Плавание под парусом: ветер, волнение и течения

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