Tajemnice refowania cz.2

Poprzednim razem wyjaśniliśmy sobie, że – zgodnie z zasadami stateczności kierunkowej – tendencja jachtu do ostrzenia lub odpadania, czy też „trzymania” kursu w sytuacji ustawienia steru na zero i puszczenia koła lub rumpla, zależna jest przede wszystkim od wzajemnego układu środka ożaglowania jachtu (ŚOJ) i środka oporu bocznego jachtu (ŚOB). Jeżeli środek ożaglowania jest na jednej linii ze środkiem oporu bocznego, jacht jest zrównoważony – przy sterze „zero” nie ostrzy ani nie odpada (oczywiście do momentu, gdy z takiego ruchu wytrąci go fala lub zmiana siły wiatru). Jeżeli środek ożaglowania jest cofnięty wobec środka oporu bocznego, jednostka ma tendencję do ostrzenia, a gdy środek ożaglowania jest przesunięty do przodu wobec środka oporu bocznego, jacht samoczynnie odpada.

Przypomnieliśmy też, jak owe środki wyznaczyć, a także wyjaśniliśmy, że refowanie żagla powoduje wzajemne przesuniecie obu środków, a więc ma bezpośredni wpływ na cechy stateczności kierunkowej jachtu.

Jak jednak wyznaczyć środek ożaglowania np. na slupie bermudzkim (typie jednostek na których najczęściej pływamy), który ma dwa żagle: foka i grota? I jak na stateczność kierunkową wpływa refowanie tych żagli (łącznie i osobno)?

Przypomnijmy. Położenie środka ożaglowania przy jednym żaglu wyznacza się prowadząc proste z każdego rogu żagla do środka przeciwległego liku. W miejscu, w którym linie te się przetną znajduje się środek ożaglowania. W rzeczywistości jest to środek ciężkości trójkąta (figury płaskiej). Żagle nie są płaskie, jednak do naszych rozważań metoda ta w zupełności wystarczy.

 Aby ustalić środek ożaglowania na jachcie dwużaglowym najpierw wyznaczamy środki ożaglowania poszczególnych żagli, a następnie mierzymy powierzchnię każdego z nich. Do obliczenia powierzchni wystarczy wzór na powierzchnię trójkąta. Teraz łączymy środek ożaglowania foka ze środkiem ożaglowania grota ( na rysunku obok linia zielona). Z obu środków wyprowadzamy proste prostopadłe do linii łączącej środki obu żagli (linie niebieskie). Ważne, aby były one skierowane w przeciwnych kierunkach. Teraz najtrudniejsze. Ze środka ożaglowania foka odkładamy na ustalonej wcześniej linii (niebieskiej) wychodzącej ze ŚOF wartość powierzchni grota, a z środka ożaglowania grota (również na linii niebieskiej) odkładamy wartość powierzchni foka. Przykładowo: jeżeli grot ma powierzchnię 40 m. kwadratowych, to na linii wychodzącej ze ŚOF odkładamy np. 4 metry. Jeżeli fok ma powierzchnię 20 m. kwadratowych, to ze ŚOG odkładamy 2 m. Oba uzyskane w ten sposób punkty (na grocie i na foku) łączymy ze sobą (linia czerwona). Tam gdzie owa linia przetnie się z linią łączącą ŚOF i ŚOG wypada nam środek ożaglowania jachtu.

Wiedząc gdzie jest środek oporu bocznego (metodę jego ustalenia opisywaliśmy poprzednim razem) i środek ożaglowania wiemy, czy nasz jacht będzie miał tendencję do ostrzenia, odpadania czy też będzie zrównoważony. Jak widzimy na rysunku obok, przedstawiona tu jednostka jest zrównoważona (przy sterze zero nie ma tendencji ani do ostrzenia, ani do odpadania). Jej środek ożaglowania znajduje się na jednej linii ze środkiem oporu bocznego.

Co jednak się stanie, gdy zmniejszymy znacząco powierzchnię foka? Środek ożaglowania cofnie się wobec środka oporu bocznego a statek zyska tendencję do ostrzenia. I oczywiście odwrotnie. Gdy zmniejszymy powierzchnię grota, ŚOJ przesunie się do przodu, a jacht stanie się zawietrzny, czyli będzie miał tendencje do samoistnego odpadania.

