Wind en vaart onder zeil

 kompasroos1.jpg - 264.65 KbRompsnelheid, windgrafiek en de schaal van Beaufort. Geen zeiltheorie, gewoon handige tooltjes.

De rompsnelheid van een waterverplaatsend vaartuig is die snelheid, welke past bij de lengte en de vorm onderwaterschip. Met een simpele formule is de rompsnelheid te benaderen. Daarvoor heeft men nodig de lengte op de waterlijn in meters (L.W.L.) . Formule rompsnelheid V max=4,5√LWL  in Km per uur. Wanneer de boot helt kan de waterlijnlengte  een paar procent toenemen en zal de snelheid ook iets toenemen. (Dit hangt af van de vorm van het schip). 
Rekenvoorbeeld
Rompsnelheid is bepalend voor de vaarsnelheid en de bootlengte is een factor voor de berekening daarvan. Stel bootlengte op de waterlijn =9 meter. Rompsnelheid is dan 4,5√9 = 13.5 Km/u. Dwingt men een waterverplaatsende boot om sneller te varen dan haar rompsnelheid, dan probeert ze als het ware tegen haar eigen boeggolf op te klimmen.
Bij welke hoek loopt de boot onder zeil het snelste
Aan boord hebben wij met 3 soorten wind te maken. De ware wind, die over het water waait, tegenwind, ook wel vaarwind genoemd en schijnbare wind. Deze laatste is een vector (resultante) van ware- en tegenwind. Aan boord voelen wij de schijnbare wind. Wilt u bepalen wat de snelheden zijn van uw boot bij bepaalde windrichtingen, dan kan een grafiek worden samengesteld naar het voorbeeld hieronder. De halve cirkel geeft vanuit het middelpunt de snelheid aan in kilometer/uur en uitgaande de richting van de ware wind is een verdeling in graden.


snelheidsgrafiek a onder zeil.jpg - 89.54 KbVoorbeeld grafiek wind en snelheid.

In de tegenwindse sector kan niet gezeild worden; de snelheid is nul. Hoog aan de wind maakt de boot al voortgang. Op 45 graden aan de wind maakt de boot vaart en de snelheid loopt op naar het maximum bij het vergroten van die hoek en dan blijft de snelheid constant  tot een achterlijke wind van ongeveer (135 gr.). De hoogste snelheid blijft, totdat de schijnbare wind kleiner wordt. Dat is zichtbaar op de grafiek bij ongeveer 135 graden. Namelijk de ware wind, die ons voortstuwt, wordt kleiner omdat de scheepssnelheid er wat vanaf snoept. 

07zuidth.jpg - 8.33 Kb Noordzee 2x 

Hieronder vindt u de tabel van Beaufort over windsnelheden. Hierover zij opgemerkt, dat een aantrekkende wind op de golfvorming vooruit loopt en dus de golven naderhand een stuk hoger kunnen worden.  De golfhoogten op (bijvoorbeeld) de Noordzee zijn heel variabel. Aan een golfhoogte van 4 meter heeft men echt zijn handen vol. Wanneer nabije zeilschepen met de giek achter de golven verdwijnen, dan zit men in de buurt van 3 tot 4 meter. Dat lijkt niet hoog, maar is het wel.

 Een knobbelig IJsselmeer

De schaal van Beaufort

 De tabel werd in 1805 opgesteld door de Ier Sir Francis Beaufort, marinecommandant van het fregat Woolwich van de Royal Navy. Hij maakte een indeling in 13 windsterkten, aan de hand van de zeilvoering van een fregatschip. Zijn schaal was gebaseerd op windkracht, niet op windsnelheid. Hij keek naar het gedrag van zijn schip, niet naar de wind zelf. In 1838 stelde de Royal Navy de schaal van Beaufort verplicht voor de windkrachtaanduiding in het scheepsjournaal. De omschrijvingen van Beaufort varieerden van Geen vertier (0 Bft) tot Zeilen waaien uit de lijken (12 Bft). Daartussen lagen uitdrukkingen als Bovenbramzeilkoelte (5 Bft), Dubbelgereefde marszeilkoelte (7 Bft), Dichtgereefd grootmarszeil en gereefde fok (10 Bft).

