حركة مركب شراعي في مواجهة الريح. كيف تتمكن المراكب الشراعية من الإبحار عكس الريح؟ الريح الحقيقية والراية في اليخوت

نواصل سلسلة المنشورات التي أعدتها مدونة العلوم التفاعلية "سأشرح في دقيقتين". تتحدث المدونة عن أشياء بسيطة ومعقدة تحيط بنا كل يوم ولا تثير أي أسئلة بالضبط طالما أننا لا نفكر فيها. على سبيل المثال ، هناك يمكنك معرفة كيف لا تفوت سفن الفضاء ولا تصطدم بمحطة الفضاء الدولية عند الرسو.

1. من المستحيل الإبحار بدقة عكس الريح تحت الشراع. ومع ذلك ، إذا كانت الرياح تهب من الأمام ، ولكن بزاوية طفيفة ، فمن المحتمل أن اليخت يتحرك. في مثل هذه الحالات ، يقال إن السفينة تسير في مسار حاد.

2. يأتي دفع الشراع من عاملين. أولا ، الريح تضغط ببساطة على الأشرعة. ثانيًا ، الأشرعة المائلة المثبتة على معظم اليخوت الحديثة ، عندما تتدفق مع الهواء ، تعمل مثل جناح الطائرة ، وتخلق "مصعدًا" ، فقط يتم توجيهها ليس للأعلى ، بل للأمام. بسبب الديناميكيات الهوائية ، يتحرك الهواء على الجانب المحدب من الشراع أسرع منه في الجانب المقعر ، ويكون الضغط على الجزء الخارجي من الشراع أقل منه في الداخل.

3. القوة الكلية الناتجة عن الشراع متعامدة مع الشراع. وفقًا لقاعدة إضافة المتجه ، من الممكن التمييز بين قوة الانجراف (السهم الأحمر) وقوة الدفع (السهم الأخضر) فيه.

4. في الدورات الحادة ، تكون قوة الانجراف كبيرة ، لكنها تقابلها شكل الهيكل والعارضة والدفة: لا يمكن لليخت أن يتحرك جانبًا بسبب مقاومة الماء. من ناحية أخرى ، تنزلق بسهولة للأمام حتى مع انخفاض الجر.

5. لمقاومة الريح بشكل صارم ، يقوم اليخت بمناورات: يتجه إلى الريح مع أحد الجانبين أو الآخر ، ويتحرك للأمام في قطاعات - مسامير. كم يجب أن يكون المسار وبأي زاوية لتذهب الريح أسئلة مهمة في تكتيكات القائد.

6. هناك خمسة مسارات رئيسية للسفينة بالنسبة للرياح. بفضل بيتر الأول ، ترسخت المصطلحات البحرية الهولندية في روسيا.

7. ليفينتيك- تهب الرياح مباشرة في مقدمة السفينة. لا يمكنك الإبحار في مثل هذا المسار تحت الإبحار ، ولكن يتم استخدام الاتجاه نحو الريح لإيقاف اليخت.

8. الريح- مسار حاد جدا. عندما تبحر بشكل جانبي ، تهب الرياح في وجهك ، لذلك يبدو أن اليخت يتطور بسرعة عالية جدًا. في الحقيقة ، هذا الشعور مخادع.

9. جلف ويند- تهب الرياح بشكل عمودي على اتجاه السفر.

10. باكستاج- تهب الرياح من المؤخرة ومن الجانب. هذه هي أسرع دورة. يمكن لقوارب السباق السريعة التي تعمل في الخلف أن تتسارع إلى سرعات تزيد عن سرعة الرياح بسبب قوة الرفع للشراع.

11. فوردويند- نفس الرياح الخلفية تهب من المؤخرة. خلافًا للتوقعات ، ليس المسار الأسرع: لا يتم استخدام رفع الشراع هنا ، ولا يتجاوز حد السرعة النظري سرعة الرياح. يمكن للقائد المتمرس أن يتنبأ بالتيارات الهوائية غير المرئية بنفس الطريقة التي يستطيع بها طيار الطائرة التنبؤ بالتيارات الصاعدة والهبوط.

