Onderwerp: Wie wil experiment houden met extra lift zeil?

Beste forumleden,
Ik hoor graag van ervaren zeilers iets over een prangende kwestie onder kajakzeilers. Er heerst al lange tijd een beetje ongeloof en scepsis over de vraag of meepeddelen soms meer snelheid oplevert dan de energie die je er feitelijk in stopt. Dit zou dan komen doordat een zeiltje meer schijnbare wind krijgt en dus meer lift krijgt. Zo veel meer dat deze extra energie groter is dan de peddelkracht die je hebt toegevoegd. Dit verschijnsel zou zich met name voordoen bij een aan-de-windse koers.
De theorie is als volgt: je vaart scherp aan de wind met alleen peddelen. Alle energie van de peddel gaat één-op-één in de voorwaartse snelheid zitten. Vervolgens vaar je precies dezelfde koers op alleen het zeiltje. Deze energie gaat ook rechtstreeks naar de voorwaartse snelheid. Maar nu komt het vreemde: als je dezelfde koers opnieuw vaart met zowel het zeiltje als met dezelfde peddelkracht als de eerste keer, ga je iets harder dan de twee krachtbronnen tezamen!
De reden zou zijn dat je met meepeddelen extra lift toevoegt aan je zeil. Je peddelenergie levert dus twee snelheden op: extra lift van je zeil plus natuurlijk de peddelkracht zelf.
Als dit klopt, zouden zeilers met een motor dit toch ook al eens gemerkt moeten hebben. Hoewel… welke zeilers zouden de moeite nemen om drie keer dezelfde koers te varen op de drie verschillende manieren? Met een gps erbij. Heeft iemand een idee hierover of zou iemand bereid zijn om dit experiment met zijn motorzeiler te doen? Het voordeel van motoraandrijving is dat de kracht constant is. Met peddelen zonder of met zeiltje, weet je nooit zeker of je beide keren precies even hard peddelt. Ik zou graag aanwezig willen zijn bij het experiment en zal er over publiceren op mijn blog: kajakzeiler.blogspot.com.
Liever geen reacties in de trant van ‘je kan niet zeilen met een kajak’. Ik doe het al drie jaar en met mij duizenden anderen. Zonder zwaard of kiel. Geloof mij. Of kijk maar eens op mijn blog.

Reproduceerbaarheid van zo'n expiriment lijkt me erg lastig.
Maar om alvast een theorietje op te gooien: Zou het kunnen dat je met peddelen bij het zeilen zorgt voor relatief minder drift, daardoor minder weerstand, en daardoor meer effect van je voortstuwing?

ik denk dat t gros vd zeilers niet als "motorboot" aangemerkt wil worden..
(dat is dus het gevolg van zeilen met motor voortstuwing)
en dat t het daarom niet gedaan zal worden met een zeilboot.

draagvleuges onder de kajak??

Boeiende vraag. Aan de wind lijkt me het niet zo duidelijk. Maar het effect zou kunnen zitten in een betere laminaire stroming langs het zeil. Zodra de luchtstroom overgaat van laminair naar turbulent veranderd de energie verhoudingen compleet.
Verder denk ik dat een kano veel meer overeenkomsten heeft met een multihull i.p.v. een monohull met ballast. Met een kano heb je neem ik aan ook geen last van een scherpe grens bij het bereiken van rompsnelheid. Bij een water verplaatsende monohull die dicht tegen zijn rompsnelheid vaart zal de eventuele extra energie direct verloren gaan in een vergeefse poging harder dan de rompsnelheid te varen.

Puur theoretisch opzetje.

Zeilen zet een deel van de kinetische energie van de wind om in een voortstuwende kracht op de boot. De totale beschikbare kinetische energie is evenredig met de massa van de langsstromende lucht. Zodra je gaat peddelen of op de motor varen gaat de totale massa aan lucht per tijdseenheid die langs je zeilen stroomt omhoog. Dus daarmee de hoeveelheid beschikbare kinetische energie.

Misschien moet je deze zin nog even verduidelijken:
Kajazeiler schreef :
Bedoel je dat je nog harder gaat dan de 2 snelheden bij elkaar opgeteld?

