Onderwerp: Theorie van het vleugelprofiel.

Kort geleden was er een discussie ontstaan over hoe een zeil zijn lift krijgt. Vooral Delphi32 (Dennis) en Beauty (Michel) waren hierin actief vertegenwoordigd.

Michel noemde in zijn laatste reactie de naam Arvel Gentry, een bekende aerodinamica-deskundige die in de jaren ‘70 en ‘80 een hele lading boeken en artikels over dit onderwerp heeft geschreven. Omdat ik nog niet zo bekend was met zijn theorieën heb ik me daarin even verdiept voordat ik mijn reactie kon geven.

Arvel Gentry is de eerste geweest die nauwkeurige meet apparatuur heeft gebruikt om de luchtstromen rond zeilen in kaart te brengen. Zijn tekeningen en grafieken zijn altijd gesteund door echte gegevens uit die metingen.

Arvel Gentry was naar mijn mening indertijd behoorlijk op het oorlogspad. Om zijn nieuwe vindingen kracht bij te zetten begon hij elk artikel met het afkraken en bagatelliseren van oude theorieën. Hij vindt bijvoorbeeld alle tekeningen die tot dan toe zijn gepubliceerd verkeerd. Maar het belangrijkste theorie element dat hij verwerpt is het verhaal dat lucht aan de leizijde een langere weg heeft af te leggen, wat de oorzaak van de onderdruk zou zijn.

Citaat: “How many times have you heard that a sail gives lift to drive a boat because, “The air travels faster on the lee side for it has farther to go than it does on the windward side. So the pressures are different ande you get lift.” Well that is wrong!”

Daarna verklaart hij lift op de volgende manier:
Als de lucht bij het zeil aankomt gaat een groter deel van de lucht naar de lijkant van het zeil dan naar de loefkant. Daarvoor moet de lucht door een smallere ruimte aan de lijkant. Hierdoor wordt de snelheid hoger, en de druk lager (Bernouilli). Dit resulteert in een onderdruk waardoor het zeil lift krijgt. Daarna vertraagt de luchtstroom weer voor hij bij het achterlijk aankomt, waardoor de uitstroomsnelheid aan beide kanten van het achterlijk gelijk is.

Kortom, Arvel Gentry verklaart de werking van zeilen met de wet van Bernouilli. Newton wordt door mr. Gentry trouwens niet éénmaal genoemd.

Ook al is de revolutie die mr. Gentry aankondigt wat mij betreft volledig uitgebleven. Hij geeft wel nieuw inzicht in de werking van zeilen. En hij verfijnt met zijn metingen zowel de theorie als de grafische weergaven ervan.

Michel, bedankt voor de goede tip. Het werk van Arvel Gentry is heel leerzaam, ik heb mijn ideeën over het vleugelprofiel opnieuw bijgeschaaft. Ik hoop dat ik er in de wedstrijden mijn voordeel uit kan halen.

Hartelijke groet,

Sjors

NED 334

the equal transit time theory zoals je die beschrijft is niet juist. even googlen zal daar wel het een en ander aan theorieen en bewijs voor leveren(zowel voor zeilboten als vliegtuigen, oa nasa en wat instellingen hebben daar wel een pagina over). Het punt is dat zowal de bernoulli uitleg als de uitleg met behulp van newton merites hebben, wat nogal voor verwarring zorgt.misshien dat een natuurkundige hier wat meer licht op kan laten schijnen.

Hoooo stop....aub.

Geen misverstanden. Arbel Gentry en later C.A. Marchaj (een nog grotere icoon) zeggen juist dat het niet die theorie is die een boot laat zeilen. Lift wordt dus niet gecreeerd doordat de luchtdeeltjes aan lij versnellen en sneller moeten gaan om met de andere luchtdeeltjes aan loef TEGELIJK aan te komen. Die theorie is dus inderdaad onjuist.

WEL is vast gesteld dat er aan lij een versnelling van de luchtstroom plaats vindt (de oorzaak is alleen anders vast gesteld) en dat hierdoor weer een druk verlaging plaatsvindt. Ook vindt er aan loef een relatieve verlaging van de snelheid van de luchtstroom plaats waardoor er een drukverschil ontstaat tussen loef en lij.

