Как работают паруса: как парусные лодки идут против ветра

Традиционные парусные лодки могут плыть только по ветру. Но современные парусные лодки имеют такую конструкцию парусов, которая позволяет им двигаться в любом направлении независимо от ветра. За исключением «запретной зоны», которая составляет примерно 45 градусов по обе стороны от ветра, где физически невозможно создать подъемную силу, независимо от угла наклона паруса. В этом случае моряк может просто зигзагообразно двигаться в нужном направлении. Секрет этих парусов — подъемная сила. Та самая сила, которая позволяет самолетам летать в воздухе. Фактически, применяются те же самые принципы: третий закон Ньютона, эффект Коанда, принцип Бернулли — все, что применимо к крыльям, применимо и к парусам. Но хватит о теории парусного спорта, если вы хотите узнать, как это делается на практике, посмотрите видео Джоша здесь: Научитесь управлять парусной лодкой: пошаговое руководство по парусному спорту: https://www.youtube.com/watch?v=WjBYRUZbU4Y Но прежде чем уйти, нажмите кнопку «Нравится» и подпишитесь, если вам понравилось это видео. 00:00 – Вступление 00:30 – Как паруса работают, подобно крыльям самолета 01:22 – Скрытый секрет - киль 02:29 – Запретная зона #парус #паруснаялодка #подъемнаясила #крылья #самолеты #лодки #аэродинамическиекрылья Вы находитесь на парусной лодке, и ветер дует вам в спину. Ветер будет толкать паруса, и ваша лодка, прикрепленная к мачте, будет двигаться вперед. Ничего загадки, правда? Но что, если ветер дует вам в лицо или сбоку? Казалось бы, двигаться вперед невозможно, верно? Но вы не только сможете двигаться вперед, но и правильно настроить паруса, и сможете плыть даже быстрее ветра. Так как же работают парусные лодки и как они плывут против ветра? Короткий ответ: ваша парусная лодка — это, по сути, самолет, лежащий на боку, а парус — одно из вертикально поднятых крыльев. Во время плавания моряк регулирует паруса так, чтобы ветер давил на внутреннюю сторону паруса, натягивая его, но также и под углом, так что часть ветра проходит вдоль внешней стороны паруса. Это в точности то же самое, что происходит на крыльях самолета. Пилот контролирует угол атаки, поэтому часть ветра толкает крылья вверх снизу, а часть, следуя кривизне верхней части крыла, поднимает крылья вверх в результате эффекта Коанда и третьего закона движения Ньютона. Эта результирующая сила называется подъемной силой, и именно подъемная сила поддерживает самолеты в полете и парусные лодки в движении. Однако, в отличие от крыльев самолета, где направление подъемной силы вертикальное, в случае парусов оно горизонтальное. Но это еще не все, потому что внимательный наблюдатель заметил бы, что направление подъемной силы, создаваемой парусами, хотя и горизонтальное, находится под углом к тому направлению, куда мы хотим двигаться. Здесь чего-то не хватает. Что ж, далеко искать не нужно, потому что секрет, который моряки называют «килем», скрыт прямо под нами. Помните, что парусная лодка — это, по сути, самолет, лежащий на боку. Парус — это одно из крыльев, а киль — другое, скрытое под водой. Когда подъемная сила от парусов пытается переместить лодку под углом, вода, которую можно рассматривать как гораздо более плотный воздух, давит на одну сторону киля и тянет с другой стороны, создавая подъемную силу. В этом отношении кили ничем не отличаются от парусов или крыльев. Однако, в отличие от крыльев самолета, которые создают подъемную силу в одном направлении — вверх, крылья парусной лодки создают подъемную силу в разных направлениях. Оба эффекта действуют под углом к желаемому направлению, что по отдельности было бы бесполезно, но в совокупности они дают именно то поступательное движение, которое нам было нужно. Именно так работают парусные лодки и плывут против ветра, за исключением «запретной зоны», которая составляет примерно 45 градусов по обе стороны от ветра, где физически невозможно создать подъемную силу, независимо от угла наклона паруса. Для этого, очевидно, нужна магия. Что не является магией, так это эффект Коанда и принцип работы крыльев, основанный на третьем законе движения Ньютона. Подробнее об этом можно узнать здесь, в первой части статьи о работе крыльев. Или, если вы больше склонны к принципу Бернулли, ознакомьтесь со второй частью статьи о работе крыльев здесь.