Pokud chceme dostat z naší lodi maximum, zvláště během slabého větru, velmi záleží na správném nastavení (trimu) plachet. V tomto článku si ukážeme, jak co nejlépe využít slabý vítr k tomu, aby loď plula co nejrychleji k cíli. Samozřejmě dále uvedené platí obecně a lze aplikovat i pro větry silné.
Budeme se zabývat plachetnicí s bermudským oplachtěním – hlavní plachtou a genou, se kterou se nejčastěji setkáte při charteru. Nejdříve se seznámíme s fyzikálními principy, abychom rozuměli tomu, jak vítr pohání plachetnici a díky tomu si mohli v aktuálních podmínkách sami představit, jak plachty nastavit. Následně si ukážeme konkrétní příklady, jak trimovat plachty především do slabšího větru.
Aerodynamika
Co způsobí, že plachetnice může plout šikmo proti větru? Pokud vítr fouká na plachetnici od přídě v úhlu větším než přibližně 30°, plachetnice pluje vpřed. Pro pochopení si osvěžíme trochu aerodynamiku. Plachta napnutá větrem je zakřivená (prohnutá), zde mluvíme o profilu plachty. Míru tohoto zakřivení nazýváme hloubkou profilu. Proto vítr foukající do plachty z boku se rozdělí na dva proudy. Jeden proud obtéká plachtu z návětrné strany a druhý ze strany závětrné. Dráhy obou proudů jsou však rozdílně dlouhé. Závětrný proud má delší dráhu než proud návětrný. Podle Bernoulliho zákona platí, že čím rychleji plyn (vzduch) proudí, tím nižší nastává tlak. Dráha na závětrné straně plachty je delší než dráha vzduchu na návětrné straně a tím je způsobena vyšší rychlost proudění vzduchu kolem závětrné strany. Proto na závětrné straně plachty vzniká podtlak, který plachtu nasává, a naopak na straně návětrné vzniká tlak tím, že plachta klade proudění odpor a vzduch se stlačuje (obr.1).
Co to prakticky znamená?
Celková síla plachty je složena ze dvou sil. Síly sací – vztlak (lift) a síly tlačné (drag) způsobené odporem plachty (obr.2). Obě tyto síly vzrůstají s rychlostí (sílou) větru ale ne stejně. Síla tlačná způsobená odporem roste rychleji než síla vztlaku. Dále poměr mezi těmito silami také záleží na úhlu, pod kterým vítr fouká do plachty. Z toho pro nás jachtaře vyplývá důležitá skutečnost: Plachta pracuje podle kurzu k větru ve dvou odlišných fyzikálních režimech, které se řídí protichůdnými požadavky na její nastavení. Při plavbě proti větru potřebujeme získat maximální sací sílu – tedy vztlak a minimalizovat odpor plachty, zatímco při plavbě na zadní a zadoboční vítr právě tlak způsobený odporem plachty pohání loď vpřed.
Hnací síla je síla, která pohání plachetnici vpřed. Celková síla plachty se rozkládá do síly boční a síly hnací (obr.3). Vpřed je loď poháněna silou hnací, zatímco boční síla se snaží plachetnici sunout bokem a naklánět ji. O omezení bočního sunutí a náklonu se stará konstrukce trupu a kýl. Samozřejmě vždy k nějakému sunutí bokem dochází a označujeme je jako drift. Rychlost plachetnice není tedy rovnoběžná s osou lodi a je složená z dopředné rychlosti a driftu (obr.4).
Pro získání největšího vztlaku na plachtě je důležitý úhel náběhu (obr.5). Při velkém úhlu náběhu se laminární proudění na závětrné straně plachty mění na turbulentní, sání výrazně klesá a s ním klesá i hnací síla. V případě malého úhlu náběhu, vítr nedokáže dostatečně nafouknout profil plachty, ten se pak v přední části deformuje (prolamuje) a plachta ztrácí účinnost (obr.6) - plachta začne flatrovat. Optimální úhel náběhu bývá těsně před tím, než plachta začne flatrovat a bývá přibližně kolem 10°.