De oude geeliminieerde theorie hield in dat als er 2 luchtdeeltjes tegelijk bij het voorlijk beginnen en de ene aan lijzijde gaat en de ander aan loef dat die aan lij dan sneller moest gaan om tegelijk met die van loef aan te komen vanwege de langere afstand die dit luchtdeeltje moest afleggen ...... dit is de fabel en is inderdaad onjuist. Hoe weten die luchtdeeltjes nu aan het voorlijk dat ze een langere weg moeten af gaan leggen en daardoor sneller moeten gaan, dat weten ze dan ook helemaal niet en dat dat is dan ook niet de reden van de versnelling.

Geen fabel is:
Dat er aan lij in de basis een drukverlaging plaats vindt en dat kan alleen tegelijkertijd gepaart gaan met een snelheidsverhoging van de luchtstroom.

Dat er aan loef een druk verhoging ontstaat wat niet anders kan inhouden dan een verlaging van de snelheid van de luchtstroom.

De lucht deeltjes (raar woord) die echter splitsen bij het voorlijk komen alleen absoluut niet tegelijk aan bij het achterlijk .... daar zit hem de ontkrachting.

Om het nog ingewikkelder te maken:

En ja, wat wel waar is is dat bij het achterlijk de dumping velocity (uitstroom snelheid) aan loef en lij weer (nagenoeg) gelijk is. Dit moet wel anders voldoe je niet aan de zogenaamde "Kuta condition". Is er wel een druk verschil, en dat is er snel als je niet oplet, dan staat er een tell tale bijvoorbeeld heerlijk aan je achterlijk naar lij naar voren uit te waaien. Je grootzeil "stalled" dan op die plek. Trimmen dus.

snelheid bij voorstag is dus gelijk
Dan versnellen aan lij en minder snel aan loef
Eind snelheid is bij achterlijk weer gelijk

Het zijn alleen niet dezelfde luchtdeeltjes die elkaar tegenkomen bij het achterlijk .... that's all!


Sjors, als je Arvel uit hebt .... koop dan de laatste versie van Marchaj (Sailperformance) versie 2003.

Michel

OK, Marchaj ga ik zeker op zoeken. Waar denk je dat je zo'n boek kan bestellen of kopen?

We zijn het er dus uiteindelijk toch over eens dat de wet van Bernouilli verklaart waarom een zeilboot aan de wind kan varen. Het enige waar Gentry dus de theorie heeft verbeterd is de reden dat de lucht aan lij sneller stroomt.

De volgende zin klopt dus wel degelijk: De lucht aan lij stroomt sneller dan de lucht aan loef. Daardoor ontstaat er een onderdruk, die resulteert in eeen kracht, lift.

Fritzzz, jij moet echt beter lezen. Je kunt niet iets gaan ontkennen wat ik ook heb ontkent.

grts,
Sjors

mijns inziens een onterechte opmerking over mijn leescapaciteit. daar ik geen ontkenning heb kunnen ontdekken in de openingpost over de equal transit time theorie. als dat je dat er wel in had willen zetten zul je dat duidelijker moeten formuleren ipv het mij verwijten dat ik die opmerking alsnog plaats.

Uhhh ... net iets anders wellicht.

Er was altijd al een snelheids/druk verschil tussen loef en lij. Buiten nog wat theorien van botsende lucht moleculen e.d. maar die zijn al lang van het toneel verdwenen.

De oude aangehaalde Equal Time Theory ging ervan uit dat de luchtsroom aan lij sneller moest vanwege een aangenomen langere afstand aan die zijde van een "foil" (vleugel). Dat is onjuist. De luchtdeeltjes gingen al wel sneller aan lij maar de reden bleek niet te zijn dat ze zich moeten haasten om weer tegelijk met hun tweeling broertjes aan te komen bij het achterlijk vanwege die aangenomen langere af te leggen weg. Dit of die weg nu langer is of niet, en of de uitstroom snelheid nu gelijk is aan loef of niet. De reden waarom de luchtstroom versnelt en ook de hieruit meer gefilterde waarnemingen was de nieuwe (en voor mij de ware) kijk op Lift.

