Topenanta. Jak jej używać i dlaczego wybrana topenanta to błąd?

Topenanta to lina, którą znają i potrafią wskazać na jachcie niemal wszyscy żeglarze. Ale czy wszyscy wiedzą jak jej używać i do czego może służyć topenanta w trakcie żeglugi? Gdy widzę niektóre jachty, zwłaszcza te żeglujące na wodach śródlądowych, to mam poważne wątpliwości odnośnie tej wiedzy.

Tekst i zdjęcia Mariusz Główka

Chciałoby się, aby żagle na jachcie pracowały jak najbardziej efektywnie, dając jak największą siłę napędzającą naszą łódkę i pozwalając jej osiągnąć dobrą prędkość. To marzenie większości żeglujących. Po to trymujemy żagle, i później śledzimy zmiany wiatru, wybierając bądź je luzując. Staramy się być lepsi od innych. I to nawet podczas zwykłej turystycznej żeglugi.

Wiemy, że wybieranie albo luzowanie żagla ma na celu dobranie jego właściwego ustawienia do wiatru, mówiąc inaczej właściwego kąta natarcia naszego płata. Żagiel jest takim samym płatem jak np. skrzydło samolotu, a oddziaływanie strug powietrza nań opisują te same uniwersalne prawa aerodynamiki.

Właściwy kąt natarcia

W skrócie można to określić następująco: siła nośna, jaka powstaje na żaglu, zależy od jego powierzchni, prędkości z jaką opływają go strugi powietrza, głębokości profilu i od kąta natarcia żagla do kierunku, z którego wieje wiatr. Gdy kąt natarcia jest zerowy, czyli żagiel jest w łopocie, nie powstaje na nim siła nośna. Jeśli zaczniemy go wybierać, to siła nośna będzie rosnąć. Jednak tylko w pewnym zakresie. Jeżeli przekroczymy krytyczny kąt natarcia, to siła nośna gwałtownie zmaleje i jacht straci prędkość. Mówimy wtedy o przebraniu żagli. W przypadku samolotu konsekwencje przekroczenia krytycznego kąta natarcia są znacznie poważniejsze – samolot przepada. Jaka jest wartość krytycznego kąta natarcia? To zależy od indywidualnych cech płata. W przypadku żagli może to być wartość od kilkunastu do dwudziestu paru stopni.

Nietrudno wysnuć wniosek, że jeżeli chcemy sprawnie pływać, to dobrze by było tak wybierać żagle, aby były ustawione do wiatru pod kątem zbliżonym do krytycznego kąta natarcia. Wówczas ich siła nośna będzie bliska maksymalnej i nasz jacht będzie poruszał się z dobrą prędkością, dając tym samym jego załodze radość z żeglugi.

Pamiętaj o wietrze pozornym

Warto przypomnieć, że na płat, a tym samym i na nasze żagle, działa wiatr pozorny. Kierunek wiatru pozornego zależy od kierunku wiatru rzeczywistego i kierunku naszego wiatru własnego, wynikającego z prędkości, z jaką się poruszamy, czyli de facto kierunek wiatru własnego wynika z kierunku, w którym płyniemy.

Przyjmijmy, że płyniemy stałym kursem ze stałą prędkością. Tym samym nasz wiatr własny jest stały co do kierunku i co do prędkości. Co innego wiatr rzeczywisty. Nawet jeśli nie kręci i wieje z jednego kierunku, to jego siła zmienia się w zależności od odległości od naszego pokładu. To wpływ tarcia powietrza o podłoże, którego skutkiem będzie spadek prędkości wiatru rzeczywistego wraz ze spadkiem wysokości. To oczywiste, wszyscy wiemy, że im wyżej tym mocniej wieje.

Jeśli wektorowo złożymy zmieniający się w zależności od wysokości wiatr rzeczywisty z naszym wiatrem własnym, to okaże się, że wiatr pozorny oddziałujący na nasze żagle będzie różny na różnych wysokościach i to nie tylko pod względem siły, ale też kierunku. Bliżej pokładu będzie wiał bardziej ostro, a bliżej topu masztu pełniej.

Odpowiednio ukształtowany grot to podstawa

Zmieniający się kierunek wiatru pozornego w zależności od wysokości oznacza, że jeżeli nasz grot ma efektywnie pracować całą swą powierzchnią, to musimy go odpowiednio ukształtować. Poszczególne partie żagla powinny być ustawione do wiatru pozornego pod kątem zbliżonym do krytycznego kąta natarcia, a to oznacza, że żagiel musi być nieco skręcony, bowiem wiatr pozorny wieje coraz pełniej, im jest dalej od pokładu.