In 1905 werd de schaal aangepast aan de stoomvaart door Sir George Simpson en in 1921 deed hij dit nogmaals, maar dan meer toegepast voor het niet-zeevarende deel van de mensheid. Ook voegde hij de windsnelheden toe aan de schaal. Hieronder staat de schaal van Simpson uit 1905 en 1921.
De belangrijkste wijziging, in 1946, werd vastgesteld door het International Meteorological Committee. De schaal werd gebaseerd op de gemiddelde windsnelheid gedurende 10 minuten op een hoogte van 10 meter boven de grond. Zo veranderde de Windkrachtschaal van Beaufort in een Windsnelheidschaal. Er werden overigens ook nog een aantal schalen aan de bovenkant toegevoegd voor het categoriseren van de hogere orkaanwindsnelheden. De schaal van Beaufort wordt niet gebruikt voor de snelheid van rukwinden op zich. Heel vaak worden die twee met elkaar verward. 
Als de wind bijvoorbeeld gedurende 10 minuten waait met een gemiddelde snelheid van 70 km/u met pieken tot meer dan 117 km/u, is er dus geen sprake van windkracht 12 (orkaan), maar van windkracht 8 (stormachtige wind).

kracht benaming KNMI benaming zeevaart snelheid in km/h* snelheid in knopen[1] uitwerking boven land en bij mens uitwerking boven zee
0 stil windstil 0-1 0-1 rook stijgt recht of bijna recht omhoog spiegelglad
1 zwak flauw en stil 1-5 1-3 windrichting goed af te leiden uit rookpluimen kleine golfjes, geschubd oppervlak
2 zwak flauwe koelte 6-11 4-6 wind voelbaar in gezicht, weerhanen tonen nu juiste richting, blad ritselt kleine, korte golven
3 matig lichte koelte 12-19 7-10 opwaaiend stof, vlaggen wapperen, spinnen lopen niet meer kleine golven, breken, schuimkopjes
4 matig matige koelte 20-28 11-15 papier waait op, haar raakt verward, geen last van muggen meer golven iets langer, veel schuimkoppen
5 vrij krachtig frisse bries 29-38 16-21 bladeren van bomen ruisen, gekuifde golven op meren en kanalen, vuilbakken waaien om matige golven, overal schuimkoppen, af en toe opwaaiend schuim
6 krachtig stijve bries 39-49 22-27 problemen met paraplu's en hoeden waaien af grotere golven, schuimplekken, vrij veel opwaaiend schuim
7 hard harde wind 50-61 28-33 het is lastig tegen de wind in te lopen of te fietsen golven worden hoger, beginnende schuimstrepen
8 stormachtig   62-74 34-40 twijgen breken van bomen, voortbewegen zeer moeilijk matig hoge golven, schuimstrepen
9 storm   75-88 41-47 schoorsteenkappen en dakpannen waaien weg, kinderen waaien om, takken breken af, alleen zwaluwen en eenden vliegen nog hoge golven, rollers, zicht wordt slechter door schuimvlagen
10 zware storm   89-102 48-55 grote schade aan gebouwen, volwassenen waaien om, bomen raken ontworteld, vogels blijven aan de grond zeer hoge golven, zee wordt wit van het schuim, overslaande rollers, verminderd zicht
11 zeer zware storm/ orkaanachtig   103-117 56-63 grote schade aan bossen extreem hoge golven, zee geheel bedekt met schuim, sterk verminderd zicht
12 orkaan   >117 >63 verwoestingen lucht is vol met verwaaid water en schuim, zee volkomen wit, vrijwel geen zicht meer

*) gemiddelde snelheid in km•h−1 over 10 minuten

Snelheid op de foto
Wat u ook gemakkelijk kunt uitrekenen is de snelheid van een boot vanaf een foto. U moet dan wel de lengte van het schip kennen en het aantal golven vanaf de boeg tot en met het roer.
Voorbeeld:
Een boot is 7,5 meter lang en op de foto kunt langszij duidelijk 3 golven tellen. De golf lengte is dan 2,5 meter. De voortplantingssnelheid van de golf = 4,5 Ѵ2,5= 4,5 X  1,58= 7,11 KM.