n-1グランプリ in summer ヨットの原理
n-1グランプリ in summer ヨットの部で製作したヨットの原理、競技のルール、攻略方法について説明します。
今回製作したヨットについて
まず今回製作したヨットの材料、各部の名称、フォーミュレーションについて説明する。以下の図をのように、ヨットは①帆、②船体、③センターボード、④ラダーとなっており、それぞれスタイロフォーム板、透明フィルム、竹ひご、アルミ板を用いる。スタイロフォーム板は水を吸わず、軽く丈夫であり加工が容易である点からヨットの船体として選んだ。家庭で作る場合は4センチほど(竹ひごを刺してもグラつかない)厚さがあれば発泡スチロール板でも代用可能である。それぞれホームセンターで売っているので誰でも簡単に作ることが可能だ。
今回製作したヨットの原理
今回製作したヨットの原理について説明する。センターボード、ラダー、帆がそれぞれどんな役目を果たしているかを知り、より早いヨットを作ってみよう。
センターボードの役割
帆をつけただけのヨットは水流にただ流される。木の枝などと同じように進行方向も定まらずただ流される。これに対してセンターボードをつけることで水流に対して平行に船体を進めることができる。
ラダーの役割
ヨットの進行方向を補正するのがラダーの役割です。センターボードだけでは、水流と平行に進むことしかできません。しかし、ヨットにラダーをつけることで、水流の方向に角度をつけて進む、すなわちラダーの向きを変えることで目的地を目指して進むように調整が可能となります。
帆の役割
帆の役割は風の力を船の推進力へ変えることである。よって、早く目的地へヨットを進めるためには風の力をできるだけ進行方向に向きを合わせるようにすればよい。しかし、ここで水流がも考慮する必要がある。すなわち、水流による回転の力を打ち消すため上記の場合からさらに角度を変える必要がでてくる。水流によるヨットの回転を風による回転の力で打ち消すように帆の向きを決めよう。