Για να κατανοηθεί καλύτερα ίσως ο τρόπος που λειτουργεί το πανί ας δούμε πως πετάει ένα αεροπλάνο.
Για να κρατηθεί στον αέρα και σε σταθερό ύψος ένα αεροπλάνο πρέπει προφανώς να υπάρχει μία δύναμη που θα εξουδετερώνει το βάρος του. Να εφαρμόζεται δηλαδή στο κέντρο βάρους του και να είναι ακριβώς ίση και αντίθετη με αυτό. Αν η δύναμη αυτή είναι μεγαλύτερη από το βάρος του το αεροπλάνο έλκεται προς τα άνω με τη διαφορά τους και ανεβαίνει και αν είναι μικρότερη συμβαίνει το αντίθετο και χάνει ύψος, δηλαδή κατεβαίνει.
Τη δύναμη αυτή είναι γνωστό ότι τη δημιουργούν οι πτέρυγες του αεροπλάνου όταν αυτό κινείται και ας δούμε πως λειτουργούν, γιατί με τον ίδιο ακριβώς τρόπο λειτουργούν και τα ιστία σε ένα ιστιοπλοϊκό σκάφος.
Αν φανταστούμε το σχ. 1 σαν ένα αεροπλάνο που πετάει σε σταθερό ύψος και με σταθερή ταχύτητα, τότε επενεργούν επάνω σ’ αυτό οι δυνάμεις Β και Α που είναι το Βάρος του και η Άντωση που το εξουδετερώνει, και οι Ε και T που είναι η έλξη του κινητήρα και η αντίσταση, ίσες επίσης και αντίθετες και αυτές.
Αν κάνουμε μία εγκάρσια τομή σε μία πτέρυγα, η τομή αυτή θα εμφανιστεί όπως τα δύο σχήματα 1 και 2. Στα σχήματα αυτά, που τα ονομάζουμε αεροτομές, παρατηρούμε ότι το επάνω μέρος, η επάνω δηλαδή επιφάνια της πτέρυγας παρουσιάζει μία καμπυλότητα που μας θυμίζει το πανί όταν είναι φουσκωμένο από τον αέρα. Το βελάκι v στο πρώτο σχήμα δείχνει την κατεύθυνση του αέρα όταν κινείται το αεροπλάνο μπροστά. Ο αέρας χτυπάει την πτέρυγα όπως φαίνεται από αριστερά ( χείλος προσβολής το λένε ) και ρέει προς τα δεξιά ( χείλος εκφυγής ονομάζεται το δεξιό άκρο ), όπως δείχνει το σχήμα 2. Λόγω της καμπυλότητας της πτέρυγας στο επάνω μέρος της, η ταχύτητα της ροής του αέρα αυξάνεται. Και η αύξηση της ταχύτητας του αέρα συνοδεύεται από μείωση της πίεσης. Δημιουργείται δηλαδή υποπίεση στο άνω μέρος της πτέρυγα που την έλκει προς τα επάνω. Την εξήγηση του φαινομένου αυτού μας την έχει δώσει ο Daniel Bernoulli, φυσικός που ασχολήθηκε με τη μηχανική των ρευστών, ο οποίος εξέφρασε και περιέγραψε βασικές αρχές που χαρακτηρίζουν τη ροή τους. Το ρευστό προφανώς εδώ είναι ο αέρας.
Χωρίς να μας απασχολήσουν πολλά μαθηματικά που δεν είναι του παρόντος, ο Daniel Bernoulli βρήκε ότι η Συνολική πίεση παραμένει σταθερή, ορίζοντας έτσι το άθροισμα της στατικής και της κινητικής ή δυναμικής πίεσης. Αυτό είναι μια άλλη έκφραση της αρχής διατήρησης της ενέργειας που ξέραμε στο σχολείο από τη φυσική, ότι δηλαδή η ολική ενέργεια είναι το άθροισμα της κινητικής συν την δυναμική και αυτό παραμένει σταθερό.
Με βάση αυτήν την αρχή λειτουργεί και η πτέρυγα κατά το έργο της να δημιουργεί την άντωση. Η αεροτομή λειτουργεί σαν ένας ασύμμετρος στενωμένος σωλήνας στον οποίο από την επάνω πλευρά του εμποδίου ο αέρας επιταχύνει προκαλώντας μειωμένη πίεση στην επάνω πλευρά της πτέρυγας με βάση την αρχή του Bernoulli.
Το αποτέλεσμα της επιτάχυνσης του αέρα στην επάνω επιφάνεια της πτέρυγας, δημιουργεί τη διαφορά πίεσης μεταξύ της άνω και κάτω επιφάνειας και αυτή η διαφορά τους δημιουργεί βέβαια την άντωση.