Skręt grota jest zależny od naprężenia w liku tylnym. Jeśli naprężenie jest niewielkie, to góra żagla będzie otwarta pomimo dociągnięcia bomu w okolice osi jachtu. Wtedy skręt grota będzie duży. Jeśli mocno ściągniemy bom w dół obciągaczem bomu, to naprężenie w liku tylnym znacznie wzrośnie i tym samym zamkniemy górę grota, a jego skręt będzie znacznie mniejszy.

Patrz na wimpelki!

Jak widać, wybierając albo luzując obciągacz bomu, jesteśmy w stanie regulować skręt grota i w ten oto sposób można dobrać właściwe skręcenie żagla, tak aby na całej jego powierzchni grot był ustawiony pod optymalnym kątem natarcia do wiatru. Jeżeli na liku tylnym grota mamy naszyte wimpelki (icki) to zadanie jest całkiem proste.

Wimpelki naszywa się na różnych wysokościach i wskazują mniej albo bardziej laminarny opływ powietrza wokół grota. Podczas pracy żagla powinny się układać tak, jakby były przedłużeniem jego tkaniny. Jeśli wimpelek jest odchylany na zawietrzną, to oznacza, że na tej wysokości żagiel jest przebrany. Jeżeli odchyla się na nawietrzną, to na tej wysokości żagiel jest niedobrany. Mając na uwadze tą zasadę możemy łatwo uzyskać optymalny skręt żagla poprzez zmiany w naprężeniu liku tylnego grota i obserwację icków.

Zacznijmy od odpowiedniego wychylenia bomu tak, aby dolna część grota miała właściwy kąt natarcia względem wiatru. Zasygnalizuje to najniższy wimpelek. Następnie wybieramy obciągacz bomu tak, aby wyżej położone icki również ułożyły się we właściwej pozycji. Jeżeli wszystkie wimpelki będą układały się tak, jakby były przedłużeniem tkaniny żagla, to znaczy, że nasz grot optymalnie pracuje całą swoją powierzchnią.

Do czego służy topenanta?

Teraz, po tym wywodzie możemy wrócić do tytułowej liny i zadać pytanie: do czego w tym wszystkim służy topenanta? Jak łatwo zauważyć, do niczego nie była nam potrzebna. Najlepiej jeśli jest wyluzowana i niech pozostaje w takiej pozycji.

Topenantę możemy czasem użyć przy bardzo słabym wietrze. Może się okazać, iż bom pod własnym ciężarem na tyle ciągnie żagiel w dół, powodując nadmierne naprężenie liku tylnego tak, że skręt grota staje się zbyt mały. Dodatkowo gdy wybieramy talię po to, aby przyciągnąć bom do osi jachtu, jeszcze bardziej zwiększamy naprężenie liku tylnego i niepotrzebnie zamykamy górę żagla. W takiej sytuacji przyda się topenanta. Możemy skasować jej luz, a nawet wybrać ją na centymetr czy dwa po to, aby przeciwdziałała nadmiernemu naprężeniu liku tylnego żagla. I tylko po to.

Dlaczego wybrana topenanta to błąd?

Widuję jachty, których sternicy nie wiedzieć czemu wybierają topenantę podczas żeglugi przy normalnym wietrze. Podnosząc topenantą bom, luzują lik tylny i powodują nadmierny skręt żagla. W efekcie tego zabiegu grot nie ma szans pracować całą powierzchnią, bowiem nawet jeśli ma właściwy kąt natarcia w swojej dolnej części, to góra żagla nie pracuje, ustawiając się w linii wiatru. Jeżeli dociągniemy bom do osi jachtu, tak aby górna część grota zaczęła pracować, to wtedy w jego dolnej części nie będzie generowana siła nośna, bo ta partia żagla jest przebrana, czyli ustawiona pod kątem natarcia większym niż krytyczny.

Spotykam też jachty z tak mocno wybraną topenantą, że płaszczyzna grota jest wręcz pofałdowana. To we mnie budzi jeszcze większe zdziwienie. Żagiel to płat taki sam jak skrzydło samolotu. A czy ktoś kiedykolwiek widział samolot z pofałdowanymi skrzydłami? Czemu mają służyć fałdy na żaglach? Na to pytanie chyba nikt nie potrafi odpowiedzieć.