يمكنك عرض نسخة تفاعلية من الرسم التخطيطي في مدونة "سأشرح في دقيقتين".

من الصعب أن نتخيل كيف يمكن للسفن الشراعية أن تسير "عكس اتجاه الريح" - أو ، على حد تعبير البحارة ، "انحرفت". صحيح أن البحار سيخبرك أنه لا يمكنك مواجهة الريح مباشرة تحت الأشرعة ، لكن لا يمكنك التحرك إلا بزاوية حادة مع اتجاه الريح. لكن هذه الزاوية صغيرة - حوالي ربع الزاوية القائمة - ويبدو ، ربما ، غير مفهوم أيضًا: سواء السباحة مباشرة عكس الريح أو بزاوية 22 درجة.

في الواقع ، هذا ليس غير مبال ، وسنشرح الآن كيف يمكن لقوة الريح أن تتجه نحوها بزاوية طفيفة. أولاً ، ضع في اعتبارك كيفية تأثير الرياح على الشراع بشكل عام ، أي أين تدفع الشراع عندما ينفخ عليه. ربما تعتقد أن الرياح تدفع الشراع دائمًا في اتجاه هبوبه. لكن الأمر ليس كذلك: فأينما تهب الرياح ، تدفع الشراع بشكل عمودي على مستوى الشراع. في الواقع: دع الرياح تهب في الاتجاه المشار إليه بواسطة الأسهم في الشكل أدناه ؛ خط ABيدل على شراع.

نظرًا لأن الرياح تضغط بالتساوي على كامل سطح الشراع ، فإننا نستبدل ضغط الرياح بالقوة R المطبقة على منتصف الشراع. نحلل هذه القوة إلى قسمين: القوة سعمودي على الشراع ، والقوة P موجهة على طوله (انظر الشكل أعلاه ، إلى اليمين). القوة الأخيرة تدفع الشراع إلى أي مكان ، لأن احتكاك الريح باللوحة لا يكاد يذكر. لا يزال قويا سيدفع الشراع بزوايا قائمة عليه.

بمعرفة ذلك ، يمكننا أن نفهم بسهولة كيف يمكن للسفينة الشراعية أن تتحرك بزاوية حادة تجاه الريح. دع الخط مراقبة الجودةيصور خط عارضة السفينة.

تهب الرياح بزاوية حادة لهذا الخط في الاتجاه الذي يشير إليه صف الأسهم. خط ABيصور شراعًا يتم وضعها بحيث تقسم مستواها الزاوية بين اتجاه العارضة واتجاه الريح. اتبع تحلل القوى في الشكل. نحن نمثل ضغط الريح على الشراع بالقوة سالذي نعلم أنه يجب أن يكون عموديًا على الشراع. سنحلل هذه القوة إلى قسمين: القوة صعمودي على العارضة والقوة سإلى الأمام على طول خط عارضة السفينة. منذ تحرك السفينة في الاتجاه صيفي بمقاومة قوية للماء (انحدار السفن الشراعيةيصبح عميقًا جدًا) ، ثم القوة صمتوازنة بالكامل تقريبًا بواسطة مقاومة الماء. فقط القوة تبقى سوالتي ، كما ترى ، موجهة للأمام ، وبالتالي ، تحرك السفينة بزاوية ، كما لو كانت باتجاه الريح. [يمكن إثبات أن القوة سيكون أعظم عندما يقسم مستوى الشراع الزاوية بين العارضة واتجاه الريح إلى النصف.].عادة ، يتم تنفيذ هذه الحركة في شكل متعرج ، كما هو موضح في الشكل أدناه. في لغة البحارة ، تسمى هذه الحركة للسفينة "التزحلق" بالمعنى الضيق للكلمة.

القوة الدافعة للرياح

نشر موقع ناسا على الإنترنت مواد مثيرة للاهتمام للغاية حول العوامل المختلفة التي تؤثر على تشكيل المصعد بواسطة جناح الطائرة. هناك أيضًا نماذج رسومية تفاعلية تُظهر أنه يمكن أيضًا إنشاء الرفع بواسطة جناح متماثل بسبب انحراف التدفق.

