На шлюпку под парусом оказывают влияние две среды:
воздушный поток, действующий на парус и надводную
часть шлюпки, и вода, действующая на подводную часть
шлюпки.
Благодаря форме паруса даже при самом неблагоприятном ветре (бейдевинд) шлюпка может двигаться вперед.
Парус напоминает крыло, наибольший прогиб которого
удален от передней шкаторины на 1/3—1/4 ширины паруса
и имеет величину 8—10% ширины паруса (рис. 44).
Если ветер, имеющий направление В (рис. 45, а), встречает на пути парус, он огибает его с двух сторон. С наветренной стороны паруса создается давление выше (+),
нежели с Подветренной (—). Равнодействующая сил давления образует силу Р,направленную перпендикулярно плоскости паруса или хорде, проходящей через переднюю и
заднюю шкаторины и приложенную к центру парусности
ЦП (рис. 45, б).
Рис. 44. Профиль паруса:
В — ширина паруса по хорде
Рис. 45. Силы, действующие на парус и
корпус шлюпки:
а — действие ветра на парус; б — действие ветра
на парус и воды на корпус шлюпки
Рис. 46. Правильное положение
паруса при различных направлениях ветра:
а — бейдевинд; б — галфвинд; в —
фордевинд
Сила Р раскладывается на силу тяги Т, направленную
параллельно диаметральной плоскости (ДП) шлюпки,
заставляющую шлюпку двигаться вперед, и силу дрейфа Д,
направленную перпендикулярно ДП, вызывающую дрейф и
крен шлюпки.
Сила Р зависит от скорости и направления ветра относительно паруса. Чем больше < в между направлением
ветра В и плоскостью паруса ПП, тем больше сила Р.
Если <в = 90°, сила Р достигает максимальной величины.
Силы Т и Д зависят от < Y между ДП шлюпки и плоскостью паруса. С увеличением < Y cила Т увеличивается, а
сила Д уменьшается.
Действие воды на шлюпку во многом зависит от обводов ее подводной части.
Несмотря на то что при ветре бейдевинд сила дрейфа Д
превышает силу тяги Т, шлюпка имеет ход вперед. Здесь
сказывается боковое сопротивление R1 подводной части
корпуса, которое во много раз больше лобового сопротивления R.
Рис. 47. Вымпельный
ветер:
ВИ — истинный ветер; ВШ —
ветер от движения шлюпки;
ВВ — вымпельный ветер
Сила Д, несмотря на противодействие корпуса, все же
сносит шлюпку с линии курса. Составленный ДП и направлением истинного движения шлюпки ИП < a называется
углом дрейфа. Чем острее угол между ДП и направлением
ветра, тем больше угол дрейфа, так как при острых углах
сила тяги Т незначительна и шлюпка, не имея достаточного
поступательного движения вперед, сносится под ветер. При
ветре бейдевинд круче 40—45° шлюпка вперед двигаться
не может.
Таким образом, наибольшая тяга и наименьший дрейф
шлюпки могут быть получены путем выбора наиболее
выгодного положения диаметральной плоскости шлюпки и
плоскости паруса относительно ветра. Установлено, что
угол между ДП шлюпки и плоскостью паруса должен
быть равен половине < A между диаметральной плоскостью и направлением ветра. На рис. 46 показано правильное положение паруса при ветрах бейдевинд (а), галфвинд (б) и фордевинд (в).
При выборе положения паруса относительно ДП и ветра
старшина шлюпки руководствуется не истинным, а вымпельным (кажущимся) ветром, направление которого определяется равнодействующей от скорости шлюпки и скорости
истинного ветра (рис. 47).
Кливер, расположенный перед фоком, исполняет роль
предкрылка. Поток воздуха, проходящий между кливером
и фоком, уменьшает давление на подветренной стороне
фока и, следовательно, увеличивает его тяговую силу. Это
происходит лишь при условии, что угол между кливером
и ДП шлюпки несколько больше угла между фоком и ДП
(рис. 48, а).
Рис. 48. Установка кливера относительно фока:
а — правильно; б — неправильно
Если же кливер прижать к ДП, то поток
воздуха будет ударять в подветренную сторону фока, ухудшит его форму и уменьшит тяговую силу (рис. 48, б).
Такое же действие производит кливер, имеющий слишком
выгнутую форму.