Zeezeilers van Marken. Performance. Over wind, polaire diagrammen, VMG, VMC en stroom

Zeezeilers van Marken

Performance Over wind, polaire diagrammen, VMG, VMC en stroom.

Auteur: [email protected] Versie: 1.0 Datum: 8-7-2014

Inhoud Inleiding ................................................................................................................................................... 2 Ware wind ............................................................................................................................................... 3 Instrumenten ....................................................................................................................................... 3 Relativiteit ........................................................................................................................................... 3 Grondwind ....................................................................................................................................... 3 Waterwind ....................................................................................................................................... 4 Ware windrichting ............................................................................................................................... 4 Ware windsnelheid.............................................................................................................................. 4 Windschering en gradiënt ....................................................................................................................... 5 Wind heeft een derde dimensie .......................................................................................................... 5 Het effect van windschering en gradiënt ............................................................................................ 6 Inzichtelijk maken ................................................................................................................................ 6 Het polair diagram................................................................................................................................... 7 Aandachtspunten ................................................................................................................................ 7 Zelf maken ........................................................................................................................................... 8 VMG ......................................................................................................................................................... 9 VMG Bepalen....................................................................................................................................... 9 De doelsnelheid ................................................................................................................................. 10 VMG en dynamiek ............................................................................................................................. 10 VMC ....................................................................................................................................................... 11 De doelkoers...................................................................................................................................... 11 Wind shifts......................................................................................................................................... 12 Wel of niet ......................................................................................................................................... 14 Stroom en wind ..................................................................................................................................... 15 Vanuit prestaties gezien .................................................................................................................... 15 Vanuit de navigatie gezien ................................................................................................................ 15 Samengevat ....................................................................................................................................... 15 Regels voor wind en stroom .............................................................................................................. 16 Theorie en praktijk ................................................................................................................................ 17 Overige zaken ........................................................................................................................................ 18 Optimale routering ............................................................................................................................ 18 Berekenen van seconden per mijl ..................................................................................................... 18 Sturen op telltales ............................................................................................................................. 19 1

Inleiding Wedstrijd zeilen impliceert dat de boot optimaal moet presteren. Voor zeilboten betekend dat echter niet per se zo snel mogelijk gaan, zeker niet als je doel recht in de in de wind is. Er is geen magische indicator die aangeeft dat je optimaal naar je doel zeilt. Een polair diagram kan die belangrijke indicator echter wel inzichtelijk maken. Het meten van de prestaties met behulp van een polair diagram kan behoorlijke hoofdpijn veroorzaken. Er zijn een hoop dingen die samen komen er is een behoorlijke steile leercurve. Veel mensen hebben gewoon de tijd niet om de nuances te begrijpen tussen prestatie analyse en de instrumenten aan boord. Toch kunnen met een beetje studie en oefening veel gebruikte functies makkelijk worden toegevoegd aan de gereedschapskist van de tacticus.

Veel termen zijn vertaald uit het Engels, wat soms voor verwarring kan zorgen. Daarom hier nog even een aantal van de veel gebruikte termen op een rijtje:               

Ware windhoek: True wind angle (TWA) Ware windrichting: True wind direction (TWD) Ware windsnelheid: True wind speed (TWS) Schijnbare windhoek: Apparent wind angle (AWA) Schijnbare windsnelheid: Apparent wind speed (AWS) Windschering: Wind shear Grondsnelheid: Speed over ground (SOG) Grondkoers: Course over ground (COG) Koers: Heading (HDG) Bootsnelheid door het water: Speed through water (STW) Doelsnelheid: Target speed (TS) Directe lijn tussen boot en doel: Rhumbline Lijn vanaf waar je in een keer naar je doel kunt zeilen: Layline Stroom richting: Set Stroom sterkte: Drift

2

Ware wind De wind op een bewegende zeilboot is een combinatie van de ware windrichting en -snelheid, en de koers en snelheid van de boot door het water. Wat je uiteindelijk voelt is de schijnbare wind. Door de vergelijking van de wind driehoek op te lossen, kan de ware wind worden berekend met de gemeten schijnbare wind en de bootsnelheid. Als de voorliggende koers wordt meengenomen kan ook de ware windrichting worden berekend.

