Tekst powstał z powodu wielokrotnie
powtarzanych rozmów i sporów na forach żeglarskich.
Temat wraca jak bumerang przy każdej okazji i bez
okazji.
Z drugiej strony wątpię, czy zostanę dobrze zrozumiany.
Ale może jednak ktoś się zreflektuje?
Żeby było jasne: zdecydowanie uważam, że każdy może
montować na jachcie co chce i pływać potem jak chce. Ale
sądzę także, że każde rozwiązanie należy pokazywać z
pełną listą plusów i minusów.
Raz, żeby ludzie podejmowali decyzje bardziej świadomie.
Dwa, żeby znając minusy czy wady, mieli szansę te wady
choćby zminimalizować!
Dlatego też ukrywanie wad uznaję za nieuczciwe i
szkodliwe. Nie można twierdzić, że dane rozwiązanie nie
ma wad, jeżeli ma.
Nie można też negować praw fizyki.
To wszystko nie wyjaśnia do końca, czemu powstał ten
artykuł.
Ważnym czynnikiem jest to, na ile dane rozwiązanie
spowalnia jacht. Z tego co obserwuję, jest to
powszechnie bagatelizowane.
Bo powszechnie panuje określenie „nieistotny ułamek
węzła”. Dodałbym do tego zmniejszanie ostrości chodzenia
jachtu pod wiatr. To jest już w ogóle lekceważone.
Punktem wyjścia było poznane z książki Marka Sołonina*
równanie istnienia. Ono co prawda dotyczy samolotów (tak
jak jedna z książek Sołonina), ale zasada pasuje do
jachtów. Tylko że skutki złamania zasad tego równania w
jachtach nie są tak drastyczne jak w samolotach.
Generalnie chodzi o to, że każda zmiana jakiegoś
parametru samolotu wywołuje konieczność zmiany całego
szeregu innych parametrów, jeżeli chcemy zachować osiągi
samolotu.
W efekcie dostajemy nowy samolot, który ma już nowe
cechy. W czymś będzie lepszy (bo o to chodziło), ale
będzie inny.
W jachtach zasada obowiązuje tak samo, ale jest trudniej
zauważalna. Zazwyczaj dodajemy coś na jachcie, nie
zwracając uwagi na to, jakie to wywoła skutki. Jeżeli
nie zmienimy innych parametrów jachtu to jego osiągi
spadną. Nie ma cudów, musi tak być. Albo spadnie
prędkość, albo ostrość chodzenia na wiatr, albo pogorszą
się warunki obsługi jachtu, albo będzie mniej miejsca na
zapasy, albo...
Zazwyczaj wszystko na raz.
Dlaczego tego nie widzimy? Z kilku powodów.
1. Bo nie chcemy tego widzieć. Wypieramy wiedzę o tym,
bagatelizujemy stwierdzeniami typu: to niemierzalne, nie
ma o czym mówić, itd.
2. Bo zmiany zazwyczaj są stopniowe, rozłożone w czasie,
więc z założenia trudno to zauważyć.
3. Bo na prędkość jachtu, czy ogólnie jego osiągi, wpływ
ma bardzo wiele czynników, więc np. dodaliśmy jakiś
ciężar, ale jednocześnie zmieniliśmy żagle na nowe, więc
per saldo jacht przyspieszył.
Co ma wpływ na osiągi jachtu? W skrócie można
powiedzieć, że wszystko. To wredna odpowiedź, bo może
zniechęcać do dalszej analizy.
Najpierw jednak tabelka, która pokazuje wpływ kąta
żeglugi pod wiatr na osiągi wypadkowe jachtu, w efekcie
na czas dotarcia do celu przy halsówce. Im mniejsza
prędkość jachtu tym większe różnice w czasie dotarcia do
celu.
Czyli zmniejszenie prędkości o jakąś część węzła i
zwiększenie kąta martwego o kilka stopni kumulują się.

Wybrany do obliczeń dystans wynika z przykładu podanego
na sailforum, poza tym, to odległość między Świnoujściem
a Kołobrzegiem. Nie jest to dystans abstrakcyjny.
