За да изясним как и накъде плава ветроходният съд под влияние на вятъра, трябва да разгледаме два въпроса – как работи платното и какво съпротивление оказва корпусът.

Подемна сила на платното

Характерна особеност на ветрилата е тяхната триизмерна кройка, която може да се обясни простичко по следния начин: Когато опънем максимално платното, т.е. отдалечим т. А на най-голямото възможно разстояния от т. В, то не застава на правата АВ (зелен пунктир), която се явява негова хорда, а по кривата АВ (черна плътна линия).

Платното под влияние на силата на вятъра създава подемна сила (F→). Както се вижда от чертеж 1, тя „тегли” платното под ъгъл β (близък до 90o), различен от ъгъла, под който влиза вятърът (ъгъл α). За момента няма да навлизаме в обяснения защо това е така – може би ще му отделим внимание в отделна статия, а за момента по-любопитните могат да погледнат препратките долу.

Посоката на вектора F^→обаче все още не съвпада с посоката на движение на лодката. За да разберем защо, трябва да обърнем внимание на съпротивлението, което оказва корабът при плаване.

Съпротивление при движение

Важно е да знаем, че корабите в много редки случаи се движат само направо спрямо водната повърхност. Почти винаги има движение и настрани. Корабът едновременно се хлъзга по водата и заедно с някакъв обем вода (настрани – под силата на вятъра, течението, остатъчна инерция от маневриране). Това с особена сила важи за ветроходните съдове.

Тук ще се спрем основно на влиянието на вятъра. При повечето курсове (посока, от която идва вятърът към кораба) вятърът идва отстрани, т.е. под някакъв ъгъл спрямо посоката на движение. Затова, като имаме предвид, че не сме стъпили на твърдо, а сме във вода, съвсем логично има и движение настрани. Истинското движение на ветрохода е косо настрани, като можем да го разложим на две компоненти – да ги наречем просто „движение настрани” и „движение напред”.

Разбира се, скоростта, с която ветроходът се движи настрани е много по-малка, от тази, с която се движи напред. Същото важи и за проплаваното разстояние в двете посоки. Това се постига благодарение на формата на кораба, на неговия кил, на заострения му нос, а често и на издължената кърма. Ето как действат част от тях.

При движението си всяко тяло търпи някакво съпротивление от средата. Простият пример е – колкото по-бързо тичаме, толкова по-силно ни духа вятъра в лицето. И понеже сме на ветроходна страница – колкото повече сърфове и багаж натоварим върху багажника на колата, толкова по-трудно ще ускоряваме и по-голям разход на гориво ще регистрираме. На движението на кораба се противопоставя както въздушното съпротивление, така и това на водата. Нека насочим вниманието си основно към водата, тъй като там съпротивлението е по-съществено.

Както казахме по-горе, разлагаме движението на кораба на две – движение напред и движение перпендикулярно настрани. Следователно имаме и две съпротивления – респективно насочено напред (челно) и насочено настрани (странично). Реалното движение на кораба (отново с приближение, но този път по-близко до истината) се получава като извадим от подемната сила на вятъра (F), съпротивлението (R1 – челно, R2 – странично).

(Съпротивлението на чертежа е означено два пъти – един път в центъра на лодката, а след това е пренесено горе при векторите на подемната сила на платното. С червено е означена реалната посока на движение на лодката. В отделна статия ще изясним ситуацията с вятъра – истински и наблюдаван.)

Повече за подемна сила може да разберете, като прочетете статията за крило и статията за подемна сила (за жалост всички цитирани статии тук са на английски).

Повече за платното и как работи то, можете да прочетете тук.