कौन सी हवा नौकायन जहाज को चलने का कारण बनती है? हवा के विपरीत नौकायन नौका कैसे चलाएं? अब आइए देखें कि नौका पर पाल कैसे काम करते हैं

हम इंटरैक्टिव लोकप्रिय विज्ञान ब्लॉग "मैं दो मिनट में समझाऊंगा" द्वारा तैयार प्रकाशनों की श्रृंखला जारी रख रहे हैं। ब्लॉग सरल और जटिल चीजों के बारे में बात करता है जो हमें हर दिन घेरे रहती हैं और जब तक हम उनके बारे में नहीं सोचते तब तक कोई सवाल नहीं उठता। उदाहरण के लिए, वहां आप पता लगा सकते हैं कि कैसे अंतरिक्ष यान चूकते नहीं हैं और डॉकिंग करते समय आईएसएस से टकराते नहीं हैं।

1. हवा के विपरीत चलना असंभव है। हालाँकि, यदि हवा सामने से, लेकिन थोड़ा कोण पर चल रही हो, तो नौका अच्छी तरह से चल सकती है। ऐसे मामलों में, कहा जाता है कि जहाज तीव्र मार्ग पर चल रहा है।

2. पाल का जोर दो कारकों से उत्पन्न होता है। सबसे पहले, हवा बस पाल पर दबाव डालती है। दूसरे, अधिकांश आधुनिक नौकाओं पर स्थापित तिरछी पाल, जब हवा उनके चारों ओर बहती है, एक हवाई जहाज के पंख की तरह काम करती है और "उठाने वाली शक्ति" बनाती है, केवल इसे ऊपर की ओर नहीं, बल्कि आगे की ओर निर्देशित किया जाता है। वायुगतिकी के कारण, पाल के उत्तल पक्ष पर हवा अवतल पक्ष की तुलना में तेजी से चलती है, और पाल के बाहर दबाव अंदर की तुलना में कम होता है।

3. पाल द्वारा निर्मित कुल बल कैनवास के लंबवत निर्देशित होता है। वेक्टर जोड़ के नियम के अनुसार बहाव बल (लाल तीर) और कर्षण बल (हरा तीर) में अंतर करना संभव है।

4. तीखे रास्तों पर, बहाव बल बहुत अच्छा होता है, लेकिन पतवार, कील और पतवार के आकार से इसका प्रतिरोध होता है: पानी के प्रतिरोध के कारण नौका किनारे की ओर नहीं जा सकती। लेकिन यह थोड़े से कर्षण बल के साथ भी स्वेच्छा से आगे बढ़ता है।

5. हवा के विरुद्ध सख्ती से पालने के लिए, नौका टैक करती है: यह पहले एक तरफ या दूसरे तरफ हवा की ओर मुड़ती है, खंडों में आगे बढ़ती है - टैक। टैक कितनी लंबी होनी चाहिए और हवा से किस कोण पर होनी चाहिए - कप्तान रणनीति के महत्वपूर्ण मुद्दे।

6. हवा के सापेक्ष जहाज के पांच मुख्य मार्ग होते हैं। पीटर I के लिए धन्यवाद, डच समुद्री शब्दावली ने रूस में जड़ें जमा लीं।

7. लेवेंटिक- हवा सीधे जहाज के धनुष पर चलती है। इस तरह से नौकायन करना असंभव है, लेकिन नौका को रोकने के लिए हवा की ओर मुड़ने का उपयोग किया जाता है।

8. बंद हवा- वही तीव्र पाठ्यक्रम। जब आप नजदीक जाते हैं, तो हवा आपके चेहरे पर लगती है, इसलिए ऐसा लगता है कि नौका बहुत तेज गति से चल रही है। वस्तुतः यह भावना भ्रामक है।

9. गल्फविंड- हवा गति की दिशा के लंबवत चलती है।

10. बैकस्टे- हवा पीछे से और बगल से चलती है। यह सबसे तेज़ कोर्स है. तेज गति से दौड़ने वाली नावें, पीछे की ओर तैरती हुई, पाल के उठाने वाले बल के कारण हवा की गति से भी अधिक गति पकड़ सकती हैं।

