كيف تبحر عكس اتجاه الريح على متن يخت شراعي؟ فيزياء حركة اليخت الشراعي كيف يعمل الشراع ضد الريح.

"ريح عادلة!" - إنهم يرغبون في كل البحارة ، وهذا بلا جدوى: عندما تهب الرياح من المؤخرة ، لا يستطيع اليخت تطوير السرعة القصوى. وقد ساعد هذا المخطط فاديم زدان ، وهو ربان محترف ومتسابق ومنظم ومضيف لسباقات اليخوت. اقرأ التلميحات على الرسم التخطيطي لمعرفة ذلك.

2. دفع الشراع يرجع إلى عاملين. أولاً ، تضغط الرياح فقط على الأشرعة. ثانيًا ، الأشرعة المائلة المثبتة على معظم اليخوت الحديثة ، عندما تتدفق مع الهواء ، تعمل مثل جناح الطائرة ، ولا يتم توجيهها إلا للأمام وليس لأعلى. 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.

5. للإبحار بصرامة في مواجهة الريح ، مناورات اليخت: يتجه إلى الريح مع أحد الجانبين أو الآخر ، ويتحرك للأمام في أجزاء - مسامير. كم يجب أن يكون المسار وبأي زاوية لتذهب الريح أسئلة مهمة في تكتيكات القائد.

9. جلفويند- تهب الرياح بشكل عمودي على اتجاه السفر.

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. يعرف القائد المتمرس كيفية التنبؤ بالتيارات الهوائية غير المرئية بنفس الطريقة التي يتنبأ بها

حركة يخت شراعييتم تحديد اتجاه الريح من خلال ضغط الرياح البسيط على شراعها ، مما يدفع السفينة إلى الأمام. ومع ذلك ، فقد أظهرت دراسات أنفاق الرياح أن الإبحار عكس اتجاه الريح يعرض الشراع لمجموعة أكثر تعقيدًا من القوى.

عندما يتدفق الهواء القادم حول السطح الخلفي المقعر للشراع ، تقل سرعة الهواء ، بينما تزداد هذه السرعة عند التدفق حول السطح الأمامي المحدب للشراع. ونتيجة لذلك ، يتم تكوين منطقة ضغط متزايد على السطح الخلفي للشراع ومنطقة ضغط منخفض على السطح الأمامي. يخلق فرق الضغط على جانبي الشراع قوة سحب (دفع) تحرك اليخت للأمام بزاوية مع الريح.

يتحرك اليخت الشراعي ، الموجود تقريبًا بزوايا قائمة مع الريح (في المصطلحات البحرية ، يخت يتقدم) بسرعة إلى الأمام. الشراع يخضع لسحب وقوى جانبية. إذا كان يخت شراعي يبحر بزاوية حادة مع الريح ، فسوف تتباطأ سرعته بسبب انخفاض قوة السحب وزيادة القوة الجانبية. كلما زاد اتجاه الشراع نحو المؤخرة ، كان اليخت يتحرك للأمام بشكل أبطأ ، ولا سيما بسبب القوة الجانبية الكبيرة.

لا يمكن لليخت الشراعي الإبحار في اتجاه عكس اتجاه الريح ، ولكن يمكنه دفع نفسه إلى الأمام في سلسلة من الحركات المتعرجة القصيرة بزاوية مع الريح ، تسمى المسامير. إذا هبت الرياح إلى جانب المنفذ (1) ، يُقال إن اليخت يبحر على مسار الميناء ، إذا كان على الجانب الأيمن (2) - على الجانب الأيمن. من أجل قطع المسافة بشكل أسرع ، يحاول اليخت زيادة سرعة القارب إلى الحد الأقصى عن طريق ضبط موضع شراعه ، كما هو موضح في الشكل أدناه على اليسار. لتقليل الانحراف عن الخط المستقيم ، يتحرك اليخت ، ويغير مساره من الميمنة إلى الميناء والعكس صحيح. عندما يغير اليخت مساره ، يتم إلقاء الشراع إلى الجانب الآخر ، وعندما يتزامن طائرته مع خط الريح ، يندفع لبعض الوقت ، أي. غير نشط (الشكل الأوسط أسفل النص). يسقط اليخت في ما يسمى بالمنطقة الميتة ، ويفقد سرعته حتى تضخم الريح الشراع مرة أخرى من الجانب الآخر.