Vítr zdánlivý / skutečný
V okamžiku, kdy loď pluje, vytváří si na palubě vítr svým pohybem. V případě bezvětří bychom tak na lodi vnímali vítr od přídě o rychlosti stejné jako je rychlost lodi. Tento vítr označujeme jako zdánlivý. Skutečný vítr je ten, který fouká nad povrchem a pokud by loď stála třeba na kotvě, vnímali bychom pouze skutečný vítr. Za pohybu lodě je zdánlivý vítr dán vektorovým součtem větru skutečného a větru vyvolaného pohybem lodě. Pro nastavení plachet je podstatný zdánlivý vítr – ten na plachty působí, protože plachty se pohybují společně s lodí. Při předobočních kurzech je zdánlivý vítr vždy silnější než skutečný, a naopak při zadních a zadobočních kurzech zdánlivý vítr je slabší než vítr skutečný.
Názvosloví u plachet
Pro srozumitelnost dalšího textu si zde sjednotíme názvy jednotlivých částí plachet a takeláže. Názvy související s plachtami ukazuje obr.7. Otěže hlavní plachty a kiking znázorňuje obr.8.
- Přední roh (tack) - uchycen k palubě nebo ráhnu.
- Horní roh (head) - připevňuje se na výtah.
- Otěžový roh (clew) - připevňují se k němu otěže nebo napínání spodního líku (outhaul)
Hloubka profilu - břicho: Síla způsobená větrem prohýbá plachtu a vytváří vydutí, kterému říkáme břicho. Velikost břicha (hloubka profilu) a jeho poloha (vzdálenost od předního líku) má významný vliv na vlastnosti plachty. Velké břicho vyvozuje velký vztlak a také i velký odpor. U ploché plachty je naopak vztlak i odpor menší. Dále také záleží na umístění břicha. To, zda je břicho více v přední nebo zadní části plachty ovlivňuje napětí předního líku plachty, které souvisí s napětím výtahu (obr.9).
Přetočení plachty: Třením o hladinu se rychlost větru snižuje, to znamená, že u vrcholu stěžně vane vítr rychleji než na palubě. To má za následek, že s výškou nad hladinou se mění úhel zdánlivého větru. Čím výše, tím zdánlivý vítr při stoupání vane více z boku lodi. Proto také plachtu potřebujeme v různých výškách různě natočit vzhledem k ose lodi. Velikost přetočení (twist) plachty ovlivníme napětím kikingu a otěže. Čím více stahujeme kikingem ráhno dolů, napínáme zadní lík a zmenšujeme přetočení hlavní plachty (obr.9).
Trim pro křižování ve slabém větru
Křižování nebo také stoupání znamená, že zdánlivý vítr fouká pod úhlem mezi 20° až 45° od přídě. To přibližně odpovídá skutečnému větru z 35° až 60° ke kurzu plavby. Plachty potřebujeme nastavit pro maximální vztlak a minimální odpor. Na hnací síle se bude značnou měrou podílet gena a proto zvláště její trim je důležitý.
Genoa (kosatka)
Pro trim geny použijeme následující trimovací prostředky:
- jezdec otěží (traveller) - ovlivňuje především přetočení (twist) plachty a hloubku profilu ve spodní části. Výchozí polohu jezdce nastavíme tak, aby osa otěžového lana směřovala do poloviny předního líku geny. Dále podle špiónů tuto základní pozici jezdce upravíme. Pokud při přeostření se začne dříve odtrhávat horní špión (dříve flatruje horní část geny) je přetočení plachty velké a jezdec posuneme dopředu. Otěž bude táhnout dolů a tím víc napne zadní lík a zmenší přetočení. Pokud při přeostření se začne dříve odtrhávat spodní špión (gena se vydouvá dříve ve spodní části) je přetočení plachty malé a jezdec posuneme dozadu. Otěž bude méně napínat zadní lík a přetočení se zvětší. Správné nastavení geny poznáme při přeostření tak, že se gena začne vydouvat po celé délce předního stěhu – všechny špióny na návětrné straně se začnou třepetat současně (obr.10).
