Морская миля с давних пор является основной единицей измерения расстояний на море. Длина дуги одной минуты в средней широте земного меридиана принята равной морской миле.
Скорость судна измеряют в узлах. Один узел эквивалентен одной морской миле в час (1,852 км/ч). Термин «узел» возник в XVI веке во времена парусного флота, когда скорость судна начали определять секторным лагом. Лаг состоял из деревянного сектора, окованного железом, прочного лаглиня и вьюшки для сматывания. Лаглинь с помощью узлов разбивали на участки по 50,67 фута. Интервал между узлами был подобран так, чтобы узел соответствовал скорости, равной одной морской миле в час. Сосчитав число узлов, ушедших в воду с кормы судна за полминуты, определяли скорость.
Факторы, определяющие скорость
Скорость парусного судна зависит от различных факторов: его конструкции, силы ветра, способа настройки парусов и такелажа на различные условия плавания, умения экипажа управлять судном на разных курсах.
Движение яхты происходит от взаимодействия ветра с парусом. Воздушный поток, обладающий кинетической энергией, двигает парусное судно. Парус может двигать яхту только в том случае, если находится под некоторым углом к воздушному потоку и отклоняет его. Угол установки парусов к ветру – важное условие получения максимального эффекта в их работе. Правильно подобранный угол создает максимальную разность давлений потоков воздуха с обеих сторон паруса. Инструментом проверки правильной настройки парусов служат «колдунчики». Зафиксированные на обеих сторонах паруса, они растягиваются вдоль воздушных потоков. При образовании завихрения «колдунчики» на этой стороне паруса отклоняются от плавной траектории потока.
Яхта не может идти против встречного ветра. Большинство парусных судов не в состоянии удерживать курс под углом менее 45° к ветру. Отложенные по обе стороны от направления ветра углы по 45°, образуют «мертвую зону». При подходе к ней «колдунчики» на парусах начинают сотрясаться, указывая на потерю скорости яхтой. При встречном ветре яхты ходят галсами – зигзагообразными маневрами.
Теоретическая скорость, до которой можно разогнать водоизмещающую яхту, определяется формулой: корень квадратный длины ватерлинии в футах, умноженный на 1,34.
Различают истинный ветер и вымпельный. Вымпельный ветер представляет геометрическую сумму скоростей истинного ветра и ветра, вызванного ходом яхты.
Фордевинд (при попутном ветре) – не самый быстрый курс. На курсе фордевинд сила, с которой ветер давит на парус, зависит от скорости яхты. Максимальная скорость на этом курсе всегда меньше скорости ветра. С наибольшей силой ветер давит на парус неподвижной яхты. По мере увеличения скорости -давление на парус уменьшается и становится минимальным, когда скорость яхты достигает максимального значения. Сила, с которой ветер давит на парус, пропорциональна квадрату скорости вымпельного ветра, а скорость вымпельного ветра на курсе фордевинд составляет разницу скорости истинного ветра и скорости яхты.
Курсом галфвинд (под углом 90º к ветру) парусные яхты в состоянии двигаться быстрее ветра. На этом курсе сила, с которой ветер давит на паруса, в меньшей степени зависит от скорости яхты.
Все без исключения яхты увеличивают скорость в режиме глиссирования. При выходе на глиссирование резко уменьшается сопротивление движению. Чем легче яхта, тем раньше она выходит на глиссирование. Для быстрого плавания очень важна устойчивость яхты на выбранном курсе.
Важное значение имеют обводы корпуса на уровне ватерлинии и ниже ее. Корпус яхты должен оказывать, по возможности минимальное сопротивление потоку воды, чтобы не уменьшать скорость судна. Наибольшее сопротивление движению проявляется в районе ватерлинии. Понижение сопротивления формы в значительной мере зависит от ухода за судном, гладкости его поверхности, соотношения длины, ширины и обтекаемости бортов и подводных частей – киля и руля. Один раз в год яхту необходимо поднимать из воды для осмотра подводной части корпуса.
Скорость яхты в значительной степени зависит от умения экипажа управлять судном в различных условиях плавания. Неправильное распределение веса экипажа уменьшает скорость и ухудшает управляемость яхтой.
Только практический опыт плавания под парусом, знание основ теории аэродинамики и элементарной метеорологии помогают усовершенствовать навыки и средства управления ходовыми качествами яхты на разных курсах.
Рекорды скорости под парусами
Известным и авторитетным соревнование на скорость парусных яхт считается Кубок «Америки», впервые проведенный в 1851 году. Состязание получило свое название по имени судна, победившего в первой английской регате среди полутора десятка парусных судов. Шхуна развивала максимальную скорость до 17 узлов.
Звание самого быстрого парусника планеты удерживает тримаран Hydroptere. Созданный группой французских инженеров — судно показывает перспективы парусных средств передвижения на воде. На скорости в 12 узлов Hydroptere приподнимается из воды и выходит на подводные крылья. Чем больше парусник набирает скорость, тем выше он поднимается над поверхностью воды. Максимальная скорость, которую развивает Hydroptere, при этом оставаясь устойчивым, составляет 50 узлов. Предельная скорость, достигнутая судном, составила 61 узел.