Om man funderar lite vidare kring detta med aerodynamik och L/D ratio som jag skrev om i förra inlägget, så kan man, givet en hög förenklande antaganden (se nedan), komma fram till några ytterligare för vetgiriga seglare potentiellt intressanta fakta: Om vi föreställer oss en idealiserad segelbåt som rör sig i ett helt motståndslöst medium (istf normalt vatten), dvs i syfte att förenkla vår fysikaliska modell så att den blir enkelt beräkningsbar, så struntar vi i det faktum att en båts rörelse genom vattnet bromsas av flera olika slag av motstånd (friktion, form, våg, inducerat), så kan man med lite enkel trigonometri komma fram till bl.a det som visas i grafen ovan:
Grafen beskriver en specifik ideal båt, med ett givet L/D ratio (och därmed givet AWA) och dess fart relativt rådande vindstyrka (TWS), givet rådande sanna vindvinkel (TWA).
Dvs på Y-axeln visas båtens fart relativt rådande vindstyrka, och på X-axeln visas sanna vindens vinkel, TWA.
Den blå grafen visar hastighetsvektorns belopp, dvs det vi i dagligt tal kallar för "fart", "båtfart", osv, medan den röda grafen visar VMG.
Denna graf är beroende av en enda parameter, vilket är just L/D ratio, vilket också direkt avgör minimal AWA för denna specifika båt. Detta kan ju förefalla märkligt, att det bara är L/D ratio som avgör hur fort relativt vindstyrkan båten kan gå på de olika bogarna, att t.ex vindstyrkan självt inte har nåt med saken att göra....
Detta fenomen är en direkt konsekvens av de förenklande antaganden som jag gjort, framförallt det som säger att båten rör sig i ett medium som inte genererar motstånd.
Konsekvensen av att båten rör sig i ett motståndslöst medium är att den kommer att accelerera, oavsett vindstyrka, ända tills dess L/D ratio är maximal, vid vilket den också når sitt minimala AWA-värde, dvs när båten går så fort att AWA i det närmaste kommer rakt framifrån, så kan båten inte längre accelerera, utan når då sin maxfart.
Kurvorna i grafen visar när detta sker för en båt med L/D 3.73, vilket ger ett AWAmin på 15 grader.
Det man bl.a kan utläsa ur grafen för denna båt är att dess maximala fart är nästan 4 gånger vindhastigheten, att den når denna maximala hastighet vid TWA 110 grader, att dess optimala TWA Upwind är 50 grader, och dess optimala TWA downwind är 140 grader.
Man kan också avläsa att max fart uppnås när TWA-AWA är 90 grader, samt att bästa TWA upwind är exakt 90 grader mindre än bästa TWA downwind.
Har allt detta nån som helst betydelse för mig (eller dig) som seglare ? Ja och nej: till att börja med så bygger denna sortens matematiska/fysikaliska modeller på förenklingar av verkligheten, som i detta fall där jag eliminerat all den komplexitet som kommer sig av vattenmotståndet. Dessa förenklingar gör modellen enklare, men drar den också längre från verkligheten.
Däremot kan man som aktiv och intresserad seglare ändå lära sig något praktiskt nyttigt av denna sortens resonemang: ta t.ex en titt på dem som seglar väldigt snabba (planande) båtar, t.ex 29er's, 49'ers eller katamaraner, dvs båtar vars vattenmotstånd är väldigt litet jämfört med kölbåtar: nästa gång ni ser en sån snabb båt, kolla vilken väg de tar ner till länsmärket.... det är aldrig rakt ner på märket, utan man slörar och gippar sig ner till märket.
Anledningen är exakt det som är beskrivet ovan: de uppnår sin bästa VMG downwind genom att köra nånstans kring 150 grader, inte genom att platta.
PS: denna sortens grafer är inte helt ovanliga i verkligheten, dvs för riktiga, icke idealiserade båtar: då brukar graferna kallas för polärer, och ritas på ett polärdiagram istället för ett Cartesiskt diagram som ovan, och används för exakt samma syfte, att hitta optimal TWA för att köra en önskad kurs så snabbt som möjligt.
Inga kommentarer:
Skicka en kommentar