Jarbol

Jarbol je potporna struktura koja jedrima omogućava održavanje određene forme u različitim uvjetima na moru. U ovom poglavlju pojasnit ćemo na koje detalje je potrebno obratiti pozornost kako bi se postigao pravilan trim jarbo­la.

Na početku ćemo reći nešto o vrstama jarbola. Ovisno o tome kako su opremljeni, jarboli mogu imati hvatište leta na vrhu ili mogu biti frakcionalni, mogu imati otvorene ili zatvorene križeve, kontrol­na leta itd.

Danas se gotovo svi jarboli za regatne jedrilice izrađuju od karbona. Koje su prednosti karbona u odnosu na aluminij, vidjet ćemo u dijelu koji govori o materijalima za izradu jarbola. Također, pogle­dat ćemo koje pripone su se pokazale učinkoviti­jim od običnih čeličnih sajli.

U posljednjem, jedriličarski važnijem dijelu pogla­vlja, pojasnit ćemo kako bi trebalo trimati različite vrste jarbola u određenim vremenskim uvjetima. Govorit ćemo o pritegnutosti pripona, prednjeg i krmenog leta, zatim o početnoj krivulji jarbola, te o uzdužnom (lateralnom) nagibu jarbola.

 

Vrste jarbola

Vrste jarbola možemo podijeliti u dvije skupine:

  1. skupina
  • jarboli s hvatištem prednjeg leta na vrhu
  • frakcionalni jarbole (hvatište prednjeg leta je

na određenoj udaljenosti od vrha).

  1. skupina
  • jarboli s kontrolnim letima (“stays”)
  • jarboli bez kontrolnih leta

Jarboli sa hvatištem prednjeg leta na vrhu

Jarbol sa hvatištem prednjeg leta na vrhu imat će kontrolna leta, ovisno o visini, poprečnom presjeku, te o kutu križeva. Niži jarbol s većim poprečnim presjekom, vjerojatno neće imati kontrolna leta. Također, kontrolna leta neće imati niti jarboli sa zatvorenim križevima (križevi čiji je međusobni kut manji od 180°).

Viši jarboli, koji će vjerojatno biti manjeg poprečnog presjeka zbog težine, imat će kontrolna leta. Kontrolna leta najčešće će biti pričvršćena na polovici jarbola. Time se osigurava sigurnost jarbola ali se ujedno pruža i mogućnost kontrole dubine donje polovice glavnog jedra.

Jarboli sa hvatištem prednjeg leta na vrhu danas se ne koriste na regatnim jedrilicama jer njihova konstrukcija, te nedostatak kontrola za trimanje, ne omogućavaju potrebne promjene krivulje tijekom jedrenja.

Frakcionalni jarboli

Frakcionalni jarbol ima hvatište prednjeg leta na određenoj udaljenosti ispod vrha. Hoće li frakcionalni jarbol imati kon­trolna leta prvenstveno će ovisiti o kutu i duljini križeva, zatim o poprečnom presjeku jarbola te o njegovoj visini.

Smanjenjem kuta križeva i povećanjem njihove duljine, po­većava se kako uzdužna tako i poprečna čvrstoća jarbola što je osnovni razlog zbog čega kontrolna leta nisu potre­bna. Jarboli koji nemaju kontrolna leta omogućavaju posadi lakše i brže manevriranje.

No ukoliko zbog konstrukcije jarbola postoji potreba za kontrolnim letima, tada će jarbol imati: gornji par kontrolnih leta (stays) i donji par kontrolnih leta (check stays).

Gornji par kontrolnih leta bit će smješten u točki u kojoj je hvatište prednjeg leta, a donji par negdje na polovici jarbola .

Gornja kontrolna leta održavaju pritegnutost prednjeg leta, a donja savijenost srednjeg dijela jar­bola. Ovakvi jarboli najčešće će imati potpuno ravne (otvorene) križeve. Pritezanjem pripona, na jarbolima s otvorenim križevima, isključivo se osi­guravava poprečna čvrstoća jarbola, dok se uzdužna čvrstoća kontrolira krmenim letom, gornjim te donjim kontrolnim letima. Ova snast pruža širok spektar mogućnosti trimanja tijekom jedrenja.

Ipak, našu pažnju u ovoj knjizi usmjerit ćemo isključivo na frakcionalne jar­bole s dva križa (zatvorena), bez kontrolnih leta te sa tri pripone sa svake strane. To su jarboli koji se danas najčešće koriste na većini regatnih (IMS) jedrilica. Dok budemo opisivali postupak trimanja jarbola nazivat ćemo ih na sljedeći način: vertikalna pripona (V1) sa hvatištem na mjestu gdje je jarbol frakcioniran, donja dijagonalna pripona (D1) te gornja dijagonalna pripona (D2).

