feltette: Sarah
válasz
a vitorlázás kezdete óta a hajók tervezése folyamatosan javult, így a mai modern vitorlás hajók alkalmi pillantásra úgy tűnhetnek, hogy képesek a széllel szemben (a szél ellen) utazni. A valóságban egy vitorlás nem utazhat közvetlenül a szélbe, hanem a tacking néven ismert vitorlás technikát alkalmazza, hogy cikk-cakkban haladjon át a fejszél felett.
a vitorla alakja és a hajótest a fő tényezők, amelyek lehetővé tették, hogy a vitorlások jobban megközelítsék a széllel szembeni vitorlázás képességét. Az első évekbenvitorlázó hajók, az Európai hajók négyzet alakú vitorla kialakításúak voltak. Ez a kialakítás csak kedvező széllel (‘szél előtt, vagy szél a negyedévben’) engedett vitorlázni. A kereskedelem kelet felé terjeszkedésével az európaiakat háromszög alakú vitorláknak tették ki, amelyeket Keleten kis hajókon használtak. Megfigyelték, hogy ezek a háromszög alakú vitorlák lehetővé tették a hajózás használatát fél szél (a hajóhoz képest 90 fokos szél), ami tovább növelte a hajó manőverezhetőségét, különösen a kikötőben, ahol a hajók korábban ‘ halottak voltak a vízben ‘kedvező szél nélkül. Az európai hajók beépítették a háromszög alakú vitorlákat a fővitorlák elé és hátuljába, hogy a tengerre hajózhassanak, hogy elkapják a négyszögletes vitorlák számára kedvező kereskedelmi szelet.
a háromszög alakú vitorlák használata a választott vitorla alakjaként, mivel a tervezés egyéb előnyei megvalósultak. A háromszög alakú vitorla kialakítás és a középlemez (overdevelopedkeel) használatával a szél ellen lehetett utazni egy tacking néven ismert technikával.
a tapadás lehetővé teszi, hogy a hajó előre haladjon a hajóval derékszögben. A hajó egy ideig szögben halad a kívánt pálya felé (például jobbra),majd a kapitány a vitorla gémjét megfordítja, és cikk-cakk módon visszafordul a kívánt pályán egy bal oldali szögben. Ily módon a tapadás lehetővé teszi a hajó használatátmegelőző szél sok más szögből, mint a korábbi vitorlás módszereknél.
mivel a hajó meghajtása a széltől függ, a szél erőssége és a szélfogáshoz használt vitorla területe nyilvánvalóan szerepet játszik ‘ de hogyan teszi lehetővé a hajóra merőleges szél a hajó előrehaladását?
ez egy kis vektor matematikával érhető el. A szél a nagy erő vektoraz egyenletben. Ahogy a szél megközelítő derékszögben tolja a hajót, a csónak nagy gerince (víz alatti szárny alakú középlap) nagyon nagy húzóerőt jelent a szél irányába tolt hajó Ellen. Mivel a gerinc igazodik a hajó hosszához, a hajó valóban előre akar haladni, és az ebből eredő tolóerő ebben az irányban van.
a vitorla alakja előre tolást is biztosít. Ahogy a háromszög alakú vitorla felfújódikegy szél, amely szárnyas alakot hoz létre. Amint az ezt követő szél áthalad a vitorla körül (szárny),negatív nyomás keletkezik a vitorla előtt és szélső oldalán. Ez az inturn hatására a környező levegő berohan a vitorlába, és tovább hajtja a hajót. Ez a vitorla / szárnyas akció fokozódik, mivel a hajó gyorsabban halad, a vitorla körüli szél nagyobb negatív nyomást eredményez, aminek következtében a hajó gyorsabban halad, ami több negatív nyomást okoz stb.
válaszolt: Stephen Portz, technológiai tanár, Space Coast Middle School, FL