Wie segelt man eine Segelyacht gegen den Wind? Der Einfluss von Wind und Wellen auf ein Schiff. Die Leistung eines Segels bei verschiedenen Winden.

Bevor wir uns mit der Funktionsweise eines Segels befassen, müssen zwei kurze, aber wichtige Punkte beachtet werden:
1. Bestimmen Sie, welcher Wind die Segel beeinflusst.
2. Sprechen Sie über spezifische Meeresterminologie im Zusammenhang mit Kursen in Bezug auf den Wind.

Wahre und scheinbare Winde beim Segeln.

Der Wind, der auf ein fahrendes Schiff und alles darauf einwirkt, unterscheidet sich von dem Wind, der auf ein stationäres Objekt wirkt.
Tatsächlich ist der Wind als atmosphärisches Phänomen, das relativ zum Land oder Wasser weht, das, was wir wahren Wind nennen.
Im Segelsport wird der Wind relativ zu einer fahrenden Yacht als scheinbarer Wind bezeichnet und ist die Summe aus dem wahren Wind und der entgegenkommenden Luftströmung, die durch die Bewegung des Schiffes verursacht wird.
Der scheinbare Wind weht immer in einem schärferen Winkel zum Boot als der wahre Wind.
Die scheinbare Windgeschwindigkeit kann größer sein (wenn der wahre Wind Gegenwind oder Seitenwind ist) oder kleiner als der wahre Wind (wenn er von Rückenwind kommt).

Richtungen relativ zum Wind.

Im Wind bedeutet aus der Richtung, aus der der Wind weht.
Gegen den Wind- aus der Richtung, aus der der Wind weht.
Diese Begriffe sowie Ableitungen davon wie „windward“, „leeward“ werden sehr häufig verwendet, nicht nur im Segelsport.
Wenn diese Begriffe auf ein Schiff angewendet werden, ist es üblich, auch von der Luv- und der Leeseite zu sprechen.
Wenn der Wind von der Steuerbordseite der Yacht weht, wird diese Seite angerufen windwärts, linke Seite - Lee jeweils.
Backbord- und Steuerbord-Wende sind zwei Begriffe, die in direktem Zusammenhang mit den vorherigen stehen: wenn der Wind hereinweht Steuerbord Schiff, dann sagt man, dass es auf Steuerbord-Bug segelt, und wenn es auf Backbord-Bug ist, dann auf Links-Bug.
In der englischen nautischen Terminologie unterscheiden sich die Begriffe „Steuerbord“ und „Backbord“ von den üblichen Begriffen „Rechts“ und „Links“. Man sagt Steuerbord über die Steuerbordseite und alles, was damit zusammenhängt, und Backbord über die linke Seite.

Kurse relativ zum Wind.

Der Kurs relativ zum Wind variiert je nach Winkel zwischen der Richtung des scheinbaren Windes und der Richtung, in die sich das Schiff bewegt. Sie können in akute und vollständige unterteilt werden.

Am Wind ist ein scharfer Kurs relativ zum Wind. wenn der Wind in einem Winkel von weniger als 80° weht. Es kann steiler Amwind (bis zu 50°) oder kräftiger Amwind (von 50 bis 80°) wehen.
Volle Kurse relativ zum Wind sind Kurse, bei denen der Wind in einem Winkel von 90° oder mehr zur Fahrtrichtung der Yacht weht.
Zu diesen Kursen gehören:
Golfwind – der Wind weht in einem Winkel von 80 bis 100°.
Achterstag – der Wind weht in einem Winkel von 100 bis 150° (steiles Achterstag) und von 150 bis 170° (voller Achterstag).
Vorwind – der Wind weht in einem Winkel von mehr als 170° nach hinten.
Links – der Wind ist ausschließlich Gegenwind oder nahe daran. Da sich ein Segelschiff gegen einen solchen Wind nicht bewegen kann, wird es häufiger nicht als Kurs, sondern als Position relativ zum Wind bezeichnet.

Manöver relativ zum Wind.

Wenn eine Yacht unter Segeln ihren Kurs ändert, sodass der Winkel zwischen Wind und Bewegungsrichtung kleiner wird, spricht man von einem Schiff gegeben ist. Mit anderen Worten: Abflachen bedeutet, sich in einem schärferen Winkel zum Wind zu bewegen.
Tritt der umgekehrte Vorgang ein, d. h. die Yacht ändert ihren Kurs in Richtung einer Vergrößerung des Winkels zwischen ihr und dem Wind, dem Schiff Fällt weg .
Lassen Sie uns klarstellen, dass die Begriffe („Vorlauf“ und „Fall“) verwendet werden, wenn das Boot seinen Kurs relativ zum Wind innerhalb desselben Bugs ändert.
Ändert das Schiff den Kurs, dann (und nur dann!) wird ein solches Manöver im Segelsport als Wenden bezeichnet.
Es gibt zwei verschiedene Möglichkeiten zum Wenden und dementsprechend zwei Wendungen: Heftzwecke Und Sticheleien .
Eine Wende ist eine Drehung in den Wind. Das Schiff wird angetrieben, der Bug des Bootes kreuzt die Windlinie, irgendwann durchläuft das Schiff die linke Position und liegt dann auf der anderen Seite.
Beim Segeln erfolgt die Halse umgekehrt: Das Schiff fällt weg, das Heck kreuzt die Windlinie, die Segel werden auf die andere Seite gelegt, die Yacht liegt auf einem anderen Bug. Meistens ist dies ein Wechsel von einem vollständigen Kurs zum nächsten.

Segelbetrieb beim Segeln.

Eine der größten Herausforderungen für einen Segler bei der Arbeit mit Segeln besteht darin, das Segel im optimalen Winkel zum Wind auszurichten der beste Weg vorwärts gehen. Dazu müssen Sie verstehen, wie das Segel mit dem Wind interagiert.
Die Arbeit eines Segels ähnelt in vielerlei Hinsicht der Arbeit eines Flugzeugflügels und erfolgt nach den Gesetzen der Aerodynamik. Für besonders neugierige Segler können Sie in einer Artikelserie mehr über die Aerodynamik eines Segels als Flügel erfahren: Es ist jedoch besser, dies nach der Lektüre dieses Artikels zu tun und schrittweise vom einfachen zum komplexeren Material überzugehen. Aber wem erzähle ich das? Echte Segler haben keine Angst vor Schwierigkeiten. Und Sie können alles genau umgekehrt machen.

