Aventin
Teorija jedrenja
Menu
| | | Kontakt » E-mail en
Avionsko krilo
Avionsko krilo

Jedro je modelirano prema avionskom krilu, stoga je za objašnjenje načina na koji funkcionira jedro najbolje krenuti od avionskog krila. Kad avion leti, zrak struji horizontalno prema prednjem rubu krila. Na prednjem se rubu krila zračna struja dijeli u dva dijela: jedan dio struji iznad gornje strane krila, drugi dio struji ispod donje strane krila, te se potom spajaju na stražnjem rubu krila. Krilo je s gornje strane zakrivljeno, tako da zrak koji struji iznad krila mora prijeći duži put od zraka koji struji ispod krila. Da bi to bilo moguće, zrak na gornjoj strani krila mora strujati brže od zraka na donjoj strani krila. Zrak koji struji brže stvara područje nižeg tlaka, te taj podtlak usisava krilo prema gore. Protusila podtlaku na gornjoj strani krila je gravitacijska sila koja avion povlači prema dole. Kad su ove dvije sile u ravnoteži avion leti horizontalno, kad podtlak nadjača gravitaciju avion se uspinje, a kad gravitacija nadjača podtlak avion se spušta.
Podtlak
Podtlak Fizikalnu činjenicu nastajanja podtlaka i privlačne sile možemo provjeriti običnom žličicom, koju lagano držimo za kraj ručice u vertikalnom položaju, te primaknemo mlazu vode iz slavine. Iako bi mogli očekivati da će mlaz vode odbiti žličicu, desit će se upravo suprotno - mlaz će na vanjskoj strani žličice stvoriti podtlak i privući ju k sebi.
Sile na jedrilici
Sile na jedrima i kobilici

Jedro djeluje na način sličan avionskom krilu, jedina je bitna razlika to što podtlak na avionskom krilu održava avion u visini (a motor ga pogoni), dok podtlak na jedru pogoni jedrilicu prema naprijed. Struja vjetra koji puše prema jedru dijeli se na prednjem porubu jedra u dva dijela. Jedan dio struje obilazi jedro s vanjske strane, a drugi dio struji s unutarnje strane jedra. Iako jedro nema debljinu poput avionskog krila, zrak s unutarnje strane jedra struji najkraćim putem od prednjeg do stražnjeg poruba jedra, prevaljujući kraći put od struje na vanjskoj strani jedra. Time se na vanjskoj strani jedra stvara podtlak. Sila podtlaka (vjetra) je okomita na površinu jedra i usmjerena je prema njegovoj vanjskoj (zavjetrinskoj) strani.

Ova se sila djeli u dvije komponente, jednu koja djeluje u smjeru uzdužnice jedrilice (zamišljene linije koja prolazi kroz sredinu pramca i krme) - sila kretanja, i drugu koja djeluje okomito na uzdužnicu jedrilice - sila zanašanja. Sila kretanja pogoni jedrilicu prema naprijed, a sila zanašanja ju zanosi niz vjetar. Protusila sili vjetra se stvara na kobilici (podvodnom dijelu jedrilice). Kad se jedrilica kreće, kobilica djeluje kao "jedro u vodi". Iako je kobilica bočno potpuno simetrična, zanašenje jedrilice niz vjetar ima za posljedicu da struja vode pod jedrilicom nailazi na kobilicu pod određenim kutem, te sa zavjetrinske strane jedrilice prevaljuje kraći put i struji sporije, a s privjetrinske strane jedrilice prevaljuje duži put i struji brže. Stoga se na privjetrinskoj strani kobilice stvara podtlak koji jedrilicu privlači u smjeru iz kojeg puše vjetar (protusila zanašanju). Sila na kobilici je istog intenziteta i suprotnog smjera od sile zanašanja jedrilice. Podvodni dio trupa jedrilice stvara otpor kretranju jedrilice (protusila kretanju). Kad sila kretanja nadmaši silu otpora trupa jedrilica ubrzava, kad su te sile jednake jedrilica plovi stalnom brzinom, a kad sila otpora trupa nadmaši silu kretanja jedrilica usporava. Za razliku od jedrenja niz vjetar, gdje brzina jedrilice ne može premašiti brzinu stvarnog vjetra, kod jedrenja s bočnim vjetrom ili u vjetar, brzina jedrilice može premašiti brzinu stvarnog vjetra (brzina jedrilice je ograničena samo otporom trupa).

