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Winddruck auf das Segel

Bei 20 Knoten auf 30 m² Segelfläche quer zum Wind drückt der Wind mit rund 1945 N, knapp 200 kp. Geben Sie die Höhe des Segeldruckpunkts an, erhalten Sie zusätzlich das Krängungsmoment, bevor Sie über das Reffen entscheiden. Kostenlos in Ihrem Browser.

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Wenn Sie eingeben
Windgeschwindigkeit (kn)
20
Segelfläche (m2)
30
Erhalten Sie
Windgeschwindigkeit (m/s)
10,28888889
Luftdichte (kg/m3)
1,225
Druckbeiwert
1
Windwinkel (°)
90

Skipper, Yachtkonstrukteure und Rigger brauchen eine Zahl erster Ordnung dafür, wie stark der Wind auf das Tuch drückt, bevor sie Schoten dimensionieren, die Krängung prüfen oder über Reffen entscheiden. Dieser Rechner für den Winddruck auf das Segel wandelt die wahre Windgeschwindigkeit in Knoten mit der internationalen Knoten-Definition in Meter pro Sekunde um, bildet den Staudruck als Hälfte der Luftdichte mal Geschwindigkeit zum Quadrat, skaliert diesen Druck mit einem optionalen Formbeiwert und dem Sinusquadrat des Winkels zwischen Wind und Segelplane und multipliziert mit der Fläche, um die Gesamtkraft in Newton, Kilopond und Pfund-Kraft zu liefern. Eine optionale Höhe des Segeldruckpunkts macht daraus ein Krängungsmoment für einen einfachen Vergleich mit dem aufrichtenden Hebelarm.

Wie der Winddruck auf ein Segel geschätzt wird

Ein Segel ist eine dünne Tragfläche, doch für Rigg-Lasten und eine erste Krängungsprüfung bleibt der nützliche Ausgangspunkt der Staudruck der anströmenden Luft. Der Staudruck q ist die Hälfte der Luftdichte mal v zum Quadrat. Unter Bedingungen der internationalen Standardatmosphäre auf Meereshöhe beträgt die Vorgabe-Dichte 1.225 Kilogramm pro Kubikmeter, trockene Luft bei fünfzehn Grad Celsius; wärmeres oder höheres Segeln verlangt eine kleinere Dichte, weil die Kraft mit rho fällt.

Der wirksame Winddruck auf das Tuch ist q mal einem dimensionslosen Druckbeiwert Cp, der standardmäßig eins für eine senkrechte Platten-Schätzung ist. Typische Arbeitssegel liegen nahe eins bis anderthalb, sobald Wölbung und gefüllte Form einbezogen sind; deshalb ist dieses Feld sichtbar statt versteckt. Die Normalkraft auf das Segel folgt dann dem klassischen Schrägplatten-Gesetz: F ist P mal A mal dem Quadrat des Sinus des Winkels zwischen Wind und Segelplane.

Bei neunzig Grad — einem raumschotsen Kurs mit dem Segel quer zur Strömung — ist der Sinus eins und Sie erhalten die volle Größe F gleich P mal A vieler Steg-Faustregeln. Bei dreißig oder fünfundvierzig Grad erzeugt dieselbe Fläche eine deutlich kleinere Querkraft, weshalb ein hoch am Wind liegendes Boot weniger krängt als eines raumschots bei derselben wahren Windgeschwindigkeit. Wenn Sie außerdem die Höhe des Segeldruckpunkts über dem unter Wasser liegenden Lateralschwerpunkt kennen, ist das Krängungsmoment einfach Kraft mal diese Höhe, in Newtonmetern.

Das ist eine Schätzung zum Vergleichen und über Beschlag zu sprechen, kein Ersatz für ein Geschwindigkeitsvorhersageprogramm, ein Finite-Elemente-Mastmodell oder das Stabilitätsheft der Werft.

