التخطيط (للقارب)

التخطيط ( / ˈ p l eɪ n ɪ ŋ / PLAY -ning ) هو نمط التشغيل للمركبة المائية التي يتم فيها دعم وزنها بشكل أساسي بواسطة الرفع الهيدروديناميكي ، بدلاً من الرفع الهيدروستاتيكي ( الطفو ).

تعتمد العديد من وسائل النقل البحري على تقنية الانزلاق على سطح الماء، بما في ذلك العبّارات السريعة ، وقوارب السباق، والطائرات المائية ، والزلاجات المائية . معظم ألواح التزلج على الماء مصممة بهياكل انزلاقية أو شبه انزلاقية. وبالإضافة إلى الانزلاق، شهدت تصاميم السفن السريعة تحولاً نحو تصميمات الأجنحة المائية .

كان أول قارب شراعي موثق ذو سطح انزلاقي هو قارب بروا تم بناؤه عام 1898 بواسطة العميد البحري رالف مونرو . وكان قادراً على بلوغ سرعات تزيد عن ضعف سرعة الهيكل .

انتشرت تقنية الانزلاق على سطح الماء في قوارب الإبحار الصغيرة لأول مرة على يد أوفا فوكس في بريطانيا. في عام 1928، أدخل فوكس هذه التقنية إلى عالم سباقات القوارب الشراعية في قاربه " أفينجر" من فئة "إنترناشونال 14" . في ذلك العام، حقق 52 مركزًا أولًا، ومركزين ثانيين، و3 مراكز ثالثة من أصل 57 مشاركة في السباقات. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

لاحظ مصممون آخرون هذا الأداء، فقاموا بتطويره. وعلى مر السنين، اكتسبت العديد من القوارب الصغيرة القدرة على الانزلاق على سطح الماء. وقد سمح التقدم في المواد بصنع قوارب أخف وزنًا تنزلق على سطح الماء بسرعة أكبر وفي هواء أخف. يوجد الآن العديد من القوارب الصغيرة عالية الأداء (تُسمى أحيانًا قوارب صغيرة ) التي يمكنها الانزلاق على سطح الماء عكس اتجاه الريح. ^{[ 3 ]}

في حالة السكون، يتحمل وزن السفينة بالكامل قوة الطفو . يعمل كل هيكل كهيكل إزاحة عند السرعات المنخفضة: قوة الطفو هي المسؤولة بشكل أساسي عن دعم السفينة. مع ازدياد السرعة، يزداد الرفع الهيدروديناميكي، وتقل قوة الطفو مع ارتفاع الهيكل خارج الماء، مما يقلل من حجم الإزاحة. عند سرعة معينة، يصبح الرفع هو القوة الصاعدة المهيمنة على الهيكل، فتبدأ السفينة بالانزلاق على سطح الماء.

يُعدّ نموذج بسيط لهذا التأثير لوحًا صلبًا من مادة أثقل من الماء (مثل صفيحة فولاذية)، ولكنه مُشكّل ومُوجّه بزاوية هجوم موجبة . في حالة السكون، يغرق اللوح لأنه أثقل من الماء، إذ تتغلب قوة الجاذبية على قوى الطفو. ولكن، إذا حُفظ اللوح في نفس الوضع وسُحب أفقيًا عبر الماء، فإنه سيدفع الماء المتدفق إلى الأسفل. ينتج عن ذلك قوة رد فعل لأعلى على اللوح. عند سرعة عالية كافية، تصبح قوة رد الفعل هذه (بالإضافة إلى أي قوة طفو صغيرة) أكبر من قوة الجاذبية، فيبقى اللوح طافيًا. وبهذه الطريقة، تتحول القوة الأفقية (التي قد يوفرها محرك أو شراع) إلى قوة رأسية لأعلى. يتحقق الانزلاق على سطح الماء بواسطة الرفع الهيدروديناميكي، وهو مشابه للرفع الديناميكي الهوائي (انظر: الرفع على سطح الجناح ).

