Как плавает парусное судно при попутном ветре, спе­циально объяснять не нужно. Передвигаться по ветру можно на любой лодке и с парусом простейшей конструкции.

Иное дело движение под углом навстречу ветру и против него (так называемая лавировка). Для этого требуются эффективные косые паруса и корпус со специальными обводами. Парус располагается по одну сторону от мачты или штага, к которым крепится его перед­няя кромка — шкаторина, поэтому он развивает достаточно большую силу тяги не только при попутном ветре, но и при встречном, если его направление составляет даже 35—40° по отношению к курсу судна.

8 Г. М. Новак

В этом случае парус работает подобно крылу самолета: при об­текании паруса потоком воздуха на его подветренной (выпуклой) стороне создается разрежение, на наветренной — повышенное давле­ние. Суммарное действие этих давлений может привести к результи­рующей аэродинамической силе А (рис. 186), которую по авиационной терминологии можно назвать подъемной силой. Сила А раскладыва­ется на силу тяги Т, движущую судно вперед, и силу дрейфа D, сно­сящую его в подветренную сторону. При ходе под острым углом к ветру (бейдевинд) сила дрейфа вчетверо превышает силу тяги; при направ-

Лении ветра перпендикулярно курсу (галфвинд) они примерно равны, и при попутном ветре сила дрейфа практически отсутствует. Эти силы действуют на парус. Однако по законам механики при равномерном установившемся движении к судну должны быть приложены равные по величине и противоположно направленные силы. Такими силами являются сопротивление воды движению судна RT и сила сопротивле­ния дрейфу (или боковое сопротивление) Ro> приложенные в подвод­ной части корпуса.

Появление силы бокового сопротивления обусловлено тем, что парусник фактически идет не по направлению ДП, а под углом дрейфа а. Таким образом, подводная часть парусника, обтекаемая косым пото­ком воды, работает подобно крылу, развивая достаточно большую по величине подъемную силу R. В идеальном случае силы А и R должны действовать в одной вертикальной плоскости, т. е. в этой плоскости должны располагаться центр аэродинамического давления на паруса или центр парусности (ЦП) и центр бокового сопротивления корпуса (ЦБС). Однако рассчитать точно положение этих точек на корпусе и парусах практически невозможно, так как оно меняется в зависимости от курса яхты и угла установки парусов относительно ветра. На прак­тике считается достаточным, чтобы геометрический центр тяжести площади парусов, поставленных в ДП, располагался перед центром тяжести боковой проекции подводной части ДП (с учетом киля и руля) на некоторую величину а. Эта величина зависит от обводов корпуса и типа парусной оснастки и может изменяться в пределах от 0,04 до 0, 18 L (здесь L — длина по ватерлинии). На плоскодонных лодках с опускным килем (швертботах) а= (0,04-f-0,06) L; на яхтах, име­ющих специальные обводы с глубоким килем и полными оконечно­стями, а= (0,06-е-0,10) L; на легких яхтах с плавниковым килем и мелкосидящим корпусом а = (0,08-Л0,18)Ь.

Нетрудно заметить, что на продольную устойчивость движения помимо относительного положения ЦП и ЦБС влияет также пара сил тяги Т и силы сопротивления R,, появляющаяся вследствие крена судна. Зта пара оказывгет противоположное действие паре сил RD И D, поэтому, чем меньше остойчивость судна (больше крен при дей­ствии ветра), тем меньшую величину а следует принимать. Кроме того, небольшую корректировку в описанную картину действия сил вносит отклонение руля.

На рис. 186 обозначены еще два момента сил: кренящий М, Возникающий вследствие наличия плеча I между силами D и RD, И противодействующий ему восстанавливающий момент поперечной остойчивости судна М.

Требования, предъявляемые к парусной лодке, которая должна идти под углом к ветру — курсом бейдевинд, кратко можно сформу­лировать следующим образом:

1. Лодка должна быть оборудована парусами достаточно большой площади S по отношению к смоченной поверхности корпуса Q. У спор­тивных яхт S/Q = 2ч-2,5; у лодок со вспомогательными парусами S/fi= 1,5-М,8.

2. Корпус должен иметь развитую боковую проекцию ДП с эф­фективным килем в виде профилированного крыла. Обычно площадь бокового сопротивления составляет 1/20 — 1/17 площади парусов.

3. Судно должно обладать хорошей остойчивостью, чтобы в трех — четырехбалльный бриз 1>рен его под всеми парусами не превышал 20— 25°.

4. Судно должно быть хорошо отцентровано (правильно выбрана величина а).