Thuyền buồm và những khám phá thú vị

Du lịch thuyền buồm đang là một hành trình du lịch khá nổi tiếng và mới lạ khi đến với Vịnh Hạ Long. Bạn đã thực sự hiểu về loại thuyền đặc biệt này chưa? Hãy cùng chúng tôi khám phá tất cả mọi thứ liên quan đến  chiếc thuyền buồm nhé.

1. Định nghĩa

Khác với là các loại thuyền chạy bằng động cơ máy móc, thuyền buồm là một loại thuyền chạy bằng sức gió nhờ vào một bộ phận gọi là buồm. Và điều thú vị là thuyền buồm có thể chạy ngược gió.

Con người đã bắt đầu biết cách  sử dụng thuyền buồm ngay từ buổi đầu của nền văn minh. Người La Mã cổ đại là những người đầu tiên gắn những lá buồm vào con thuyền chèo để kết hợp cả hai loại năng lượng sức người và sức gió.

Hình ảnh chiếc thuyền buồm lướt nhẹ trên biển

Hình ảnh chiếc thuyền buồm lướt nhẹ trên biển

Ngày nay, thuyền buồm được sử dụng phổ biến và thông dụng ở nhiều quốc gia  trên thế giới. Ở nhiều quốc gia phương Tây như Mỹ, Úc, New Zealand, đua thuyền buồm trở thành một môn thể thao chuyên nghiệp rất được ưa chuộng. Ở các nước châu Á như Singapore và Thái Lan, thuyền buồm cũng được sử dụng rất phổ biến. Riêng ở Việt Nam, kể từ khi các tàu thuyền chạy bằng động cơ máy móc xuất hiện, thì những con thuyền buồm cũng ngày càng thưa thớt dần. Chỉ có ở Vịnh Hạ Long, thuyền buồm vẫn là phương tiện chính mà người dân chài vẫn dùng để đi đánh bắt xa bờ và là một hình thức kinh doanh dịch vụ du lịch mới rất nổi tiếng ở Việt Nam.

2. Quá trình hình thành

Như đã nói ở trên, người đầu tiên chế tạo ra thuyền buồm là người La Mã cổ đại. Đứng trước sự khó khăn khi di chuyển những chiếc thuyền khi đi ra biển. Vì phụ thuộc vào hướng gió, nên khi muốn đi hướng ngược lại thì phải huy động một lực lượng lớn, mất sức rất nhiều. Đặc biệt vào khi gió lớn, sức người không thể đối chọi với sức trời. Hiện tượng đó đã gây nhiều trở ngại cho việc di chuyển trên biển lớn, làm trì tắc sự chuyển hóa hàng hóa trong giao thương.

Dựa trên những tính toán về mặt vật lý và am hiểu về hướng gió, người La Mã cổ đại đã gắn thử những lá buồm vào con thuyền để có thể tổng hợp cả sức người và sức gió. Và thử nghiệm ấy đã thành công.

Vì những thuận tiện của nó, thuyền buồm ngày càng được sử dụng phổ biến trong việc vận chuyển đa dạng hàng hóa qua biển. Nhờ sự sáng tạo của con người mà dần dần, thuyền buồm có những kiểu mẫu tân tiến, hiện đại hơn.

Cũng chính vì vậy mà nó trở thành một phương tiện đắc lực trong các cuộc chiến tranh, trở thành “thuyền chiến” oai phong lẫm liệt.

Lịch sử đã ghi nhận con thuyền buồm chiến cổ nhất trên biển Baltic. Theo một cuộc khai quật khảo cổ học ở Salme, người ta thu được bằng chứng rằng một con thuyền đã bị chôn vùi cùng với 35 chiến binh và quý tộc này có một sống thuyền, điều đó dẫn tới kết luận con thuyền đã sử dụng những cánh buồm. Điều này đã chứng minh cho việc sử dụng thuyền buồm sớm nhất trong các cuộc chiến tranh bạo lực.

Trong những năm sau đó, thuyền buồm vẫn được sử dụng để chuyên chở và đánh bắt thủy hải sản và được tận dụng trong những chiến tranh ngoại quốc.

Cùng ngắm nhìn chiến thuyền Vasa Warship Thụy Điển

Cùng ngắm nhìn chiến thuyền Vasa Warship Thụy Điển

Nhưng sau đó, khi tàu thuyền có động cơ tự động thì thuyền buồm dần trở nên thưa thớt dần.

