GuidoE (von der Red. übertragen)
Hallo Forum,
am Mittwoch las ich in der Yacht, dass der Australier Lindsay Cunningham bei lediglich 4 Beaufort sage und schreibe 47 Knoten fuhr.
Und genau an dieser Stelle setzt jetzt meine Frage ein: Wie schafft er es schneller als der Wind zu sein? Bei Raum- oder Vorwindkursen würde das Segel doch nach hinten klappen und man führe einen Quasi-Aufschießer....
Also wie geht das nun?
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Gruß
Guido-E
Schneller als der Wind?
Moderatoren: vindoede, Moderatoren
Schneller als der Wind?
Die Red. (alles wird gut!)
Muckymu: (von der Red. übertragen)
Ich kenn das vom Surfen.
Ein Surfsegel gleicht einer Trägfläche sehr.
Der eigentliche Vortrieb entsteht nicht durch den Wind, den man einfängt, sondern durch den "Auftrieb" des Segels.
Am schnellsten ist man quer zum Wind bis leicht gegen den Wind.
Vor dem Wind wirds dann richtig langweilig.
Wenn der auch so ein Profilsegel hat, warum nicht ?
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Gruß
Birgit & Dominik
Ich kenn das vom Surfen.
Ein Surfsegel gleicht einer Trägfläche sehr.
Der eigentliche Vortrieb entsteht nicht durch den Wind, den man einfängt, sondern durch den "Auftrieb" des Segels.
Am schnellsten ist man quer zum Wind bis leicht gegen den Wind.
Vor dem Wind wirds dann richtig langweilig.
Wenn der auch so ein Profilsegel hat, warum nicht ?
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Gruß
Birgit & Dominik
Die Red. (alles wird gut!)
Holger: (von der Red. übertragen)
bei eisseglern ist es ähnlich. die sind auch schneller als der wind. und haben keine abtrift, weil die kufen wie auf schienen führen. vor dem wind ist man nie schnbeller als der wind, nur auf den anderen kursen. da kommt noch der scheinbare wind dazu und mit dem kräfteparallelogramm kann man damit die resultierende (in diesem falle die maximal theoretisch möglich Geschwindigkeitskomponente) errechnen.
vielleicht haben wir einen physiker im forum, der das mal anschaulich erklären kann.
holger
bei eisseglern ist es ähnlich. die sind auch schneller als der wind. und haben keine abtrift, weil die kufen wie auf schienen führen. vor dem wind ist man nie schnbeller als der wind, nur auf den anderen kursen. da kommt noch der scheinbare wind dazu und mit dem kräfteparallelogramm kann man damit die resultierende (in diesem falle die maximal theoretisch möglich Geschwindigkeitskomponente) errechnen.
vielleicht haben wir einen physiker im forum, der das mal anschaulich erklären kann.
holger
Die Red. (alles wird gut!)
Gerwin: (von der Red. übertragen)
Hallo Guido !
Ich bin zwar kein Physiker aber ich habe trotzdem eine Erklärung
Wenn du z.B. 90° zum wahren Wind fährst und Speed=Wind hast du einen scheinbaren Wind aus 45°
bie Speed=2*Wind hast du einen Einfallswinkel von knapp 30°
d.h. Es wird nur der Einfallswinkel enger und der scheinbare Wind nimmt immer mehr zu.
Das ist auch der Grund warum bei schnellen Booten (Tornado, ...) der Großbaum (und auch die Fock) meist sehr dicht gefahren wird. Du hast den Traveller selten weiter als 50cm von der Mitte weg.
Gruß aus Wien
Gerwin
Hallo Guido !
Ich bin zwar kein Physiker aber ich habe trotzdem eine Erklärung
Wenn du z.B. 90° zum wahren Wind fährst und Speed=Wind hast du einen scheinbaren Wind aus 45°
bie Speed=2*Wind hast du einen Einfallswinkel von knapp 30°
d.h. Es wird nur der Einfallswinkel enger und der scheinbare Wind nimmt immer mehr zu.