11. फ़ोर्डविंड- स्टर्न से वही पछुआ हवा चल रही है। अपेक्षाओं के विपरीत, यह सबसे तेज़ मार्ग नहीं है: यहां पाल की उठाने की शक्ति का उपयोग नहीं किया जाता है, और सैद्धांतिक गति सीमा हवा की गति से अधिक नहीं होती है। एक अनुभवी कप्तान अदृश्य वायु धाराओं की भविष्यवाणी कर सकता है जैसे एक हवाई जहाज का पायलट अपड्राफ्ट और डाउनड्राफ्ट की भविष्यवाणी कर सकता है।

आप "मैं दो मिनट में समझाऊंगा" ब्लॉग पर आरेख का एक इंटरैक्टिव संस्करण देख सकते हैं।

जो हवाएँ दक्षिणी भाग में हैं प्रशांत महासागरपश्चिम दिशा में बहना। इसीलिए हमारा मार्ग इस प्रकार डिज़ाइन किया गया था नौकायन नौका"जूलियट" पूर्व से पश्चिम की ओर चलती है, यानी आपकी पीठ पर हवा बहती है।

हालाँकि, यदि आप हमारे मार्ग को देखें, तो आप देखेंगे कि अक्सर, उदाहरण के लिए समोआ से टोकेलाऊ तक दक्षिण से उत्तर की ओर जाते समय, हमें हवा के लंबवत चलना पड़ता था। और कभी-कभी हवा की दिशा बिल्कुल बदल जाती थी और हमें हवा के विपरीत जाना पड़ता था।

जूलियट का मार्ग

ऐसे में क्या करें?

नौकायन जहाज लंबे समय से हवा के विपरीत चलने में सक्षम हैं। क्लासिक याकोव पेरेलमैन ने इसके बारे में बहुत पहले ही "एंटरटेनिंग फिजिक्स" श्रृंखला की अपनी दूसरी पुस्तक में लिखा था। मैं इस अंश को चित्रों के साथ शब्दशः यहाँ प्रस्तुत कर रहा हूँ।

"हवा के विपरीत नौकायन

यह कल्पना करना कठिन है कि नौकायन जहाज़ "हवा के विपरीत" कैसे जा सकते हैं - या, जैसा कि नाविक कहते हैं, "पास-पास" चल सकते हैं। सच है, एक नाविक आपको बताएगा कि आप सीधे हवा के विपरीत नहीं चल सकते, लेकिन आप केवल हवा की दिशा में एक तीव्र कोण पर ही आगे बढ़ सकते हैं। लेकिन यह कोण छोटा है - समकोण का लगभग एक चौथाई - और यह, शायद, समान रूप से समझ से बाहर लगता है: क्या सीधे हवा के विपरीत या 22 डिग्री के कोण पर चलना है।

हालाँकि, वास्तव में, यह उदासीन नहीं है, और अब हम बताएंगे कि हवा के बल से एक मामूली कोण पर इसकी ओर बढ़ना कैसे संभव है। सबसे पहले, आइए देखें कि हवा आम तौर पर पाल पर कैसे कार्य करती है, अर्थात, जब वह पाल पर चलती है तो उसे कहाँ धकेलती है। आप शायद सोचते होंगे कि हवा हमेशा पाल को उसी दिशा में धकेलती है जिस दिशा में वह बहती है। लेकिन ऐसा नहीं है: जहां भी हवा चलती है, वह पाल को पाल के तल पर लंबवत धकेल देती है। वास्तव में: हवा को नीचे दिए गए चित्र में तीरों द्वारा इंगित दिशा में बहने दें; रेखा AB पाल का प्रतिनिधित्व करती है।

हवा हमेशा पाल को उसके तल पर समकोण पर धकेलती है।

चूँकि हवा पाल की पूरी सतह पर समान रूप से दबाव डालती है, इसलिए हम हवा के दबाव को पाल के मध्य में लागू बल R से बदल देते हैं। हम इस बल को दो भागों में विभाजित करेंगे: बल Q, पाल के लंबवत, और बल P, इसके अनुदिश निर्देशित (दाएं ऊपर चित्र देखें)। अंतिम बल पाल को कहीं नहीं धकेलता, क्योंकि कैनवास पर हवा का घर्षण नगण्य है। बल Q बना रहता है, जो पाल को समकोण पर धकेलता है।

यह जानकर, हम आसानी से समझ सकते हैं कि एक नौकायन जहाज हवा की ओर तीव्र कोण पर कैसे चल सकता है। माना रेखा केके जहाज की उलटी रेखा को दर्शाती है।

आप हवा के विपरीत कैसे चल सकते हैं?