- otěže genoy (jib sheet) - nejdůležitější trimovací prostředek, ovlivňuje velikost úhlu plachty k podélné ose lodi. Pozor na to, že napětí otěže významně mění i přetočení a břicho plachty. Čím více otěž přitáhneme, tím lépe bude loď stoupat. Pro maximální stoupavost bývá optimální dotažení geny takové, když se plachta téměř dotýká špičky sálingu. Za velmi slabého větru musíme plachtu z této pozice mírně povolit abychom maximalizovali rychlost na úkor stoupavosti (na dvě pěsti od sálingu). Dotahování otěže zmenšuje úhel plachty k ose lodi, přetočení a břicho.
- přední stěh (forestay) - napětí předního stěhu ovlivňuje hloubku profilu od středu plachty směrem nahoru. Povolení předního stěhu zvětšuje jeho průhyb a u geny zvětšuje hloubku profilu a mění jeho tvar. Náběžná část geny je tak kulatější, to sice umožní snadnější kormidlování, ale snižuje stoupavost lodi. Napětí předního stěhu se u lodí s vrcholovým oplachtěním nastavuje napnutím zadního stěhu. U lodí s redukovaným oplachtěním na napětí předního stěhu má dotažení zadního stěhu jen částečný vliv. Zároveň však mění průhyb stěžně. Nastavení napětí předního stěhu zde dále ovlivňuje dotažení bakštágů a obvodových vantů. Uvedené seřizování je nad rámec tohoto článku a dále se jím zde nebudeme zabývat. Zvláště na charterových lodích si zkusíme vystačit s trimem pomocí výtahu geny.
- výtah genoy (jib halyard) - napětí výtahu má také vliv na přední část profilu plachty podobně jako napětí předního stěhu. Pro dobré stoupání proti větru výtah dotahujeme ale ztrácíme tím hloubku profilu a výkon. Ve slabém větru by ztráta výkonu příliš napnutým výtahem znamenala příliš velkou ztrátu rychlosti a proto ve slabém větru i při stoupání mírně snížíme napětí výtahu abychom zvětšili výkon a tím i rychlost lodi i za cenu snížení stoupavosti. Jde o to nalézt správný kompromis mezi rychlostí lodi a stoupavostí.
Hlavní plachta
Pro trim hlavní plachty použijeme tyto trimovací prostředky:
- výtah hlavní plachty (main halyard) - jeho napětí ovlivňuje napětí ve předním líku hlavní plachty a tím polohu břicha. Pro stoupání silně dotáhneme. Vyšším napětím zmenšíme hloubku profilu, břicho posuneme dopředu a zploštíme zadní část plachty. Za slabého větru výtah mírně povolíme, aby se břicho posunulo vzad až na 60% délky ráhna od stěžně (obr.9). Malé vrásky na plachtě u předního líku přitom nevadí.
- cunningham na sportovních plachetnicích – použijeme k ovládání napětí předního líku hlavní plachty místo práce s výtahem.
- otěže hlavní plachty (mainsheet) - jsou především k nastavení úhlu náběhu větru do plachty. Otěž povolujeme do té doby, než začne plachta flatrovat, pak otěž přitahujeme do doby, kdy plachta flatrovat přestane. Tím máme úhel plachty správně nastaven. Pozor na to, že dotažená otěž stahuje ráhno dolů a přebírá tak funkci kikingu (obr.8).
- otěžový jezdec (traveller) - při předních kurzech (stoupání) doporučuji nastavení úhlu hlavní plachty realizovat polohou jezdce namísto povolování otěže, pokud rozsah kolejnice jezdce dovolí. Plachta je tak ve své poloze lépe držena i ve vlnách.
- kiking (vang) - stahuje ráhno dolů a tím ovlivňuje přetočení plachty (twist) pokud není otěž hlavní plachty zcela přitažená. Povolením kikingu zvětšujeme přetočení plachty. Při stoupání, kdy je otěž hlavní plachty přitažená se vliv kikingu téměř neprojeví.
- napínání spodního líku (outhaul) - nastavení hloubky profilu plachty. Napnutý spodní lík zploští plachtu a použijeme to především pro stoupání. Ve velmi slabém větru je lepší spodní lík i při stoupání mírně povolit abychom z plachty získali alespoň nějakou sílu.