Correct berekende ware windrichting en -snelheid veranderen niet met wijzigende bootsnelheid of koers. De ware wind is echter erg lastig om goed te berekenen. Een kleine fout in de invoer zorgt meteen voor fouten in de uitvoer, waardoor de ware wind kan veranderen als de omstandigheden op de boot veranderen.

Instrumenten Welke instrumenten gebruiken we voor het berekenen van de ware wind?    

Bootsnelheid (STW): Log peddeltje Koers (HDG): Elektronisch kompas (fluxgate of gyro) Schijnbare windsnelheid (AWS): Schoepenwieltje in de mast Schijnbare windrichting (AWA): Windvaantje in de mast

In al deze instrumenten kunnen afwijkingen sluipen, hetgeen de uitkomst negatief beïnvloed. Het juist kalibreren van deze instrumenten is daarom zeer belangrijk. Een log dat een halve knoop te veel of te weinig leest, geeft zo maar 10° verschil in de ware windrichting. Garbage in = garbage out.

Relativiteit Het begrip ware wind geeft nogal eens verwarring. Zeilers denken doorgaans anders over dit begrip dan mensen aan de wal. Er zijn twee referenties tot de ware wind, elk met voor en nadelen. Grondwind Dit is de manier van denken als we op het land zijn. De wind is kracht 3 beaufort uit het noorden.  

Alle meteorologie is gebaseerd op de grond wind en noord georiënteerd, dus deze moet je gebruiken tijdens planning. Als je voor het berekenen van de ware wind gebruik maakt van grond georiënteerde bootsnelheid (SOG) en koers (COG), wordt er geen rekening gehouden met de invloed van stroom.

3



Bij het omrekenen van grond- naar water georiënteerde ware wind moet je rekening houden met plaatselijke stroom en de magnetische variatie.

Waterwind Voor de wedstrijdzeiler is de ware wind een combinatie van grond georiënteerde wind en stroom. De wind die je voelt als de boot stil ligt in het water, je bootsnelheid is dus 0, dat is de ware wind. Hoe sterker de stroom, hoe groter het verschil tussen water- en grond georiënteerde wind.   

 

De boot reageert op water georiënteerde wind omdat de kiel onder water zit. Polaire diagrammen zijn altijd gebaseerd op water georiënteerde wind. De ware windrichting en -snelheid is hetzelfde over bak- en stuurboord boeg (tenzij er sprake is van windschering). Als de wind wordt berekend met behulp van COG en SOG, zal er verschil zijn over bak- en stuurboord. Om prestaties te meten wil je water georiënteerde wind gebruiken vanwege de symmetrie. Stroom wordt berekend door bootsnelheid en koers door het water samen met schijnbare wind te vergelijken met de COG en SOG.

Ware windrichting Is de magnetische richting van de ware wind. Dit is belangrijk omdat het je laat zien waar de wind vandaan komt ongeacht de koers van de boot. Als je de ware windrichting weet kun je gebruik maken van: 

   

Wind shifts: Overstag gaan naar de gunstige boeg bij een 5° shift is ongeveer 100 seconden per mijl waard. Helaas zijn er kosten verbonden aan overstag gaan, iets van twee bootlengtes naar lij, dus de potentiele winst moet je hier tegen afzetten. Is de shift groot en lang genoeg om een overstag zich uit te laten betalen? Trends: De lange termijn wind richting geeft een indicatie aan welke kant van de baan je wilt zijn voor het volgende rak. Windschering: Het verschil in de wind op verschillende hoogte. Dit is altijd aanwezig en geeft, als het wordt opgemerkt, inzicht in zeil trim en toekomstige wind shifts. Laylines: Als je niet weet hoe lang het duurt tot de layline, of dat je er al overheen bent, kan je dat plaatsen kosten. Erger is de boei net niet halen en nog twee maal overstag moeten. Voorbereiding: Als je de ware wind richting weet, de rhumbline voor het volgende rak en een polair diagram hebt, kun je bepalen welke zeilen je gaat gebruiken.

Ware windsnelheid Dit is de toerenteller voor de motor van een zeilboot, de zeilen. Ware windsnelheid is een onderdeel van de oplossing van de wind driehoek, en dus een berekende waarde.  

Ware windsnelheid is de belangrijkste invoer voor polaire diagrammen. Zeilen worden het beste gekarakteriseerd in termen van ware windsnelheid, dus het helpt je met de zeilselectie.

Het belang van de ware wind kan niet genoeg worden benadrukt. De ware wind is de brandstof voor een zeilboot. Van alle functies die de instrumenten aan boord produceren is de ware wind het belangrijkste voor prestaties, strategie en tactiek tijdens een wedstrijd.

4

Windschering en gradiënt Windschering en gradiënt zijn een natuurlijk fenomeen welke voor een deel wordt veroorzaakt door de omringende luchtlagen van de aarde. Het zijn de verschillen in windrichting en -snelheid op verschillende hoogte.

Wind heeft een derde dimensie Windschering wordt gedefinieerd als een wijziging van de windrichting met hoogte, en gradiënt als een wijziging van de windsnelheid met hoogte. Windschering en gradiënt zijn altijd aanwezig, maar niet altijd even duidelijk waarneembaar. In het voorjaar, met warme lucht over relatief koud water, kunnen de effecten dramatisch zijn.

Als je niet gelooft in het bestaan van windschering, kijk dan eens kritisch naar de Windex over baken stuurboord boeg. Je zult verschillen zien tussen beide boegen. Dit is het best merkbaar op een mooie kalme, zonnige voorjaarsdag. Door de aanwezigheid van windschering wijzigt zowel de ware als de schijnbare windhoek, maar niet de ware windrichting. Omdat de top van de mast in dezelfde richting wijst, en dezelfde snelheid heeft als de romp, blijft de berekening van de wind driehoek door de instrumenten geldig. Het is echter niet mogelijk om een goede vergelijking ta maken van windhoek en bootsnelheid over verschillende boeg.

De foto hierboven is van een 64-voeter met goed gekalibreerde instrumenten. Je kunt zien dat zowel de koers als de ware windrichting 288° is, oftewel een ware windhoek van 0°, en toch loopt de boot 9 knoop door het water! Het voorzeil is aan stuurboord getrimd, maar de top zit aan de andere kant van de mast. Dit is geen goede dag om je instrumenten te kalibreren. 5

Het effect van windschering en gradiënt Windschering heeft een groot effect op de prestaties van de boot. Een paar graden windschering kan aanzienlijke verschillen in de prestaties over bak- en stuurboord boeg laten zien. De zeilen moeten over beide boegen verschillend worden getrimd om de beste prestaties te halen. Bootsnelheid, hellingshoek en gevoel op het roer zullen verschillend zijn. Als de onderliggende oorzaak niet wordt begrepen, en niet wordt meegenomen in de boothandeling, kan de bemanning enorm gefrustreerd raken. De boot loopt dan over de ene boeg wel, en over de andere niet zonder duidelijke reden. Over de “vette” boeg, de wind is getwist naar loef, is er meer twist nodig in het zeil. De bootsnelheid zal boven de doelsnelheid liggen. Over de “magere” boeg, is het precies andersom. Dit betekend dat de doelsnelheid aangepast moet worden aan de omstandigheden. Wind gradiënt is een subtieler effect. Doorgaans manifesteert dit zichzelf doordat de doelsnelheid niet gehaald kan worden. De windmeter zit bovenin de mast, waar de wind sterker is, terwijl het meeste zeil hieronder zit, waar de wind zwakker is.

Inzichtelijk maken Je instrumenten kunnen windschering en gradiënt enigszins inzichtelijk maken. Hiervoor vergelijk je de ware windhoek over bak- en stuurboord boeg. Het verschil tussen de twee wordt veroorzaakt door windschering (als je instrumenten goed zijn gekalibreerd!). Denk dus niet meteen dat je instrumenten niet goed zijn, het kan het effect zijn van windschering. Een andere manier om het fenomeen inzichtelijk te maken is door middel van een zelfgemaakte “ShearOmoMeter”. Dit is een dunne lijn, met om de zoveel meter een wolletje, welke aan het grootzeilval omhoog kan worden gehesen. Door de dunne lijn langs de mast te laten lopen heb je direct inzicht in de hoeveelheid windschering.

De afbeelding hierboven laat de “ShearOmoMeter” in actie zien.

6

Het polair diagram Feitelijk is een polair diagram een beschrijving van de verwachtte bootsnelheid bij een gegeven ware windrichting en -snelheid. Het in een grafiek zetten van boot snelheid, ware wind richting en snelheid resulteert in een zogenaamd polair diagram. Deze naam komt van de manier van plotten.

