Аэродинамическая сила паруса

Каким образом парусник может двигаться на ветер? Прямо на ветер парусник двигаться не может, но может идти, зарезаться на ветер под углом 30-45°.Парус имеет определенную форму, напоминающую крыло птицы или самолета. Поток воздуха обтекает парус с двух сторон, наветренной и подветренной. При этом с наветренной стороны воздух проходит меньший путь с меньшей скоростью, но большим давлением, а с подветренной — больший путь, с большей скоростью, но меньшим давлением в потоке. Следовательно, парусник движется за счет выдавливания паруса в область низкого давления на подветренной стороне, проще говоря, силы (разряжения).

Результирующая аэродинамическая сила паруса образуется двумя основными составляющими: подъемной силой и силой сопротивления. Подъемная сила действует под прямым углом к ветру, а сила сопротивления — по ветру. При увеличении скорости ветра сила сопротивления растет быстрее подъемной силы. Поэтому для разных скоростей ветра различаются разные формы парусов, которые имеют оптимальные отношения подъемной силы к силе сопротивления.

Также результирующая аэродинамическая сила паруса включает в себя  такие компоненты, как силу тяги, действующую по  направлению движения и кренящую силу, направленную поперек курса яхты. Кренящая сила вызывает крен и стремится двигать лодку боком, то есть дрейфовать.

Для того чтобы устойчиво двигаться против ветра, требуется добиваться максимальной силы тяги, не допуская превышения кренящей силой определенных пределов. Основным фактором, определяющим способность лодки идти под углом к ветру, является эффективно работающий киль. Киль, руль, плавник, шверт, работают в воде, как Парус в воздухе. Из-за дрейфа лодки поток воды обтекает киль и т.п. под углом. Возникает подъемная сила, действующая в направлении, противоположном дрейфу. При небольшом или нулевом дрейфе, на бакштаге или фордевинде, подъемная сила киля исчезает.