Dlaczego pływanie z wybraną topenantą to błąd?

Temat artykułu jest nieco wąski, ale chciałbym zwrócić uwagę na błąd, który dość często widuję na wodzie – pływanie z wybraną topenantą. Aby wyjaśnić, na czym on polega, zacznijmy od kilkunastu zdań teorii przedstawionej w uproszczonej postaci.

Żagiel i skrzydła podlegają tym samym prawom fizyki, znajomość więc podstawowych zasad aerodynamiki jest przydatna również żeglarzom, a nie tylko pilotom. Żagiel jest płatem opływanym przez strugi powietrza, takim samym jak skrzydło samolotu. Siła nośna, jaka powstaje na płacie, jest zależna od jego powierzchni oraz od prędkości, z jaką powietrze opływa płat (te same zasady dotyczą płatów poruszających się w innych ośrodkach, np. płetwy mieczowej czy płetwy sterowej w wodzie).

Wszyscy wiemy, że im większa powierzchnia żagla i im większa prędkość wiatru tym większa siła, która napędza nasz jacht. Jednak to nie wszystko. Na siłę nośną wpływ ma również kąt natarcia płata, czyli w naszym wypadku kąt pomiędzy żaglem a kierunkiem, skąd wieje wiatr. Jeśli ustawimy żagiel w łopocie w linii wiatru, to kąt natarcia będzie zerowy i siła nośna również o wartości zerowej. To oczywiste!

W miarę, jak będziemy wybierać żagiel, czyli zwiększać kąt pomiędzy płatem a kierunkiem wiatru, siła nośna urośnie, ale tylko do pewnego momentu. Jeśli przekroczymy tzw. krytyczny kąt natarcia, to siła ta zacznie gwałtownie maleć – o tym też wszyscy wiemy. Na przebranych żaglach, gdy kąt pomiędzy kierunkiem wiatru i żaglem jest większy niż krytyczny, łódka nie chce pływać.

Nasuwa się prosty wniosek – trzeba tak ustawić żagiel do wiatru, aby kąt natarcia był zbliżony do kąta krytycznego, zazwyczaj jest to kąt o wartości od kilkunastu do nieco ponad dwudziestu stopni i zależy m.in. od kroju żagla. Przy takim ustawieniu uzyskamy największą siłę nośną, nasza łódka żwawo rwie do przodu zostawiając inne za rufą, a my cieszymy się sprawną żeglugą. Jednak patrząc na tych, którzy pływają z mniej albo bardziej wybraną topenantą, można sądzić, że nie wszyscy pamiętają o tym, jak istotne jest właściwe ustawienie żagla do wiatru.

Topenanta podczas żeglowania: jak znaleźć właściwy kąt natarcia grota na jachcie?

Oczywiście zacznijmy od wyluzowania topenanty, jeśli nie zrobiliśmy tego od razu. Z wybraną topenantą nie będziemy w stanie nic zrobić. Teraz zastanówmy się nad kierunkiem wiatru. Warto przypomnieć, że wiatr rzeczywisty, ze względu na tarcie powierzchniowe, ma zazwyczaj mniejszą prędkość przy lustrze wody niż na wysokości topu masztu. To oznacza, iż wiatr pozorny (to on działa na żagle) wieje z innego kierunku przy powierzchni wody (bardziej ostro) niż w okolicach topu (pełniej).

Widać więc, że bom wraz z dołem żagla powinien być bliżej osi jachtu, a górę grota powinno się nieco otworzyć. To naturalnie ukształtowany skręt żagla. Jednak nadal nie wiemy, jak mocno grot powinien być skręcony, aby żagiel był ustawiony pod optymalnym kątem do wiatru, w dolnej jego części, pośrodku i na górze.