4.4 حركة الرياح على الشراع

يتأثر القارب الموجود تحت الشراع بوسائطين: تدفق الهواء الذي يعمل على الشراع وسطح القارب ، والماء الذي يعمل على الجزء الموجود تحت الماء من القارب.

بفضل شكل الشراع ، حتى في أكثر الرياح غير المواتية (الرياح الجانبية) ، يمكن للقارب أن يتحرك للأمام. الشراع يشبه الجناح ، أكبر انحراف له هو 1/3-1 / 4 من عرض الشراع من العلقة وله قيمة 8-10٪ من عرض الشراع (الشكل 44).

إذا التقت الريح بالاتجاه B (الشكل 45 ، أ) بشراع في طريقها ، فإنها تنحني حولها من كلا الجانبين. يتم ضغط جانب اتجاه الريح من الشراع أعلى (+) من اتجاه الريح (-). تشكل ناتج قوى الضغط قوة P موجهة عموديًا على مستوى الشراع أو الوتر الذي يمر عبر الذراع والعلقة ويتم تطبيقه على مركز شراع CP (الشكل 45 ، ب).

أرز. 44- ملف تعريف الشراع:
ب - عرض الشراع على طول الوتر

أرز. 45- القوات المؤثرة على شراع المركب وهيكله:
أ- تأثير الريح على الشراع. ب- تأثير الريح على الشراع والماء على بدن القارب

أرز. 46. ​​تصحيح وضع الشراع في اتجاهات مختلفة للرياح: أ - الريح. ب - جلف ويند. ج - الريح

تتحلل القوة P إلى قوة الدفع T ، الموجهة بالتوازي مع المستوى المركزي (DP) للقارب ، مما يجبر القارب على التحرك للأمام ، وقوة الانجراف D ، موجهة بشكل عمودي على DP ، مما يتسبب في انجراف القارب وتدحرجه .

تعتمد القوة P على سرعة واتجاه الرياح بالنسبة للشراع. الاكثر
لو
يعتمد تأثير الماء على القارب إلى حد كبير على ملامح الجزء الموجود تحت الماء.

على الرغم من حقيقة أنه في حالة الرياح الجانبية ، فإن قوة الانجراف D تتجاوز قوة الدفع T ، إلا أن القارب له ضربة أمامية. يتأثر هذا بالمقاومة الجانبية R 1 للجزء الموجود تحت الماء من الهيكل ، والتي تكون أكبر بعدة مرات من المقاومة الأمامية R.

أرز. 47- راية الرياح:
ب و - الريح الحقيقية. В Ш - الرياح من حركة القارب ؛ В В - الريح الظاهرة

القوة D ، على الرغم من معارضة الهيكل ، لا تزال تنفخ القارب بعيدًا عن خط المسار. تم تجميعها بواسطة DP واتجاه حركة قارب IP الحقيقية
وبالتالي ، يمكن الحصول على أكبر قوة دفع وأقل انجراف للقارب عن طريق اختيار الوضع الأكثر ملاءمة للطائرة المركزية للقارب وطائرة الشراع بالنسبة إلى الريح. ثبت أن الزاوية بين DP للقارب وطائرة الشراع يجب أن تكون مساوية للنصف
عند اختيار موضع الشراع بالنسبة للقارب والرياح ، فإن رئيس عمال القارب لا يسترشد بالرياح الحقيقية ، بل بالرياح الظاهرة (الظاهرة) ، والتي يتم تحديد اتجاهها بواسطة ناتج سرعة القارب و سرعة الرياح الحقيقية (الشكل 47).

الساطور ، الموجود أمام البصيرة ، يعمل كقطعة. يقلل تدفق الهواء بين ذراع الرافعة والشاطئ الأمامي الضغط على الجانب المواجه للريح من الشاطئ الأمامي وبالتالي يزيد من قوة السحب. يحدث هذا فقط بشرط أن تكون الزاوية بين ذراع الرافعة وزورق القارب أكبر قليلاً من الزاوية بين المقدمة والزورق (الشكل 48 ، أ).

قبل الغوص في أداء الشراع ، هناك نقطتان قصيرتان لكن مهمتان يجب مراعاتهما:
1. تحديد الرياح التي تؤثر على الأشرعة.
2. شرح المصطلحات البحرية المحددة المرتبطة بدورات الرياح.

