Паруса

А теперь вернемся снова к парусам и посмотрим, что происходит, когда парус находится в потоке воздуха, т. е. когда на него действует ветер. Перед мачтой поток воздуха делится на две части: подветренную  и наветренную. На подветренной стороне сечение ветрового потока  будет меньше сечения начального потока, а скорость  соответственно будет больше, чем действительная скорость ветра, которую можно замерить на таком расстоянии от паруса, где действие его уже   не   проявляется.

Учитывая закон Бернулли, можно сказать, что атмосферное давление на подветренной стороне паруса будет меньше атмосферного давления, замеренного на некотором расстоянии от паруса. Больше всего скорость увеличится в районе мачты и передней части паруса, где будет находиться область наименьшего давления, или, иначе говоря, наибольшего разрежения.

Аналогичным рассуждением нетрудно установить, что на наветренной стороне паруса в районе мачты скорость ветра несколько снизится, а статическое давление соответственно повысится и станет выше атмосферного, т. е. появится некоторое дополнительное давление сверх существующего атмосферного. Таким образом, полезная работа паруса будет вызвана тем, что на нем начнут образовываться давления, отличающиеся по величине от атмосферного. Повышенное давление, возникающее на парусе, точно так же, как и пониженное давление на парусе, можно изобразить графически. Действие их направлено перпендикулярно к ткани паруса, а величина изменяется в зависимости от изменения скорости потока воздуха в данной точке.

Суммарный результат изменения давлений на подветренной и наветренной поверхностях паруса можно представить в виде одной равнодействующей аэродинамической силы г, направленной под некоторым углом  к линии, перпендикулярной к направлению ветра.

Равнодействующая сила  может быть направлена не только перпендикулярно к хорде профиля паруса, как считают многие яхтсмены. Точка приложения аэродинамической силы находится несколько ближе к мачте, в так называемом «центре давления»
Среди яхтсменов распространено мнение, что на наветренной стороне паруса воздух сжимается, а на подветренной, наоборот, становится менее плотным. Такое мнение ошибочно.

Изменение плотности воздуха при его движении возможно только при скоростях, близких или превосходящих скорость звука, т. е. 300 м/сек. Единственной причиной возникновения аэродинамической силы является переход кинетической энергии ветра в другие формы энергии, который происходит на парусе без изменения плотности воздуха.