Prin consens se atribuie numai calității velelor 25% din viteza realizată de un velier model și ceva mai mult de 10% din aceasta punerii lor la punct cât și reglajului efectuat fapt care nu este absolut deloc neglijabil.

TOTUL DESPRE VELE

Mai multe teorii au încercat să explice modul în care vântul acționează asupra unei vele, ultima fiind aceea care atribuie velelor funcția unui deflector, care, prin modificarea direcției vântului, provoacă o reacție spre înainte. Această teorie pare a explica cel mai bine efectul de fantă între foc și randa, în care vântul capătă, sub acțiunea focului, o accelerație puternică, provocând un vid sub acesta. Dacă fanta este reglată eficient, această reacție este maximă, lucru care este cunoscut sub numele de efect de alura semineu, fenomen descoperit și explicat de Manfred Curry.

Vela este o suprafață expusă acțiunii vântului cu cele trei margini ale sale: grandeea de învergare, solidară cu catargul sau întinsă pe un strai; marginea de întinsură, solidară cu ghiul pentru o randa, și marginea de cădere, întinsă între vârful catargului și extremitatea ghiului sau între vârful de întindere și vârful de scotă.

Propulsia velică poate fi explicată ca mod de acționare în felul următor. Din punct de vedere al aliurilor se disting două posibilități de navigație: navigație prin împingere pentru vânt din pupă și vânt mare larg și navigație în depresiune pentru celelalte aliuri travers, vânt dinaintea traversului și vânt foarte strâns.

În principiu, filetele de aer purtate de vânt sunt divizate în două fluxuri separate de către pânza velei. Prezentăm aceste două fluxuri prin linii paralele pe ambele fețe ale unei vele. Fluxul care se scurge pe partea convexă a velei, extradosul, se accelerează, formând o depresiune care trage vela cu 2/3 din forță, iar fluxul care se scurge pe partea concavă își va încetini viteza de scurgere, cedând accelerația pierdută intradosului, care drept consecință va împinge vela cu 1/3 din forța totală. Deci pentru a defini forța totală propulsivă se poate afirma că vela împinge velierul cu o treime din forța totală și că îl trage cu două treimi din aceasta.

Într-o navigație în împingere filetele de aer se rup. Pe intradosul velei există numai compresie, iar pe extradosul ei o puternică turbulență. Rezultanta propulsivă este mică, prin lipsa de depresiune pe extrados și mai ales prin rezistența la înaintare, opusă de filetele de aer aflate în turbulență. În cazul unei navigații în depresiune (i se mai spune și navigație în finețe), vela fiind bordată, există compresie pe intrados și depresiune pe extradosul acesteia; rezultanta propulsivă este foarte mare. Desigur, există în aceste situații variații de presiune și în consecință și variații de viteză, acestea două fiind reciproc legate, conform legii lui Bernoulli. Rezultă clar de aici că direcția și valoarea forței dezvoltate de o velă vor fi variabile în funcție de viteza și direcția vântului care lovește în aceasta (vântul aparent), ca și de caracteristicile sale, comune tuturor suprafețelor portante: suprafața, forma, secțiunea și alungirea.

Viteza vântului și suprafața, fiind factori cantitativi (suprafața fiind limitată de clasa velierului), nu intervin în analiza calităților unei vele. O velă va fi cu atât mai bună calitativ cu cât forța pe care o va dezvolta va fi mai mare și unghiul pe care îl va face cu direcția vântului aparent va fi mai mare. Pentru aceasta vom analiza mai întâi forma ei. O velă este mai mult sau mai puțin curbată, având curbura plasată mai mult sau mai puțin spre înainte sau spre înapoia ei. Curbura aceasta este direct proporțională cu forța desfășurată.

Este deci normal să fii tentat a gândi că este suficient să mărești curbura pentru a obține o putere mărită. Trebuie știut însă că o putere propulsivă mare dă întotdeauna naștere la o forță antiderivă și la un cuplu de răsturnare foarte importante. În același timp, o velă prea curbată are o rezistență la înaintare foarte mare și deci prezintă mari dificultăți de penetrare în fluxul de aer. Această rezistență poate depăși forța propulsivă și velierul în cauză va stopa. Curbura velei condiționează și capul navei, fiind invers proporțională cu acesta.

În general, poziționarea respectivă dă trei forme diferite de vele: vela cu curbură maximă plasată la 33% de bordul de atac, la fel ca un profil NACA; vela cu curbură maximă la 66% din coarda (curbura mult retrasă); și vela cu curbură la 50% din coarda. Se pare că aceasta din urmă ar fi cu forma optimă, prezentând cel mai bun compromis rezistență-randament. După o serie de autori poziția acestei curburi pare să aibă o influență neînsemnată. Se remarcă faptul că o curbură plasată mai în față este dăunătoare până la un unghi de atac de 15°, care, odată depășit, direcția forței propulsoare îi dă un ușor avantaj.

Trebuie trasă concluzia că formula lui Euler, conform căreia forța dezvoltată pe profilul unei vele depinde de unghiul la care sunt deviate filetele de aer, rămâne singura valabilă pentru eficacitatea unei curburi plasate mai mult sau mai puțin spre înainte, mijloc sau înapoi. Totuși, pentru stabilirea valorii unei curburi, problema este mai complicată, căci dacă valorile de forță sunt întotdeauna superioare pentru curburi de 15/100, direcția acestei forțe este net mai puțin bună sub un unghi de 12°. Din pricina unei incidențe negative a părții din față, va fi imposibil de a forța o velă cu această curbură mai jos de acest unghi, fapt care ne face să reducem curbura. Nu trebuie însă uitată afirmația veliștilor cu experiență care spun întotdeauna că "atât timp cât vela ține, fără să fluture, nu va fi niciodată suficientă curbura".

Înainte de a termina cu aceste considerații asupra formei pe care trebuie să o aibă vela, mai rămâne să abordăm finețea velei, o însușire comună oricărui profil aerodinamic. Pentru o suprafață aerodinamică dată, această finețe variază în funcție de unghiul de incidență al filetelor de aer. Pentru o incidență în general foarte mică, se obține o finețe maximă și de această maximă este vorba atunci când se vorbește de finețea unui profil aerodinamic.

Așa cum am mai explicat, dacă o suprafață aerodinamică este atacată de vânt la un unghi de incidență cu coarda sa, se produce o hiperpresiune la nivelul intradosului și o depresiune la nivelul extradosului (fața convexă). Rezultanta acestor forțe care se exercită pe suprafața în cauză este reprezentată de vectorul R, având ca origine un punct precis al suprafeței - centrul de propulsie (presiune); descompunem R într-un vector orientat în sensul filetelor de aer incidente și pe care îl vom denumi rezistență, și într-un vector perpendicular, denumit împingere. Finețea este definită ca un raport de rezistență la înaintare. Vectorii fiind reprezentați de niște coeficienți fără dimensiuni 100 Cz și 100 Cx vom avea:

Finețe F = 100 Cz / 100 Cx

Pare deci logic să diminuăm rezistența la înaintare a velaturii noastre pentru a obține un raport mai mare de împingere-rezistență și implicit o finețe mărită.

Farm. MIRCEA POPESCU