Der Hauptunterschied zwischen einem Segel und einem Flugzeugflügel besteht darin, dass für das Auftreten einer aerodynamischen Kraft auf dem Segel ein bestimmter Winkel ungleich Null zwischen ihm und dem Wind erforderlich ist; dieser Winkel wird als Anstellwinkel bezeichnet. Der Flugzeugflügel hat ein asymmetrisches Profil und kann bei einem Anstellwinkel von Null normal funktionieren, das Segel jedoch nicht.
Wenn der Wind das Segel umströmt, entsteht eine aerodynamische Kraft, die letztendlich die Yacht vorwärts bewegt.
Betrachten wir die Funktionsweise eines Segels im Segelsport bei unterschiedlichen Kursen relativ zum Wind. Stellen wir uns der Einfachheit halber zunächst vor, dass ein Mast mit einem Segel in den Boden eingegraben ist und wir den Wind in verschiedenen Winkeln auf das Segel richten können.

Anstellwinkel 0°. Der Wind weht am Segel entlang, das Segel flattert wie eine Fahne. Auf das Segel wirkt keine aerodynamische Kraft, sondern nur der Widerstand.
Anstellwinkel 7°. Es entsteht eine aerodynamische Kraft. Es ist senkrecht zum Segel ausgerichtet und dennoch klein.
Der Anstellwinkel beträgt etwa 20°. Die aerodynamische Kraft hat ihren Maximalwert erreicht und ist senkrecht zum Segel gerichtet.
Anstellwinkel 90°. Im Vergleich zum vorherigen Fall änderte sich die aerodynamische Kraft weder in ihrer Größe noch in ihrer Richtung wesentlich.
Wir sehen also, dass die aerodynamische Kraft immer senkrecht zum Segel gerichtet ist und sich ihre Größe im Winkelbereich von 20 bis 90° praktisch nicht ändert.
Anstellwinkel größer als 90° sind nicht sinnvoll zu berücksichtigen, da die Segel einer Yacht in der Regel nicht in solchen Winkeln relativ zum Wind eingestellt sind.

Die obigen Abhängigkeiten der aerodynamischen Kraft vom Anstellwinkel sind weitgehend vereinfacht und gemittelt.
Tatsächlich variieren diese Eigenschaften je nach Segelform deutlich. Beispielsweise hat ein langes, schmales und ziemlich flaches Großsegel von Rennyachten eine maximale aerodynamische Kraft bei einem Anstellwinkel von etwa 15°; bei größeren Winkeln wird die Kraft etwas geringer sein. Wenn das Segel dicker ist und keine sehr große Streckung aufweist, kann die auf das Segel einwirkende aerodynamische Kraft bei einem Anstellwinkel von etwa 25–30° maximal sein.

Schauen wir uns nun an, wie ein Segel auf einer Yacht funktioniert.

Stellen wir uns der Einfachheit halber vor, dass sich auf der Yacht nur ein Segel befindet. Lass es eine Grotte sein.
Zunächst lohnt es sich, einen Blick darauf zu werfen, wie sich das System Yacht + Segel bei der Bewegung auf den schärfsten Kursen relativ zum Wind verhält, da dies normalerweise die meisten Fragen aufwirft.

Nehmen wir an, dass der Wind in einem Winkel von 30–35° zum Rumpf auf die Yacht einwirkt. Indem wir das Segel auf Kurs in einem Winkel von etwa 20° zum Wind ausrichten, erhalten wir eine ausreichende aerodynamische Kraft A auf das Segel.
Da diese Kraft im rechten Winkel zum Segel wirkt, sehen wir, dass sie die Yacht stark zur Seite zieht. Wenn man die Kraft A in zwei Komponenten zerlegt, erkennt man, dass die Vorwärtsschubkraft T um ein Vielfaches geringer ist als die Kraft, die das Boot seitwärts drückt (D, Driftkraft).
Was bewirkt in diesem Fall, dass sich die Yacht vorwärtsbewegt?
Tatsache ist, dass der Unterwasserteil des Rumpfes so konstruiert ist, dass der Widerstand des Rumpfes gegen eine Bewegung zur Seite (der sogenannte seitliche Widerstand) ebenfalls um ein Vielfaches größer ist als der Widerstand gegen eine Bewegung nach vorne. Dies wird durch den Kiel (oder Schwertschwert), das Ruder und die Form des Rumpfes erleichtert.
Allerdings entsteht seitlicher Widerstand dann, wenn es etwas gibt, dem man widerstehen kann, d. h. damit er wirken kann, ist eine seitliche Verschiebung des Körpers, die sogenannte Winddrift, erforderlich.

Diese Verschiebung erfolgt natürlich unter der Wirkung der seitlichen Komponente der aerodynamischen Kraft, und als Reaktion darauf entsteht sofort eine seitliche Widerstandskraft S, die in die entgegengesetzte Richtung gerichtet ist. In der Regel gleichen sie sich bei einem Driftwinkel von ca. 10-15° aus.
Es ist also offensichtlich, dass die seitliche Komponente der aerodynamischen Kraft, die auf scharfen Kursen relativ zum Wind am stärksten ausgeprägt ist, zwei unerwünschte Phänomene verursacht: Winddrift und Rollen.

Winddrift bedeutet, dass die Flugbahn der Yacht nicht mit ihrer Mittellinie übereinstimmt (Durchmesserebene oder DP ist ein kluger Begriff für die Bug-Heck-Linie). Die Yacht dreht sich ständig zum Wind und bewegt sich ein wenig seitwärts.
Es ist bekannt, dass dies beim Segeln auf einem Amwindkurs im Durchschnitt der Fall ist Wetterverhältnisse Der Winddrift als Winkel zwischen dem DP und der tatsächlichen Bewegungsbahn beträgt etwa 10–15°.

Vorwärts gegen den Wind. Heften.

Da Segeln unter Segeln nicht ausschließlich gegen den Wind möglich ist und man sich nur in einem bestimmten Winkel bewegen kann, wäre es gut, eine Vorstellung davon zu haben, wie stark sich die Yacht in Grad gegen den Wind bewegen kann. Und was ist dementsprechend dieser langsame Kursabschnitt relativ zum Wind, in dem eine Bewegung gegen den Wind unmöglich ist?
Die Erfahrung zeigt, dass eine normale Fahrtenyacht (keine Rennyacht) effektiv in einem Winkel von 50–55° zum wahren Wind segeln kann.

