقي نظرة أكثر قرباً.

يبلغ ضغط الهواء عند مستوى سطح البحر 10 طن في المتر المربع. وعندما يزداد انسياب الهواء في الجانب المضاد للريح من الشراع ، فأن ضغط الهواء سيقل. افترض أنه قد نقص بمقدار 20 كيلوجرام على المتر المربع. وبالمثل يزداد ضغط الهواء على الناحية المواجهة للريح ، لنفرض أنه سوف يزداد بمقدار 10 كيلوجرام على المتر المربع (تذكر، ضغط السحب أقوى من ضغط الدفع). وبالرغم من أن الضغط في الجانب المضاد للريح يكون سالباً ويكون الضغط في الاتجاه المقابل للريح موجباً ، فإن كلاهما يعمل في نفس الاتجاه. ولذا سيكون لدينا ضغطا إجماليا مقداره 30 كيلوجرام على المتر المربع. أضرب هذا الرقم في مساحة الشراع, وهي 10 أمتار مربعة تجد أنك قد حصلت على قوة قدرها 300 كيلوجرام ضاغطة على الشراع.

وتختلف قيمة الضغط من مكان إلى آخر الشراع. حيث تؤثر أكبر قوة على عمق الوتر حيث يكون انحناء الشراع على أقصاه. وهو المكان الذي ينساب فيه الهواء بأقصى سرعة ويقل الضغط إلى أدنى مستوى. وتقل القوة كلما تحرك إلى الخلف وانفصل. كما يتغير أيضا اتجاه تلك القوى. وفي كل نقطة على الشراع تكون القوة عمودية على السطح. وتكون القوى الأكبر في جزء المقدمة من الشراع ومتجهة إلى الأمام أيضاً. في وسط الشراع تتغير القوة لتتجه جانبيا. أما في الناحية الخلفية من الشراع فتضعف هذه القوى مع انخفاض سرعة الريح، وتتسبب في الإرجاع أو حدوث سحب عكسي.

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

يمكن احتساب القوى المؤثرة على أجزاء الشراع كل منها على حدة, لتحديد فعاليتها النسبية إن للأمام أو جانبيا أو لعوامل الإرجاع فيها. وحيث أن القوى العاملة في الاتجاه الأمامي هي الأقوى، فإن القوة الكلية المؤثرة على الشراع تكون نوعا ما أمامية، ولكن أغلبها إلى الجانب. وإذا زدنا قوة شراع ما ليحصل على دفع أمامي أكبر ينتج عن ذلك زيادة أكبر في قوة الدفع الجانبي. وهنا ينشأ السؤال. كيف يمكن للشخص أن يتقدم إلى الأمام عندما تكون أكبر القوى المؤثرة عليه في الاتجاه الجانبي؟ هنا تدخل في الحسبان زاوية الشراع مع هبوب الريح، وكذلك مقاومة القارب للسائل الذي يسبح فيه، والذي هو في هذه الحالة: الماء.

أن اتجاه معظم القوى هو عمودياً تقريباً مع وتر الشراع. فإذا كان وتر الشراع موازيا لخط المنتصف (centerline) في القارب، تكون القوة الرئيسية كلها جانبية تقريباً. ولكن إذا وضعنا الشراع على زاوية صغيرة بحيث أصبحت القوة في الاتجاه الأمامي أكثر من ذي قبل، يتحرك القارب نفسه إلى الأمام فورا. لماذا؟ لأن خط المنتصف في القارب أو العارضة الرئيسية يعمل ضد الماء بطريقة تشبه عمل الشراع في مواجهة الريح. وتنتج العارضة الرئيسية قوة تعاكس قوة الدفع الجانبي الشراع، وهي تمنع القارب من الانحراف إلى الاتجاه المفروض عليه من الشراع. وبالرغم من أن القوة الكلية المؤثرة على الشراع تكون دائما في اتجاه الجنب عند الإبحار عكس اتجاه الريح، فإن زاوية الهبوب المناسبة سوف تؤدي إلى تحريك القارب إلى الأمام.

وكلما ازدادت زاوية تمييل الشراع عن خط المنتصف للقارب، ازدادت القوة المؤثرة في الاتجاه الأمامي وليس في الاتجاه الجانبي. ادمج ذلك الضبط البسيط في القوة المؤثرة في الاتجاه الأمامي مع معارضة الماء للقارب، وسوف نحصل على قارب يسابق الريح لأنه يواجه أقل مقاومة في تلك الحالة.
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
 
الإبحار الشراعي
الرجوع الى أعلى الصفحة 
صفحة 1 من اصل 1

صلاحيات هذا المنتدى:لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى
هوانا بحرررررري :: منتدى فن الابحار والقيادة للقوارب البحرية-
انتقل الى: