Yelkendeki tüylerin kullanımı
Yelkenlerimiz rüzgar enerjisini kullanarak kuvvet elde ederek çalışırlar. Rüzgar
küçük hava moleküllerinden oluşmuştur fakat bu şeffaf ve küçük hava moleküllerini
göremeyiz sadece etkisini hissederiz. İşte yelkeni en iyi şekilde kullanmak ve yelken
üzerinden akan bu hava akımını görebimek için yelkenlerimize ''tüy'' adını verdiğimiz
ince ve hafif iplikçikler takarız. Bunlar bilğimiz yünden,ince balon yelken kumaşından
yada kaset bandından yapılırlar. Farklı rüzgarkoşullarına ve yağmur, ıslanma
olasılığına göre hepsinin ayrı avantajı vardır.
Yandaki resimlerde farklı malzemelerden yapılmış farklı kesimli tüyler görülüyor. Yukardan birinci ve ikinci resim balon yelken kumaşından yapılmış tüylerdir, üçüncü resimdekiler ise yün tüylerdir. Renklerinin genelde yeşil ve kırmızı olmasının sebebi sancak ve iskeleye takılmalarıdır. Kontramızı kolay anlayabilmemiz için sancak kontra giderken rüzgarüstü tüyün yeşil, iskele kotra giderken rüzgarüstü tüyün kırmızı olması gerekir.
Tüyler çok uzun tutulmamalıdır. Çok uzun tüyler hafif rüzgarlarda sağlıklı çalışmazlar. Kısacası tüy kendi ağırlığına yenilmemelidir. Yukarıdaki resimde de yün tüyler görülüyor. Hafif havalarda hafifliği nedeniyle en iyi yün tüyler çalışır. Fakat yün tüylerin uçları iyi yakılmalıdır yoksa uçları açılır ve yelkendeki dikiş yerlerine takılır. Bu tüyleri yelkene takarken yelkendeki dikiş yerlerinden mümkün olduğunca uzak tutmak en iyi yoldur. Yağmurlu havalarda ise yün tüylerin kuruma süresi,balon yelkenden yapılan tüylerden daha uzundur. Yün suyu emdiği için yağmurlu havalarda iyi performans gösteremez. Tüyler yelkene yapışkan bantlar ile sabitlenir .Ama bu yapışkan bantların sudan etkilenmemesi gerekir ve bu bantların kenarları yelkene tam yapıştırılmalıdır, tam olmaz ise tüyler gene buralara takılıp ,çalışamayacaklardır.
Tüylerin görev ve çalışması
Tüyler yelken üzerindeki hava hareketini görmemizi sağlar. Bu sayede yelkeni trim ederiz (ayarlarız) ve daha rahat dümen kullanırız. Yelken üzerine gereğinden fazla tüy takılması iyi değildir aksine kafa karıştırır. Dolayısıyla tüylerin en iyi çalıştığı yerlere en az ölçüde tüy takarsak tüy hareketlerini daha iyi anlarız. Yelkenlerimizin en performanslı çalışması için üzerine gelen havanın en kısa sürede ve an hızlı şekilde yelkenden çıkması gerekmektedir. Dolayısıyla giren havanın bu şekilde çıkması için tüylerin birbirlerine ve suya paralel uçmaları gerekir.
Yandaki çizimde bir flok yelkendeki tüyler görülüyor. Tüyler bu şekilde alt alta da takılabilir üst üste gelecek şekilde de takılabilir. Görüldüğü gibi birbirlerine ve suya paralel çalışıyorlar.Kısacası yelkene giren hava düz bir şekilde ve en kısa yoldan çıkıyor. Yelken üzerinde birikme, anafor yaparak hava moleküllerini yavaşlatmıyor. Buna ideal ve performanslı çalışma diyoruz.
Bu durumu düzeltmek için, dümencinin rüzgarüstünde oturduğu varsayılırsa yekeli teknelerde yekeyi biraz kendimize çekmek gerekir yani kafayı açmalıyız.
3) En alttaki çizime bakacak olursak bu defa da aynı dönme hareketinin rüzgaraltı bölgede oluştuğunu görüyoruz. Yelkenimizi biraz daha rüzgarüstüne alırsak gene hava akımının yelkene paralel akmasını sağlarız. Orsalayarak yada yelkende tüyler paralel olana kadar yelkeni boşlarsak bu olumsuz etkiden kurtuluruz.