Lift is in een tekening niets anders dan een vector haaks op de windrichting (simpel gezegd). Dwars daarop naar achteren gericht staat een kleinere vector genaamd Weerstand (Drag). De resultante van deze beide vectoren noemen we even de Totale kracht vector aangrijpend in het zeildrukkingspunt.

Deze laatste is wederom te splitsen in een vector langscheeps zijnde de snelheid en dwarsdaarop de heeling force (Helling).

Ik bestelde het boek bij Bol.com maar tik zijn naam in op Google met the title "Techniques to maximize Sail Power" en hij komt vanzelf. Geen goedkope (+/- 50 Euro) en in het Engels. Wel heel pakkend en opbouwend geschreven. Marchaj gaat verder waar Gentry is gestopt maar onderbouwd nogmaals de ware conclusies van laatstgenoemde.

Michel

Volgens mij zijn we het nu gewoon allemaal met elkaar eens.

Fritzzz, ik heb in mijn eerste bericht een citaat aangehaald van Gentry waarin hij zeer duidelijk de equal transit time theorie verwerpt. Daar kun je het mee eens zijn. Maar ik vind het ongepast dat je mij alsnog die verouderde theorie toeschrijft. Bovendien heb je verder nog niets aan de discussie toegevoegd.

Schrijf eens iets opbouwends.

mvg,

Sjors

Dan is er nog een leuke die nog vaak onderwerp van gesprek is ... de spleetwerking. Sjors .... ben je al zover met lezen? ..... is je visie aangaande de spleetwerking nog gewijzigd door zijn artikelen?

M.a.w. .... ook hier weer een theorie .... ook genoemd het Venturie effect ...... al reeds eind jaren 70 begin jaren 80 naar het rijk der fabelen verwezen door Arvel Gentry en deze ontkrachting is telken malen consisitent mede onderbouwd door Marchaj. Deze blijft echter de kop op steken.

Ik schrijf dit om de discussie verder te laten gaan. Zelf heb ik mijn beperkte wijsheid uit boeken en artikelen. Zelf laat ik dus het Venturi effect (werking tussen voor en grootzeil) daar waar die tot velen (Gentry en Marchaj) hoort ........ fabeltjeskrant.

Gaan we door?

Michel

Hoi Michel,

ik heb het inderdaad gelezen. En ik moet zeggen dat het allemaal nieuw voor me was.

Zelf heb ik nooit helemaal de Venturi verklaring voor lief gonomen. Ik dacht altijd: Als de lucht tussen de zeilen het snelst stroomt, dan wordt het grootzeil haredr naar voren getrokken, maar de genua naar achteren.
In mijn hoofd klopte dat nooit helemaal.

De verklaring van Gentry is veel geloofwaardiger, en goed onderbouwd. Ik probeer het een beetje om te zetten in dingen die ik bij het trimmen van mijn FD kan gebruiken, maar het komt maar langzaam.

In ieder geval heel leerzaam allemaal.

greetings,

Sjors

En vroeger was de aarde plat...........

Oftewel, wetenschap komt met de tijd. Zonder enige kennis te hebben van de inhoud van de boeken toch alles eens kritisch bekijken. Niet alles wat aangenomen wordt is waar en niet alles wat geschreven staat is waar.....

Knuppeltje in het hoenderhok dus.

Neemt niet weg dat de vorm van het zeil en de combinatie van zeilen in de loop van tijd in de praktijk voor elk specifieke omstandigheid tot een optimale configuratie is gekomen. Ik denk dan ook niet dat er één theorie op te hangen is, maar dat dit veel genuanceerder ligt dan beschreven wordt. Zo zal het soort tuig al de eerste bepalende factor zijn. In die zin zijn de beschouwingen van Henk Bezemer in Zeilen wel aardig, waarbij de verschillende zeiltuigen besproken worden. In de wereld zal je een veelheid aan zeiltuigen zien en alles is gebaseerd op ervaring in die specifieke omstandigheden. Waarom het werkt is natuurlijk interessant, zeker als met bijna tegen de wind in kan varen.

Volg daarom jullie discussie met plezier, hopelijk komt er iets moois uit voort.

Groet,

Eric

Ahoy Erik,

Inderdaad, vroeger .......

