Stosunek długości do szerokości (L/B)

Stosunek długości do szerokości (L/B) to najprostszy, a zarazem jeden z najbardziej przydatnych wskaźników geometrii kadłuba jachtu żaglowego. Obrazuje on kompromis, z którym musi mierzyć się każdy projektant jednokadłubowców: objętość wnętrza kontra sprawność hydrodynamiczna.

Wskaźnik L/B pojawia się często w artykułach projektowych, dyskusjach o wielokadłubowcach oraz okazjonalnie w opisach brokerskich. Rzadko występuje jako osobna pozycja w karcie technicznej, ale łatwo go obliczyć na podstawie długości i szerokości. Jacht o niskim stosunku L/B jest szeroki jak na swoją długość: pojemny, charakteryzuje się dużą statecznością początkową, ale też stawia większy opór. Jacht o wysokim L/B jest długi i wąski: sprawny hydrodynamicznie, łatwiej radzi sobie z krótką stromą falą, ale zazwyczaj ma ciaśniejsze wnętrze.

Wzór

• LWL — Długość w linii wodnej w stopach (lub metrach — wskaźnik jest bezwymiarowy)
• B_WL — Szerokość na linii wodnej (BWL); szerokość maksymalna jest częstym zamiennikiem, gdy BWL nie jest podana

Niektóre źródła używają stosunku LOA / Szerokość zamiast LWL / B_WL. Oba wskaźniki wskazują ten sam trend, ale wartości na linii wodnej są bardziej znaczące hydrodynamicznie, ponieważ opór falowy zależy od zanurzonej części kadłuba. Jachty z długimi nawisami mogą wydawać się znacznie smuklejsze przy porównaniu LOA do szerokości, niż są w rzeczywistości na linii wodnej.

Interpretacja (jednokadłubowce)

Dlaczego szerokość ma tak duże znaczenie

Opór falowy zależy głównie od kształtu zanurzonej części kadłuba. Szerszy kadłub musi rozpychać więcej wody podczas ruchu, generując większą falę dziobową i rufową. Gdy prędkość zbliża się do prędkości kadłubowej, opór falowy rośnie niewspółmiernie — a kadłub o niskim stosunku L/B odczuwa to mocniej niż ten o wysokim L/B.

Szerokość wpływa również na:

• Stateczność początkową (stateczność kształtu) — szersze kadłuby wydają się bardziej sztywne na żaglach przy małych kątach przechyłu, dlatego seryjne jachty turystyczne mogą mieć niższy stosunek balastu do wyporności (B/D), a mimo to zachowywać się stabilnie przy umiarkowanym wietrze.
• Zdolność do ostrzenia — szersze rufy zanurzają się głębiej, gdy jacht się przechyla, co powoduje asymetryczne zanurzenie i odpadanie dziobu od wiatru. Wąskie jachty czystej trzymają kurs i lepiej ostrzą pod wiatr.
• Stateczność po wywrotce (w pozycji odwróconej) — szeroki kadłub jest bardziej stabilny dnem do góry. Jest to cecha, którą penalizuje wskaźnik wywrotności.

Przydatna zasada: 10-procentowy wzrost szerokości zazwyczaj zwiększa pojemność wnętrza o więcej niż 10%, ponieważ kabina otwiera się bardzo szybko w miarę rozszerzania kadłuba. Ta sama szerokość działa jednak na niekorzyść pod względem oporu falowego, ostrzenia pod wiatr i stateczności po wywrotce.

Dlaczego ten wskaźnik zachowuje się nietypowo dla katamaranów i trimaranów

Wielokadłubowce rządzą się zupełnie innymi prawami. Każdy pojedynczy kadłub jest niezwykle wąski, osiągając stosunki L/B, które byłyby niemożliwe na jednokadłubowcu:

• Pływaki katamaranów turystycznych: od 8:1 do 12:1
• Pływaki trimaranów regatowych: od 14:1 do 20:1 lub więcej

Na tym polega sens wielokadłubowca: stateczność wynika z rozstawienia dwóch lub trzech smukłych kadłubów na szerokiej platformie, a nie z szerokości pojedynczego kadłuba. Długie, wąskie kadłuby generują tak mały opór falowy, że mogą przekroczyć wypornościową prędkość kadłubową bez wchodzenia w ślizg. Klasyczny limit prędkości kadłubowej nie ogranicza ich w ten sam sposób.

Stosunek L/B całej platformy katamaranu jest znacznie niższy niż L/B każdego z jego kadłubów, ale nie można go bezpośrednio porównywać z L/B jednokadłubowca — te parametry mierzą zupełnie inne właściwości.

Jak kupujący powinien interpretować ten wskaźnik

Nie musisz wyobrażać sobie przekrojów kadłuba, aby korzystać ze stosunku L/B. Jeśli ogłoszenie podaje ten wskaźnik – lub obliczysz go poniżej – traktuj go jako szybką wskazówkę dotyczącą tego, jak jacht zachowuje się na kotwicy i jak pływa pod żaglami.