Wenn also das zu erreichende Ziel streng gegen den Wind liegt, erfolgt die Fahrt dorthin nicht geradlinig, sondern im Zickzack, zuerst auf einer Seite, dann auf der anderen Seite. In diesem Fall müssen Sie natürlich bei jeder Wende versuchen, so scharf wie möglich gegen den Wind zu segeln. Dieser Vorgang wird als Heften bezeichnet.

Der Winkel zwischen den Flugbahnen von Yachten auf zwei benachbarten Winden beim Wenden wird als Wenden bezeichnet. Offensichtlich beträgt der Wendewinkel bei einer Stärke der Bewegung zum Wind von 50–55° 100–110°.

Die Größe des Wendewinkels zeigt uns, wie effektiv wir uns dem Ziel nähern können, wenn es streng gegen den Wind ausgerichtet ist. Bei einem Winkel von 110° vergrößert sich der Weg zum Ziel beispielsweise um das 1,75-fache gegenüber einer geradlinigen Bewegung.

Segelbetrieb auf anderen Kursen relativ zum Wind

Es ist offensichtlich, dass bereits auf einem Golfwindkurs die Schubkraft T die Driftkraft D deutlich übersteigt, sodass Drift und Roll gering sein werden.

Mit dem Achterstag hat sich, wie wir sehen, im Vergleich zum Golfwindkurs nicht viel geändert. Das Großsegel ist fast senkrecht zum DP platziert, und diese Position ist für die meisten Yachten extrem; es ist technisch unmöglich, es noch weiter auszufahren.

Die Position des Großsegels auf dem Halsenkurs unterscheidet sich nicht von der Position auf dem Achterstagkurs.
Der Einfachheit halber berücksichtigen wir hier bei der Betrachtung der Physik des Prozesses im Segelsport nur ein Segel – das Großsegel. Typischerweise verfügt eine Yacht über zwei Segel – ein Großsegel und ein Stagsegel (Vorsegel). Bei einem Halsenkurs liegt die Fock (wenn sie sich auf derselben Seite wie das Großsegel befindet) also im Windschatten des Großsegels und funktioniert praktisch nicht. Dies ist einer von mehreren Gründen, warum Halsen bei Bootsfahrern nicht so beliebt sind.

§ 61. Verwendung eines Segels.

In der Praxis des Betriebs kleiner motorisierter Schiffe auf See und Flüssen gibt es viele Beispiele, bei denen selbst das primitivste Segel, das mit den „improvisierten“ Mitteln des Schiffes hergestellt wurde, ein kleines selbstfahrendes Schiff ermöglichte, das diese Fähigkeit verloren hatte sich selbstständig fortzubewegen, eine Reise ohne fremde Hilfe erfolgreich zu absolvieren.

Ein Hobby-Bootsfahrer muss gut verstehen, wie ein Segel funktioniert und wie man einfache Segelausrüstung herstellt, falls der mechanische Motor des Bootes ausfällt, der Treibstoff ausgeht, der Außenbordmotor über Bord fällt oder der Propeller beschädigt ist oder verloren.

Verbindung Segelausrüstung mit einem Motor erhöht die touristischen Möglichkeiten des Schiffes. Mit Hilfe eines Segels kann das Notschiff zum Stützpunkt oder in das nächstgelegene besiedelte Gebiet gebracht werden.

1. Aktion des Segels.

Der Druck des Luftstroms auf der Segeloberfläche bewegt das Schiff. Die Richtung dieser Bewegung hängt von der Position des Segels relativ zur Windrichtung ab. Der Angriffspunkt der Resultierenden aller Winddruckkräfte auf das Segel wird als Segelmittelpunkt bezeichnet – CPU.

Reis. 137. Kräfte, die auf Segel und Schiff wirken, wenn der Wind aus den Bugwinkeln kommt

Wenn das Segel entlang der Mittellinie des Schiffes ausgestreckt wäre, dann wäre die Kraft des Winddrucks groß A(Abb. 137) würde das Schiff kippen, aber nicht vorwärts bewegen. Aber wenn die Segelebene in einem bestimmten Winkel zur Windrichtung eingestellt ist, dann ist die Kraft groß A lässt sich in zwei Komponenten zerlegen B Und IN. Der erste „funktioniert“ und der zweite „gleitet“ entlang des Segels (siehe Abb. 137, ein und 138, A).

Jedes Schiff hat die Fähigkeit, einer seitlichen Scherung im Wasser standzuhalten – es hat den sogenannten seitlichen Widerstand und sein Zentrum – CBS- befindet sich normalerweise in der Nähe der Mittschiffslinie des Schiffes in seinem Unterwasserteil und ungefähr auf derselben vertikalen Linie mit CPU(Abb. 139). Kraft übertragen B V CBS, das Rollen und Zählen vernachlässigen CBS Festpunkt, erweiterbar B in zwei Komponenten T Und D. Der erste zieht das Schiff entlang der Mittelebene nach vorne, und der zweite neigt dazu, das Schiff zur Seite zu bewegen, wodurch eine Drift für es entsteht (siehe Abb. 137, b). Das Ausmaß der Drift hängt von der Form des Unterwasserteils des Schiffes und dem Winkel zwischen den Richtungen der Mittelebene ab DP Schiff und Wind. Dies kann durch die Erstellung eines Kräftediagramms für mehrere Positionen überprüft werden. Je kleiner der Winkel dazwischen ist DP und die Richtung des Windes, desto größer ist die Kraft A und weniger Kraft T(siehe Abb. 138, A und B).

Reis. 138. Kräfte, die im Wind von den Heckwinkeln auf das Segel und das Schiff einwirken

Wenn das Schiff unter Wasser stark ausgeprägte Längsebenen aufweist (Seiten, eckige Knickrippen, Kiel, Ruder), ist die Verschiebung des Schiffes zur Seite unbedeutend. Wenn das Schiff einen flachen Boden hat, unbeladen und breit ist, dann ist es BS unbedeutend und der Drift ist großartig. Daher sind Schiffe des ersten Typs, zum Beispiel Yachten oder Kielboote, in der Lage, sich in einem Winkel von bis zu 40–30° zur Windrichtung, vom Bug aus gerechnet, vorwärts zu bewegen, Plattbodenboote und Boote jedoch nur, wenn dies der Fall ist Der Wind kommt vom Heck, d. h. bei Windwinkeln von mindestens 120° zur Mittelebene.

