Vent aparent

El vent aparent és el vent que nota un observador que està en un objecte en moviment (cotxe, bicicleta, vaixell, avió...). S'oposa al vent real ", que és el vent percebut pel mateix observador en repòs.^[1]

V = velocitat del vaixell, H = vent generat, W = vent real, A = vent aparent, α = angle d'atac, β = angle del vent aparent

El vent aparent és diferent del vent real tant en direcció com en magnitud.

El vent aparent és la suma vectorial del vent veritable més el vent generat pel moviment de l'objecte (que es descriu com "la velocitat del vent o vent relatiu). El vent relatiu associat amb un objecte en moviment té una velocitat igual a la velocitat de desplaçament de l'objecte i una direcció oposada de seguida per l'objecte.^[1]

Definició de vent aparent

El vent aparent és el vent experimentat per un observador en moviment i és la velocitat relativa del vent amb relació a l'observador.^[1]

La velocitat del vent aparent és la suma del vent real més el vent de front percebut per un objecte en moviment amb l'aire en calma. La velocitat del vent de front amb l'aire en calma és inversa a la velocitat de l'objecte, per tant el vent aparent també es pot definir com una resta de vectors: Velocitat del vent menys la Velocitat de l'objecte

Exemple

Suposem que una persona munta una bicicleta en un dia quan no hi ha vent. Tot i que la velocitat del vent és zero (no se sent el vent estant aturat), se sentirà una brisa anant sobre la bicicleta pel fet que aquesta s'està movent a través de l'aire. Aquest és el vent aparent. En un dia sense vent, el vent aparent sempre serà directament frontal i de la mateixa magnitud que la velocitat de la bicicleta.

Ara suposem que hi ha un vent 5 km/h que bufa des del nord. Si es pedala a 10 km/h cap al nord, se sentirà un vent aparent de 15 km/h (10+5) des del nord. Però si es pedala a 10 km/h cap al sud, se sentirà un vent aparent de 5 km/h (10-5) des del sud. La velocitat del vent aparent no es combina solament amb la del vent real en magnitud, sinó també segons la direcció.

En aquests exemples senzills, el moviment és paral·lel al vent real, cosa que fa que sigui fàcil de calcular el vent aparent. Quan el moviment no és paral·lel al vent, cal utilitzar vectors i trigonometria per calcular aquest vent aparent.

El vent aparent en nàutica

V = velocitat del vaixell, H = - V (generat), W = vent real, A = vent aparent,



a = (α) = angle d'atac, b = (β) = angle del vent aparent

Quian es navega a vela, el vent aparent és el corrent real d'aire que actua sobre una vela. Se'n diu vent aparent, ja que és el que nota el mariner sobre el vaixell en moviment. Es diferencia en magnitud i direcció del 'vent real' que és el que percep un observador estacionari. En terminologia nàutica, les propietats del vent aparent s'expressen normalment per la seva velocitat en nusos i el seu angle relatiu a la crugia en graus.^[1]

El vent relatiu en un vaixell és generat per la velocitat de desplaçament del mateix. És el resultat de la combinació d'un fenomen directament observable (la velocitat de l'embarcació a l'aigua) i un fenomen més difícil de mesurar: la velocitat real. A les zones de corrents forts o vents febles, aquest darrer component pot canviar significativament el vent aparent i s'ha de revisar periòdicament l'ajust de les veles respecte del rumb real ja que es pot veure afectat pels canvis graduals de la velocitat i la direcció del corrent.

Càlcul de la velocitat i de l'angle

Fórmula del vent aparent:^[2][3]

${\displaystyle A={\sqrt {W^{2}+V^{2}+2WV\cos {\alpha }}}}$

On:

• ${\displaystyle V}$ = velocidad (velocidad del barco sobre el fondo, siempre> 0)
• ${\displaystyle W}$ = velocidad real del viento (siempre> 0)
• ${\displaystyle \ alpha}$ = ángulo de ataque en grados (0 = en contra del viento, dirección del viento = 180)
• ${\displaystyle A}$ = velocidad del viento aparente (siempre> 0)

La fórmula anterior es deriva de la Llei dels cosinus i l'ús de${\displaystyle \cos(\alpha ')=\cos(180{\text{º}}-\alpha )=-\cos(\alpha )}$.

L'angle del vent aparent (${\displaystyle \beta }$) es pot deduir de la velocitat mesurada de l'embarcació i l'angle del vent utilitzant el cosinus invers en graus (${\displaystyle \arccos }$)

${\displaystyle \beta =\arccos \left({\frac {W\cos \alpha +V}{A}}\right)=\arccos \left({\frac {W\cos \alpha +V}{\sqrt {W^{2}+V^{2}+2WV\cos {\alpha }}}}\right)}$:

Si es coneixen la velocitat del vaixell i el vent aparent (la velocitat i l'angle), (pe: mesurats amb un penell/anemòmetre), la velocitat i direcció del vent real es poden calcular amb:

${\displaystyle W={\sqrt {A^{2}+V^{2}-2AV\cos {\beta }}}}$

${\displaystyle \alpha =\arccos \left({\frac {A\cos \beta -V}{W}}\right)=\arccos \left({\frac {A\cos \beta -V}{\sqrt {A^{2}+V^{2}-2AV\cos {\beta }}}}\right)}$

Vent aparent en aviació

Diagrama del vent aparent

Un avió per mantenir-se a l'aire ha d'assolir una velocitat mínima que es determina per les característiques aerodinàmiques.

Per aconseguir aquesta velocitat en l'enlairament als aeroports, els pilots i controladors aeris intenten, en la mesura del possible, posicionar l'aeronau contra el vent. El vent aparent percebut per l'aparell, és a dir la seva velocitat a l'aire, serà determinada llavors per la suma de la velocitat de l'aparell respecte al terra (vent generat frontal), més el vent veritable. L'aterratge contra el vent permet augmentar la resistència quan la velocitat respecte del terra disminueix.

Un portaavions, en el moment de l'enlairament dels seus avions, es posa proa al vent i navega a la màxima velocitat (els portaavions estan dissenyats per assolir velocitats de fins a 35 nusos per a aquest fi). El vent aparent que percep l'avió és llavors la suma del vent creat per la seva velocitat sobre la coberta, més la velocitat del vaixell, més la velocitat del vent real.

En aviació al vent aparent se li diu vent relatiu.

• Un avió estàndard per enlairar-se ha d'assolir els 200 km/h;
• La velocitat màxima d'un portaavions és de 50 km/h;
• Amb un vent de front que bufa a 20 km/h, l'avió pot enlairar-se tan aviat com arriba als 130 kmh.