Ян Проктор - Плавание под парусом: ветер, волнение и течения

Вероятно, большинство опытных и умелых рулевых интуитивно представляют движущиеся струи воздуха и воды так же, как они показаны в этой книге, — в виде множества маленьких стрелок, которые изгибаются и закручиваются за препятствиями и вокруг них. Способность зрительно представить себе невидимые воздушные потоки и течения воды безусловно дает определенные преимущества.

Можно без преувеличения сказать, что, шока яхтсмен не представляет движущийся воздух в виде маленьких черных стрелок, спокойно проходящих мимо или отскакивающих и закручивающихся в виде вихрей, он не научится успешно ходить под парусами.

Войны, к сожалению, привили нам представление о сражающихся людях и стреляющих танках, как о маленьких стрелках на карте, направленных в различные стороны. Эти маленькие указатели человеческих конфликтов довольно часто ведут себя так же, как движущийся воздух. Стрелки ударяются о препятствия, закручиваются и завихряются перед ними, в то время как другие быстродвижущиеся стрелки обходят фланги и пытаются сомкнуться за преградой. Аналогичным образом после завоевания плацдарма или прорыва обороны маленькие стрелки часто растекаются по местности так, будто давление в бреши слишком велико для них и, оказавшись по другую ее сторону, где давление меньше, они решили развернуться и вздохнуть на просторе.

Наиболее простой способ развития навыка представления ветра в виде стрелок — это наблюдение за движением воздуха. Для этого надо только очень внимательно смотреть вокруг.

Однажды мне довелось быть в пустыне. Когда дул ветер, мелкий песок крутился и извивался, проникая всюду; когда ветер становился сильнее, казалось, что дышишь песком, пьешь песок и одет в песок. Однако плох тот ветер, который никому не приносит ничего хорошего, поэтому я постарался извлечь пользу из сложившейся ситуации. Из дерева были вырезаны различные фигуры (обтекаемые, плоские, круглые, квадратные и т. д.), которые втыкались в песок под различными углами к направлению ветра. Результаты этих довольно грубых экспериментов были таковы: за несколько часов пребывания в песчаном потоке вокруг каждой фигуры скапливались маленькие песчаные волны, гребни и холмики, которые показывали прекрасную, графически четкую картину влияния различных препятствий на ветровой поток.

Рис. 90. Вихри образуют углубление с подветренной стороны песчаной дюны

Совершенно естественно, движущийся воздух не хотел заполнять сквозные отверстия и огибать острые углы. Великолепной иллюстрацией сказанного являются также песчаные дюны. Дюны на пляже для этой цели не очень подходят, так как песок на морском берегу образуется в результате постепенного разрушения раковин и, поскольку запас раковин пополняется все время, песчинки имеют разные размеры. Гораздо лучше совершенно одинаковые по весу песчинки, обкатанные в пустынях в течение тысячелетий. Однажды я видел огромную песчаную дюну с плавно возвышающейся выпуклой наветренной стороной; вершина ее опускалась почти отвесно, образуя с подветренной стороны впадину, в которую не попадал ветер, срывавшийся с вершины, и из которой вихри поставляли песок основному потоку. На рис. 90 показана эта песчаная дюна в разрезе.

Однако для того чтобы проследить поведение воздушных потоков, необязательно жить в пустыне или вырезать фигуры из дерева. Дым из труб, падающий снег, кружащиеся листья, полет птиц, облака и движение маленьких туч — всем этим естественным и повседневным вещам есть о чем рассказать, надо только уметь их «читать».

Очень простым примером, позволяющим понять поведение воздушного потока при внезапном появлении препятствия, является снегопад. У большинства автомобилей (по крайней мере с обтекаемыми формами) снег скапливается на ветровом стекле, так как поток воздуха, несущий снежинки, обтекает гладкие и плавные обводы. В то же время передняя часть автобусов и грузовиков часто крутая и при движении с силой расталкивает воздух в стороны, вызывая в нем возмущения. При этом воздух бешено крутится, и турбулентные вихри образуют перед ветровым стеклом воздушную подушку, которая препятствует накоплению снега. На рис. 91 и 92 поясняется сказанное.

Попытайтесь стряхнуть пепел с сигареты перед лобовым стеклом довольно высокого автомобиля или грузовика — обычно вначале пепел полетит вперед, а затем в сторону.

В этих простых примерах, показывающих ситуацию у наветренной стороны, двигался не воздух, а некоторый объект. Яхтсменов же больше интересует поведение движущегося потока при встрече с неподвижным препятствием. Однако принципы здесь одни и те же.

О том, что происходит с потоком на подветренной стороне препятствия, можно судить по множеству признаков. Всем известно, что за обтекаемым автомобилем поднимается сравнительно мало пыли, листьев и т. д., а необтекаемая машина будет тащить за собой весь мусор, втягиваемый в образующееся сзади разреженное пространство.

Рис. 91. Плавный ламинарный воздушный поток вокруг обтекаемой автомашины

Рис. 92. Необтекаемый автомобиль при движении создает турбулентность

Еще нагляднее этот участок с меньшим давлением, вызывающим всасывание, можно представить, наблюдая в ветреный день за дымом из высокой фабричной трубы. С вершины трубы срывается огромная струя дыма, а с ее подветренной стороны (там, где отрицательное давление) видна тонкая струйка опускающегося дыма. Эта турбулизированная и завихренная струйка дыма может опускаться вниз по трубе на 10 метров и более, наглядно иллюстрируя тот факт, что быстро движущийся воздух не успевает заполнить пространство за трубой, в котором скопился завихренный воздух. Это явление показано на рис. 93.

Рис. 93. Вовлечение с подветренной стороны трубы затягивает клубы дыма вниз

Многие слышали о замечательных полетах альбатросов, которые день за днем могут парить за судном, не шевеля крыльями, но немногие это видели. Один известный яхтсмен рассказывал мне следующее. Внимательно наблюдая за одним альбатросом, он заметил, что птица всегда выбирала позицию относительно судна и ветра так, чтобы парить в восходящем потоке воздуха, образующегося над судном. Большую часть времени птица находилась за кормой, так как из-за движения судна восходящий поток на высоте парения несколько отклоняется назад. Сказанное изображено на рис. 94. Альбатрос парит в восходящем потоке вымпельного ветра. Над большими препятствиями часто можно видеть парящих чаек. Однажды я наблюдал удивительное проявление таких восходящих потоков. Несколько чаек парили в восходящем потоке над большим ангаром для гидросамолетов, этот поток возникал при ударе ветра в закрытые ворота с наветренной стороны. Через минуту — две ворота открылись, чтобы впустить подошедший трактор, ветер проник в ангар и стал кружиться внутри. Огорченные чайки, у которых украли восходящий поток, с негодованием улетели, взмахивая крыльями.