Frapant is het wel, althans vindt ik, dat er nog steeds conflicterende onderbouwingen worden geuit over "hoe zeilen werken", "spleetwerking" en bijvoorbeeld achterstag spanning bij een fractioneel (7/8) tuig, terwijl al decenia's terug (soms al eeuwen) zoveel kennis voorhanden was die nu voor het grijpen ligt om meerdere van die nog levende "theorieen" te ontkrachten. Makkelijker wordt het er echter ook niet op als je toch nog steeds dames en heren van naam elkaar ziet tegenspreken in uitgebrachte artikelen. Je weet het dus maar nooit. Tevens merkte ik bij mezelf dat zaken die als vanzelfsprekend of logisch worden ervaren dat eigenlijk helemaal niet hoeven zijn.

2 voorbeelden:

Als je de achterstag vooral bij een fractioneel tuig goed door zet, neemt dan de compressie in de mast kolom toe of af?

Mijn antwoord: deze neemt af!

Deze vraag is voor de meeste wellicht niet relevant maar als je net voor de keuze staat om een nieuwe mast te kopen van 13 meter lang en je kan kiezen tussen model lantaarnpaal Centraal Station en 2 maatjes kleiner (met alle voordelen van dien) dan ga je je er wel in verdiepen..... toch?

Nog eentje

Als we 1 x 19 RVS draad als stagen bekijken ten opzichte van exotischer materiaal zoals Rod of PBO, welke van deze materialen zal zorgen voor een hogere basis spanning op het tuig en daarmee ook de romp.

Mijn antwoord: PBO heeft heeft een fors lagere basisspanning nodig dan 1 x 19 en geeft daarmee minder compressie op de mast en minder druk op het geheel.

Ok, ok ...... deze vragen gaan wellicht te ver maar ik wil er eerlijk mee aangeven dat ikzelf ook veel heb geleerd door mezelf bij veel zaken af te vragen .... is dat wel zo.

De antwoorden kunnen wellicht voeding zijn voor de discussie..... totdat we allemaal weer op het zoute nat ons plezier kunnen beleven.

Zeilersgroet

Michel

Ahoy Michel,

Zoals ik al zei, ik heb weinig kennis op dit gebied, maar volg de discussie met plezier om er (misschien) wat van te leren. Ik vraag me ook altijd af waarom (is in mijn aard en in mijn werk). Vandaar....

Knuppeltje is vooral bedoeld om de discussie eens verder op gang te houden, want de ontwikkelingen zijn leuk om te volgen.

En het zoute nat...... vaar alweer een maandje op zoet, zout komt er binnenkort weer aan....

Groet,

Eric

Ik zat net een stukje over zonnevlekken en zonnewind te lezen (voor de geïnteresseerden: lees hier verder) en dat herinnerde mij aan een gesprek dat ik eens voerde met iemand die Lucht & Ruimtevaarttechniek had gedaan.
Hij vertelde me dat het al een tijdje mogelijk is om te zeilen in de ruimte. Dat wordt ondertussen ook daadwerkelijk gedaan. Zeilen in de ruimte gaat door gebruik te maken van een zonnewind; als je een zeil in de ruimte hijst in de zonnewind zal dat zich gedragen als een zeil op aarde, in de zin dat je door het zeil anders te stellen, de richting waarheen je object (satelliet bv) zich beweegt kunt beïnvloeden.
Nu is wind iets wat we kennen, als zeilers Zonnewind is in die zin niet anders dan onze aardse winden: een stroom van deeltjes die allemaal min of meer dezelfde kant op gaan. Alleen mist er een (volgens de gangbare theorieën) essentieel element in de ruimte, en dat is druk. Overdruk of onderdruk zijn in het luchtledige buiten onze aarde en eventueel andere planeten met dampkringen natuurlijk onbekende verschijnselen. Toch zeilt het zeil, ook in de ruimte. (zie ook dit artikel in de Elsevier)

Iemand hier een verklaring voor?
En als zeilen in de ruimte blijkt te werken, zou de verklaring daarvan dan ook op aarde misschien wel een beetje aannemelijk zijn?