Een paar overwegingen: Ekin = 1/2mv^2, dus verdubbeling van de kinetische energie levert wortel2 keer de snelheid. Verder geldt: W = Fs, waarbij F in geval van de weerstand van de boot gerelateerd is aan de snelheid in het kwadraat (1/2 x Cw x rho x A x v^2), waar bovenop de golfweerstand komt, als je wat sneller vaart (en die exponentieel toeneemt met die snelheid). De liftkracht van een zeil gaat altijd gepaard met weerstand en ook die neemt kwadratisch toe met de snelheid (maar de liftkracht volgens Bernoulli ook: 1/2 x rho x v^2 voor dynamische druk wat weer kracht per oppervlak is).
Bovendien heeft Knoet ook gelijk, denk ik. Meer snelheid levert meer lift en relatief minder drift.
Kortom: niet iets wat je eventjes analytisch wiskundig oplost zonder exacte data, denk ik.
Ik zou idd gewoon uitgebreid gaan experimenteren. Hang een elektromotortje aan je kayak en houd het energieverbruik nauwkeurig bij, bijvoorbeeld. Plaats een windsnelheidsmeter op de boot. Enz, enz.

Ja, inderdaad. Dat is precies waar men het over heeft en dat ik zelf ook wel meen te voelen. Maar ik weet het niet zeker. Je peddelt namelijk nooit precies even hard met zeiltje en zonder zeiltje. Een motor levert wel precies dezelfde kracht in beide omstandigheden (met en zonder zeil).

Kun je dan niet zelf beter ergens een elektromotor lenen/huren? Een gps zit op je telefoon. En een windsnelheidsmeter kun je wellicht van een of andere school of uni wel even lenen, denk ik (wij hebben er wel één, in Nijmegen. Die zou je best een weekendje mogen lenen).

Ja, zo zou het ook kunnen zijn. Heel goed mogelijk. Ook dan levert dus iedere joule aan peddelkracht met zeiltje meer op dan die ene joule. Het resultaat is dan net zo positief.

Nou, dat weet ik dus niet. Zou kunnen hoor. Maar meten is weten, he

Sorry, ik heb het woord 'motorboot' niet gebruikt. Wel motorzeiler omdat een motor een betrouwbaarder, meer consistente energie toevoegt dan een peddel. Als je meepeddelt met zeiltje aan de wind, peddel je net even anders dan zonder zeiltje.

Ja, als ik niemand kan vinden die het met zijn motorzeiler wil doen, zal ik inderdaad zelf een objectieve krachtbron moeten vinden, zoals een elektromotortje. Ik vaar natuurlijk liever met iemand mee. Dat is een stuk eenvoudiger.

Bij het experiment blijven we natuurlijk voldoende onder de rompsnelheid om die factor uit te sluiten. En ik heb het over aan-de-wind omdat bij ruime koersen het zeil alleen maar minder druk geeft als je gaat meepeddelen. In het ergste geval peddel je zo hard dat het zeil in een schijnbare windstilte terecht komt en slap gaat hangen. Dit merk ik bijvoorbeeld ook met een rustige wind mee op een flinke golf. Dan surf je eventjes harder dan de windsnelheid. Het zeiltje doet dan even helemaal niks. Vandaar dat de theorie alleen geldt voor aan-de-wind en misschien ook nog voor halve wind.

Om een beetje betrouwbare meetgegevens uit je expiriment te krijgen zou je het bij heel constante wind moeten doen, en met een boot met een inboardmotor die heel goed op een constant toerental is in te stellen. Dan nog is de vertaling van 'motorzeilen' naar 'peddelzeilen' niet zomaar te maken, het zijn toch heel verschillende boten.
Iets wat je vrij eenvoudig zou kunnen meten: Als je met een GPS en een kompas vaart, en dan kijkt naar het verschil tussen de course over ground van de GPS en de kompaskoers, hoeveel groter of kleiner wordt dat verschil bij de verschillende manieren van voortstuwing?

Dit 'experiment' heb ik al vele malen gedaan.

Je vaart op de motor, bv 5 knoop. Je zet een voorzeil of grootzeil bij en je vaart 6 knoop.

Dat was niet helemaal de vraag van TS..

Een paar overwegingen:

Bij alle koersen behalve voor de wind wordt een deel van de energie die het zeil levert omgezet in verlijeren en draagt niet bij aan de voorwaartse snelheid. Bij de aan de windse koers is de component die je laat verlijeren relatief het grootst. Geef je de boot een extra voorwaarde kracht mee dan wordt het verlijeren relatief minder. Voor de kano maakt dit echter niet het verschil uit vermoed ik.

Bij de aan de windse koers wordt het grootste deel van de voorwaartse kracht uit het zeil ontwikkeld uit het drukverschil tussen loef en lij. De rest komt uit de afbuiging van de luchtstroom. Wanneer je harder vaart wordt het drukverschil groter, kan je hoger varen en schoot je het zeil verder in en/of trimt het vlakker. Multihulls en zeker foilers zeilen daarom veel meer/vaker/alleen maar aan de wind en 'maken hun eigen wind' (ofwel: ze creëren door hun snelheid een groter drukverschil en dus nog meer voorwaartse kracht). Mijn vermoeden is dat dit effect door de kanoërs voelbaar is.

