Важко уявити собі, як можуть вітрильні суду йти «проти вітру» - або, за висловом моряків, йти «в бейдевінду». Щоправда, моряк скаже вам, що прямо проти вітру йти під вітрилами не можна, а можна рухатися лише під гострим кутом до напрямку вітру. Але цей кут малий - близько чверті прямого кута, - і видається, мабуть, однаково незрозумілих: плисти прямо проти вітру або під кутом до нього в 22°.
На ділі це, однак, не байдуже, і ми зараз пояснимо, яким чином можна силою вітру йти назустріч йому під невеликим кутом. Спочатку розглянемо, як взагалі діє вітер на вітрило, тобто куди він штовхає парус, коли дме на нього. Ви, ймовірно, думаєте, що вітер завжди штовхає парус в ту сторону, куди сам дме. Але це не так: куди б вітер не дув, він штовхає парус перпендикулярно до площини вітрила. Справді: нехай вітер дме в напрямку, зазначеному стрілками на малюнку нижче; лінія АВ позначає парус.
Вітер штовхає парус завжди під прямим кутом до площини.
Так як вітер напирає рівномірно на всю поверхню вітрила, то замінюємо тиск вітру силою R, прикладеної до середини вітрила. Цю силу розкладемо на дві: силу Q, перпендикулярну до вітрила, і силу Р, спрямовану вздовж нього (див. рис. вгорі, праворуч). Остання сила нікуди але штовхає парус, так як тертя вітру про полотно незначно. Залишається сила Q, яка штовхає вітрило під прямим кутом до нього.
Знаючи це, ми легко зрозуміємо, як може вітрильне судно йти під гострим кутом назустріч вітру. Нехай лінія КК зображує кільову лінію судна.
Як можна йти на вітрилах проти вітру.
Вітер дме під гострим кутом до цієї лінії в напрямку, вказаному поруч стрілок. Лінія АВ зображує вітрило; його кладуть так, щоб площина його ділила навпіл кут між напрямком кіля і напрямком вітру. Прослідкуйте на малюнку за розкладом сил. Тиск вітру на вітрило ми зображуємо силою Q, яка, ми знаємо, повинна бути перпендикулярна до вітрилу. Силу цю розкладемо на дві: силу R, перпендикулярну до кілю, і силу S, спрямовану вперед, уздовж кільової лінії судна. Так як рух судна в напрямку R зустрічає сильний опір води (кіль у вітрильних судах робиться дуже глибоким), то сила R майже повністю врівноважується опором води. Залишається лише одна сила S, яка, як бачите, спрямована вперед і, отже, спонукає судно під кутом, як би назустріч вітру. [Можна довести, що сила S отримує найбільше значення тоді, коли площина вітрила ділить навпіл кут між напрямками кіля і вітру.]. Звичайно це рух виконується зигзагами, як показує малюнок нижче. На мові моряків такий рух судна називається «лавировкой» у тісному сенсі слова.
Лавіровка парусного судна.
