4.4. Дія вітру на вітрило
На шлюпку під вітрилом впливають два середовища: повітряний потік, що діє на вітрило і надводну частину шлюпки, і вода, що діє на підводну частину шлюпки.Завдяки формі вітрила навіть при несприятливому вітрі (бейдевінд) шлюпка може рухатися вперед. Вітрило нагадує крило, найбільший прогин якого віддалений від передньої шкаторини на 1/3-1/4 ширини вітрила і має величину 8-10% ширини вітрила (рис. 44).
Якщо вітер, що має напрямок В (рис. 45 а), зустрічає на шляху вітрило, він огинає його з двох сторін. З вітряної сторони вітрила створюється тиск вище (+), ніж з вітряною (-). Рівнодія сил тиску утворює силу Р, спрямовану перпендикулярно площині вітрила або хорді, що проходить через передню і задню шкаторини і прикладену до центру парусності ЦП (рис. 45, б).
Мал. 44. Профіль вітрила:
В - ширина вітрила по хорді
Мал. 45. Сили, що діють на вітрило та корпус шлюпки:
а - дія вітру на вітрило; б - дія вітру на вітрило і води на корпус шлюпки
Мал. 46. Правильне положення вітрила за різних напрямків вітру: а - бейдевінд; б - галфвінд; в - фордевінд
Сила Р розкладається на силу тяги Т, спрямовану паралельно діаметральної площини (ДП) шлюпки, що змушує шлюпку рухатися вперед, і силу дрейфу Д, спрямовану перпендикулярно ДП, що викликає дрейф і крен шлюпки.
Сила Р залежить від швидкості та напрямку вітру щодо вітрила. Чим більше
Якщо
Дія води на шлюпку багато в чому залежить від обводів її підводної частини.
Незважаючи на те, що при вітрі бейдевінд сила дрейфу Д перевищує силу тяги Т, шлюпка має хід вперед. Тут дається взнаки бічний опір R 1 підводної частини корпусу, яке в багато разів більше лобового опору R.
Мал. 47. Вимпильний вітер:
В І – справжній вітер; У Ш – вітер від руху шлюпки; В - вимпельний вітер
Сила Д, незважаючи на протидію корпусу, все ж таки зносить шлюпку з лінії курсу. Складений ДП та напрямком істинного руху шлюпки ІП
Таким чином, найбільша тяга та найменший дрейф шлюпки можуть бути отримані шляхом вибору найбільш вигідного положення діаметральної площини шлюпки та площини вітрила щодо вітру. Встановлено, що кут між ДП шлюпки та площиною вітрила повинен дорівнювати половині
При виборі положення вітрила щодо ДП і вітру старшина шлюпки керується не істинним, а вимпелевим вітром, напрямок якого визначається рівнодіючої від швидкості шлюпки і швидкості істинного вітру (рис. 47).
Клівер, розташований перед фоком, виконує роль передкрилка. Потік повітря, що проходить між клівером і фоком, зменшує тиск на підвітряному боці фока і, отже, збільшує його тягову силу. Це відбувається лише за умови, що кут між клівером та ДП шлюпки дещо більший за кут між фоком і ДП (рис. 48, а).
Вплив вітру на корабель визначається його напрямом і силою, формою та розмірами площі парусності корабля, розташуванням центру парусності, значеннями опади, крену та диферента.
Дія вітру в межах курсових кутів 0-110 ° викликає втрату швидкості, а при великих курсових кутах та силі вітру не понад 3-4 бали - деяке її збільшення.
Дія вітру в межах 30-120 ° супроводжується дрейфом та вітровим креном.
На корабель, що рухається, діє відносний (здається) вітер, який пов'язаний з істинним наступними відносинами (рис. 7.1) (2):
Де Vі – швидкість істинного вітру, м/с;
VK-швидкість вітру, м/с;
V0 – швидкість ходу корабля, м/с;
β-кут дрейфу корабля, град.
Yk - кут здається вітру;
Yі-кут справжнього вітру.