Z tej tabelki można wysnuć bardzo ważny wniosek.***
Najszybszy jacht jest w stanie pokonać trasę w ciągu
jednego, letniego dnia. Wypływamy rano i wieczorem
docieramy do celu. Wolniejsze jachty będą kończyły w
nocy, albo nad ranem. To oznacza, że trzeba się zupełnie
inaczej do przelotu przygotować, rośnie też ryzyko
zmiany pogody.
Oczywiście zawsze można włączyć silnik.
Jeżeli przyjmiemy bardzo optymistycznie, że jakaś zmiana
na jachcie spowalnia osiągi o 1-2%, to skumulowane kilka
zmian spowolni jacht np o 8%. A może 10? A może 15? To
naprawdę jest dużo, zwłaszcza gdy pogarsza się ostrość
pływania pod wiatr.
Co spowalnia jacht?
POD WODĄ.
Normalnie największym hamulcem pod wodą jest stała
śruba. Tutaj nie można mówić o 1-2% skoro stała śruba
odejmuje minimum 0,5 węzła z prędkości.
Drugim dużym hamulcem jest odkryty wał napędowy. Jego
opór jest duży, zależy mocno od kąta osi wału względem
ruchu wody pod dnem jachtu i od długości wału.
Co może wydać się zaskakujące, s-drive stawia mniejsze
opory niż wał odkryty.
Najlepszy będzie krótki wał wychodzący z kadłuba, ale
nie każdy jacht ma takie rozwiązanie napędu.
Co można zrobić? Można wymienić śrubę na składaną. Fakt,
że to kosztuje, ale różnica w pływaniu jest znacząca.
Wielu armatorów obawia się tego, że ze śrubą składaną
jacht będzie gorzej pływał na silniku, a już zwłaszcza
do tyłu. Tak zazwyczaj jest, ale dobry dobór śruby mocno
niweluje ten efekt.
Poza tym, trzeba się zdecydować, na czym nam bardziej
zależy i czy maksymalne osiągi jachtu na silniku są
naprawdę potrzebne?
Na odkryte wały można stosować stałe lub demontowalne
osłony. Można dorobić, bywają też takie osłony w
wykonaniu stoczniowym.
Kolejnymi hamulcami są wszystkie otwory w dnie jachtu.
Pobory wody, odpływy wody, ścieków i tak dalej.
Im większe, im bliżej dziobu, im gorzej oprofilowane,
tym opory są większe.
Dziobowy ster strumieniowy jest w tym wypadku oporem
największym. Duża średnica, miejsce na dziobie.
Wg badań statków, ster strumieniowy zwiększa opory
kadłuba o 1-2%.
Można właściwie oprofilować same otwory (opływki,
nakładki, wcięcia w kadłubie). Można zastosować stery
chowane w kadłubie.
Otwory w dnie na silniki przyczepne to jeszcze inna
sprawa. Są rzadko stosowane, ale hamują naprawdę mocno.
W tym wypadku warto pomyśleć o zasłonach albo
kształtkach wkładanych zamiast wyciętego dna.
Podobnym hamulcem są szczeliny między mieczem a skrzynką
mieczową. Rozwiązania tego problemu są dokładnie
opisane.
Wszelkie nieciągłości elementów kadłuba pod wodą, np.
wystający pod dnem kołnierz balastu, szczelina między
skegiem a sterem, kiepski profil płetwy sterowej (w tym
gruba krawędź spływu), źle przyklejona gumowa osłona
s-drive, propelery logów mechanicznych, ogólnie osłony
czujników.
Generalnie wszelkie otwory w dnie warto dobrze
przemyśleć. Niektórych można po prostu nie stosować np.
wyloty pomp zęzowych, niektóre odpływy wody. Można też
robić czasami wspólne odpływy.
Warto pamiętać, że każdy otwór w dnie to potencjalne
zagrożenie dla jachtu.
Oczywiście gładkość dna ma znaczenia. Wiele warstw
odpadającej farby antyporostowej trudno nazwać dobrze
przygotowanym dnem.
Dodatkowe znaczenie ma to na płetwach, głównie
balastowej, bo wszelkie zakłócenia opływu na płetwie
zmniejszają siłę hydrodynamiczną i zwiększają dryf.
Wchodzimy w większy kąt żeglugi na wiatr.
CIĘŻARY
Dodatkowe ciężary dodawane do jachtu mają kilka skutków.
