Как парусный корабль без дополнительных двигателей ходит против ветра и почему его не сдувает

Кто хоть раз видел парусное судно, то задумывался о том, как оно перемещается против ветра, а если учитывать, что в море попутный ветер не всегда можно поймать, то как корабли ходят до конечной точки. Поразмыслив над этой задачей, окажется,  что попутный ветер не всегда является самым быстрым. Так как же парусным судам удаётся перемещаться против ветра, не стоять же им на якоря дожидаясь попутного ветра.

Прежде чем разобраться как ходит парусный корабль, нужно узнать как работает парус. Парус, одно из самых древнейших устройств для передвижения. Первое упоминание в парусе, известно более чем 5.000 лет назад. А самой использование паруса возможно не только в водном транспорте, но и на сухопутном и даже в воздушном. К примеру дельтаплан. Принцип работы при этом у них одинаков.

Но нам стоит разобраться как работает парус на корабле. Чтобы парус начал работать, он должен быть установлен на деревянную мачту - рангоут и закреплён тросами - такелажем. При этом паруса бывают не только квадратных и прямоугольных форм - прямые, а к примеру и треугольные - косые. И в зависимости от формы они отвечают за работу на различных ветрах. Получается, что на корабль устанавливаются паруса на различной высоте и углом, которые отвечают за движение даже при встречном ветре.

Любой парус работает на основе подъёмной силы, аналогично принципу аэродинамики применяемому в авиации. Только на кораблях используется горизонтальное направление подъёмной силы, а в авиации вертикальное. Но в любом случае подъёмная сила создаётся по принципу разницы давления. При этом с внешней стороны паруса давление должно быть ниже, чем внутри. При создании таких условий, образуется  подъёмная сила перпендикулярна полотно парусом. Если бы всё было так просто, то корабль полетел. Ну ему противодействуют вода, форма корпуса и сила дрейфа. Поэтому, чтобы начать движение нужно правильно выставить паруса и поймать ветер под нужным углом.

И вроде бы уже можно ответить, как парусный корабль идёт против ветра. Но на самом деле корабль не сможет идти против ветра, потому, как это против любой физики.

У каждого типа паруса корабля существует мёртвая зона в которой ветер идёт прямо на парус, при этом сила тяги этого паруса будет отсутствовать. А чтобы судно начало движение по или против ветра, ему придётся "лавировать".

Если по-простому, то лавировка - это возможность судна двигаться против ветра изменяя своё направление  зигзагообразным способом. При этом минимальный градус отклонение судна  может составлять до 45° к направлению ветра. Поэтому во время движения судна приходится менять курс направления зигзагообразным способом и выставлять галсы в зависимости от направления курса движения, пока бейдвинд не ослабнет до левентика. Если по-простому,  то бейдвинд, это курс судна по отношению к ветру, при этом корабль может идти даже под углом до градусов 90 бокового ветра. Разворачивая корабль и подставляя паруса под нужным углом можно двигаться вперёд зигзагообразным способом против ветра.

Чтобы привезти корабль в движение, используется уйма различных парусов размещённых под различными углами относительно ветра. Каждый тип паруса отвечает за использование ветра под своим углом и движение парусного корабля согласно выбранному направлению.

Направление ветра в лавентик полностью препятствует движению корабля, потому как дует прямо на корабль по ходу его движения. Чтобы начать движение придётся развернуть корабль на определённый угол и раскрыть паруса. В основном лавентик используется для остановки парусного.

Обратный ветер от лавентика - фордевинд. Это самый обычный попутный ветер раскрывающий паруса, но движение судна с этим ветром не всегда безопасно. Потому, как при низком фордевинд, встречный ветер может оказаться сильнее и тогда корабль просто не наберёт необходимую скорость. А для маленьких яхт фордевинд может быть опасен, потому как при сильном порыве он разворачивает корабль в произвольную сторону. И предугадать это довольно сложно.

"Половинчатый" ветер или галфвинд, обычно дует перпендикулярно борта корабля, а курс корабля составляет около 90° от лавентика. Парус устанавливается под малый уровень атаки исходя из ветра.

При курсе движения бейдевинд парусного судна, когда ветер дует менее 90° по отношению к кораблю. При этом в курсе используются лавировка, а паруса устанавливаются на минимальный угол атаки.

Самый оптимальный курс - бакштаг, когда ветер дует с кормы под небольшим углом. Судно легко управляется и предсказуемо к разворотам. В принципе, это тот же самый галфвинд, но с минимальной силой дрейфа. Большинство парусных кораблей и яхт оснащённых косыми парусами способны достигать максимальной скорости движения.

Таким образом, при правильном выставлении парусов и лавировании, парусный корабль мог двигаться против ветра с приличной скоростью. Но, команде приходилось время от времени подстраиваться под изменения направления. Попутный ветер не всегда правильное и удачное решение, особенно для маленьких яхт.