Een volledig polair diagram heeft meerdere curves voor verschillende windsterktes. Merk ook de overlap in de curves op, dit is waar de fok en de spinnaker elkaar kruisen. Het belangrijkste gegeven in een polair diagram is de doelsnelheid, dit is de bootsnelheid bij maximale VMG. Oftewel het optimale punt voor in- en voor de windse prestaties. Deze worden in het diagram aangegeven met vierkantjes op de wind curve. Zowel sneller als langzamer zeilen dan de doelsnelheid zal de prestaties negatief beïnvloeden, je vaart immers niet meer optimaal naar je doel.

Aandachtspunten Als eerste, wees er van bewust dat polaire diagrammen gebruik maken van ware windrichting en snelheid. Dit is wat de boot ziet als basis voor snelheid, omdat de ware wind onafhankelijk is van de beweging die de boot door het water maakt. Dit in tegenstelling tot de schijnbare wind. Bijna alle polaire diagrammen, of in ieder geval de initiële, gaan uit van optimale condities. Dit betekend dat er geen rekening wordt gehouden met slechte zeilen, slechte trim, slecht sturen, slecht weer of gewoon domme pech. Als je oude zeilen hebt is het nogal voor de hand liggend dat je de doelsnelheden niet gaat halen. Maar als je moet reven, of als je door de golven moet beuken, zal de boot ook niet tot de potentiele snelheid komen voor de gegeven windsnelheid. Een boot is natuurlijk niet beperkt tot slechts één polair diagram. Je kunt gebruik maken van het diagram van de boot bouwer als een uitgangspunt, en dit daarna verfijnen met de geobserveerde waarden. Dit is echter erg lastig om zelf te doen; het probleem zit in het uitfilteren van slechte data. Wat ook voor de hand liggend is, maar vaak wordt vergeten, is dat je instrumenten goed gekalibreerd moeten zijn. Anders krijg je geen goed beeld van de echte prestaties.

7

Zelf maken Polaire diagrammen zijn belangrijk voor serieuze wedstrijdzeilers. Er is geen America’s Cup boot die gaat varen zonder een team dat alleen maar bezig is met het verfijnen van deze diagrammen. In het grand prix circuit weet iedereen dat je niet kan gaan racen zonder een polair.

Een goed alternatief polair diagram, dat is opgebouwd uit geobserveerde data, kan een manier zijn om te compenseren voor weersomstandigheden en zeegang. Er is een goede analyticus en een grote data set voor nodig om dit op de juiste manier aan te pakken. Veel boten hebben verschillende zeilen die de prestaties sterk beïnvloeden, en hebben dus verschillende diagrammen nodig. Zelf en goed polair diagram maken is eigenlijk niet mogelijk omdat:         

De meeste tijd presteer je niet optimaal. De meeste waardes zijn inclusief lunch en andere zaken die de data vervuilen. Notities maken die de goede plekken laten zien is erg lastig. Boot dynamiek, een iets andere koers met een snelheid boven of onder de doelsnelheid voor de boot (de)accelereert. Golven hebben invloed op de bootsnelheid ten opzichte van de doelsnelheid. De boot snelheid is 12.3 knoop en de ware wind is 47.8°, wat nu? Waarschijnlijk kom je nooit alle omstandigheden tegen om een volledige curve te maken. Het resultaat is vaak hobbelig en vol gaten. Dat maakt het onbruikbaar om VMC te zeilen. Je beschikt waarschijnlijk niet over het budget van een America’s Cup team.

Je zal jezelf en de boot onnodig vermoeien voor je een bruikbaar diagram hebt. Het is beter om te starten met degene die de leverancier van de boot je geeft. Als er zaken, anders dan kalibreren, moeten worden aangepast kun je dat beter en sneller door een VPP man/vrouw laten doen.

8

VMG VMG Staat voor “Velocity Made Good”. Het is het component van je bootsnelheid in de ware windrichting (TWD). Dit getal wil je maximaliseren om zo snel mogelijk boven winds te komen.

Er is ook een benedenwindse VMG, die geeft de beste snelheid weg van de ware windrichting.