الريح الحقيقية والراية في اليخوت.

الريح التي تعمل على سفينة متحركة وكل شيء عليها يختلف عن الذي يعمل على أي جسم ثابت.
الرياح نفسها ، كظاهرة جوية تهب نسبة إلى الأرض أو الماء ، نسميها الريح الحقيقية.
في اليخوت ، تسمى الرياح بالنسبة لليخت المتحرك بالرياح الظاهرة وهي مجموع الرياح الحقيقية وتدفق الهواء القادم الناجم عن حركة السفينة.
تهب الرياح المتعرجة دائمًا على القارب بزاوية أكثر حدة من الرياح الحقيقية.
سرعة الريح الظاهرةقد تكون أكثر (إذا كانت الرياح الحقيقية وجهاً لوجه أو جانبية) ، أو أقل من الحقيقية (إذا كانت من نفس الاتجاه).

الاتجاهات المتعلقة بالرياح.

في مهب الريحيعني من الجانب الذي تهب منه الريح.
تحت الريح- على الجانب الذي تهب فيه الرياح.
هذه المصطلحات ، بالإضافة إلى المشتقات منها ، مثل "windward" ، "leeward" ، تُستخدم على نطاق واسع جدًا ، وليس فقط في اليخوت.
عندما يتم تطبيق هذه الشروط على السفينة ، فمن المعتاد أيضًا التحدث عن جوانب الريح والرياح.
إذا هبت الرياح من الجانب الأيمن لليخت ، فسيتم استدعاء هذا الجانب عكس اتجاه الريح، الجهه اليسرى - المواجه للريحعلى التوالى.
Port and rightboard stick هما مصطلحان مرتبطان ارتباطًا مباشرًا بالمصطلحات السابقة: إذا هبت الرياح إلى الجانب الأيمن من السفينة ، فيقولون أنه يسير يمينًا ، إذا تم تركه إلى المنفذ.
في المصطلحات البحرية الإنجليزية ، يختلف ما يرتبط بالميمن والميناء عن اليمين واليسار المعتاد. حول الجانب الأيمن وكل ما يتعلق به ، يقولون Starboard ، حول الجانب الأيسر - Port.

دورات الرياح.

يختلف الاتجاه فوق الريح تبعًا للزاوية بين اتجاه الرياح الظاهرة واتجاه القارب. يمكن تقسيمها إلى حادة وكاملة.

الريح العارضة هي مسار حاد بالنسبة للريح. عندما تهب الرياح بزاوية أقل من 80 درجة. يمكن أن تكون شديدة الانحدار (حتى 50 درجة) وممتلئة (من 50 إلى 80 درجة).
العناوين الكاملة فيما يتعلق بالرياح هي دورات عندما تهب الرياح بزاوية 90 درجة أو أكثر في اتجاه حركة اليخت.
تشمل هذه الدورات:
Gulfwind - تهب الرياح بزاوية 80 إلى 100 درجة.
Backstay - تهب الرياح بزاوية 100 إلى 150 درجة (دعامة خلفية شديدة الانحدار) ومن 150 إلى 170 درجة (دعامة كاملة).
Fordewind - تهب الرياح للخلف بزاوية تزيد عن 170 درجة.
ليفينتيك - الريح متقاربة أو قريبة من ذلك. نظرًا لأن السفينة الشراعية لا يمكنها التحرك ضد مثل هذه الرياح ، فغالبًا ما يطلق عليها ليس مسارًا ، بل موقعًا متعلقًا بالرياح.

المناورات المتعلقة بالرياح.

