Plachetnice rychlejší než vítr?
Dostali jsme zajímavý dotaz. Jak je možné, že může jet plachetnice rychleji, než vane vítr?
Dotaz nám zaslal Ondra Zapletal a pokusíme se na něj jednoduše odpovědět. Rychleji než vítr nejezdí jen katamarány na nosných křídlech pro Americký pohár. Není to jen doména nejrychlejších závodních jachet. Na některých kurzech a při určitých silách větru to dokážou i jachty až překvapivě všedního vzhledu.
Jednoduché vysvětlení nic neříká
Vše je možné vysvětlit jednou větou. Plachetnice nejezdí na skutečný vítr, ale na vítr zdánlivý. Hotovo tečka!
Zní to sice definitivně, ale moc jasno to v hlavě neudělá.
Co je to zdánlivý vítr
Nejprve je tedy třeba si vysvětlit, co je to zdánlivý vítr. Protože jsme o tom už jednou psali, nebudeme vysvětlení opakovat. Najdete ho zde.
Jezdíme na zdánlivý
Ve vysvětlení plavby rychlejší než vítr nyní můžeme pokračovat. Cokoli, co se pohybuje ve větru, se pohybuje ve zdánlivém větru, který je složen z větru skutečného a vlastního pohybu pohybujícího se tělesa.
A nyní se podíváme na to, jak se mění zdánlivý vítr, když se zvyšuje rychlost pohybujícího se tělesa, v našem případě jachty.
Máme zde tři obrázky. Na obou je rychlost větru 15 uzlů z boku. Na prvním pluje jachta rychlostí 7 uzlů. Běžná turistická jachta. Rychlost zdánlivého větru je v té chvíli cca 17 uzlů a jde více zpředu.
Na druhém obrázku již máme superrychlou jednotrupou jachtu, která dokázala ze stejného bočního větru vymáčknout 15 uzlů rychlosti. Zdá se to neuvěřitelné, ale je to tak. Zdánlivý vítr, který tuto jachtu pohání, již nemá 17 uzlů, jako na prvním obrázku, ale má 21 uzel. A jde samozřejmě ještě více zpředu.
Na třetím náčrtu jede závodní katamaran na nosných křídlech, který má místo plachty křídlo. Ten již najednou vylétl z vody a drží rychlost 30 uzlů. On ale nejede na vítr o rychlosti 15 uzlů, ale na zdánlivý vítr, který fouká rychlostí 34 uzly. Proto může jet tak rychle. Pozor, všimněte si ale, že vítr již přichází hodně od přídě!
Jde to do nekonečna?
Namítnete na to, že pak není důvod, aby katamaran nezrychlil na 50 uzlů. Nemáte pravdu. Tím důvodem je, že plachetnice může jet jen do určitého úhlu proti větru. Běžná plachetnice například může stoupat jen kolem 45°proti větru. Závodní jachta je na tom lépe, ale také má hranice. Proto od určité rychlosti dále zrychlovat nelze, jachta by plula proti větru. Toto je zjednodušené vysvětlení, samozřejmě do hry vstupuje mnohem více faktorů.
Uvedené rychlosti a směry větru nejsou reálné, ale pro vysvětlení snad stačí.