Loading Formulas

Loading Formulas
Block Loading vs Angle of Deflection
Load on a block is a combination of the load on the line passing
through the block, plus a block-loading factor, which is determined
by the angle by which the block turns the sheet. For example, a footblock that turns a sheet 180-degrees will see a load equal to twice
the load on the sheet. A deck organizer, which turns a halyard only
30 degrees, will see just 52 percent of the load on the halyard.
Boat Type
Most load formulas assume a medium displacement monohull, but
you can easily correct for other boat types. Multihulls have great
form stability and speed and will often carry sails very high in the
apparent wind speed, so calculations must be done with this wind
speed in mind. ULDBs are typically tender and often change sails
or reef quite early, so loading may be done at relatively low wind
speeds. For example, a modern trimaran may carry its blade jib
in 25 knots of wind at speeds over 15 knots for an apparent wind
of nearly 40 knots, whereas a ULDB will probably remove its
#1 genoa at about 15 knots of apparent wind.
Angle of
deflection
30°
45°
60°
75°
Load
factor
52%
76%
100%
122%
Angle of
deflection
90°
105°
120°
135°
Load
factor
141%
159%
173%
185%
Angle of
deflection
150°
160°
180°
Load
factor
193%
197%
200%
Genoa System Loading
Because wind speed is squared, it is the most important variable and
can greatly influence loading. Wind speed (the apparent wind) should be
calculated for the specific sail being analyzed. For example, the #1 genoa
on a 25 ft (7 m) boat might only be carried in 15 knots of wind while the
#3 blade on a Maxi-boat could well be carried in 40 knots.
To calculate loading on a genoa lead car, multiply sheet load by the load
factor of the sheet. Most #1 genoas will deflect about 45-degrees, while
a #3 genoa may deflect 75-degrees or more.
Lead car adjuster tackle load is dependent on the angle of deflection
of the sheet in the lead car, but is generally assumed to be .3 of lead
car load when deflection is 45-degrees and .5 of lead car load when
deflection is 60-degrees.
Mainsheet System Loading
SL
SA
V
The formula for mainsheet loading is not as widely accepted as that
for genoa sheet loads and should only be used as a rough guide for
offshore boats from 30 ft to 60 ft (9 m to 18 m).
Traveler car adjuster load is generally considered to be .2 times
car load.
.5 x Car Load
.3 x Car Load
Genoa Sheet Load
English
Metric
SL = SA x V2 x 0.00431
SL = SA x V2 x 0.02104
Sheet load in pounds
SL Sheet load in kilograms
Sail area in square feet SA Sail area in square meters
Wind speed in knots
V
Wind speed in knots
Mainsheet Load
English
Metric
ML = E2 x P2 x 0.00431 x V2
ML = E2 x P2 x 0.02104 x V2
( P2 + E2) x (E - X)
( P2 + E2) x (E - X)
ML Mainsheet load in pounds
ML Mainsheet load in kilograms
E Foot length of main in feet
E Foot length of main in meters
P Luff length of main in feet
P Luff length of main in meters
V Wind speed in knots
V Wind speed in knots
X Distance from aft end of boom to
X Distance from aft end of boom to
mainsheet attachment point in feet
mainsheet attachment point in meters
.2 x Car Load
Rig Dimensions
The following abbreviations are often used to describe various measurements on a sailboat. Precise
technical definitions exist for each abbreviation, but the following is a list of simple descriptions:
LOA
Length Overall - overall tip-to-tip length of the boat
I2
LWL
Length Waterline - length of waterline of the boat
J
DWL
BMX
BWL
I
Design Waterline - theoretical waterline length of boat
as opposed to LWL, which is actual waterline length
Beam Maximum - width of the boat at the widest point
Beam Waterline - widest beam of boat at the waterline
Height of the foretriangle measured from the top of the
highest sheave to the sheerline
Height of staysail halyard above deck
Base of the foretriangle measured from the front of the
mast to the intersection of the forestay and deck
J2
Base of staysail triangle
P
E
Luff length of the mainsail
Foot length of the mainsail
LP
Shortest distance from headstay to the clew of the jib
P
I
E
J
2
I
2
J
41
Formules de Calcul d’efforts
Les efforts sur une poulie en fonction de l’angle de déflexion
L’effort sur une poulie dépend de l’effort exercé par le cordage qui passe par la
poulie, multiplié par un coefficient déterminé par l’angle selon lequel l’écoute sort
de la poulie. Par exemple, une poulie à plat pont qui renvoie le cordage à 180°
subit une charge égale à deux fois la charge sur l’écoute. Un renvoi multifonctions
qui renvoie une drisse de 30°, ne subit que 52% de l’effort exercé sur la drisse.
