1. Z WIATREM…
To, że mamy możliwość żeglowania z wiatrem jest proste do wytłumaczenia i zrozumienia.
Wypełniony przez wiatr żagiel pcha żaglówkę, ale tylko wtedy kiedy ustawiona jest ona rufą (czyli tyłem) do wiatru.
Żeglowanie z wiatrem
We wszystkich pozostałych kursach żeglowania względem wiatru działanie żagla na łódkę przypomina bardziej działanie skrzydeł na unoszący się w powietrzu samolot.
2. TROCHĘ FIZYKI
Jak działa żagiel? – podobnie jak skrzydło samolotu… otóż jego charakterystycznie zaokrąglony kształt sprawia, że kiedy powietrze przemieszcza się nad jego górną częścią, musi w tym samym czasie pokonać większy dystans (czyli przelecieć szybciej), niż powietrze opływając jego dolną część.
Z fizyki wiemy, że różnica w prędkości przepływu w tych dwóch obszarach wpływa na powstanie różnicy ciśnień. Z uwagi na prawo zachowania energii (ciśnienie dąży do wyrównania) górna część skrzydła „zasysa/przyciąga” dolną część skrzydła ku górze – powstaje siła nośna. Podobnie jest z żaglem.
Aerodynamika skrzydła samolotu
3. DZIAŁANIE ŻAGLA
Kiedy żagiel ustawiony jest prawidłowo do kursu żeglowania – czyli pod odpowiednim kątem (tzw. kątem natarcia), żagiel wypełnia się przez wiatr przypominając kształtem skrzydło samolotu.
W trakcie ruchu lik przedni (jego przednia krawędź) rozdziela opływające żagiel powietrze na dwie strugi. Tak jak wcześniej powstają dwa obszary o różnych ciśnieniach – wyższe ciśnienie „W” po stronie nawietrznej (tej po stronie wiatru) i niższe „N” po stronie zawietrznej.
Żeglowanie na wiatr
Z uwagi na to, że powietrze przemieszcza się zawsze z obszarów o wyższym ciśnieniu (strona nawietrzna) do obszarów o niższym ciśnieniu (strona zawietrzna) na żaglu powstaje SIŁA AERODYNAMICZNA, która odpowiada za ruch żaglówki.
Warto zwrócić uwagę na to, że wypadkowa siły aerodynamicznej ustawiona będzie prawie zawsze prostopadle do cięciwy żagla, co oznacza, że na kursach ostrych (tak jak na rysunku) jacht wyraźnie znoszony będzie przez wiatr (niebieska strzałka), co nie jest pożądane.
4. NA WIATR – CZYLI DZIAŁANIE MIECZA
Do zapobiegania tej tendencji (znoszenia) służy miecz, który poprzez stawiany opór i kierunek znoszenia łódki rozdziela strugi opływającej go wody i generuje SIŁĘ HYDRODYNAMICZNĄ.
Dzialanie miecza w zaglówce
Wektor tej siły działa przeciwnie do siły działającej na żaglu równoważąc go i umożliwiając żaglówce płynięcie blisko kąta martwego – czyli na wiatr. Stawiany przez miecz opór wpływać będzie także na przechył, który kontrolowany jest zarówno przez pracę załogi poprzez tzw. balastowanie jak i luzowanie żagli.
Halsowanie na wiatr
5. CIEKAWE FAKTY.
- Szybciej niż wiatr. Szybkie sportowe jachty mogą płynąć szybciej niż prędkość wiatru rzeczywistego (takiego jaki odczuwalny jest kiedy stoimy) – wynika to z tego, że podczas ruchu na żagle działa wiatr pozorny i to on wpływa na generowanie siły aerodynamicznej.
- Wartość siły aerodynamiczna i dryf zależą od kursu żeglowania względem wiatru. Im bliżej osi wiatru żeglujemy tym większy dryf (konieczny jest miecz do efektywnego żeglowania na wiatr). Natomiast kiedy zaczniemy odpadać kierunek działania siły aerodynamicznej będzie zbliżał się do kierunku żeglowania, a na mieczu zmniejszy się opór boczny – miecz przestaje pełnić swoją rolę i zaczyna hamować.
- Woda jest gęściejsza od powietrza o blisko 800 razy, dlatego jeżeli chcemy żeglować szybko powinniśmy korzystać z miecza tylko wtedy kiedy jest nam na prawdę potrzebny.
- Położenie miecza zmienia się w w zależności od kursu żeglowania – jeżeli masz możliwość podniesienia miecza i chcesz żeglować szybko to na fordewindzie miecz może być całkowicie podniesiony (lekko opuść w warunkach silniejszego wiatru), w baksztagu 1/4 miecza w wodzie, w półwietrze połowa, a w bajdewindzie cały opuszczony.
- Podniesienie miecza zmniejszy siłę przechylającą – jest to dobra metoda w warunkach silnego wiatru, ale efektem ubocznym będzie zwiększony dryf.
- Żagiel działa najefektywniej kiedy ustawiony jest na granicy łopotu – ale lepiej żeby żagiel było przeluzowany w 10% (mniejsza prędkość) niż przebrany (większy dryf i siła przechylająca).