見かけの風

見かけの風とは、移動する物体が受ける 風のことです。

見かけの風は、動いている観測者が感じる風であり、観測者に対する風の相対速度です。 ^[要出典]

見かけの風速は、向かい風の速度（静止した空気中で移動する物体が受ける速度）と真風の速度のベクトル和です。向かい風は物体の速度の逆数です。したがって、見かけの風速は、真風の速度から物体の速度を引いたベクトル和として定義することもできます。^[要出典]

セーリングにおいて、見かけの風とは、乱されていない空気中を移動する船舶（水上、陸上または氷上）に取り付けられた風速計（風向風速計）によって示される風速と風向のことです。見かけの風は、静止した風速計で観測される船舶と風の速度と方向を組み合わせたもの、つまり真風で構成されます。船首から来る真風は船舶の速度によって引き起こされる見かけの風を強め、船尾から来る真風は見かけの風を弱め、側面から来る真風は船舶と真風の速度と方向の組み合わせに応じて見かけの風の角度と速度が変わります。見かけの風は、船員にとって、風に対する帆の角度を設定し、帆走点で風がどれだけの力を生み出すかを予測するために重要です。見かけの風は、静止した観測者が経験する真風とは速度と方向が異なり、真風速（TWS）と真風向（TWD）、または船舶が静止している場合はその船舶に対するTWSと真風角（TWA）で構成されます。^[1]航海用語 では、見かけの風はノットと度で測定されます。

高精度が求められる場合、マストヘッド風速計の測定値を実際の風に変換する際には、次のようないくつかの追加要因が関係してくることに留意してください。^{[2] [3] [4]}

• 風下(動力船の場合は漂流) - 水流や風による横滑り (風下) などの要因により、船舶が向いている方向は実際の移動方向と正確に一致しないことがよくあります。見かけの風向を実際の風向に変換する場合は、これを修正する必要があります。船舶が進路を変更する場合も、同じ影響が見られます。
• マストのねじれ - 特にリグにランナーがある場合は、索具の荷重によってマストにかなりのねじれが生じることが多く、マストはその長さに沿ってねじれます。
• マストの回転 - 多くのレース用多胴船には回転可能なマストが備わっているため、風速計の読み取り値はマストの回転角度によって補正する必要があります。
• ヒール角度 - これは単純な三角法による補正です
• 帆からの吹き上げ - マスト上部の空気の流れは、帆の存在によって歪められます。この影響は、その時の帆の設定、風速、帆走地点によって異なりますが、実際の風の角度が左舷から右舷タックに変化し、実際の風速が風向から風速に変化することでわかります。
• 船の動き - マストヘッドが船の動きの中心から非常に離れているため、船が動いているとき、特に縦揺れや横揺れのときには、風向計と風速計カップの両方に慣性の影響が大きくなる可能性があります。
• 風のせん断 - 特に不安定で風が弱い状況では、水面とマストの上部の間で風速と風向が大きく変化することがあります。風速計はマストの先端の状態を測定するだけであり、必ずしもすべての高さで同じとは限りません。

流れがある場合、真風は船底を漂う船上で測定される風、海底に対する風は地上風または地理風とみなされます。^[要出典]

船上の見かけの風は、マストヘッドのトランス デューサーで計測された速度としてよく引用されます。トランスデューサーには風速計と風向計が付いており、船の進行方向に対する風速をノットで、風向を度で測定します。現代の計測機器では、見かけの風と船の速度と方向を入力すると、真の風速を計算できます。^[要出典]

ヨットレース、特にスピードセーリングでは、見かけの風は、ヨットが効果的に航行できる帆のポイントを決定する重要な要素です。卓越風に対して速度を上げて航行する船は、帆を減少させ、速度を増加させる風に遭遇します。最終的には、極端に低い角度での帆の抗力の増加と効率の低下により、加速力が失われます。これが、風力で駆動される船や車両の速度の主な制限となります。^[要出典]

ウィンドサーファーや特定の種類のボートは、実際の風よりも速く航行することができます。これには、高速の多胴船や一部の滑走単胴船が含まれます。 氷上セーラーや陸上セーラーも、抵抗や摩擦が比較的少ないため、通常はこのカテゴリに分類されます。 ^{[引用が必要]}

アメリカズカップで使用されているAC72フォイル双胴船は、この現象の一例です。この船は、周囲の風速の2倍もの速度で水上を航行します。この影響により、「風下」航行時に見かけの風向が劇的に変化します。これらの船では前進速度が非常に速いため、見かけの風は常に前方に向いており、翼帆に対して2度から4度の角度で変化します。つまり、AC72は、通常の45度の風上角よりも大きな角度、通常は50度から70度ですが、実質的に風下に向かって進んでいることになります。^[5]

固定翼航空機では、見かけの風は機内で経験されるものであり、離着陸に必要な速度を決定します。 航空母艦は通常、見かけの風を増やして必要な離陸速度を下げるために、最大速度で風上に向かって航行します。陸上の空港交通や、ほとんどの中型および大型航空機は、同じ理由で、風上を向いて離着陸するのが一般的です。^{[引用が必要]}

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

どこ：

• ${\displaystyle V}$= 速度（ボートの地上速度、常に ≥ 0）
• ${\displaystyle W}$= 真の風速（常に ≥ 0）
• ${\displaystyle \alpha }$= 真の指向角度（度）（0 = 風上、180 = 風下）
• ${\displaystyle A}$= 見かけの風速（常に ≥ 0）

上記の式は余弦定理と を使用して導き出されます。 ${\displaystyle \cos(\alpha ')=\cos(180^{\circ }-\alpha )=-\cos(\alpha )}$

見かけの風の角度（）は、船と風の測定速度から逆余弦（） を使用して計算できます。${\displaystyle \beta }$${\displaystyle \arccos }$

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

たとえば測定によって船の速度と見かけの風の速度と角度がわかっている場合は、実際の風速と風向は次のように計算できます。

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

そして

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

注:象限の曖昧さのため、この式は見かけの風が右舷方向 (0° < β < 180°) から来ている場合にのみ有効です。見かけの風が左舷方向 (180° < β < 360° または 0° > β > -180°) の場合、真の指向角 ( α ) は反対の符号を持ちます。 ${\displaystyle \alpha }$

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

• http://www.csgnetwork.com/twscorcalc.html
• https://www.tecepe.com.br/nav/inav_c11.htm。