Reis. 139. Position der Segelmitte relativ zum Zentrum des seitlichen Widerstands

Die vorteilhafteste Position des Segels bei jeder Windrichtung ist die, bei der die Ebene des Segels den Winkel dazwischen halbiert DP und Wind (siehe Abb. 137, A, 138, a). In der Praxis sollte das Segel so eingestellt werden, dass der Winkel I etwas kleiner ist als der Winkel II.

Wenn CPU vertikal fällt mit zusammen CBS, dann bewegt sich das Schiff ohne Hilfe eines Ruders vorwärts. Allerdings unterwegs CBS verschiebt sich leicht zum Bug oder Heck, und daher weicht das Schiff während der Fahrt immer mit dem Bug zum Wind oder gegen den Wind vom Kurs ab. Es wird allgemein angenommen, dass ein Segelschiff unter dem Einfluss eines Sturms oder ohne Steuerung selbst unter dem Einfluss des Segels „gieren“ oder „zum Wind kommen“ muss, das heißt, seinen Bug dagegen drehen muss. Dann wird die krängende Wirkung des Windes natürlich aufhören. Daher sind Mast und Segel auf dem Schiff so platziert CPU war immer etwas achtern (vertikal) von CBS. Dies wird durch Berechnung auf einer Zeichnung oder experimentell auf Wasser erreicht (siehe Abb. 139). Allerdings gilt für Schiffe, die nur bei günstigen Winden fahren können, CPU sollte in der Nase liegen CBS. Dann wird sich das Schiff während eines Sturms von selbst davon entfernen, das heißt, es neigt dazu, „in den Wind zu fallen“. Dies ist sicherer und erleichtert das schnelle Einholen des Segels bei stärkerem Wind, auch wenn hierfür die Rudersteuerung aufgegeben wird.

2. Grundbegriffe.

Abhängig von der Windrichtung relativ zu DP und den Seiten des Schiffes gelten die folgenden Bedingungen für die Regeln des Segelns eines Schiffes.

Die dem Wind zugewandte Seite wird Luv genannt. Die vom Wind abgewandte Seite wird Lee genannt. Eine Bewegung, bei der der Wind nach Steuerbord weht, wird als Steuerbordwende bezeichnet, während das Segeln nach Backbord als Backbordwende bezeichnet wird. Der gerade Abschnitt beim Segeln wird als Wende bezeichnet.

Sich auf ein luvseitiges Ziel zuzubewegen, das sich auf der Seite befindet, von der der Wind weht, bedeutet, sich zu erheben; sich auf ein Lee-Ziel zubewegen – absteigen; Ein Segelschiff kann nicht direkt gegen den Wind segeln, es muss im Zickzack fahren und entweder auf dem rechten oder linken Bug liegen. Diese Bewegung wird Wenden genannt.

Der Wind, der aus den Bugkurswinkeln im Bereich von 0–85° weht, wird als Amwind bezeichnet; Sie sagen: „Das Schiff ist am Wind“ (Steuerbord- oder Backbordschlag). Der an Bord wehende Wind (85-95°) wird Golfwind genannt; Sie sagen: „Das Schiff segelt bei Golfwind oder bei halbem Wind“ (Steuerbord- oder Backbordschlag). Der Wind, der aus den Heckkurswinkeln (95-170°) weht, wird Achterstag genannt; Sie sagen: „Das Schiff fährt ins Achterstag“ (Steuerbord- oder Backbordbug). Der Wind, der direkt achtern weht (175° Backbordseite – 175° Steuerbordseite), wird Halse genannt; Sie sagen: „Das Schiff dreht sich.“ Klebrigkeit wird nicht festgestellt. Je größer der Winkel zwischen der Windrichtung und DP, Je mehr Wind „voller“ wird, je weniger, desto „steiler“ wird der Wind und der Kurs.

3. Die Segel setzen und das Segelschiff steuern.

Die Einstellung der Segel sollte mit der Windrichtung übereinstimmen. Schrägsegel werden in der Regel dadurch gehisst, dass man das Schiff mit dem Bug gegen den Wind stellt („gegen den Wind“, „gegen den Wind“). Ein gerades Segel wird gehisst und das Schiff im Wind positioniert. Wenn der Wind das Setzen des Segels in Ufernähe nicht zulässt, sollten Sie das Schiff umdrehen oder sich vom Ufer entfernen. Zuerst wird das Großsegel gesetzt und dabei die Schot gelockert. Wenn das Fall an seinen Bestimmungsort gezogen ist, spannen sie die Schot und beginnen, das Ruder zu steuern und es auf den gewünschten Kurs zu bringen. Danach wird der Ausleger eingestellt und seine Leeschot festgezogen.

Das Großsegel und das Stagsegel drücken unter dem Einfluss des Windes auf die entsprechende Schiffsspitze. Wenn diese Kräfte ungleich sind, neigt das Schiff dazu, sich um seine eigene Achse zu drehen CBS, huschen oder wegfallen. Beim Geradeausfahren bei Seitenwind ist es notwendig, beide Segel durch Spannen der Schoten so einzustellen, dass das Schiff mit geradem Ruder gerade fährt. Wenn immer noch der Wunsch besteht, herunterzufallen oder zu tauchen, ist es notwendig, das Schiff mit dem Ruder auf Kurs zu bringen. Es ist jedoch möglich, durch die Bewegung von Ladung oder Personen entlang des Bootes eine ausgewogene Wirkung der Segel zu erreichen. Wenn der Bug in den Wind geht, beladen Sie den Bug; wenn er in den Wind geht, beladen Sie das Heck.

Beim Segeln darf man nicht im Boot stehen. Jeder muss auf den Sitzen auf der Luvseite sitzen und wann starker Wind- auf der dem Segel zugewandten Unterseite (d. h. auf der Luvseite). Beim Segeln muss ein Amateurnavigator auf dem Schiff Disziplin wahren und darf sich nur auf seinen Befehl auf dem Schiff bewegen oder diese oder jene Arbeit verrichten. Das Angelgerät sollte nicht unordentlich im Inneren des Schiffes verstreut sein, sondern in Buchten abgelegt werden. Die Bleche müssen sauber gerichtet sein; Die Großschot und die Fockschot sollten mit der Hand gehalten werden. Es ist verboten, sie überlappend auf Enten zu wickeln.

