Всі ми пам’ятаємо, як важко бігти навіть по коліно у воді. Здавалося б, вода така м’яка і слизька, але її щільність у 825 разів більше повітря, а тому і опір чималий. Поговоримо про опір води, і що впливає на його величину.
Корпус
Напевно ви вже звернули увагу, як маленькі легкі вітрильники при невеликому бриз легко обганяють 22-футові гоночні яхти. Чому це відбувається? Виявляється, чим більше площа змоченої поверхні (тобто частини корпусу, що нижче ватерлінії), тим більше опір води. Цю силу можна спостерігати, дивлячись на бульбашки, що тягнуться за судном. Крім площі, звичайно, на ступінь опору буде впливати і грубість обробки корпусу (чим грубіше, тим складніше ковзати по воді).
Хвилі
Чим швидше йде судно, тим вище сила опору води. Наприклад, при швидкості 22-футового Етчелза (спортивна яхта) 3 вузли, ця величина дорівнює 15 фунтам; при 5 вузлах – 70 фунтам; при 7 вузлах – до 450. Вражаюча цифра. Але чому так відбувається? А все через те, що величезна кількість енергії йде на створення хвиль – коли ми йдемо по воді, ми штовхаємо її одночасно вперед, в сторони і вниз, а позаду нас вона змикається. Якщо ми візьмемо все той же Етчелз, то близько половини опору при трьох вузлах створюють саме створені при русі хвилі. А якщо човен буде йти вдвічі швидше, то вони вже будуть забезпечувати 75 відсотків протидії. Крім того, на величину цієї сили, яка залежить саме від хвиль, що піднімаються, впливатиме і форма корпусу човна, і її вага.
Ставлення швидкості до довжини корпусу
Довжина хвилі вимірюється від гребеня до гребеня. Так ось, чим вона довша, тим швидше рухається і вона, і човен, який її піднімає. Розглянемо таке поняття як “відношення (коефіцієнт) швидкості до довжини – ОСД”. Тобто, вона є функцією довжини ватерлінії. Візьмемо приклад: наш Етчелз видає 3 вузли – при цьому він оперує ОСД = 0,64. При цьому вона тягне за собою короткі хвилі всього футів по 5 довжиною. Човен прискорюється, і кількість хвиль зменшується, але зростає їх довжина. При 6,3 вузлах і ОСД = 1,34 залишиться тільки одна досить велика хвиля, гребінь якої буде у носа, а її закінчення далеко за транцем корми. Що з цього випливає: ОСД = 1,34 є значенням максимальної швидкості, яку може розвинути 22-футова спортивна яхта Етчелз, і розігнатися вона може не більше ніж на 6,3 вузла.
Глисирування
При найменших спробах пливти швидше, тобто перевищити показник 1,34, буде витрачатися величезна енергія, і яхта уткнеться в т.зв. бар’єр хвильового опору. Іншими словами, стіну води, яку неможливо подолати водовмісним судном. Вихід є – збільшення площі вітрила до максимуму, правда цей варіант більше підходить для легких човнів з широким корпусом і плоскою кормою. При поривах вітру, човник буде підніматися на носову хвилю, залишаючи позаду кормову, і як би вистрілювати вперед. При такому способі подолання сил протидії задіяні не тільки сили підтримки на воді, але і динамічні зусилля. Такий метод і називається глисируванням.
Але, яким би вправним не був яхтсмен, які б методи він ні використовував, жодної швидкості є межа, тому що закони фізики ніхто не відміняв, і від опору нікуди не дітися.