Zeilen
Zeilen wordt binnen scouting gedaan door de waterscoutingtak. bij scoutinggroepen in Nederland gebeurt het zeilen met een lelievlet. Bij het zeilen wordt er gebruik gemaakt van de kracht van de wind. Het zeil en de manier waarop hij is gehesen veranderen de snelheid en richting van de inkomende wind, en zorgen er zo voor dat de boot in een bepaalde richting vaart.
Zeiltechniek
Werking van zeil en romp
De vrije stroming van wind wordt door een zeil vertraagd en afgebogen. Daardoor ontstaat er een drukverschil tussen de aan-de-windse kant van het zeil en de van de wind afgekeerde zijde. Men definieert het “zeilpunt” (z in de illustraties) als het zwaartepunt van het totaal van drukkrachten op het zeil. Voor een begrip van de krachten die op een schip werken rekent men alsof de totale door wind veroorzaakte kracht op het zeil, of meerdere zeilen, in het zeilpunt aangrijpt; de richting van die kracht wordt beschouwd als haaks op het zeil staand.
Als een zeilschip met de windrichting mee vaart heeft het baat bij een bol gesneden zeil dat in staat is de aanstromende wind effectief te vertragen, zodat de in de wind aanwezige stromingsenergie goed benut wordt.
Als een zeilschip een andere koers vaart en met name wanneer het schuin tegen de wind in voortgang wil boeken, is een strakker zeil effectiever. De wind valt dan schuin in het zeil in. Eventuele bolling van het zeil aan de achterzijde zou remmend werken omdat het een obstakel vormt voor de wegstromende lucht. De schuin voorwaarts gerichte zeilkracht kan samengesteld gedacht worden uit een voorwaartse component en een zijwaartse. De zijwaartse component moet effectief tegengewerkt worden door enig zijwaarts oppervlak onder water. De voorwaartse kracht drijft het schip voort. Het onderwaterschip is voor het zeilgedrag even belangrijk als de effectiviteit van het zeil. Zijwaarts wegdrijven (drift, verlijeren) wordt tegengegaan door de kiel, midzwaard of zijzwaarden, of soms ook doordat de romp een scherpe diepstekende V-vorm heeft. Minimale voorwaartse weerstand wordt bereikt door de romp een zo slank mogelijke vorm te geven. Omdat genoemde voorzieningen vaak in strijd zijn met inwendige leefruimte of laadvermogen, het vaargebied, waarbij ondiepten een diepstekende kiel onmogelijk maken en soms ook met gunstig gedrag in golven, zal het rompontwerp altijd een compromis zijn.
Enkele begrippen en effecten die met zeilen verband houden
- Lateraal punt. Dit is het aangrijpingspunt van de krachten van het water die zijdelings op het schip inwerken; het is het onderwater-equivalent van het "zeilpunt".
- Schijnbare wind. Zodra een zeilboot snelheid maakt verandert de relatieve luchtsnelheid ten opzichte van de boot. Bij een voor-de-windse koers, waarbij de wind van achter komt, is de netto windsnelheid die de boot "voelt" gelijk aan het verschil tussen wind- en bootsnelheid. Indien de boot recht tegen de wind in zou varen, is de schijnbare windsnelheid gelijk aan de som van bootsnelheid en windsnelheid. Bij andere koersen moet de snelheid van schip en wind vectorieel opgeteld worden om de schijnbare windrichting en -snelheid te bepalen. Een windvaantje bovenin de mast geeft de schijnbare windrichting aan.
- Het effect van waterstroming. Deze werkt door op de snelheid van de boot en dus ook op de schijnbare wind. Met name op rivieren kan de watersnelheid nogal variëren met de plaats waar men vaart.
- Stuurgedrag. Omdat er onder verschillende omstandigheden een horizontale afstand zal zijn tussen het zeilpunt en het laterale punt werkt er een koppel op het schip, dat daardoor neigt tot oploeven (de kop naar de wind draaien) of afvallen (de kop van de wind afdraaien). De arm van dit koppel is afhankelijk van de zeilvoering, van de helling en de koers van het schip ten opzichte van het water. Het is maximaal bij ongeveer halve wind en minimaal indien de wind ongeveer evenwijdig aan de langs-as van het schip invalt.
