El viento aparente es el viento experimentado por un objeto en movimiento.
Definición de viento aparente
El viento aparente es el viento experimentado por un observador en movimiento y es la velocidad relativa del viento en relación con el observador. [ cita requerida ]
La velocidad del viento aparente es la suma vectorial de la velocidad del viento en contra (que es la velocidad que experimentaría un objeto en movimiento en el aire en calma ) más la velocidad del viento verdadero . El viento en contra es el inverso aditivo de la velocidad del objeto; por lo tanto, la velocidad del viento aparente también se puede definir como una suma vectorial de la velocidad del viento verdadero menos la velocidad del objeto . [ cita requerida ]
Viento aparente en la navegación
En la navegación , el viento aparente es la velocidad y dirección del viento indicadas por un instrumento de viento ( anemómetro ) en una embarcación en movimiento (en agua, tierra o hielo) en aire tranquilo. Se compone de las velocidades y direcciones combinadas de la nave y el viento observado por un instrumento de viento estacionario : el viento verdadero . Un viento verdadero proveniente de la proa aumenta el viento aparente inducido por la velocidad de la nave, viniendo de la popa disminuye el viento aparente, y viniendo del costado el ángulo y la velocidad del viento aparente cambian de acuerdo con la velocidad y dirección combinadas de cada uno de los nave y el viento verdadero. El viento aparente es importante para los navegantes para establecer el ángulo de la vela con respecto al viento y para anticipar cuánta energía generará el viento en un punto de vela . El viento aparente difiere en velocidad y dirección del viento verdadero que experimenta un observador estacionario y está compuesto por la velocidad del viento real (TWS) y la dirección del viento real (TWD) o el TWS y el ángulo de viento real (TWA) relativo al barco si estaba estacionario. [1] En terminología náutica , el viento aparente se mide en nudos y grados .
Tenga en cuenta que, si se requiere un alto grado de precisión, entran en juego una serie de factores adicionales al convertir las medidas del anemómetro del tope en el viento real, incluidos los siguientes: [2] [3] [4]
- Margen (o deriva en embarcaciones a motor): es muy raro que una embarcación apunte en la dirección en la que se dirige, y en un velero el ángulo de margen es la diferencia entre el rumbo de la embarcación y su trayectoria real a través del agua. Esto debe corregirse al convertir el ángulo del viento aparente en la dirección del viento real. El mismo efecto se encuentra cuando la nave cambia de rumbo.
- Giro del mástil: las cargas del aparejo a menudo ejercen una cantidad significativa de torsión en el mástil, especialmente si el aparejo tiene guías, por lo que se retuerce a lo largo
- Rotación del mástil: muchos multicascos de carreras tienen un mástil que se puede girar, por lo que la lectura del anemómetro debe corregirse por el ángulo de rotación del mástil.
- Ángulo del talón: esta es una simple corrección trigonométrica
- Upwash de las velas: el flujo de aire alrededor de la parte superior del mástil se distorsiona por la presencia de las velas. Este efecto varía con las velas puestas en ese momento, la velocidad del viento y el punto de la vela, pero se nota por el cambio del ángulo del viento real de babor a la virada de estribor, y la velocidad del viento real que cambia de batir a correr.
- Movimientos de la embarcación: dado que el tope del mástil está muy lejos del centro de movimiento de la embarcación, el efecto de inercia tanto en la veleta como en las copas del anemómetro puede ser significativo cuando la embarcación se está moviendo, especialmente al cabecear y balancearse.
- Cizalladura del viento: puede haber un cambio significativo tanto en la velocidad como en la dirección del viento entre la superficie del agua y la parte superior del mástil, especialmente en condiciones de aires ligeros e inestables. Los instrumentos de viento solo miden las condiciones en el mástil y no son necesariamente las mismas en todas las alturas.
