Вахтенный журнал яхты Призрак 331. О: яхта, яхты, яхта фото, парус, Кубок Федерации, парусный спорт, лодки, парусная яхта, парусные яхты, катера и яхты, яхт клуб, яхтклуб, построить лодку своими руками
Вахтенный журнал яхты Призрак 331. О: яхта, яхты, яхта фото, парус, Кубок Федерации, парусный спорт, лодки, парусная яхта, парусные яхты, катера и яхты, яхт клуб, яхтклуб, построить лодку своими руками Вахтенный журнал яхты Призрак 331. О: яхта, яхты, яхта фото, парус, Кубок Федерации, парусный спорт, лодки, парусная яхта, парусные яхты, катера и яхты, яхт клуб, яхтклуб, построить лодку своими руками Вахтенный журнал яхты Призрак 331. О: яхта, яхты, яхта фото, парус, Кубок Федерации, парусный спорт, лодки, парусная яхта, парусные яхты, катера и яхты, яхт клуб, яхтклуб, построить лодку своими руками
Вахтенный журнал яхты Призрак 331. О: яхта, яхты, яхта фото, парус, Кубок Федерации, парусный спорт, лодки, парусная яхта, парусные яхты, катера и яхты, яхт клуб, яхтклуб, построить лодку своими руками

 Встречи с известными людьми российского яхтинга

СИСТЕМЫ ОБМЕРА И ГАНДИКАПА ПАРУСНЫХ ЯХТ.
ОБЗОР

Василий Алексеев

Часть первая

*Статья опубликована в журнале "Катера и яхты"

Еще раньше, чем парусные гонки оформились, как вид спорта, было понятно, что яхты разных размеров находятся не в равных условиях. Например, победа знаменитой шхуны «Америка» над яхтами английской королевской эскадры была бы отнюдь не очевидной, если бы применялась любая из известных сейчас систем гандикапа. Однако создание первых систем гандикапа, т.е. уравнивания расчетного времени прохождения дистанции в зависимости от размеров и других параметров яхты, стало возможным только на основе развития теории корабля во второй половине XIX века. Сейчас в мире можно найти несколько десятков различных обмерно-гандикапных систем, разобраться в которых непросто даже специалисту. В этой статье я попытался сделать обзор наиболее распространенных из них и дать краткую характеристику их особенностей, применимости, достоинств и недостатков. Часть материалов этой статьи была ранее опубликована на сайтах www.rs2000.narod.ru, www.prizrak331.ru, www.spps.ru.

ЧТО ТАКОЕ ГАНДИКАП?

По-английски слово "гандикап" означает уравнивание шансов; применительно к яхтам – это система уравнивания расчетного времени прохождения дистанции. Все системы гандикапа исходят из того, что соотношение между скоростями яхт известно. Найти это соотношение в зависимости от размеров, формы, площади парусов и других параметров яхты – задача системы обмера. Как уже сказано, таких систем – десятки. Способов расчета исправленного времени яхты гораздо меньше. Основные из них следующие:

  • TOT ("время по времени");
  • TOD ("время по дистанции");
  • TOTD ("время по времени и дистанции");
  • Системы, использующие поляру скоростей яхты.

Использование той или другой системы гандикапа зависит от возможностей, даваемых системой обмера, и от потребностей конкретных соревнований.

Любая система гандикапа основана на следующем принципе: если считать, что качество всех яхт и квалификация их экипажей равны, и они идут в одинаковых ветро-волновых условиях, то исправленное время (СТi – corrected time) яхт должно быть одинаково. Как правило, для расчета исправленного времени фактическое время прохождения дистанции рассматриваемой яхтой (ETi – elapsed time) сравнивается c временем прохождения той же дистанции некоторой "яхтой сравнения" (reference boat), для которой считается, что ее фактическое время (ET&sub0;) равно исправленному (CT0):

(1)

В качестве яхты сравнения может приниматься и некоторая абстрактная яхта, и одна из яхт флота. В первом случае вместо фактического времени принимается теоретическое расчетное время (TT0).

В большинстве традиционных систем обмера теоретическая скорость яхты выражается одним числом – гоночным баллом (R - rating). Однако в разных системах под этим понимаются совершенно разные величины. Поэтому, чтобы избежать путаницы, введем понятие "скоростного потенциала" (Rv), под которым понимается обобщенная характеристика ходовых качеств яхты, прямо пропорциональная теоретической скорости яхты (v) :
v ~ Rv (2)

Система гандикапа TOT ("время по времени").

Предположим, что отношение скоростей яхт постоянно и не зависит ни от скорости, ни от курса (рис. 1, линия 1). Тогда исправленное время будет прямо пропорционально скоростному потенциалу яхты:

(3)


(4)


В реальности трудно найти хотя бы пару яхт, соотношение скоростей которых не зависело бы от силы ветра и курса. Даже если гоночный потенциал яхты определен верно, такой гандикап справедлив лишь в среднем, при большом числе гонок на разных дистанциях и в разную погоду. В каждом же конкретном случае, в зависимости от погодных условий, фавориты и аутсайдеры могут быть известны еще до старта.

