Arkadaşlar Yelkenli bir teknenin ilerleyebilmesi için ne gereklidir? ben söyleyeyim onu ileri götürecek olan arkadan ittiren veya önden çeken bir kuvvete ihtiyacı vardır.Peki bu kuvveti nasıl elde ediyoruz basit yelkenin rüzgar ile dolması sonucu elde ediyoruz.Yani yelkenin rüzgar ile dolması gerek.Peki Rüzgar yelkene hangi açı ile eserse en büyük kuvvet oluşur?
(yelken kuvveti demek hız demek,daha büyük kuvvet daha büyük hız demek)
Bildiğim kadarıyla cevaplamaya çalışayım sorunuzu. "Rüzgar yelkene hangi açı ile eserse en büyük kuvvet oluşur?" diye soruyorsunuz. Soruyu şöyle geliştirelim, çünkü derdimiz en büyük kuvveti elde etmek değil, teknenin gittiği yönde en büyük kuvveti almak. "Rüzgar yelkene hangi açı ile eserse teknenin baş kıç hattı boyunca en büyük kuvvet oluşur?" Cevabı apaz seyirde iken.
"Rüzgar yelkene hangi açı ile eserse en büyük kuvvet oluşur?" diye soruyorsunuz, ama yelken üzerinde oluşan kuvvetin oluşmasını yelkenin rüzgar ile dolmasına bağlıyorsunuz ki, bu pek doğru değil. Çünkü böyle düşünürseniz, e pupa seyrinde en fazla doluyor?
Pupa seyri hariç, yanlış anlamaya yer vermemek için şöyle diyelim, zahiri rüzgârın iğnecik ve civarından geldiği durumlar hariç, hava yelkenlere dolmaz, yelkenlerin her iki tarafından akarak geçer. Yelkenler burada aerodinamik birer yüzey olarak davranırlar. Rüzgârüstü tarafta, rüzgâraltı tarafa göre görece daha yüksek basınçlar oluştuğu için yelken "dolmuş" olur. Ama bu olayın en önemli sonucu olarak iki kuvvet oluşur. Birincisi itme kuvveti, ki yelkenin açısı ne olursa olsun rüzgâraltı tarafa doğru zahiri rüzgâra dik açıda oluşur; diğeri de sürtünme kuvveti, ki yine yelkenin açısı ne olursa olsun zahiri rüzgâr yönünde arkaya doğru oluşur. Buraya çizim koyamıyorum, ama geçenlerde üzerinde çalıştığımız Arvel Gentry makalelerinin tercümelerinde çok detay çizimler ve formüller var.
Bu arada şunu da vurgulayalım ki, bizim kullandığımız orsa, apaz, geniş apaz vs yönler, teknenin baş-kıç hattının zahiri rüzgâr ile yaptığı açıyı gösterir. Yoksa yelkenleri kasarak, ya da kaçırarak daima zahiri rüzgâr ile yaptıkları açıyı 5 ilâ azami 20, hadi diyelim 25 dereceye getiririz. Bu açılardan daha yüksek hücum açılarında (yani yelkenin orsa yakası ile güngörmez yakasını birleştiren hayali kiriş çizgisi ile zahiri rüzgâr arasındaki açı) yelkenin rüzgâraltı tarafında hava karışık (turbulent) bir hal alır ve yüzeyden ayrılır ve bunun sonucu olarak yelken "stall" ederek itme kuvveti üretemez hale gelir, sürtünme kuvveti ise artar, felaket bir durum olur.
Pupa seyrine geldiğimizde ise, hava yelkenlerin üzerinden hiç akamaz. Yukarıda yazdığımız 20-25 derecenin üzerindeki açıları bırakın, artık zahiri rüzgâr yelkene neredeyse 90 derece ile gelmektedir. Burada artık iki taraftan akan havanın basınç farkından, Bernoulli prensibinden bahsedemeyiz. Yelken burada paraşüt gibi davranmaktadır. Zaten biz de öyle olsun diye yelkene aşırı tor vermek için elimizden geleni yaparız.
Şimdi sizin sorunuzun özünde şu var: "tamam bunları anladık da, neden pupa seyirde paraşüt gibi çalışan yelkene çarpan havanın yelkeni sürüklemesi ile oluşan kuvvet, apaz seyirdeki itme kuvvetinden daha yüksek değil". Bunun cevabı, pupa seyrinde yelkene dolan havanın, yelkenin her iki yakasından, yani orsa ve güngörmez yakalarından, yelkenin rüzgâraltına kaçması, kenarlarda rüzgâraltına doğru çok keskin dönüşler yaparak (unutmayın ki rüzgâr yelkene 90 derece ile geliyor) olağanüstü vorteks'ler yaratması ve yelkenin bu bölgesinde beklenen düşük basınçlara hiç bir zaman ulaşılamamasıdır. Pupa hariç seyirlerde yelkenlerin ürettikleri itme ve sürtünme kuvvetleri kâğıt üzerinde hesaplanabilirken, pupa seyrinde maalesef bugünün teorik aerodinamik bilgisi yeterli olmamakta ve çeşitli modellemeler ve Hesaplamalı Akışkanlar Mekaniği yöntemleri ile kuvvetler tahmin edilebilmektedir.
Reis Kardeşlerimizden bazıları pupa seyrinde gövde hızının üzerine çıkan, hatta gerçek rüzgâr hızının üzerine çıkan teknelerden bahsettiler. Ben bu konuda ve özellikle hidrodinamik konusunda uzman değilim, ama yukarıdaki hatırlatmayı tekrarlayalım ki, bizim kullandığımız orsa, apaz, geniş apaz vs yönler, teknenin zahiri rüzgâr ile yaptığı açıyı gösterir. Yoksa yelkenleri kasarak, ya da kaçırarak daima zahiri rüzgâr ile yaptıkları açıyı 5 ilâ azami 20, hadi diyelim 25 dereceye getiririz. Eğer America Cup tekneleri gibi kanat yelkenler ve suya değmeyen gövdeler ile seyrediyorsanız, tekneniz pupa giderken bile (yani aslında geniş apazdan öte bir açı ile giderken) zahiri rüzgârı apazdan almanız pekalâ mümkündür, çünkü hızınız o kadar yüksektir ki, rüzgârın ve tekne hızınızın vektörel bileşimi zahiri rüzgâr olarak teknenize kemereden gelir. Burada anahtar, teknenin rüzgâr ile yaptığı açı ile yelkenlerin yaptığı açının birbirinden farklı olmasıdır.
Umarım bir fikir verebilmişizdir? Selametle
Gönderen