Type de bateau
La plupart des formules concernent des monocoques de déplacement moyen,
mais vous pouvez les corriger facilement pour d’autres types de bateaux. Les
multicoques ont une très grande stabilité de forme et de vitesse, ils gardent toute
la voilure même par vent apparent fort, et il faut donc tenir compte de ce facteur
dans les calculs. Les ULDB sont typiquement peu stables. Ils ne gardent pas
beaucoup de voilure par vent fort, les calculs peuvent donc être effectués par
vent faible. Par exemple, un trimaran moderne porte son foc #3 dans des vents
apparents de plus de 40 noeuds tandis qu’un ULDB enlève son génois #1 par
15 noeuds de vent.
Angle de Coefficient Angle de Coefficient Angle de Coefficient
déflexion de charge déflexion de charge déflexion de charge
30°
52%
90°
141%
150°
193%
45°
76%
105°
159%
160°
197%
60°
100%
120°
173%
180°
200%
75°
122%
135°
185%
Les efforts sur un Système de Génois
La variable la plus importante est la vitesse du vent, car on utilise
le carré de cette variable. Le vent est le vent apparent et doit être
calculé pour la voile utilisée. Par exemple, le génois n°1 sur un 7 m
(25 pieds) serait gardé jusqu’à 15 noeuds seulement, tandis que le
n°3 sur un maxi pourrait être porté par 40 noeuds.
Charge sur l’écoute de GV
Système Impérial
Système Métrique
SL = SA x V2 x 0.00431
SL = SA x V2 x 0.02104
SL Charge sur l’écoute en livres SL Charge sur l’écoute en kg
SA Surface de voile en pieds SA Surface de voile en mètres
V Vitesse du vent en noeuds V Vitesse du vent en noeuds
Pour calculer l’effort subi par l’avale-tout de génois, il faut multiplier
l’effort sur l’écoute par le coefficient de charge de l’écoute. La plupart des génois #1 ont une déflexion d’environ 45°, alors qu’un
génois #3 a une déflection de 75° ou plus. Le bout de réglage de
l’avale-tout subit un effort en fonction de l’angle de déflexion de
l’écoute dans l’avale-tout, cet effort peut être estimé à 30% de
l’effort subi par l’avale-tout quand la déflexion est de 45° et de
0.5 quand la déflexion est de 60°.
Les Efforts sur un Système de Grande-Voile
La formule de calcul de la charge sur la grand-voile n’est pas aussi
unanimement reconnue que pour les génois et doit être utilisée
uniquement comme guide approximatif pour les bateaux de
9 à 18 m (30 à 60 pieds).
La charge sur les bosses de manœuvre du chariot d’écoute de grandvoile peut être généralement évaluée à 20% de la charge subie par le
chariot lui-même.
/ de la charge
sur chariot
15
.5 x Charge
sur Chariot
.3 x Charge
sur Chariot
ML
E
P
V
X
Charge sur l’écoute de GV
Système Impérial
Système Métrique
ML = E2 x P2 x 0.00431 x V2
ML = E2 x P2 x 0.02104 x V2
( P2 + E2) x (E - X)
( P2 + E2) x (E - X)
Charge sur l’écoute en livres
ML Charge sur l’écoute en kg
Longueur de bordure en pieds
E Longueur de bordure en mètres
Longueur de guindant en pieds
P Longueur de guindant en mètres
Vitesse du vent en noeuds
V Vitesse du vent en noeuds
Distance de l’arrière de la bôme au
X Distance de l’arrière de la bôme
point d’écoute en pieds
au point d’écoute en mètres
Dimensions du Gréement
Les abréviations suivantes sont utilisées pour décrire les différentes dimensions d’un bateau à voile. Des
précisions techniques existent pour chaque abréviation, mais ce qui suit est une liste des descriptions types.
