Ocena brak

Jak funkcjonuje żagiel?

Autor /Komun Dodano /31.01.2012

Wyobraźmy sobie łódź żeglującą pod katem 45° do kierunku, z którego wieje wiatr. Na żagiel, jak i na kadłub działają wówczas różne siły. Aby zrozu­mieć, jak funkcjonuje żagiel, należy rozłożyć te siły na składowe. Składową siły skierowaną pro­stopadle do kierunku wiatru nazywać będziemy siłą boczną, natomiast składową działającą wzdłuż tego kierunku - siłą oporu. Siły boczne pochodzą­ce od żagli i od kadłuba skierowane są w przeciwne strony. Wiatr naciska na żagiel, a woda stawia opór kadłubowi, nie pozwalając na jego ruch w bok. W rezultacie następuje przechył łodzi w kierunku burty zawietrznej.
By można było skutecznie żeglować pod kątem ostrym do wiatru, stosunek sił bocznych do sił oporu musi być jak największy. Chodzi tu równo­cześnie o siły aerodynamiczne, działające na olino­wanie żagli oraz hydrodynamiczne, działające na kadłub. Gdy łódź żegluje stabilnie, wypadkowe siły aero- i hydrodynamiczne równoważą się.

Skąd się biorą siły?
Siła oporu pochodzi od tego, że cząsteczki płynu (gazu bądź cieczy) opływającego dany przedmiot są przezeń zwalniane (ma to związek z lepkością płynu). Opór zmniejsza się, gdy przekrój przedmio­tu maleje, gdy jest on zaokrąglony, bądź ma kształt opływowy oraz gdy jego powierzchnia jest gład­ka. Siły boczne zależą od zakrzywienia i grubości bądź to żagla, bądź kadłuba.
By stosunek sił bocznych do sił oporu był ko­rzystny i umożliwiał efektywne żeglowanie pod wiatr, należy zminimalizować opory. Maszty i inne drzewce powinny mieć możliwie mały przekrój, podobnie jak olinowanie, dziób powinien być ostry a krzywizna kadłuba musi być niewielka.
Siły boczne powstają wskutek tego, że ciśnie­nia działające z obu stron na żagiel (oraz kadłub) są nierówne. Zjawisko to występuje, gdy woda, bądź powietrze, płynie po obu stronach kadłuba, bądź żagla, z różnymi prędkościami. Jak wykazał włoski fizyk Bernoulli, ciśnienie płynu spada, gdy jego prędkość rośnie. Jeśli chodzi o żagiel, to po­wietrze porusza się szybciej po jego wypukłej, za­wietrznej stronie niż po stronie wklęsłej, nawietrz­nej. Stąd na nawietrznej stronie żagla panuje większe ciśnienie niż po stronie przeciwnej i w re­zultacie na żagiel działa wypadkowa siła skierowa­na od nawietrznej ku zawietrznej.

Podobne prace

Do góry