Musíme mít na paměti, že existuje silná závislost mezi napětím v otěžích a polohou otěžového jezdce při předních kurzech. Pro boční a zadní kurzy naopak zásadní vliv na přetočení plachty získává kiking.
Mezi genou a hlavní plachtou dochází ke vzájemnému ovlivňování, které při správném nastavení zvyšuje výkon celé soustavy. Proto při slabém až středním větru trimujeme hlavní plachtu během křižování tak, aby se při přeostření přední líky geny a hlavní plachty po celé délce začaly chvět současně.
Trim při slabém bočním větru
Plavba na boční vítr znamená, že zdánlivý vítr fouká pod úhlem mezi 45° až 135° od přídě. To přibližně odpovídá skutečnému větru z 60° až 150° ke kurzu plavby. Plachty nastavujeme tak, abychom využili vznikající vztlak i tlak způsobený jejich aerodynamickým odporem. Od předobočního k zadobočnímu větru se bude zvětšovat složka tlaku a klesat složka vztlaku. Mezi předobočním až bočním větrem se snažíme udržet úhel náběhu přibližně okolo 10° a maximalizovat vztlak. U bočního větru budou plachty vypuštěny na 45°od osy lodi. Dalším vypouštením plachet při stáčení na zadoboční vítr již není účelné dodržovat úhel náběhu ale maximalizovat aerodynamický odpor.
Genoa (kosatka)
Pro trim geny použijeme následující trimovací prostředky:
- jezdec otěží (traveller) - ovlivňuje především přetočení (twist) plachty a hloubku profilu ve spodní části. Správné nastavení geny poznáme při přeostření tak, že se gena začne vydouvat po celé délce předního stěhu – všechny špióny na návětrné straně se začnou třepetat současně. Nastavení jezdce je popsáno výše v odstavci křižování.
- otěže genoy (jib sheet) - otěž proti nastavení pro křižování povolujeme tak abychom měli úhel náběhu geny správně nastavený vůči větru. Při bočním větru cca vyložení plachty 45° vůči ose lodi. Nastavení otěže kontrolujeme špióny. Pokud se návětrné špióny třepetají otěž přitahujeme. Když se třepetají závětrné špióny, otěž povolujeme.
- výtah genoy (jib halyard) - napětí výtahu nastavíme takové, aby na plachtě zmizely vodorovné vrásky.
Hlavní plachta
Pro trim hlavní plachty použijeme tyto trimovací prostředky:
- výtah hlavní plachty (main halyard) - výtah povolíme, nejhlubší místo profilu se posune dále od stěžně. Plachta bude mít větší výkon a bude jachtu více naklánět.
- otěže hlavní plachty (mainsheet) - otěž povolíme tak abychom dosáhli optimálního úhlu náběhu větru do plachty. Opět si můžeme pomoci metodou flatrování popsanou u křižování. Při bočním větru bude plachta cca vyložena 45° vůči ose lodi.
- otěžový jezdec (traveller) - zde už rozsah posunu otěžového jezdce nebude stačit, proto jezdec posuneme k závětrnému boku a vyložení plachty dostavíme povolením otěže.
- kiking (vang) - stahuje ráhno dolů a tím ovlivňuje přetočení plachty (twist). Otěž už není zcela přitažená, a proto musíme twist udržet přitaženým kikingem.
- napínání spodního líku (outhaul) - nastavení hloubky profilu plachty. Na boční vítr zvětšujeme povolováním spodního líku hloubku profilu (břicho) plachty a tím i její výkon.
Trim při slabém zadním větru
Plavba na zadní vítr znamená, že zdánlivý vítr fouká pod úhlem mezi 135° až 180° od přídě. To přibližně odpovídá skutečnému větru z 150° až 180° ke kurzu plavby. Plachty potřebujeme nastavit pro maximální odpor, vztlak se zde neuplatní. Zde se musíme rozhodnout na kterou plachtu poplujeme, protože při vyložení obou plachet na stejný bok bude hlavní plachta stínit vítr pro genu a ta se bude vylévat a na tahu se stejně podílet nebude.