P
LOA
LWL
DWL
BMX
BWL
I
I2
Longueur hors tout
Longueur flottaison
J
Longueur de la flottaison théorique. (LWL) est la longueur
J2
mesurée réelle
Bau maximum - Largueur maximum de bateau
P
Bau maximum à la flottaison
E
La distance du pont jusqu’au réa de génois le plus haut
LP
Distance du pont à la drisse de trinquette
La distance de l’avant du mât à l’étai sur le pont
I
E
I
2
Distance de l’avant du mât à la cadène d’étai de trinquette
Longueur du guindant de la grande-voile
Longueur de la bordure de la grande-voile
Perpendiculaire à l’étai - plus courte distance de l’étai
au point d’écoute du foc
J
2
J
41
Belastungs-Formeln
Blocklasten zu Schotwinkeln
Die Belastung eines Blockes setzt sich aus der Last auf der Schot, die durch
den Block läuft und einem Lastfaktor, der vom Winkel der Umlenkung der Schot
abhängig ist, zusammen. Zum Beispiel hat ein Umlenkblock, der eine Schot um
180° umlenkt, eine Belastung, die der zweifachen Schotlast entspicht. Eine
Fallumlenkung, die das Fall um 30° umlenkt, hat eine Belastung, die nur
52% der Fallast entspricht.
Schiffstypen
Die meisten Belastungsformeln gehen von Einrumpfschiffen mittlerer
Verdrängung aus, können aber leicht für andere Schiffe abgewandelt werden.
Mehrrumpf-schiffen haben grosse Formstabilität und Gesch-windigkeit, und
fahren die Segel in hohen scheinbaren Windgeschwin-digkeiten, so dass die
Berechnungen mit Rücksichtnahme auf diese Windgeschwin digkeiten durchgeführt werden müssen. ULDBs wechseln ihre Segel oft oder reffen frühzeitig, so
dass die Belastungen mit relativ niedrigen Windgeschwindigkeiten gerechnet
werden können. Z.B. kann ein moderner Trimaran seine Fock bei 25 Knoten
Windgeschwindigkeit und einer Rumpfgeschwin digkeit von 15 Knoten, was
einem scheinbaren Wind von ungefähr 40 Knoten entspricht, fahren, während
ein ULDB seine Genua 1 bei ca. 15 Knoten scheinbarem Wind birgt.
Umlenkwinkel
30°
45°
60°
75°
Lastfaktor
52%
76%
100%
122%
Umlenkwinkel
90°
105°
120°
135°
Lastfaktor
141%
159%
173%
185%
Umlenkwinkel
150°
160°
180°
Lastfaktor
193%
197%
200%
Die Kräfte in Genuaschot-Systemen
Da die Windgeschwindigkeit quadratisch in die Formel eingeht, ist sie
die wichtigste Variable und kann die Belastung bedeutend beeinflussen.
Es handelt sich hier um den scheinbaren Wind und er sollte auf das
spezielle Segel bezogen werden. Z.B. wird die Genua 1 auf einem 25
Fuss (7 m) Schiff vielleicht nur bis 15 Knoten gefahren, während die
Fock 3 auf einer Maxi Yacht leicht bis 40 Knoten gefahren werden kann.
Die Zugbelastung auf dem Genuarutscher entspricht der Schotlast
multipliziert mit dem Lastfaktor für den entsprechenden Umlenkwinkel. Die meisten Genua 1 Schoten werden ungefähr 45° umgelenkt,
während eine Genua 3 um 75° oder mehr umgelenkt werden könnte.
Die Last auf der Talje zum Einstellen des Genuarutschers, hängt vom
Umlenkwinkel der Schot ab, wird aber meistens auf 0.3 mal der Last
auf dem Rutscher bei 45° Umlenkung, bzw. auf 0.5 bei 60° Umlenkung
geschätzt.
Die Kräfte in Grossschot-Systemen
Die Formel für die Belastung der Grossschot ist nicht so akzeptiert,
wie die Formel für die Belastung der Genuaschot; sie sollte nur als
grobe Hilfe für Schiffe von 9 - 18m angewendet werden.
Travellerschot Lasten sind normalerweise 0.2 mal die Last auf
dem Travellerschlitten.