Hedefe en hızlı ve açık mı?, yoksa yavaş ve sıkı mı? gideceğimiz o anki duruma bağlıdır. Rakiple bire bir mücadele veriliyorsa hızlanıp geçmek daha mantıklıdır, o zaman şekil 1 uygulanmalıdır. Şekil 2'de ise ortalama hızla ve ortalama açıklıkta yol alırız.Şekil 3'te en yavaş ama en fazla derecede orsaya girebiliriz. Biraz daha girersek yelken pırpırlayacak ve çalışmayacaktır. Genelde zoraki şamandıra dönüşlerinde kullnaılır. Şamandıranın oraya hızlı gidip tramola atmaktansa, yavaş gidip hemen dönmek daha doğru olabilir.
Ne zaman hızlıyız?
Birçoğumuz kullandığımız yelkenli teknelerin hangi koşullar altında en fazla ne kadar hız yapabildiğini merak etmekle kalmayıp deneyerek bulmaya çalışmışızdır. Hepimizin bildiği gibi yelkenli teknelerimizin genel olarak rüzgarı aldığı yönlere göre orsa, apaz (dar-geniş) , pupa olarak adlandırılan seyirleri kullanırız. Yelkenlerimiz her ne kadar üç boyutlu, derinlikleri olan özel tasarımlar olsa da direkt olarak rüzgarın üzerine gitmeye çalıştığımız zaman yelkenlerde herhangi bir kuvvet üretilemez ve bayrak gibi dalgalanmaya başlar. Demek ki biz rüzgarın üzerine direkt olarak gidemeyiz ama yelkenler ile rüzgar arasında teorik olarak yaklaşık 22,5 derece açı olduğu zaman yelkenlerimizin hem rüzgar üstü hem de rüzgar altı tarafından hava akışını sağlayarak bir basınç üretiriz. Uçakların havalanma sistemiyle aynı olan ve Bernoulli Teoremi ile açıklayabildiğimiz bu basınç farkı ile rüzgara en yakın şekilde seyir yapabiliriz.Buna orsa seyri adı verilir. Orsa seyrinde tekne ile rüzgarın açısı yaklaşık 45 derece olduğu varsayılır. Rüzgarı teknemizin bordalarından 90 derece açı ile alarak seyir yapmaya apaz seyri deriz. Halk arasında en çok bilinen ve dünya seyahatlerinin büyük kısmında kullanılan rüzgarı arkadan alarak seyretmeye ise pupa seyri denir.
Yelkendeki farklı basınçlar
Yelkenlerin çalışma mantığını çok genel olarak irdelediğimizde yelkenlerin iki farklı tip çalışması olduğunu görürüz. İlk çalışma tipi milattan önce Mısırlıların papürüs kağıdından kare şeklinde yaptığı, rüzgarı sadece arkadan alarak bir bakıma pupa seyri gidebilen ilk yelkenlilerdir. Bu tip çalışmada yelkene vuran rüzgar yelkende bir itme kuvveti oluşturur ve bu kuvvet ile teknenin ilerlemesi sağlanır. Burada yelkenin rüzgar altı tarafında bir hava hareketi oluşmaz. Bu itme kuvveti etkisinde yelkenli teknenin ilerlemesine neden olur.
Yukarıda da bahsettiğimiz diğer tip çalışmada ise yelkenin her iki tarafından bir hava akışı geçer. Yelkene belirli bir derece açıyla gelen rüzgar yelkenin her iki tarafından geçerek yelkenin tasarımına,derinliğine bağlı olarak yelkenin üzerinde oluşan basınç farklarının etkileşimi sonucu kuvvet üretir. Uçakların kalkış mantığı ile açıklayabildiğimiz bu kuvvet emme kuvvetidir. Yelken üzerindeki basınç farkından oluşan emme kuvveti tarihte ilk üretilen yelkenlerin çalışmasındaki (günümüzde pupa seyri) itme kuvvetinden daha büyüktür.
Rüzgarı baş omuzluklardan aldığımız orsa, dar apaz gibi seyriler de ise rüzgara karşı belirli bir açıyla giden rüzgar ile teknenin ilerlemesinden dolayı oluşan rüzgar vektörel olarak toplanır. En basit şekilde yelkende kullandığımız zahiri rüzgarda da bir artış olur. Denizde herkesin en büyük yanılgısı orsa seyrinden pupa gibi daha geniş açılı seyirlere dönüldüğünde rüzgarın birden azaldığı düşüncesidir.Halbuki gerçekte esen rüzgarda bir değişiklik yoktur fakat zahiri rüzgarda bir azalma olmuştur. Bunun en güzel kanıtı tekrar rüzgarı daha küçük açıyla alarak orsalamak ve aynı hıza tekrar erişebildiğimizi görmektir.
