frågad av: Sarah
svar
sedan de tidiga dagarna av segling har fartyg genomgått en kontinuerlig förbättring av designså att dagens moderna segelbåtar, vid avslappnad blick, kan ge intryck av att ha förmåga att resa uppåt (mot vinden). I själva verket kan en segelbåt inte färdadirekt in i vinden men använder seglingsteknik som kallas ’tacking’ för att sicksack över aheadwind.
formen på seglet och båtens skrov är de viktigaste faktorerna som har tillåtit segelbåtar att närmare närma sig förmågan att segla motvind. Under de första åren avseglingsfartyg hade de europeiska fartygen en fyrkantig segeldesign. Denna design tillåts endast försälja med en gynnsam vind (’före vinden, eller vind på kvartalet’). Med tradeexpanding i öst, Europeans utsattes för triangulära segel som används på små båti Orienten. Det observerades att dessa triangulära segel tillät navigering med ahalf wind (vind vid 90 grader till båten), vilket ytterligare ökade fartygets manövrerbarhet ’ särskilt i hamnen, där fartyg tidigare var ’döda i vattnet’ utan en gynnsam vind. Europeiska fartyg införlivade de triangulära seglen fram och bak om seglarna i syfte att navigera ut till havet för att fånga de gynnsamma passatvindarna för fyrkantiga segel att använda.
användningen av triangulära segel som fångats på som segelformen som andra fördelar med designen realiserades. Genom att använda en triangulär segeldesign och centerboard (overdevelopedkeel) var det möjligt att resa mot vinden med hjälp av en teknik som kallas tacking.
Tacking gör att båten kan färdas framåt med en Vind i rät vinkel mot båten. Båten färdas en tid i en vinkel mot sin önskade kurs (till höger till exempel),sedan svänger kaptenen seglets boom och slår tillbaka över önskad kurs atenvinkel till vänster på sicksack. På detta sätt tillåter tacking båten att användaförebyggande vind från många andra vinklar än i tidigare seglingsmetoder.
eftersom båten är beroende av vinden för framdrivning spelar vindens styrka och seglets område som används för att fånga vinden uppenbarligen en roll ’ men hur tillåter en Vind i rät vinkel mot båten båten att gå framåt?
detta uppnås med lite vektormatematik. Vinden är den stora kraftvektorni ekvationen. När vinden skjuter i ungefärliga vinklar mot båten, båtens stora köl (undervattensvingformad mittbräda), utgör en mycket stor dragkraft mot båten som skjuts i vindriktningen. Eftersom kölen är i linje med båtens längdav båten vill båten verkligen resa framåt, och den resulterande tryckvektorn äri den riktningen.
formen på seglet ger också framåt. När det triangulära seglet blåser upp meden vind skapar den en flygfolieform. När efterföljande vind passerar runt seglet (flygblad) induceras negativt tryck framför och på seglets läsida. Denna inturn får omgivande luft att rusa in i seglet och driva båten vidare. Thissail / airfoil åtgärder förvärras, som båten färdas snabbare, vinden runt seglet skapar mer negativt tryck, vilket gör att båten att resa snabbare orsakar mer negativtryck och så vidare.
besvaras av: Stephen Portz, tekniklärare, Space Coast Middle School, FL