A vitorlázás fizikája

A vitorlák nagyon hasonlóan működnek egy repülőgép szárnyaihoz, formájuk erőt hoz létre az áramló szélből. A repülőn a vízszintes szárnyakat motor segítségével, a levegőben tolva keletkezik a felhajtóerő, egy hajón a függőleges vitorlák mentén áramló szél erejéből keletkezik a hajtóerő.

Jól beállított vitorlán az első ilyen mentén a légáramlat kettéválik, a vitorla profil szél alatti oldalán áramló levegőnek hosszabb utat kell megtenni, mint a szél felőli oldalon áramlónak, ezért az a profil formájától függő mértékben felgyorsul, ha a levegő gyorsabban áramlik, nyomása csökken, ezért a légnyomás szél alatti oldalon kisebb lesz, mint a szél felőlin. A nyomáskülönbség szél alá szívja a vitorlát, amitől a jó szögbe állított vitorla teljes felületén, az adott ponton merőleges olyan erők keletkeznek, melyek összességükben a hajó hajtására használhatók.
A vitorlán ébredő minden erő felfogható egy pontra ható erőként, ami súlypontnak is megfelel. Ezt kettéoszthatjuk előrehajtó erőre és oldalra toló erőre. Az előre hajtó erő nagymértékben függ a vitorla alakjától. Egy tökéletesen beállított vitorlán a hajtóerő maximális, míg a döntőerő minimális, ha a nagyvitorla elé egy orrvitorlát teszünk, azon is létrejönnek az ismertetett erők, ráadásul növeli a nagyvitorla hatékonyságát. Amint a szél átáramlik az orrvitorla és a nagyvitorla közötti résen, összenyomódik, ezért felgyorsul. Ez tovább csökkenti a nyomást a nagyvitorla szél alatti oldalán, növelve a hajtóerőt. Ennek feltétele hogy az orrvitorla és a nagyvitorla beállítása egymáshoz képest mindig jó legyen, így megfelelő düzni keletkezzen.

Két vitorla esetén együttműködésük meghatározza a teljesítményt. Az orrvitorla ugyan sokkal kisebb, mint a nagyvitorla, mégis hatékonyabb, mert az első élén nincs árboc, ami megzavarja az áramlást.
Ha az orrvitorla hátsó éle és a nagyvitorla profiljának formája teljes hosszon párhuzamos, a köztük áramló levegő összepréselődik és felgyorsul. Ezt tovább csökkenti a nagy vitorla szél alatti oldalán a légnyomást ami növeli a hajtóerőt.

Mindezek gyakorlati kipróbálására kiváló lehetőséget teremt egy vitorlás bérlés kapitánnyal a Balatonon.