3. Cấu tạo các bộ phận

Thuyền buồm gồm có các bộ phận chính:

3.1. Thân thuyền

Thân thuyền thường được làm từ những nguyên vật liệu sau: gỗ,sắt, nhôm, nhựa polyester hay nhựa epoxy. Xét về chất lượng, nhôm là vật liệu tốt nhất  và thích hợp nhất để đóng thuyền, nhưng giá thành rất cao, vì thế sắt và nhựa được dùng thay thế nhiều hơn.

Tuy nhiên, khi đóng những con thuyền nhỏ dưới 10m, người ta thường dùng ván ép bọc nhựa epoxy vì một phần giá thành rẻ và một phần vì có độ bền cao.

Thuyền buồm có thân nhựa thường rất dẻo dai và độ bền cao

Thuyền buồm có thân nhựa thường rất dẻo dai và độ bền cao

Gỗ cũng là loại vật liệu rất tốt để đóng thuyền, đặc biệt là những chiếc du thuyền sang trọng bởi màu nâu trầm cổ kính. Lợi thế của gỗ là nó nhẹ, đẹp, cách âm tốt. Đây là lựa chọn lý tưởng và ưu tiên để đóng những chiếc thuyền buồm mang phong cách truyền thống.

Thuyền buồm thân gỗ sang trọng, truyền thống

Thuyền buồm thân gỗ sang trọng, truyền thống

Tại Việt Nam ở nhiều năm trước đây, khi điều kiện kinh tế còn nghèo nàn lạc hậu, các thuyền buồm xưa của ngư dân ven biển dài 12 m thường làm một cách thủ công. Họ dùng nan cật tre, đan lại thành tấm xong gắn với nhau bằng 2 nẹp gỗ. Hai tấm hoặc ba tấm ván gỗ chò chỉ, bằng cách khoan lỗ cấy chốt bằng gốc tre ghép 2 tấm lại với nhau, cuối cùng dùng dầu rái và phân bò sơn lên tám nước sơn có đồ sền sệt như keo hồ.

3.2. Long cốt

Đây là bộ phận quan trọng trong một chiếc thuyền buồm, nằm ở dưới đáy thuyền theo trục dọc, kéo dài từ trước ra sau. Nó đóng vai trò như xương sống của một con thuyền, giúp điều hòa xuyên suốt mọi hoạt động, bộ phận của chiếc thuyền. Long cốt chính là điểm tựa để từ đó người ta gắn với các bộ phận khác, tạo thành bộ khung hoành chỉnh, có tác dụng “chẻ nước”, giúp con thuyền thăng bằng, tiến thẳng về phía trước thay vì lệch hẳn sang một phía.

Long cốt có thể không quan trọng, thậm chí không cần thết đối với các loại thuyền chèo hoặc thuyền máy, nhưng đối với thuyền buồm thì nó là bộ phận không thể thiếu. Long cốt của thuyền buồm có  điểm rất đặc biệt. Nó thường sâu hơn rất nhiều so với long cốt thuyền máy, và thỉnh thoảng họ còn đổ chì vào để tăng thêm trọng lượng của long cốt, có tác dụng làm cho con thuyền hoạt động vững vàng hơn và không bị lật giữa sự dao động của sóng nước.

Tuy nhiên, ở một số thuyền buồm nhỏ người ta không muốn có long cốt sâu, vì vô hình chung, trọng lượng của nó sẽ cản trở con thuyền khi đi vào những vùng nước cạn. Để khắc phục điều đó, người ta đã phát minh ra các loại long cốt giả. Nó có thể được kéo lên khi thuyền đi vào vùng nước cạn, và hạ xuống khi đi vào vùng nước sâu để có thể linh hoạt di chuyển trên nhiều vùng nước khác nhau mà không gặp trở ngại nào.

Có hai loại long cốt giả: Loại có thể kéo lên bằng cách bật về phía sau và loại có thể kéo thẳng lên.

3.3. Bánh lái

Bánh lái nằm ở phía sau chót của con thuyền. Nếu long cốt giúp con thuyền giữ thăng bằng để tiến về phía trước, thì bánh lái lại giúp ta dễ dàng điều khiển hướng đi của con thuyền. Những tay lái lụa thường lái những đường đi rất nhẹ trên biển, tạo thành những vệt dài trắng trên mặt biển xanh trong.

Thông thường, bánh lái gồm 2 bộ phận chính là bánh lái và tay lái. Bánh lái, cũng như thông thường, là vòng xoay tròn được gắn quanh trục xoáy trái phải để điều chỉnh hướng đi. Tay lái là một trục dài có thể đẩy lên xuống để thay đổi tốc độ du chuyển.

