PrydeRide

PrydeRide
Fotograf: Torkel Stillefors

tisdag 3 januari 2012

apparent wind sailing (matematikvarning!)




För några veckor sedan så "lovade" jag ju att sluta skriva här på bloggen, men eftersom det nu är
nytt år så kan man ju ändra sig:

nytt år, ny energi, nya ideer, nya löften.... :-)

Dessutom har jag fått en hel del uppmuntran och önskemål om en fortsättning av bloggen, så vi försöker väl igen då...

Det här inlägget är tänkt att påvisa några intressanta aspekter av hur den skenbara vinden beter sig när man seglar olika bogar med båtar som är mer eller mindre snabba relativt den sanna vinden. Inlägget är nog av mest intresse för dem som seglar riktigt snabba (planande) båtar, dvs båtar som har kapaciteten att segla fortare än den sanna vinden, t.ex flerskrov eller 29er/49er-seglare.

Det är väl också på sin plats att lägga in en "matematikvarning" - ni som inte gillar formler och diagram kan med fördel sluta läsa nu. En annan, allmän varning är också på sin plats: denna matematiska modell är liksom alla andra dylika modeller en förenkling av verkligheten, så det gäller att vara lite försiktig med att dra alltför långtgående slutsatser av modellen....

Ok, med varningen på plats så kör vi:

En fråga som man kan ställa sig när man seglar är "vad händer med den skenbara vindens vinkel (AWA) när jag seglar i en viss fart (V) med viss sann vindvinkel (TWA) med viss sann vindstyrka (TWS) ?"

Den frågeställningen är ju inte minst intressant för att kunna avgöra hur mycket twist man ska ha vid de olika bogarna, men det finns också en del andra intressanta lärdomar att dra från frågan, lärdomar som borde vara av speciellt intresse för "snabb-båts-seglare".

Om man tittar på första grafen ovan så visar den 5 kurvor, där varje kurva representerar en båt med en given relativ båtfart (V) gentemot rådande sanna vindens styrka (TWS).

Kurvan högst upp i grafen (den mörkblå linjen) så har vi alltså en mycket "långsam" båt (V/TWS=0,2, vilket t.ex innebär att båten skulle segla 4 knop i 10 m/s vind), i mitten (den gula kurvan) har vi en båt som på alla bogar går lika fort som vinden, och längst ner (den mörklila kurvan) har vi en (osannolikt) snabb båt, kapabel att segla 3ggr vindhastigheten (jag känner inte till nåt vinddrivet flytetyg som kan segla så snabbt relativt vinden, men en isjakt kan göradet).

Om man nu tttar på de olika kurvorna, så ser man att det sker nåt intressant i övergången mellan en "långsam" båt, dvs en som inte är kapabel att segla lika fort som vinden, och en som kan segla fortare än vinden: för att se detta, så titta först på den gula linjen, alltså den som representerar en båt som kan segla lika fort som vinden på alla bogar: den observante ser då att dess AWA förändras linjärt med TWA, dvs att oavsett var (på vilken bog) den sanna vinden vrider, så påverkas den skenbara vinden i samma grad.

Om man däremot tittar ovan eller under den gula linjen, dvs på båtar som är långsammare eller snabbare, så kan den uppmärksamme se att det händer nåt intressant på öppnare bogar, vid TWA runt 120 grader: Det som händer är att ändringen av AWA är nu inte längre linjär, utan ökar snabbare och snabbare (för de långsamma båtarna) och minskar snabbare o snabbare för de snabba båtarna ju öppnare vind man seglar i!

Kurvan ger också en förklaring till varför snabba båtar aldrig plattar, eftersom ju den skenbara vinden faktiskt motar när man faller av när man slörar.

Grafen nedanför tydliggör vad som händer: grafen visar derivatan av funktionerna i den första grafen, dvs ändringen av AWA med avseende på ändringen av TWA. Här kan man tydligt se att strax efter man passerat halvvind så sker det något med förändringstakten av AWA med avseende på TWA: för de långsamma båtarna så börjar AWA öka i allt snabbare takt, medan för de snabba båtarna så minskar det.






Den praktiska betydelsen av allt detta är framför allt intressant för "snabb-båtsseglare", där man då vid ett medvrid på slör kan upptäcka att den skenbara vinden faktiskt motade...!

En annan intressant observation är att förändringen blir störst för båtar vars fartkapacitet befinner sig antingen precis under eller över vindhastigheten med sin båtfart. En praktisk slutsats för såna båtar är då att när man befinner sig på en bog med TWA runt 120-130 grader, så bör man vara mycket (ännu mer) observant på vindvrid, eftersom vriden här har stor påverkan på AWA.

Slutligen, ni som ev. i likhet med mig har matematiska böjelser: bilden nedan visar de två funktionerna som genererar respektive graf ovan: den första ger AWA som en funktion av TWA och V/TWS, och den andra ger derivatan av den första.







Inga kommentarer:

Skicka en kommentar