Быстрее ветра

Может ли судно под парусом идти быстрее ветра? Вначале этот вопрос выглядит как задача на смекалку.

Подобной той, когда одна котлета жарится пять минут, и пять котлет будут тоже жариться столько же времени. Однако в случае с парусником точные науки находят несколько более сложное объяснение его скорости, превышающей скорость ветра. Официально зарегистрированный рекорд скорости парусного судна почти в два раза превышает скорость ветра во время его хода и составляет 53,52 узла. Неофициальный рекорд намного больше – 116 узлов, при скорости ветра в четыре раза меньше скорости судна.

Все дело в том, что все эти рекорды были поставлены не при попутном ветре, а при боковом. Если бы речь шла о воздушном шаре, то его скорость никак бы не могла превысить скорость ветра, поскольку он движется исключительно в попутном направлении. Авиабилеты (цены на которые зависят от стоимости топлива) на воздушный шар обошлись бы совсем недорого, если бы ветер дул в нужном направлении.

Парусное судно, благодаря свойствам водной поверхности, может менять направление своего движения. Конечно, если ветер дует в корму, то скорость судна всегда будет ниже скорости ветра, поскольку сравняться ей не даст сопротивление воды. Для ускорения лодки понадобится т.н. «дополнительный ветер», который возникает, при положении судна под углом к основному ветру.

При северном ветре скоростью 30 км/ час морское путешествие от Сейшельских островов до Бали теоретически заняло бы всего около пяти суток. Естественно круглосуточно невозможно поддерживать скорость 60 км/ч, и команде нужен был бы отдых. Бали находится на расстоянии 6800 км по большому кругу, и преодолеть его, с учетом отдыха реально было бы суток за восемь. Невероятно, но это так, тем более что в индийском океане могут дуть и более быстрые ветра.

Дополнительный ветер, а стало быть, дополнительная энергия не может возникать ниоткуда. При разложении вектора лодки на составляющие мы увидим, что вектор движения воздушный масс усиливается вектором дополнительного ветра, при этом суммарный осевой вектор остается неизменным. Вектор бокового компонента стремится перевернуть судно и двигает его вбок. Исходя из этого видно, что лодка перевернулась бы в какой-то момент, если бы ускорялась до бесконечности. Максимальная же скорость парусного судна обусловлена его длиной, устойчивостью и мореходными характеристиками. Так, например, для катамаранов как для самых быстрых парусных судов, отношение скорости в узлах к квадратному корню длины корпуса в метрах примерно равняется 2,5.

30.10.2009