Wie berechnet man den idealen Anstellwinkel beim Segeln gegen den Wind?
Hallo Leute,
ich habe hier eine Physik-Aufgabe zum Thema Segeln.Es soll der günstigste Anstellwinkel gefunden werden für Wind, der von (schräg) vorne kommt(Konkreter siehe Bild).Wir sollen dabei zur Vereinfachung von einem starren Brett anstelle eines Segels, das sich ja wölben kann, ausgehen.Aufgrund des letzten Themas in der Vorlesung gehe ich davon aus, dass ein Lösungsansatz über Impuls vorgesehen ist.Was ich bereits herausbekommen habe ist, dass man die zum Wind/Zur Anströmung parallele (Kraft)Komponente Strömungswiderstand und die dazu senkrechte Auftrieb nennt. Also muss ich wohl irgendwie den Auftrieb maximieren. Wikipedia war leider keine Hilfe, da werden keine konkreten Ansätze zu Berechnungen mit Winkeln genannt.Ich selbst habe leider auch noch keine Idee, wie ich da den idealsten Winkel berechnen soll. Ich würde mal raten, dass bei 90° Seitenwind ein min. 45° Winkel ideal wäre (Kurs des Bootes 0°) und bei Wind von schräg vorne ein noch kleinerer Winkel. So dürfte das Brett ja einen Über- und Unterdruck mit der vorbeiziehenden Luft erzeugen und Auftrieb bringen.Aber wie gesagt: Was für einen rechnerischen Ansatz ich brauche - keine Ahnung.
Und noch was zur Zusatzaufgabe: Da würde ich antworten: Ja, weil sich durch meine zunehmende Geschwindigkeit auf dem Segelboot der "scheinbare Wind" ändert, der den Fahrtwind/Gegenwind in Betracht zieht und so für die Stellung des Segels relevant ist und am Ufer der "wahre" Wind gemessen wird, der die Geschwindigkeit meines Bootes natürlich nicht in Betracht zieht. Das müsste so richtig sein, oder?
6 Antworten
Hallo,
es geht in der Aufgabe um die "Vektorrechnung" am Beispiel der Segeltheorie. Siehe (u.a.):
http://www.pheinrich.info/segelt.htm
Wo Dir wikipedia ja nicht hilft.
Ich glaube, das wird dir keine Hilfe sein, aber in Wirklichkeit ist so, dass man bis etwa 90° scheinbarer Wind von der Seite am schnellsten ist, wenn die Strömung anliegt. Also schätze ich einen Winkel von ca. 10° zwischen Wind und Segel. Ab einem bestimmten Punkt ist man am schnellsten wenn keine Strömung anliegt. Wenn der Wind z.B. von hinten kommt ist man am schnellsten wenn man das Segel 90° zum Wind setzt.
Hat er ja nicht gesagt, er bezog sich auf die Segelstellung "platt vorm Laken" beim Vorwind.
Das mit der Behinderung der Vorsegel trifft zu, dennoch ist ein Boot auf halber Wind am schnellsten.
Das hat mir der Behinderung des Vorsegels nichts zu tun, denn das wird oft sogar geborgen und dafür ein Spinnacker gesetzt. Trotzdem ist man Vorwind nie schneller als der Wind. Bei Raumschotkursen geht das aber. Insbesondere Katamarane nützen das und „kreuzen“ vor dem Wind, weil sie dann trotz längeren Weg schneller als Vorwind sind.
Das ist richtig, aber nicht im Widerspruch zu meiner Antwort. Ich beschreibe nur, bei welchem Kurs man das Segel wie stellt, um möglichst schnell zu sein. Am schnellsten ist man, das ist richtig, auf Raumwind (Wenn man jetzt mal außenvorlässt, dass es Boote gibt die nicht aus der Verdrängerfahrt kommen etc.).
Anstellwinkel ist der Winkel des Vektors, der durch Addition von Fahrtwind und Wind entsteht.
Das ist der optimale Anstellwinkel eines aerodynamischen Flügels, Rotorblattes oder Segels an der Anströmkante. Wenn es sich aber um ein Brett handelt hat dieses nur den geringsten Widerstand, aber null Vortrieb, Darum ist die Fragestellung sehr irreführend. Aber näherungsweise könnte man die Richtung des Großbaums beim Segel ansetzen und dann bekommt man die maximale Vortriebskomponente, wenn man das Segel auf die Winkelhalbierende aus scheinbarer Windrichtung und Fahrtrichtung stellt. Bei Wind von der Seite 90 Grad ergibt sich daraus 45 Grad, aber wenn das Boot sich dann vorwärts bewegt wird der scheinbare Wind spitzer <90 und zwar umso mehr je höher die Fahrtgeschwindigkeit des Boots im Verhältnis zur Windgeschwindigkeit ist. Das ergibt sich aus der Vektoraddition von Wind- und entgegengesetzter Bootsgeschwindigkeit (Fahrtwind) als scheinbarer Wind.
Geschätzt der halbe Winkel des scheinbaren Windes.
Der ideale Winkel ist von Boot zu Boot unterschiedlich aber liegt so zwischen 10-30 Grad aber meistens um die 20.Os ich feiere segeln
Falsch, der schnellste Kurs ist der Raumschotkurs. Bei einem Vorwindkurs behindert das Großsegel die Vorsegel ;)