Waarom kunnen we (schuin) tegen de wind in zeilen?
Misschien is deze vraag nog nooit in je gedachten opgekomen, maar mij heeft het altijd gefascineerd. Als de wind de ene kant op blaast, dan kan je er met een zeilboot schuin tegenin varen. Door te zigzaggen kan je op die manier op elk punt komen. Maar WRM kan dit dan?
Om deze vraag te kunnen beantwoorden moeten we een uitstapje maken naar een heel andere tak van sport, namelijk die van de vliegtuigbouw. Ik ga nu even in het kort uitleggen hoe een vliegtuigvleugel werkt. Onderstaand plaatje is een dwarsdoorsnede van een vliegtuigvleugel. Dat wil zeggen: het is een vliegtuigvleugel van de zijkant bekeken. De lucht komt van links en stroomt over de vleugel heen. Door de vorm van de vleugel beweegt de stroom aan de onderkant harder dan de stroom aan de bovenkant. Dit leidt er toe dat er een kracht omhoog wordt opgewekt (welke staat aangegeven met een pijl). Deze kracht wordt de ‘lift’ genoemd (Engels voor omhoog tillen). Mensen die meer informatie over dit fenomeen willen, raad ik vooral aan om de wet van Bernoulli te googlen. Voor nu ga ik niet teveel in detail treden WRM dit zo is, want dan wordt het verhaal te lang en te ingewikkeld.
Terug naar de boot. We weten dat er een kracht omhoog ontstaat door de luchtstroom die er langs gaat. Maar wat heeft dat in vredesnaam met een zeilboot te maken? We pakken het plaatje van de zeilboot er even bij. Als je het zeil van een zeilboot van bovenaf bekijkt, dan heeft het een beetje de vorm van een vliegtuigvleugel. Ik heb voor het gemak het plaatje van de vliegtuigvleugel een kwartslag gedraaid zodat je het beter ziet.
Het mooie is dat een zeil in werkelijkheid ook functioneert als een vliegtuigvleugel. De lucht die vanaf boven komt stroomt langs het zeil en wordt afgebogen. De lucht aan de rechterkant (‘bovenkant’) van het zeil stroomt harder dan de lucht aan de linkerkant, dus er wordt ‘lift’ opgewekt. Deze kracht staat met een pijl aangegeven. Deze kracht drukt schuin tegen de boot aan. Een deel van deze kracht wordt omgezet in voorwaartse snelheid en door het andere deel wordt de boot schuin geblazen. Daarom gaan boten die schuin tegen de wind in varen ook schuin!
Even terugblikken. We zijn van een zeilboot bij een vliegtuigvleugel terecht gekomen, we hebben even kort de Wet van Bernoulli erbij gepakt en we zijn daarna weer bij een zeilboot terecht gekomen. Ik vind het enorm interessant hoe technische dingen op een heel boel vlakken met elkaar verweven zijn. Met een paar simpele principes kan je een heleboel ingewikkelde fenomenen verklaren. Dit is wat ik zo mooi vind aan techniek en ik hoop dat ik met dit soort artikelen jullie enthousiasme ook kan opwekken!