Питомий тиск вітру на корабель кгс/м розраховується за формулою
Де W – швидкість вітру, м/с.
Мал. 7.1. Залежність істинного вітру
Мал. 7.2. Дія моменту, що хрещує
Так, при урагані, коли швидкість вітру сягає 40-50 м/с, величина вітрового навантаження сягає 130- 200 кгс/м2.
Повний тиск вітру на корабель визначається виразом P = pΩ, де - площа парусності корабля.
Величина моменту, що кренить Мкр (рис. 7.2) в кгс м для випадку встановленого руху і дії сили тиску вітру Р, перпендикулярної ДП корабля, визначається з виразу
Де zn – ордината центру парусності, м;
Т – середня осадка корабля, м. н.
Хвилювання моря має найбільший вплив на корабель. Воно супроводжується дією на корпус значних динамічних навантажень та хиткою корабля. При плаванні на хвилюванні збільшується опір корпусу корабля та погіршуються умови спільної роботи гвинтів, корпусу та головних двигунів.
Мал. 7.3. Елементи хвиль
В результаті знижується швидкість, збільшується навантаження на головні машини, підвищується витрата палива та зменшується дальність плавання корабля. Форма та розміри хвиль характеризуються такими елементами (рис. 7.3):
Висота хвилі h – відстань по вертикалі від вершини до підошви хвилі;
Довжина хвилі - відстань по горизонталі між двома сусідніми гребенями або підошвами;
Період хвилі t - проміжок часу, протягом якого хвиля проходить відстань, що дорівнює своїй довжині (3);
Швидкість хвилі С - відстань, що проходить хвилею в одиницю часу.
За походженням хвилі поділяються на вітрові, припливно-відливні, анемобаричні, хвилі землетрусу (цунамі) та корабельні. Найбільш поширеними є вітрові хвилі. Розрізняють три типи хвилювання: вітрове, зиб та змішане. Вітрове хвилювання - що розвивається, воно знаходиться під безпосереднім впливом вітру на відміну від зиби, що є інерційним хвилюванням, або хвилювання, викликане штормовим вітром, що дме у віддаленому районі. Профіль вітрової хвилі не симетричний. Її підвітряний схил крутіший, ніж навітряний. На вершинах вітрових хвиль утворюються гребені, верхівки яких під дією вітру завалюються, утворюючи піну (баранчики), а за сильного вітру зриваються. Напрям вітру і напрям вітрових хвиль у відкритому морі, як правило, збігаються або відрізняються на 30-40 °. Розміри вітрових хвиль залежать від швидкості вітру та тривалості його впливу, довжини шляху вітрових потоків над водною поверхнею та глибини даного району (табл. 7.1).
ТАБЛИЦЯ 7.1. МАКСИМАЛЬНІ ЗНАЧЕННЯ ЕЛЕМЕНТІВ ХВИЛЬ ДЛЯ ГЛИБОКОГО МОРЯ (Н/Λ > 1/2)
Найбільш інтенсивне зростання хвилі спостерігається при відношенні C/W< 0,4-0,5. Дальнейшее увеличение этого отношения сопровождается уменьшением роста волн. Поэтому волны опасны не в момент наибольшего ветра, а при последующем его ослаблении.
Для наближених розрахунків середньої висоти хвиль океанського хвилювання, що встановилося, користуються формулами:
При вітрі до 5 балів
При вітрі понад 5 балів
Де Б – сила вітру в балах за шкалою Бофорта (§ 23.3).
В умовах розвиненого хвилювання має місце інтерференція окремих хвиль (до 2% загальної кількості та більше), які досягають максимального розвитку та перевищують середню висоту хвиль у два-три рази. Такі хвилі особливо небезпечні.
Накладення однієї хвильової системи в іншу найбільш інтенсивно відбувається за зміни напряму вітру, частому чергуванні штормових вітрів і перед фронтом тропічних циклонів(4).
Енергія хвиль розвиненого хвилювання винятково велика. Для корабля, що лежить в дрейфі, динамічний вплив хвиль може бути визначений з виразу р = 0,1 ? де ? - Істинний період хвилі, с.