الشراع ، بزاوية مع تدفق الهواء ، يحرفه (الشكل 1 د). من خلال الجانب "العلوي" المتجه للريح من الشراع ، يسافر تدفق الهواء في مسار أطول ، ووفقًا لمبدأ استمرارية التدفق ، فإنه يتحرك أسرع من اتجاه اتجاه الريح والجانب "السفلي". والنتيجة هي ضغط أقل على الجانب المواجه للريح من الشراع مقارنة بالجانب المقابل للريح.

عند الإبحار في اتجاه الريح الأمامي مع ضبط الشراع بشكل عمودي على اتجاه الريح ، يكون معدل الزيادة في ضغط اتجاه الريح أكبر من معدل انخفاض الضغط على الجانب المواجه للريح ، أي أن الرياح تدفع اليخت أكثر منه تسحب. عندما يصبح القارب أكثر حدة في اتجاه الريح ، ستتغير هذه النسبة. وبالتالي ، إذا كانت الرياح تهب بشكل عمودي على مسار اليخت ، فإن زيادة الضغط على الشراع من جانب الريح يكون لها تأثير أقل على السرعة من انخفاض الضغط من جانب الريح. بمعنى آخر ، الشراع يسحب اليخت أكثر مما يدفع.

تعود حركة اليخت إلى حقيقة أن الرياح تتفاعل مع الشراع. يؤدي تحليل هذا التفاعل إلى نتائج غير متوقعة للعديد من الوافدين الجدد. اتضح أن السرعة القصوى لا تتحقق عندما تهب الرياح من الخلف تمامًا ، ولكن الرغبة في "ريح خلفية" تحمل معنى غير متوقع تمامًا.

كل من الشراع والعارضة ، عند التفاعل مع تدفق الهواء أو الماء ، على التوالي ، يخلقان مصعدًا ، وبالتالي ، يمكن تطبيق نظرية الجناح لتحسين أدائهم.

القوة الدافعة للرياح

يحتوي تدفق الهواء على طاقة حركية ، وبالتفاعل مع الأشرعة ، يمكنه دفع اليخت. يوصف قانون برنولي تشغيل كل من الأشرعة وجناح الطائرة ، حيث تؤدي زيادة سرعة التدفق إلى انخفاض الضغط. عند التحرك في الهواء ، يقسم الجناح التدفق. جزء منه يلتف حول الجناح من الأعلى ، وجزء من الأسفل. تم تصميم جناح الطائرة بحيث يكون تدفق الهواء فوق الجزء العلوي من الجناح أسرع من التدفق أسفل الجزء السفلي من الجناح. والنتيجة هي ضغط أقل بكثير فوق الجناح عن الأسفل. الفرق في الضغط هو رفع الجناح (الشكل 1 أ). نظرًا لشكله المعقد ، يمكن للجناح أن يولد قوة رفع حتى عندما يقطع تيارًا يتحرك بالتوازي مع مستوى الجناح.

لا يمكن للشراع تحريك اليخت إلا إذا كان بزاوية معينة من التيار ويؤدي إلى انحرافه. لا تزال مسألة مقدار المصعد المرتبط بتأثير برنولي ومقدار نتيجة انحراف التدفق مثيرة للجدل. وفقًا لنظرية الجناح الكلاسيكية ، ينشأ الرفع فقط من الاختلاف في معدلات التدفق فوق وتحت الجناح غير المتماثل. في الوقت نفسه ، من المعروف جيدًا أن الجناح المتماثل قادر أيضًا على إنشاء مصعد إذا تم تثبيته بزاوية معينة للتدفق (الشكل 1 ب). في كلتا الحالتين ، تسمى الزاوية بين الخط الذي يربط بين النقاط الأمامية والخلفية للجناح واتجاه التدفق بزاوية الهجوم.

تزداد قوة الرفع مع زيادة زاوية الهجوم ، لكن هذه العلاقة تعمل فقط عند القيم الصغيرة لهذه الزاوية. بمجرد أن تتجاوز زاوية الهجوم مستوى حرجًا معينًا وينكسر التدفق ، تتشكل دوامات عديدة على السطح العلوي للجناح ، وتنخفض قوة الرفع بشكل حاد (الشكل 1 ج).