Beste Dennis,

daar gaan we weer. In het artikel wat je hebt genoemd wordt beschreven dat fotonen tegen het zeil botsen en daardoor het zeil voortstuwen. Dat is het weerstandsprofiel.

Het is waarschijnlijk niet mogelijk om met een ruimteschip aan de wind te zeilen. Je kunt het dus zien als een soort VOC schip. Alleen voor de wind of halve wind.

Je zult met een ander voorbeeld moeten komen om afbruek te doen aan de theorie van Gentry.

groet,

Sjors

Euh Sjors,

Ik weet niet of je goed oplet, maar hierbij even een quote :

Ze hebben het toch wel degelijk over sturen met de stand van de zeilen..

Het punt hier is : Als je kan sturen met je zeilen, en dat schijnt toch echt te kunnen, dan kan je ook aan de wind zeilen. Simpele logica.

Daar komt bij dat als je een boot van 5 ton hebt, en je puur door onderdruk van je zeilen van je plek moet komen, ik niet graag aan de lijkant van je zeilen zou willen komen. mijn organen zouden dan namelijk exploderen en dat lijkt me niet prettig.

Ik ben er nog steeds van overtuigd dat de wet van Bermouilli hetgeen is dat verklaart waarom een boot aan de wind kan zeilen.

Ik vind het ruimte zeil een kromme vergelijking. De zonnewind bestaat uit deeltjes die overal dwars doorheen gaan. Ze gaan met snelheden in de orde van de lichtsnelheid. Daarbij treden allerlei effecten op die niet met de simpele natuurkunde modellen zijn te verklaren. Daarvoor zijn op zijn minst de relativiteitstheorie en de quantummechanica nodig.

Het uit elkaar exploderen vindt ik helemaal een loze statement. Als de kracht die door de zeilen van een 5-tonner ontstaat op één punt op jouw lichaam zou aangrijpen zou je het inderdaad niet navertellen. Beetje hypothetisch allemaal dus.

En ooit waren mensen ervan overtuigd dat de aarde plat was, en men is er nu ook heilig van overtuigd dat CO2 onze aarde opwarmt.

Wat mij opvalt is dat je overkomt alsof je de wijsheid in pacht hebt. Bijzonder aanmatigend en nog onterecht ook.

Toch zal ook jij je moeten houden aan Newtons wetten, en kan je zelf wel berekenen hoeveel onderdruk er per m2 aan de lijkant van het zeil moet zijn met jouw denkwijze. Mijn reactie is derhalve niet geheel ondenkbaar.

Ik kan je alleen maar aanraden om eens een 'open mind' te hebben en de theorie van andere mensen eens een kans te geven, maar je bent zo overtuigd van jezelf dat je compleet blind bent voor het feit dat ook anderen nog wel eens gelijk kunnen hebben.

Over deeltjes gesproken... wat is lucht dan ?

Maar goed, ik merk dat het geen zin heeft om hier verder over uit te wijden, en dus stel ik voor dat het het eens worden over dat we het oneens zijn. Gelukkig kan dat (nog) in Nederland.

Wat ben jij ineens assertief. Ik verdedig gewoon mijn standpunt. Jij bent degene die met een heleboel verwijten en zinloze karakteromschrijvingen komt.

Laten we het gewoon gezellig houden. Dat is toch wat we hier in katholiek Nederland moeten denken. Geen discussie, want discussie = ruzie.

Als je geen argumenten meer kan bedenken, dan moet je maar verwijten gaan maken. Erg karakterloos als je het mij vraagt.

van wat ik tot nu toe heb kunnen lezen, lijkt mij de wet van Bermouilli de meest logische, maargoed, ik zal me eerst nog door een aantal meter boeken moeten lezen over aerodynamica, luchtdruk, en hechting van gassen voordat ik precies weet hoe 't zit, maar dat komt wel als het zeilseizoen voorbij is

Sjors,

Over aanvallen gesproken zeg

De andere discussiepartners hebben het reeds opgegeven en ik zeg gewoon wat zij waarschijnlijk allang dachten.

Kom nu eens met wat steekhoudende argumentatie in plaats van herhalen en argumentatie van anderen selectief te negeren of van de hand te wijzen.

Dan ben je goed bezig.

