Plachetnice. Elegantné, romantické, pokojné… a niekedy aj trochu pomalé, ak máte pocit, že sa tá kaviareň na brehu ani o milimeter nepriblížila za poslednú hodinu. Ale nebojte sa, plachetnice vedia byť pekne rýchle, ak viete, ako na to - a hlavne, ak vietor spolupracuje.
Plachtenie na vode v sebe skrýva romantiku starých čias, ale aj fyziku, ktorá sa v mnohom podobá na fyziku lietania. Pohybujúci sa vzduch má energiu, ktorá sa pomocou plachiet využíva na pohon lode. Podobne ako krídla lietadla, aj plachty lodí využívajú Bernoulliho princíp. Švajčiarsky fyzik Daniel Bernoulli v 18. storočí odvodil rovnicu, z ktorej vyplýva, že čím je rýchlosť prúdenia kvapaliny vyššia, tým je tlak v nej nižší. Krídlo lietadla je navrhnuté tak, aby sa vzduch nad jeho hornou časťou pohyboval rýchlejšie ako vzduch pozdĺž jeho spodnej plochy. Výsledkom je nižší tlak nad krídlom ako pod ním.
V prípade plachetníc je plachta takmer vždy zakrivená a vystavená vetru pod uhlom nábehu. Vietor, ktorý sa pohybuje okolo náveternej strany plachty, je nútený vybrať si dlhšiu dráhu. Prítomnosť okolitého pohybujúceho sa vzduchu ho teda núti pohybovať sa rýchlejšie ako vzduch prechádzajúci pozdĺž protivetrovej strany plachty.
Preto sa aj najrýchlejší smer pohybu lode neudáva priamo po vetre. Plachetnice najrýchlejšie plávajú vtedy, keď sa loď pohybuje s vetrom prichádzajúcim zboku. To je ľahko pochopiteľné: Keď sa plachetnica pohybuje priamo po vetre, nikdy sa nemôže pohybovať rýchlejšie ako vietor, pretože pri rýchlosti vetra by plachty necítili žiadny vietor. Ak sú plachty nastavené približne pod uhlom 45° k smeru pohybu a k vetru, rýchlosť lode je určená konštantnou rýchlosťou vetra v plachtách a odporom vody. Ak je odpor malý, rýchlosť môže byť naozaj veľká.
Ukážkou sú plachtové ľadové člny, ktoré sa korčuľujú po ľade len s veľmi malým odporom. Hoci plachetnice na vode čelia väčšiemu odporu, niektoré plachtové plavidlá dosahujú rýchlosť aj viac ako dvojnásobok rýchlosti vetra. Veľa lodí dokáže plávať rýchlejšie ako vietor. Spýtajte sa námorníka a povie vám: Tieto lode sú také rýchle, že si samy vyrábajú vietor. Čo je vlastne pravda. Spýtajte sa fyzika a povie, že je to len otázka vektorov a relatívnych rýchlostí. Čím rýchlejšie loď ide, tým väčší je relatívny vietor, tým väčšia sila pôsobí na plachty, a tým väčšia sila ťahá loď dopredu.
Najlepší smer pre rýchlosť: Bočný vietor
Na začiatok, povedzme si to hneď: plachetnica ide najrýchlejšie, keď má vietor zboku. To je tzv. „beam reach,“ čo znamená, že vietor vám fúka pod uhlom približne 90 stupňov do boku. Prečo je to najlepšie? Nuž, pretože plachty v tomto smere fungujú ako obrovská plachta na kolobežke - akoby vás vietor tlačil vpred a plachetnica sa pekne šmykne po hladine.
Naopak, keď máte vietor priamo zozadu (tzv. „run“), všetci sa tešia z pohodlného plachtenia, ale pravda je, že to nie je najrýchlejší smer. Vietor vás síce tlačí dopredu, ale plachty jednoducho nezachytia toľko energie ako pri bočnom vetre.
Proti vetru: Cik-cak cesta k cieľu
Keď príde reč na plachtenie proti vetru, všetko sa spomalí. Plachetnica totiž nedokáže ísť priamo proti vetru, a tak musíte križovať - plaviť sa v cikcakoch. Je to ako prechádzka so psom, ktorý stále uteká do strán. A ak sa vám zdá, že v cieli budete skôr o týždeň než o hodinu, len si spomeňte: križovanie je súčasť plachtenia!
Konštrukčná rýchlosť: Matematika dĺžky
Každá plachetnica má svoju maximálnu teoretickú rýchlosť, ktorá sa nazýva konstrukčná rýchlosť (po anglicky „hull speed“). Toto nie je žiadna tajná námornícka mágia, je to matematika. Inými slovami, čím dlhšia loď, tým rýchlejšie môže ísť. Ak máte loď dlhú 36 stôp, maximálna rýchlosť bude okolo 8 uzlov. A ak máte tú šťastie, že vlastníte 50-stopovú plachetnicu, môžete dosiahnuť 9,5 uzlov.
Áno, pri plachetniciach platí jedno jednoduché pravidlo: čím dlhšia loď, tým rýchlejšia. Dlhšie plachetnice dokážu ľahšie prekonať vlny a stabilnejšie sa plaviť, takže si môžu dovoliť trochu viac rýchlosti. Je to podobné ako s bicyklami - čím väčšie koleso, tým lepšie prejdete cez výtlky na ceste. Ak ste na kratšej lodi a sledujete, ako vás predbehne väčšia plachetnica, môžete sa utešiť tým, že vaša je aspoň šikovnejšia a ľahšie sa manévruje v prístave. A navyše, v menšej lodi máte tú výhodu, že každá rýchlosť sa zdá byť rýchlejšia.