Das ist auch der Grund warum bei schnellen Booten (Tornado, ...) der Großbaum (und auch die Fock) meist sehr dicht gefahren wird. Du hast den Traveller selten weiter als 50cm von der Mitte weg.
Gruß aus Wien
Gerwin
Die Red. (alles wird gut!)
Seamaster: (von der Red. übertragen)
Naja - ich will's mal versuchen zu erklären, warum es möglich ist:
Bei einem Am-Wind-Kurs bläst der Wind so ins Segel, dass eine Kraft nach schräg vorne erzeugt wird. Diese Kraft lässt sich nun mithilfe des vielzitierten Kräfteparallelogramms formal in zwei Kräfte zerlegen, eine Kraft nach vorne (die für den Vortrieb sorgt, im folgenden Vortriebskraft genannt), eine zur Bootsseite (zur Leeseite, im folgenden Abdriftskaft genannt), die die Abdrift verursacht.
Segelt nun das Boot mit konstanter Geschwindigkeit und Kurs, so erinnern wir uns aus dem Physikunterricht, dass das Boot kräftefrei ist, alle an das Boot angreifenden Kräfte müssen sich also gegenseitig aufheben.
* Die Abdriftskraft wird durch den Auftrieb des Kiels kompensiert (der Kiel wird ja nicht von vorn angeströmt, sondern schräg von vorn, denn ein Segelboot segelt ja am Wind nicht genau nach vorn, sondern schräg nach vorn).
* Die nach Vortiebskraft wird durch den Rumpfwiderstand kompensiert. Oder anders ausgedrückt: der Segler beschleunigt so lange, bis die Vortiebskraft den selben Betrag hat wie die Widerstandskraft (der Widerstand nimmt ja mit der Geschwindigkeit zu).
Das Boot bleibt also nicht wie beim Vorwindkurs "hängen", sobalt Windgeschwindigkeit=Bootsgeschwindigkeit, sondern sobalt Vortriebskraft=Rumpfwiderstand. Und für ein schnittiges Boots ist dann die Windgeschwindigkeit schon überschritten.
Seamaster
P.S.: Das Schneller-als-der-Wind-Segeln hat übrigens nichts damit zu tun, dass sich zum wahren Wind der Fahrtwind addiiert und folglich bei Am-Wind-Kursen der scheinbare Wind stärker ist als der wahre Wind! Der Fahrtwind bremst (leider) auf ALLEN Kursen.
Naja - ich will's mal versuchen zu erklären, warum es möglich ist:
Bei einem Am-Wind-Kurs bläst der Wind so ins Segel, dass eine Kraft nach schräg vorne erzeugt wird. Diese Kraft lässt sich nun mithilfe des vielzitierten Kräfteparallelogramms formal in zwei Kräfte zerlegen, eine Kraft nach vorne (die für den Vortrieb sorgt, im folgenden Vortriebskraft genannt), eine zur Bootsseite (zur Leeseite, im folgenden Abdriftskaft genannt), die die Abdrift verursacht.
Segelt nun das Boot mit konstanter Geschwindigkeit und Kurs, so erinnern wir uns aus dem Physikunterricht, dass das Boot kräftefrei ist, alle an das Boot angreifenden Kräfte müssen sich also gegenseitig aufheben.
* Die Abdriftskraft wird durch den Auftrieb des Kiels kompensiert (der Kiel wird ja nicht von vorn angeströmt, sondern schräg von vorn, denn ein Segelboot segelt ja am Wind nicht genau nach vorn, sondern schräg nach vorn).
* Die nach Vortiebskraft wird durch den Rumpfwiderstand kompensiert. Oder anders ausgedrückt: der Segler beschleunigt so lange, bis die Vortiebskraft den selben Betrag hat wie die Widerstandskraft (der Widerstand nimmt ja mit der Geschwindigkeit zu).
Das Boot bleibt also nicht wie beim Vorwindkurs "hängen", sobalt Windgeschwindigkeit=Bootsgeschwindigkeit, sondern sobalt Vortriebskraft=Rumpfwiderstand. Und für ein schnittiges Boots ist dann die Windgeschwindigkeit schon überschritten.