*** Modbreak ***
Ho! Het is niet de bedoeling om personen hier af te kraken. Dat geldt voor iedereen in deze thread, en op het gehele forum. Laten we dat dus niet doen en vooral luisteren naar wat iemand te zeggen heeft. Denk even drie keer na voor je iets post a.u.b.

Ok back on topic dan maar. Voor diegenen die het interesseert heb ik een klein proefje in elkaar gezet. Bedoeling is om te beoordelen of de onderdruk=trekkracht stelling waargemaakt kan worden. Kijk zelf maar hier (waarschuwing: Powerpoint ahead).

Michel en ik zijn het prima eens geworden. Het is dus niet zo dat hij het heeft opgegeven.

Het is erg dom om mij te verwijten dat ik open minded moet worden. Ik heb gevraagd om namen en onderzoeken waarmee de afwijzing van mijn theorie wordt onderbouwd. De enige naam die daaruit voort kwam was die van Arvel Gentry.

Daarna heb ik de tijd genomen om de publicaties van dhr Gentry te bestuderen. Ik heb zijn artikelen gelezen en een deel van zijn boek, en kom tot de conclussie dat dhr Gentry ook de werking van lift verklaart met de wet van Bernouilli. Hij onderbouwt zijn theorie met zeer nauwkeurige meetgegevens, en toont ook aan dat door het verschil in luchtdruk wel degelijk een kracht ontstaat die groot genoeg is om de voortstuwende werking te verklaren.

Als je met een naam of onderzoek komt zal ik daar zeker naar kijken. Maar kom niet meer met ruimtezeilen, want die vergelijking gaat niet op. Zeker niet als je als documentatie een stukje aanhaalt uit de Elsevier van 200 woorden.

Ik ben niet verzekerd van mezelf, maar als ik geen opbouwende argumenten hoor voor een andere theorie, dan zie ik geen reden om mijn standpunt te wijzigen.

Dennis, ik ben wel benieuwd wat jij hebt weggehaald. Ik zit namelijk niet echt op censuur te wachten. Bovendien ben jij actief in deze discussie, dus lijkt me niet dat jij de entrees van anderen moet gaan bekritiseren vanuit je functie als moderator.

Er is geen sprake van censuur, ik heb niets weggehaald.
Er is geen sprake van bekritiseren van anderen, ik constateer dat de discussie op deze manier (moddergooien heet dat) nergens toe leidt.

Kritiek op moderatorbeleid is prima maar dan wel op goede gronden en niet in dit topic. Verder zul je me in dit topic niet meer zien.

Wat lift betreft ....... inderdaad ik hanteer de onderbouwde theorie van Bernouilli beschreven door Gentry en zelfs tot de laatste druk benadrukt door Marchaj (2003).

Het voorbeeld van die 2 pijpjes gaat niet helemaal op volgens mij en wel omdat het zeil nu juist zijn werking ontleent omdat er tegelijkertijd door beide buisjes geblazen wordt. De lucht stroomt ook niet alleen aan 1 kant van het zeil tegelijk. Dit ongeacht de uitslag van die test.

Doe een makkelijkere test. Neem een windmeter in de hand. Houdt deze aan lijzijde halverwege je camber aan lij en aan loef en meet de windsnelheid ...... lij is hoger dus onderdruk, loef is lager dus overdruk.

Meten = Weten..... en ja zelf gedaan en waargenomen. Absoluut meetbaar.

Nog een leuke is maar van een heel andere orde en dat is de vraag waarom veel zeilers ervaren dat zeilen met de giek over bakboord ten opzichte van de ware wind richting vaak iets sneller gaat en ook een kleinere windhoek geeft (hoger zeilen) dan over stuurbooord als we het hebben over zwakke wind omstandigheden.

Als we allemaal het water opgaan bepaal dan eens de richting waar de wind vandaan komt. Vaar over bakboord en bepaal de windhoek. Dan over stuurboord en doe hetzelfe. Doe dit een aantal keren achter elkaar en vergewis je er steeds van waar de ware wind vandaan komt. (neus recht op de wind houden voor een peiling). De verschillen zijn niet reusachtig maar bij een start over een boei aanlopen wel handig om te weten.

Michel