.2 x
Schlittenlast
.3 x
Schlittenlast
.5 x
Schlittenlast
Genuaschot Last
Englisches Mass
Metrisches Mass
SL = SA x V2 x 0.00431
SL = SA x V2 x 0.02104
SL
Schotlast in Pfund
SL
Schotlast in Kilogramm
SA
Segelfläche in Fuss
SA Segelfläche in Quadratmetern
V Windgeschwindigkeit in Knoten
V Windgeschwindigkeit in Knoten
Grossschot Last
Englisches Mass
Metrisches Mass
ML = E2 x P2 x 0.00431 x V2
ML = E2 x P2 x 0.02104 x V2
( P2 + E2) x (E - X)
( P2 + E2) x (E - X)
ML Grossschot Last in Pfund
ML Grossschot Last in Kilogramm
E Unterlieklänge des Grosssegels in Fuss E Unterlieklänge des Grosssegels in Meter
P Vorlieklänge des Grosssegels in Fuss
P Vorlieklänge des Grosssegels in Meter
V Windgeschwindigkeit in Knoten
V Windgeschwindigkeit in Knoten
X Mass von Hinterkante Grossbaum bis
X Mass von Hinterkante Grossbaum bis
Grossschotbefestigung in Fuss
Grossschotbefestigung in Meter
Rigg Bezeichnungen
Folgende Abkürzungen werden häufig zum Bezeichnen von Massen auf Segelschiffen verwendet.
Es gibt präzise Definitionen für jede Abkürzungen, die folgenden sind nur einfache Erklärungen:
P
LOA
Länge über alles
I2
LWL
Länge der Wasserlinie
J
DWL
BMX
BWL
Kostruktions-Wasserlinie
J2
Maximale Breite
P
Breite Wasserlinie- breiteste Stelle des Schiffes an der Wasserlinie E
Höhe des Vorsegeldreiecks, gemessen von der Oberkante
LP
der höchsten Scheibe bis auf Deck
I
Höhe des Stagsegels über Deck
Fuss des Vorsegeldreiecks, gemessen von der
Vorderkante des Mastes bis zum Schnittpunkt von
Vorstag und Deck
Fuss des Stagsegeldreiecks
Vorlieklänge des Grosssegels
Unterlieklänge des Grosssegels
Kürzeste Entfernung vom Schthorn zum Vorliek des
Vorstags
I
E
J
2
I
2
J
41
Formule di Carico
Carico Bozzelli e Angolo di Rinvio
Il carico su un bozzello è una combinazione del carico della
scotta che passa attraverso il bozzello e dell’angolo di rinvio. Ad
esempio, un bozzello piano che devia una scotta di 180° dovrà
sopportare un carico doppio di quello della scotta mentre un
rinvio piano che devia una drizza solo di 30° vedrà il 52% del
carico totale sulla drizza.
Tipo di barca
La maggior parte delle formule di carico considera un monoscafo
a dislocamento medio ma può essere facilmente corretta per ogni
tipo di barca. Per i multiscafi che hanno una grande stabilità di
forma e una grande velocità, bisogna considerare il vento apparente mentre per gli ULDB che riducono la superficie velica relativamente presto, il calcolo del carico va fatto considerando una
minore velocità del vento. Ad esempio, per un trimarano che può
portare il fiocco con 25 nodi di vento a una velocità di 15 nodi,
bisogna considerare un vento apparente di quasi 40 nodi mentre
per un ULDB, che probabilmente nelle stesse condizioni dovrà
ammainare il genoa #1 circa 15 nodi di vento apparente.
Angolo di Fattore di Angolo di Fattore di Angolo di Fattore di
Rinvio
Carico
Rinvio
Carico
Rinvio
Carico
30°
52%
90°
141%
150°
193%
45°
76%
105°
159%
160°
197%
60°
100%
120°
173%
180°
200%
75°
122%
135°
185%
Carico sul Sistema del Genoa
Il parametro più importante di questa formula, rappresentata nella
tabella a destra, è il quadrato della velocità del vento apparente e
va calcolato per la vela che si sta analizzando. Per fare qualche
esempio, su una barca di 25 piedi il genoa #1 si porta con un
vento apparente di 15 nodi, mentre un maxi può portare il genoa
#3 con 40 nodi.
