Onderwerp: Waarom heb je zoveel wind nodig om hard te gaan?

Een vraag die me al tijden bezig houdt.

Ik heb een verjaard ORC software pakket op een oude pc staan (versie manager 2.0 uit 2006). Daarin heb ik de offset file van mijn Dehler 34 staan. Ik kan spelen met verschillende zeilvoeringen en TWS. Stel ik zeg dat ik beschikbaar heb

- Mijn uitgebouwde grootzeil
- Een HA
- Een genua 2
- Mijn vlakke genaker (code zero) op een boom
- Een symmetrische spinaker

In de verschillende prestatie overzichten geeft de software aan wanneer ik het best kan overstappen van een Genua naar een HA of van mijn genaker naar mijn symmetrische spinaker. Ook geeft de software aan in termen van 'flat' & 'reef' wanneer ik wordt geacht de zeilvoering af te vlakken (flat = minder camber) of zelfs zeil te minderen (reef).

So far so good.

Naarmate de TWS toeneemt zie je de snelheden ook toenemen op eigenlijk alle TWA. Hoe kan het nu dat ik bij bijvoorbeeld 16 knopen wind en een hoge 'reef' factor toch harder ga dan een net lagere TWS met vol tuig maar een hoge factor op 'flat'? Wat is het dat het schip niet in staat stelt om dezelfde lift te genereren bij meer zeilvoering maar minder TWS?

Ik heb zitten denken dat door meer zeil mogelijk ook de factor induced drag hoger is (meer achterlijklengte bijvoorbeeld). Dus dat ik wel meer lift genereer maar door de ook hogere factor drag er uiteindelijk minder driving force overblijft.

Is dat het of moet ik het nog ergens anders zoeken?

Gr Michel

Nou, de energie die in de wind zit gaat met het kwadraat van de windsnelheid, terwijl de opgenomen energie niet eens lineair toeneemt met toenemend zeiloppervlak. Zou dat iets kunnen uitmaken?

Je bedoeld dat de factor lift niet verdubbeld als ook de windkracht verdubbeld?

Edit: of de lift wel maar de driving force niet?

Nou, Bernoulli zegt ieg dat lift kwadratisch toe neemt met de snelheid. Maar hoe dat precies zit bij een zeil weet ik niet. Je moet ook andere factoren meenemen, zoals het Coanda-effect.

Hoe neemt de drag toe met de snelheid?

En de drag van de romp het stuk boven water? Dat geeft alleen drag geen lift...

@ nachtvlinder

cdn2.hubspot.net/hubfs/209338/...rodynamics/index.htm

Onderaan (Hull effects). Lift nee, maar de romp werkt wel samen met het zeilpan, althans dat kan. Ook een mast 'genereert' lift afhankelijk van vorm.

Toename van drag (verschillende soorten drag) moet ik even opzoeken, maar potverdikkie dat boek van Marchaj ligt aan boord.

Beauty schreef :
Ik denk zo dat de efficiency van de liftgeneratie verandert met de TWS en het zeiloppervlak.
Theoretisch krijg je de hoogste lift/drag ratio bij een elliptische vleugelvorm ("think one" ).
De wind wordt dan het beste benut om weerstanden (lucht, water) te overwinnen.
Met Flattening, HA ipv Genua, Reef, wijzig je de vorm van de "think one" vleugel, en daarmee de lift en L/D ratio van de configuratie. Misschien heb je bij een HA en 1 rif wel de beste ellips...

Verder zal helling een rol spelen (Drag!!). Komt die ook uit je VPP? Staat wel in de Speed Guide-tabellen.

Ja helling, viel me op dat zelf meer dan 30 graden wordt aangegeven als 'snel'. Die combinatie 'think one' ga ik ook nog even nalezen (Gentry).

Zondag terug gezeild van Lemmer naar Andijk met een lunch in Enkhuizen. Code zero, HA plus grootzeil samen 140 M2 met een wind max van TWS 8-10 knoopjes op ik denk 100 graden TWA. Echt de max, niet te houden als er een knoopje bijkwam. Alleen te redden door in een vlaagje wat af te vallen en daarna weer hoogte te zoeken. Toch vreemd dat een 3e (bij mij 2e rif t.o.v. originele grootte) rif en een keerfok samen met 20 knopen TWS in de praktijk toch nog harder gaat. Althans dat dacht ik toen. Is wellicht nog geen 38 M2 samen.

Heel has an important effect on air flow over the sails. Partially the reason is that heel reduces the sails' angle of attack. This can be understood if you think that you would heel the boat over 90 degrees, then the Windex would inevitably fly straight back, indicating a zero angle.

Heel influences flow also otherwise - separation behind the jib tack is greatly reduced, and so is the vortex under the the boom, as the windward rail rises in front of the sails when the boat is heeled. Air flow is bent more and more upwards on the windward side of the sails, as heel increases

cdn2.hubspot.net/hubfs/209338/...dynamics/index2.htm#

Baasklusje schreef :


Uit het boek van Slooff waar ik je een tijdje geleden naar gehint heb.

In extreme conditions, it is advantageous to allow the top "reverse" completely a part of the time, providing a negative heeling force (lift to windward), supporting the boat with a large lever. This allows to produce much more lift down low and you end up with more drive for a given heeling moment. However, before the sail starts to backwind you want to flatten it as much as possible. Backwinding not only pushes the boat back but also tends to increase weather helm, usually a problem in heavy air

cdn2.hubspot.net/hubfs/209338/...1_AeroShape/Aero.htm

Die had ik nog niet meegenomen, de ORC software wellicht wel. Ik heb dan al de helft van mijn grootzeil geborgen.

@ Jotm klopt

Was eerst weer in Gentry gedoken en heb Marchaj aan boord gelegd. Moest even kennis ophalen die ik al eens eigen was.