Так, для періодів хвиль близько 6-10 з величина Р може досягати значних значень (3,6-10 т/м²).
При русі корабля курсом проти хвилі динамічний вплив хвиль зростатиме пропорційно квадрату швидкості корабля, вираженої в метрах на секунду.
Довжина хвилі в метрах, швидкість у метрах за секунду та період у секундах пов'язані між собою такими співвідношеннями:
Корабель, що практично рухається, зустрічає не істинний, а відносний (здається) період хвилі τ", який визначається з виразу
Де а - курсовий кут фронту гребеня хвилі, виміряний по будь-якому борту.
Плюс відноситься до випадку руху проти хвилі, мінус - по хвилі.
При зміні курсу корабель розташовується щодо наведеної довжини хвилі?
Характер хитавиці корабля має складну залежність між елементами хвиль (h, λ, τ і С) та елементами корабля (L, D, Т1,2 та δ).
Безпека корабля з погляду стійкості визначається як його конструкцією і розподілом вантажів, а й курсом, і навіть швидкістю. У разі розвиненого хвилювання безупинно змінюється форма діючої ватерлінії. Відповідно змінюються форма зануреної частини корпусу, плечі стійкості форми і моменти, що відновлюють.
Перебування корабля на підошві хвилі супроводжується збільшенням моментів, що відновлюють. Перебування корабля (особливо тривале) на гребені хвилі небезпечне і може призвести до перекидання. Найбільш небезпечна резонансна хитавиця, при якій період власних коливань корабля T1,2 дорівнює видимому (спостерігається) періоду хвилі?" Характер бортової резонансної гойданки показаний на рис.< T1 /τ" < 1,3
Особливо небезпечна резонансна хитавиця при положенні корабля лагом до хвилі.
При прямуванні корабля курсом проти хвилі значно зростають втрати у швидкості, відбуваються оголення країв і різкі кидки обертів. Удари хвиль у днищі носового краю (явище «слеммінгу») можуть призвести до деформації корпусу та зриву окремих механізмів та пристроїв з фундаментів.
При прямуванні по хвилі корабель меншою мірою схильний до ударів хвиль. Однак слідування його по хвилі зі швидкістю, близькою до швидкості хвилі VK = (0,6--1,4) С (корабель «осідлав» хвилю), призводить до різкої втрати поперечної стійкості у зв'язку зі зміною форми та площі діючої ватерлінії, а це веде до виникнення гіроскопічного моменту, що діє у площині ватерлінії та значно погіршує керованість корабля.
Мал. 7.4. Резонансна хитавиця
Найнебезпечніше плавання малого корабля на попутному хвилюванні, коли λ=L корабля, а VK=C.
Універсальна діаграма хитавиці Ю.В. Ремеза
Універсальна діаграма хитавиці визначає залежність елементів хвиль, що спостерігаються, від зміни елементів руху корабля.
Діаграма розрахована за формулою
Де V – швидкість корабля, уз.
Діаграма визначає залежність між X і V sin a при різних значеннях т. із досить великими глибинами (понад 0,4Х хвилі).
Застосування універсальної діаграми хитавиці дозволяє вирішити такі основні завдання:
- визначити курс і швидкість, за яких корабель може потрапити в положення резонансної качки (кільової та бортової);
Визначити довжину хвилі у районі плавання;
Визначити сектори курсів та діапазони швидкостей, при яких корабель відчуватиме сильну хитавицю, близьку до резонансної;
Визначити курси та швидкості, при яких корабель перебуватиме в стані найбільш небезпечної зниженої поперечної стійкості;
Визначити курси та швидкості, за яких корабель відчуватиме явище «слемінгу».
(1) Подальше посилення вітру супроводжується вітровим хвилюванням, що знижує швидкість корабля.
(2) Координати справжнього вітру пов'язані із землею, а здається з кораблем.
(3) Практично рух частинок води вітрового хвилювання відбувається по орбітах, близьких за формою до кола або еліпсу. Переміщується лише профіль хвилі.