Per calcolare il carico sul carrello bisogna invece moltiplicare il
carico della scotta per il fattore di carico. La maggior parte dei
genoa #1 hanno la scotta deviata di 45°, mentre la scotta di un
genoa #3 può superare i 75°. Il carico dei paranchi di regolazione
del punto di scotta dipende dall’angolo di rinvio della scotta, ma si
può approssimare ad un terzo del carico del carrello se la scotta è
deviata di 45° o a metà del carico se la scotta è deviata di 60°.
Carico sul Sistema della Randa
La formula per il carico della scotta randa non è sempre valida e
dovrebbe essere usata come prima approssimazione su barche
d’altura tra i 30 e i 60 piedi (9 a 18 m).
Il carico del paranco di regolazione del carrello si può approssimare con 0.2 volte il carico del carrello.
.2 x Carico
del carrello
.3 x Carico
del Carrello
.5 x Carico
del Carrello
Carico Scotta Genoa
Inglese
Metrico
SL = SA x V2 x 0.00431
SL = SA x V2 x 0.02104
SL
Carico scotta in libbre
SL Carico scotta in chilogrammi
SA Superficie velica in piedi quadrati
SA Superficie velica in metri quadrati
V
Velocità del vento in nodi
V
Velocità del vento in nodi
Carico Scotta Randa
Inglese
Metrico
ML = E2 x P2 x 0.00431 x V2
ML = E2 x P2 x 0.02104 x V2
( P2 + E2) x (E - X)
( P2 + E2) x (E - X)
ML Carico scotta in libbre
ML Carico scotta in chilogrammi
E Lunghezza base in piedi
E Lunghezza base in metri
P Altezza randa in piedi
P Altezza randa in metri
V Velocità del vento in nodi
V Velocità del vento in nodi
X Distanza tra la fine del boma e l’attacco X Distanza tra la fine del boma e l’attacco
della scotta in piedi
della scotta in metri
Dimensioni dell’Attrezzatura
Le abbreviazioni seguenti sono usate per indicare varie misure di una barca a vela. Anche se esistono precise
definizioni tecniche per ognuna di queste misure, la tabella ne riporta una semplice descrizione:
P
LOA
LWL
DWL
BMX
BWL
I
Lunghezza Fuori Tutto-Lunghezza totale della barca
Lunghezza al Galleggiamento-Lunghezza del
galleggiamento della barca
Lunghezza al galleggiamento teorica
Baglio massimo-Larghezza massima della barca
Larghezza al galleggiamento
Altezza del triangolo di prua misurata tra la puleggia più
alta e la coperta
I2
J2
P
E
Altezza dello strallo di trinchetta sulla coperta
Base del triangolo di prua misurata tra la parte prodiera
dell’albero e la landa dello strallo di prua
Base del triangolo di trinchetta
Lunghezza della ralinga della randa
Lunghezza della base randa
LP
Minima distanza tra lo strallo e la bugna del fiocco
J
I
E
J
2
I
2
J
41
Fórmulas para la Carga
Esfuerzo de una polea según el ángulo de reenvío
La carga que soporta una polea es una combinación del esfuerzo ejercido por la escota
que pasa a través de la polea, multiplicado por un factor, determinado por el ángulo de
salida o de reenvío, con que la escota da la vuelta a la polea. Por ejemplo; en una polea
plana, en la cual la escota da una vuelta de 180° se considerará su esfuerzo igual a dos
veces la carga que soporta la escota. Un desviadrizas, al cual le da vuelta una driza solamente 30° apenas soportará un 52% de la carga que retiene la driza.
Tipo de la embarcación
La mayoría de las fórmulas para el cálculo de la carga, son para un monocasco
de desplazamiento medio, pero pueden corregirse fácilmente para otros tipos de
embarcaciones. Los multicascos tienen una gran estabilidad de forma y velocidad
y llevan a menudo todas las velas para un viento aparente fuerte, lo cual hay que
tener en cuenta para los cálculos, mientras que los ULDB que son típicamente
inestables precisan reducir la superficie vélica de forma relativamente rápida, así
que el cálculo de la carga deberá realizarse para velocidades de viento relativamente
bajas. Por ejemplo, un trimarán moderno puede llevar el foque con vientos de 25
nudos, a una velocidad de 15 nudos, es decir con un viento aparente de casi 40
nudos, mientras que un ULDB probablemente deberá arriar su Génova nº1 cerca
de los 15 nudos de viento aparente.