तीरों की श्रृंखला द्वारा इंगित दिशा में हवा इस रेखा से तीव्र कोण पर चलती है। रेखा AB एक पाल का प्रतिनिधित्व करती है; इसे इस प्रकार रखा जाता है कि इसका तल उलटे की दिशा और हवा की दिशा के बीच के कोण को समद्विभाजित करता है। चित्र में बलों के वितरण का अनुसरण करें। हम बल Q द्वारा पाल पर हवा के दबाव का प्रतिनिधित्व करते हैं, जो, हम जानते हैं, पाल के लंबवत होना चाहिए। आइए इस बल को दो भागों में विभाजित करें: बल आर, उलटना के लंबवत, और बल एस, बर्तन की उलटना रेखा के साथ आगे की ओर निर्देशित। चूँकि R दिशा में जहाज की गति को मजबूत जल प्रतिरोध (कील इन) का सामना करना पड़ता है सेलिंग शिपबहुत गहरा हो जाता है), तो बल R पानी के प्रतिरोध से लगभग पूरी तरह संतुलित हो जाता है। केवल एक बल एस बचा है, जो, जैसा कि आप देख सकते हैं, आगे की ओर निर्देशित है और इसलिए, जहाज को एक कोण पर ले जाता है, जैसे कि हवा की ओर। [यह सिद्ध किया जा सकता है कि बल S तब सबसे बड़ा होता है जब पाल का तल उलटना और हवा की दिशाओं के बीच के कोण को द्विभाजित करता है।] आमतौर पर यह गतिविधि ज़िगज़ैग में की जाती है, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है। नाविकों की भाषा में, जहाज़ की इस तरह की गति को शब्द के सख्त अर्थ में "टैकिंग" कहा जाता है।"

आइए अब नाव की दिशा के सापेक्ष हवा की सभी संभावित दिशाओं पर विचार करें।

हवा के सापेक्ष जहाज के मार्ग का आरेख, अर्थात, हवा की दिशा और स्टर्न से धनुष (पाठ्यक्रम) तक वेक्टर के बीच का कोण।

जब आपके चेहरे (लेवेंटिक) पर हवा चलती है, तो पाल अगल-बगल से लटक जाते हैं और पाल के साथ चलना असंभव हो जाता है। बेशक, आप हमेशा पाल को नीचे कर सकते हैं और इंजन चालू कर सकते हैं, लेकिन इसका अब नौकायन से कोई लेना-देना नहीं है।

जब हवा सीधे आपके पीछे चलती है (जिब, टेलविंड), तो त्वरित हवा के अणु एक तरफ पाल पर दबाव डालते हैं और नाव चलती है। इस मामले में, जहाज हवा की गति से धीमी गति से ही चल सकता है। हवा में साइकिल चलाने की उपमा यहां काम करती है - हवा आपकी पीठ पर चलती है और पैडल घुमाना आसान होता है।

जब हवा के विपरीत चलती है (करीब-करीब), पाल पीछे से पाल पर हवा के अणुओं के दबाव के कारण नहीं चलता है, जैसा कि जिब के मामले में होता है, बल्कि उठाने वाले बल के कारण होता है जो विभिन्न वायु वेगों के कारण बनता है पाल के दोनों ओर। इसके अलावा, कील के कारण, नाव नाव के पाठ्यक्रम के लंबवत दिशा में नहीं चलती है, बल्कि केवल आगे की ओर चलती है। अर्थात्, इस मामले में पाल एक छाता नहीं है, जैसा कि एक करीबी-ढोने वाले पाल के मामले में होता है, बल्कि एक हवाई जहाज का पंख है।

अपनी यात्रा के दौरान हम मुख्य रूप से बैकस्टेज और खाड़ी की हवाओं से गुजरे औसत गति 15 समुद्री मील की हवा की गति पर 7-8 समुद्री मील पर। कभी-कभी हम हवा के विपरीत, आधी हवा में और करीब-करीब चलते थे। और जब हवा धीमी हो गई, तो उन्होंने इंजन चालू कर दिया।