Většinou pro plavbu na zadní kurz volím skasat hlavní plachtu a plout na genu, protože má větší plochu. V případě, že vítr jde prakticky čistě zezadu, je možné každou plachtu vyložit na jiný bok – na motýla (obr.11), tím si plachty vzájemně neberou vítr. Kormidlování však musí být přesné jinak při mírném stočení lodi se plachta na návětrném boku vylije a je přehozena na závětrný bok. Proto vždy pojistěte polohu ráhna kontraotěží, aby ráhno nemohlo být větrem přehozeno nekontrolovaně na protilehlou stranu. Výše uvedenými trimovacími prostředky se postaráme o větší hloubky profilů (břicha) a minimální přetočení plachet.
Pokud je na lodi k dispozici spinakrový peň, tak jej s výhodou použít pro genu (obr.11). Peň pomůže docílit vyložení plachty kolmo k větru a pomůže omezit vylévání plachty ve vlnách, vliv na zvýšení rychlosti při zadním větru je významný. Pokud peň k dispozici nemáme a genu neudržíme tak aby táhla, bude výhodnější použít hlavní plachtu a ráhno vyložit zcela do boku.
Genoa (kosatka) - pokud ji použijeme
Pro trim geny použijeme následující trimovací prostředky:
- jezdec otěží (traveller) - posuneme na kolejnici vzad.
- otěže genoy (jib sheet) - otěž povolujeme do té míry, dokud plachta udrží tvar a příliš se nepřetočí v horní části. Ve slabém větru a vlnách je však obtížné bez použití spinakrového pně udržet genu naplněnou větrem.
- výtah genoy (jib halyard) - napětí výtahu, narozdíl od nastavení při křižování či plavbě na boční vítr, můžeme snížit abychom břicho dostali dále od předního líku.
Hlavní plachta – pokud ji použijeme
Pro trim hlavní plachty použijeme tyto trimovací prostředky:
- výtah hlavní plachty (main halyard) - výtah povolíme, nejhlubší místo profilu se posune dále od stěžně.
- otěže hlavní plachty (mainsheet) - otěž povolíme tak abychom plachtu, pokud možná co nejvíce vyložili kolmo k větru. Polohu ráhna fixujeme použitím kontraotěže – lano vedoucí z ráhna na vazák v přední části závětrného boku lodi.
- otěžový jezdec (traveller) - zde už rozsah posunu otěžového jezdce nebude stačit, proto jezdec maximálně posuneme k závětrnému boku.
- kiking (vang) - stahuje ráhno dolů a tím ovlivňuje přetočení plachty (twist). Otěž už není zcela přitažená, a proto musíme twist udržet přitaženým kikingem. Na zadní vítr přitáhneme kiking k minimalizaci přetočení plachty. Rozdíl v úhlu zdánlivého větru je při zadním větru v závislosti k výšce nad hladinou minimální.
- napínání spodního líku (outhaul)- nastavení hloubky profilu plachty. Na zadní vítr zvětšíme povolováním spodního líku hloubku profilu (břicho) plachty a tím i její výkon.
Závěrem
Uvedené postupy pro trimování plachet neplatí absolutně, protože jak z výše uvedeného textu vyplývá mnohá nastavení se vzájemně ovlivňují a jde o hledání kompromisů mezi nastaveními jednotlivých prvků tak, abychom získali nejvyšší možnou rychlost lodi požadovaným směrem. Mezi další vlivy patří velikost vln. Ta má zásadní vliv na nemožnost udržení optimálního kurzu vzhledem k nastavení plachet.
Tomáš Kůdela
Je povoláním vývojář v oblasti elektroniky. Po absolvování workshopů osobního rozvoje, meditacích a nalezení cesty k sobě si splnil svůj sen a pořídil si plachetnici Delphia 40. Jeho přáním je postupně obeplout svět s lidmi, kteří chtějí něco ve svém životě změnit a zažít dobrodružnou plavbu. Tomáš získal nejvyšší kapitánské oprávnění „A“ velitele jachty oceánské plavby a také se stal jachtařským instruktorem a zkušebním komisařem MDČR. Reportáže z jeho cest naleznete na www.tomaskudela.cz