عندما يغير يخت تحت الشراع مساره بحيث تقل الزاوية بين الرياح واتجاه السفر ، يُقال أن السفينة معطى... بمعنى آخر ، يعني الهبوط الذهاب بزاوية أكثر حدة مع الريح.
إذا حدثت العملية المعاكسة ، أي أن اليخت يغير مساره باتجاه زيادة في الزاوية بينه وبين الريح ، السفينة يتدحرج بعيدا .
دعنا نوضح أن المصطلحين ("الرصاص" و "التدحرج بعيدًا" يستخدمان عندما يغير القارب مساره بالنسبة إلى الريح في نفس المسار.
إذا غيرت السفينة مسارها ، فعندئذ (وعندها فقط!) تسمى هذه المناورة في اليخوت بالدوران.
هناك طريقتان مختلفتان لتغيير المسار ، وبالتالي هناك منعطفان: المبالغةو الريح .
التجاوز هو انعطاف ضد الريح. يتم دفع القارب ، ويعبر قوس القارب خط الرياح ، وفي مرحلة ما يمر القارب عبر موضع ليفنتيك ، وبعد ذلك يتم وضعه على مسار آخر.
يحدث اليخوت عند الانعطاف إلى الأمام في الاتجاه المعاكس: تتدحرج السفينة بعيدًا ، ويعبر المؤخرة خط الرياح ، ويتم نقل الأشرعة إلى الجانب الآخر ، ويقع اليخت على مسار آخر. غالبًا ما يكون التحول من دورة كاملة إلى أخرى.

عمل الشراع عند اليخوت.

تتمثل إحدى المهام الرئيسية للبحار عند العمل مع الأشرعة في توجيه الشراع بالزاوية المثلى فيما يتعلق بالرياح من أجل الدفع إلى الأمام بشكل أفضل. للقيام بذلك ، تحتاج إلى فهم كيفية تفاعل الشراع مع الريح.
يشبه عمل الشراع في نواح كثيرة عمل جناح الطائرة ويحدث وفقًا لقوانين الديناميكا الهوائية. لرجال اليخوت الفضوليين بشكل خاص ، يمكنك معرفة المزيد عن الديناميكا الهوائية للشراع كجناح في سلسلة من المقالات:. لكن من الأفضل القيام بذلك بعد قراءة هذا المقال ، والانتقال تدريجياً من المواد السهلة إلى المواد الأكثر تعقيدًا. على الرغم من من أقول هذا؟ لا يخاف رجال اليخوت الحقيقيون من الصعوبات. ويمكنك أن تفعل كل شيء على العكس تمامًا.

الفرق الرئيسي بين الشراع وجناح الطائرة هو أنه لظهور القوة الديناميكية الهوائية على الشراع ، يلزم وجود زاوية معينة غير صفرية بينه وبين الريح ، وتسمى هذه الزاوية بزاوية الهجوم. يتميز جناح الطائرة بمظهر جانبي غير متماثل ويمكن أن يعمل بشكل طبيعي بزاوية صفر للهجوم ، بينما الشراع لا يعمل.
في عملية تدفق الرياح حول الشراع ، تنشأ قوة ديناميكية هوائية تدفع اليخت في النهاية إلى الأمام.
ضع في اعتبارك تشغيل الشراع في اليخوت في دورات مختلفة بالنسبة للرياح. أولاً ، من أجل التبسيط ، دعنا نتخيل أن الصاري الذي يحتوي على شراع واحد قد تم حفره في الأرض ويمكننا توجيه الرياح بزوايا مختلفة إلى الشراع.

زاوية الهجوم 0 درجة. تهب الرياح على طول الشراع ، والشراع يرفرف مثل العلم. لا توجد قوة ديناميكية هوائية على الشراع ، يوجد فقط قوة سحب.
زاوية الهجوم 7 درجات. تبدأ القوة الديناميكية الهوائية في الظهور. يتم توجيهه بشكل عمودي على الشراع ولا يزال صغير الحجم.
زاوية الهجوم حوالي 20 درجة. وصلت القوة الديناميكية الهوائية إلى أقصى قيمتها من حيث الحجم ، موجهة بشكل عمودي على الشراع.
زاوية الهجوم 90 درجة. فيما يتعلق بالحالة السابقة ، لم تتغير القوة الديناميكية الهوائية بشكل كبير سواء في الحجم أو في الاتجاه.
وهكذا ، نرى أن القوة الديناميكية الهوائية يتم توجيهها دائمًا بشكل عمودي على الشراع وأن حجمها لا يتغير عمليًا في نطاق الزوايا من 20 إلى 90 درجة.
زوايا الهجوم التي تزيد عن 90 درجة لا معنى لها ، لأن الأشرعة على اليخت عادة لا يتم وضعها في مثل هذه الزوايا فيما يتعلق بالرياح.