يعرف صيادو اليخوت أن الريح بعيدة كل البعد عن أسرع مسار. إذا كانت الرياح من نفس القوة تهب بزاوية 90 درجة على المسار ، فسوف يتحرك القارب بشكل أسرع. في مسار الريح ، تعتمد القوة التي تدفع بها الرياح ضد الشراع على سرعة اليخت. بأقصى قوة ، تضغط الرياح على شراع اليخت الثابت (الشكل 2 أ). مع زيادة السرعة ، ينخفض ​​الضغط على الشراع ويصبح عند أدنى حد عندما يصل اليخت إلى السرعة القصوى (الشكل 2 ب). دائمًا ما تكون السرعة القصوى في مسار الريح أقل من سرعة الرياح. هناك عدة أسباب لذلك: أولاً ، الاحتكاك ، في أي حركة ، يتم إنفاق جزء من الطاقة على التغلب على القوى المختلفة التي تعيق الحركة. لكن الشيء الرئيسي هو أن القوة التي تضغط بها الرياح على الشراع تتناسب مع مربع سرعة الرياح الظاهرة ، وسرعة الرياح الظاهرة على مسار الرياح الأمامية تساوي الفرق بين سرعة الرياح الحقيقية وسرعة اليخت. .

تتجه اليخوت الشراعية المتجهة إلى الريح الخليجية (90 درجة مئوية إلى الريح) فهي قادرة على التحرك أسرع من الريح. في إطار هذا المقال ، لن نناقش ميزات الريح الظاهرة ، نلاحظ فقط أنه في مسار الرياح الخليجية ، تكون القوة التي تضغط بها الرياح على الأشرعة أقل اعتمادًا على سرعة اليخت (الشكل 2 ج).

الاحتكاك هو العامل الرئيسي الذي يمنع زيادة السرعة. لذلك ، فإن المراكب الشراعية ذات المقاومة المحدودة للحركة قادرة على الوصول إلى سرعات أعلى بكثير من سرعة الرياح ، ولكن ليس في مسار الريح. على سبيل المثال ، يمكن للتزلج ، نظرًا لحقيقة أن الزلاجات تتمتع بمقاومة انزلاق ضئيلة ، أن تتسارع إلى سرعة 150 كم / ساعة بسرعة رياح تبلغ 50 كم / ساعة أو حتى أقل.

شرح فيزياء الإبحار: مقدمة

ردمك 1574091700 ، 9781574091700

أعتقد أن الكثير منا سيغتنم الفرصة للغوص في هاوية البحر في نوع من المركبات تحت الماء ، ولكن مع ذلك ، يفضل معظمنا رحلة بحريةعلى مركب شراعي. عندما لم تكن هناك طائرات أو قطارات ، لم يكن هناك سوى المراكب الشراعية. كان العالم بدونهم ، لم يصبح كذلك.

جلبت المراكب الشراعية ذات الأشرعة المستقيمة الأوروبيين إلى أمريكا. جلبت أسطحهم المستقرة وحملهم الفسيحة الرجال والإمدادات لبناء العالم الجديد. ولكن حتى هذه السفن القديمة كانت لها حدودها. ساروا ببطء وعمليا في نفس اتجاه الريح. لقد تغير الكثير منذ ذلك الحين. اليوم يستخدمون مبادئ مختلفة تمامًا لإدارة طاقة الرياح والأمواج. لذلك إذا كنت ترغب في ركوب واحدة حديثة ، عليك أن تتعلم بعض الفيزياء.

الإبحار الحديث ليس فقط في اتجاه الريح ، إنه شيء يؤثر على الشراع ويجعله يطير مثل الجناح. وهذا "الشيء" غير المرئي يسمى الرفع ، والذي يسميه العلماء القوة الجانبية.

لا يمكن للمراقب اليقظ إلا أن يلاحظ أنه بغض النظر عن مكان هبوب الرياح ، يتحرك اليخت الشراعي دائمًا حيث يحتاجه القبطان - حتى عندما تكون الرياح في مواجهة مباشرة. ما سر هذا المزيج المذهل من العناد والطاعة.