Pretekárske špeciály a komfort
Samozrejme, pre tých, ktorí chcú skutočne zažiť rýchlosť na plachetnici, existujú závodné modely. Tieto lode sú navrhnuté tak, aby šli extrémne rýchlo, a môžu dosiahnuť až 40 uzlov. To už nie je len plachtenie, to je adrenalín! Pri takej rýchlosti vás nielenže ofúkne vietor, ale máte pocit, že ste na okraji vesmíru. Lenže… takéto lode vyžadujú aj extrémnu zručnosť.
A čo ak vietor vôbec nefúka? V takom prípade máte dve možnosti: začať veslovať (ale to nie je veľmi populárne) alebo si len sadnúť a užívať si deň na vode. Slnko, more, pokoj. Na plachetnici ide totiž o viac ako len o rýchlosť.
História a vývoj rýchlych plavidiel
Jachting je síce oveľa mladší než samotná plavba s plachtami, nie je však nijakou horúcou novinkou. Keď bola v Anglicku po občianskej vojne v roku 1660 obnovená monarchia, panovník Karol II. oslavoval svoj návrat na trón v Holandsku, kde predtým strávil niekoľko rokov v exile. Holandská Východoindická spoločnosť mu pri tej príležitosti venovala loď Mary, ktorá sa stala prvou jachtou kráľovského námorníctva.
Boli to Holanďania, ktorí začali v 14. storočí stavať malé a rýchle plachtové lode na prenasledovanie pirátov a pašerákov v pobrežných vodách. Slovo jachta pochádza z holandského jacht/jagen, čo znamená lov/loviť. A boli to Angličania, ktorí pozdvihli jachting na zábavu a šport. Prvým impulzom sa stala práve plavba Karola II. z Amsterdamu do Londýna na 15-metrovej Mary s veľkými plachtami, malým ponorom a trupom potiahnutým meďou, aby sa naň neprichytávali lastúrniky a nezvyšovali odpor lode vo vode. Kráľ so svojím bratom Jamesom, vojvodom z Yorku, si malé plavidlá zamilovali.
Jachting sa rýchlo stal obľúbenou zábavou medzi bohatými ľuďmi vo Veľkej Británii a rozšíril sa aj do britských kolónií. Už v roku 1720 bol v írskom Corku založený prvý verejný jachtársky klub (Water Club), ktorý organizoval súťaže v štýle naháňačky: malé plachtové lode súťažili v chytaní neexistujúceho nepriateľa, čím si symbolicky pripomínali pôvod jácht.
V amerických britských kolóniách sa objavili škunery - rýchle plachetnice s vysokými stožiarmi a dlhým, štíhlym trupom. Dosahovali rýchlosť až 20 uzlov (37 km/h), na rozdiel od 5 až 6 uzlov, ktoré dosahovali iné plavidlá. Až 30 metrov dlhý pretekársky škuner America v júni 1851 preplával Atlantický oceán do Európy, kde sa mu podarilo zvíťaziť nad 14 jachtami z britskej Kráľovskej jachtárskej eskadry v pretekoch okolo ostrova Wight.
Od polovice 19. storočia začali v komerčnom loďstve prevládať parné, neskôr motorové plavidlá. Z plachetníc sa stali najpopulárnejšie rekreačné a športové plavidlá, pre ktoré sa každoročne organizujú stovky pretekov na celom svete. Od roku 1900 sú preteky plachetníc súčasťou olympijských hier.
Hoci sa naďalej stavajú aj jachty s dreveným trupom, väčšina moderných lodí je z oveľa ľahších materiálov, najmä sklolaminátu. Častými sú konštrukcie s viacerými trupmi - katamarány, prípadne trimarány. Plachtové navijaky bývajú riadené počítačmi, niektoré jachty majú generátory poháňané vetrom, vodou a slnkom, riadenie joystickom, vo výbave je satelitná komunikácia, GPS či radar.
Fyzika plachtenia: Viac než sa zdá
Plachty a kýly fungujú tak, že poskytujú vztlak od kvapaliny, ktorá okolo nich prúdi. Takže optimalizácia tvarov kýlov a plachiet zahŕňa teóriu krídel. Kýl je pozdĺžna výstuha kostry trupu v dne lode a funguje ako akési podvodné krídlo. Lodi pomáha udržať stabilitu a umožňuje jej pohybovať sa smerom, ktorým chce ísť, nielen po vetre. Najúčinnejšie kýly sú úzke a hlboké a môžu mať oveľa menšiu plochu ako staré dlhé kýly. Pretekárske plachetnice majú hlboké, úzke kýly, ktoré účinne zabezpečujú vztlak potrebný na zabránenie bočného sklzu.
Keď sa kýl pohybuje s uhlom nábehu, rovnako ako pri plachtách vo vetre platí, že voda na strane po prúde sa pohybuje rýchlejšie a vytvára nižší tlak. Prvé holandské jachty mávali ploché dno, bez pevného kýlu. Stabilizácia plavidla sa dosahovala pomocou tzv. otočného kýlu umiestneného ako stredové krídla po stranách lode, pričom sa ponorila vždy iba doska na záveternej strane, keď sa loď naklonila pod silou vetra.
Bernoulli's Principle: How Planes Fly | Fast Forward Teachable Moments
Plachetnice môžu byť rýchle, pomalé, a všetko medzi tým. Závisí to od vetra, dĺžky lode a vášho šťastia na mori. Ale nech už idete akoukoľvek rýchlosťou, najdôležitejšie je, aby ste si užívali plavbu.