Seamaster
P.S.: Das Schneller-als-der-Wind-Segeln hat übrigens nichts damit zu tun, dass sich zum wahren Wind der Fahrtwind addiiert und folglich bei Am-Wind-Kursen der scheinbare Wind stärker ist als der wahre Wind! Der Fahrtwind bremst (leider) auf ALLEN Kursen.
Die Red. (alles wird gut!)
Sayang: (von der Red. übertragen)
Zıtat:
Das Schneller-als-der-Wind-Segeln hat übrigens nichts damit zu tun, dass sich zum wahren Wind der Fahrtwind addiiert und folglich bei Am-Wind-Kursen der scheinbare Wind stärker ist als der wahre Wind! Der Fahrtwind bremst (leider) auf ALLEN Kursen.
Ein Boot segelt IMMER nur mit dem scheinbaren Wind.
Zıtat:
Das Schneller-als-der-Wind-Segeln hat übrigens nichts damit zu tun, dass sich zum wahren Wind der Fahrtwind addiiert und folglich bei Am-Wind-Kursen der scheinbare Wind stärker ist als der wahre Wind! Der Fahrtwind bremst (leider) auf ALLEN Kursen.
Ein Boot segelt IMMER nur mit dem scheinbaren Wind.
Die Red. (alles wird gut!)
TomM: (von der Red. übertragen)
Ich hoffe ja mal, dass die Frage nicht wirklich ernst gemeint war. Es ist ja zum größten Teil beantwotet worden.
Das Segel ist ein Flügel, so wie der optimale Kiel und der optimale Rumpf erzeugt das Segel Auftrieb am Profil, würde man es waagerecht stellen, so könnte man fliegen. Kräftediagramme nutzen hier nicht viel, weil es viel Worte braucht um die genaue Wirkungsweise zu erklären. Übrigens ist man sich immer noch nicht ganz klar darüber, ob denn nun und wo denn nun, Verwirbelungen nützlich üder schädlich sind.
Eines ist aber sicher. Es entsteht an jedem Flügel eine Unterdruckseite (die mit der Profilwülbung nach außen). Der Unterdruck entsteht durch die Beschleunigung der Luft, die vorhandene Luftmenge wird durch das Segel geteilt, an der äußeren Wölbung beschleunigt, das sie nun schneller fließt entsteht ein Unterdruck. Ob und inwiefern ein Überdruck auf der Innenseite entsteht bzw. welchen Einfluß der hat ist übrigens die bisher ungeklärte Frage (neueste Erkenntnisse zeigen, dass die alten Erklärungen nicht unbedingt richtig waren). Wichtig ist nun, die aus dem Unterdruck entstehende Kraft als Vortrieb (Auftrieb) zu nutzen, d.h. möglichst verlustfrei beim Schiff nach vorne wirken zu lassen, beim Flugzeug nach vorne/oben. Entscheidend für diesen Wirkungsgrad ist die Form des Profiles, die Profiltiefe und der Anstellwinkel. Durch Addition des Fahrtwind entsteht zudem der scheinbare Wind, der stärker ist als der wahre. Selbstverständlich wirken die umströmten Flächen als Widerstand und "bremsen" durch diesen Widerstand. Und selbstverständlich ändert sich mit zunehmender Fahrt der optimale Anstellwinkel und die optimal Profiltiefe und die optimale Profillage (wo ist der Segelbauch).
Vögel können diese Veränderungen mit Leichtigkeit produzieren, beim Segeln ist das mühsam und beim Fliegen ist das unmöglich. Übrigens fliegt ein Segelflugzeug ja auch schneller als der Wind und das nicht weil es sinkt!
Die Flügelwirkung ist auf allen Kursen gegeben, aber bei platt vor dem Wind heben sich die Kräfte zum größten Teil auf (Reibung und Vortrieb). Am optimalsten für die Geschwindigkeit sind Halbwind- bis Raumschotkurse weil hier der Unterdruck am effektivsten erzeugt werden kann. Durch den hohen Fahrtwind entsteht ein schneller scheinbarer Wind und daher sind die Anstellwinkel wesentlich flacher als sie sein müssten.
