Wie Segeln Segelboote In Den Wind?

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In-your-face-wind kann ein segelboot nicht aufhalten.

Es scheint intuitiv zu sein, dass Segelboote, die nur vom Wind angetrieben werden, sich leicht mit dem Rückenwind bewegen können, aber es scheint unmöglich, dass sie sich umdrehen und wieder nach Hause kommen und der Wind direkt gegen sie weht.

Diese umgekehrte Bewegung ist jedoch möglich, weil das Segel eines sich bewegenden Bootes wie ein Flügel eines Flugzeugs wie ein Flügel geformt ist. Wenn Luft über den Flügel eines Flugzeugs von vorne nach hinten bewegt wird, muss der Wind, der über die Oberseite des Flügels strömt, weiter strömen als der Wind, der unter der Unterseite des Flügels fließt. Dadurch entsteht eine Druckdifferenz, die das Flugzeug anhebt.

Auf einem Segelboot bläst der Wind in einem Winkel gegen das Boot, wodurch das Segel aufgebläht wird. Es bildet sich eine ähnliche Folienform, wodurch ein Druckunterschied entsteht, der das Segel senkrecht zur Windrichtung drückt.

Laut "The Physics of Sailing Explained" (Sheridan House Inc., 2003) von Bryon D. Anderson, Physikprofessor an der Kent State University, wird diese Kraft aus der Folienform des Segels mit anderen Kräften kombiniert, einschließlich denen des Kiels des Bootes (das lange dünne Stück, das vom Boden des Bootes absteht).

Zusammen ziehen die Widerstandskräfte des Wassers und der Druck des Windes gegen das Segel das Schiff vorwärts. Sie bewegt sich in einem Winkel entgegen der Windrichtung, der in der Segelterminologie als Windward bezeichnet wird.

Laut der Zeitschrift Physics Today des American Institute of Physics ist der Kiel besonders wichtig, da ein Boot ohne seine ausgleichende Wirkung einfach in den Wind weht.

Windward-Segeln funktioniert auch nicht, wenn ein Boot direkt in die Windrichtung gerichtet ist. Der Wind muss bei den meisten Schiffen in einem Winkel von mindestens 40 Grad gegen das Boot fahren. Ein zu starker Windangriff führt dazu, dass die Kräfte auf das Boot aus dem Gleichgewicht geraten und das Boot im Wasser seitwärts bewegt wird.

Ein Segler, der windwärts auf einen Punkt genau in Windrichtung zu fahren beabsichtigt, muss im Zickzack vor und zurück fahren, um sein Ziel zu erreichen. Mit dieser "Tacking" -Technik können die Seeleute in einem Winkel so nahe wie möglich an der Windrichtung fahren, und zwar unabhängig von der Windrichtung.

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Videoergänzungsan: RC Segelboote hart am Wind.




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