Tomasz Jarzębski Telefon: 501 892 942, Żeglarz: SJM PZŻ/8211, Instruktor PZŻ: MIŻ4334,

Instruktor ISSA: Inland 00420, Instruktor ISSA: SEA 00394 http://www.pro-skippers.com/skipper/343

Teoria Żeglowania

Przypomnienie z matematyki

Wielkości skalarne

Wielkości wektorowe

Np.: Temperatura, IQ, liczba kartek w książce, czas, ….

Np.: Prędkość, Siła, przyspieszenie

Kierunek

zwrot

A

B

A+B

A+B=C => B=C-A

Przypomnienie z matematyki

Wiatr Własny

Wiatr Pozorny Wiatr Rzeczywisty

Wiatr

Róża Kursowa Wiatr

Pozorny

Półwiatr

Ford

ewin

d

Kursy ostre - Bajdewind - Półwiatr

Kursy pełne - Baksztag - Fordewind

Pełny

Kąt martwy

Róża wiatrów

Prawy hals Lewy hals

Kursy zimne ;)

Kursy ciepłe ;)

Struga i co z tego wynika UWAGA! Intuicja nie zawsze działa

Teoria żeglowania; Czesław Marchaj rys 36, rys 30

SIŁA AERODYNAMICZNA Prędkość a ciśnienie

Przepływ (wiatr, woda) = siła Manometrem

Teoria żeglowania; Czesław Marchaj rys 34

Obszar ciśnienia wyższego

Żagiel FA - Siła Aerodynamiczna

Siłą aerodynamiczna nazywamy sumę wszystkich sił powstających na skutek przepływu cząstek po dwóch stronach żagla z różnymi prędkościami.

Obszar ciśnienia Niższego

Struga i co z tego wynika UWAGA! Intuicja nie zawsze działa

Teoria żeglowania; Czesław Marchaj rys 36, rys 30

Struga i co z tego wynika UWAGA! Intuicja nie zawsze działa

Teoria żeglowania; Czesław Marchaj rys 36, rys 30

TRZY ŹRÓDŁA MOCY Kąt Natarcia, Wybrzuszenie żagla, Skręt

Kąt natarcia od 10° do 20°

Wiatr

Grot i fok

Wiatr

Wybrzuszenie żagla W

iatr

Położenie Środka Głębokości = 𝑀𝐶

%

𝑊 =𝐺𝐶

%

Skręt żagla

Wiatr

3 m/s

8 m/s

𝑊𝑤

𝑊𝑝

𝑊𝑟

𝑊𝑤

𝑊𝑝

𝑊𝑟

Skręt żagla

𝑊𝑤

𝑊𝑝

𝑊𝑟

𝑊𝑤

𝑊𝑝

𝑊𝑟

GDZIE TA SIŁA, GDZIE TA MOC

Żagle i ich środek

Ś.Oż

Ś.Oż

2

5

Ś.Oż

SIŁA AERODYNAMICZNA TO RUCH JACHTU II Zasady Dynamiki Newtona

Siły na żaglu

Ś.Oż – środek Ożaglowania FA – Siła aerodynamiczna FC – Siła ciągu FP – Siła przechylająca FA

FC

FP

Ś.Oż Dr

yf

Ruch

Kierunki

Kurs obserwowany

Kąt dryfu

traw

ers

traw

ers

PRZEBIERANIE ŻAGLI

Przebieranie żagli

FA

FC

FP

Wiatr

FA

FC

FP

Wiatr

Wiatr

Pracująca powierzchnia żagla

Pracująca powierzchnia żagla

Pracująca powierzchnia niwelująca dryf

Pracująca powierzchnia niwelująca dryf

W KTÓRĄ STRONĘ JAKIM KURSEM Róża wiatrów względem wiatru rzeczywistego

Róża kursów względem wiatru rzeczywistego

Bajdewind Półwiatr Baksztag fordewind

Bajdewindy

Półwiatr

Baksztagi

Fordewind

Kąt martwy

5,5w

Wiatr Pozorny

Wiatr Rzeczywisty

11 w

Prędkość

AKCJA REAKCJA III Zasady Dynamiki Newtona

Siły hydrodynamiczne

Dryf

Ruch

Th Fbo

R Ś.Bo

Ś.Bo – Środek Bocznego oporu R – Opór hydrodynamiczny, siła hamująca Fbo – Boczna siła hydrodynamiczna Th – Wypadkowa siła hydrodynamiczna

Ś.Bo

KLW – Konstrukcyjna linia wodna – w rzucie bocznym LW – Płaszczyzna – Wodnica L – Długość wodnicy

Ograniczenie konstrukcyjne prędkości

Spinaker do 4 st. w skali Beauforta

KLW

LW

𝑉𝑚𝑚𝑚 = 2,43 𝐾𝐾𝑊

FA

FC

FP

Ś.Oż

Th Fbo

R Ś.Bo

Ś.Bo – Środek Bocznego oporu R – Opór hydrodynamiczny, siła hamująca Fbo – Boczna siła hydrodynamiczna Th – Wypadkowa siła hydrodynamiczna

Ś.Oż – środek Ożaglowania FA – Siła aerodynamiczna FC – Siła ciągu FP – Siła przechylająca

DLACZEGO JACHT SAM SKRĘCA

Nawietrzność i zawietrzność jachtu

• Jacht jest nawietrzny jeżeli wykazuje samoistną tendencję do ostrzenia.