Das alles ist nur ein Teil des Zusammenspiels von Segel, Rumpf, Kiel, Ruder, aber so funktioniert es In der Luft und im Wasser, in jedem Medium, dass durch Beschleunigung seine Druckverhältnisse ändert.
Was heute unklar geworden ist, ist der Druckausgleich am Achterliek und die Wirkung der Umströmung eines Segels. Manche sagen es ist sinnvoll ein Segel umströmen zu lassen und beweisen dies technisch, ander sagen, das damit die Druckdifferenzen verkleinert werden und die Effektivität leidet und beweisen wiederum dies.
Aber eines ist sicher, Auf kleinen Fall entsteht der Vortrieb durch den Winddruck in das Segel. Entscheidend ist immer der Unterdruck auf der anderen Seite des Segels!
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so long -> Tom
Wissen ist Macht - Macht nichts
(Heinz Erhardt)
Ich hoffe ja mal, dass die Frage nicht wirklich ernst gemeint war. Es ist ja zum größten Teil beantwotet worden.
Das Segel ist ein Flügel, so wie der optimale Kiel und der optimale Rumpf erzeugt das Segel Auftrieb am Profil, würde man es waagerecht stellen, so könnte man fliegen. Kräftediagramme nutzen hier nicht viel, weil es viel Worte braucht um die genaue Wirkungsweise zu erklären. Übrigens ist man sich immer noch nicht ganz klar darüber, ob denn nun und wo denn nun, Verwirbelungen nützlich üder schädlich sind.
Eines ist aber sicher. Es entsteht an jedem Flügel eine Unterdruckseite (die mit der Profilwülbung nach außen). Der Unterdruck entsteht durch die Beschleunigung der Luft, die vorhandene Luftmenge wird durch das Segel geteilt, an der äußeren Wölbung beschleunigt, das sie nun schneller fließt entsteht ein Unterdruck. Ob und inwiefern ein Überdruck auf der Innenseite entsteht bzw. welchen Einfluß der hat ist übrigens die bisher ungeklärte Frage (neueste Erkenntnisse zeigen, dass die alten Erklärungen nicht unbedingt richtig waren). Wichtig ist nun, die aus dem Unterdruck entstehende Kraft als Vortrieb (Auftrieb) zu nutzen, d.h. möglichst verlustfrei beim Schiff nach vorne wirken zu lassen, beim Flugzeug nach vorne/oben. Entscheidend für diesen Wirkungsgrad ist die Form des Profiles, die Profiltiefe und der Anstellwinkel. Durch Addition des Fahrtwind entsteht zudem der scheinbare Wind, der stärker ist als der wahre. Selbstverständlich wirken die umströmten Flächen als Widerstand und "bremsen" durch diesen Widerstand. Und selbstverständlich ändert sich mit zunehmender Fahrt der optimale Anstellwinkel und die optimal Profiltiefe und die optimale Profillage (wo ist der Segelbauch).
Vögel können diese Veränderungen mit Leichtigkeit produzieren, beim Segeln ist das mühsam und beim Fliegen ist das unmöglich. Übrigens fliegt ein Segelflugzeug ja auch schneller als der Wind und das nicht weil es sinkt!
Die Flügelwirkung ist auf allen Kursen gegeben, aber bei platt vor dem Wind heben sich die Kräfte zum größten Teil auf (Reibung und Vortrieb). Am optimalsten für die Geschwindigkeit sind Halbwind- bis Raumschotkurse weil hier der Unterdruck am effektivsten erzeugt werden kann. Durch den hohen Fahrtwind entsteht ein schneller scheinbarer Wind und daher sind die Anstellwinkel wesentlich flacher als sie sein müssten.
Das alles ist nur ein Teil des Zusammenspiels von Segel, Rumpf, Kiel, Ruder, aber so funktioniert es In der Luft und im Wasser, in jedem Medium, dass durch Beschleunigung seine Druckverhältnisse ändert.
Was heute unklar geworden ist, ist der Druckausgleich am Achterliek und die Wirkung der Umströmung eines Segels. Manche sagen es ist sinnvoll ein Segel umströmen zu lassen und beweisen dies technisch, ander sagen, das damit die Druckdifferenzen verkleinert werden und die Effektivität leidet und beweisen wiederum dies.
