Vad är det som lyfter fenan?

[teabag]

Äla bra fråga !!

Jag inväntar också med spänning doktorernas svar.

Jag vill bara invända en sak. Kraften som vinden genererar i seglet tas emot (typ motkraft) av fenan.
Därav tpset från den tyske ingengören i Cabarete – har du bara 1000 kr att spendera på att förbättra din utrustning – satsa den på fenan. Där gör de mest nytta . I fart, hanterbarhet eller både och.

Lyftet alla snackar om är väl helt enkelt typ såhär:

Kraften från vinden tas emot av fenan som lyfter brädan ?
dvs det är brädan som lyfter och inte fenan.

Alltså hur smart får man inte va en Torsdagskväll ??

[the_novice]

Så fort man lutar brädan åt lä så får man en uppåtriktad komponent av kraften…
Flexbiten vet de katten vad den gör mer än att fenan kan vrida med, om den är bakåtsvept, och minska risk för spinnout?

[jat]

aaah. Bernoulli’s lag! Strömningslära! Back to the old school.
klipp, klipp
“Definition: A statement of the conservation of energy in a form useful for solving problems involving fluids. For a non-viscous, incompressible fluid in steady flow, the sum of pressure, potential and kinetic energies per unit volume is constant at any point.

p + qv2/2 + qgy = constant

where p is the pressure, q is the density, v the velocity and y the height in a gravitational field of strength g, all measured at the same point. This quantity is then constant throughout the fluid.
Bernoulli’s principle is used for, but not essential to, lift by airplanes.

Och vips så lyfter man en vindsurfing bräda och upplever uppåt tryck.

[ollefax]

bernouilles, eller hur han stavar gör väll bara en kraft mot vindens riktning, inte uppåt(mot himlen), eller?

tror mer det kan vara att fenan böjs och sen kanske bernouilles gör sitt, men pga att den då är böjd, så kraftriktningen vinkelrätt mot fenan blir på så sätt vinklad lite uppåt.

gick det att förstå?

[the_novice]

Ja precis, men hur ofta kör man med fenan horisontellt, det var väl det som var frågan?
Dvs vid vanlig segling så hjälper Bernoulli till att ta höjd men inte att hålla brädan ur vattnet..

[anonym-anvandare]

Givetvis genererar fenan endast kraft i sidled. Termen “lyft” kommer från annalogin med en flygplansving där man brukar dela upp de orsakad kraften i lyft och motstånd.
När du seglar din bräda gör du det med en viss avdrift orsakad kraften från seglet. Avdriften resulterar i att fenan snedanstömas vilket resulterar i en lyftkraft i horisontalled eller sidkraft om man så vill. Precis samma funktion som för ditt segel. Kraften orsakas av att flödet tvingas kröka runt fenan vilket orsakar ökat tryck i lä(fenans lovart) och minskat tryck i lovart(fenans lä). Centripitalkraft egentligen, dvs samma fenomen som gör att du kan svinga en hink med vatten runt en horisonatlaxel (lopa hinken) utan att vattnet rinner ut.
En djup fena ger en kraft som verkar i en punkt längre från brädan och därmed ger ett större vridande moment än en grund fena. Större moment betyder att du för hålla emot mer dvs stå längre ut på brädans kant. Det gör brädan jobbigare att svänga och mer orolig. Fördelen med en djup och smal fena är att du får en effektivare vinge, dvs mer lyft i förhållande till motstånd. En grund bred fena ger ett lägre moment vilket ger mer kontroll men är också mer förlåtanade vad gäller stall. Dvs den tål större driftvinklar utan att tappa greppet vilket framför allt är bra i manövrar. Om en vinge möter ett flödet med för stor anfallsvinkel “orkar inte sugkraften hålla flödet längs sugsidans kontur utan istället löser den av i en virvel. Det orsakar en dramatisk försämring av fenans lyft/kraft generering.

Tjockleken på fenan orsakar mer motstånd men ger också en mer förlåtande fena dvs tål större anfalsvinklar innan stall. Orsaken är att fenan blir lite rundare i framkant än och strömningen har då lättar att följa med runt utan att lösa av och tål därför större drift vinklar.

