Apparent wind sailing - del 3

De senaste två inläggen har handlat om en del märkliga fenomen som den skenbara vinden kan råka ut för under vissa förhållanden under seglingen. I detta inlägg ska jag försöka visa vad det är som händer, och när det händer, genom att använda mig av en något annorlunda "vy" eller perspektiv, på i princip samma matematiska modell som jag använt mig av i de tidigare inläggen.

De två graferna nedan visar hur AWA på olika bogar ändras, när kvoten V/TWS, dvs båtens relativa fart mot vinden ändras. Kvoten kan ju ändras, åtminstone temporärt, när en vindby slår till, eller när båten bromsas upp i en våg.

Den första grafen har 5 kurvor, där varje kurva representerar en viss sann vindvinkel (TWA), 40,60,90, 100 samt 110 grader, och den andra visar kurvorna för öppnare bogar.

(Anledningen till att visa detta i två separata grafer är att det blir alldeles för plottrigt att visa allt i samma graf.)

Om vi först tittar på den första grafen, så ser vi att kurvorna ser rätt "snälla" ut, dvs att ändringen av AWA över V/TWS är ganska måttlig. Vi kan också se att ändringen är som störst för "långsamma" båtar, dvs båtar med lågt V/TWS värde, och att ju snabbare båt vi har (kom ihåg att vi här pratar snabbhet relativt rådande vindstyrka!) desto mindre blir ändringen av AWA.

Om vi däremot tittar på den andra grafen, den som representerar öppnare bogar, så ser vi nåt intressant: till att börja med ser vi att alla kurvor är brantare, dvs att ändringstakten av AWA är högre. Dessutom kan vi se att det händer nåt synnerligen märkligt för de flesta av kurvorna ungefär vid värdet 1 på V/TWS: kurvans (negativa) lutning börjar öka våldsamt, ju öppnare bog, desto våldsammare! Dvs att vid små förändringar av V/TWS runt 1 på x-axeln så förändras AWA radikalt för TWA-värden större än 140!

För att kunna se fenomenet tydligare, så finns nedan två grafer som visar derivatan, dvs ändringstakten för ovan kurvor. Återigen är den första för lägre TWA's, och den andra för högre. Vi ser att för lägre TWA's ( upp till ca 110 grader), så händer det inte något dramatiskt, medan för högre TWA's så händer det oerhört mycket vid V/TWS 1, dvs vid den punkt där båten seglar lika fort som vinden, och ju öppnare bog, desto mer händer det.

Nu vore det ju väldigt intressant att ha tillgång till verkliga båtdata (fart, TWS, TWA, AWA) för ett antal olika båttyper för att kunna verifiera modellen mot verkligheten. Tyvärr har jag inte tillgång till tillräcklig mängd data - de båtar som jag själv brukar segla har inte de nödvändiga instrumenten och tillräckligt sofistikerade datorprogram ombord - men om någon som följer bloggen har dessa data för nån båttyp så tar jag gärna emot det för att kunna kolla om den teoretiska modellen stämmer.

Men jag kan väl från en maggropskänsla o egen erfarenhet säga att de flesta kölbåtar nog inte är snabba nog för att ligga i "farozonen", dvs i närheten av V/TWS = 1, deras V/TWS-värde ligger nog oftast en bra bit under 1 på de flesta bogarna. Däremot så kan vissa sportbåtar närma sig det kritiska området på undanvinden, och det kan också en del jollar, och inte minst flerskrov o skiffs kan passera 1.0, en del med råge. För att inte tala om moderna brädor och kites....

Vad kan man då dra för slutsatser ur dessa grafer....?

Ett par stycken, åtminstone:

Till att börja med så ser vi att på bogar mellan kryss o halvvind, så ändras AWA relativt sett snabbare vid en ändring av kvoten V/TWS för långsamma båtar än för snabba. (Kvoten kan ju tänkas ändras, åtminstone temporärt, vid en vindby. )

Vi ser också att för relativt snabba båtar (V/TWS runt 1 ) så kan det hända väldigt spännande saker på öppna bogar om kvoten ändras lite: AWA kan ändras radikalt, även av en väldigt liten ändring av V/TWS.

Jag hade egentligen tänkt mig att svara på Jonas W's fråga från förra inlägget i detta inlägg, men jag tror jag väntar med det svaret till nästa inlägg, eftersom jag vid närmare fundering på hans fråga kommit fram till att det finns andra, kanske mer intressanta parametrar för svaret på frågan, än de som enbart har med apparent wind att göra... Jonas fråga leder nämligen till en del rätt intressanta överväganden kring hur man optimerar sin framfart på kryss i byig/vridande vind, och jag är tämligen övertygad om att man måste titta lite vidare än resonemangen ovan kring AWA för att kunna leverera ett bra svar på den frågan...

Således, vi tar den frågan vid ett senare tillfälle.