Как парусный корабль идет против ветра и не останавливается
Наверняка каждый слышал пожелание «попутного ветра». Однако мало кто знает, что этот самый «попутный ветер» — отнюдь не самый быстрый для парусника. Но еще больше удивляет другой факт: парусные суда умудряются ходить против ветра. Как так? Неужели они просто стоят на якоре и ждут, пока ветер переменится? Или все-таки есть хитрость?
Паруса люди используют уже около 5,5 тысяч лет, и применяют их не только на воде. Сухопутные буера, ледовые яхты, дельтапланы — все они используют силу ветра.
В морском деле парус вместе с мачтами (рангоут) и тросами (такелаж) образует парусное вооружение. Паруса делят на косые и прямые, и разница между ними — в том, как они ловят ветер.
Прямые паруса — классика, знакомые по пиратским фильмам. Они хорошо работают при попутном ветре, но почти бесполезны, если ветер дует в борт или встречный.
Косые паруса — более универсальны, могут «ловить» ветер под острым углом, что позволяет двигаться даже против ветра.
Но как это возможно?
Оказывается, парус работает по тому же принципу, что и крыло самолета! Только если у авиации подъемная сила тянет судно вверх, то у парусника она толкает его вперед. Как это происходит?
Ветер обтекает парус, создавая разницу давления: с одной стороны воздух движется быстрее (давление падает), с другой — медленнее (давление выше).
Эта разница создает силу тяги, которая толкает корабль вперед.
Но есть и сила дрейфа — она пытается снести судно вбок. Чтобы компенсировать ее, корпус корабля делают узким и килеватым — он сопротивляется боковому сносу.
Но что, если ветер дует прямо в лоб?
Парусник не может идти строго против ветра. У каждого паруса есть мертвая зона — направление, откуда ветер дует прямо в лоб. В этой зоне парус просто обвисает, и корабль останавливается.
Но моряки нашли выход — лавировка. Это когда корабль движется зигзагами, постоянно меняя курс.
Большинство парусников не могут идти под углом меньше 45° к ветру. Поэтому они идут то влево, то вправо, постепенно приближаясь к цели.
Это похоже на лыжника, поднимающегося в гору серпантином. Дольше? Да. Но зато работает!
На самом деле, «попутный ветер» — не всегда самый быстрый. В парусном деле важнее курс судна относительно ветра. Их всего пять:
✔ Лавентик — ветер прямо в лоб. Двигаться невозможно, только тормозить.
✔ Фордевинд — тот самый «попутный». Но, как ни странно, не самый быстрый — из-за сопротивления воздуха.
✔ Галфвинд — ветер сбоку (90°). Хорош для скорости.
✔ Бейдевинд — ветер под острым углом (менее 90°). Именно на этом курсе идет лавировка.
✔ Бакштаг — ветер сзади и чуть сбоку. Идеальный для скорости!