(4) Характер хвилеутворення та її зв'язок з елементами вітру докладно розглядаються у курсі океанографії.
Думаю, що багато хто з нас скористався б шансом поринути в морську безодню на якомусь підводному апараті, але все ж, більшість би віддала перевагу морській подорожі на вітрильнику. Коли ще не було ні літаків, ні поїздів були тільки вітрильники. Без них світ був, не став таким.
Вітрильники з прямими вітрилами привезли європейців до Америки. Їхні стійкі палуби та місткі трюми доставили людей та припаси для будівництва Нового світу. Але й ці старовинні кораблі мали свої обмеження. Вони йшли повільно і практично в одному напрямку за вітром. З того часу багато що змінилося. Сьогодні використовують зовсім інші принципи керування силою вітру та хвиль. Так що якщо захочете покататися на сучасному, доведеться підвчити фізику.
Сучасний вітрильний спорт це не просто рух за вітром, це щось, що впливає на вітрило, і змушує його летіти подібно до крила. І це невидиме «щось» називається підйомною силою, яку вчені називають бічною силою.
Уважний спостерігач не міг не помітити, що незалежно від того, куди дме вітер, вітрильна яхта завжди рухається туди, куди потрібно капітанові - навіть коли вітер зустрічний. У чому ж секрет такого дивовижного поєднання впертості та послуху.
Багато хто навіть не здогадується, що вітрило це крило, і принцип роботи крила і вітрила один. В його основі лежить підйомна сила, тільки якщо підйомна сила крила літального апарату, використовуючи зустрічний вітер, штовхає літак вгору, вертикально розташований вітрило направляє вітрильник вперед. Щоб пояснити це з наукової точки зору, необхідно повернутися до витоків - як працює вітрило.
Подивіться на змодельований процес, який показує, як повітря діє на площину вітрила. Тут можна побачити, що потоки повітря під моделлю, що мають більший вигин, згинаються, щоб обійти її. При цьому потоку доводиться трохи прискоритись. В результаті виникає область низького тиску – це і генерує підйомну силу. Низький тиск на нижній стороні тягне вітрило донизу.
Тобто область з високим тиском намагається пересунутися до області низького тиску, чинячи тиску на вітрило. Виникає різниця тисків, що породжує підйомну силу. Завдяки формі вітрила, з внутрішньої навітряної сторони швидкість вітру менше, ніж з підвітряної сторони. На зовнішній стороні утворюється розрідження. У вітрило в буквальному значенні всмоктується повітря, яке штовхає вітрильну яхту вперед.
Насправді цей принцип досить простий для розуміння, достатньо придивитися на будь-яке вітрильне судно. Фокус тут у тому, що вітрило як би не було розташоване, передає судну енергію вітру і навіть якщо візуально здається, що вітрило має гальмувати яхту, центр докладання сил знаходиться ближче до парусника, і сила вітру забезпечує поступальний рух.
Але це теорія, а на практиці все трохи інакше. Насправді вітрильна яхта не може йти проти вітру – вона рухається під певним кутом до нього, так званими галсами.
Вітрильник рухається за рахунок балансу сил. Вітрила діють як крила. Більшість виробленої ними підйомної сили спрямовано убік, і лише невелика кількість вперед. Втім, секрет у цьому чудовому явище у так званому «невидимому» вітрилі, що знаходиться під днищем яхти. Це кіль або морською мовою - шверт. Підйомна сила шверта також виготовляє підйомну силу, яка теж спрямована в основному в бік. Кіль протистоїть крену і протилежній силі, що діє на вітрило.
Окрім підйомної сили виникає ще й крен – шкідливе для руху вперед та небезпечне для екіпажу судна явище. Але для того на яхті і існує команда, щоб служити живою противагою невблаганним фізичним законам.