Система гандикапа TOD ("время по дистанции").

Если предположить, что отношение скоростей яхт линейно зависит от скорости, и при очень малых скоростях скорости яхт равны (в штиль все яхты одинаково не движутся):

(5)




то, учитывая равенство (3), получим

(6)


Такое предположение неплохо работает, если яхты подобны по архитектурно-конструктивному типу, как бы масштабируют друг друга. В этом случае на малых скоростях, когда основную роль играет сопротивление трения, и скорость зависит главным образом от отношения площади парусности к смоченной поверхности, яхты будут идти почти одинаково, а с ростом скорости, когда все большую роль начинает играть волновое сопротивление, яхты бoльших размеров уходят вперед (рис. 1, линия 2).

Система гандикапа TOTD ("время по времени и дистанции", “performance line”).

Если принять, что приращение скорости яхты относительно яхты сравнения линейно зависит от скорости,

(7)

то, аналогичным образом получим

(8)

Здесь, как и в системе TOD, учитывается, что отношение скоростей яхт зависит от силы ветра, но этот учет делается косвенно, через среднюю скорость яхты. Тем не менее, эта система позволяет учитывать влияние энерговооруженности на относительную скорость. Например, если яхта (i) легче яхты сравнения, то ее относительная скорость на малых скоростях будет больше 1, на больших – меньше, и наоборот (рис. 1, линия 3). Однако корректно это сравнение работает только в том случае, если одновременно учитывается тип дистанции. В самом деле, одна и та же скорость 2-3 узла по генеральному курсу может получиться и при лавировке против штормового ветра, и при затяжных штилях.

Системы гандикапа, основанные на полярах скоростей.

Современные системы обмера, использующие математическое моделирование движения яхты, позволяют получать зависимость скорости яхты от курса и силы ветра - поляры скоростей. Эти поляры могут быть использованы для гандикапа как непосредственно, так и для расчета упрощенных систем гандикапа, перечисленных выше.

Непосредственное использование поляры скоростей.

Если замерить силу и направление ветра на каждом участке дистанции (w1, w2, ... , wi), то для каждой яхты на основании таблицы скоростей (vi ) можно рассчитать теоретическое время (TTi) прохождения каждого участка дистанции (Di). Участки с косой лавировкой разбиваются на участок с чистой лавировкой (Di1) и участок, пройденный в гоночный бейдевинд одного галса (Di2) (см. рис. 2). Теоретическое время прохождения дистанции

TTi = Sum(Di / vi ) (9)

Теоретическое время сравнивается с фактическим:
CTi = ETi – TTi, и далее яхты занимают места в соответствии с минимумом СТ.
Недостаток системы – необходимость высокой квалификации гоночного комитета, хорошей организации соревнований (должна быть возможность замерить силу и направление ветра на дистанции), и закрытость (невозможность для гонщиков проверить результаты).

Упрощенные системы гандикапа, использующие поляру скоростей.

На основании поляры скоростей можно построить зависимость скорости яхты от силы ветра для нескольких характерных типов дистанции, задаваясь соотношением длительности различных курсов. Чаще всего используются следующие типы:

  1. Случайная круговая (circular random) – дистанция, на которой все направления ветра равновероятны (не надо путать вероятность с реализацией). На такой дистанции курс гоночный бейдевинд занимает 25% длины дистанции, а все остальные курсы равновероятны: полный бейдевинд (от гоночного бейдевинда до галфвинда – 16.7%, галфвинд (курсовой угол истинного ветра +/- 15° от траверза) – 16.7%, крутой бакштаг (КУ 105°-150° ) – 24%, полный бакштаг – фордевинд – 16.7%). Такой тип дистанции следует применять, если яхты движутся по замкнутому кольцу (например, огибая большой почти круглый остров) при постоянном направлении ветра, или идут в длинную маршрутную гонку, когда нет возможности ни предсказать направление ветра, ни фиксировать его во время гонки.
  2. Олимпийский треугольник – дистанция типа лавировка – бакштаг – лавировка – фордевинд. Лавировка занимает 46% длины дистанции, бакштаг – 32%, фордевинд – 22%. Рекомендуется применять на коротких дистанциях олимпийского типа. На маршрутных гонках может применяться, если распределение курсов примерно соответствует указанному выше.
  3. Петля – вид дистанции, когда половину ее яхты идут против ветра (в лавировку), половину – по ветру. Может применяться как в коротких, так и в маршрутных гонках.
  4. Лавировка – вид дистанции, когда вся дистанция проходится в лавировку. Рекомендуется применять в маршрутных гонках, когда яхты проходят курсом гоночный бейдевинд не менее ¾ длины дистанции.
  5. Линейная (без лавировки) – вид дистанции, в которой лавировка полностью отсутствует, а остальные курсы равновероятны (полный бейдевинд – 22.2%, галфвинд – 22.2%, крутой бакштаг – 33.3%, полный бакштаг и фордевинд – 22.2%). Рекомендуется применять как на коротких гонках по замкнутому кругу, так и на маршрутных гонках, если яхты проходят дистанцию практически без лавировки.

