Zeiltechniek


 

Werking van het zeil

Er zijn twee principes verantwoordelijk voor de voorstuwing van zeilboten.

Het eerste principe is het plaatsen van een oppervlak dwars op de wind en gebruik te maken van de weerstand die dit opwerpt door het afremmen van de wind. Een nadeel van dit principe is dat als de snelheid van de zeilboot in de buurt van de snelheid van de wind komt de weerstand die het zeil opwerpt afneemt. Als de zeilboot recht voor de wind uit vaart is dit principe volledig verantwoordelijk voor de voorstuwing.


Het tweede principe is het veranderen van de richting van de invallende wind en daardoor druk in het zeil te krijgen. Het resultaat van deze druk in het zeil is een kracht op het zeil, vergelijkbaar met de liftkracht van een vliegtuigvleugel. Deze werkt door op de boot, gedeeltelijk dwars op de vaarrichting en gedeeltelijk in de vaarrichting. Dit principe is bij koersen anders dan voor de wind verantwoordelijk voor de voortstuwing. Door de bouw van de boot en de werking van kiel of zwaard(en) zal de kracht dwars op de boot slechts in geringe mate een zijwaartse beweging driftverlijeren van de boot ten gevolge hebben. Ook aan de lijzijde van het zeil wordt de wind omgebogen, omdat de wind het zeil wil blijven volgen door het coanda effect. De wind volgt deze buitenbocht alleen indien deze bocht niet te abrupt is en er geen te grote obstakels zijn.

 

 

 

 

 

Werking zeilen beter

Het is een hardnekkig misverstand dat een zeil werkt doordat de weg langs de bolle zijde (aan lij) langer is dan langs de holle zijde (aan loef). In die foute redenering zou de lucht sneller gaan langs de bolle zijde omdat die het langst is. Die hogere snelheid zou dan leiden tot een lagere druk, volgens het principe van Bernoulli. Het principe van Bernoulli, dat bij versnelde lucht een lage druk hoort, klopt wel. Hoe men op het idee komt dat een langere weg sneller wordt afgelegd is, is onbekend. Dat de weg langs de bolle kant langer is klopt eigenlijk niet bij een zeil, aangezien de afgelegde weg langs de bolle en de holle kant vlak bij het zeil gelijk is. De wind zal nooit een vacuüm laten ontstaan door "rechtdoor" te gaan; zie plaatje. 

 

 

 

 

  Werking zeilen fout

Naast de invloed van de wind op het zeil, werken er nog andere krachten in op de boot zoals de remmende kracht van het water. De uiteindelijke koers is de resultante van al deze krachten. Een kiel of zwaard zorgt ervoor dat de zeilboot niet te veel opzij (zie drift of verlijeren) wordt geblazen door de wind.

 

Windoriëntatie

Een zeilboot gaat vooruit doordat de wind in de zeilen blaast. De zeilen kunnen gesteld worden zodat deze efficient van de wind gebruik maken. Om te bepalen hoe het zeil moet staan moet je weten waar de wind vandaan komt. Op welke manieren kun je te weten komen waar de wind vandaan komt? Je kunt de wind voelen, ruiken, horen en zien! Om met het eerste te beginnen: je voelt de wind vooral goed rond je nek en in je gezicht. Probeer maar eens om met je ogen dicht te bepalen waar de wind vandaan komt. Andere manieren om te bepalen waar de wind vandaan komt zijn:

  • vlaggen die op de kant staan;
  • bomen en struiken;
  • golven (heel belangrijk, zeker als je op een groot meer zit!);
  • als je boot een windvaantje heeft, gebruik dit dan niet, het geeft namelijk niet de echte windrichting aan;
  • als je wat meer van zeilen weet kan je ook aan de hand van je zeilen en de zeilen van andere boten de windrichting bepalen.

Zeilkoersen

Of de wind uit het noorden of het zuiden komt is niet belangrijk, het is wel belangrijk hoe de wind ten opzichte van de boot staat. Of beter gezegt: welke koers de boot vaart, ten opzichte van de wind.


Koersen zijn als volgt ingedeeld:

 

In de wind

In deze koers kunnen we niet zeilen.

 

Aan de wind

Schuin tegen de wind in zeilen.

 

Halve wind

De wind komt loodrecht van opzij.

 

Ruime wind

De wind komt schuin van achteren.

 

Voor de wind

De wind komt precies van achteren

 

 

Van koers veranderen kun je op twee manieren doen:

 

Afvallen

Van de wind afsturen.