- Rompsnelheid. Een bewegende scheepsromp maakt golven. Als het schip zo snel gaat dat er juist één golf naast de romp ontstaat, zal het verder verhogen van de snelheid onevenredig meer energie kosten; het schip zou dan voortdurend bezig zijn tegen de eigen boeggolf op te klimmen. De maximale snelheid, rekening houdend met dit effect, wordt rompsnelheid genoemd.
- Planeren. Indien de rompvorm het toelaat kan het beperkende effect van de rompsnelheid vermeden worden doordat de romp meer over het water glijdt, dan dat ze zich erdoorheen dwingt. Met name schepen waarvan de onderkant van de romp enigszins vlak is, zijn relatief gemakkelijker tot planeren te brengen.
- Hellingshoek. De wind grijpt aan boven het waterniveau. Er ontstaat een koppel dat het schip doet hellen. De arm van het koppel is de afstand tussen het zeilpunt en het lateraal punt. Er ontstaat om twee redenen een tegenwerkend moment. De romp komt dan asymmetrisch in het water te liggen waardoor aan de lage kant de opwaartse kracht van het water toeneemt. Dit effect wordt versterkt doordat ballast, die vaak laag, of onder een zeilboot is aangebracht, meer zijdelings komt te liggen. De hellingshoek speelt ook bij het stuurgedrag van het schip een rol. Indien het schip helt, neemt het effectieve zeiloppervlak af, evenals de efficiency van het zeil. Dit geldt ook voor het onderwaterschip. De waterlijnlengte neemt dan enigszins toe, wat een verhoging van de "rompsnelheid" tot gevolg heeft. Ook zal de werking van het roer veranderen omdat het effectieve roeroppervlak vermindert en omdat het stromingspatroon rond het roer verandert. Soms worden om die reden twee roeren toegepast, ter linker- en ter rechterzijde van de spiegel. Voor catamarans geldt het effect van varen onder helling veel minder. Enkelromps schepen hebben door het afnemende moment van de kracht op het zeil en het toenemende oprichtende moment van de ballast een "ingebouwde" veiligheid tegen overbelasting: bij een hellend schip neemt het hellend koppel af en het oprichtend moment toe. Hoewel catamarans een grote weerstand bieden tegen grote zijwind zal bij grotere helling plotseling het oprichtend koppel sterk afnemen; de catamaran kan dan plotseling kapseizen.
Koersveranderingen
Omdat een zeilschip niet altijd in dezelfde richting vaart, zijn koersveranderingen nodig.
- oploeven Meer tegen de wind in gaan varen.
- afvallen Meer met de wind mee gaan varen.
- wenden of overstag gaan Tegen de wind in door de wind draaiend van boeg veranderen.
- gijpen Voor de wind van boord veranderen. Gevaarlijk bij wind groter dan kracht 5!
- stormrondje Voor de wind van boeg veranderen door een rondje door de wind te wenden.
- halzen ??? Bij dwars getuigd zeilschip voor de wind van boord veranderen.
Iedere koers vraagt om zijn eigen optimale stand van de zeilen, zodat de stand van de zeilen aangepast moet worden bij een koersverandering.
Termen: zeilen
In de wereld van de zeilvaart worden allerlei termen gebruikt om de zaken die van belang zijn voor het veilig varen goed te kunnen benoemen.
- bakboord
- stuurboord
- aan de wind
- in de wind
- dode hoek
- halve wind
- ruime wind
- voor de wind
- hogerwal
- lagerwal
Termen: tuigage
Tuigage is de verzamelnaam voor alle zeilen, staand (vast) en lopend (beweegbaar) want, het touwwerk en de rondhouten die nodig zijn om een schip voort te bewegen en om een schip te laten ankeren. De aan boord aanwezig hijstoestellen voor het aan / van boord brengen van lading en de sloepen behoren ook tot de tuigage. Tot het tuigage behoren onder meer:
Bronnen en referenties
- Bovenstaand artikel of een eerdere versie daarvan is geheel overgenomen van http://nl.wikipedia.org/wiki/Zeilen_(varen)
