- Головна
- Техніка
- Технології
- Як працює парус
Як працює парус

Яким чином рухається вітрильне судно? Очевидно, що причиною руху є тиск вітру на вітрило. Але, що дивно, вітрильне судно може рухатися не тільки в ту сторону, куди дме вітер, але і в протилежну (ну, майже в протилежну, під гострим кутом, змінюючи галси, але тим не менш переміщаючись проти руху вітру). Які ж фізичні принципи руху судна проти вітру?
Розглянемо сили, що діють на яхту, що йде під вітрилом під гострим кутом до вітру. Сила, діюча на вітрила, може бути розкладена на силу, яка викликає крен та знесення яхти під вітер, — силу дрейфу і силу тяги (див. рис). Подивимося, як визначається повна сила тиску вітру на вітрила і від чого залежать сили тяги і дрейфу.
Щоб уявити роботу вітрила на гострих курсах, зручно спочатку розглянути плоский вітрило , який відчуває тиск вітру під певним кутом атаки. У цьому випадку за вітрилом утворюються завихрення, на навітряної сторони його виникають сили тиску, на підвітряного — сили розрідження. Їх результуюча R спрямована приблизно перпендикулярно до площини вітрила. Для правильного розуміння роботи вітрила її зручно представити у виді рівнодіючої двох складових сил: Х—спрямованої паралельно повітряному потоку (вітру) та Y—перпендикулярно йому.
Сила X, спрямована паралельно повітряному потоку, називається силою лобового опору; вона створюється, крім вітрила, ще й корпусом, такелажем, рангоутом і екіпажем яхти.
Сила Y, спрямована перпендикулярно повітряному потоку, називається в аеродинаміці підйомною силою. Вона на гострих курсах створює тягу в напрямку руху яхти.
Якщо при тому ж лобовому опорі вітрила Х підйомна сила збільшується, наприклад, до величини Y1, то, як показано на малюнку, рівнодійна підйомної сили та лобового опору зміниться на R і відповідно сила тяги Т збільшиться до Т1.
Залежність сил тяги і дрейфу від підйомної сили та лобового опору вітрила
З цього малюнка видно, що зі збільшенням лобового опору Х (при тій же підйомної силі) тяга Т зменшується.
Таким чином, є два шляхи збільшення сили тяги, а отже, і швидкості ходу на гострих курсах: збільшення підйомної сили вітрила і зменшення лобового опору вітрила і яхти.
У сучасному вітрильному спорті підйомну силу вітрила збільшують надаючи йому увігнуту форму з деякою «пузатостью»: розмір від щогли до найбільш глибокого місця «пуза» звичайно складає 0,3—0,4 ширини вітрила, а глибина «пуза»—близько 6-10% ширини. Підйомна сила такого вітрила на 20-25% більше, ніж абсолютно плоского майже при тому ж лобовому опорі. Правда, яхта з плоскими вітрилами йде трохи крутіше до вітру. Однак з «пузатими» вітрилами швидкість просування в лавировку більше завдяки більшій тязі. Зауважимо, що у пузатих вітрил збільшується не тільки тяга, а й сила дрейфу, а значить, крен і дрейф яхт з пузатими вітрилами більше, ніж з порівняно плоскими. Тому «пузатость» вітрила більше 6-7% при сильному вітрі невигідна, так як збільшення крену і дрейфу призводить до значного підвищення опору корпусу і зниження ефективності роботи вітрил, які «з’їдають» ефект збільшення тяги. При слабких вітрах краще тягнуть вітрила з «пузом» 9-10%, так як з-за малого загального тиску вітру на вітрило невеликий крен.