Machen Sie als letzten Ausweg ein oder zwei Umdrehungen und halten Sie das laufende Ende in Ihren Händen.

Lasten, Werkzeuge und andere Dinge müssen so verstaut werden, dass sie sich beim Rollen des Schiffes nicht bewegen können und den Segelbetrieb, die Vorwärtsbeobachtung und das Abpumpen von Wasser nicht beeinträchtigen. Die Fallen müssen so umwickelt sein, dass sie im Falle eines starken Sturms sofort freigegeben werden können.

Wenn das Schiff im Wind stark krängt, sollten die Schoten bei Seiten- oder Bugwind gelockert und dann „zum Wind gebracht“ werden, wobei der Steuerstand des Schiffes fast dagegen gelegt werden sollte dem Wind, bei auseinandergezogenen Fockschoten. Beim Segeln mit Rückenwind ist es gefährlich, bei starker Bö „zum Wind zu führen“, daher ist es besser, das Großsegel zu entfernen und unter der Fock weiter zu segeln. Beim Segeln am Wind ist es sinnvoll, den Bug etwas einzuladen In diesem Fall hört das Schiff besser auf das Ruder und die Segel. Wenn Sie es steiler zum Wind halten müssen, sollten Sie die Großschot anheben und die Fockschot leicht absenken, aber Sie sollten nicht zulassen, dass die Segel „schwenken“ ( Klappe) im Wind.

Wie bereits erwähnt, ist der Winkel zwischen Wind und DP Das Segel muss in zwei Hälften geteilt werden. Nachdem Sie das Schiff auf Kurs gebracht und das Segel entsprechend positioniert haben, sollten Sie anschließend die Großschot leicht justieren, sodass deren Vorliek leicht zu zittern beginnt. Das bedeutet, dass das Segel gut funktioniert. Eine übermäßige Schotbildung stört das Schiff nur, verringert die Geschwindigkeit und erhöht die Abdrift (Abdrift zum Wind). Je steiler das Schiff zum Wind läuft, desto geringer ist die Geschwindigkeit und desto größer ist die Drift. Beim Achterstag gibt es praktisch keine Drift, beim Halsen fehlt sie völlig.

Am schwierigsten ist es, das Lenkrad beim Drehen zu steuern. Das Schiff neigt dazu, sich seitwärts zum Wind zu drehen, und es kann sich bei jedem Wind wenden. Das Segel steht quer über dem Schiff und sein äußeres Vorliek läuft immer Gefahr, gegen den Wind, also vom Bug, geblasen zu werden, wenn der Wind nach einer Böe nachlässt. Dann kann das Segel durch einen heftigen Schlag schnell von einer Seite auf die andere geschleudert werden, Wanten und Schot können zerrissen werden oder das Schiff kann kentern.

Daher sollten Sie beim Halsen mehr Heck beladen, und um zu vermeiden, dass das Großsegel auf eine andere Seite geworfen wird, ist es sinnvoll, das Schothorn des Segels mit einer dünnen Stange (Haken, Ruder) zu spreizen. Dazu wird das dünne Ende der Stange in das Schothorn des Segels eingeführt und das dicke Ende gegen etwas im Inneren des Schiffes – gegen die Seite, den Kiel – gelehnt. Eine Person sollte an der Spreizstange sitzen und diese mit den Händen festhalten.

Sollte sich das Segel dennoch auf die andere Seite geworfen haben, sollten Sie möglichst schnell mit den Händen den Durchhang der Schot aufnehmen, mit dem Körper auf die Pinne drücken und das Schiff auf den Achterstagkurs des Segels bringen was das Segel geworfen hat. Andernfalls kann die Übertragung erneut erfolgen. Das heißt, wenn zum Beispiel das Segel auf dem Backbordschlag war (es wurde auf die Steuerbordseite geworfen) und es auf den Steuerbordschlag geworfen wurde, dann sollte das Schiff bei der Bewegung des Segels auf die Backbordseite auf die Backbordseite gebracht werden Volles Achterstag des Steuerbordschlags (mehr nach rechts nehmen) und so steuern.

Wenn beim Halsen bei starkem Wind Wellen beginnen, das Schiff vom Heck her zu füllen, und es aus irgendeinem Grund unmöglich ist, den Kurs zu ändern, sollte das Heck nicht belastet werden, um die Steuerbarkeit zu verbessern; Stattdessen sollte es an einem starken Ende von 5 bis 8 Längen vom Heck gelöst werden M ziehen (ziehen). Ein Bagger kann ein gebundener, fester Korb sein, der so beladen ist, dass er kaum schwimmt, sowie eine Reihe beliebiger Gegenstände, die nur minimalen Auftrieb haben und einen erheblichen Widerstand bieten. An einer flachen Stelle können Sie einen kleinen glatten Ballast vom Heck herablassen und ihn hinter dem Schiff über den Boden ziehen.

Ein gerades Segel ist, wie bereits erwähnt, zum Wenden ungeeignet, kann aber bei Seitenwind dennoch funktionieren. Von Allgemeine Regeln Mit Abspannungen und Schoten wird es in die gewünschte Position gedreht und mit dem Ruder das Schiff auf dem gewünschten Kurs oder so nah wie möglich daran gehalten. In diesen Fällen werden die Luvschot und die Yard-Gurt nach vorne und die Lee-Schot nach hinten gebracht.

4. Wendungen.

Unter Segeln werden zwei Arten von Wendungen durchgeführt, um die Wende zu ändern: Eine Wende erfolgt, indem das Schiff in den Wind gebracht und der Bug durch die Windlinie bewegt wird; Eine Halsenwende wird durchgeführt, indem man den Bug des Schiffes in den Wind drückt und mit dem Heck die Windlinie kreuzt.

