Форма паруса в плане

В парусной литературе много путаницы в вопросе об индуктивном сопротивлении парусов. Как уже было сказано, наименьшим индуктивным сопротивлением обладает крыло с эллиптичным законом распределения циркуляции скорости потока воздуха по его размаху. Это можно осуществить разными способами: соответствующим распределением по размаху крыла формы его профиля, угла атаки или выбором формы крыла в плане. Обычно используют последний вариант, когда углы атаки и форма профиля по размаху постоянны, а хорда крыла изменяется по эллиптическому закону. Вид передней кромки крыла малосущественен; ее можно выбрать в виде прямой линии, тогда крыло в плане приобретает форму половинки эллипса, в частном случае полукруга.

Эллиптическая форма крыла оптимальна при отсутствии закрутки воздушного потока. Но в отличие от крыла самолета или планера парус обдувается ветром, скорость которого возрастает с высотой. При наличии ветра вблизи поверхности воды формируется пограничный слой толщиной в несколько сотен метров, в котором скорость ветра при приближении к поверхности воды спадает до нуля. Спад скорости ветра, так называемый профиль ветра, зависит от его скорости и стратификации атмосферы; та определяется разностью температур воды и воздуха над ней. Стратификация нейтральна, если температура воды равна температуре воздуха, неустойчива, когда вода теплее воздуха, и устойчива, если вода холоднее воздуха. Профили ветра для всех этих случаев различны; они показаны на рис.15.

Усиление истинного ветра по высоте паруса влечет за собой усиление вымпельного ветра в 1,2-1,5 раза и, что весьма существенно, изменение его угла на . Соответственно, на ту же величину изменяется угол атаки паруса, что нарушает эллиптическое распределение циркуляции воздуха вокруг него. Чтобы оно оставалось эллиптичным, необходима коррекция формы паруса в плане путем изменения распределения его хорд по высоте.

Н а рис.17 показано семейство форм паруса с различным удлинением, имеющих минимальное индуктивное сопротивление в закрученном потоке вымпельного ветра и полученных из исходной эллиптичной формы путем такой коррекции. Видно. Что они близки к форме хорошего бермудского грота, имеющего небольшой серп по задней шкаторине.

Сказанное справедливо для паруса не имеющего скручивания по высоте. Реальный парус всегда скручен, и его верхняя часть отваливает под ветер; величина скручивания регулируется натяжением шкотов и оттяжки гика. Изменение силы ветра по высоте непостоянно и зависит от погодных условий; сделать парус, который будет одинаково хорош для всех условий, невозможно, поэтому его скручивание используют для тонкой настройки на конкретные условия.

Скручивание или твист паруса по высоте и его регулировка – вопрос весьма тонкий, особенно для косых бермудских парусов; искусство пошива парусов во многом в этом и состоит. В этом плане представляют интерес паруса джонок, имеющие большое число сквозных лат, каждая из которых управляется свои шкотом.