सामान्य तौर पर, हवा के विपरीत चलने वाली पाल वाली नाव कोई चमत्कार नहीं है, बल्कि एक वास्तविकता है।

सबसे दिलचस्प बात यह है कि नावें न केवल हवा के विपरीत, बल्कि हवा से भी तेज गति से चल सकती हैं। ऐसा तब होता है जब नाव अपनी हवा बनाते हुए पीछे हट जाती है।

यह कल्पना करना कठिन है कि नौकायन जहाज़ "हवा के विपरीत" कैसे जा सकते हैं - या, जैसा कि नाविक कहते हैं, "पास-पास" चल सकते हैं। सच है, एक नाविक आपको बताएगा कि आप सीधे हवा के विपरीत नहीं चल सकते, लेकिन आप केवल हवा की दिशा में एक तीव्र कोण पर ही आगे बढ़ सकते हैं। लेकिन यह कोण छोटा है - समकोण का लगभग एक चौथाई - और यह, शायद, समान रूप से समझ से बाहर लगता है: क्या सीधे हवा के विपरीत या 22 डिग्री के कोण पर चलना है।

हालाँकि, वास्तव में, यह उदासीन नहीं है, और अब हम बताएंगे कि हवा के बल से एक मामूली कोण पर इसकी ओर बढ़ना कैसे संभव है। सबसे पहले, आइए देखें कि हवा आम तौर पर पाल पर कैसे कार्य करती है, अर्थात, जब वह पाल पर चलती है तो उसे कहाँ धकेलती है। आप शायद सोचते होंगे कि हवा हमेशा पाल को उसी दिशा में धकेलती है जिस दिशा में वह बहती है। लेकिन ऐसा नहीं है: जहां भी हवा चलती है, वह पाल को पाल के तल पर लंबवत धकेल देती है। वास्तव में: हवा को नीचे दिए गए चित्र में तीरों द्वारा इंगित दिशा में बहने दें; रेखा अबएक पाल को दर्शाता है.

चूँकि हवा पाल की पूरी सतह पर समान रूप से दबाव डालती है, इसलिए हम हवा के दबाव को पाल के मध्य में लागू बल R से बदल देते हैं। आइए इस बल को दो भागों में विभाजित करें: बल क्यू, पाल के लंबवत, और बल पी इसके साथ निर्देशित है (ऊपर चित्र देखें, दाएं)। अंतिम बल पाल को कहीं नहीं धकेलता, क्योंकि कैनवास पर हवा का घर्षण नगण्य है। ताकत बनी रहती है क्यूजो पाल को समकोण पर धकेलता है।

यह जानकर, हम आसानी से समझ सकते हैं कि एक नौकायन जहाज हवा की ओर तीव्र कोण पर कैसे चल सकता है। चलो लाइन क्यूसीजहाज की उलटी रेखा को दर्शाता है।

तीरों की श्रृंखला द्वारा इंगित दिशा में हवा इस रेखा से तीव्र कोण पर चलती है। रेखा अबएक पाल को दर्शाता है; इसे इस प्रकार रखा जाता है कि इसका तल कील की दिशा और हवा की दिशा के बीच का कोण समद्विभाजित करता है। चित्र में बलों के वितरण का अनुसरण करें। हम पाल पर हवा के बल का प्रतिनिधित्व करते हैं क्यू, जिसे हम जानते हैं पाल के लंबवत होना चाहिए। आइए इस बल को दो भागों में विभाजित करें: बल आर, कील के लंबवत, और बल एस, जहाज की उलटी रेखा के साथ, आगे की ओर निर्देशित। चूंकि जहाज की गति दिशा में है आरमजबूत जल प्रतिरोध को पूरा करता है (नौकायन जहाजों में उलटना बहुत गहरा बनाया जाता है), फिर बल आरजल प्रतिरोध द्वारा लगभग पूरी तरह से संतुलित। केवल ताकत बची है एस, जो, जैसा कि आप देख सकते हैं, आगे की ओर निर्देशित है और इसलिए, जहाज को एक कोण पर ले जाता है, जैसे कि हवा की ओर। [यह सिद्ध किया जा सकता है कि बल एससबसे बड़ा मूल्य तब प्राप्त होता है जब पाल का तल कील और हवा की दिशाओं के बीच के कोण को द्विभाजित करता है।]।आमतौर पर यह गतिविधि ज़िगज़ैग में की जाती है, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है। नाविकों की भाषा में जहाज़ की ऐसी गति को शब्द के सख्त अर्थ में "टैकिंग" कहा जाता है।