Varför behöver man då större fena för att plana tidigar med stora segel?
För att plana måste du uppnå en viss fart som främst avgörs av brädans yta, bredd och bottenkurvatur. Efter som det blåser mindre när du har ett större segel, men du ändå vill uppnå samma fart så kommer anfalsvinkeln för den relativa upplevda vinden som seglet möter att bli mindre för samma kurs i förhöllande till den verkliga vinden. Detta resulterar i en större sidkraft från seglet som behöver en en större fena för att motverka. En större fena genererar också mer lyft i förhållande till farten.

Vad är det då som lyfter brädan ur vattnet?
Brädan fungerar ungefär på samma sätt som en vinge fast den har bara en tryck sida. När vi far fram genom vattnet så gör det med ett vist trim dvs nosen pekar högre än häcken. Det gör att när vi far fram så kröker vi vattnet neråt vilket orsakar en uppåtriktad kraft som lyfter brädan ur vattnet.

En bredare bräda ger tidigara planing för att den är effektivare på samma sätt som en djupare fena är effektivare. En bräda med rak bottenkurva är effektivare än en med rocker (eftersom rockern kröker åt “fel” håll)
Även om en bredare bräda är effektivare så finns det en gräns där det inte lönar sig att gör brädan bredar. Orsaken är att vi behöver en viss längd för att få stabilitet eller kontroll i längds led och gör vi brädan bredare får vi bara mer våt yta som ger ökat motstånd. Var den gänsen är beror på farten. Desto sanbbare vi färdas desto smalare bräda. Orsaken är att lyftkraften från brädan ökar medans din vikt är den samma.

Det kan ju vara intressant att notera att detta med “wide style” redan undersöktes mycket grundligt i mitten av förra seklet fast då för motorbåtar. Något att tänka på när vi windsurfingnördar skryter om den oerhörda utveckling som sker innom vindsurfing. Allt fanns där i några dammiga böcker som ingen orkade läsa….

Jaha detta är min syn på det hela.
mvh Henrik

[anonym-anvandare]

Allvarligt, hur ofta ligger brädan exakt vågrätt i vattnet.. inte så ofta.. eh?
Aviker brädans lutning längs centerlinjen (tip-mast-tail) får man en skärvinkel på fenan som pekar uppåt.. Detta tackvare brädans utformning (bredare på mitten smalare vid tailen) samt av den enkla anledning att man faktist står bak på brädan (oftast) när man windsurfar vilket gör att centerlinjen pekar snett upp och åt sidan vilket även blir fenans skärlinje i vattnet… (Svårt att illustrera med bara ord)

Bernoulli har redan förklarat krafterna i fenan och dessa tenderar att bli väldigt stora i höga farter. Därför behövs endast en marginell vinkeldeviation från helt vågrätt läge på brädan för att åstakomma ett märkbart lyft..

Slutsats: Stor fena=stor area, hög fart, liten vinkel deviation = stor kraft => lyft, som kan antas vara större än för en fena med mindre area..

Johan, civilingenjör och stolt ägare till RRD tt 105 -2004

[anonym-anvandare]

Herr Civilingengör
Allvarligt talat hur mycket lutar du din bräda. 5 grader?
5 grader skulle då ge en lyftande kraft motsvarande 8.7%
Säg då att du väger 90 kg med utrustning inkluderat och att fenan utgör hälften av lyftkraften det vill säga 441 N.
Kraften som fenan då genererar är 441/sin(5)=5065N och kraften som du måste hålla emot genom seglet är då 5045 N
vilket motsvarar ett 500 kg och gör dig till en av världens starkast män eller en civilingengör som saknar logik .
Visst det beror på vilka sifror man använder men faktum kvarstår den lyftande kraften utgör endast ett tio tal procent av fenans totala “Lyft”
mvh Henrik

[karnan]

Imponerande och lärorikt. Keep up the good work.

/Johan

[vinta_kestrel]

Svar till:

---

Något att tänka på när vi windsurfingnördar skryter om den oerhörda utveckling som sker innom vindsurfing. Allt fanns där i några dammiga böcker som ingen orkade läsa….

[/ QUOTE ]

Jag minns en artikel i SurfSport nån gång 1985-86 som nämnde det här med att en bred bräda som dessutom hade mittpunkten långt bak skulle bli snabbare än en smal speedneedle, om inte det hade varit för att den är mer svårkontrollerad vid chop och hög hastighet. Dock tror jag inte man tänkte så långt som svag vs hård vind. Men det var första gången jag läste om widestyle vindsurfingbräda. Byggde därefter en enkelkonkav, dubbelkonkav med planingskanter och swallowtail med wingers… Dock traditionell outline.