Графическая зависимость скорости от силы ветра показана на рис. 3, причем для каждого типа дистанции эта зависимость будет своя.

Используя такую зависимость расчетного времени яхты от силы ветра, можно получить еще несколько упрощенных систем гандикапа.

Пересчет по времени яхты сравнения.

Исправленное время СТ для каждой яхты получается путем сравнения ее фактического времени с теоретическим временем прохождения этой дистанции яхтой сравнения, для которой СТ0 = ЕТ0 = CTi (см. рис. 4). Тип дистанции, по которой производится пересчет, должен быть задан Гоночным комитетом. Далее яхты–участницы сравниваются между собой по минимуму СТ. В качестве яхты сравнения может приниматься как одна из яхт флота, так и некая абстрактная яхта; важно лишь, чтобы она была по ходовым качествам как можно ближе к яхтам флота. Такой способ пересчета позволяет избежать погрешностей линейной аппроксимации. Недостаток его – пересчет становится полностью закрытым от участников, т.к. повторить его вручную почти невозможно.

Линейная аппроксимация исправленного времени.

Имея зависимость теоретического времени прохождения дистанции (TTi) от силы ветра (рис. 3), можно для каждой силы ветра вычислить поправку к времени относительно яхты сравнения

DTi = TTi – TT0 (10)

и построить зависимость DTi = f (TTi), которая может быть аппроксимирована прямой (рис. 5)

DTi = a*TTi + b (11)

Учитывая, что CTi = CT0 = ET0 , и принимая, что ETi = TTi*D, получим

(12)

CTi = ETi * (1-a) + b * D = A * ETi + b * D   (13)


Аналогичным образом можно построить аппроксимацию типа TOD или TMF. Достоинство таких аппроксимаций – их простота и наглядность, однако они обладают и рядом существенных недостатков.

На рис. 6 и 7 представлены зависимости относительного исправленного времени от средней скорости для двух яхт, имеющих близкий гоночный балл, но конструктивно различных: 1- типичный IOR-овский «однотонник» (Farr-40), 2 – хорошо известный польский проект «Cetus». Farr-40 почти вдвое легче, на полтора метра короче и имеет дробное вооружение. По опыту гонок, эта яхта имеет явное преимущество на лавировке, особенно в слабый ветер; напротив, «Cetus» со своим топовым вооружением и большой длиной выигрывает в свежий ветер и на попутных курсах.

Из рис. 6 видно, что на олимпийском треугольнике на скоростях до 5 узлов прямая линейной аппроксимации идет ниже расчетной кривой, причем максимальная разница составляет около 0.5%, и лишь на скоростях более 5.5 узлов картина меняется на противоположную. Это значит, что Farr-40, благодаря линейной аппроксимации, получает необоснованную фору до 0.5%. Поскольку на олимпийской дистанции средняя скорость обычно невелика, то такая ситуация оказывается типичной.

На линейной дистанции без лавировки (рис. 7), наоборот, преимущество в скорости чаще имеют более длинные яхты «Cetus», а средняя скорость на такой дистанции значительно выше, чем на олимпийской. В то же время линейная аппроксимация на скоростях выше 6 узлов дает «Cetus-ам» дополнительную фору.

Несправедливость гандикапа в обоих случаях очевидна, но это недостаток не системы обмера, а системы гандикапа. Устранить его можно было бы, используя более сложный пересчет по кривой TT(W) (рис. 4), как это описано выше.

Виды дистанции

Неверный выбор типа дистанции также может привести к ошибке. Например, если в упомянутом выше примере (Farr-40 и Cetus) в результате захода ветра дистанция из олимпийского треугольника превратится в «трамвай», который яхты проходят без лавировки, и средняя скорость составит, скажем, 7 узлов, то при использовании для расчета коэффициентов олимпийской дистанции получится, что Farr-40 должен «Cetus»-у ок. 0.3% по времени, тогда как правильное значение (по коэффициентам линейной дистанции) составит 0,8%.

Во второй части статьи будут рассмотрены наиболее распространенные в России и в мире системы обмера, их особенности и перспективы развития.


>> Василий Алексеев: Система обмера яхт ORC Club

>> Все записи Журнала   |  

Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru Twitter_icon Instagram Концепция дизайна Маша Новоселова.  © 2002-2017 Prizrak331.ru
При использовании материалов активная ссылка на Prizrak331.ru обязательна
Вахтенный журнал яхты Призрак 331. О: яхта, яхты, яхта фото, парус, Кубок Федерации, парусный спорт, лодки, парусная яхта, парусные яхты, катера и яхты, яхт клуб, яхтклуб, построить лодку своими руками