पाल द्वारा विकसित कर्षण बल पतवार के प्रतिरोध से कम महत्वपूर्ण नहीं है। पालों के कार्य की अधिक स्पष्ट रूप से कल्पना करने के लिए, आइए पाल सिद्धांत की बुनियादी अवधारणाओं से परिचित हों।

हम पहले ही टेलविंड (जिब्ड कोर्स) और हेडविंड (विंड कोर्स के पीछे) के साथ नौकायन करने वाली नौका की पाल पर काम करने वाले मुख्य बलों के बारे में बात कर चुके हैं। हमने पाया कि पाल पर लगने वाले बल को उस बल में विघटित किया जा सकता है जिसके कारण नौका लुढ़कती है और हवा की दिशा में बहती है, बहाव बल और कर्षण बल (चित्र 2 और 3 देखें)।

अब आइए देखें कि पाल पर हवा के दबाव का कुल बल कैसे निर्धारित किया जाता है और जोर और बहाव बल किस पर निर्भर करते हैं।

तीव्र मार्गों पर पाल के संचालन की कल्पना करने के लिए, पहले एक सपाट पाल (चित्र 94) पर विचार करना सुविधाजनक है, जो हमले के एक निश्चित कोण पर हवा के दबाव का अनुभव करता है। इस मामले में, पाल के पीछे भंवर बनते हैं, हवा की ओर दबाव बल उत्पन्न होते हैं, और हवा की ओर विरल बल उत्पन्न होते हैं। उनका परिणामी आर पाल के तल के लगभग लंबवत निर्देशित है। पाल के संचालन को ठीक से समझने के लिए, इसे दो घटक बलों के परिणाम के रूप में कल्पना करना सुविधाजनक है: एक्स-वायु प्रवाह (हवा) के समानांतर निर्देशित और वाई-इसके लंबवत निर्देशित।

वायु प्रवाह के समानांतर निर्देशित बल X को कर्षण बल कहा जाता है; इसे पाल के अलावा, नौका के पतवार, हेराफेरी, स्पार्स और चालक दल द्वारा भी बनाया जाता है।

वायु प्रवाह के लंबवत निर्देशित बल Y को वायुगतिकी में लिफ्ट कहा जाता है। यह वह है जो तेज रास्तों पर नौका की गति की दिशा में जोर पैदा करता है।

यदि, सेल , तदनुसार, जोर बल टी टी 1 तक बढ़ जाएगा।

इस तरह के निर्माण से यह सत्यापित करना आसान हो जाता है कि ड्रैग एक्स (समान लिफ्ट बल पर) में वृद्धि के साथ, थ्रस्ट टी कम हो जाता है।

इस प्रकार, कर्षण बल को बढ़ाने के दो तरीके हैं, और इसलिए तेज मार्गों पर गति: पाल की उठाने वाली शक्ति को बढ़ाना और पाल और नौका के खिंचाव को कम करना।

आधुनिक नौकायन में, पाल की उठाने की शक्ति को कुछ "पेट जैसा" (चित्र 96) के साथ अवतल आकार देकर बढ़ाया जाता है: मस्तूल से लेकर अधिकतम तक का आकार गहरी जगह"पेट" आमतौर पर पाल की चौड़ाई का 0.3-0.4 है, और "पेट" की गहराई चौड़ाई का लगभग 6-10% है। ऐसी पाल की उठाने की शक्ति लगभग समान खिंचाव वाली पूरी तरह से सपाट पाल की तुलना में 20-25% अधिक होती है। सच है, सपाट पाल वाली नौका हवा में थोड़ी तेज गति से चलती है। हालाँकि, पोटबेलिड पाल के साथ, अधिक जोर के कारण सौदे में प्रगति की गति अधिक होती है।