У сучасному вітрильнику і кіль, і вітрило спільними зусиллями спрямовують вітрильник уперед. Але як підтвердить будь-який моряк-початківець на практиці все набагато складніше, ніж у теорії. Досвідчені моряки знають, що найменші зміни вигину вітрила дають можливість отримати більше підйомної сили і контролювати її напрямок. Змінюючи вигин вітрила, умілий моряк управляє розміром і розташуванням області, що виробляє підйомну силу. За допомогою глибокого вигину спрямованого вперед можна створити велику зону тиску, але якщо вигин занадто великий або передня кромка занадто крута молекули повітря, що обтікає, перестануть слідувати його вигину. Іншими словами, якщо у предмета гострі кути частинки потоку не зможуть зробити поворот - занадто сильний імпульс руху, це явище отримало назву «потік, що відокремився». Результат цього ефекту – вітрило «заполоще», втративши вітер.
А ось ще кілька практичних порад щодо використання вітрової енергії. Оптимальний курс виходу на вітер (перегоновий бейдевінд). Моряки називають його "хід проти вітру". Вимпельний вітер, що має швидкість 17 вузлів, відчутно швидше за справжній вітер, що створює хвильову систему. Різниця їх напрямків становить 12 °. Курс до вимпельного вітру - 33 °, до справжнього вітру - 45 °.
РУХОВА СИЛА ВІТРУ
На сайті NASA опубліковані дуже цікаві матеріали про різні фактори, що впливають на формування крилом літака підйомної сили. Там же представлені інтерактивні графічні моделі, які демонструють, що підйомна сила може формуватися симетричним крилом за рахунок відхилення потоку.
Вітрило, перебуваючи під кутом до повітряного потоку, відхиляє його (рис. 1г). Повітряний потік, що йде через «верхню», підвітряну сторону вітрила, проходить більш довгий шлях і, відповідно до принципу нерозривності потоку, рухається швидше, ніж з навітряної, «нижньої» сторони. Результат - тиск з вітряного боку вітрила менше, ніж з вітряного боку.
При русі курсом фордевінд, коли вітрило встановлено перпендикулярно до напрямку вітру, ступінь збільшення тиску з навітряної сторони більше, ніж ступінь зниження тиску з підвітряної сторони, тобто вітер більше штовхає яхту, ніж тягне. У міру того, як яхта повертатиме гостріше до вітру, це співвідношення змінюватиметься. Так, якщо вітер дме перпендикулярно курсу яхти, збільшення тиску на вітрило з навітряного боку менший вплив на швидкість, ніж зниження тиску з підвітряної сторони. Тобто вітрило більше тягне яхту, ніж штовхає.
Рух яхти відбувається завдяки тому, що вітер взаємодіє з вітрилом. Аналіз цієї взаємодії призводить до несподіваних, для багатьох новачків, результатів. Виявляється, що максимальна швидкість досягається, зовсім не коли вітер дме ззаду, а побажання «попутного вітру» несе в собі зовсім несподіваний сенс.
Як вітрило, і кіль, при взаємодії з потоком, відповідно, повітря чи води, створюють підйомну силу, отже, для оптимізації їх можна застосувати теорію крила.
РУХОВА СИЛА ВІТРУ
Повітряний потік має кінетичну енергію і, взаємодіючи з вітрилами, здатний рухати яхту. Робота, як вітрила, і крила літака, описується законом Бернуллі, за яким збільшення швидкості потоку призводить до зменшення тиску. При переміщенні в повітряному середовищі крило розділяє потік. Частина його обходить крило зверху, частину знизу. Крило літака спроектовано так, що повітряний потік, що проходить над верхньою стороною крила, рухається швидше, ніж потік, який проходить під нижньою частиною крила. Результат - тиск над крилом значно нижчий, ніж під. Різниця тиску є підйомна сила крила (рис. 1а). Завдяки складній формі крило здатне генерувати підйомну силу навіть у тому випадку, коли розсікає потік, який рухається паралельно площині крила.