En presencia de una corriente, se considera que el viento verdadero es el que se mide en la embarcación a la deriva con el agua sobre el fondo, y el viento con respecto al lecho marino como el viento terrestre o geográfico . [ cita requerida ]
Instrumentos
El viento aparente a bordo (un barco) a menudo se cita como una velocidad medida por un transductor de tope que contiene un anemómetro y una veleta que mide la velocidad del viento en nudos y la dirección del viento en grados en relación con el rumbo del barco. La instrumentación moderna puede calcular la velocidad real del viento cuando se ingresan el viento aparente y la velocidad y dirección de la embarcación. [ cita requerida ]
Implicaciones en la velocidad de navegación
En las regatas de veleros , y especialmente en la navegación de velocidad , el viento aparente es un factor vital para determinar los puntos de vela en los que un velero puede viajar de manera efectiva. Un barco que viaja a una velocidad creciente en relación con el viento predominante se encontrará con el viento que impulsa la vela a una velocidad mayor. ángulo decreciente y velocidad creciente. Eventualmente, el aumento de la resistencia y la disminución del grado de eficiencia de una vela en ángulos extremadamente bajos causarán una pérdida de fuerza de aceleración. Esto constituye la principal limitación a la velocidad de los vehículos y embarcaciones impulsados por el viento. [ cita requerida ]
Los windsurfistas y ciertos tipos de embarcaciones pueden navegar más rápido que el viento real. Estos incluyen multicascos rápidos y algunos monocascos de planeo . Los navegantes de hielo y los de tierra también suelen caer en esta categoría, debido a su relativamente baja cantidad de resistencia o fricción . [ cita requerida ]
En los catamaranes de la Copa América AC72, los barcos navegan por el agua hasta el doble de la fuerza del viento ambiental. El efecto de esto es cambiar radicalmente la dirección aparente del viento cuando se navega "a favor del viento". En estos barcos, la velocidad de avance es tan grande que el viento aparente siempre está hacia adelante, en un ángulo que varía entre 2 y 4 grados con la vela del ala. Esto significa que los AC72 están virando efectivamente a favor del viento, aunque en un ángulo mayor que el ángulo normal de ceñida de 45 grados, generalmente entre 50 y 70 grados. [5]
Otras áreas de relevancia
En los aviones de ala fija , el viento aparente es lo que se experimenta a bordo y determina las velocidades necesarias para el despegue y el aterrizaje. Los portaaviones generalmente navegan directamente en contra del viento a la máxima velocidad, con el fin de aumentar el viento aparente y reducir la velocidad de despegue necesaria. El tráfico de los aeropuertos terrestres , así como la mayoría de las aves de tamaño mediano y grande, generalmente despegan y aterrizan de cara al viento por la misma razón. [ cita requerida ]
Calcular la velocidad y el ángulo aparentes
Dónde:
- = velocidad (velocidad del barco sobre el suelo, siempre => 0)
- = velocidad del viento real (siempre => 0)
- = ángulo de puntería real en grados (0 = ceñida, 180 = ceñida)
- = velocidad aparente del viento (siempre => 0)
La fórmula anterior se deriva de la Ley de los cosenos y utilizando.
El ángulo del viento aparente () se puede calcular a partir de la velocidad medida del barco y el viento utilizando el coseno inverso en grados ()
Si se conocen la velocidad del barco y la velocidad y el ángulo del viento aparente, por ejemplo a partir de una medición , la velocidad y dirección verdaderas del viento se pueden calcular con:
y
Nota: Debido a la ambigüedad del cuadrante, esta ecuación parasólo es válido cuando los vientos aparentes provienen de estribor (0 ° < β <180 °). Para vientos aparentes en babor (180 ° < β <360 ° o 0 °> β > -180 °), el ángulo de puntería verdadero ( α ) tiene el signo opuesto:
Referencias
- ^ "¿Qué me dicen mis dispositivos electrónicos sobre la velocidad y el rumbo del barco?" . Mundo de vela . Consultado el 22 de octubre de 2017 .
- ^ Thornton, Tim. El yate de alta mar . Adlard Coles.
- ^ Marchaj, CA La aerohidrodinámica de la navegación . Adlard Coles.
- ^ "Calibración de instrumentos de vela" . Instrumentos Ockam . Consultado el 10 de junio de 2015 .
- ^ Transmisión de la taza de TVNZ Live America. Entrevista a Tom Schnackenburg. 22/9/2013
enlaces externos
- http://www.csgnetwork.com/twscorcalc.html
- https://www.tecepe.com.br/nav/inav_c11.htm .