Pritezanjem ili popuštanjem pripona V1, D1 i D2 djeluje se isključivo na poprečnu čvrstoću (krutost) jarbola. Uzdužno savijanje jarbola i luk prednjeg leta regulira se ostalim kontrolama: krmenim letom, donjim i gornjim kontrolnim letima (lijeva slika).

Promjenom tenzije pripona V1 djeluje se na luk prednjeg leta i uzdužnu savijenost jarbola. Promjenom tenzije pripona D1 i D2 djeluje se na poprečnu i uzdužnu savijenost u srednjem, odnosno u donjem dijelu jarbola (desna slika).

 

Materijali za izradu jarbola i vrste pripona

Materijali za izradu jarbola

Do nedavno, jedini materijal koji se koristio za izradu jarbola bio je alu­minij. No, razvojem tehnologije otkriven je novi materijal koji se pokazao čvršćim i lakšim od aluminija. Danas, na svim regatnim jedrilicama, jar­boli su izrađeni od karbonskih vlakana.

Koje su prednosti karbona u odnosu na aluminij?

  • Karbon je lakši i čvršći od aluminija. Cijev od karbona, određene dulji­ne i određenog poprečnog presjeka, čvršća je od iste takve aluminijske cijevi. To u praksi znači kako profil manjeg poprečnog presjeka od karbo­na može podnijeti veća opterećenja. Ipak negativna strana karbona je manja elastičnost u odnosu na aluminij.
  • Zahvaljujući tehnologiji i osobinama materijala, poprečni presjek i de­bljina stijenki jarbola ne treba biti jednaka. Ovisno o proračunu optereće­nja, na određene dijelove jarbola se dodaje ili smanjuje broj slojeva kar­bonskih vlakana. U izradi aluminijskih jarbola to je praktično nemoguće.
  • Svi dodaci za bazu križeva, pripona i ostalih hvatišta mogu se direktno izraditi kao jedno tijelo s karbonskim jarbolom bez bušenja, dok aluminijski jarbol treba dodatno bušiti kako bi se pričvrstili svi potrebni dijelovi.
  • Najvažnija razlika između karbonskog i alumijskog jarbola je; karbonski jarbol, zbog toga što je lakši, smanjuje silu posrtanja na valovima.

Iz navedenih faktora postaje vidljivo zbog čega je karbonski jarbol lakši, homogeniji i učinkovitiji od aluminijskog jarbola.

Vrste pripona

U proizvodnji pripona koriste se različiti profili izrađeni od čeličnih legura. Danas su najčešće u upotrebi;

Sajla (pleteno čelik čelo). Donedavno je čelična sajla bila jedini profil koji se koristio za izradu pripona na jarbolima. Sajla ima relativno veliki postotak rastezanja pri opterećenju, no nakon što opterećenje prestane, njena duljina se vraća na početnu vrijednost. Na priloženoj tablici mo­žemo vidjeti kolike su prekidne čvrstoće za poprečne presjeke sajli od 3 do 16 mm.

Dyform. To je također pleteno čelik čelo, no zbog drukčijeg načina ple­tenja i oblika niti, Dyform ima manju rastezljivost, od obične sajle (oko 5%).

Šipka. Danas svaka regatna jedrilica koja jedri regate na visokom nivou umjesto sajli koristi šipke. Šipke su naravno skuplje u odnosu na sajle, ali imaju čak 30% manje rastezanje u usporedbi sa pletenim čelik čelima.

 

Trimanje jarbola

Uzdužni položaj jarbola

Prije nego počnemo mijenjati krivulju, jarbol treba postaviti u određeni uzdužni (lateralni) položaj. Potrebno je odrediti nagib (“rake”) jarbola. Nagib jarbola djeluje na promjenu položaja težišta jedara (CE) u odnosu na položaj uzdužnog težišta sustava (CLR)  Kako bi se osigurao utjecaj privjetrinskog kormila, položaj težišta jedara (CE) treba biti iza uzdužnog težišta sustava (CLR); postoje određeni izračuni koji govore kako udaljenost između tih točaka treba biti oko 12% duljine vodene linije jedrilice. Ako privjetrinskog kormila uopće nema ili je jako slabo izraženo, vrh jarbola se može pomaknuti prema natrag. Vrh jarbola se pomiče prema natrag popuštanjem prednjeg leta i pomicanjem pete jarbola prema naprijed. Petu jarbola treba pomicati jer, ako se samo popusti prednje leto, jarboli kojima je peta na dnu trupa jedrilice, će se dodatno saviti a položaj težišta jedara (CE) se neće značajnije pomaknuti.