Вітрило може рухати яхту тільки в тому випадку, якщо знаходиться під деяким кутом до потоку та відхиляє його. Дискусійним залишається питання, яка частина підйомної сили пов'язані з ефектом Бернуллі, яка є результатом відхилення потоку. Згідно з класичною теорією крила підйомна сила виникає виключно в результаті різниці швидкостей потоку над і під асиметричним крилом. Разом про те добре відомо, як і симетричне крило здатне створювати підйомну силу, якщо встановлено під певним кутом до потоку (рис. 1б). В обох випадках кут між лінією, що з'єднує передню і задню точки крила і напрямком потоку, називається кутом атаки.
Підйомна сила збільшується зі збільшенням кута атаки, проте ця залежність працює лише за невеликих значеннях цього кута. Як тільки кут атаки перевищує критичний рівень і відбувається зрив потоку, на верхній поверхні крила утворюються численні вихори, а підйомна сила різко зменшується (рис. 1в).
Яхтсмени знають, що фордевінд далеко не найшвидший курс. Якщо вітер тієї ж сили дме під кутом 90 градусів до курсу, яхта рухається набагато швидше. На курсі фордевінд сила, з якою вітер тисне на вітрило, залежить від швидкості яхти. З максимальною силою вітер тисне на вітрило яхти, що стоїть без руху (рис. 2а). У міру збільшення швидкості тиск на вітрило падає і стає мінімальним, коли яхта досягає максимальної швидкості (рис. 2б). Максимальна швидкість на курсі фордевінд завжди менша за швидкість вітру. Причин тому, кілька: по-перше, тертя, за будь-якого руху деяка частина енергії витрачається на подолання різних сил, що перешкоджають руху. Але головне те, що сила, з якою вітер тисне на вітрило, пропорційна квадрату швидкості вимпельного вітру, а швидкість вітру на курсі фордевінд дорівнює різниці швидкості істинного вітру і швидкості яхти.
Курсом галфвінд (під 90º до вітру) вітрильні яхти здатні рухаються швидше за вітер. У рамках цієї статті ми не обговорюватимемо особливості вимпельного вітру, зазначимо лише, що на курсі галфвінд, сила, з якою вітер тисне на вітрила, меншою мірою залежить від швидкості яхти (рис. 2в).
Основним фактором, який перешкоджає збільшенню швидкості, є тертя. Тому вітрильники з невеликим опором руху здатні досягати швидкості, що набагато перевищує швидкість вітру, але не на курсі фордевінд. Наприклад, буєр, за рахунок того, що ковзани мають мізерний опір ковзання, здатний розігнатися до швидкості 150 км/год при швидкості вітру 50 км/год і навіть менше.
The Physics of Sailing Explained: An Introduction
ISBN 1574091700, 9781574091700
Вітру, які у Південній частині Тихого океану дмуть у західному напрямку. Саме тому наш маршрут було складено так, щоб на вітрильній яхті "Джульєтта" рухатися зі сходу на захід, тобто так, що вітер дме у спину.
Однак якщо подивитися на наш маршрут, ви помітите, що часто, наприклад, при русі з півдня на північ від Самоа до Токелау, нам доводилося рухатися перпендикулярно до вітру. А іноді напрям вітру зовсім змінювався і доводилося йти проти вітру.
Маршрут "Джульєтти"
Що робити у такому разі?
Вітрильні судна вже давно вміють ходити проти вітру. Про це давно добре і просто написав класик Яків Перельман у своїй Другій книзі із циклу «Цікава фізика». Цей шматочок я тут доводжу дослівно з картинками.
"Під вітрилами проти вітру
Важко уявити собі, як можуть вітрильні судна йти «проти вітру» - або, за словами моряків, йти «в бейдевінд». Правда, моряк скаже вам, що проти вітру йти під вітрилами не можна, а можна рухатися лише під гострим кутом до напрямку вітру. Але кут цей малий - близько чверті прямого кута, - і видається, мабуть, однаково незрозумілим: чи плисти прямо проти вітру чи під кутом до нього 22°.