• Jacht jest zawietrzny jeżeli wykazuje samoistną tendencję do odpadania.

• Jacht zrównoważony żegluje ustalonym kursem bez potrzeby kontroli sterem.

• Większość współczesnych jachtów charakteryzuje się niewielką nawietrznością.

Nawietrzność i zawietrzność jachtu Jacht zrównoważony żaglowo

Jacht nawietrzny Jacht zawietrzny

Ś.Oż

Th

Ś.Bo

FA

Ś.Oż

Th

Ś.Bo

Ś.Oż

Th

Ś.Bo

Co zrobić? • Aby zwiększyć nawietrzność jachtu można:

• Zwiększyć powierzchnię tylnych żagli • Zmniejszyć powierzchnię przednich żagli ( np. zrzucenie) • Wybierać tylne żagle • Luzować przednie żagle • Zwiększyć zanurzenie dziobu – UWAGA bez żagli

• Aby zwiększyć zawietrzność jachtu można:

• Zwiększyć powierzchnię przednich żagli • Zmniejszyć powierzchnię tylnych żagli ( np. refowanie) • Wybierać przednie żagle • Luzować tylne żagle • Podnieść „trochę” miecz – nie zadziała przy mieczach szybrowych • Zwiększyć zanurzenie rufy – UWAGA bez żagli

Przegłębienia

Ś.Bo

Ś.Oż

PRZECHYŁ Newton i Archimedesem z odsieczą

Stateczność jachtów

Ś. Oż

Ś.Bo

FP

Fbo

SC

SW

FC

Fw

Zdolność powrotu przechylonego jachtu do pozycji pionowej wynika z współdziałania pary sił: siły wyporu oraz siły ciężkości.

• Siła wyporu zamocowana jest w środku wyporu a jej wektor skierowany pionowo w górę. • Siła ciężkości zamocowana jest w środku ciężkości a jej wektor skierowany pionowo w dół.

Para tych dwóch sił tworzy ramię prostujące. Im większa odległość pozioma pomiędzy środkiem wyporu i środkiem ciężkości, tym większa siła prostująca jacht.

Kiedy jacht mieczowy się przewróci?

SC SW

FC

Fw

SW – środek wyporu FW – siła wyporu SC – środek ciężkości FC – siła ciężkości d – ramię siły

SC SW

FC

Fw

SC SW

FC

Fw

SC SW

FC

Fw

d

30° 60°

Stateczność jachtu balastowego a mieczowego

SW – środek wyporu FW – siła wyporu SC – środek ciężkości FC – siła ciężkości d1 – ramię siły JM d2 – ramię siły JB

SC SW

FC

Fw

d1

30°

SC SW

FC

Fw

d2

30°

SC

SW

FC

Fw

d2

Stateczności jachtów kształtu, ciężaru, wielokadłubowce

30 60 90

Maksymalny moment prostujący

120 150 180 130

Katamaran

Jacht o stateczności kształtu - mieczowy

Jacht o stateczności ciężaru – kilowy

75

STER W lewo to w lewo, a w prawo to w prawo

Siły na sterze

Ś.Bo

Fh

FS

FN

Fh FN

Ś.Bo

FS

Ś.Bo – środek Bocznego oporu FN – Siłę Naporu Strugi FS – Siła skręcająca FH – Siła hamująca

Efektywność steru

S

Ś.Bo

Do 45° największa siła skręcająca przy najmniejszej sile hamującej!

Fh FS

Ś.Bo

S

Fh

FS

FN FN

α

58

30 45

-1

-0,8

-0,6

-0,4

-0,2

0

0,2

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72 76 80 84 88

Efek

tyw

ność

ster

u

Proc

ento

wa

war

tość

sił

Wychylenie steru

Fn

Fs

Fh

efektywność

Kolumna1

α

No co z tym cholernym sterem

Oś o

brot

u

1

3

1

2

2 3

1 2

3

ZAGADKI

• Płyniesz bajdewindem w dużym przechyle. Podnosisz miecz. Co się stanie?

– Jacht się położy. – Jacht postawi.

• Płynie łódka bajdewindem (45° na wiatr). Jakim kursem płynie jacht z naprzeciwka

Podsumowanie Teorii Żeglowania • Im większa prędkość tym mniejsze ciśnienie • 3 grupy sił na żaglu, burcie i sterze • Środek ożaglowania wyznaczamy środkowymi trójkątów • Ruch jachtu związany jest z siłą ciągu, a dryf z siłą przechylającą • Dryf – płyń wyżej bo i tak spadniesz • Przebieranie żagli powoduje:

– przepływ turbulentny – większy przechył – większy dryf – mniejsza prędkość

• Jacht zrównoważony, nawietrzny i zawietrzny - zjawiska związane ze wzajemnym położeniem środków ożaglowania i oporu bocznego

• Stateczność – kształtu (30O max 60O chlap) – ciężaru (ok70O max 120O chlap)

• Efektywność wychylenia steru