Tégen deze theorie spreekt de al gememoreerde kwadratische toename van de weerstand door het water. Hoe harder je gaat, hoe meer energie je er in moet stoppen om nog een beetje harder te gaan. Het optellen van F(peddel) + F(zeil) is relatief niet hetzelfde als het optellen van V(peddel) + V(zeil). Ofwel, stel je gaat met peddelen alleen 3 knopen. Met alleen zeilen ga je ook 3 knopen. Met peddelen en zeil tezamen (met exact dezelfde ontwikkelde voorwaartse kracht uit peddel en zeil) zou je door de flink toegenomen weerstand niet 6 knopen gaan, maar slecht 5 of zo. En dit is dus in tegenspraak met de ervaringen van de kanoërs die juist rapporteren dat ze geen 6 maar wel 7 knopen gaan met de combinatie peddel-zeil.

Is er geen sprake van slechts een gevoel ("het peddelt zo lekker makkelijk met een zeiltje erbij") en is de vermeende extra snelheid er in werkelijkheid helemaal niet?

Oké, en dan zet je de motor uit. Zou je dan 1 knoop varen? Ik weet het niet. En vaar je dan aan-de-wind?

Inderdaad ilCigno, het voelt super lekker peddelen met een zeiltje erbij. En zeker, dit kan een bedrieglijk gevoel zijn. Daarom zou ik dit experiment wel willen houden. Verder vermoed ik dat een ranke zeekajak zoals de mijne minder waterweerstand ondervindt van een hogere vaarsnelheid. De rompvorm is natuurlijk niet te vergelijken met een zeiljacht. Maar ook kajaks hebben een maximale rompsnelheid.
Je ideeën zijn boeiend. Ik moet er nog even over nadenken.

Zo maar een idee, krom opgeschreven, even geen zin om er dieper over na te denken:

Als je peddelt dat is kun je de kracht (die je opwekt) verdelen in voortwaartse kracht en roterende kracht. (axiale kracht en radiale kracht)
Als de boot al sneller gaat door een toegevoegd zeil en vooral bij aan de windse koersen de radiale kracht meer worden tegengewerkt waardoor a) alle kracht van het peddelen zich meer in alleen voorwaartse kracht kan vertalen, en bovendien is de lijn die je vaart rechter.

Speculatief, zal wel niet (precies) zo in elkaar zitten, maar in ieder geval iets om mee te stoeien.

Alle theorie terzijde, zou je natuurlijk graag willen weten hoe je kano presteert onder verschillende omstandigheden. Wedstrijdzeilers gebruiken vaak een zgn. polair diagram, dat aangeeft welke snelheid ze bij welke windhoek kunnen halen, en dat dan bij verschillende windsnelheden en verschillende zeilvoeringen. Zoiets zou je voor een kano ook kunnen maken, en dan voor met of zonder zeil, en met of zonder peddelen. Je moet dan wel een hoop meetgegevens gaan verzamelen, en de windkracht en -richting zo vlak boven het water is natuurlijk lastig te meten.

Lijkt me een boeiend experiment.

Uit de praktijk van een zeiler: met zo goed als windstilte wordt soms de motor bijgezet, stationair met de schroef in werking. Na een paar minuten lijkt het alsof er ‘aan de wind wordt gezeild’ als gevolg van een schijnbare wind en kracht, je zeilt zelfs sneller dan je op de motor alleen zou varen (kijk maar op het log). Je denkt ‘er is weer wind’ en stopt de motor. Prompt lig je weer stil te drijven, de wind is weg, geen roerdruk meer.

Intuïtief zou ik zeggen: op ruime koersen peddelen verminderd het effect van de wind op het zeil, maar aan de wind neemt het effect toe door mee te peddelen. Dat het dan lichter peddelt is te verklaren, de vaartlopende kajak ondervindt aanstromend water, de peddel wordt al achterwaarts meegenomen.

Vergelijkbaar met een meedraaiende schroef tijdens het zeilen, de voortstuwing komt pas wanneer de schroefbladen het aanstromende water weg gaan zetten.

Leuk, zeilen met een kajak!

Dat je totale stuwkracht bij zeilen en peddelen groter is dan beide opgeteld klopt wel omdat inderdaad je schijnbare windkracht groter wordt.
In de zeilwereld heet dit 'je eigen wind maken'.
Dit betekent niet dat je dan ook sneller gaat dan beide snelheden opgeteld, omdat ook voor een kano zal gelden dat je weerstand door het water kwadratisch toeneemt met de snelheid.

rooiedirk schreef :
Tenzij de kajak over zijn boeggolf heen gaat: half glijden of planeren