1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Фізика
  3. Чому вітрильник може плисти проти вітру?

Чому вітрильник може плисти проти вітру?

Пересування парусної яхти за вітром фактично визначається простою тиском вітру на її вітрило, який штовхає судно вперед. Однак, як показали дослідження в аеродинамічній трубі, подорож під вітрилом проти вітру піддає вітрило впливі більш складного набору сил.

Коли набегающий повітря обтікає увігнуту задню поверхню вітрила, швидкість повітря зменшується, в той час як при обтіканні опуклою передньою поверхні вітрила ця швидкість зростає. У результаті на задній поверхні вітрила утворюється область підвищеного тиску, а на передній – зниженого. Різниця тисків на двох сторонах вітрила створює тягнучу (штовхальну) силу, яка переміщує яхту вперед під кутом до вітру.

Парусна яхта, розташована приблизно під прямим кутом до вітру (по морській термінології – яхта йде галсом), швидко рухається вперед. Парус піддається впливу тянущей і бічний сил. Якщо вітрильна яхта йде під гострим кутом до вітру, її швидкість сповільнюється через зменшення тянущей сили і збільшення бічний. Чим сильніше вітрило повернутий до кормі, тим повільніше яхта рухається вперед, зокрема через велику бічної сили.

Лавірування назустріч вітру

Парусна яхта не може плисти прямо проти вітру, однак може просуватися вперед, здійснюючи серію зигзагоподібних коротких переміщень під кутом до вітру, що називаються галсами. Якщо вітер дме в лівий борт (1), кажуть, що яхта йде лівим галсом, якщо в правий борт (2) – правим галсом. Для того щоб швидше пройти дистанцію, яхтсмен намагається збільшувати до межі швидкість яхти, регулюючи положення її вітрила, як це показано на малюнку зліва внизу. Для мінімізації відхилення в бік від прямої лінії, яхта пересувається, змінюючи курс з правого галсу на лівий і навпаки. Коли яхта змінює курс, вітрило перекидається на інший борт, і при збігу його площини з лінією вітру якийсь час полощеться, тобто знаходиться в бездіяльності (середній малюнок під текстом). Яхта потрапляє в так звану мертву зону, втрачаючи швидкість до тих пір, поки вітер знову на надує вітрило з протилежного боку.

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Плоске дзеркало