Segla Vega - råd 2:

Vinden ska blåsa längs seglen – inte på!

Det är ännu långt till praktiskt seglande så vi får lov att ägna oss åt teoretiska studier ett tag till. Eftersom vi är i början på vår serie av seglingsråd, så ska jag ta upp några grundläggande teorier om seglingens aerodynamik. Bli inte rädd! Det blir inte särskilt svårt.

Låt oss börja med följande praktiska försök: Håll två papper t.ex. ett A4, ett kort stycke från varandra. Låt dem hänga från vardera handen. Sätt munnen till spalten mellan papperna (mellan tummarna) och blås kraftigt. Vad händer? Den icke seglings kunnige skulle kanske tro att man skulle blåsa isär papperna, men han skulle till sin förvåning finna att papperna sugs ihop. Varför detta?

Här kommer det första aerodynamiska lärospånet:

En ökning av vindhastigheten leder
till en trycksänkning

Den som inte vill tro på detta rakt av får hitta på en förklaring. Här är en som man brukar få höra. Den är enkel att begripa men förmodligen inte helt oantastlig. Således: Tänk dig ett segel eller en vinge. Formen är sådan att den ena sidan, läsidan resp. ovansidan, är något konvex, utbuktad. Nu strömmar luft förbi och seglet – vingen delar luften i två strömmar. Den luft som ska gå på läsidan (ovansidan) har litet längre väg att färdas än den luft som kan ta den kortare,raka vägen. Emellertid är det så att två luftmolekyler som ”paråkte” när de just kom fram till delningslinjen, måste träffa varandra igen när de kommer fram till seglets/vingens akterkant. Om de inte skulle göra detta så skulle det ju så småningom komma att fattas molekyler: det skulle bli ett ”hål” i luften. För att hinna fram i tid måste molekylerna på läsidan skynda på och färdas fortare än de på vindsidan, som ju har en kortare väg. Det gör de, men eftersom det är lika många molekyler på båda sidorna, så måste det bli glesare mellan de snabba på läsidan. Glesare det betyder lägre tryck. Vilket skulle bevisas.

Tänk er nu en båt som seglar bidevind med bara storseglet (för enkelhetens skull) och studera nedanstående figur 1. (Ur C A Marchaj: ”Sailing theory and practice”) Seglet utgör ett hinder för vinden, som denna måste ta sig förbi, men på ett visst avstånd i sidled slutar denna hindereffekt att göra sig märkbar: avståndet markeras med S åt vardera hållet. Det är bara luften mellan dessa två tänkta sidoväggar som intresserar oss. Hälften av luften kommer att vingas ta vägen runt läsidan och får alltså skynda på. Dess hastighet betecknas V, och den är som sig bör ritad större än vindhastigheten på lovartsidan VW (W för Windward). Observera också hur bilden definierar skotvinkeln a!

Figur 1

Man har nu gjort ett antal mätningar av lufttrycket på båda sidor om ett segel enligt figur 1. Resultatet visas i figur 2 nedan.

Pilarna från seglets läsida respektive mot dess lovartsida markerar storleken på undertrycket (suget) på läsidan respektive övertrycket på lovartsidan. Lägg märke till tre saker:

– Suget på läsidan är vida större än trycket på lovartsidan.

– Suget – i synnerhet – men även trycket är störst nära seglets framkant.

– Pilarna i framkanten – som alltså är de största – är också de som är riktade mest föröver, dvs det är dessa krafter som bidrar mest till den framdrivande kraftkomponenten.

Figur 2

Studera nu figur 3!Den visar ett korrekt bidevindskotat storsegel. Krafterna på seglet (både sug- och tryckkrafter) har sammanfattats i de tre pilarna P1, P2 och P3. De två förstnämnda pekar snett framåt och har alltså en drivande komponent Pd.

