ヨットは風上へ直進できるか？

ヨットは風上へ直進できるか？

　お読みいただきありがとうございます。
最初に、答えをお伝えします。

「ヨットは風上へ直進できるか？」の問いの答えは、「いいえ」です。

　ただし、図1に示すように、風上に向かって、40°から50°のクローズホールドを繰り返すタッキング航法を使えば、直進ではなくジグザグですが、風上方向へ進行できます。

ベルヌーイの定理

　ベルヌーイの定理(Bernoulli's principle)は、簡単に言えば、「流体の速度が増加すると圧力が減少する」という原理です。

　一様重力のもとでの非粘性・非圧縮流体の定常な流れに対して、以下の式が、流線上で成り立ちます。

　$${\displaystyle {\frac {1}{2}}v^{2}+{p \over \rho }+gz=\mathrm {constant} }$$

　ただし、$${\displaystyle v}$$ は速さ、$${\displaystyle p}$$ は圧力、$${\displaystyle \rho }$$ は密度、$${\displaystyle g}$$ は重力加速度の大きさ、$${\displaystyle z}$$ は鉛直方向の座標を表します。

　すなわち、流体の速度が速いと、圧力は小さくなり、逆に、速度が遅いと、圧力は大きくなり、流体の速度と圧力が反比例することを意味しています。

揚力

　図２の揚力の概念図が示すように、ベルヌーイの定理により、翼やセールにおいて、下の流体の速度が、上の流体の速度より遅くなる形に、翼やセールを設計すると、下の圧力の方が、上の圧力よりも大きくなり、圧力差分の力が働きます。その力は、抗力と揚力に分解され、揚力分だけ、翼やセールを持ち上げる力が働きます。

ヨットの構造と前進力

　ヨットには、ハルと呼ばれる船体があり、セール（帆）と呼ばれる空気中の翼があり、ヨットが水の上に浮かんでいると見えませんが、ヨットの底には、キールと呼ばれる水中の翼があります。

　実際のヨットでは、セールの表と裏で、空気の速度が異なり、そして圧力差が生じ、それが揚力となります。

　その揚力は、図１のように、進行方向に対して、斜め前方方向の力になります。
　その揚力の横方向の力(横力）は、水中のキールにかかる水の抵抗（抗力）により、横力の大部分は、打ち消されます。
　その揚力の縦方向の力（前進力）だけが残り、ヨットの船体は前方へ推進してことになります。

ヨットの推進方向と漢字の画方向

　ヨットのことを調べていたら、風上から０°から40°方向へは、直進できないことが分かりました。

　我々が、漢字研究を始めた時、漢字の画で、←,↖,↑の３方向は、禁止方向(Inhibit Directions)であることが分かりました。
　すると、残りの５方向を、５母音の↗(O), →(A), ↘(E), ↓(I), ↙(U)に割り当てると、語音文字の漢字を、表音文字にできるのではないかと、気がつきました。

　いよいよ、次回から、漢字の画素について書くことにします。どうぞご期待ください。

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