Angulo de Factor Angulo de Factor Angulo de Factor
reenvío de carga reenvío de carga reenvío de carga
30°
52%
90°
141%
150°
193%
45°
76%
105°
159%
160°
197%
60°
100%
120°
173%
180°
200%
75°
122%
135°
185%
Esfuerzos en los Sistemas de Génova
La variable más importante utilizada en la tabla adjunta, es el cuadrado
de la velocidad del viento aparente y tiene una gran influencia sobre
la carga. Para el cálculo de la vela específica que se analiza debe
utilizarse el viento aparente. Por ejemplo; en una embarcación de 25'
(7.0 m) un Génova nº 1 deberá arriarse con solo 15 nudos de viento,
mientras que en un Maxi portará bien un nº 3 con vientos de 40 nudos.
Para calcular el esfuerzo en un carro de la escota de génova, deberá
multiplicarse la carga que soporta la escota por el factor de carga de la
propia escota. La mayoría de los Génovas nº 1 son reenviados alrededor
de 45° mientras que un Génova nº 3 puede superar los 75°.
La carga del aparejo de control del carro de escota, depende del ángulo
de desviación, admitiéndose generalmente que es un tercio de la carga
del carro, cuando la desvío de la escota es de 45° y la mitad de la carga
del carro cuando la desvío de ésta es de 60°.
Esfuerzos en los Sistemas de Escotero de Mayor
La fórmula para el cálculo de la carga de la Escota de mayor no está
siempre tan extensamente aceptada como el cálculo para la escota
de Génova y solamente deberá utilizarse como guía para embarcaciones Offshore de 30' a 60' (9 m a 18 m).
La carga para el aparejo de control del carro del Escotero de mayor,
es considerada normalmente, dos veces la carga del carro.
.2 x Carga del carro
.5 x Car Load
.3 x Car Load
Carga sobre la escota de Génova
Sistema imperial
Sistema métrico
SL = SA x V2 x 0.00431
SL = SA x V2 x 0.02104
SL Carga de la escota en libras
SL Carga de la escota en kilos
SA
Area de la vela en
SA
Area de la vela en
pies cuadrados
metros cuadrados
V Velocidad del viento en nudos
V Velocidad del viento en nudos
Carga sobre la Escota de mayor
Sistema imperial
Sistema métrico
ML = E2 x P2 x 0.00431 x V2
ML = E2 x P2 x 0.02104 x V2
( P2 + E2) x (E - X)
( P2 + E2) x (E - X)
ML Carga de la Escota de mayor en libras ML Carga de la Escota de mayor en kilos
E Longitud del pujamen de mayor
E Longitud del pujamen de mayor
en pies
en metros
P Longitud del grátil de mayor en pies
P Longitud del grátil de mayor en metros
V Velocidad del viento en nudos
V Velocidad del viento en nudos
X Distancia desde el extremo
X Distancia desde el extremo posterior
posterior dela botavara al punto de
de la botavara al punto de fijación de
fijación de la escota en pies
la escota en metros
Dimensiones del Aparejo
Las abreviaturas siguientes se utilizan a menudo para describir algunas medidas en un barco de vela. Existen
definiciones técnicas precisas para cada abreviatura, pero la lista siguiente, es sólo de descripciones simples:
LOA
LWL
Eslora total
Eslora en flotación
I2
J
DWL
Eslora en flotación sobre plano; Es la Eslora en flotación
teórica - (LWL) es la longitud medida real
Manga máxima - anchura máxima de la embarcación
Manga máxima en flotación
Altura del triángulo de proa, medida desde la polea más
alta hasta la línea de cubierta
J2
BMX
BWL
I
P
E
LP
Altura de la driza de trinqueta hasta la cubierta
Base del triángulo de proa, medida desde el frontal
del mástil hasta la intersección del estay de proa con
la cubierta
Base del triángulo de trinqueta, medida desde el frontal
del mástil, hasta el cadenote del estay de trinqueta
Longitud del grátil de mayor
Longitud del pujamen de mayor
Distancia más corta perpendicular al estay, desde el
puño de escota de foque al estay de proa
P
I
E
J
2
I
2
J
41