على الرغم من أن أي هيكل قارب سينزلق على سطح الماء إذا توفرت له قوة كافية وبلغ سرعة مناسبة، إلا أن الهيكل المصمم خصيصًا للانزلاق على سطح الماء يتميز أحيانًا بسطح خلفي مستوٍ. بمعنى آخر، عند النظر إليه من الجانب، يكون قاع القارب خطًا مستقيمًا تقريبًا باتجاه المؤخرة. (تشمل الاستثناءات ألواح التزلج على الماء وغيرها من هياكل القوارب الترفيهية المصممة للانزلاق على سطح الماء، والتي تستخدم انحناءً كاملًا لتحسين القدرة على المناورة عند الانعطاف). في المقابل، في هياكل الإزاحة، أو الهياكل غير المصممة للانزلاق على سطح الماء، يكون القاع منحنيًا عند النظر إليه من الجانب (يُسمى هذا الانحناء "انحناءً كاملًا") من المقدمة إلى المؤخرة، وذلك لتقليل مقاومة الأمواج. عند النظر إليه من الأمام، قد تكون الأجزاء في المنطقة الخلفية مستقيمة، كما هو الحال في قوارب السباق المائية، لزيادة قوة الانزلاق على سطح الماء والسرعة، ولكن لأسباب عملية تتعلق بالاستقرار والراحة أثناء الإبحار، غالبًا ما تكون على شكل حرف V، خاصة في القوارب المخصصة للاستخدام في أعالي البحار.

لتحقيق الانزلاق على سطح الماء، وخاصةً لبدء هذه العملية، يجب أن تكون نسبة القوة إلى الوزن عالية، لأن نمط الانزلاق يتضمن تحريك الهيكل بسرعات أعلى من سرعته الطبيعية . تستفيد جميع تصميمات القوارب المخصصة للانزلاق على سطح الماء من تقليل الوزن؛ وعادةً ما تُصنع قوارب الانزلاق الآلية من سبائك خفيفة أو تستخدم تقنيات بناء أخرى منخفضة الوزن - وتُعد القوارب المطاطية الصلبة أمثلة نموذجية على ذلك. تحتاج قوارب الإبحار الانزلاقية إلى مساحة شراع جيدة، بينما تحتاج القوارب الآلية إلى محرك عالي القدرة. كما يمكن دمج درجات وحواف جانبية في التصميم لتشجيع سهولة الانزلاق على سطح الماء وتحقيق الاستقرار.

معظم ألواح التزلج على الماء ، رغم أنها غير مزودة بمحركات، تتميز بهيكل انزلاقي أو شبه انزلاقي. فهي تستغل قوة دفع الموجة بشكل أو بآخر، بالإضافة إلى الجاذبية وزوايا هجوم محددة للجناح المائي، وذلك لزيادة قوة الدفع إلى أقصى حد وتقليل قوة الضغط السفلية، وبالتالي تحقيق قوة الرفع الانزلاقية.

يمكن تحقيق الانزلاق على سطح الماء في معظم القوارب الشراعية الصغيرة. في ظروف الرياح الخفيفة إلى المتوسطة، يُفضل البدء بالانزلاق على سطح الماء من خلال الجمع بين ما يلي. ^{[ 4 ] [ 5 ]}

• لتحقيق أقصى قدر من القوة: ابدأ بالإبحار بزاوية حادة أو بزاوية واسعة.
• لتقليل مقاومة الماء الناتجة عن سطح الماء: ارفع اللوح المركزي أو اللوح الجانبي إلى منتصف المسافة تقريبًا
• الحفاظ على القوة: عندما تهب عاصفة ، ابتعد قليلاً وقم بفك الأغطية .
• عندما تبدأ العاصفة بالهبوب، قم بتوجيه القارب قليلاً باتجاه الريح للحفاظ على اتجاه الريح الظاهري للأمام.
• الحفاظ على الشكل المسطح للأجزاء المغمورة من الهيكل: حافظ على استواء الهيكل من جانب إلى آخر، وقم بتعديله إذا لزم الأمر.
• انقل وزن الركاب إلى الخلف لرفع مقدمة القارب.
• حافظ على الطاقة إذا لزم الأمر: قم بتحريك أو ضخ الأشرعة (على الرغم من وجود بعض القيود على القيام بذلك في السباق).
• ابحث عن الشكل والسرعة الأمثلين للهيكل المغمور: إذا كانت هناك أمواج، فقم بركوبها لبدء الانزلاق على سطح الماء.

• الزورق المائي (قارب) ، قوارب سباق سريعة مصممة لاستخدام قوة الرفع من الهيكل لتقليل السحب
• الأجنحة المائية ، مفهوم أكثر تطوراً لتقليل السحب بشكل أكبر عن طريق دعم وزن الهيكل على أجنحة متخصصة عند السرعات العالية
• سباق القوارب الصغيرة
• الإبحار بقارب صغير
• قارب رياضي
• ركوب الأمواج

• مقاطع فيديو لألواح التزلج الشراعي أثناء الانزلاق من جمعية ركوب الأمواج الشراعية في المملكة المتحدة