Kiedy fakt, że statek ma tendencję do ostrzenia lub odpadania może mieć dla nas istotne znaczenie? Kiedy właściwa proporcja żagli może być nad wyraz istotna? Jak się okazuje, kwestia ta jest dla nas kluczowa częściej niż się nam to wydaje. Przy zbyt dużym żaglu przednim w stosunku do grota trudno jest nam wyostrzyć i utrzymać kurs bajdewindowy, a przy zbyt małym żaglu przednim trudniej się odpada i utrzymuje kursy pełne.

Niepotrzebną zawietrzność uzyskuje się także przy zwrocie przez sztag, gdy zaraz po przejściu linii wiatru nadmiernie przebierzemy foka. Jacht zaczyna nie tylko mocniej dryfować, ale także odpadać, co po tym manewrze nie jest wskazane. Zwłaszcza, gdy się halsujemy w wąskim przejściu. Takie natychmiastowe wybranie foka po zwrocie przez sztag w sytuacji, gdy proporcje żagli nie są właściwe, powoduje „błąkanie się” jachtu od połówki do połówki, mimo usilnych działań sternika. Tak więc przy odpowiednio dużym foku, lepiej po zwrocie przez sztag dać zapracować najpierw grotowi, który nas „wyostrzy”, niż przebierać natychmiast foka.  

Dobranie odpowiedniej proporcji żagli wpływające na zawietrzność i nawietrzność jachtu jest ogromnie istotne przy stawianiu jachtu w dryfie. Manewr ten wymaga ustawienia foka „na wstecznym”, wyluzowania grota i wychylenia płetwy sterowej na zawietrzną. W ten sposób raz działa fok, a raz grot, co sprawia, że jacht „spada” z wiatrem jak liść (ostrzy i odpada na przemian). Dzieje się tak, bo raz pracuje fok, który powoduje odpadanie łódki, gdyż ŚOJ jest przed ŚOB (wyluzowany grot w tym momencie nie pracuje). Gdy jacht wystarczająco odpadnie, zacznie pracować grot i ŚOJ znajdzie się za ŚOB i nasz statek zaczyna ostrzyć. Gdyby powierzchnie grota i foka były źle dobrane manewr ten byłby bardzo utrudniony, a przy braku któregokolwiek z żagli wręcz niemożliwy. Nasz statek mógłby ciągle odpadać, bo mały grot nie miałby „siły” wyostrzyć lub mógłby „nie odpaść”, bo zbyt mały fok nie miałby „sił” pokonać ostrzącego grota.

Kolejny przykład, gdy stateczność kierunkowa jachtu może mieć dla nas ogromne znaczenie to sytuacja, gdy samotny sternik wpadnie za burtę lub przytrafi mu się inne nieszczęście. Puszczony ster zmusi żagle do przejęcia „prowadzenia” jachtu. Jeżeli będziemy mieli w tym momencie do czynienia z jachtem zawietrznym, to ten ustawi się do baksztagu i popłynie w siną dal bez naszego udziału. Gdy jednak będzie nawietrzny, sam wyostrzy i… stanie w kącie martwym, co może pozwolić sternikowi do niego dopłynąć.

Możemy wykorzystać cechy stateczności kierunkowej aby „odciążyć” sternika. Ustawienie żagli do układu jachtu zrównoważonego pozwala odpocząć sternikowi, gdyż łatwiej jest „przekazać” sterowanie żaglom (układowi SOJ – SOB), a poważniej to jacht łatwiej trzyma się kursu i sternik nie musi się mocować ze sterem.

W wypadku awarii steru łatwiej nam będzie też utrzymać jednolity kurs względem wiatru.

Dobranie powierzchni żagli ma niebywałe znaczenie dla utrzymania kursu w bejdewindzie przy silnym wietrze. Jak wiemy, przechylona łódka ostrzy, a jeżeli dodamy do tego jeszcze ustawienie żagli potęgujące tą tendencję, to sternik musi się mocno napracować, aby nie wejść w kąt martwy. Często „wydajność” steru w takiej sytuacji jest zbyt mała i mimo „siłowania” się ze sterem raz po raz stajemy pod wiatr lub robimy niekontrolowane sztagi.