Den tredje pekar rakt i sidled och hjälper således inte till att driva båten utan kränger endast omkull den. Observera att den drivande kraften verkar i den riktning som båten färdas genom vattnet (course sailed)! Detta är ju något lä om den riktning i vilken stäven pekar, nämligen av­driftsvinkeln. (Alla båtar som seglar bidevind går ”på skrå” genom vattnet. Hur vi utnyttjar detta ska vi ta upp i ett senare ”seglingsråd” som ska behandla seglan­dets hydro-dynamik-hua!) Således: när Du skotat hem för bidevind, bed då någon ställa sig akter om storseglet och sikta upp längs seglets akterkant. Lattorna ska som högst peka parallellt med båtens kurs genom vattnet.

Figur 3

Om vi skotar hem för mycket, figur 4, så uppstår det en bromsande kraft vid seglets akterkant.

Figur 4

Detta vill man ju inte ha men i praktiken måste man kompromissa. Ibland, särskilt i lätt väder, kan det löna sig att skota upp bommen åt lovart så långt att den understa lattan t o m pekar något lovart om båtens kurs genom vattnet. Anledningen är att vi måste offra något för att kunna ge seglet en så bra form som möjligt. Vinden blåser alltid något friskare högre upp än nära vattenytan och detta är särskilt märkbart i lätt vind. Studera figur 1 en gång till! Man ser hur den vind som går lä om seglet liksom vrider mot för att kunna bila bakom seglets framkant. Ju friskare vind, desto mer ”motvrid”. Om nu vinden blåser friskare högre upp så måste vi släppa ut seglet mer vid masttoppen. Vi måste ge seglet en ”skruvad form”, vilket brukar kallas ”twist” på sedvanlig svengelska.

Figur 5

Det visar sig lyckligt vis att det ”offer” man gör inte är särskilt stort. Området på storseglet längst akterut och nedtill får inte mycket kraft överhuvudtaget på grund av störningar från luft som ”läcker in” runt bommens undersida. Figur 6 visar hur krafterna fördelar sig i storseglet.

Figur 6

Vad händer mer om man överskotar ett segel, dvs skotar in för hårt? Om man fortsätter liknelsen med de två paråkande luftmolekylerna som vi inledningsvis konstaterade måste mötas igen när de passerat seglet, så kan man säga att luften på läsidan ”snubblar”, den övergår från laminär strömning till turbulent. I ett visst läge börjar luften på lovartsidan, som redan hunnit fram till seglets akterkant att kila runt och gå sin kompis till mötes: Vi får en motström som resulterar i stillastående luft ”dead air” i figur 7.

Figur 7

Mötespunkten (som ju i verkligheten är en linje längs seglets akterkant) kallas avlösningspunkten (Point of separation). Det är detta vi ser när ”skvallertrådarna” på seglets läsida börjar virvla i stället för att ligga snyggt längs med seglet. Om vi skotar hem alldeles för hårt kan vi få fram avlösningen ända till seglets framkant. Det är detta som hänt när de främsta skvallertrådarna lyfter. Då har seglet förlorat all drivkraft! Se figur 8:1!

Figur 8:1-3

Om vi skotar ut för mycket så händer det att vinden på lovartsidan ”snubblar”. Vi ser detta av att skvallertrådarna på lovartsidan lyfter, figur 8:3. Detta är inte bra men det har vida mindre betydelse än för hård skotning. Krafterna på lovartsidan är ju mycket mindre än de på läsidan. Men man tappar ju höjd onödigtvis förstås. Rätt skotat ska trådarna flyta längs seglet på båda sidorna, figur 8:2.

Den här kunskapen, hur man dödar all kraft i ett segel, kan man ha nytta av när man verkligen vill ta ner farten. Antag att du seglar in i en hamnvik och att det blåser från sidan när du glider in mot stranden.Den vanliga metoden är att släppa ut på alla skoten, men den fungerar dåligt: hur mycket du än släpper så fortsätter seglen att driva med mycket mer fart och kraft än du önskar. Botemedlet heter ”dör-hala skoten”, dra in alla skoten stenhårt. Då ”dör” seglen, garanterat!

Nu tror jag inte att någon orkar med mer aerodynamik för den här gången. Den som läst ända hit får nu som uppmuntran veta att nästa ”seglingsråd” kommer att behandla samspelet mellan för- och storsegel och kraftspelet på båten: drivande, vridande, krängande och bromsande samt hur dessa krafter balanserar varandra.

Lars Lemby