Яхтодинамика

(опубликовано в апрельском номере журнала «Сайнтифик Яхтинг Ворлд» за 2012 год)

Посвящается славному капитану яхты «Персей» Сергею Потапкину


Значительным прорывом в объяснении поведения яхт стала, разработанная украинскими специалистами,  яхтодинамика. В этой теории, наряду с хорошо изученными фактами, недавно были обнаружены новые феномены.

Рассмотрим трехмерный цилиндр – декартово произведение (земной) сферы на ось времени. Тогда положение каждой яхты может быть описано точкой на этом цилиндре – ее географическими координатами и моментом времени. В результате возникает трехмерное фазовое пространство и динамическая система на нем, интегральными кривыми которой являются соответствующие мировые линии яхт.

Можно сразу заметить, что в некоторых временных сечениях цилиндра, линии образуют густые пучки (зимняя стоянка в маринах), которые в дальнейшем (незначительно) расходятся, снова возвращаясь в пучки.
Временами образуются узлы (или клубки) из сотен линий, распутывающиеся после прохождения определенного интервала времени (гонки).
Некоторые линии являются образующими цилиндра (стоянка в Мармарисе или в заливе Фетхие в Турции), так называемые болотные траектории. Иногда эти траектории обрываются.
Хорошо изучены специалистами также обмотки цилиндра (кругосветные путешествия) и хаотическая динамика (типа пути тримарана «Гольфстрим»).

Наиболее не изученным случаем современной яхтодинамики являются так называемые странные аттракторы, когда одна мировая линия оказывается захваченной другой, с хаотической динамикой, и некоторое время они проходят вблизи друг друга. Несмотря на настойчивые попытки специалистов объяснить это явление, до сих пор удовлетворительная теория странных аттракторов не разработана. По-видимому, это объясняется наличием некоторых экзогенных факторов, ускользающих от понимания ученых.
Характерной особенностью этого явления является также странное поведение одной из мировых линий после расхождения. Она внезапно может прекратить хаотическую динамику и перейти в одно из устойчивых состояний ---- или в болотную траекторию или в периодическую обмотку цилиндра.

Теория странных аттракторов возникла совсем недавно, благодаря обнаруженным экспериментальным фактам такого удивительного поведения некоторых траекторий яхтодинамической системы. Эти эффекты впервые были отмечены недавним летом в персеидах (радиант из Персея)— этого ежегодного захватывающего зрелища на нашем парусном небосводе, которое лучше всего наблюдается в южных широтах Турции.
Классическая теория, которая до этого рассматривала лишь вполне интегрируемый случай гладкого поведения с последующим расхождением траекторий, продолжающих независимую динамику, не дает пока объяснения этому интригующему экспериментальному факту.

Мармарис, Турция, 2011 год