चावल। 96. पाल प्रोफ़ाइल

ध्यान दें कि पोटबेलिड पाल के साथ, न केवल जोर बढ़ता है, बल्कि बहाव बल भी बढ़ता है, जिसका अर्थ है कि पॉटबेलिड पाल के साथ नौकाओं का रोल और बहाव अपेक्षाकृत सपाट वाले की तुलना में अधिक होता है। इसलिए, तेज हवाओं में 6-7% से अधिक का पाल "उभार" लाभहीन है, क्योंकि एड़ी और बहाव में वृद्धि से पतवार प्रतिरोध में उल्लेखनीय वृद्धि होती है और पाल की दक्षता में कमी आती है, जो "खा जाती है"। बढ़ते जोर का प्रभाव. कमजोर हवाओं में, 9-10% के "पेट" के साथ पाल बेहतर खींचते हैं, क्योंकि पाल पर कुल हवा का दबाव कम होने के कारण, एड़ी छोटी होती है।

15-20° से अधिक के आक्रमण कोण पर कोई भी पाल, अर्थात, जब नौका हवा की ओर 40-50° या अधिक की ओर जा रही हो, तो लिफ्ट कम हो सकती है और खिंचाव बढ़ सकता है, क्योंकि लीवार्ड पक्ष पर महत्वपूर्ण अशांति बनती है। और चूँकि उठाने वाले बल का मुख्य भाग पाल के अनुवात पक्ष के चारों ओर एक सहज, अशांत-मुक्त प्रवाह द्वारा निर्मित होता है, इसलिए इन भंवरों के विनाश का बहुत बड़ा प्रभाव होना चाहिए।

मेनसेल के पीछे बनने वाली अशांति जिब को स्थापित करने से नष्ट हो जाती है (चित्र 97)। मेनसेल और जिब के बीच की खाई में प्रवेश करने वाला वायु प्रवाह इसकी गति (तथाकथित नोजल प्रभाव) को बढ़ाता है और, जब जिब को सही ढंग से समायोजित किया जाता है, तो मेनसेल से भंवरों को "चाट" जाता है।

चावल। 97. जिब कार्य

नरम पाल की प्रोफ़ाइल को हमले के विभिन्न कोणों पर स्थिर बनाए रखना मुश्किल है। पहले, डोंगी में पूरी पाल में बल्लियाँ चलती थीं - उन्हें "पेट" के भीतर पतला और लफ़ की ओर मोटा बनाया जाता था, जहाँ पाल अधिक चपटी होती है। आजकल, थ्रू बैटन मुख्य रूप से बर्फ की नौकाओं और कटमरैन पर स्थापित किए जाते हैं, जहां हमले के कम कोणों पर पाल की प्रोफ़ाइल और कठोरता को बनाए रखना विशेष रूप से महत्वपूर्ण होता है, जब एक नियमित पाल पहले से ही लफ़ के साथ टकरा रहा होता है।

यदि लिफ्ट का स्रोत केवल पाल है, तो नौका के चारों ओर बहने वाले वायु प्रवाह में समाप्त होने वाली हर चीज से खिंचाव पैदा होता है। इसलिए, नौका के पतवार, मस्तूल, हेराफेरी और चालक दल के खिंचाव को कम करके पाल के कर्षण गुणों में सुधार भी प्राप्त किया जा सकता है। इस प्रयोजन के लिए, स्पर और रिगिंग पर विभिन्न प्रकार की फेयरिंग का उपयोग किया जाता है।

पाल पर खिंचाव की मात्रा उसके आकार पर निर्भर करती है। वायुगतिकी के नियमों के अनुसार, एक विमान के पंख का खिंचाव जितना कम होता है, उसी क्षेत्र के लिए उतना ही संकीर्ण और लंबा होता है। इसीलिए वे पाल (अनिवार्य रूप से एक ही पंख, लेकिन लंबवत रखा गया) को ऊंचा और संकीर्ण बनाने की कोशिश करते हैं। इससे आपको ऊपरी हवा का भी उपयोग करने का मौका मिलता है।

पाल का खिंचाव काफी हद तक उसके अग्रणी किनारे की स्थिति पर निर्भर करता है। कंपन की संभावना को रोकने के लिए सभी पालों के लफ्स को कसकर ढका जाना चाहिए।

एक और अत्यंत महत्वपूर्ण परिस्थिति का उल्लेख करना आवश्यक है - पालों का तथाकथित केन्द्रीकरण।

