Первый порыв ответить на этот вопрос с подвохом: такое невозможно. Бревно, несущееся вниз по реке, не способно обогнать течение. С чего бы парусному судну идти быстрее ветра, который его толкает? Такое нереально с точки зрения здравого смысла. Вы не обманете меня! Конечно, я мог бы притвориться умником и ответить: «При помощи подвесного мотора» или «В кузове грузовика». Но эти очевидные и шутливые ответы кажутся интересными только в первые пару секунд.
Но если вы задумаетесь, как устроены парусные лодки, вы поймете, что здравый смысл не всегда дает правильный ответ. Некоторые из величайших научных открытий были сделаны, когда какой-нибудь гений осознавал, что здравый смысл – то есть очевидный ответ – является на самом деле полной бессмыслицей. На протяжении почти 2000 лет, например, люди верили в разумное утверждение Аристотеля о том, что, если на вещи не действует постоянная толкающая или тянущая сила, они самопроизвольно замедляются и останавливаются. Это позволило гениальному Галилею осознать, что решающую роль в замедлении тела при движении вниз играет сила трения. Вещи не имеют естественной склонности сбрасывать скорость сами по себе. Наоборот, объект будет продолжать движение с неизменной скоростью до тех пор, пока его не замедлит что-то, и эта замедляющая сила обычно – трение. Данная идея настолько укоренилась, что сейчас уже кажется очевидной – но все было иначе, пока Галилей не сделал открытия.
В отношении парусных лодок здравый смысл тоже не работает, и тот, у кого есть опыт хождения под парусами, это знает. Яхты сейчас редко движутся при помощи ветра, дующего ровно сзади, и не важно, что нам говорит здравый смысл.
Но для первых парусников все обстояло иначе. Они были оснащены прямым парусным вооружением – это означает, что прямые паруса подвешивались к балке или рею на мачте под прямым углом к кораблю. Просто и эффективно. Такой парусник и вправду ловил в соответствии со здравым смыслом ветер, дующий сзади. Лодка бежала вперед, когда воздушный поток давил в паруса. Если ветер был ровно сзади, движение лодки оставалось стабильным независимо от площади парусов и высоты мачты.
Однако не всегда бывает нужно двигаться ровно в том же направлении, в котором дует ветер. Рей может поворачиваться на угол до 45°, это позволяет ловить поток с разных углов. Лавируя – то есть двигаясь зигзагами, – первые лодки с прямыми парусами были даже способны двигаться против ветра (хотя угол не превышал 70°). Однако такие простые корабли с прямыми парусами никогда не могли плыть быстрее ветра.
Примерно 2000 лет назад где-то на Ближнем Востоке люди изобрели косые паруса. Это был огромный и недооцененный многими технический прорыв. В отличие от прямых парусов, расположенных поперек, под углом 90° к оси судна, косые устанавливались вдоль. Их полотнища могли иметь квадратную форму, но ранние были треугольными, «латинскими» парусами, которые до сих пор встречаются на арабских дау. Верхний край треугольника подвешивался на реек, установленный на мачте под наклоном к кормовой части лодки. Нижний угол оставался свободным и оснащался веревками.
Латинские паруса работают совсем иначе, нежели прямые. Они похожи на крыло. Они приводятся в движение ветром, дующим не строго сзади. Когда парус стоит под правильным углом к ветру, лодка уваливается и полотнище создает «подъемную силу», как у крыла самолета, из-за разницы в давлениях с разных сторон. Конечно, подъемная сила тут направлена горизонтально и толкает лодку вперед, а не вверх.
Давление на парус, как правило, кренит лодку набок, но киль на днище спасает ее от опрокидывания – а также обеспечивает сохранение угла движения судна к направлению ветра и позволяет поддерживать давление на паруса. Этот баланс между давлением ветра и боковым давлением воды позволяет лодке скользить вперед.
Судно с латинскими парусами может лавировать гораздо ближе к ветру – то есть способно плыть почти против него. Первые лодки с подобным парусным вооружением могли ходить только под углом 40° к ветру, некоторые же современные суда позволяют идти под углом в 20°. Как правило, обычные круизные яхты ходят под 45° к ветру, а спортивные с хорошими ходовыми качествами – примерно под 27°. Если паруса стоят под правильным углом, то они могут создать достаточную подъемную силу, чтобы лодка мчалась быстрее ветра. Это хорошо получается у современных катамаранов.
Наиболее скоростные катамараны способны двигаться вдвое быстрее ветра, а некоторые песчаные яхты – даже втрое. В 2012 году тримарану на подводных крыльях Пола Ларсена Vestas Sailrocket удалось побить мировой рекорд, достигнув 65,49 узла – то есть разогнавшись до скорости, в два с половиной раза превышающей скорость ветра! Ларсен считает, что это не предел.