Regulacji skrętu grota

... dokonuje się przez zmianę naprężenia w liku tylnym, wybierając, bądź lekko luzując, obciągacz bomu. Jeśli na liku tylnym grota mamy naszyte tasiemki (icki) na różnych wysokościach, nietrudno znaleźć takie naprężenie w liku tylnym, przy którym grot będzie tak skręcony, że każda jego partia znajdzie się pod optymalnym kątem do wiatru. Zaczynamy od ustawienia bomu. Zazwyczaj poprzestajemy na wybraniu talii, zadawalając się tym, że grot zaczął pracować. Właściwy kąt natarcia dolnej części grota zasygnalizuje najniższa tasiemka, ale warto spojrzeć, na te wyższe. Jeżeli są zawiewane na nawietrzną, to oznacza, że ta część żagla jest niedobrana. Wybieramy obciągacz bomu i zwiększamy naprężenia w liku dolnym, zmniejszając tym samym skręt żagla. Jeśli są zawiewane na zawietrzną, góra żagla jest przebrana i wtedy lepiej obciągacz poluzować. Jeśli wszystkie tasiemki na liku tylnym będą układały się tak samo, będąc jakby przedłużeniem tkaniny żagla, to znaczy, że wszystkie jego partie są ustawione pod właściwym kątem do wiatru.

Co to ma wspólnego z topenantą?

No właśnie – nic! Warto zauważyć, że do regulacji skrętu żagla używaliśmy obciągacza bomu, słabiej albo mocniej ściągając bom w dół, a nie unosząc go do góry. To dowód na to, że do uzyskania optymalnego trymu grota topenanta jest nam niepotrzebna. Nawet niewielkie wybranie topenanty, i tym samym uniesienie noku bomu, to wyluzowanie liku tylnego grota i nadmierny skręt żagla. To spowoduje, że góra grota znajdzie się w łopocie albo pod zbyt małym kątem do wiatru, dalekim od krytycznego kąta natarcia. Góra żagla nie będzie pracować, siła nośna w tej części płata stanie się zerowa albo znacznie mniejsza od maksymalnej. Wybranie tali niewiele pomoże, ponieważ zablokowana topenanta nie pozwoli zwiększyć naprężenia w liku tylnym, wprawdzie wraz z wybraniem talii poprawi się kąt natarcia górnej partii grota, ale wtedy zostanie przebrana dolna część żagla. Tu kąt natarcia będzie większy niż krytyczny.

Tak się dzieje przy lekkim wybraniu topenanty. Mocniejsze jej wybranie i jeszcze większe uniesienie noku (widuję takie jachty) spowoduje całkowite wyluzowanie liku tylnego grota i mocne zdeformowanie żagla. Tak zdeformowany żagiel przestaje być płatem, staje się kawałkiem tkaniny o przypadkowym kształcie uniemożliwiającym laminarny opływ strug powietrza. Wartość siły nośnej, jaka powstanie na nim, będzie niewielkim ułamkiem tego co można uzyskać prawidłowo kształtując skręt grota. Takie działanie jest pozbawione sensu. To tak, jakbyśmy próbowali wzbić się w niebo samolotem z poskręcanymi i luźno powiewającymi częściami skrzydeł.

Zadanie topenanty to utrzymywanie bomu ponad pokładem, wtedy gdy grot jest zrzucony i tkanina żagla nie trzyma bomu. To jej podstawowa rola na jachcie. Należy jednak wspomnieć o pewnym wyjątku, kiedy można, a nawet warto użyć topenanty gdy żeglujemy.

Topenanta podczas żeglowanie: wyjątek od reguły!

Jeśli chcemy iść możliwie ostro przy słabym wietrze i wybieramy talię po to, by bom przyciągnąć do osi jachtu, to zwiększymy też naprężenie liku tylnego, ponieważ talia ciągnie bom również w dół. To zmniejsza skręt grota i żagiel może być przebrany w górnej partii. Aby temu przeciwdziałać, należy skasować luz na topenancie, zanim wybierzemy talię grota (a jeśli lina jest rozciągliwa, można nawet topenantę podebrać o centymetr czy dwa). Robimy to po to, aby topenantą blokować nadmierne naprężanie liku tylnego, kiedy talia ciągnie bom w dół.

To jedyny przypadek korzystania z topenanty podczas pływania na żaglach. W innych sytuacjach topenanta powinna być wyluzowana. Warto też poluzować linki lazy jacka. Jeśli są wybrane, żagiel opiera się o te znajdujące się na zawietrznej, co deformuje jego profil i pogarsza działanie. Na szczęście zdecydowanie w mniejszym stopniu niż wybrana topenanta.