لا يدرك الكثيرون حتى أن الشراع هو جناح ، ومبدأ تشغيل الجناح والشراع هو نفسه. يعتمد على قوة الرفع ، فقط إذا دفعت قوة الرفع لجناح الطائرة ، باستخدام الريح المعاكسة ، الطائرة لأعلى ، ثم يقوم الشراع الموجود عموديًا بتوجيه المراكب الشراعية للأمام. لشرح هذا علميًا ، عليك العودة إلى الأساسيات - كيف يعمل الشراع.

ألق نظرة على عملية المحاكاة التي توضح كيفية تأثير الهواء على مستوى طائرة الشراع. هنا يمكنك أن ترى أن تيارات الهواء المنحنية أسفل النموذج تنحني لتجاوز النموذج. في هذه الحالة ، يجب أن يتسارع التدفق قليلاً. نتيجة لذلك ، تظهر منطقة ضغط منخفض - وهذا يولد قوة رفع. الضغط المنخفض على الجانب السفلي يسحب الشراع لأسفل.

بمعنى آخر ، تحاول منطقة الضغط العالي التحرك نحو منطقة الضغط المنخفض ، مما يضغط على الشراع. ينشأ اختلاف في الضغط ، مما يولد قوة رفع. نظرًا لشكل الشراع ، تكون سرعة الرياح أقل على جانب الريح الداخلي منها على الجانب المواجه للريح. يتم تشكيل فراغ من الخارج. الشراع يمتص الهواء حرفيًا ، مما يدفع اليخت الشراعي للأمام.

في الواقع ، هذا المبدأ سهل الفهم ، ما عليك سوى إلقاء نظرة فاحصة على أي سفينة شراعية. الحيلة هنا هي أن الشراع ، بغض النظر عن مكانه ، ينقل طاقة الرياح إلى السفينة ، وحتى لو بدا مرئيًا أن الشراع يجب أن يبطئ اليخت ، فإن مركز تطبيق القوى يكون أقرب إلى قوس المراكب الشراعية ، وتوفر قوة الرياح حركة متعدية.

لكن هذه نظرية ، لكن من الناحية العملية كل شيء مختلف قليلاً. في الواقع ، لا يمكن لليخت الشراعي أن يسير عكس الريح - إنه يتحرك بزاوية معينة تجاهه ، ما يسمى بالمسامير.

يتحرك المراكب الشراعية بسبب توازن القوى. تعمل الأشرعة مثل الأجنحة. يتم توجيه معظم المصاعد التي يولدونها إلى الجانب ، وكمية صغيرة فقط إلى الأمام. إلا أن السر يكمن في هذه الظاهرة الرائعة فيما يسمى بالشراع "غير المرئي" والذي يقع تحت قاع اليخت. هذا هو العارضة أو في اللغة البحرية - اللوحة المركزية. ينتج عن رفع اللوح المركزي أيضًا المصعد ، والذي يتم توجيهه أيضًا بشكل أساسي إلى الجانب. العارضة تقاوم الكعب والقوة المعاكسة على الشراع.

بالإضافة إلى قوة الرفع ، هناك أيضًا لفة - وهي ظاهرة ضارة بالحركة الأمامية وخطيرة لطاقم السفينة. ولكن هذا هو السبب في وجود فريق على اليخت ليكون بمثابة توازن حي للقوانين الفيزيائية التي لا هوادة فيها.

في المراكب الشراعية الحديثة ، يعمل كل من العارضة والشراع معًا لتوجيه المراكب الشراعية إلى الأمام. ولكن كما سيؤكد أي بحار مبتدئ في الممارسة العملية ، فإن كل شيء أكثر تعقيدًا مما هو عليه من الناحية النظرية. يعرف البحار المتمرس أنه حتى أدنى تغيير في منحنى الشراع يجعل من الممكن الحصول على مزيد من الرفع والتحكم في اتجاهه. من خلال تغيير انحناء الشراع ، يتحكم البحار الماهر في حجم وموضع منطقة إنتاج الرفع. يمكن أن يؤدي الانحناء العميق إلى الأمام إلى إنشاء منطقة ضغط كبيرة ، ولكن إذا كان الانحناء كبيرًا جدًا أو كانت الحافة الأمامية شديدة الانحدار ، فلن تتبع جزيئات الهواء حولها الانحناء. بعبارة أخرى ، إذا كان للجسم زوايا حادة ، فإن جزيئات التدفق لا تستطيع أن تقوم بدورها - إن اندفاع الحركة قوي للغاية ، وتسمى هذه الظاهرة "التدفق المنفصل". نتيجة هذا التأثير هو أن الشراع "يتقشر" ، ويفقد الريح.