VMG Bepalen De ware windrichting is noord (0°) en bij een koers van 60° is de bootsnelheid 5.0 knoop. Door af te vallen naar 65° accelereert de boot naar 5.2 knoop. Deze getallen laten het verschil tussen afstand en snelheid zien. Het sommetje is: Velocity made good (VMG) = snelheid door het water (STW) * cosinus (COS) van de ware windhoek (TWA).  

cos(60) * 5.0 = 2.50 knoop richting het noorden (VMG) cos(65) * 5.2 = 2.20 knoop richting het noorden (VMG)

Als je recht in de wind vaart is de snelheid 0, en dus is je VMG 0. Bij halve wind is de VMG ook 0, al heb je waarschijnlijk voldoende bootsnelheid, je gaat niet in de richting van de wind (cos(90)=0). Om dit steeds opnieuw uit te rekenen is een hele klus. Dit is waar het polaire diagram je gaat helpen.

Een polair diagram berekend automatisch het effect van de cosinus. Hierdoor geeft het meest hoge punt van de kromme de beste VMG naar de wind (6.11 knoop bij 41°), terwijl het meest lage punt in de kromme de beste VMG van de wind af (5.85 knoop bij 149°) aangeeft.

9

De doelsnelheid Het punt van bootsnelheid bij maximale boven- en benedenwindse VMG wordt doelsnelheid (target speed) genoemd. Dit punt wordt in het polaire diagram aangegeven met vierkantjes op de verschillende wind curves. De stuurman zal dan ook niet op een koers of een windhoek moeten sturen, maar puur op de doelsnelheid. Als je de boot op de doelsnelheid kan houden vaar je zo efficiënt mogelijk naar je doel. Immers, dit is de snelheid die hoort bij de maximale VMG.

De windsnelheid en de bijbehorende bootsnelheid kunnen netjes in een tabel worden geplaatst. Print de tabel, en plak een geplastificeerde versie ergens in de kuip, zodat kan de hele bemanning de prestaties in de gaten houden.

VMG en dynamiek Tegenwoordig kunnen instrumenten de VMG in direct op het scherm laten zien. Dus waarom sturen we niet zo dat het scherm de maximale VMG waarde aangeeft? Het probleem zit in de dynamiek. De boot draait relatief snel, waardoor de cosinus dus ook snel wijzigt. De bootsnelheid echter, wijzigt door de massatraagheid van de boot relatief langzaam. Als je hoger stuurt gaat de VMG in eerste instantie omhoog. Maar dan wordt de bootsnelheid minder en gaat de VMG weer naar beneden. Dus ga je lager sturen. De VMG gaat eerst verder naar beneden omdat het even duurt voor de boot weer op snelheid is, en ga je weer hoger sturen.

Het resultaat is dat de dynamiek van het sturen op VMG je altijd hoger laat sturen, en niet lager. Dit komt door het verschil in reactie tussen koers en snelheid. Met andere woorden, gebruik de nummers uit het polaire diagram, de doelsnelheid, en kijk naar de bootsnelheid in plaats van het VMG schermpje.

10

VMC VMC staat voor “Velocity Made to Course”. Als VMG de snelheid weergeeft naar de ware windrichting, dan geeft VMC de snelheid naar een bepaald doel. De makkelijkste manier om de koers naar het doel te bepalen via een polair diagram is om deze te vertalen naar een ware windrichting.

Als we een doel op een ware wind richting van 0° of 180° nemen, dan kunnen we de maximale snelheid boven- en benedenwinds aangeven. Dit zijn dezelfde hoeken als de maximale VMG. De rode pijl geeft de doel koers aan, en de haakse lijn geeft het meest voorlijke punt aan op de curve, je doelsnelheid. Voor het bovenwindse voorbeeld ligt dit punt op ongeveer 37°.

De doelkoers Zeilen met behulp van VMC wordt belangrijk als je naar een doel wilt dat niet direct in de wind ligt. Het wordt nog belangrijker als het bekend is dat de wind gaat ruimen of krimpen gedurende het rak, zoals vaak het geval is bij lange afstand wedstrijden. De informatie uit het polaire diagram kan helpen eventuele voordelen uit te rekenen. Je kunt verschillende afstanden vergelijken en zo bepalen of het voordelig is om boven of onder de rhumbline te gaan varen met gebruik van de VMC snelheid.