Zwiększają zanurzenie, a więc opory, i to jest czynnik
raczej znany. Większa masa wymaga mocniejszego napędu
silnikowego i żaglowego.
Poza tym każdy ciężar poza środkiem ciężkości jachtu
zwiększa momenty bezwładności, a więc jacht gorzej
pracuje na fali oraz ma większą bezwładność w stanach
dynamicznych. Np. gwałtowny przechył jachtu będzie
głębszy, zakres ruchów jachtu na fali może być większy,
rosną też siły w takielunku.
Trzeci skutek to pogorszenie stateczności. Rzadko
dokłada się ciężary pod linią wodną. Większość jest
wyżej. Gorsza stateczność oznacza większe przechyły,
gorszą pracę żagli, konieczność szybszego refowania.
Jest też kwestia trymu wzdłużnego i poprzecznego. Montaż
drugiego zbiornika wody na samej rufie może nie być
dobrym pomysłem.
Jest też groźna w gorszej pogodzie, a na morzu, prędzej
czy później, każdy jacht trafi na gorszą pogodę. I wcale
nie mam na myśli sztormu.
Co można zrobić? Starać się minimalizować ciężary,
wybierać rozwiązania lżejsze. Lżejszy szkielet
szprycbudy, lżejsza drabinka na rufie, bramka, kabel na
maszcie, lampa na topie. Lżejszy osprzęt pokładowy,
lżejsza tratwa ratunkowa.
Ale i lżejsza kuchenka, szafki w kuchni, lodówka i można
tak wymieniać godzinami.
Im wyżej jest dany ciężar, im bardziej na dziobie lub
rufie, tym większe ma to znaczenie.
Każdy ciężar montowany na jachcie warto przemyśleć pod
kątem jego masy i miejsca montażu.
Bo generalnie chodzi o nowe elementy wyposażenia, które
tak często są dodawane bez refleksji.
NAD WODĄ
Woda może także działać nad wodą. Bryzgi, uderzenia fal
trafiają w kadłub. Zwłaszcza, gdy płyniemy mniej lub
bardziej pod wiatr. Na kadłub nie mamy wpływu, jest jaki
jest, ale już to, co montujemy, zostawiamy na pokładzie
ma znaczenie. Woda, uderzając w elementy wyposażenia,
oczywiście zwalnia jacht. Poza tym, może coś uszkodzić,
albo zabrać ze sobą za burtę. To mogą być różne
fartuchy, zostawione na pokładzie żagle (sztaksle,
genaker), ponton, rower, baniaki z czymkolwiek, deski
sup, tratwa ratunkowa.
Czasami nie można inaczej, ale zawsze montując cokolwiek
na pokładzie, warto mieć także ten aspekt przemyślany.
Opory powietrza są często lekceważone. Woda jest gęsta,
za to powietrze potrafi przemieszczać się względem
jachtu bardzo szybko. Gdy płyniemy pod wiatr, a wieje 25
węzłów, to opory są całkiem duże, prędkość jachtu
przecież się dodaje.
Generalnie każdy przedmiot wystawiony na wiatr jest
hamulcem. Będą to np. fartuchy na relingach, lazyjacki,
środki ratunkowe na koszach albo bramkach, bramki jako
takie, wiatraki, panele, bimini. Ale także powszechnie
niedoceniane liny, np. topenanty. Wyposażenie zawieszone
na maszcie, echomaxy, radary, reflektory radarowe,
anteny od wszystkiego.
Im są większe, i bardziej wystawione na wiatr, im wyżej,
tym bardziej hamują. Pamiętajmy, że im wyżej nad
pokładem tym wiatr jest silniejszy.
Ciekawym wyjątkiem na tej liście są szprycbudy.***
Wydawałoby się, że tylko przeszkadzają, ale w tym
wypadku sprawa jest bardzo indywidualna. Kokpit jako
taki, ludzie w kokpicie, całe wyposażenie także na
kabinie są bardzo silnym zakłóceniem opływu powietrza.
Może być tak, że szprycbuda, dobrze wkomponowana, nie
powiększy oporów jachtu znacząco a może wcale. Tylko że
jest to bardzo indywidualna sprawa i nie można zakładać
w ciemno, że po dodaniu szprycbudy nie będzie gorzej.