यांत्रिकी से ज्ञात होता है कि कोई भी बल उसके परिमाण, दिशा और अनुप्रयोग बिंदु से निर्धारित होता है। अभी तक हमने केवल पाल पर लागू बलों के परिमाण और दिशा के बारे में बात की है। जैसा कि हम बाद में देखेंगे, पाल के संचालन को समझने के लिए अनुप्रयोग बिंदुओं का ज्ञान बहुत महत्वपूर्ण है।

हवा का दबाव पाल की सतह पर असमान रूप से वितरित होता है (इसके सामने का हिस्सा अधिक दबाव का अनुभव करता है), हालांकि, तुलनात्मक गणना को सरल बनाने के लिए, यह माना जाता है कि यह समान रूप से वितरित है। अनुमानित गणना के लिए, पाल पर हवा के दबाव के परिणामी बल को एक बिंदु पर लागू माना जाता है; जब पालों को नौका के मध्य तल में रखा जाता है तो उनकी सतह का गुरुत्वाकर्षण केंद्र मान लिया जाता है। इस बिंदु को पाल का केंद्र (सीएस) कहा जाता है।

आइए सीपीयू की स्थिति निर्धारित करने के लिए सबसे सरल ग्राफिकल विधि पर ध्यान दें (चित्र 98)। आवश्यक पैमाने पर नौका का पाल क्षेत्र बनाएं। फिर, माध्यिकाओं के प्रतिच्छेदन पर - त्रिभुज के शीर्षों को विपरीत भुजाओं के मध्य बिंदुओं से जोड़ने वाली रेखाएँ - प्रत्येक पाल का केंद्र पाया जाता है। इस प्रकार ड्राइंग में दो त्रिकोणों के केंद्र O और O1 प्राप्त करने के बाद जो मेनसेल और स्टेसेल बनाते हैं, इन केंद्रों के माध्यम से दो समानांतर रेखाएं OA और O1B खींचें और उन पर विपरीत दिशाओं में किसी भी लेकिन कई रैखिक के समान पैमाने पर रखें। त्रिभुज में वर्ग मीटर के रूप में इकाइयाँ; मेनसेल के केंद्र से जिब का क्षेत्र हटा दिया जाता है, और जिब के केंद्र से मेनसेल का क्षेत्र हटा दिया जाता है। अंतिम बिंदु A और B सीधी रेखा AB से जुड़े हुए हैं। एक और सीधी रेखा - O1O त्रिभुजों के केंद्रों को जोड़ती है। सीधी रेखाओं A B और O1O के प्रतिच्छेदन पर एक उभयनिष्ठ केंद्र होगा।

चावल। 98. पाल का केन्द्र ज्ञात करने की चित्रमय विधि

जैसा कि हमने पहले ही कहा है, बहाव बल (हम इसे पाल के केंद्र में लागू मानेंगे) को नौका के पतवार के पार्श्व प्रतिरोध बल द्वारा प्रतिसाद दिया जाता है। पार्श्व प्रतिरोध बल को पार्श्व प्रतिरोध (सीएलआर) के केंद्र पर लागू माना जाता है। पार्श्व प्रतिरोध का केंद्र केंद्र तल पर नौका के पानी के नीचे के हिस्से के प्रक्षेपण के गुरुत्वाकर्षण का केंद्र है।

पार्श्व प्रतिरोध का केंद्र मोटे कागज से नौका के पानी के नीचे के हिस्से की रूपरेखा को काटकर और इस मॉडल को चाकू के ब्लेड पर रखकर पाया जा सकता है। जब मॉडल संतुलित हो जाए, तो उसे हल्के से दबाएं, फिर उसे 90° घुमाएं और फिर से संतुलित करें। इन रेखाओं का प्रतिच्छेदन हमें पार्श्व प्रतिरोध का केंद्र प्रदान करता है।

जब नौका बिना हीलिंग के चलती है, तो सीपी को सीबी के साथ एक ही ऊर्ध्वाधर सीधी रेखा पर होना चाहिए (चित्र 99)। यदि सीपी केंद्रीय स्टेशन (छवि 99, बी) के सामने स्थित है, तो बहाव बल, पार्श्व प्रतिरोध के बल के सापेक्ष आगे बढ़ जाता है, जहाज के धनुष को हवा में बदल देता है - नौका दूर गिर जाती है। यदि सीपीयू केंद्रीय स्टेशन के पीछे है, तो नौका अपने धनुष को हवा की ओर मोड़ देगी, या चला दी जाएगी (चित्र 99, सी)।