Aber eines ist sicher, Auf kleinen Fall entsteht der Vortrieb durch den Winddruck in das Segel. Entscheidend ist immer der Unterdruck auf der anderen Seite des Segels!
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so long -> Tom
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(Heinz Erhardt)
Die Red. (alles wird gut!)
Seekreuzer: (von der Red. übertragen)
Kleines Experiment zur Verdeutlichung des Unterdruckprinzips durch strömende Luft:
Erst mal hinsetzen...
Nehmt zwei Blatt Papier, in jeder Hand eines. Nun haltet sie platt aneinander, nur dort wo ihr sie haltet, bleibt durch die Finger ein Spalt. In diesen blast ihr jetzt mit all Eurer Kraft und dem ganzen Lungenvolumen hinein.
Da sollten die locker aneinanderliegenden Blätter ja nur so zur Seite fliegen! Sie bleiben zusammen? Na, dann blast doch noch fester... und noch fester... jezz abba... ganz doll!!!
Wenn die Schwindelgefühle weg und der Atem wieder da ist, wißt ihr jetzt, daß die durchströmende Luft (auch wenn ihr denkt, daß ihr genügend Luft für einen ordentlichen Überdruck da rein blast) an den Papierblatt-Oberflächen (und auch auf der Lee-Seite des Segelprofils) einen Unterdruck erzeugt
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Liegeplatz-Datenbank
Kleines Experiment zur Verdeutlichung des Unterdruckprinzips durch strömende Luft:
Erst mal hinsetzen...
Nehmt zwei Blatt Papier, in jeder Hand eines. Nun haltet sie platt aneinander, nur dort wo ihr sie haltet, bleibt durch die Finger ein Spalt. In diesen blast ihr jetzt mit all Eurer Kraft und dem ganzen Lungenvolumen hinein.
Da sollten die locker aneinanderliegenden Blätter ja nur so zur Seite fliegen! Sie bleiben zusammen? Na, dann blast doch noch fester... und noch fester... jezz abba... ganz doll!!!
Wenn die Schwindelgefühle weg und der Atem wieder da ist, wißt ihr jetzt, daß die durchströmende Luft (auch wenn ihr denkt, daß ihr genügend Luft für einen ordentlichen Überdruck da rein blast) an den Papierblatt-Oberflächen (und auch auf der Lee-Seite des Segelprofils) einen Unterdruck erzeugt
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Liegeplatz-DatenbankDie Red. (alles wird gut!)
Muckymu: (von der Red. übertragen)
Ohne es begründen zu können, das Profil ist extrem entscheidend.
Bei Hack trimmt man das Surfsegel ganz flach.
Lässt der Wind nach, macht man es wieder Bauchiger und es zieht wieder mehr.
Und noch eins zum Druckabfall am Liek:
Wenn´s so richtig schön kachelt und man das perfekt getrimmte Segel dabei hat, zieht man das Unterliek ganz nach unten auf´s Brett.
Vieleicht verhindert dies den Druckverlust, auf jedenfall ist das der Turbo beim surfen.
_________________
Gruß
Birgit & Dominik
Ohne es begründen zu können, das Profil ist extrem entscheidend.
Bei Hack trimmt man das Surfsegel ganz flach.
Lässt der Wind nach, macht man es wieder Bauchiger und es zieht wieder mehr.
Und noch eins zum Druckabfall am Liek:
Wenn´s so richtig schön kachelt und man das perfekt getrimmte Segel dabei hat, zieht man das Unterliek ganz nach unten auf´s Brett.
Vieleicht verhindert dies den Druckverlust, auf jedenfall ist das der Turbo beim surfen.
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Gruß
Birgit & Dominik
Die Red. (alles wird gut!)
Seekreuzer: (von der Red. übertragen)
Muckymu hat folgendes geschrieben::
Und noch eins zum Druckabfall am Liek:
Wenn´s so richtig schön kachelt und man das perfekt getrimmte Segel dabei hat, zieht man das Unterliek ganz nach unten auf´s Brett.