Let wel, een afwijking van 1° in koers geeft, over een afstand van 60 mijl, een afwijking van 1 mijl ten opzichte van de rhumbline. In het onderstaande voorbeeld is een koers van 30° ten opzichte van de ware wind richting gekozen, welke wordt aangegeven door de rode pijl. De trede voor de 30° koers is op de top van de polair bij maximale VMG, in dit geval bij een ware wind richting van 50° zoals is aangegeven door de zwarte pijl. Net als bij opkruisen zal een maximale VMC je het snelst naar je doel brengen. In het voorbeeld is echter duidelijk te zien dat deze koers je van de rhumbline af zal brengen. Je zult op een moment dus 11

weer naar loef moeten als je een waypoint of boei moet halen. Op langere rakken wil je dan gebruik te maken van een verwachtte verandering in de windrichting.

Er is een tweede maximum voor de andere boeg zoals aangegeven door de rode en zwarte stippellijn. In een race zijn er vaak tactische redenen om over de andere boeg te zeilen. Controleren van andere boten of je start positie vast houden zijn er twee.

Door het polaire diagram te roteren is het makkelijker om de hoeken en waardes te visualiseren. Als je een papieren kaart gebruikt kun je het polaire diagram op een transparant vel printen en deze over de kaart leggen. Dit geeft je een prima beeld hoe de snelle koersen relateren tot je gewenste koers, boeien en kustlijn. Deze truc werkt ook op een computerscherm, en nog beter, als de wind wordt aangegeven over de kaart.

Wind shifts Soms zie je dat boten die lijken op te kruisen, iets onder de optimale VMG hoek varen. De verklaring is vaak dat deze boten niet proberen om zo snel mogelijk in de wind te varen, maar proberen zo snel mogelijk naar het volgende doel te zeilen, meestal de volgende wind shift. Er is niet zoiets als VMC in de wind, en de professionals zullen niet zomaar te laag gaan varen.

12

In het plaatje hierboven zie je dat de zwarte boot, die VMG vaart, makkelijk uitloopt op de rode boot, die lager stuurt, en de groene boot, die hoger stuurt. Hoog aan de wind sturen doe je op de meeste boten volgens de telltales, en je gaat overstag bij een grote wind shift. Op het eerste gezicht is dit het snelst. Je kunt het verlies in afstand, als je niet de juiste hoek zeilt, makkelijk zien door naar het polaire diagram te kijken. De maximale VMG is bij het meest voorwaartse punt op de curve, al het andere is langzamer naar de wind toe. Ook al kan de boot snel aanvoelen, uiteindelijk verlies je. Een probleem is dat puur in de wind zeilen niet bestaat in de echte wereld. Zodra er ook maar enige variatie is in de wind, is de beslissing niet meer zo makkelijk als simpel VMG zeilen. Waarom zie je de professionals niet lager varen? Dat zie je wel, als je weet waar je naar moet kijken. Vaak is het verschil tussen VMG en VMC hoeken maar een paar graden. Dat betekend dat de schoten een paar centimeter zijn gevierd, of dat de telltales net wat meer omhoog mogen staan.

Hierboven is hetzelfde diagram gebruikt als voor de VMG, maar nu met een VMC relatief tot 90°. Doorgaans is het doel niet de boei, maar dit scenario is dat zo gekozen omdat het eenduidig is. De rode stippellijn is de VMG boot, welke overstag gaat op dezelfde ware wind richting van 37°, net als in het voorgaande voorbeeld zonder wind shift. De zwarte boot zeilt op een ware wind richting van 50°, een behoorlijk stuk onder de rode boot. De zwarte boot zeilt duidelijk sneller, maar verliest hoogte, net als de rode boot deed in het voorgaande voorbeeld. Hoe komt zwart daar nu mee weg? Even vooruit spoelen naar de belangrijke wind shift. De zwarte boot is hier niet alleen eerder, maar kijk ook naar wat er gebeurd met de hoogte zodra beide boten in de nieuwe wind zitten. De zwarte boot is niet alleen hoger uitgekomen ten opzichte van de wind, maar ook ten opzichte van de koers naar het doel. Zwart kan makkelijk overstag en het doel bezeilen op dezelfde snelle wind richting van 13

50° terwijl de rode boot het maar net kan halen. De zwarte boot loopt, schijnbaar uit het niets, over de rode boot heen. De rode lijnen helpen je te visualiseren wat er gebeurd. In de wind shift, is de maximale VMC sneller richting de gemiddelde windrichting dan VMG. De boot maakt de extra gezeilde afstand ruimschoots goed door bijna twee knopen meer boot snelheid.