إن التبعيات المذكورة أعلاه للقوة الديناميكية الهوائية على زاوية الهجوم مبسطة ومتوسطة إلى حد كبير.
في الواقع ، تختلف هذه الخصائص بشكل ملحوظ اعتمادًا على شكل الشراع. على سبيل المثال ، سيكون للشراع الرئيسي الطويل والضيق والمسطح من يخوت السباق أقصى قوة ديناميكية هوائية بزاوية هجوم تبلغ حوالي 15 درجة ، وعند الزوايا الأعلى تكون القوة أقل قليلاً. إذا كان الشراع أكثر بطنًا ولا يحتوي على استطالة كبيرة جدًا ، فيمكن أن تكون القوة الديناميكية الهوائية عليه بحد أقصى بزاوية هجوم تبلغ حوالي 25-30 درجة.

الآن دعونا نلقي نظرة على عمل الشراع على متن يخت.

من أجل التبسيط ، دعنا نتخيل أن هناك شراعًا واحدًا فقط على متن يخت. فليكن مغارة.
أولاً ، يجدر النظر في كيفية تصرف نظام اليخوت + الشراع عند التحرك في أكثر الدورات حدة بالنسبة للرياح ، حيث يثير هذا عادةً معظم الأسئلة.

لنفترض أن الرياح تعمل على يخت بزاوية 30-35 درجة على بدن اليخت. من خلال توجيه الشراع على مسار بزاوية 20 درجة تقريبًا مع الريح ، سنحصل عليه من القوة الديناميكية الهوائية الكافية أ.
نظرًا لأن هذه القوة تعمل بزاوية قائمة على الشراع ، يمكننا أن نرى أنها تسحب اليخت بقوة إلى الجانب. بتوسيع القوة A إلى مكونين ، يمكننا أن نرى أن الدفع الأمامي T أقل بعدة مرات من القوة التي تدفع القارب جانبياً (D ، قوة الانجراف).
كيف إذن يتقدم اليخت؟
والحقيقة هي أن تصميم الجزء الموجود تحت الماء من الهيكل يجعل مقاومة الهيكل للحركة إلى الجانب (ما يسمى بالمقاومة الجانبية) أكبر بعدة مرات من مقاومة الحركة إلى الأمام. يتم تسهيل ذلك من خلال العارضة (أو اللوح المركزي) والدفة وشكل الهيكل.
ومع ذلك ، تنشأ المقاومة الجانبية عندما يكون هناك شيء ما يجب مقاومته ، أي لكي تبدأ في العمل ، فإن إزاحة معينة للجسم إلى الجانب ضرورية ، ما يسمى بانجراف الرياح.

ينشأ هذا الإزاحة بشكل طبيعي تحت تأثير المكون الجانبي للقوة الديناميكية الهوائية ، وكاستجابة ، تظهر قوة المقاومة الجانبية S ، الموجهة في الاتجاه المعاكس ، على الفور. كقاعدة ، يوازنون بعضهم البعض بزاوية انجراف تبلغ حوالي 10-15 درجة.
لذلك ، من الواضح أن المكون الجانبي للقوة الديناميكية الهوائية ، والذي يكون أكثر وضوحًا في الدورات الحادة بالنسبة للرياح ، يتسبب في ظاهرتين غير مرغوب فيهما: انجراف الرياح وانحرافها.

يعني انجراف الرياح أن مسار اليخت لا يتطابق مع خط الوسط (خط الوسط ، أو DP ، هو مصطلح ذكي لخط القوس والمؤخرة). هناك تحول مستمر لليخت في اتجاه الريح ، والحركة تبدو جانبية قليلاً.
من المعروف أنه عند ركوب اليخوت في اتجاه جانبي بمعدل متوسط احوال الطقستنجرف الرياح حيث تبلغ الزاوية بين DP والمسار الحقيقي للحركة حوالي 10-15 درجة.

تقدم ضد الريح. العبث.

نظرًا لأن ركوب اليخوت تحت الأشرعة أمر مستحيل تمامًا في مواجهة الريح ، ولكن لا يمكنك التحرك إلا بزاوية معينة ، سيكون من الجيد أن تكون لديك فكرة عن مدى حدة تحرك اليخت نحو الريح بالدرجات. وبالتالي ، فإن هذا القطاع غير المتحرك من الدورات بالنسبة للريح ، حيث تكون الحركة ضد الريح مستحيلة.
تُظهر التجربة أن اليخت المبحر المنتظم (وليس يخت سباقات) يمكنه التنقل بفعالية 50-55 درجة مع الريح الحقيقية.