[teabag]

Klart imponerande Henrik och Johan.
Vad jag ser är att vi då har minst två lagar för brädans framfarande.
Först den lag som säger att trycket i “seglet” ökar med kvadraten på vindhastighetsökningen och nu flödeslagen här.

Frågan är finns det samband ? Kan man koplla dem på något sätt ??

Att flödeslagen “stämmer” kan lätt testas genom att ta bort sin fena på kortbrädan eller ta upp centerbordet på den stora.

Under mycket olyckliga omständigheter förlorade jag min fena till kortbrädan. Efter att ha kämpat med vattenstarter och simmat in till land för att göra beachstart som också var helt jävla omöjliga lyckades jag till slut komma upp.
Bara för att märka att brädjäveln vägrade gå framåt. Den fan gick bara i sidled. Ursäkta svordomarna men jag var i detta läge helt urless….
Dessutom gick den i bar fart i sedled mot badarna….

Bara hoppa av och försöka lista ut vad som rimligen kunde vara fel. Man börjar utröna sig själv. Har jag gjort bot ?
Har jag gjort bättring? Var jag snäll mot mamma igår. Är Gud snäll ? Är jag bara dum . Skulle jag gått upp i morse ?

När jag inte finner svar är jag så förbannad att jag släpper hela skiten. Då tar vinden tag i bräda segel och hela fanstyget vänder sig upp och ner.

Jag kan säga att tillvaron inte kändes bättre när jag till slut inser … Fenjäveln är borta. Putsveck. Finito.

Jo flödeslagarna äro hårda och orättvisa.

[diil]

Ja det är då typisk, allting ska det då lagstiftas om. Nu får inte ens vatten flyta som det vill….
/D

[anonym-anvandare]

-den dagen fenan gikk av skulle du bare fortsatt a bruke flodeslagarna! -til din egen fordel…

om du surfar bredan baklenges sa skal du se at den vil. vannet slipper nosen mye bedre enn hekken, og du kan segla inn og opp pa beachen om du vil;)

En liten kommentar har jeg ogsa til ingeniorgutta, dere ma ikke glemme formen! Formen pa fenan har helt avgjorende betydning for hur den fungerar. (toppfart, akselerasjon, lift, drag osv…)

area kan formes pa ulike sett, og raskest er definitivt lange rette foils. Ellers er det heller ikke riktig a si at motstandet okar med kvadratet av hastigheten, det er bara approximering i et givet hastighetsomrade!. Hvert eneste objekt i verden -ochsa fenor- har sin egen unike motstandsgraf beroende pa
hur det er format. Till eksempel kan en folkabuss aldri kjore 10000 km/t, uansett hvor mange rakettmotorer som festes til den. Den er inte format for fart:) -den brinner upp nar den nar en slags grans-hastighet.
sa er det ogsa for fenor. en viss form har en given topphastighet under ideelle forhold, og kan aldrig ga fortere enn det. Deter sjalvklart inte sa at man er i naerheten av den hastigheten medans man surfar, men man kan maerke at ulike fenor har sina “barrierer” som er svara at bryta. dubbelt sa mycke power ger kanskje en knop ekstra -om man da klarer a kontrollere brettet.

Her er hele orsaken til at formulabredorna er sa brede. Det er umulig a kontrollere 70cm fena i starka vindar utan tilrakkligt med hevarm for at uppna momentjamvikt.

Det finns masse mer a si om dette, det er komplekse problemstillinger, og noen av svarene her er bare tullete enkle uten virkelig ingeniormessig rot i verden. Hvem som helst kan skrive av Bernoullis ligninger fra en bok och vara cool… dette dreier seg om fysikalisk forstaelse, som er en skjelden gave.

Personlig tror jeg det er en tomte som sitter pa tuppen av fenan, og lyfter bredan nar det begynner a ga for fort. -han vil jo ikke risikere a falle av da tomter inte kan simma!

vagtomter pa vagfenorna, og speedtomter pa slalombredorna.

Hilsen fra tomten pa Maui.

[anonym-anvandare]

Vilken roll spelar seglet i lyftet? Förutom att formen på seglet för brädan frammåt kan det kanske också ha en lyftande effekt. Formen är ju så att den största buken ligger diagonalt nedåt varför det kanske inte är helt osannorlikt att det också hjälper till med lyftet!

En inte helt tekniskt bevandrad individ, men som ändå följer tråden med intresse.

Jörgen

[jat]