4.風壓中心縱向位置的調整
由于風帆上推進力與模型體上阻力的作用點不是同一點,因此模型帆船在航行過程中會產生埋艏力矩和搶上風力矩。
顧名思義,埋艏力矩即一個迫使模型船艏向下的力量;搶上風力矩則使模型搶向、頂風,最終造成失速。如圖1、圖2所示,C為風帆上推進力作用點,R為模型體上阻力作用點。模型帆船在航行中,會有不同程度的橫傾(圖3),故C點一般處于R點的下風側。這樣一來,C點與R點之間的垂向距離L'和水平距離L分別成為埋艏力矩和搶上風力矩的力臂。風力越強勁,模型帆船風帆上的推進力T越大,橫傾角θ也隨之變大,埋艏力矩和搶上風力矩也迅速增大。
埋艏力矩=T·L= T·cosθ·LCR
搶上風力矩=T·L = T·sinθ·LCR
克服埋艏力矩的方法是在設計時讓模型船艏部位具有足夠的儲備排水量,本文不做贅述。搶上風力矩對模型的航行狀態影響很大,雖然可用不斷操舵的辦法加以糾正,但會導致航速下降(圖4)。要消除搶上風力矩,需調整風壓中心C點與模型體側阻中心R點的相對位置,這也是模型帆船調試的重要環節。
風壓中心C點與模型體側阻中心R點的相對位置有三種情況,對模型航行狀態的影響如下:
(1)如果C點與R點在同一垂直線上,那么模型帆船在前進時僅產生橫傾和橫向漂移,沒有偏轉力矩(圖5);
(2)如果C點在R點之前(水平方向),那么在前進時不僅產生橫傾和橫向漂移,還有偏向下風方向的偏轉力矩(圖6);
(3)如果C點在R點之后(水平方向),那么在前進時不僅產生橫傾和橫向漂移,還有偏向上風方向的偏轉力矩(圖7);……