ha Chiesto di: Sarah
Risposta
Fin dai primi giorni di navigazione, le navi hanno subito un continuo miglioramento designso che oggi moderne barche a vela, a occhio distratto, può dare l’impressione di avere la capacità di viaggiare controvento (contro vento). In realtà, una barca a vela non può traveldirectly nel vento, ma impiega tecnica di vela noto un ‘virata,’ a zigzag attraverso ahead wind.
La forma della vela e lo scafo della barca sono i principali fattori che hanno permesso alle barche a vela di avvicinarsi più da vicino alla capacità di navigare in bolina. Nei primi anni disavi a vela, le navi europee avevano un design a vela quadrata. Questo disegno consentiva solo di abbandonare con un vento favorevole (‘prima del vento, o vento sul quarto’). Con il commercio in espansione in Oriente, gli europei sono stati esposti a vele triangolari in uso su piccole barchein oriente. È stato osservato che queste vele triangolari consentivano la navigazione utilizzando un mezzo vento (vento a 90 gradi rispetto alla barca), che aumentava ulteriormente la manovrabilità della nave ‘ in particolare in porto, dove le navi in precedenza erano ‘morte in acqua’ senza un vento favorevole. Le navi europee hanno incorporato le vele triangolari a prua e a poppa delle vele principali allo scopo di navigare verso il mare per catturare gli alisei favorevoli da utilizzare per le vele quadrate.
L’uso delle vele triangolari prese come forma di vela di scelta come altri benefici per thedesign sono stati realizzati. Utilizzando un design vela triangolare e centerboard (overdevelopedkeel), è stato possibile viaggiare contro il vento utilizzando una tecnica nota come virata.
Virata permette alla barca di viaggiare in avanti con un vento ad angolo retto rispetto alla barca. Theboat viaggia per un tempo ad un angolo verso il suo corso desiderato (a destra per esempio),poi il capitano oscilla il braccio della vela e tatts indietro attraverso il corso desiderato atan angolo a sinistra in un modo zig-zag. In questo modo, virata permette alla barca di usarevailing vento da molti altri angoli rispetto ai metodi di navigazione precedenti.
Dal momento che la barca dipende dal vento per la propulsione, la forza del vento e l’area della vela utilizzata per catturare il vento ovviamente giocano un ruolo ‘ ma come fa un vento atright angoli alla barca permettono alla barca di andare avanti?
Questo si ottiene con un po ‘ di matematica vettoriale. Il vento è il grande vettore di forzanell’equazione. Mentre il vento spinge ad angolo retto approssimativo alla barca, la chiglia larga della barca (ala subacquea a forma di centrotavola), pone una forza di trascinamento molto grande contro la barca che viene spinta nella direzione del vento. Poiché la chiglia è allineata con la lunghezza della barca, la barca vuole davvero viaggiare in avanti, e il vettore di spinta risultante è in quella direzione.
La forma della vela fornisce anche la spinta in avanti. Mentre la vela triangolare si gonfia conun vento crea una forma di profilo alare. Quando il vento successivo passa intorno alla vela(profilo alare), la pressione negativa viene indotta davanti e sul lato sottovento della vela. Questo inturn fa sì che l’aria circostante si precipiti nella vela e spinga ulteriormente la barca. L’azione di Thissail / airfoil è composta, mentre la barca viaggia più velocemente, il vento intorno alla vela crea più pressione negativa, causando la barca a viaggiare più velocemente causando più pressione negativa e così via.
Risposta di: Stephen Portz, Insegnante di tecnologia, Space Coast Middle School, FL