Vieleicht verhindert dies den Druckverlust, auf jedenfall ist das der Turbo beim surfen.
Ziel ist ja, die Luftströmung am Profil entlang zu führen... wenn da nun unten so eine Lücke klafft, dann sucht sich die Luft diesen "Kurzschluß" als Abkürzung...
Du Heizer
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Liegeplatz-Datenbank
Muckymu hat folgendes geschrieben::
Und noch eins zum Druckabfall am Liek:
Wenn´s so richtig schön kachelt und man das perfekt getrimmte Segel dabei hat, zieht man das Unterliek ganz nach unten auf´s Brett.
Vieleicht verhindert dies den Druckverlust, auf jedenfall ist das der Turbo beim surfen.
Ziel ist ja, die Luftströmung am Profil entlang zu führen... wenn da nun unten so eine Lücke klafft, dann sucht sich die Luft diesen "Kurzschluß" als Abkürzung...
Du Heizer
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Liegeplatz-DatenbankDie Red. (alles wird gut!)
boatman: (von der Red. übertragen)
Grundsätzlich finde ich das Thema interessant.
Habt Ihr deswegen für nen Mobo vielleicht mal eine kurze Skizze von einem segelnden Boot mit den entsprechenden Bezeichnungen? Luv und Lee kann ich noch, aber dann wirds schwieriger für mich.
Ich möchte das doch auch verstehen.
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Gruß, Thomas
Der BOATMAN auf FOUR WINNS 205 sundowner
Please pay attention: Hubraum läßt sich nur durch noch mehr Hubraum ersetzen ! ! !
Grundsätzlich finde ich das Thema interessant.
Habt Ihr deswegen für nen Mobo vielleicht mal eine kurze Skizze von einem segelnden Boot mit den entsprechenden Bezeichnungen? Luv und Lee kann ich noch, aber dann wirds schwieriger für mich.
Ich möchte das doch auch verstehen.
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Gruß, Thomas
Der BOATMAN auf FOUR WINNS 205 sundowner
Please pay attention: Hubraum läßt sich nur durch noch mehr Hubraum ersetzen ! ! !
Die Red. (alles wird gut!)
Seamaster: (von der Red. übertragen)
Das Kräfteparallogramm soll ja nicht erklären, warum ein Segel Auftrieb erzeugen kann, sondern weshalb Schiffe schneller als der Wind segeln können.
Seamaster
TomM hat folgendes geschrieben::
Das Segel ist ein Flügel, so wie der optimale Kiel und der optimale Rumpf erzeugt das Segel Auftrieb am Profil, würde man es waagerecht stellen, so könnte man fliegen. Kräftediagramme nutzen hier nicht viel, weil es viel Worte braucht um die genaue Wirkungsweise zu erklären.
Das Kräfteparallogramm soll ja nicht erklären, warum ein Segel Auftrieb erzeugen kann, sondern weshalb Schiffe schneller als der Wind segeln können.
Seamaster
Die Red. (alles wird gut!)
TomM: (von der Red. übertragen)
Hab ich schon kapiert seamaster, jedoch erklärt das Kräfteparallelogram gar nix, es sind nämlich nur Pfeile drauf (Vektoren). Wenn man das Prinzip noch nicht kennt, dann verwirrt es mehr als es nutzt weil je nach Ausführung vier bis sechs Vekroen eingezeichnet sind. Erst muss man verstehen warum es zu den Kräften kommt, dannn kann man sie anhand von Vektoren darstellen.
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so long -> Tom
Wissen ist Macht - Macht nichts
(Heinz Erhardt)
Hab ich schon kapiert seamaster, jedoch erklärt das Kräfteparallelogram gar nix, es sind nämlich nur Pfeile drauf (Vektoren). Wenn man das Prinzip noch nicht kennt, dann verwirrt es mehr als es nutzt weil je nach Ausführung vier bis sechs Vekroen eingezeichnet sind. Erst muss man verstehen warum es zu den Kräften kommt, dannn kann man sie anhand von Vektoren darstellen.
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so long -> Tom
Wissen ist Macht - Macht nichts
(Heinz Erhardt)
Die Red. (alles wird gut!)