وهنا عدد قليل نصيحة عمليةاستخدام طاقة الرياح. مسار الرياح المعاكسة الأمثل (سباق الرياح الجانبية). يسميها البحارة "الإبحار عكس الريح". الرياح بينانت ، التي تبلغ سرعتها 17 عقدة ، أسرع بشكل ملحوظ من الرياح الحقيقية ، مما يخلق نظامًا موجيًا. الفرق في اتجاهاتهم هو 12 درجة. الاتجاه إلى الريح الظاهرة - 33 درجة ، إلى الريح الحقيقية - 45 درجة.

الرياح التي في الجزء الجنوبي المحيط الهادئتهب غربا. هذا هو السبب في أن طريقنا تم تصميمه على هذا النحو يخت شراعي"جولييت" تتحرك من الشرق إلى الغرب ، أي أن الرياح تهب في الخلف.

ومع ذلك ، إذا نظرت إلى طريقنا ، ستلاحظ أنه في كثير من الأحيان ، على سبيل المثال ، عند الانتقال من الجنوب إلى الشمال من ساموا إلى توكيلاو ، كان علينا التحرك بشكل عمودي مع الريح. وأحيانًا يتغير اتجاه الريح تمامًا واضطررت إلى السير عكس اتجاه الريح.

طريق جولييت

ماذا تفعل في هذه الحالة؟

لطالما تمكنت السفن الشراعية من الإبحار عكس الريح. كتب ياكوف بيرلمان الكلاسيكي عن هذا لفترة طويلة وببساطة في كتابه الثاني من دورة الفيزياء الترفيهية. أقتبس هذه القطعة هنا حرفيًا بالصور.

"الإبحار عكس الريح

من الصعب أن نتخيل كيف يمكن للسفن الشراعية أن تسير "عكس اتجاه الريح" - أو ، على حد تعبير البحارة ، "انحرفت". صحيح أن البحار سيخبرك أنه لا يمكنك مواجهة الريح مباشرة تحت الأشرعة ، لكن لا يمكنك التحرك إلا بزاوية حادة مع اتجاه الريح. لكن هذه الزاوية صغيرة - حوالي ربع الزاوية القائمة - ويبدو ، ربما ، غير مفهوم أيضًا: سواء السباحة مباشرة عكس الريح أو بزاوية 22 درجة.

في الواقع ، هذا ليس غير مبال ، وسنشرح الآن كيف يمكن لقوة الريح أن تتجه نحوها بزاوية طفيفة. أولاً ، ضع في اعتبارك كيفية تأثير الرياح على الشراع بشكل عام ، أي أين تدفع الشراع عندما ينفخ عليه. ربما تعتقد أن الرياح تدفع الشراع دائمًا في اتجاه هبوبه. لكن الأمر ليس كذلك: فأينما تهب الرياح ، تدفع الشراع بشكل عمودي على مستوى الشراع. في الواقع: دع الرياح تهب في الاتجاه المشار إليه بواسطة الأسهم في الشكل أدناه ؛ يمثل الخط AB الشراع.

تدفع الرياح دائمًا الشراع بزوايا قائمة على مستواه.

نظرًا لأن الرياح تضغط بالتساوي على كامل سطح الشراع ، فإننا نستبدل ضغط الرياح بالقوة R المطبقة على منتصف الشراع. نحلل هذه القوة إلى قسمين: القوة Q ، العمودية على الشراع ، والقوة P ، الموجهة على طولها (انظر الشكل أعلاه ، على اليمين). القوة الأخيرة تدفع الشراع إلى أي مكان ، لأن احتكاك الريح باللوحة لا يكاد يذكر. تبقى القوة Q ، والتي تدفع الشراع بزوايا قائمة عليه.