Tuy nhiên ở một số con thuyền, người ta không dùng tay lái mà dùng vô lăng để lái.

3.4. Buồm

Buồm là bộ phận đặc trưng nhất của thuyền buồm. Nó là một tấm vật liệu mỏng, có thể được làm từ vải  hay nhựa được may thành hình tam giác hoặc tứ giác. Người ta căng lá buồm lên trên cột buồm nhờ vào 1 hệ thống dây kéo và ròng rọc. Tác dụng của lá buồm là để bắt gió và chuyển thành lực đẩy để đẩy con thuyền lướt trên mặt biển, tiến về phía trước.

4. Quy luật vận động

Quy luật vận động của buồm thuyền khác với các loại thuyền khác. Thông thường, thuyền đi trên mặt nước mà không cần có động cơ máy móc chủ yếu là xuôi theo dòng chảy của nước, hướng đi của gió. Nhưng thuyền buồm có hướng đi đặc biệt lạ lùng: đi theo hướng chếch ngược với hướng gió.

Trước hết chúng ta cần hiểu về quy luật tác động  của gióa đến buồm. Ta cần hiểu rằng: Bản thân thuyền buồm không có động lực, nó chỉ lợi dụng sức gió tác động vào buồm theo cơ chế: dù thổi về hướng nào đi nữa, gió vẫn đẩy vuông góc với mặt phẳng của buồm. Để hiểu rõ về nguyên lý này, chúng ta hãy nhớ lại một chút kiến thức về tổng hợp lực và phân tích lực.

Tác động của gió lên cánh buồm

Tác động của gió lên cánh buồm

Quả như vậy. Giả sử gió thổi theo chiều được chỉ bằng các mũi tên trên hình, đường AB biểu thị cánh buồm. R là lực đẩy của gió tác dụng vào cánh buồm. Lực này phân thành hai lực: lực Q vuông góc với cánh buồm và lực P song song theo chiều dọc của cánh buồm. Vì sự ma sát của gió với cánh buồm là không đáng kể, nên lực P chỉ trượt qua chứ không tác dụng gì tới buồm.  Chỉ còn lại lực Q đẩy buồm dưới một góc vuông với mặt buồm mà thôi.

Nếu như đã hiểu về sự tác động của gió đến cánh buồm, chúng ta có thể dễ dàng giải thích được một hiện tượng đáng ngạc nhiên: thuyền buồm có thể chạy theo góc nhọn ngược chiều gió như thế nào.

Tác động của gió đến thuyền buồm

Tác động của gió đến thuyền buồm

Giả sử đường KK biểu diễn đường sống thuyền. Gió thổi dưới một góc nhọn đến đường này theo hướng chỉ bằng các mũi tên. Đường AB biểu diễn cánh buồm. Người cầm lái phải  bố trí vị trí sao cho mặt phẳng của cánh buồm chia góc tạo nên giữa hướng gió và hướng của sống thuyền thành hai phần bằng nhau. Sức gió đẩy vào buồm biểu thị bằng lực Q, mà như chúng ta đã phân tích ở trên, nó phải vuông góc với buồm. Lực này được phân thành hai lực: lực R vuông góc với sống thuyền, và lực S hướng về phía trước dọc theo đường sống thuyền. Bởi vì chuyển động của thuyền về phía R gặp phải sức cản rất lớn của nước (thuyền buồm có long cốt rất sâu), nên lực R hầu như cân bằng với lực cản của nước, coi như không có tác dụng gì. Chỉ còn lại lực S, như các bạn thấy đấy, lực này hướng về phía trước và đẩy thuyền tiến lên. Hướng đi này tạo thành một góc nhọn ngược với chiều gió.

Nhưng để di chuyển trên một chặng đường dài, thuyền phải đi theo đường zic zắc như được trình bày ở hình dưới, để điểm cuối không bị lệch nhiều so với điểm xuất phát.

Đường đi zic zắc của thuyền buồm

Đường đi zic zắc của thuyền buồm

Tuy nhiên, không phải lúc nào thuyền buồm cũng có thể hoạt động như thế. Mà khi di động theo một góc nhọn nhất định đối với chiều gió, thì nguyên lý trên mới hoạt động được. Góc đó rất nhỏ, chỉ gần bằng một phần tư của góc vuông, khoảng 22 độ.

Trên đây là những khám phá, tìm hiểu về thuyền buồm.  Nếu có dịp đến Vịnh Hạ Long, đừng quên trải nghiệm các hoạt động thú vị trên thuyền buồm nhé. Hy vọng bài viết này sẽ đem đến những thông tin bổ ích cho tất cả các bạn.