O przechyle decyduje też fala, która np. przy kursach baksztagowych nie tylko przechyla jacht powodując ostrzenie, ale ustawia bokiem do wiatru, co jeszcze bardziej wzmacnia ostrzenie. Jeżeli ponadto dodamy do tego układ żagli, a właściwie środka ożaglowania i środka oporu sprzyjający nawietrzności, to efektem będzie tzw. „wywózka” na baksztagu, czyli ostrzenie jachtu z baksztagu do bejdewindu, a wręcz do kąta martwego, mimo usilnego przeciwdziałania sterem. W skrajnych, choć częstych sytuacjach, dojść może nawet do niekontrolowanego zwrotu przez sztag. Takie przeżaglowanie i przesuniecie środka ożaglowania do tyłu a więc uczynienie jednostki nawietrzną to częsty błąd mniej doświadczonych sterników. Chcąc mieć dużą prędkość idąc na baksztagu, nie refują grota narażając jacht na takie ekscesy jak „wywózki”, kiedy na dużej baksztagowej fali bezpieczniej jest przesunąć środek ożaglowania do przodu, poprzez zmniejszenie grota lub wręcz użycie samego foka.

Z kolei w trakcie regat, gdy trzeba sprawnie i szybko wykonywać zwroty przez sztag, wskazane jest wykorzystanie nawietrzności jachtu i takie ustawienie ŚOB i ŚO, aby tą nawietrzność osiągnąć. Metodą jej uzyskania może być nie tylko zwiększenie powierzchni grota, ale np. „wygięcie” grotmasztu do tyłu poprzez odpowiedni naciąg achtersztagu i luzowanie sztagu.

Szczerze mówiąc okoliczności, w których proporcje żagli mają dla nas istotne znacznie jest niezmierzona ilość. Skoro więc refowanie żagli (jednego lub obu) ma tak istotny wpływ na stateczność kierunkową, to warto poświęcić chwilę czasu na zapoznanie się z jachtem i jego „tendencjami” zanim udamy się na dalszą wyprawę. Przede wszystkim jednak trzeba mieć świadomość, że każde zmniejszenie (lub zwiększenie) powierzchni żagli (zarefowanie, zdjęcie żagli czy rozrefowani lub wymiana żagla) ma niebagatelny wpływ na stateczność kierunkową i oczywiście wiedzę tę stosować w praktyce.

Niezaprzeczalnym jest też oczywiście fakt, że jednym z najistotniejszych efektów refowania jest też zmniejszenie obciążeń na stałe elementy olinowania masztu, jego elementy konstrukcyjne i sam maszt. Jak wiadomo bowiem żagiel służy do wytworzenia siły aerodynamicznej, która wprawia jacht w ruch. Siłę tę tworzy wiatr. Jej wartość (oprócz wielu innych istotnych czynników takich jak powierzchnia żagla, jego konstrukcja czy materiał, z którego został wykonany) szczególnie zależna jest od siły wiatru (wiatru pozornego, żeby było ciekawiej, ale o tym może innym razem). Im silniejszy wiatr, tym większe obciążenia „przekazywane” z żagla na jacht za pomocą elementów „łączących” go z kadłubem (masztu, olinowania itp). Jeżeli zatem wiatr będzie zbyt mocny, to przy zbyt dużej powierzchni żagla, wytworzona przez niego siła może przewyższyć wytrzymałość tych elementów konstrukcyjnych jachtu i doprowadzi do ich uszkodzenia (wyrwania podwięzi wantowych, pęknięcia nadwyrężonych want, sztagu lub achtersztagu, a ostatecznie złamania masztu). Sam materiał, z którego jest wykonany żagiel, również może nie przetrzymać nadmiaru powstających na nim naprężeń. Tak więc pierwszym powodem, dla którego refujemy żagle, jest ochrona naszej jednostki przez zniszczeniem, a nie tylko zmniejszenie przechyłu i komfort żeglugi jak wielu sądzi.

W kolejnym odcinku „tajemnic refowania” opowiemy sobie o tym, jak i kiedy refować, bo wbrew pozorom nie jest to tak oczywiste, jak by się zdawało.

PS.

Jeżeli ktoś z szanownych czytelników zainteresował się poruszanymi tu tematami lub oczekiwałby dodatkowych informacji, wyjaśnień itp. lub też nie zgadzał się z zawartymi tu tezami, proszę o kontakt (biuro@4winds.pl). Chętnie wymienimy nasze spostrzeżenia, doświadczenia i wiedzę. Serdecznie zapraszam i pozdrawiam.

Kpt. Krzysztof Piwnicki

4WINDS SZKOŁA ŻEGALRSTWA