ヨットはなぜ逆風でも進めるのか

2024年10月5日

ヨットが逆風でも進める理由は、帆の形状やセッティング、そして物理的な原理を利用しているためです。

逆風を受けても進めるというのは、ヨットの帆走技術の重要な特徴であり、風の力を巧みに利用して「風上に向かって進む（ビート）」ことができます。

これには帆の空力的な特性とヨットの航行角度が関係しています。

帆の空力原理：翼のように働く帆

ヨットが逆風でも進めるのは、帆が飛行機の翼のように機能しているからです。

帆に風が当たると、帆の形状により揚力（lift）が発生し、これが前方への推進力に変わります。

この現象を理解するために、まず空気の流れと帆の役割について考えてみましょう。

帆を広げた状態では、風が帆の片側を通り過ぎます。

帆の風上側（風が当たる側）は凸状で、風下側は凹状になっており、飛行機の翼の断面のような形をしています。

風が帆の両側を通り過ぎる際、帆の風上側を流れる風は、帆の風下側を通る風よりも早く流れます。このため、風上側では低圧が発生し、風下側では高圧になります。この圧力差が、帆に揚力（lift）を生み出します。
この揚力が、前方へとヨットを引っ張る力に変換されます。つまり、逆風を利用して風上に向かって進むための力を得ているのです。

帆は常に風に対して適切な角度を保つ必要があります。

帆をトリムする（角度を調整する）ことで、効率的に風を捉え、最大限の揚力を得ることができます。

帆が適切な位置にセットされていないと、揚力が十分に発生せず、逆風に向かって進むことが困難になります。

ヨットは、風に対して真っ直ぐ向かって進むことはできません。

しかし、タッキング（tacking）という航行方法を使うことで、風上に向かって進むことが可能です。

タッキングとは、ジグザグに進むことです。

ヨットは風上に対してある程度の角度を保ちながら、左右に交互に方向を変えながら進みます。

これにより、ヨットは風上に対して少しずつ前進することができるのです。

通常、ヨットは風に対して約45度の角度まで進むことができます。この角度は「クローズホールド」と呼ばれ、逆風に最も近い方向です。
左舷タック（port tack）、右舷タック（starboard tack）を交互に行いながら、風上に向かって進みます。これを繰り返すことで、ヨットは目的地に向けて前進します。

タッキングで風上に向かうプロセスを「ビート（beating）」と呼びます。

これは風上に向かう最も効率的な方法であり、逆風の状況でも目的地に向かって進むことが可能です。

ヨットが風上に進む際には、キール（keel）やスキッグ（skeg）などの水中部分の設計も重要です。

これらの部品は、ヨットが風に流されないようにするための重要な役割を果たしています。

キールは、ヨットの船体の下部に取り付けられた縦方向の板やフィンで、船体のバランスを保ちながら横滑り（リーウェイ）を防ぐ働きをします。

逆風で進んでいるとき、ヨットには風によって横方向に流される力がかかりますが、キールは水中でその抵抗となり、ヨットが風に押されて横に流れるのを防ぎます。このため、キールがあることで、ヨットは進行方向を維持しながら前進できるのです。
キールが適切にデザインされていると、ヨットはより直進性が高まり、風上に向かう際の効果が向上します。