Wel of niet Of je, en zo ja hoeveel, VMC gaat zeilen hangt voor een groot deel af van je vermogen om de toekomst te voorspellen. Als je verse GRIB files hebt, die je vertrouwd, dan kun je bepalen hoever je kunt gaan. Als de wind shift groot genoeg is om overstag te gaan, of om in ieder geval terug bij de rhumbline te komen, kan je VMC gaan zeilen met enig vertrouwen. Anders misschien maar even niet. Als je optimale routerings software gebruikt, dan zorgt de resolutie van de onderliggende GRIB files voor voorspellingen op een schaal van 30 mijl en drie uur. Met VMC zeilen kun je winst halen uit wind shifts die in deze periodes vallen. En door de GRIB file heb je kennis van de nieuwe wind, waarmee je kunt bepalen hoe lang of ver je VMC kan zeilen. Zonder optimale router kun je met VMC een extra 10% prestatie halen waar niemand iets van weet.

14

Stroom en wind Het is eigenlijk heel makkelijk. Dankzij verschil in snelheid tussen lucht en water kan een zeilboot vooruit komen. Met 5 knoop wind en 5 knoop stroom in dezelfde richting kun je niet zeilen omdat er geen snelheidsverschil tussen de twee is. Als er geen wind is maar wel 5 knoop stroom kun je wel zeilen; er is immers een snelheidsverschil. Zelfs als je 1000 koop stroom mee zou hebben en 1020 knoop wind in dezelfde richting, dan voel je alleen maar de 20 knoop verschil. Dit is de wind waar je in zeilt. De boot heeft geen idee van het concept van stroom, zij kan immers geen GPS lezen en er is niets aan boord dat het water voelt bewegen ten opzichte van land.

Veel mensen denken dat, als je op stromend water zeilt, er een specifiek effect is. Als de stroom de boot aan lij raakt verbetert dit de prestaties, terwijl stroom over loef deze zou verslechteren. Het zogenaamde “stroom over lij”. Een andere theorie is dat door de stroom de ware windrichting verandert. De verwarring wordt veroorzaakt doordat aarde- en waterreferentie door elkaar worden gebruikt.

Vanuit prestaties gezien Om de prestaties van de boot te monitoren, moet je kijken naar de bootsnelheid en ware windrichting relatief tot het water. Dat is de wereld waarin de boot leeft. Als jij er voor moet zorgen dat de boot snel gaat, zou je geen instrumenten moeten gebruiken waar stroom in verwerkt zit. Vanuit het prestatie perspectief is het begrip stroom over lij fout. De boot volgt het polaire diagram relatief tot het water net als zonder stroom. De stroom voert de boot alleen maar mee. Stroom over lij moet je zien als een mix van grond- en waterreferenties als je naar prestaties kijkt.

Vanuit de navigatie gezien Ee navigator kijkt hoe er het best om dingen op en aan land bewogen kan worden. Zoals zandbanken, boeien of laylines. In de navigatie is er wel degelijk stroom. Die 8 knoop SOG was echt je snelheid over de grond. Het is het resultaat van 5 knoop door het water en 3 knoop stroom. Als je berekeningen maakt met zaken op of aan land moet je altijd rekening houden met stroom.

Samengevat Vanuit grondwind gezien (referentie voor weerberichten en GRIB files):  

Grond windrichting en -kracht wijzigen niet door stroom. Polaire prestaties wizigen wel door stroom.

Vanuit water wind gezien (referentie voor polaire diagrammen): 15

 

Water windrichting en -kracht wijzigen wel door stroom. Polaire prestaties wijzigen niet door stroom.