Ne zaman hızlıyız?
Sert havalarda orsa seyrinde yelkenlinin yana doğru fazla yatmasından dolayı altından geçen suyun akışının bozulması bizi yavaşlatır. O yüzden üretilen kuvveti sağlıklı bir şekilde ilerleme olarak kullanamayız. Yelkenliyi apaz seyrine aldığımızda ise üretilen kuvvet daha az olmasına rağmen daha dengeli olur ve sert havalarda orsaya nazaran apaz seyrinde daha hızlı gideriz. Hafif havalarda orsanın en hızlı seyir olduğunu zaten hem bilimsel olarak hem de yaşayarak kanıtlayabiliriz.
1) Açık mavi arka fona sahip çizimde yelkene tam tepeden kuş bakışı bakılıyor ve yelkene giren rüzgarın nasıl çıktığı görülüyor. Rüzgar yelken üzerinde en kısa yoldan düz bir şekilde çıkıyor. Bu tüylerimizin birbirine ve suya paralel çalıştığı anlamına gelir. Her şey yolundadır.
2) Yandaki çizimde ise hava akımı yelkenin üzerinden yelkeni yalayarak geçemiyor ve rüzgarüstü tarafta bir dönme hareketi yapıyor. Bunun sonucunda tüy öne doğru uçuyor. Bu o bölgedeki hava akımının öne doğru olduğu anlamına gelir ve yelkenin en iyi performansta çalışmasını engeller. Eğer yelkenimizi biraz daha rüzgaraltına doğru kaydırırsak herşey yoluna girecek ve hava akımı yelkene paralel bir şeklide akmaya devam edecektir ve tüyler gene paralel uçacaktır.
Eğer tüylerimizi şekil 1'deki gibi paralel kullanırsak en fazla hıza ulaşırız. Fakat rüzgara en yakın gidemeyiz. Rüzgarla biraz daha fazla açı yaparız. Denizdeki durumumuza göre buna bizim karar vermemiz gerekir.
Yandaki çizimde 1,2 ve 3 numaralı tüy kullanımlarının orsaya girme bakımından şekilleri verilmiştir.En orsacı 3 iken,en yavaşta odur.En açık görüldüğü gibi tüylerin paralel kullnanıldığı 1 numaradır ama en hızlı da o tipde kullanımdır.
NOT:Yandaki 1,2,3 ve numaraları çizimler tamamen gösterme amaçlı çizilmiştir. Gerçek durumda aralarındaki fark bu kadar olmayabilir.
Yelken ile seyir yaparken hissettiğimiz ve yelkenlerimizin çalışmasını etkileyen rüzgar gerçekte esmekte olan rüzgar değildir. Hem hızı hem geliş açısı teknenin ilerleme hızından dolayı bir değişikliğe uğrar. Nasıl arabayla hızlı giderken gerçekte olmayan bir zahiri rüzgar yaratıyorsak yelkenli tekne seyir sırasındayken de teknenin hızından dolayı oluşan bir zahiri rüzgar meydana gelir. Seyir sırasında gerçek rüzgar ile teknenin hızından dolayı oluşan rüzgarın bileşkesini hissederiz. Burada Einstein’ın görecelilik kavramı kullanılır. Rüzgarı kıç veya kıç omuzluklardan alan bir yelkeni tekne itme kuvveti etkisiyle ileri doğru bir hız kazanır. Arkadan esen rüzgarla ileri yönde gitmesinden oluşan rüzgar görecelik kavramına göre birbirlerini yok edici etki gösterir. Sonuçta bir pupa seyrinde esen rüzgardan daha hızlı gitme şansımız olamaz.
Sonuç olarak ‘’şu seyir hızlıdır,öbürü ise yavaştır.’’ demek bu konu hakkında ezber bilgiden öteye gidemediğimiz anlamına gelir. Dalga boyunu, yüksekliğini, taşıdığı enerjiyi ve akıntıyı şu andan itibaren konu dışı alalım. Anlattıklarımızın sonucunda yelkenlerimizde kullandığımız zahiri rüzgarın en hızlı olduğu ve yelkenin her iki tarafından rüzgar geçişiyle en fazla emme kuvvetini ürettiğimiz seyir orsa seyridir. Dolayısıyla orsa seyri en hızlı gibi görünür fakat değildir. Orsa seyrinde üretilen kuvvetin bir kısmı teknemizi yana doğru yatırmaya harcandığı için her hava koşulunda en hızlı olamaz. Pupa seyrinin ise yavaş olduğu ve daha fazla kuvvet üretebilmek için balon yelken kullandığımız ortadadır.
