Chcąc dokładniej dowiedzieć się w jaki sposób siła aerodynamiczna będzie działać na nasz sprzęt możemy ją rozłożyć na dwie zasadnicze składowe – równoległą do osi podłużnej deski, czyli siłę ciągu (Fc), która będzie powodować ruch postępowy deski, oraz prostopadłą do kadłuba siłę przechylającą (Fp), która będzie starała się przeciągnąć nas wraz z pędnikiem na zawietrzną, oraz będzie powodowała dryf, czyli przemieszczanie się deski bokiem, w kierunku w którym wieje wiatr.























Jak łatwo domyślić się składowa ciągu jest dla nas korzystna a przechylająca przeszkadza w żegludze. Dlatego też kursy baksztagowe, kiedy wartość siły ciągu w stosunku do przechylającej jest największa, są znacznie szybsze od bajdewindowych, w których ta proporcja ulega odwróceniu.

























Dlaczego nie możemy ustawić pędnika pod podobnym kątem do kadłuba w bajdewindzie jak w baksztagu? Nie jest to możliwe, gdyż pędnik musimy zawsze ustawiać pod odpowiednim kątem natarcia do wiejącego wiatru. Siła aerodynamiczna może osiągnąć swoją maksymalną wartość wtedy, gdy strugi powietrza opływające żagiel nie ulegają oderwaniu od jego powierzchni i opływają go w sposób uporządkowany. Ma to miejsce, gdy żagiel ustawiony jest pod właściwym kątem (a ) w stosunku do wiatru.



Kąt ten powinien mieć wartość 10 - 20° w zależności od kształtu żagla, kursu i siły wiatru.
Jak wiemy, kierunek wiatru działającego na pędnik zmienia się wraz ze wzrostem wysokości na pełniejszy. Dlatego też utrzymanie prawidłowego kąta natarcia na całej wysokości żagla wymaga zaprojektowania go w ten sposób, by jego górna część była skręcona w stosunku do dolnej na stronę zawietrzną.

Niewłaściwe ustawienie kąta natarcia powoduje wyraźny spadek wartości siły aerodynamicznej.



W sytuacji, gdy kąt natarcia (a) jest za mały (żagiel zbyt wyluzowany) cząsteczki po obu stronach poruszają się po torach zbliżonych, dlatego też nie ma przyspieszenia przepływu po zawietrznej, w związku z czym, nie powstaje różnica ciśnień, a ponadto uderzają one pod zbyt dużym kątem w przednie wybrzuszenie żagla i deformują jego profil, co prowadzi do zaniku siły aerodynamicznej. Z taką sytuacją spotykamy się na przykład przed wystartowaniem na halsie, po podniesieniu pędnika z wody za fał startowy. Bez większego wysiłku jesteśmy w stanie utrzymać za maszt pędnik puszczony z wiatrem, nawet przy dużej sile wiatru. W trakcie żeglugi łatwo stwierdzić, że pędnik jest przeluzowany. Po prostu deska przestaje płynąć w pożądanym kierunku i zaczyna dryfować bokiem z wiatrem, najczęściej przy tym ostrząc.






W przypadku przebrania żagla, gdy kąt między cięciwą (czyli prostą łączącą lik przedni i tylny) (c) a kierunkiem wiatru jest zbyt duży, strugi powietrza po zawietrznej ulegają oderwaniu i poruszając się w sposób nieuporządkowany powodują spadek podciśnienia.





O oderwaniu się strug decyduje siła odśrodkowa. Jeżeli powietrze musi ostro zakręcić tak jak ma to miejsce na rysunku powyżej siły lepkości między cząsteczkami nie są w stanie utrzymać powietrza na drodze po łuku wyznaczonym przez wybrzuszenie żagla. Powstaje podobna sytuacja jak przy zbyt szybkim wejściu w zakręt samochodem. Przyczepność kół nie zrównoważy siły odśrodkowej i pojazd wypadnie na zewnątrz zakrętu.
Przebranie żagla jest dla pływającego trudniejsze do stwierdzenia niż przeluzowanie, gdyż ustawienie pędnika pod zbyt dużym kątem do wiatru powoduje wzrost siły przechylającej, co mniej doświadczonym żeglarzom daje wrażenie, że pędnik nadal dobrze ciągnie. Owszem, nadal ciągnie, ale w bok a nie do przodu i prędkość żeglugi spada.

Jeżeli mamy problemy z oceną, czy ustawiamy pędnik pod właściwym kątem do wiatru, możemy sobie pomóc przyklejając do żagla (np. za pomocą małych kółek wyciętych z folii samoprzylepnej) kilkucentymetrowej długości wskaźników wykonanych z nienasiąkliwego materiału (np. taśmy z kaset magnetofonowych, nitek lub przędzy z tworzywa sztucznego). Kiedy zobaczymy, że wskaźniki po obydwu stronach żagla łopoczą, oznacza to, że pędnik jest przeluzowany. W przypadku, gdy łopoczą tylko po stronie zawietrznej, pędnik jest przebrany.







Odmienna sytuacja ma miejsce przy kursie z wiatrem. Żagiel jest wtedy ustawiony prostopadle do kierunku wiatru i przepływ wygląda inaczej.






Strugi powietrza opływające żagiel tworzą zawirowania za jego likami, co w znaczny sposób zmniejsza podciśnienie a tym samym siłę aerodynamiczną. Jest to kolejna przyczyna, dla której unikamy na desce żeglugi fordewindem.

W tym odcinku mówiliśmy jak powstaje siła aerodynamiczna i jaki wpływ na jej wielkość ma kąt natarcia żagla. W następnym przeanalizujemy inne czynniki decydujące o wielkości siły aerodynamicznej.