चावल। 99. नौका संरेखण

हवा के साथ अत्यधिक समायोजन, और विशेष रूप से रुकना (अनुचित केंद्रीकरण) दोनों ही नौका के संचालन के लिए हानिकारक हैं, क्योंकि वे कर्णधार को सीधापन बनाए रखने के लिए पतवार पर लगातार काम करने के लिए मजबूर करते हैं, और इससे पतवार का खिंचाव बढ़ जाता है और जहाज की गति कम हो जाती है। इसके अलावा, गलत संरेखण से नियंत्रणीयता में गिरावट आती है, और कुछ मामलों में, इसका पूर्ण नुकसान होता है।

यदि हम नौका को चित्र में दिखाए अनुसार केन्द्रित करते हैं। 99, और, यानी, सीपीयू और केंद्रीय नियंत्रण प्रणाली एक ही ऊर्ध्वाधर पर होगी, तो जहाज बहुत मजबूती से चलेगा और इसे नियंत्रित करना बहुत मुश्किल हो जाएगा। क्या बात क्या बात? यहां दो मुख्य कारण हैं. सबसे पहले, सीपीयू और केंद्रीय तंत्रिका तंत्र का वास्तविक स्थान सैद्धांतिक एक के साथ मेल नहीं खाता है (दोनों केंद्रों को आगे स्थानांतरित किया गया है, लेकिन समान रूप से नहीं)।

दूसरे, और यह मुख्य बात है, जब एड़ी, पाल का कर्षण बल और पतवार का अनुदैर्ध्य प्रतिरोध बल अलग-अलग ऊर्ध्वाधर विमानों (छवि 100) में झूठ बोलते हैं, तो यह एक लीवर की तरह निकलता है जो नौका को मजबूर करता है चलाया जाना. रोल जितना अधिक होगा, बर्तन के पिचने की संभावना उतनी ही अधिक होगी।

इस तरह की लत को खत्म करने के लिए, सीपी को केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के सामने रखा जाता है। कर्षण और अनुदैर्ध्य प्रतिरोध का क्षण जो रोल के साथ उत्पन्न होता है, नौका को चलाने के लिए मजबूर करता है, जब सीपी सामने स्थित होता है तो बहाव बलों और पार्श्व प्रतिरोध के फंसने वाले क्षण द्वारा मुआवजा दिया जाता है। अच्छी सेंटरिंग के लिए, सीपी को सीबी के सामने जलरेखा के साथ नौका की लंबाई के 10-18% के बराबर दूरी पर रखना आवश्यक है। नौका जितनी कम स्थिर होती है और सीपीयू को केंद्रीय स्टेशन से जितना ऊपर उठाया जाता है, उतनी ही अधिक उसे धनुष की ओर ले जाने की आवश्यकता होती है।

नौका को अच्छी गति से चलाने के लिए, इसे केन्द्रित किया जाना चाहिए, अर्थात, सीपी और सीबी को ऐसी स्थिति में रखें, जिसमें हल्की हवा में एक करीबी मार्ग पर जहाज पाल द्वारा पूरी तरह से संतुलित हो, अन्य में शब्द, यह डीपी में फेंके गए या तय किए गए पतवार के साथ पाठ्यक्रम पर स्थिर था (बहुत हल्की हवाओं में तैरने की थोड़ी सी प्रवृत्ति की अनुमति देता था), और तेज हवाओं में तैरने की प्रवृत्ति थी। प्रत्येक कर्णधार को नौका को सही ढंग से केन्द्रित करने में सक्षम होना चाहिए। अधिकांश नौकाओं पर, यदि पीछे के पाल की मरम्मत की जाती है और आगे के पाल ढीले होते हैं तो लुढ़कने की प्रवृत्ति बढ़ जाती है। यदि आगे के पालों की मरम्मत की गई और पीछे के पाल क्षतिग्रस्त हो गए, तो जहाज डूब जाएगा। मेनसेल की "बेलनेस" में वृद्धि के साथ-साथ पाल की खराब स्थिति के कारण, नौका अधिक हद तक संचालित होने लगती है।

चावल। 100. नौका को हवा में लाने पर एड़ी का प्रभाव