Slika – Točka A predstavlja težište glavnog jedra, a točka B predstavlja težište genove. Položaj ovih točaka se nalazi u geometrijskom težištu trokuta (jedra). Težište trokuta se određuje kada se iz bilo koja dva kuta trokuta povuku linije do polovice suprotne stranice. Sjecište tih linija prestavlja težište. Kako bi se sada odredio točan položaj težište jedara (CE), na poluzi AB, potrebno je podijeliti površinu manjeg jedra sa ukupnom površinom oba jedra.Uzdužno težište sustava (CLR) određuje se na složeniji način, no može se reći kako je to geometrijska središnjica pod­vodnog dijela trupa jedrilice.

Na slici vidimo kako je uzdužno težište sustava (CLR) malo ispred težišta jedara (CE) što govori da će privjetrinsko ko­rmilo biti izraženo.

Tvornica jarbola Selden, danas jedna od najzastupljenih na svjetskom tržištu, preporuča postupak kojim se može preci­zno izmjeriti nagib jarbola. Koristeći taj postupak moguće je izmjeriti nagib jarbola uz preciznost od 1°. Pri mjerenju ne smije se zaboraviti kako je nagib jarbola određen duljinom prednjeg leta.

Kako bi se jarbol nagnuo za 1° prema natrag, peta jarbola se treba postaviti u točku koja je udaljena 0,017 x Q od ver­tikalne linije centra rupe na kabini kroz koju prolazi jarbol. Tu točku ćemo nazvati točka B (slika 2.4).

a=0,017 x Q

Uzmimo za primjer da je Q=1,85m. U tom slučaju udaljenost a bit će 3,15 cm. Dakle, ako se peta jarbola pomakne pre­ma naprijed za udaljenost a postiže se nagib jarbola od 1°.

Važno je napomenuti kako, dok se jedri sasvim uz vjetar, na­gibanje jarbola prema natrag pozitivno utječe na penjanje, no negativno se odražava na učinak jedrilice niz vjetar. Kada je jarbol nagnut prema natrag položaj težišta jedara (CE) se pomiče prema natrag što stvara privjetrinsko kormilo. Tijekom jedrenja uz vjetar, privjetrinsko kormilo povećava ukupnu bo­čnu silu (FS), no niz vjetar, privjetrinsko kormilo povećava uku­pni hidrodinamički otpor (RH). Dakle, kada se se naginjanjem prema natrag želi postići što snažnije privjetrinsko kormilo, potrebno je imati na umu kako se time povećava ukupni hidrodinamički otpor tijekom jedrenja niz vjetar. Zbog toga, kako bi se jarbol pomaknuo što više prema naprijed za vrijeme jedrenja niz vjetar, potrebno je potpuno popustiti krmeno leto.

Početna krivulja jarbola

Krivulju jarbola mijenja se sljedećim kontrolama:

  • priponama
  • prednjim letom
  • krmenim letom
  • kontrolnim letima

Kako će navedene kontrole djelovati na krivulju jarbola ovi­sit će o vrsti snasti. Kao šro smo već spomenuli, mi ćemo govoriti o frakcionalnom jarbolu s dva zatvorena križa bez kontrolnih leta.

Trimanje jarbola započinje se sa popuštenim priponama. Najprije, jarbol treba centrirati. Podigač glavnog jedra ozna­čimo ljepljivom trakom na udaljenosti od dvadeset cm od škopca. Zatim, oznaku treba postaviti na bok jedrilice u blizini hvatišta pripona na trupu, te pritegnuti i zakočiti podigač. Kako bi vidjeli je li jarbol centriran, dovoljno tu istu oznaku postaviti na suprotan bok jedrilice. Ako je oznaka na istoj visini jarbol je u centru. Nakon što smo sigurni kako jarbol nije nagnut niti lijevo niti desno, možemo krenuti dalje. Dok smo govorili o nagibu jarbola, spomenuli smo točku B, u kojoj jarbol ima nagib od 1°. No osim nagiba jarbol treba imati i određenu krivulju. Uobičajena početna krivulja jarbola iznosi 0,5% duljine prednjeg trokuta (FH). Dobiva je pomicanjem pete jarbola u točku C, tj. prema natrag od točke B za vrije­dnost 0,017 x Q. (slika 2.4)

Ovim postupkom postiže se početna krivulja jarbola koju tre­ba ispitati tijekom jedrenja, jer svako daljnje trimanje jarbola bit će uvjetovano dubinom i formom glavnog jedra.

