JAK OCENIAĆ REKORDY PRĘDKOŚCI ŚLIZGÓW LODOWYCH ?

Witold Kurski – były zawodnik bojerowy

CZY WYNIKI REKORDÓW PRĘDKOŚCI ŚLIZGÓW LODOWYCH  NALEŻY REDUKOWAĆ ZALEŻNIE OD KURSU WZGLĘDEM WIATRU ?

Do najprostszych analiz prędkości ślizgu lodowego używany znanego wszystkim bojerowcom wykresu Hereshoffa. Taki wykres dla ślizgu ze stałą aerodynamiczną „k” wynoszącą dwadzieścia stopni pokazano na rysunku 1. Największą prędkość ślizg osiąga na kursie 110 stopni względem wiatru rzeczywistego i na próbie szybkości należałoby żeglować tym kursem.  Jeśli na takim kursie ślizg okazałby się niestatecznym, to należy wybrać kurs pełniejszy, bardziej zbliżony do pełnego baksztagu, bo wtedy na ślizg działa mniejszy wiatr pozorny.  Ale w takim podejściu tkwi pewna  nieścisłość. Postarajmy się tę sprawę wyjaśnić.

 Na rysunku 2 narysowano trójkąt prędkości dla ślizgu żeglującego  kursem baksztag, a na wektor jego prędkości  „OR”  odrzutowano prędkość wiatru rzeczywistego wyznaczając punkt „M”. Odcinek „OM” nazwiemy SKŁADOWĄ METEOROLOGICZNĄ PRĘDKOŚCI ŚLIZGU, a odcinek „MR” czystą składową prędkości ślizgu.  Czysta składowa prędkości ślizgu oznacza ruch ślizgu względem powietrza a składowa meteorologiczna oznacza unoszenie powietrza względem lodu. Ale w ruchu ślizgu względem lodu, ta składowa meteorologiczna po prostu dodaje się do czystej prędkości ślizgu. Przy dużej prędkości wiatru rzeczywistego i przy pełnym baksztagu, składowa meteorologiczna może być bardzo duża a „czysta prędkość ślizgu” może być mała, ale dzięki składowej meteorologicznej  ślizg osiąga  względem lodu bardzo duże prędkości. Aby nie wprowadzać udziwnionego słownictwa  tę czystą prędkość ślizgu nazwijmy PRĘDKOŚCIĄ ZREDUKOWANĄ.  I tylko ona przy ocenie właściwości ślizgu ma znaczenie. A jak należy żeglować aby uzyskać największą prędkość zredukowaną. Odpowiedź jest nadzwyczaj prosta. Ślizg winien żeglować

półwiatrem, co wynika z prostego rachunku wyznaczania ekstremum dla wartości „MR”, przedstawionego na rysunku 2.  Składowa meteorologiczna będzie wtedy w ruchu ślizgu równa zeru. Dopiero tak uzyskane dla różnych ślizgów, na kursie półwiatr prędkości  można porównywać i wpisywać do rekordów prędkości. I to jest uczciwe podejście, bowiem najważniejszy czynnik wejściowy jakim jest kurs względem wiatru rzeczywistego jest ustalony na tym samym poziomie dla wszystkich zawodników, i eliminuje udział składowej meteorologicznej w rekordzie szybkości.

 Mając już pewien pogląd na sprawy składowej meteorologicznej, możemy stwierdzić, że bardzo sensownie  sprawy rekordów prędkości traktowały przepisy regatowe w byłym ZSRR.

Tylko rekord prędkości ślizgu żeglującego  kursem półwiatr względem wiatru rzeczywistego mógł być uznany, a żegluga na innych kursach powodowała dyskwalifikację. Celem takiego regulaminu było, aby za rekordem prędkości nie kryły się ukryte profity występujące ze strony składowej meteorologicznej prędkości, zawyżające rzeczywiste walory sprzętu bojerowego.  Nawet największa składowa meteorologiczna prędkości nie zwiększa wymagań co do stateczności poprzecznej ślizgu. Dlatego tylko rekord prędkości uzyskany na kursie półwiatr może służyć jako podstawa do wiarygodnej oceny  właściwości ślizgu lodowego. 

Zauważmy, że na kursie półwiatr na ślizg działa największy wiatr pozorny. Stabilna żegluga na kursie półwiatr  oznacza, że ślizg będzie zachowywał się  stabilnie, na wszystkich pozostałych  kursach względem wiatru przy niezmienionej prędkości wiatru rzeczywistego

 Pozostaje odpowiedzieć na pytanie zawarte w tytule. Jeśli rekordową prędkość uzyskano na kursie innym niż półwiatr, a podchodzimy sensownie do problemów rekordów, to oczywiście wyniki należałoby przeliczyć, bo trzeba odjąć składową meteorologiczną. Ale z analizy maksimum szybkości zredukowanej wynika jednoznacznie, że po zredukowaniu będzie to wartość mniejsza od tej jaką uzyskuje się żeglując na kursie półwiatr.  A więc najlepiej jest od razu żeglować przy  próbach szybkości, na kursie półwiatr,  i nie występuje wtedy problem redukcji wyników.

Oczywiście nie można zabronić bojerowcom zabaw polegających na osiąganiu przez ślizg lodowy maksymalnych prędkości względem powierzchni lodu, niezależnie od kursu względem wiatru rzeczywistego. Ale trzeba takim rekordzistom i organizatorom takich zawodów powiedzieć  parę słów prawdy. Taka zabawa nie ma nic wspólnego z trzeźwym technicznym inżynierskim podejściem do zagadnienia ściśle technicznego. Rezultaty takich prób szybkości, gdy regulamin rekordów nie określił precyzyjnie wszystkich czynników wejściowych, mogą fascynować jedynie nie wykształconą publiczność. A problemy techniczne rekordów szybkości ślizgów lodowych  potrzebne do ich rozwiązania stawiają przed inżynierami wymagania nie przekraczające zakresu  wiedzy zdobywanej na studiach inżynierskich na wydziałach mechanicznych politechnik, i z tej wiedzy należy korzystać. 

Na zakończenie przypomnijmy mityczny rekord prędkości  ślizgu „CLAREL”. Ten ślizg o bardzo miernych właściwościach aerodynamicznych mógł uzyskać przypisywaną mu rekordową prędkość jedynie dzięki  bardzo dużej składowej meteorologicznej przy huraganowym wietrze i żeglując na bardzo pełnym baksztagu, a nie dzięki zaletom  konstrukcji lub walorom załogi. Po dokonaniu redukcji jego rekordowej prędkości  bylibyśmy bardzo zawiedzeni uzyskanym rezultatem.   

                     Opracowano 15 lipca 2019 r. w Gdańsku

Opracował na blogu - Paweł Kurski - fan żeglarstwa lodowego