Question

Care este principiul de navigare al barcilor cu panze? Cum se poate naviga impotriva vantului?

Answer 1

Fix pe aceeasi directie dar in sens opus vantului nu se poate naviga. Pe directii oblice da. Si se merge in zig-zag, astfel ca, tragand o linie intre destinatie si locul de plecare se poate zice ca este impotriva vantului. Principiul nu este unul complicat. Panza trebuie asezata astfel incat rezultanta fortelor care actioneaza asupra ambarcatiunii sa aiba directia pe care o dorim. Principalele forte ar fi: cea de rezistenta la inaintarea in aer (data de panza) si cea de rezistenta la inaintarea in apa, apoi, in functie de ambarcatiune mai pot fi: componenta greutatii navigatorului/navigatorilor (pentru ambarcatiunile usoare care tind sa fie rasturnate de vant), rezistenta in apa a carmei, si cu siguranta mai sunt forte care imi scapa. Daca va descurcati cu limba engleza aveti aici ceva http://ffden-2.phys.uaf.edu/211_fall2002.web.dir/josh_palmer/nav.html

Answer 2

Asa, in principiu, adica foarte simplificat, poti intelege mecanismul pe baza a doua forte: forta vantului asupra panzei si forta apei asupra corpului vasului.

Efectul apei, datorat formei speciale a vasului, este ca miscarea vasului in lungul axei sale (prova-pupa) este mult mai usoara decat o miscare laterala. In prima aproximatie se poate considera ca o forta aplicata vasului cu o directie oarceare va avea un efeact numai in lungul axei, componenta perpendiculara pe axa fiind anulata de rezistenta apei.

In cazul panzei, din nou intr-un model simplificat, forta vantului are numai componenta perpendiculara pe panza.

Modificand unghiul panzei fata de vant si pozitia vasului fata de apa se pot obtine diferite conditii.

Daca de exemplu vasul vrea sa mearga spre nord si vantul bate de la sud, cred ca e evident ca nu e nici o problema. E vant din pupa.

Dar daca bate de la SW, la 45 de grade? O posibilitate este sa mentinem vasul pe directia NS si panza perpendiculara pe vas. Vantul sufland in panza la 45 de grade, va produce o forta perpendiculara pe panza si deci in lungul vasului si acesta se va misca spre nord. O alta varianta este sa punem panza perpendiculara pe vant, deci la 45 de grade fata de vas. Vantul va sufla perpendicular pe panza, producand o forta la 45 de garde fata de corpul vasului. Componenta perpendicluara pe axa va fi anulata de rezistenta apei si iar ramane o componenta paralela cu vasul, spre nord.

In realitate lucrurile nu sant asa simple, sigur.  Viteza vantului fata de panza depinde si de miscarea vasului si multe alte detalii pe care marinarii le invata sau le "simt" pur si simplu. Eu am fost o singura data intr-o barca cu panze.:)

Inaintarea "impotriva vantului" e bazata pe aceleasi principii. Doar ca vasul nu inainteaza chiar impotriva vantului ci in zig-zag. Pe directii care fac un unghi cu directia vantului, mergand cand spre dreapta vantului, cand spre stanga.

Daca panza are orientarea potrivita, va exista o componenta a fortei in directia de inaintare a vasului.

Daca cauti "tacking" pe Google poti gasi niste diagrame.

Comments

sa spunem ca am inteles situatia in care vintul bate la 45 grade din sw. dar in cazul in care bate la 90 grade sau mai mult dinspre W nu mai ramane o componenta paralela cu axul!! poti roti vasul spre NE si acum inteleg cum inainteaza dar daca vrei sa ajungi in N  la un moment dat va trebui sa l rotesti spre NW si cu un vant din W nu inteleg cum va inainta .

---

Pentru vant din vest e inca OK. Nu trebuie sa faci volte (cred ca asa se numesc).

Vasul poate ramane pe directia nord si panza va la 45 de grade fata de vas, astfel incat sa primesaca vantul din vest. Forta vantului normala la pnaza va fi spre NE, deci cu o componenta spre nord.

Problemele apar abia cand unghiul vantului e si mai mic. Sa zicem dinspre NW.

Atunci trebuie sa faca acele zigzaguri. La fiecare intoarcere a corpului vasului se intorc si panzele, astfel incat sa prinda un vant cu directia corespunzatoare. Nu raman fixe pe tot zig-zagul.

Answer 3

Forta care face navele cu panze ("vele") sa inainteze este similara fortei de portanta de la aripa de avion. Prin manualul de fizica de clasa X sau XI este explicat "efectul Coanda". Acest fenomen este cheia raspunsului la intrebarea ta. Explicatiile pseudostiintifice date de cei cativa elevi de scoala primara care au mai postat raspunsuri sunt doar incercari de a-si explica lor insile fenomenul respectiv. Dupa acele reguli au navigat stramosii fenicienilor. Astazi se navigheaza dupa principiul pe care ti l-am spus. Astfel s-a ajuns ca la concursuri ale navelor cu panze acestea sa inainteze cu viteze de peste 1,4 ori viteza vantului!

Comments

"Astfel s-a ajuns ca la concursuri ale navelor cu panze acestea sa inainteze cu viteze de peste 1,4 ori viteza vantului!"

Probabil cand vantul bate cu 1,4 ori mai tare decat de obicei... Altfel, o astfel de optimizare ar fi utila sa se produca energie electrica mult mai ieftin decat se face la ora actuala, si gratis...