Może się wydawać, że problem nie jest duży. Ale jak
zsumujemy powierzchnie wystawione na wiatr, to wyjdzie
nam dobre kilka metrów kwadratowych. Tutaj najgorsze są
szprycbudy (bo duże i wystawione na różne kierunki
wiatru, fartuchy na relingach, środki ratunkowe (koła,
pojemniki z tyczkami, lifeslingi), tratwy, reflektory,
anteny satelitarne czy telewizyjne.
Liny (fały, topenanty, liny lazyjacków) są faktycznie
cienkie, ale za to są długie i zazwyczaj wysoko.
Warto zrobić próbę i spróbować utrzymać na wietrze płytę
o powierzchni choćby tylko jednego metra kwadratowego.
ŻAGLE
Specjalna uwaga należy się żaglom i hamulcom związanym z
żaglami. Dlatego, że one nie tylko hamują, ale też
pogarszają warunki pracy żagli, a więc maleje siła
napędowa.**
Główne hamulce to niestety rolery. A już zwłaszcza dwa
rolery blisko jeden za drugim. Ten drugi ma wtedy
fatalne warunki pracy.
W tym wypadku mam konkretne dane. Duży jacht (12 m
metrów) z dwoma sztagami blisko siebie. Jeżeli zrolowało
się przednią genuę i rozwijało foka na drugim sztagu, to
jacht zwiększał kąt do wiatru ponad 10 stopni. Słownie:
dziesięć. W silniejszym wietrze podczas halsówki nie
miał w regatach żadnych szans. Drugi sztag został po
pierwszym sezonie z nowym armatorem zdjęty.
Oczywiście problemem był nie sam przedni sztag, ale
nawinięta na nim genua.
Podobnie działa zwinięty na rolerze genaker tuż przed
sztakslem, jeżeli tak zostawimy żagiel po jego
zrolowaniu.
Lazy jack, jego fartuch i liny pogarszają warunki pracy
grota.
Rolery ogólnie mają dodatkowy negatywny wpływ na siłę
aerodynamiczną wytwarzaną przez żagiel.
Zakłócają opływ powietrza na przedniej krawędzi żagla.
Uniemożliwiają stosowanie poziomych, odpowiednio długich
listew. Żagle są zaprojektowane tak, żeby dawały się
zwijać, ich kształt pod kątem osiągów jest dopiero na
drugim miejscu. Dotyczy to wszystkich żagli rolowanych:
genakerów, sztaksli, grotów.
Stosowanie zwijaczy zamiast rolerów poprawia sytuację.
W żaglach rolowanych nie stosuje się regulacji naciągu
liku przedniego, a w każdym razie jest to trudniejsze.
Groty są w
najgorszej sytuacji.
Ważna uwaga.
Wyrzucenie z jachtu przed regatami części zbędnego
wyposażenia (np. kuchennego) nie spowoduje, że od razu
jacht zajmie lepsze miejsce. Dlatego że na wynik w
regatach wpływ ma bardzo wiele czynników (lekko 100).
Ale jeżeli przez cały sezon będziemy przed regatami
odciążać jacht, to wyniki w przekroju sezonu powinny się
poprawić.
To samo dotyczy wiązania przed wyścigiem lazyjacka do
bomu, zdejmowanie zbędnych elementów.
To wszystko daje efekt statystyczny, ale jeżeli
zsumujemy, to... patrz tabelka na początku artykułu.
Przy czym to wszystko nie działa, jeżeli na jachcie
sternik i załoga popełniają duże błędy.
Tak samo gorsze osiągi jachtu nie mają znaczenia, jeżeli
sternik uznaje, że sprawę załatwi uruchomienie silnika.
To jest oczywiście prawda. Silnik pozwala zapomnieć o
tym, że jacht żegluje gorzej niż by mógł.
Niemniej jednak warto się zastanowić, bo jeżeli można
osiągnąć zakładaną wygodę przy minimalizacji skutków
negatywnych, to chyba warto?
* Książka „Na uśpionych lotniskach”, bardzo mocno
polecam. W łopatologiczny sposób wyjaśnia, jak lata
samolot.
** Pływanie jachtu pod wiatr jest swoistym cudem fizyki
i opiera się na kruchej równowadze sił, z których tylko
część daje napęd.
*** Uwagę na to zwrócił Krzysztof Mnich, za co dziękuję!
|