Dlaczego żaglówka płynie pod wiatr?

Jestem żeglarzem z dziada pradziada. Motorowodniakiem zresztą też, ale skupię się dzisiaj na napędzie wiatrowym, a nie mechanicznym. Można powiedzieć, że szybciej nauczyłem się żeglować niż jeździć na rowerze i od początku zastanawiałem się jak to możliwe, że żaglówka może odpłynąć od brzegu mając wiatr od lądu i potem wrócić, pomimo że wiatr się nie zmienił. Dzisiaj powiem wam jak to działa.

A na początek szybkie pytanie: czy miecz pomaga żaglówce się nie przewracać? Wręcz przeciwnie, ale dojdziemy do tego w trakcie tego tekstu.

Zacznijmy od podstaw: Kursy względem wiatru

Najprościej można kierunki wiatru podzielić na prawy i lewy hals (dla tego teksu niepotrzebne, ale używane przy "prawie drogi", o czym może w następnym tekście - jak ten się spodoba) rozróżniany na zasadzie tego, w którą burtę nam dmucha.
Patrząc od przodu każda żaglówka ma swój kąt martwy (poza rotorowcami, ale to dziwny wynalazek) i w sumie tylko przy takim wietrze nie da rady płynąć. Dalej mamy bajdewind (od boku od dziobu), półwiatr (od boku), baksztag (od rufy od boku) i fordewind (wiatr pełny, prosto w rufę).
To jak żaglówka działa od baksztagu do fordewindu jest całkiem logiczne - żaglówka jest pchana przez wiatr (przy półwietrze wiatr jest kierowany za żaglówkę, ale więcej niż "pchania" jest tam siły typowej dla bajdewindu, opisanej poniżej).
Inaczej się ma sprawa przy bajdewindzie.
Najprościej to przedstawić, gdy mamy na żaglówce dwa żagle: fok (pomarańczowy) i grot (czerwony).


Grot działa w tym przypadku jak skrzydło samolotu i nie jest "pchany" przez wiatr, tylko "ciągnięty" przez podciśnienie, jakie się za nim wytworzyło.
Żagiel przedni w tym przypadku ma za zadanie nakierować powietrze sprzed grotu za niego, zwiększając prędkość przepływu powietrza za nim - co zwiększa siłę, z jaką żaglówka jest ciągnięta (zielona strzałka). Jak widać, nie jest ona skierowana idealnie do przodu, ale spowodowany tym dryf kompensuje się siłą hydrodynamiczną wytworzoną przez miecz.
W tym miejscu należy też zaznaczyć, że nawet nie zmieniając kierunku wiatr działający na żaglówkę może zmienić kąt. Dzieje się tak, gdyż płynie się na tzw. wietrze pozornym:


Daje to ciekawą zależność, mianowicie od razu widać, że im większa prędkość jachtu, to kąt pomiędzy wiatrem pozornym a osią jachtu maleje. Co to oznacza? Ano to, że im szybciej płyniemy, tym mniej "ostro" na wiatr możemy iść.

A wracając do miecza. Gdyby żaglówka go nie miała, to przy każdym wietrze poza fordewindem byłaby w mniejszy lub większy sposób spychana w bok.
Miecz natomiast blokuje ten ruch, ale niestety powoduje to przechylenie się żaglówki (na miecz działa siła z przeciwnej strony niż na żagiel).


Jeżeli nie chcemy się zamoczyć, to musimy pilnować, by się za bardzo nie przychylić.
Czy miecz w takim razie stabilizuje żaglówkę? Nie - on ją właśnie przewraca (chyba że to jacht balastowy, który teoretycznie się nie przewraca, a właściwie przewraca, ale sam potem wstaje - dłuższa historia na inną okazję).

To tyle na część pierwszą teorii żeglarstwa, jeżeli będziecie chcieli więcej, m.in. o tym, który wiatr jest najlepszy do żeglowania, czym się różni spinaker od genakera, to dajcie znać w komentarzach.

Z żeglarskim pozdrowieniem: Ahoj wam w rufę!