Co łączy fizykę i żaglowce...

W ostatnim artykule napisałem kilka zdań o windsurfingu i obiecałem, że napiszę, jak działa żagiel. Ale zanim przejdę do tej części artykułu, chciałem krótko napisać, czym jest i kiedy powstało ożaglowanie.

Wyróżniamy różne typy ożaglowania (tzn. zespołu żagli). Wyróżniamy przede wszystkim rejowe i skośne. Ożaglowanie rejowe jest wtedy, kiedy żagiel w kształcie trapezu lub prostokąta zawieszony jest pod pojedynczą belką – reją. Jest również ożaglowanie skośne. Żagle w takim typie ożaglowania są zazwyczaj trójkątne. Jest to najpopularniejszy rodzaj ożaglowania. Ma on wiele podtypów, które różnią się kształtem żagla.

 Rys.1 Ożaglowanie Rejowe 

Pierwsze żagle były prawdopodobnie wykonywane ze skór. Potem pojawiły się żagle tkane z trzciny i rozciągnięte między masztami. Pierwsze informacje o żaglach z tkanin pochodzą z malowideł egipskich. Na początku Egipcjanie mieli bardzo rozwiniętą żeglugę. Potrafili budować statki z trzciny zdolne do żeglugi pełnomorskiej. W późniejszych latach umiejętności te zanikły. W europejskich statkach używano płótna lnianego, które było dość ciężkie. W roku 1851 jacht wyposażony w żagle bawełniane wygrał w regatach z statkami mającymi żagle lniane. Zapoczątkowało to używanie żagli zrobionych z bawełny. Obecnie stosuje się żagle z materiałów syntetycznych. Istnieje duży wybór różnych rodzajów żagli.

 

Teraz przejdźmy do właściwej części mojego artykułu. Pewnie chcecie wiedzieć, jakie siły decydują o tym, że statek płynie. Żagiel działa tak jak skrzydło samolotu. Korzysta z różnicy ciśnień wokół niego. Kiedy wiatr wpada w żagiel, powstaje ośrodek wysokiego ciśnienia wewnątrz żagla. Jednocześnie po zewnętrznej stornie żagla powstaje ośrodek niskiego ciśnienia. Powietrze dąży do wyrównania ciśnień. Napiera na żagiel , co powoduje powstanie siły prostopadłej do jego powierzchni. Tę siłę możemy podzielić na dwie siły składowe. Jedna z nich jest równoległa do osi łódki i pcha ją do przodu. Druga siła odpowiada za dryf. Widać to na rysunku nr. 2.

Rys.2 Schemat działania żagla

Jest to zjawisko niekorzystne, bowiem spycha łódkę w kierunku innym niż zamierzony. Z tego powodu łódź nigdy nie płynie idealnie po linii prostej (rys.3). Dryf można zredukować zwiększając opór boczny łodzi, tzn. zwiększając powierzchnię boczną kadłuba. Do tego celu służy miecz.

 Rys.3 Dryf

To tyle jeśli chodzi o prawa fizyki. Jeszcze tylko parę ciekawostek odnośnie statków żaglowych:

-największym żaglowcem świata jest Royal Clipper.

-Pewnie wielu z was żagle kojarzą się wyłącznie z pojazdami wodnymi. Istnieje pojazd o nazwie Blokart, który ma trzy koła i jest napędzany żaglem.