Physik des Segelns. Wie Segeln wirklich funktioniert

Liste der verwendeten Symbole XI

1 Historische und gegenwartige Bedeutung, Leistungsvergleiche 1

1.1 Hochstgeschwindigkeit 8

1.2 Etmale auf See 10

1.3 Reisezeit auf Langstrecken 10

1.4 Luvgeschwindigkeit 11

1.5 Segler des Tierreiches 12

2 Die Segelyacht im gleichformigen Fahrtzustand 15

2.1 Kraftegleichgewicht 15

2.2 Momentengleichgewicht 21

2.2.1 Achse 1 21

2.2.2 Achse 2 25

2.2.3 Achse 3 30

3 Grundlagen der Stromungslehre 35

3.1 Dynamik einer idealen (reibungsfreien) Flussigkeit 37

3.2 Die Eigenschaften von Wirbeln 40

3.3 Bernoulli-Theorem 44

3.4 Die ebene Potenzialstromung 45

3.5 Dynamik von Fluiden mit innerer Reibung 48

3.6 Dissipation von Wirbeln 50

3.7 Ableitung der Reynoldszahl 50

3.8 Der Stromungswiderstand von Korpern 52

4 Die Theorie des Tragf lugels (Profileigenschaften) 63

4.1 Irrlehren der Auftriebsentstehung 63

4.2 Wie entsteht der Auftrieb wirklich? 65

4.3 Druckverteilung am Tragflugel 73

4.4 Ablosungsverhalten und Wirbelbildung an Tragflugelprofilen 75

4.5 Gewolbte Platte verglichen mit dickem Flugelprofil 80

4.6 Die gegenseitige Beeinflussung von Profilen 81

5 Der dreidimensionale Tragf lugel 89

5.1 Randwirbel und induzierter Widerstand 89

5.2 Elliptische Auftriebsverteilung 96

5.3 Wechselwirkung mit der Wasseroberflache 100

5.4 Verwindung (Twist) 102

5.5 Flugelform 104

5.6 Pfeilung 105

5.7 Auftriebsverhalten von Tragflugeln mit niedrigem Seitenverhaltnis 107

6 Der Bootskorper: Wellenerzeugung und Widerstandskomponenten, Skalierung 113

6.1 Wasserwellen (Schwerewellen) 113

6.2 Tiefenabhangigkeit der Wellenamplituden 114

6.3 Ableitung der Dispersionsrelation 117

6.4 Tiefwasserwellen 119

6.5 Seichtwasserwellen 121

6.6 Das Wellensystem eines fahrenden Schiffes 122

6.7 Wie viel PS hat eine Segelyacht? 129

6.8 Skalierungsgesetze 131

6.8.1 Hochrechnung von Modellversuchen auf wirkliche Gro?e 131

6.8.2 Segeltragvermogen und Skalierung der Segelflache 134

6.9 Kenngro?en fur das Wellenwiderstandsverhalten 138

6.9.1 Breite / Tiefgang-Verhaltnis 138

6.9.2 Volumetrischer Koeffizient 138

6.9.3 Prismatis