Co oznaczają poszczególne wartości L/B:

• L/B poniżej 3:1. Bardzo szeroki jak na swoją długość. Można spodziewać się ogromnej przestrzeni we wnętrzu, dużej stateczności początkowej i pojemnego kokpitu. Kosem tego jest większy opór, gorsze zachowanie na krótkiej, stromej fali pod wiatr oraz większa stateczność w położeniu masztem do dołu (po wywrotce). W tej grupie znajduje się wiele katamaranów czarterowych i szerokich jachtów przeznaczonych do mieszkania na pokładzie.
• L/B od 3:1 do 4:1. Główny nurt jachtów turystycznych. Wnętrze jest na tyle obszerne, by wygodnie mieszkać na pokładzie, a kadłub na tyle wąski, by dobrze zachowywać się na fali. Większość współczesnych seryjnych jachtów turystycznych i tradycyjnych konstrukcji oceanicznych mieści się w tym przedziale.
• L/B od 4:1 do 6:1. Długi i smukły. Gładko przechodzi przez fale, świetnie trzyma kurs i dobrze ostrzy pod wiatr, charakteryzując się przy tym niskim oporem falowym. Wnętrze jest jednak ciasne. To domena jachtów turystyczno-regatowych z ery IOR, klasycznych projektów CCA i wąskich angielskich jachtów oceanicznych.
• L/B powyżej 6:1 (jednokadłubowce). Konstrukcje specjalistyczne – wąskie jachty wyczynowe i klasy regatowe. Nie oczekuj, że da się na nich mieszkać.

Jak używać tego wskaźnika jako filtra:

1. Osoby szukające jachtu do mieszkania filtrują niskie wartości (poniżej 3,5). Kabiny rufowe, szerokie kambuzy, duże kokpity i przestronne toalety z prysznicem wymagają odpowiedniej szerokości. Spędzisz 90% czasu na kotwicy – wnętrze wygrywa.
2. Żeglarze oceaniczni szukają wartości umiarkowanych (3,0 – 4,0). Wystarczająco dużo miejsca do życia przez wiele miesięcy, a jednocześnie kadłub na tyle wąski, by dobrze halsować pod wiatr i unikać największego ryzyka pozostania w odwróconej pozycji po wywrotce.
3. Żeglarze nastawieni na osiągi szukają wartości wysokich (4,0+). Zdolność do ostrego chodzenia do wiatru, łagodna praca na fali i responsywne czucie na sterze – kosztem przestrzeni mieszkalnej.
4. Uważaj na niski stosunek L/B połączony z płaską rufą. To połączenie to znak rozpoznawczy współczesnych kadłubów o kształcie delty – taki jacht płynie szybko w fordewindzie i baksztagu, ale traci na kursach pod wiatr i uderza o wodę na fali. Niski stosunek L/B powinien być sygnałem, by przyjrzeć się rysunkom linii teoretycznych kadłuba, a nie tylko suchym danym technicznym.

Szybki przykład. Beneteau Oceanis 46.1 (LWL/szerokość ≈ 2,9) oraz Sundeer 56 (LWL/szerokość ≈ 4,1) znajdują się na przeciwnych krańcach spektrum jednokadłubowców. Beneteau jest szeroki jak na swoją długość i zaprojektowany z myślą o przestrzeni mieszkalnej: trzy kabiny, dwie toalety, duży kokpit. Sundeer jest długi, smukły i stworzony do szybkich przejść oceanicznych. Beneteau sprawia wrażenie ogromnego w porcie; Sundeer pokazuje swoją długą, smukłą linię i klasę w żegludze.

Uwaga: środek wyporu zmienia się wraz z szerokością

Nowoczesne konstrukcje z szeroką rufą mają subtelny problem podczas żeglugi pod wiatr. W miarę przechyłu jachtu środek wyporu (geometryczny środek płaszczyzny wodnicy) może przesuwać się ku rufie. Szeroka, zanurzona rufa zostaje docisnięta, dziób się unosi, a kil pracuje pod mniej korzystnym kątem natarcia.

Kadłuby z wąską rufą — a w szczególności projekty Nata Herreshoffa z końca XIX wieku — podczas przechyłu przesuwają środek wyporu ku dziobowi, co unosi dziób do wiatru i poprawia kąt natarcia na kilu. „Potężne sekcje rufowe” powszechne w projektach seryjnych z lat 80. i późniejszych — szerokie rufy i szerokie sekcje rufowe — zapewniają większą przestrzeń we wnętrzu i prędkość podczas surfowania z wiatrem, ale pogarszają właściwości nautyczne pod wiatr dokładnie z tego powodu (Practical Sailor, Impact of Modern, Triangular-Design on Boat Performance).

Samo L/B nie uchwyci tego wszystkiego, ale daje pierwszą wskazówkę. Bardzo niski stosunek L/B na jachcie z płaską, szeroką rufą to dokładnie ta geometria, której należy przyjrzeć się bliżej, jeśli liczą się osiągi pod wiatr.

Kalkulator