Αν φέρετε στο μυαλό σας το παράδειγμα ενός σωλήνα που σε ένα σημείο είναι στενότερο και υπάρχει ροή αέρα μέσα σ’ αυτόν, όπως δείχνει το σχήμα 3, όταν ο αέρας αναγκαστεί να περάσει από το στενότερο κομμάτι, τότε επιταχύνει σ’ αυτό το σημείο. Και αν μετρήσουμε την πίεση στο σημείο αυτό της επιτάχυνσης τότε θα δούμε ότι είναι μικρότερη από ότι στον ευρύτερο σωλήνα. ( στο σχήμα 3 δηλαδή έχουμε V1 μικρότερο του V2 και P1 μεγαλύτερο του P2
Το μέγεθος της άντωσης που δημιουργείται, είναι η διαφορά της ατμοσφαιρικής πίεσης μεταξύ της άνω και κάτω επιφάνειας της πτέρυγας, όπως ήδη σημειώσαμε και εξαρτάται από την πυκνότητα του αέρα και την ταχύτητά του. Και η αύξηση της ταχύτητας του αέρα εξαρτάται από την καμπυλότητα του άνω μέρους της πτέρυγας που μπορούμε να την αυξομειώνουμε αλλάζοντας τη γωνία με την οποία προσκρούει ο αέρας στην πτέρυγα ( γωνία προσβολής τη λέμε ) με τη χρήση του πηδαλίου ύψους-βάθους με το οποίο ανεβάζουμε ή κατεβάζουμε την ουρά του.
Αν φανταστούμε το πανί του ιστιοπλοϊκού σαν μία πτέρυγα αεροπλάνου, με το κατάρτι επάνω στο οποίο είναι στηριγμένο το πανί σαν το χείλος προσβολής της και το τελείωμά του στην άκρη του οποίου είναι δεμένη η σκότα σαν το χείλος εκφυγής της, τότε τη δουλειά που κάνει στο αεροπλάνο το πηδάλιο ύψους-βάθους, εδώ την κάνουμε με τη σκότα. Μαζεύοντας ή λασκάροντας τη σκότα, αυξάνουμε ή μειώνουμε τη γωνία που χτυπάει ο αέρας στο πανί. Αυτό βέβαια στην περίπτωση που ακολουθούμε μια σταθερή πορεία. Είναι ευνόητο ότι αυτή τη γωνία μπορούμε να την αλλάζουμε και με το πηδάλιο μόνο. Αλλάζοντας πορεία προς τον αέρα χωρίς να πειράξουμε τη σκότα, η γωνία προσβολής άρα και η καμπυλότητα που δημιουργείται και συνακόλουθα η άντωση μειώνονται και κάνοντας το αντίθετο αυτά αυξάνονται.
Αν μεγαλώσει πέρα από ένα όριο η γωνία που προσκρούει ο αέρας στην πτέρυγα, η ομαλή ροή του αέρα αρχίζει να καταστρέφεται, δημιουργούνται στροβιλισμοί και τελικά η άντωση μηδενίζεται και αρχίζει το αεροπλάνο να πέφτει ελεύθερα με το βάρος του. Τότε λέμε ότι απώλεσε τη στήριξή του, δηλαδή στολλάρισε. Το ίδιο ακριβώς μπορεί να συμβεί και με το πανί αν δεν είναι σωστά φουσκωμένο. Αν δηλαδή η γωνία προσβολής του αέρα αυξηθεί περισσότερο από το κανονικό, τότε στροβιλίζεται ο αέρας στην καμπύλη επιφάνεια, δεν έχουμε ομαλή ροή του και η άντωση μηδενίζεται ή όπως λέμε στoλλάρει το πανί. Ή αν ελαττωθεί περισσότερο πάλι από το κανονικό, μειώνεται προοδευτικά η καμπυλότητά του στην υπήνεμο επιφάνεια και προοδευτικά επίσης μειώνεται και η άντωση μέχρι να μηδενιστεί.
Για να κινείται το σκάφος μπροστά με σταθερή ταχύτητα, όπως σημειώσαμε και για την κίνηση μίας ιπτάμενης συσκευής, πρέπει οι αεροδυναμικές δυνάμεις που δημιουργεί το πανί να εξουδετερώνονται από κάποιες άλλες δυνάμεις ίσες ακριβώς και αντίθετες με αυτές. Οι δυνάμεις αυτές δημιουργούνται από τη γάστρα του σκάφους όταν αυτό κινείται μέσα στο νερό. Τις λέμε υδροδυναμικές και βασίζονται ακριβώς στην ίδια θεωρία της μηχανικής των ρευστών όπως διατυπώθηκε από τον Daniel Bernoulli. Όταν κλίνει το σκάφος προς την υπήνεμη πλευρά του, η καμπυλότητα της γάστρας δημιουργεί αυτές τις υδροδυναμικές δυνάμεις που εξουδετερώνουν τις αεροδυναμικές.