Trimanje jarbola tijekom jedrenja

Nakon što je određen nagib i početna krivulja, nastavljamo trimati jarbol ovisno o uvjetima na moru. Ovisno o vrsti jarbo­la, trim naveden u ovoj knjizi potrebno je iskušati i modificirati tijekom jedrenja.

Pritegnutost pripona kontrolira se tenziometrom. Kod većine monotipova kao što su Mumm 30 ili 36, Farr 40 ili Swan 45 postoje točne mjere (u KN) prema kojima se jarbol trima uz pomoć tenziometra. No u ovoj knjizi, kako nije riječ o opisu trima za samo jedan tip jedrilice, mjera će biti postotak prekidne čvrstoće pripone.

Najprije se pritežu pripone V1, i to na vrijednost od 10% prekidne čvrstoće. Pritezanjem pripona V1, osim što se djeluje na bočnu čvrstoću, djeluje se i na luk prednjeg leta te krivulju jarbola. Što je veća tenzija pripona V1, jarbol se više savija, a luk prednjeg leta se smanjuje. Nakon pritezanja pripona V1, krivulja jarbola se može dodatno mijenjati pritezanjem pripona D1, odnosno pripona D2. Pritezanjem pripona D1 jarbol se ravna u donjem dijelu, a pritezanjem pripona D2 jarbol se ravna u srednjem dijelu. Trenutno, pritegnutost pripona D1 i D2 trebala bi biti mala, tek 1% prekidne čvrstoće.

Jarbol – Trimanje jarbola

Tenzija pripona se povećava kako raste brzina vjetra. Pri brzinama vjetra od 10-18 čv pripone V1 pritežu se na 15-20% prekidne čvrstoće, dok se pri­pone D1 pritežu na 8-10% prekidne čvrstoće. Pripone D2 vjerojatno neće biti potrebno dodatno pritezati jer se one same pritežu povećanjem tenzije pripona V1.

Kada vjetar prijeđe brzinu od 18 čv, pripone V1 pritežu se na 25% prekidne čvrstoće, a pripone D1 na 15% prekidne čvrstoće. Sada treba pritegnuti i pripone D2 (najmanje dva puna kruga pritezača) jer se pretjeranim savi­janjem jarbola povećava luk prednjeg leta. Većom tenzijom pripona D2 održava se minimalan luk prednjeg leta i pravilna krivulja jarbola.

Dok se pripone pritežu i popuštaju tijekom promjene trima jarbola, važno je zabilježiti broj okretaja pritezača, kako bi se pripone, kada brzina vjetra padne, mogle ponovo popustiti na prvobitnu tenziju.

Utjecaj krmenog leta

Pritezanjem krmenog leta povećava se zakrivljenost jarbola i smanjuje luk prednjeg leta. No, također, pritezanjem krmenog leta preko određene granice može se smanjiti tenzija pripona V1, naročito ako su pripone D1 i D2 popuštene. Zbog toga, kada se poveća brzina vjetra, potrebno je dovoljno pritegnuti sve pripone kako bi jarbol omogućio što veću potporu jedrima i imao što veći učinak.

Utjecaj zakrivljenosti jarbola na formu glavnog jedra

Jarbol nikada ne bi smio imati preveliku početnu krivulju iz više razloga. Ve­lika krivulja čini glavno jedro izrazito plitkim a tada se ne koristi sva potenci­jalna aerodinamička sila uzgona (FT) koju ono može razviti. Također, postoji i opasnost da se jedro “slomi” odnosno da izgubi pravilnu formu.

Trimanje glavnog jedra promjenom krivulje jarbola. Ako hoćemo sma­njiti dubinu i otvoriti zadnji rub glavnog jedra, potrebno je povećati krivulju gornjeg dijela jarbola, a ako hoćemo donji dio glavnog jedra učiniti plićim, tada treba povećavati krivulju donjeg i srednjeg dijela jarbola. Veća dubi­na u gornjem ili u donjem dijelu glavnog jedra dobiva smanjenjem krivulje jarbola.

Za kraj poglavlja o trimanju jarbola može se reći kako jarbol treba imati krivulju koja omogućava postizanje pravilne aerodinamičke forme glavnog jedra u što širem rasponu uvjeta na moru.

Tekst i foto: Stjepan Vitaljić (iz knjige „Biti brži“) – http://www.sailing-point.hr/