Abbildung 140. Heftzwecke

Eine Wende (Abb. 140) ist bequemer und sicherer als eine Halse, da das Schiff nicht beschleunigt, sondern im Gegenteil fast anhält und mit dem Bug die Windlinie passiert. Vor der Wende geben sie das Kommando: „Wende für die Wende vorbereiten“, etwas voller fahren, um die Geschwindigkeit zu erhöhen, dann die Großschot aufnehmen, das Ruder in den Wind stellen und die Fockschot trimmen. Das Schiff wird mit dem Bug zum Wind fahren, der Ausleger wird flattern. In dem Moment, in dem das Schiff seinen Bug in den Wind gedreht und das Großsegel gespült hat, ist es sinnvoll, die Großschot wieder aufzunehmen, damit sie beim Überqueren der Windlinie hilft, dazu befehlen sie: „Fock zum Wind.“ ” Dann wird die Großschot gesetzt, die Fockschot wird mit den Schoten auf den neuen Bug bewegt, mit dem Befehl: „Die Fockschot ist auf der Steuerbordseite (oder links)“ und unter ihrer Wirkung darf das Schiff in den Wind fallen auf dem neuen Bug, danach wird die Großschot ausgewählt und auf den gewünschten Kurs eingestellt.

Reis. 141. Yibing

Um das Wenden zu erleichtern, ist es sinnvoll, vor Beginn der Wende ein oder zwei Personen im Bug zu platzieren. Es kann vorkommen, dass das Schiff, nachdem es mit dem Bug zum Wind gekommen ist, anhält und rückwärts fährt. Sie müssen dies überwachen und sofort das Lenkrad bewegen. Dann kann das Lenkrad im Rückwärtsgang das Heck in die gewünschte Richtung drehen und die Wende gelingt. Wenn die Wende überhaupt nicht gelingt, sollten Sie schnell zur vorherigen Wende zurückkehren und das Manöver wiederholen.

Eine Halsewende (Abb. 141) wird durchgeführt, wenn die Form des Fairways dies erfordert oder wenn das Wetter und das Gelände günstig sind. Diese Runde erfordert Platz, da das Schiff viel Geschwindigkeit erhält. Um zu halsen, beginnen sie nach einem Warnbefehl in den Wind zu fallen, wodurch die Großschot allmählich abgesenkt wird. Am Achterstag angekommen, stellen sie das Ruder nach und nach noch weiter in den Wind und wählen gleichzeitig schnell die Großschot aus, damit sie beim Werfen des Segels ausgewählt und das Segel in der Mitte des Schiffes ausgezogen wird .

Dann erfolgt der Übergang des Großsegels auf die andere Seite ruckfrei. Das Schiff kreuzt mit dem Heck die Windlinie, die Segel wechseln auf einen anderen Kurs und „nehmen“ den Wind weg. Die Fockschot ist so getrimmt, dass sie das Schiff nicht daran hindert, mit dem Bug zum Wind zu segeln. Sobald das Schiff auf neuem Kurs angekommen ist, werden Großschot und Ruder auf den gewünschten Kurs gebracht und durch entsprechende Auswahl von Fock und Großschot gesteuert.

Bei starkem Wind wird eine Halse durchgeführt, indem das Großsegel entfernt oder am Mast festgehalten wird.

Die Winde, die im südlichen Teil wehen Pazifik See weht aus westlicher Richtung. Deshalb wurde unsere Route so gestaltet Segelyacht„Juliet“ bewegt sich von Osten nach Westen, also so, dass der Wind von hinten weht.

Wenn man sich jedoch unsere Route anschaut, wird einem auffallen, dass wir uns oft, zum Beispiel bei der Fahrt von Süden nach Norden von Samoa nach Tokelau, senkrecht zum Wind bewegen mussten. Und manchmal änderte sich die Windrichtung komplett und wir mussten gegen den Wind fahren.

Julias Route

Was ist in diesem Fall zu tun?

Segelschiffe können seit langem gegen den Wind segeln. Der Klassiker Yakov Perelman hat darüber vor langer Zeit gut und einfach in seinem zweiten Buch aus der Reihe „Entertaining Physics“ geschrieben. Ich stelle dieses Stück hier wörtlich mit Bildern vor.

„Segeln gegen den Wind

Es ist schwer vorstellbar, wie Segelschiffe „gegen den Wind“ fahren können – oder, wie Segler sagen, „am Wind“ fahren können. Ein Segler wird Ihnen zwar sagen, dass Sie nicht direkt gegen den Wind segeln können, sondern dass Sie sich nur in einem spitzen Winkel zur Windrichtung bewegen können. Aber dieser Winkel ist klein – etwa ein Viertel eines rechten Winkels – und es scheint vielleicht ebenso unverständlich: ob man direkt gegen den Wind oder in einem Winkel von 22° dazu segelt.

In Wirklichkeit ist dies jedoch nicht gleichgültig, und wir erklären nun, wie es möglich ist, sich durch die Kraft des Windes in einem leichten Winkel darauf zu bewegen. Schauen wir uns zunächst an, wie der Wind generell auf das Segel wirkt, also wohin er das Segel drückt, wenn er darauf bläst. Sie denken wahrscheinlich, dass der Wind das Segel immer in die Richtung drückt, in die es weht. Dies ist jedoch nicht der Fall: Wo immer der Wind weht, drückt er das Segel senkrecht zur Segelebene. In der Tat: Lassen Sie den Wind in die Richtung wehen, die durch die Pfeile in der Abbildung unten angegeben ist; die Linie AB stellt das Segel dar.

Der Wind drückt das Segel immer im rechten Winkel zu seiner Ebene.

Da der Wind gleichmäßig auf die gesamte Segelfläche drückt, ersetzen wir den Winddruck durch eine Kraft R, die in der Mitte des Segels wirkt. Wir teilen diese Kraft in zwei Teile auf: die Kraft Q senkrecht zum Segel und die Kraft P entlang des Segels (siehe Abbildung oben rechts). Die letzte Kraft drückt das Segel nirgendwo hin, da die Reibung des Windes auf der Leinwand unbedeutend ist. Es bleibt die Kraft Q übrig, die das Segel im rechten Winkel dazu drückt.

Wenn wir das wissen, können wir leicht verstehen, wie ein Segelschiff in einem spitzen Winkel gegen den Wind segeln kann. Die Linie KK sei die Kiellinie des Schiffes.

Wie kann man gegen den Wind segeln?

