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風向舵とは、帆船が風の発生源に向かって舵を取ろうとする傾向のことで、その結果、舵が不均衡になり、その影響を打ち消すために舵柄を風上（つまり「風上」）に 引く必要がある状態になります。
風上舵は風下舵の反対です。一般的に風下舵よりもトラブルが少ないです。[1]
概要
風向舵は、船のベクトル中心（帆によって生成される力が押される方向）が風下および船尾にシフトすることによって発生します。このシフトは、メインセールへの過剰な圧力によって引き起こされ、メインセールがジブ（またはその他のヘッドセール）とキールまたはセンターボードによって生成される風上方向の横方向の抵抗を上回ります。これにより、船尾で風上からの力の不均衡が生じ、船が抗力の中心（多くの場合、キールまたはセンターボードの中心付近）を中心に旋回し、船首が風上に移動します。[2]風向舵は、メインセールの過剰な出力によってのみ発生するわけではありません。船が風下側に傾斜している場合、キールの抗力の後方成分が風上に移動します。これにより、船首を風上に押す力（回転モーメント）が発生します。メインセールの過剰な出力と激しい傾斜はどちらも同じ状況で発生するため、風向舵の原因を特定することが困難な場合があります。
風向舵はどんな大きさの船でも発生しますが、キールのない船では船の物理的な動きがより激しくなることがよくあります。これは、比較的大きなメインセイルによって小さなブレードがすぐに圧倒される結果です。キールボートでは、風向舵はそれほど感じられませんが、ブレードに対する横方向の抵抗が依然として存在し、舵を望ましくない位置まで引く必要があるため、同様に有害になる可能性があります (緩和策を参照)。
風下舵を少し取ることは、舵の「感覚」と、強い突風で船がわずかに風上に向かう傾向、そしてある程度帆が自然に羽ばたく傾向の両方の観点から、一部の船員は望ましい状況であると考えている。他の船員はこれに反対し、中立舵を好む。[3]風下舵はデッドマンズスイッチの一種でもあり、舵を一定時間放すと、船は安全に停止する。
緩和
風上に向かってリーチングまたはビートしているボートの傾斜角を小さくするあらゆる動作は、風下舵角の低減に役立ちます。レース中のセーラーは、体重を利用してボートをより直立した姿勢にします。総帆面積を減らすか縮めることでも同じ効果があり、直感に反して、傾斜と風下舵角が減少すると、水中抵抗が減少するため、多くのボートは強い風の中で少ない帆でより速く航行できるようになります (「オーバーキャンバスセーリング」を参照)。スループやカッターのメインセイルなど、最も後方のセイルのシートを緩めると、特に操縦が容易になり、すぐに効果が現れます。カッターの ジブを上げる(場合によってはステイセイルを下げる)など、帆面積を前方に移動または拡大することも役立ちます。
風下に向かって航行する場合、前後の帆がすべて同じ側（風下側）に張られていることによる不均衡によって、風下舵が生じることがあります。スピネーカーを上げるか、ウィスカーポールでヘッドセイルを風上に伸ばすと、状況が改善されます。貿易風で海を横断するヨットは、メインセイルなしで長時間の風下航行ができるように、同じフォアステーから反対側に張られたダブルヘッドセイルである「ツイン」を装備しています。[4] スクエアリグのセイルは、風下でも比較的対称的な推進力を提供します。
風向舵は、意図した進路に対して角度をつけて舵を水中に引く必要があるため、抵抗が生じ、船が水中を進むのを妨げます。著書「Sailing Illustrated」で、パトリック・M・ロイスは風向舵を単に「風に向かって進もうとする傾いた帆船」と定義しています。[5]船を舵輪で操舵するか、舵輪で操舵するかに関係なく、原理は同じです。舵輪を風下に回すと、舵輪を風上に引くのと同じ舵の効果が得られます。
議論
風向または風下方向の「舵」の根本的な原因は、帆の力の中心と船体の横方向の抵抗の中心との差です。圧力の中心が横方向の抵抗の中心より後方にある場合、風向舵、つまり船が風上に向かう、または風向計に向かう傾向が生じます。
状況が逆転し、圧力の中心が船体の抵抗の中心より前方にある場合、「風下」の舵取りとなり、これは危険ではないにしても、一般的に望ましくないと考えられています。どちらかの舵取りが強すぎると、操舵手はそれに対抗するために舵を偏向させなければならなくなり、その結果、中立または最小の舵取りの船舶が経験する以上の余分な抵抗が発生するため、良くありません。
風向舵の力学に関する数学的分析については、CA Marchaj著「Sailing Theory and Practice」を参照のこと。 [6]
参考文献
- ^ フレイザー、ダグラス (1907)。実践的なボートセーリング。ボストン、ロトロップ、リー＆シェパード。p. 114。
- ^ セーリングを正しく学ぼう！：中級セーリング：質の高いセーリング指導の全国基準。米国セーリング協会。ロードアイランド州ポーツマス。2012年。ISBN 9780982167687. OCLC 910914500.
{{cite book}}: CS1 メンテナンス: 場所が不明な発行元 (リンク) CS1 メンテナンス: その他 (リンク) - ^ 「船員の中には、風下舵を少し取るのが良い、つまり、舵が小さな迎え角で船が生み出す揚力に寄与すると考える者もいる。私は、舵は使用するたびに適用されるブレーキに過ぎないと主張する。理想的には、舵は単に船に追従し、揚力を生み出さず、抵抗を最小限に抑えるのが望ましい。」バーニー・ハリスアルバコア セーリング完全ガイド http://usaa.albacore.org/members/techniques
- ^ マルヴィル、フランク（1991）。『シングルハンドセーリング』。シーファーラーブックス。ISBN 978-0-85036-410-1。
- ^ ロイス、パトリック M. (1993)。ロイスのセーリングイラスト: 1956 年以降の船員のバイブル。プロスター。ISBN 978-0-911284-08-9。
- ^ Marchaj, CA (1985).セーリング理論と実践、改訂版。Putnam。ISBN 978-0-396-08428-0。