Regels voor wind en stroom Gebruik het water wind perspectief bij prestaties:     

Boot snelheid is voorspelbaar en hetzelfde over bak- en stuurboord (tenzij er sprake is van windschering). Het polaire diagram vertelt of je volgens verwachting presteert. Stroom is niet relevant omdat de boot alleen water snapt en geen land. De ware wind richting verandert als de stroom richting verandert. Dit moet je zien als een gewone wind shift, het is niet anders dan een echte wind shift. Alles wat refereert naar zaken die op of aan land zitten moeten worden gecorrigeerd voor stroom. Dit zijn onder andere de koersen en laylines.

Gebruik het grond wind perspectief voor navigatie en routering:    

Merktekens blijven op hun plaats. Snelheid en koers zijn verschillen van die in het poliare diagram op alle zeilpunten. Boot snelheid en koers moeten worden gecorrigeerd voor stroom. Of je kunt SOG en COG gebruiken. Water wind moet worden aangepast naar land wind als je GRIB files gebruikt voor de routering.

De zeil prestaties zijn van vitaal belang om een wedstrijd te winnen. Om de prestaties te kunnen meten heb je water wind nodig. Tactische beslissingen, zoals het ronden van boeien, vereisen de grond wind, snelheid over de grond en koers over de grond.

16

Theorie en praktijk Het bovenstaande is de theorie. In de praktijk is het allemaal echter een stuk gecompliceerder door de dynamiek, de (on)nauwkeurigheid van de wind- en loginstrumenten en drift. Er zijn mensen die vermogens spenderen aan ultrasonische snelheidsmeters, super snel reagerende elektronische kompassen, acceleratiemeters die kunnen compenseren voor de bewegingen van de mast, instrumentensystemen die complexe berekeningen uit kunnen voeren zoals drift, en zelfs sensors die drift direct kunnen meten. En dat allemaal om de o zo belangrijke ware windrichting goed weer te kunnen geven. Zonder een nauwkeurig weergegeven ware windrichting zal de praktijk niet waarmaken wat de theorie beloofd. Instrumenten en polaire diagrammen kunnen je zeker helpen om betere prestaties uit de boot te halen. Wees je echter bewust van de beperkingen van instrumenten en de invloed van dymaniek van op de boot. Gebruik je gezonde verstand, metertjes zijn geen vervanging voor hersenen.

17

Overige zaken Optimale routering Optimale routering wordt vaak gebruikt bij lange afstand wedstrijden. Deze techniek maakt gebruik van weersvoorspellingen, in de vorm van GRIB files, en polaire diagrammen om de snelste weg van start tot finish te berekenen. Goed voorbeelden van routering software zijn Deckman en Expedition.

De meeste GRIB files voorspellen de wind elke 3 uur in een 30 mijls grid. Als de wedstrijd zich afspeelt op een schaal die met de GRIB overeenkomt moet je zeker overwegen om gebruik te maken van optimale routering volgens je strategie. Als het mogelijk is moet de route enkele malen opnieuw berekend worden gedurende de wedstrijd. Dit doe je om verschillen in werkelijke positie en weer voorspellingen te compenseren. Op een kleinere schaal is het belangrijker om te weten wat de stroom doet, en lokale kennis te hebben over weersinvloeden.

Berekenen van seconden per mijl Bij zeilwedstrijden wordt de handicap gegeven in seconden per mijl. Als je wilt bekijken hoe veel een verschil in snelheid heeft op de handicap, is het handig als je dit kunt omrekenen. Dan kun je bepalen of een bepaalde aanpassing het waard is.

Hoe converteren we snelheid naar seconden per mijl? In het plaatje hierboven is de groene boot 6 seconden sneller per mijl dan de rode boot. Hierdoor is de handicap van de groene boot 6 seconden per mijl minder dan die van de rode boot. De formule is:

Hier is Vs de boot snelheid en Δ het verschil in snelheid.

18

Sturen op telltales Telltales zijn belangrijk voor de prestaties. Echter worden ze vaak achterstevoren gebruikt, om de boot op de wind te sturen. Wat je zou moeten doen is de telltales gebruiken voor de trim van de zeilen, en de stuurman moet sturen op de doel snelheid. De manier om de communicatie tussen stuurman en trimmers te bevorderen is door de stuur te laten concentreren op boot snelheid, en de trimmers op de telltales. Je krijgt dan gesprekken als: “We zitten onder de doel snelheid. Ik ga wat afvallen om snelheid op te pakken, dus trim”. Boot snelheid is het juiste meetpunt voor de stuurman en telltales voor de trimmers.

19