Der Wind weht in einem spitzen Winkel zu dieser Linie in die durch eine Reihe von Pfeilen angegebene Richtung. Linie AB stellt ein Segel dar; Es wird so platziert, dass seine Ebene den Winkel zwischen der Kielrichtung und der Windrichtung halbiert. Verfolgen Sie die Kräfteverteilung in der Abbildung. Wir stellen den Winddruck auf das Segel durch die Kraft Q dar, die, wie wir wissen, senkrecht zum Segel sein muss. Teilen wir diese Kraft in zwei Teile: die Kraft R senkrecht zum Kiel und die Kraft S, die entlang der Kiellinie des Schiffes nach vorne gerichtet ist. Da die Bewegung des Schiffes in Richtung R auf starken Widerstand des Wassers stößt (Kiel hinein). Segelschiffe sehr tief wird), dann wird die Kraft R fast vollständig durch den Widerstand des Wassers ausgeglichen. Es bleibt nur eine Kraft S übrig, die, wie Sie sehen, nach vorne gerichtet ist und das Schiff daher schräg bewegt, als ob es gegen den Wind wäre. [Es lässt sich nachweisen, dass die Kraft S am größten ist, wenn die Segelebene den Winkel zwischen Kiel und Windrichtung halbiert.]. Typischerweise wird diese Bewegung im Zickzack ausgeführt, wie in der Abbildung unten dargestellt. In der Sprache der Seeleute wird eine solche Schiffsbewegung im engeren Sinne „Wenden“ genannt.

Betrachten wir nun alle möglichen Windrichtungen relativ zum Kurs des Bootes.

Diagramm des Schiffskurses relativ zum Wind, also des Winkels zwischen der Windrichtung und dem Vektor vom Heck zum Bug (Kurs).

Wenn Ihnen der Wind ins Gesicht bläst (leventik), baumeln die Segel hin und her und es ist unmöglich, sich mit dem Segel zu bewegen. Natürlich kann man jederzeit die Segel holen und den Motor einschalten, aber das hat mit Segeln nichts mehr zu tun.

Wenn der Wind direkt von hinten weht (Halse, Rückenwind), üben die beschleunigten Luftmoleküle auf einer Seite Druck auf das Segel aus und das Boot bewegt sich. In diesem Fall kann sich das Schiff nur langsamer als die Windgeschwindigkeit bewegen. Hier funktioniert die Analogie zum Fahrradfahren im Wind: Der Wind weht in den Rücken und man lässt sich leichter in die Pedale treten.

Bei der Bewegung gegen den Wind (am Wind) bewegt sich das Segel nicht aufgrund des Drucks von Luftmolekülen, die von hinten auf das Segel wirken, wie bei einer Halse, sondern aufgrund der Auftriebskraft, die aufgrund unterschiedlicher Luftgeschwindigkeiten entsteht auf beiden Seiten entlang des Segels. Darüber hinaus bewegt sich das Boot aufgrund des Kiels nicht in einer Richtung senkrecht zum Bootskurs, sondern nur vorwärts. Das heißt, das Segel ist in diesem Fall kein Regenschirm wie bei einem Am-Wind-Segel, sondern ein Flugzeugflügel.

Während unserer Passagen liefen wir hauptsächlich an Achterstagen und Golfwinden vorbei Durchschnittsgeschwindigkeit bei 7-8 Knoten bei einer Windgeschwindigkeit von 15 Knoten. Manchmal segelten wir gegen den Wind, bei Halbwind und am Wind. Und als der Wind nachließ, schalteten sie den Motor ein.

Im Allgemeinen ist ein Boot mit Segel, das gegen den Wind fährt, kein Wunder, sondern Realität.

Das Interessanteste ist, dass Boote nicht nur gegen den Wind, sondern sogar schneller als der Wind segeln können. Dies geschieht, wenn das Boot achterstags bleibt und so seinen eigenen Wind erzeugt.

Ich denke, dass viele von uns die Chance nutzen würden, mit einer Art Unterwasserfahrzeug in den Abgrund des Meeres einzutauchen, aber die meisten würden es trotzdem vorziehen Kreuzfahrt auf einem Segelboot. Als es weder Flugzeuge noch Züge gab, gab es nur Segelboote. Ohne sie wäre die Welt nicht das, was sie war.

Segelboote mit geraden Segeln brachten die Europäer nach Amerika. Ihre stabilen Decks und geräumigen Laderäume transportierten Männer und Vorräte zum Aufbau der Neuen Welt. Aber auch diese alten Schiffe hatten ihre Grenzen. Sie gingen langsam und fast in die gleiche Richtung wie der Wind. Seitdem hat sich viel verändert. Heute nutzen sie völlig andere Prinzipien zur Steuerung der Kraft von Wind und Wellen. Wenn Sie also ein modernes Fahrzeug fahren möchten, müssen Sie etwas Physik lernen.

Modernes Segeln bedeutet nicht nur, sich mit dem Wind zu bewegen, es ist etwas, das auf das Segel einwirkt und es wie einen Flügel fliegen lässt. Und dieses unsichtbare „Etwas“ nennt man Auftrieb, was Wissenschaftler als Querkraft bezeichnen.

Einem aufmerksamen Beobachter kommt nicht umhin zu bemerken, dass sich die Segelyacht, egal aus welcher Richtung der Wind weht, immer dorthin bewegt, wo der Kapitän es möchte – auch bei Gegenwind. Was ist das Geheimnis einer so erstaunlichen Kombination aus Sturheit und Gehorsam?

Vielen Menschen ist nicht einmal bewusst, dass ein Segel ein Flügel ist und dass das Funktionsprinzip eines Flügels und eines Segels dasselbe ist. Es basiert nur auf dem Auftrieb, wenn der Auftrieb des Flügels erfolgt Flugzeug Durch den Gegenwind treibt er das Flugzeug nach oben, dann lenkt das senkrecht gestellte Segel das Segelboot nach vorne. Um dies aus wissenschaftlicher Sicht zu erklären, ist es notwendig, auf die Grundlagen zurückzukommen – wie ein Segel funktioniert.

Schauen Sie sich den simulierten Prozess an, der zeigt, wie Luft auf die Segelebene wirkt. Hier sieht man, dass sich die Luftströme unter dem Modell, das eine größere Biegung aufweist, biegen, um es zu umgehen. In diesem Fall muss die Strömung etwas beschleunigt werden. Dadurch entsteht ein Tiefdruckgebiet – dadurch entsteht Auftrieb. Der Unterdruck an der Unterseite zieht das Segel nach unten.

Mit anderen Worten: Ein Bereich mit hohem Druck versucht, sich in Richtung eines Bereichs mit niedrigem Druck zu bewegen und übt dabei Druck auf das Segel aus. Es entsteht ein Druckunterschied, der Auftrieb erzeugt. Aufgrund der Form des Segels ist die Windgeschwindigkeit auf der inneren Luvseite geringer als auf der Leeseite. Außen entsteht ein Vakuum. Luft wird regelrecht in das Segel gesaugt, was die Segelyacht nach vorne treibt.