 

Oploeven

Naar de wind toesturen.

 

Waarbij er twee bijzondere koersverandering onderscheiden, dit zijn de koersveranderingen waarbij we met de zeilboot door de wind draaien:

 

Gijpen of halzen

De koersverandering waarbij de achtersteven van het schip zich door de windrichting verplaatst. De giek moet naar het andere boord worden gebracht terwijl het zeil vol de wind vangt.

 

Wenden of overstag gaan

De koersverandering waarbij de voorsteven van het schip zich door de windrichting verplaatst. 

 

 

 

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

Bakboord is de linkerzijde van een schip, gezien in de normale vaar- of vliegrichting (naar de boeg toe gekeken).

 

Stuurboord
Stuurboord is de rechterzijde van een schip, gezien in de normale vaar- of vliegrichting (naar de boeg toe gekeken).

Door deze benamingen te gebruiken, vermijdt men verwarring. De benamingen duiden namelijk op de linker- en rechterzijde van een schip, niet van een persoon. Een roeier, die achterstevoren zit, heeft de stuurboordriem in zijn linkerhand en de bakboordriem in zijn rechterhand. Zou men van linkerriem en rechterriem spreken, dan zou de bedoeling niet duidelijk zijn.

Sommige schepen, vooral veerboten op een korte afstand, zijn voor en achter gelijk. In dat geval ligt de 'virtuele boeg' aan de zijde waarheen de roerganger kijkt tijdens de bediening van zijn stuureenheid.

 

Aan de wind

 

  Aan de windse koers met zeil over bakboord          Aan de windse koers met zeil over stuurboord

 

Aan de wind is een term uit de zeilvaart, waarmee een koers wordt aangeduid waarbij de wind voorlijker dan dwars inkomt. De lengte-as van de zeilboot maakt dan met de windrichting een hoek tussen 45 en 90 graden. De boot zeilt aan de wind.


In de wind

 

In de wind ligt een schip wanneer de wind recht of praktisch recht van voren in komt. Dit gebied beslaat voor langsgetuigde schepen ongeveer 30-45 graden over beide boegen. Voor een zeilschip is dit een koers die niet te bezeilen is. Het wordt ook wel een in de windse koers genoemd en de hoek ten opzichte van de windrichting de dode hoek

 

Dode hoek

Dode hoek is een zeilterm waarmee de richtingen aangeduid worden die niet bezeilbaar zijn. De dode hoek beslaat een hoek van ongeveer 45° aan weerszijden van de windrichting.

Bij koersen binnen de dode hoek is de tegendruk van de wind op de zeilen zo groot dat de boot zich niet meer voorwaarts beweegt. De zeilen kunnen zelfs gaan killen of helemaal klapperen. Je koers is dan in de wind.

 

De dode hoek (van totaal ongeveer 90°) wordt groter wanneer de windkracht afneemt. Ook de constructie van boot en tuigage heeft invloed op de grootte van de dode hoek. Dwarsgetuigde schepen halen zelfs een hoek van 45° ten opzichte van de wind niet, terwijl scherpe jachten een hoek van minder dan 45° kunnen halen.

 

Halve wind

 Halfwindse koers met zeil over bakboord  Halfwindse koers met zeil over stuurboord

 

Halve wind is een term uit het zeilen die de richting van de boot ten opzichte van de wind aangeeft. Bij een halfwindse koers komt de wind recht van opzij.

Bij halve wind staat de windrichting tussen de 80 en 100 graden op de lengteas van de boot. Halve wind is de snelste koers die een langsgetuigd schip kan varen.

 

Ruime wind

 Ruimwindse koers met zeil over bakboord  Ruimwindse koers met zeil over stuurboord

 

Ruime wind of bakstagwind is een term uit het zeilen. Bij een ruimwindse koers komt de wind schuin van achteren.

Bij ruime wind vormt de windrichting een hoek tussen ongeveer 100 en 170 graden met de lengteas van de boot, dit kan over beide boegen. Voor de traditionele zeilvaart op de dwarsgetuigde schepen was de ruimwindse koers de optimale koers, dan werd de hoogste snelheid gehaald.

 

Men vaart zogezegd ruimschoots, dus met de schoten ver uitgevierd. Een gunstige koers, want men heeft veel manoeuvreerruimte, men kan zowel oploeven als afvallen.