Ook interessant leesvoer: www.northsails.com/sailing/en/2016/09/how-sails-work

Gebrek aan stabiliteit -helling- zorgt ervoor dat de zeilkracht die je kunt hebben beperkt is. Als je gaat reven verplaatst het drukkingspunt van de zeilen naar onderen en heb je hier dus minder last van.

Geïnduceerde weerstand speelt een erg grote rol in het beperken van de bootsnelheid t.o.v. de windsnelheid. Weinig zeiljachten kunnen bij licht weer sneller dan de wind varen. Dat komt bijna puur door geïnduceerde weerstand. En dan heb ik het over zowel de weerstand in de zeilen als in de kiel.

Hiernaast kost het ook gewoon heel veel kracht om die drijvende caravans van ons hard te laten gaan... Elke lompe schuit kun je wel een beetje hard laten gaan maar dan wel met 40+ knopen wind, spinnaker en 150 TWA. En vooral ook bemanningsgewicht om te hangen.

Wat ik mis in alle reacties is dat bij iets meer windsterkte en daardoor iets meer snelheid door het water, ook de weerstand door het water toeneemt.
Water heeft een 800 keer grotere dichtheid dan lucht!!!

De vorm van de romp kan niet aangepast worden aan veranderende eisen bij andere snelheid,
Daarover moet al bij de bouw nagedacht worden!
Bij een zekere mate helling heeft een romp de minste weerstand, dus is gereefd vaak beter dan vol zeil en meer helling.

En maak ook niet de fout om een zeil met een vliegtuigvleugel te vergelijken.
Ze werken wel volgens hetzelfde principe, maar bij een vliegtuig is een kracht gewenst 90º op de koorde-bewegingsrichting.
Zeiltjes van schepen willen een kracht, zoveel als mogelijk in de lengte- bewegingsrichting van de koorde!

Dat wordt bijna altijd over ´t hoofd gezien of niet gekend.

Net vóór vertrek uit NL heb ik HA (leuvers) laten maken zonder de geringste bolling erin.
Met een 'bind' rif. Zelfkerend met het rif gestoken.

De zeilmaker vond het geen goed idee, maar heeft toch exact gemaakt wat ik vroeg.

Het is het best presterende zeil waar ik ooit mee heb gevaren.

Uiteraard is 60 graden helling (als je hem al kan houden) niet sneller dan 30 dus reven. Wel vond ik het weer bevreemdend (al is het een feit) dat 140 M2 met 10 knopen op TWA 110 niet sneller gaat dan met zeg 38 M2 op dezelfde TWA met 20 knopen. De driving force (mijn snelheid) resulteert uit een D/L ratio. Het kan niet anders zijn dan dat die in de laatste zeilvoering gunstiger is anders was ik wel langzamer gegaan.

Omgekeerd beredeneerd kan ik het dus zo zien dat:
Ergens zit dus voor mijn boot de 'optimale' zeilvoering voor wat betreft D/L ratio (in dit voorbeeld bij 20 TWS / 110 TWA) en kan ik bij een lagere TWS een minder gunstige drag lift ratio incasseren ten gunste van meer M2 waardoor mijn verlies aan snelheid zoveel mogelijk beperkt blijft. Waarbij de beperkende factor is het aantal M2 wat mijn schip qua zeilvoering en helling kan dragen.

Zoiets.

Gr Michel

Wat gebeurt er met veel helling met de lengte van je waterlijn?

Wat is veel?

Volgens mijn ORC software wordt mijn waterlijn dynamisch (SML 1 / 5) eerst langer dan SML0 maar uiteindelijk neemt die weer iets af. Net boven de 30 graden is in ieder geval de maximum helling die ik terug zie in de staatjes. Mogelijk neemt de waterlijn nog toe bij meer helling, sneller wordt het niet.

Niet alleen helling zorgt voor een langere waterlijn. Bootsnelheid zorgt ervoor dat het water langer aan de overhang achterin blijft plakken. Zo wordt de waterlijn dynamisch langer. Dit kan positieve en negatieve effecten hebben op de weerstand. Het nat oppervlak neemt toe. Het effect op het vertrimmen van de boot verschilt denk ik per situatie. (snelheid, vorm achterschip) Het kan de pressure recovery helpen, zoals ook aan de achterkant van een airfoil.

Met windsurfen kom je dit ook tegen in 30 knopen wind surf je 40 knopen maar om de 50 knopen te halen is echt wel minimaal 50 knopen wind nodig(extreem voorbeeld)

La hydratorpe doet het in dat opzicht beter!

Over windsurfen gesproken, ik heb nog wel een leuk linkje over de natuurkunde achter windsurfen op hoge snelheid.

klik

Allemaal leuk en aardig maar de kern van de vraag is waarom een groter zeil in minder wind minder lift genereert dan een kleiner zeil met meer wind.

Zo maar een gedachte:
Als de wind licht is, is het verlies door frictie over land/water groter, dan wanneer de wind zwaar is?

Bij licht weer moet je de wind veel meer afbuigen om aan je lift te komen. Dat resulteert in drag omdat je een grote angle of attack nodig hebt. Bij meer wind is je angle of attack van je zeil veel minder dan bij minder wind.

Daarnaast hebben dikke airfoils meer drag dan dunne -> bolle zeilen hebben meer drag dan vlakke.

Aan de wind is het natuurlijk ook zo dat de schijnbare wind heel snel (te) scherp word bij licht weer, dus bij meer wind en een gereefd zeil komt de schijnbare wind ruimer in waardoor je meer "driving force" hebt.

Edit: boarderbas poste terwijl ik mijn bericht aan het typen was, vandaar bijna dezelfde theorie met andere woorden