Tatsächlich ist dieses Prinzip recht einfach zu verstehen; schauen Sie sich einfach ein beliebiges Segelschiff genauer an. Der Trick dabei ist, dass das Segel, egal wie es positioniert ist, Windenergie auf das Schiff überträgt, und auch wenn es optisch so aussieht, als ob das Segel die Yacht abbremsen sollte, liegt der Kraftangriffspunkt näher am Bug des Schiffes Segelboot, und die Kraft des Windes sorgt für Vorwärtsbewegung.

Aber das ist eine Theorie, aber in der Praxis ist alles etwas anders. Tatsächlich kann eine Segelyacht nicht gegen den Wind segeln – sie bewegt sich in einem bestimmten Winkel dazu, den sogenannten Tacks.

Ein Segelboot bewegt sich aufgrund des Kräftegleichgewichts. Die Segel wirken wie Flügel. Großer Teil Der von ihnen erzeugte Auftrieb ist zur Seite gerichtet und nur ein kleiner Teil nach vorne. Das Geheimnis dieses wunderbaren Phänomens ist jedoch das sogenannte „unsichtbare“ Segel, das sich unter dem Boden der Yacht befindet. Dies ist ein Kiel oder, in der nautischen Sprache, ein Schwert. Durch den Auftrieb des Schwertes entsteht auch Auftrieb, der ebenfalls überwiegend zur Seite gerichtet ist. Der Kiel widersteht der Krängung und der auf das Segel wirkenden Gegenkraft.

Zusätzlich zur Auftriebskraft tritt auch ein Rollen auf – ein Phänomen, das die Vorwärtsbewegung beeinträchtigt und für die Besatzung des Schiffes gefährlich ist. Aber genau aus diesem Grund existiert die Crew auf der Yacht, um als lebendiges Gegengewicht zu den unerbittlichen Gesetzen der Physik zu dienen.

Bei einem modernen Segelboot arbeiten Kiel und Segel zusammen, um das Segelboot voranzutreiben. Aber wie jeder Segleranfänger bestätigen wird, ist in der Praxis alles viel komplizierter als in der Theorie. Ein erfahrener Segler weiß, dass die kleinste Änderung in der Biegung des Segels es ermöglicht, mehr Auftrieb zu erzielen und seine Richtung zu kontrollieren. Durch Ändern der Segelbiegung kontrolliert ein erfahrener Segler die Größe und Lage des Bereichs, der Auftrieb erzeugt. Eine tiefe Vorwärtsbiegung kann einen großen Druckbereich erzeugen, aber wenn die Biegung zu groß oder die Vorderkante zu steil ist, folgen die Luftmoleküle der Biegung nicht. Mit anderen Worten, wenn das Objekt scharfe Ecken hat, können die Partikel der Strömung keine Kurve machen – der Impuls der Bewegung ist zu stark, dieses Phänomen wird „abgelöste Strömung“ genannt. Die Folge dieses Effekts ist, dass das Segel „ausschlägt“ und den Wind verliert.

Und hier sind noch ein paar mehr praktische Ratschläge Nutzung der Windenergie. Optimaler Kurs gegen den Wind (Rennwind am Wind). Segler nennen es „Segeln gegen den Wind“. Der scheinbare Wind ist mit einer Geschwindigkeit von 17 Knoten deutlich schneller als der wahre Wind, der das Wellensystem erzeugt. Der Richtungsunterschied beträgt 12°. Kurs zum scheinbaren Wind – 33°, zum wahren Wind – 45°.

Die Bewegung einer Segelyacht im Wind wird eigentlich durch den einfachen Druck des Windes auf ihr Segel bestimmt, der das Schiff vorwärts treibt. Untersuchungen im Windkanal haben jedoch gezeigt, dass das Segel beim Segeln gegen den Wind komplexeren Kräften ausgesetzt ist.

Wenn die einströmende Luft die konkave Rückseite des Segels umströmt, verringert sich die Luftgeschwindigkeit, während sie beim Umströmen der konvexen Vorderseite des Segels zunimmt. Dadurch entsteht auf der Rückseite des Segels ein Bereich mit hohem Druck und auf der Vorderseite ein Bereich mit niedrigem Druck. Der Druckunterschied auf den beiden Seiten des Segels erzeugt eine Zugkraft (Druckkraft), die die Yacht schräg zum Wind vorwärts bewegt.

Eine Segelyacht, die ungefähr im rechten Winkel zum Wind steht (in der nautischen Terminologie wird die Yacht gewendet), bewegt sich schnell vorwärts. Das Segel unterliegt Zug- und Seitenkräften. Segelt eine Segelyacht in einem spitzen Winkel zum Wind, verlangsamt sich ihre Geschwindigkeit durch eine Abnahme der Zugkraft und eine Zunahme der Seitenkraft. Je mehr das Segel zum Heck gedreht wird, desto langsamer bewegt sich die Yacht vorwärts, insbesondere aufgrund der großen Seitenkräfte.

Eine Segelyacht kann nicht direkt gegen den Wind segeln, aber sie kann sich vorwärts bewegen, indem sie eine Reihe kurzer Zickzackbewegungen in einem Winkel zum Wind ausführt, sogenannte Wendebewegungen. Weht der Wind auf der linken Seite (1), segelt die Yacht auf Backbord-Bug; weht der Wind auf Steuerbord (2), segelt sie auf Steuerbord-Bug. Um die Distanz schneller zurückzulegen, versucht der Segler, die Geschwindigkeit der Yacht bis zum Limit zu steigern, indem er die Position seines Segels verstellt, wie in der Abbildung unten links dargestellt. Um seitliche Abweichungen von einer geraden Linie zu minimieren, bewegt sich die Yacht und ändert ihren Kurs von Steuerbordbug nach Backbord und umgekehrt. Wenn die Yacht ihren Kurs ändert, wird das Segel auf die andere Seite geworfen, und wenn seine Ebene mit der Windlinie übereinstimmt, flattert es für einige Zeit, d.h. ist inaktiv (mittleres Bild unter dem Text). Die Yacht befindet sich in der sogenannten toten Zone und verliert an Geschwindigkeit, bis der Wind das Segel aus der entgegengesetzten Richtung wieder aufbläst.