وبالتالي ، إذا كان الهدف الذي يجب تحقيقه هو مواجهة الريح بشكل صارم ، فإن اليخوت إليه لن يتم في خط مستقيم ، ولكن في خط متعرج مع مسار واحد ، ثم آخر. في هذه الحالة ، في كل مسار ، بطبيعة الحال ، سوف تحتاج إلى محاولة الذهاب إلى الريح بأقصى حد ممكن. هذه العملية تسمى التكسير.

تسمى الزاوية بين مسارات اليخوت على مسامير متجاورة عند التطويق. من الواضح ، مع حدة الحركة للريح من 50-55 درجة ، ستكون زاوية التدرج 100-110 درجة.

تُظهر لنا قيمة زاوية الالتحام مدى فعاليتنا في التحرك نحو الهدف إذا تم تحديد موقعه بشكل صارم مقابل الريح. لزاوية 110 درجة ، على سبيل المثال ، يزيد المسار إلى الهدف بمقدار 1.75 مرة مقارنة بالتحرك في خط مستقيم.

عمليات الإبحار في دورات الرياح المختلفة

من الواضح ، بالفعل ، في مسار Gulfwind ، أن الدفع T يتجاوز بشكل كبير قوة الانجراف D ، بحيث يكون الانجراف واللف صغيرًا.

مع الدعامة الخلفية ، كما نرى ، بالمقارنة مع مسار Gulfwind ، لم يتغير الكثير. يتم وضع الشراع الرئيسي في وضع عمودي تقريبًا على DP ، وهذا الوضع هو الأفضل بالنسبة لمعظم اليخوت ، ومن المستحيل تقنيًا نشره بشكل أكبر.

لا يختلف موضع الشراع الرئيسي في مسار الريح الأمامي عن موضعه في مسار الركيزة الخلفية.
هنا ، من أجل التبسيط ، عند النظر في فيزياء العملية في اليخوت ، نأخذ في الاعتبار شراعًا واحدًا فقط - الشراع الرئيسي. عادةً ما يكون لليخت شراعان - الشراع الرئيسي وشراع الإقامة (الشراع الرئيسي). لذلك ، في اتجاه الريح الأمامي ، يكون الشراع (إذا كان موجودًا على نفس جانب الشراع الرئيسي) في ظل الريح من الشراع الرئيسي ولا يعمل عمليًا. هذا هو أحد الأسباب العديدة لعدم إعجاب البحارة بالدورة التدريبية الأمامية.

من الصعب أن نتخيل كيف يمكن للسفن الشراعية أن تسير "عكس اتجاه الريح" - أو على حد تعبير البحارة ، أن تذهب "إلى جانب الريح". 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 بنفس القدر: هل يجب الإبحار مباشرة عكس الريح أم بزاوية 22 درجة.

في الواقع ، هذا ليس غير مبال ، وسنشرح الآن كيف يمكن لقوة الريح أن تتجه نحوها بزاوية طفيفة. أولاً ، دعونا نفكر في كيفية تأثير الرياح على الشراع بشكل عام ، أي أين تدفع الشراع عندما تهب 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 الذي تشير إليه الأسهم في الشكل أدناه ؛ خط ABيدل على شراع.

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 سعمودي على الشراع ، والقوة P موجهة على طوله (انظر الشكل أعلاه ، إلى اليمين). القوة الأخيرة تدفع الشراع إلى أي مكان ، لأن احتكاك الريح بالقماش 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.

كيف يمكنك أن تبحر عكس الريح.

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 رعمودي على العارضة والقوة سإلى الأمام على طول خط عارضة السفينة. منذ تحرك السفينة في الاتجاه ريفي بمقاومة قوية للماء (انحدار السفن الشراعيةيصبح عميقًا جدًا) ، ثم القوة رمتوازنة 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 تقسم الطائرة الشراعية الزاوية بين العارضة واتجاه الرياح إلى النصف.].عادة ، يتم تنفيذ هذه الحركة في شكل متعرج ، كما هو موضح في الشكل أدناه. في لغة البحارة ، هذه الحركة للسفينة تسمى "التزحلق" بالمعنى الضيق للكلمة.