Stvarni i prividni vjetar
Stvarni i prividni vjetar

Stvarni vjetar je vjetar mjeren sa stacionarne točke, a prividni vjetar je rezultanta stvarnog vjetra i vjetra uzrokovanog našim kretanjem. Za jedrenje je bitan upravo prividni vjetar. Kod jedrenja niz vjetar (stvarni vjetar puše s krme; lijevi dio slike), prividni vjetar (plava strelica) je slabiji od stvarnog vjetra (zelena strelica). Kod jedrenja u vjetar (stvarni vjetar puše s pramca; desni dio slike) prividni vjetar je jači od stvarnog vjetra. Stoga nas kod jedrenja niz vjetar stvarna jačina vjetra može iznenaditi kad kurs plovidbe promijenimo u vjetar. Prema smjeru, prividni vjetar uvijek puše više s pramca od stvarnog vjetra (kut smjera puhanja vjetra i uzdužnice jedrilice je manji kod prividnog vjetra).

Zanimljivost: jedrilica može jedriti na rijeci i pri bonaci: riječna struja nosi jedrilicu nizvodno i stvara prividni vjetar koji jedrilici omogućuje jedrenje (barem nizvodno). Ukoliko zapuše vjetar jačine i smjera riječne struje, jedrilica više neće moći jedriti (nema prividnog vjetra!).

Zajedničko djelovanje jedara
Tlak struje zraka na jedrima
Tlak struje zraka na jedrima
Za razumijevanje ponašanja jedara korisno je prednje i glavno jedro promatrati kao jedno jedro, s procijepom u sredini. Na slici se vidi strujanje zraka i tlakovi s obje strane jedara (vjetar puše s desne strane). Plava boja označava područje visokog tlaka, a crvena područje niskog tlaka. Kako se na slici jasno vidi, najznačajnije se područje niskog tlaka nalazi na zavjetrinskoj strani prednjeg jedra. Prednje jedro često daje i do 90% ukupne sile kretanja razvijene na jedrima. Glavno jedro ima malo drugačiju funkciju, ono zakretanjem smjera struje zraka ispred jarbola omogućuje prednjem jedru veću otvorenost, a time i veću silu kretanja.
Zastoj kobilice
Zastoj kobilice

Ukoliko kod okreta u vjetar po laganom vjetru dođe do prevelikog smanjenja brzine kretanja jedrilice, moguća je situacija u kojoj jedrilica više ne reagira na kormilo. To se dešava zato što se zbog jakog bočnog zanašanja na kobilici više ne razvija podtlak potreban da bi se stvorila protusila sili vjetra u jedrima. Turbulencija iza kobilice uzrokuje zastoj kobilice (stall). Ukoliko kormilar pokuša okrenuti kormilo u zavjetrinu, nastojeći ispraviti kurs jedrilice, to mu neće uspjeti jer strujanje vode kod zanašanja ne stvara silu na kormilu. Rješenje u ovakvoj situaciji je ispraviti kormilo, dozvoliti jedrilici da još malo više skrene niz vjetar i dobije na brzini, te nakon povećanja brzine lagano vratiti kurs oštrije u vjetar. Nakon okreta u vjetar pri laganom vjetru preporučljivo je pričekati da jedrilica dobije brzinu i tek potom dovršiti okret oštrijim skretanjem u vjetar.
Naginjanje jedrilice
Sila vjetra u jedrima i protusila u kobilici čine da se jedrilica naginje u zavjetrinu. Kad je nagib jedrilice mali, dio struje zraka prolazi ispod buma s privjetrinske na zavjetrinsku stranu stvarajući turbulencije i time umanjujući efikasnost jedara. Umjereni nagib jedrilice ima za posljedicu zatvaranje ovog procijepa i smanjivanje turbulencija.
Jači nagib (preko ~25°) ima nekoliko negativnih posljedica:
  1. Smanjuje se efikasnost kojom se kobilica odupire bočnom proklizavanju jedrilice, te se jedrilica više zanosi niz vjetar.
  2. Povećava se otpor trupa u vodi te jedilica gubi brzinu.
  3. Uranjanje trupa na zavjetrinskoj strani skreće jedrilicu u privjetrinu. Skretanje se kompenzira zakretanjem kormila u privjetrinu, čime se dodatno usporava jedrilica.
  4. U slučaju jakog nagiba jedrilice, koji traži značajan otklon kormila da bi se održao željeni kurs, postoji opasnost od zastoja kormila (stall). Morska voda struji oko kormila slično kao zrak oko jedra, te se pri prejakom otklonu kormila stvaraju turbulencije i nestaje podtlak. U tom slučaju kormilo prestaje djelovati te se jedrilica može prilično naglo okrenuti u vjetar, bez mogućnosti da se skretanje spriječi kormilarenjem. Moguće rješenje je da se u tom slučaju otpusti glavno jedro, kako bi sila vjetra u prednjem jedru odgurnula pramac na početni kurs.
Kako bi se povećala efikasnost kormila kod naginjanja jedrilice, neke su jedrilice opremljene dvostrukim listom kormila, tako da je i pri jačem nagibu jedrilice jedan od listova kormila uronjen u vodu i u stanju upravljati jedrilicom.
Copyright © 2004-2017 Aventin d.o.o.Uvjeti korištenja