Насправді це, однак, не байдуже, і ми зараз пояснимо, яким чином силою вітру можна йти назустріч йому під невеликим кутом. Спочатку розглянемо, як діє вітер на вітрило, т. е. куди він штовхає вітрило, коли дме на нього. Ви, мабуть, думаєте, що вітер завжди штовхає вітрило в той бік, куди сам дме. Але це не так: хоч би вітер дув, він штовхає вітрило перпендикулярно до площини вітрила. Справді: нехай вітер дме у напрямку, вказаному стрілками на малюнку нижче; лінія АВ позначає вітрило.
Вітер штовхає вітрило завжди під прямим кутом до його площини.
Так як вітер напирає рівномірно на всю поверхню вітрила, замінюємо тиск вітру силою R, прикладеної до середини вітрила. Цю силу розкладемо на дві: силу Q, перпендикулярну до вітрила, і силу Р, спрямовану вздовж нього (див. рис. вгорі, праворуч). Остання сила нікуди не штовхає вітрило, оскільки тертя вітру об полотно незначне. Залишається сила Q, яка штовхає вітрило під прямим кутом до нього.
Знаючи це, ми легко зрозуміємо, як вітрильне судно може йти під гострим кутом назустріч вітру. Нехай лінія КК зображує кільову лінію судна.
Як можна йти вітрилами проти вітру.
Вітер дме під гострим кутом до цієї лінії у напрямку, вказаному поруч стрілок. Лінія АВ зображує вітрило; його поміщають так, щоб площина його ділила навпіл кут між напрямком кіля та напрямом вітру. Простежте малюнку за розкладанням сил. Натиск вітру на вітрило ми зображуємо силою Q, яка, ми знаємо, має бути перпендикулярна до вітрила. Цю силу розкладемо на дві: силу R, перпендикулярну до кіля, і силу S, спрямовану вперед, уздовж кільової лінії судна. Оскільки рух судна у бік R зустрічає сильний опір води (кіль у вітрильних суднах робиться дуже глибоким), то сила R майже повністю врівноважується опором води. Залишається лише сила S, яка, як бачите, спрямована вперед і, отже, рухає судно під кутом, ніби назустріч вітру. [Можна довести, що сила S набуває найбільшого значення тоді, коли площина вітрила ділить навпіл кут між напрямками кіля та вітру.]. Зазвичай цей рух виконується зигзагами, як показує малюнок нижче. Мовою моряків такий рух судна називається «лавіровкою» у тісному значенні слова."
Давайте розглянемо всі можливі напрямки вітру щодо курсу човна.
Схема курсів судна щодо вітру, тобто кутом між напрямком вітру та вектором від корми до носа (курсом). 
Коли вітер дме в обличчя (левентик), вітрила бовтаються з боку на бік і рухатися з вітрилом неможливо. Зрозуміло, завжди можна спустити вітрила і увімкнути мотор, але це вже не має відношення до ходіння під вітрилом.
Коли вітер дме точно в спину (фордевінд, попутний вітер), розігнані молекули повітря чинять на вітрило з одного боку і човен рухається. У цьому випадку судно може рухатися лише повільніше за швидкість вітру. Тут працює аналогія катання на велосипеді за вітром – вітер дме в спину та педалі крутити легше.
При русі проти вітру (бейдевінд) вітрило рухається не через тиск молекул повітря на вітрило ззаду, як у випадку фордевінду, а через підйомну силу, яка створюється за рахунок різних швидкостей повітря з двох сторін уздовж вітрила. При цьому через кіль човен рухається не в перпендикулярному до курсу човна напрямку, а тільки вперед. Тобто вітрило в цьому випадку – це не парасолька, як у випадку бейдевінду, а крило літака.
Під час наших переходів ми в основному йшли бакштагами та галфвіндами із середньою швидкістю в 7-8 вузлів при швидкості вітру від 15 вузлів. Іноді ми йшли проти вітру, галфвіндом та бейдевіндом. А коли вітер загасав – вмикали мотор.
Загалом, човен з вітрилом, що йде проти вітру – це не диво, а реальність.
Найцікавіше, що човни вміють ходити не тільки проти вітру, але навіть швидше за вітер. Відбувається це, коли човен іде бакштагом, створюючи "власний вітер".
