По вопросу взаимодействия парусов на бермудском шлюпе существуют разные мнения...
Традиционная (устаревшая) трактовка
Сторонники эффекта Вентури считают, что назначением стакселя (переднего паруса) является повышение скорости воздушного потока в зазоре между стакселем и гротом, за счёт чего увеличивается разрежение на подветренной стороне грота и увеличивается его подъёмная сила.
Эффект Вентури — физическое явление наблюдаемое при прохождении потока через сужение в трубе или канале. Оно сопровождается изменением скорости потока и давления: проходя через сужение, скорость потока увеличивается, а давление снижается.
Трактовка по Gentry
Американский исследователь в области аэродинамики A. E. Gentry в своих работах показывает, что традиционная трактовка может быть неверной. Конечно, эффект Вентури существует, это бесспорно, но какая-то часть воздушного потока предпочтёт обойти узкое место между стакселем и гротом, и разрежение на подветренной стороне грота может не увеличиться, а уменьшиться (следовательно, подъёмная сила грота снизится).
Графики ниже иллюстрируют эту ситуацию. На них показана вычисленная математическими методами разница в давлениях на подветренной и наветренной сторонах парусов. Кривые красного цвета построены для раздельно работающих парусов, зелёного — совместно. Площади зелёных и красных фигур пропорциональны подъёмной силе.
Присутствие грота увеличивает разрежение на подветренной стороне стакселя, и подъёмная сила стакселя возрастает. Подъёмная сила грота, при оставшемся неизменным угле атаки, снижается. Для сторонников трактовки через эффект Вентури это обратная картина от ожидаемой! Но взамен грот получает на подветренной стороне гораздо более плавное распределение давления, он обтекается потоком с меньшим образованием вихрей (сопротивлением), а значит, грот может быть поставлен под большим углом атаки к потоку, обеспечивая большую подъёмную силу. Например, если стаксель стоит под углом 20 градусов к ДП (диаметральной плоскости), то грот может стоять под углом 15 градусов к ДП.
Влияние величины перекрытия
В контексте совместной работы парусов будет полезным упомянуть и о влиянии величины перекрытия стакселем грота. Процент перекрытия здесь вычисляется от ширины основания стакселя J (длины нижней шкаторины).
В таблице представлены значения силы тяги и дрейфа, измеренные в аэродинамической трубе для масштабной модели яхты одного из гоночных классов при величинах перекрытия стакселем грота в 0, 25 и 40%.
По величине силы тяги видно, что на острых курсах эффективно парусное вооружение с малым перекрытием 0 и 25%, а на полных курсах — с перекрытием 40%.
Для примера возьмём швертбот Радослава Вержко 3.8 м (мой «Огонёк»): проектная величина перекрытия стакселем грота составляет около 8%, то есть он оптимизирован под острые курсы.
Всем читателям крепкого здоровья! Ну а мне пора собираться: впереди одиночный походец, в котором я планирую собрать исходные данные для улучшения парусов, шверта и адаптации под управление в одиночку на узкой реке. Прогноз погоды для начала сентября выглядит великолепно! :)