بمعرفة ذلك ، يمكننا أن نفهم بسهولة كيف يمكن للسفينة الشراعية أن تتحرك بزاوية حادة تجاه الريح. دع خط KK يمثل خط عارضة السفينة.

كيف يمكنك أن تبحر عكس الريح.

تهب الرياح بزاوية حادة لهذا الخط في الاتجاه الذي يشير إليه صف الأسهم. يمثل الخط AB الشراع ؛ يتم وضعها بحيث تقسم مستواها الزاوية بين اتجاه العارضة واتجاه الريح. اتبع تحلل القوى في الشكل. نحن نمثل ضغط الرياح على الشراع بالقوة Q ، والتي ، كما نعلم ، يجب أن تكون عمودية على الشراع. نحلل هذه القوة إلى قسمين: القوة R ، العمودية على العارضة ، والقوة S الموجهة للأمام ، على طول خط عارضة السفينة. نظرًا لأن حركة السفينة في اتجاه R تواجه مقاومة قوية للماء (تصبح العارضة في السفن الشراعية عميقة جدًا) ، فإن قوة R متوازنة تمامًا تقريبًا بواسطة مقاومة الماء. هناك قوة واحدة فقط S ، والتي ، كما ترى ، موجهة للأمام ، وبالتالي ، تحرك السفينة بزاوية ، كما لو كانت في اتجاه الريح. [يمكن إظهار القوة S على أنها أكبر عندما يقسم مستوى الشراع الزاوية بين العارضة واتجاه الرياح إلى النصف.]. عادة ، يتم تنفيذ هذه الحركة في شكل متعرج ، كما هو موضح في الشكل أدناه. في لغة البحارة ، تسمى هذه الحركة للسفينة "التوغل" بالمعنى الضيق للكلمة ".

دعنا الآن نفكر في جميع اتجاهات الرياح المحتملة المتعلقة بمسار القارب.

رسم تخطيطي لمسار السفينة بالنسبة للرياح ، أي الزاوية بين اتجاه الريح والمتجه من المؤخرة إلى القوس (الاتجاه).

عندما تهب الرياح في الوجه (leventik) ، تتدلى الأشرعة من جانب إلى آخر ومن المستحيل التحرك مع الشراع. بالطبع ، يمكنك دائمًا خفض الأشرعة وتشغيل المحرك ، لكن هذا لا علاقة له بالإبحار.

عندما تهب الرياح من الخلف (الريح الأمامية ، الرياح الخلفية) ، تضغط جزيئات الهواء المشتتة على الشراع من جانب واحد ويتحرك القارب. في هذه الحالة ، لا يمكن للسفينة أن تتحرك إلا بسرعة أبطأ من سرعة الرياح. تشبيه ركوب الدراجات في مهب الريح يعمل هنا - تهب الرياح في الخلف ومن السهل أن تقوم بالدواسة.

عند التحرك عكس اتجاه الريح (اتجاه الريح) ، لا يتحرك الشراع بسبب ضغط جزيئات الهواء على الشراع من الخلف ، كما في حالة الرياح الأمامية ، ولكن بسبب الرفع الناتج عن اختلاف سرعات الهواء عن كليهما. الجانبين على طول الشراع. في الوقت نفسه ، بسبب العارضة ، لا يتحرك القارب في الاتجاه العمودي على مسار القارب ، بل يتحرك للأمام فقط. أي أن الشراع في هذه الحالة ليس مظلة ، كما في حالة الجر الجانبي ، ولكنه جناح طائرة.

خلال معابرنا ، مشينا بشكل أساسي في الركائز الخلفية ورياح الخليج بسرعة متوسطة 7-8 عقدة مع سرعة رياح 15 عقدة. أحيانًا كنا نسير عكس الريح ، الرياح الخليجية والرياح البايديوية. وعندما خمدت الريح ، قاموا بتشغيل المحرك.

بشكل عام ، القارب ذو الشراع المعاكس للريح ليس معجزة ، ولكنه حقيقة واقعة.

الشيء الأكثر إثارة للاهتمام هو أن القوارب لا يمكنها المشي عكس الريح فحسب ، بل حتى أسرع من الريح. يحدث هذا عندما يتراجع القارب ، ويخلق "رياحه الخاصة".