 

Voor de wind

 Voor de windse koers met zeil over bakboord  Voor de windse koers met zeil over stuurboord

Voor de wind is een term uit het zeilen die de richting van de boot t.o.v. de wind aangeeft. Bij een voordewindse koers komt de wind recht van achteren.

Wanneer men voor de wind vaart, komt de wind via de achtersteven binnen (tussen de 170 en 190 graden). Op de fiets zou het wind mee heten. Voor langsgetuigde schepen is voor de wind varen lang niet de snelste van alle windkoersen. Dit komt enerzijds doordat de zeilen elkaar afdekken, en anderzijds doordat de relatieve windsnelheid (de windsnelheid gemeten vanaf de boot) lager is dan bij andere koersen, aangezien de wind in dezelfde richting waait als de boot vaart, De meeste langsgetuigde zeilschepen bereiken de grootste vaart bij halve wind.

De uitdrukking het gaat iemand voor de wind betekent dat het iemand erg goed gaat, en stamt uit de tijd van de dwarsgetuigde zeilvaart.

 

Hogerwal en Lagerwal

Hogerwal en lagerwal zijn twee termen uit de zeilsport, die zijn bedoeld om de windrichting ten opzichte van de wal aan te duiden.

Hogerwal is de wal waar de wind vandaan komt en lagerwal is de wal waar de wind naartoe gaat. Als de wind van noord naar zuid waait, is de noordzijde van een meer de hogerwal en de zuidzijde de lagerwal.

Zeilen (Hoger en lager wal).JPG

Ligt een zeilboot tegen de hogerwal, dan is wegvaren eenvoudig. Ligt een boot tegen de lagerwal, dan wordt hij door de wind steeds tegen de wal geblazen en is het moeilijk in de juiste positie te komen om weg te varen. Een zeiler zal dan ook trachten tijdig van koers te veranderen voordat hij aan lagerwal geraakt.

 

De termen zijn terug te vinden in het spreekwoord Aan lager wal raken.

 

 

 

Werking van de zeilen

 

Een zeilboot wordt aangedreven door de wind. Iedereen begrijpt dat als een zeilboot voor de wind vaart de zeilboot voorruit wordt geblazen. Maar als een zeilboot halve wind vaart, waarom wordt een zeilboot dan niet opzij geblazen? (Dit noemen we verlijeren).

 

Lijzijde

De scheepszijde waar de wind naartoe waait.

 

Loefzijde

de scheepszijde waar de wind inkomt.

 

Verlijeren

Dit is het verzet naar lijzijde door de wind.

 

Je kunt een zeilboot in het water vergelijken met een schaats op het ijs. De schaats biedt grip op het ijs. De schaats laat zich gemakkelijk vooruit verplaatsen, maar geeft veel grip als je met je been zijwaarts tegen de schaatst duwt. Ook zeilboten worden zó gebouwd, dat ze gemakkelijk voortbewegen door het water, maar zich moeilijk opzij laten drukken door de wind.

 

Bij een platbodemboot zorgen de zwaarden voor de anti-verlijerende krachten. De anti-verlijerende kracht is een reactiekracht op de zeilkracht. Met andere woorden: De zwaarden zorgen er voor dat we niet te veel verlijeren. Om het verlijeren zoveel mogelijk tegen te gaan, dient de zijdelingse weerstand van een schip zo groot mogelijk te zijn. Dit wordt bereikt d.m.v. kielen, scheggen, loefbijters en/of zwaarden.

 

Tegen de wind in zeilen is niet mogelijk en waarschijnlijk niet moeilijk te begrijpen. Het is moeilijker te begrijpen hoe het mogelijk dat een zeilboot aan de wind kan varen.

 

Een zeil buigt de wind, die langs de oppervlakten van het zeil stroomt, af, zoals dit ook bij een vliegtuigvleugel het geval is. Doordat de zeilen de wind afbuigen onstaat kracht op het zeil, deze kracht wordt gebruikt om voorruit te komen. Hierbij wordt gebruik gemaakt van het coanda-effect, het verschijnsel van stromende vloeistoffen of gassen die de kromming van een oppervlak volgen. Aan de kant van het zeil waar de wind het zeil in blaast, de loefzijde, onstaat overdruk en aan de de lijzijde ontstaat onderdruk.

 

Naast de invloed van de wind op het zeil, werken er nog andere krachten in op de boot zoals de remmende kracht van het water. De uiteindelijke koers is de resultante van al deze krachten.