Reffen und Prüfung der Schotlast

Wandeln Sie eine Vorhersage in Knoten und die Arbeitssegelfläche in Newton und Kilopond um, bevor Sie reffen, fieren oder auf eine kleinere Fock wechseln.

Krängungsmoment erster Ordnung

Geben Sie die Höhe des Segeldruckpunkts zusammen mit Windgeschwindigkeit und Fläche an, um ein Krängungsmoment in Newtonmetern für einen einfachen Vergleich mit dem aufrichtenden Hebelarm des Bootes zu erhalten.

Dimensionierung von Rigg und Beschlag

Geben Sie Riggern und Schiffsausrüstern eine deterministische Segelkraft aus Knoten und Fläche, damit Blöcke, Schienen und Bedienleinen gegen eine Zahl angeboten werden, nicht gegen eine Beaufort-Geschichte.

Wie berechnet man Winddruck und Kraft auf ein Segel?

Wandeln Sie Knoten mit dem internationalen Knoten in m/s um (1852/3600), berechnen Sie den Staudruck q = ½ρv², skalieren Sie mit Cp, dann F = P × A × sin²(θ).

Welche Einheiten gebe ich für Windgeschwindigkeit und Segelfläche ein?

Die Antwort meldet außerdem m/s, Pascal, Pfund je Quadratfuß, Newton, Kilopond und Pfund-Kraft.

Was ist der Druckbeiwert Cp?

Cp (Aliase cp, cd, coefficient) ist ein dimensionsloser Formfaktor über dem Staudruck. Die Vorgabe 1.0 ist eine senkrechte Platten-Schätzung. Typische Arbeitssegel liegen nahe 1.0–1.5; erhöhen Sie ihn für eine konservative Rigg-Last.

Wie wird das Krängungsmoment berechnet?

Lassen Sie die Höhe weg, entfällt dieses Feld in der Antwort.

Warum drückt der Wind am Wind weniger auf das Segel als auf Halbwindkurs?

Weil die Kraft mit dem Quadrat des Sinus des Winkels zwischen Wind und Segelebene wächst. Bei 90 Grad wirkt der volle Druck mal Fläche; bei 30 Grad spürt dasselbe Segel deutlich weniger seitliche Kraft, und das Boot krängt weniger.

Alles auf dieser Seite ist auch per API verfügbar. Dieser Abschnitt richtet sich an Teams, die es in ihre eigenen Systeme einbinden möchten; alle anderen nutzen einfach das Tool oben.

POSThttps://api.kit.forhosting.com/travel/wind-force-on-sail

Authentifizierung per Bearer-Token. Ein einziger POST stellt die Aufgabe in die Warteschlange; das Ergebnis erhalten Sie per Webhook oder über einen signierten Link.

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/travel/wind-force-on-sail \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"wind_speed_kn":20,"sail_area_m2":30}'
{
  "wind_speed_kn": 20,
  "sail_area_m2": 30
}
{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "travel.wind_force_on_sail",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

Die API arbeitet asynchron: Sie erhalten sofort eine task_id. Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt.

pro Anfrage$0.002

Der Preis steht auf der Seite – keine Tokens, keine Credits. Fehlgeschlagene Aufgaben werden nicht berechnet.

HTTPCodeBedeutung
401unauthorizedDer API-Schlüssel fehlt oder ist ungültig – prüfen Sie den Authorization-Header (Bearer).
402insufficient_balanceIhr Guthaben reicht für diese Aufgabe nicht aus – Aufladungen verfallen nicht.
404unknown_typeUnbekannter Aufgabentyp – prüfen Sie das Feld „type“ gegen den Katalog.
429rate_limitedZu viele Anfragen – warten Sie kurz; Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt.

Ungültige Eingaben werden nicht berechnet; erfolgreiche Aufrufe nutzen den veröffentlichten Grundpreis $0.002.

Wie der Winddruck auf ein Segel geschätzt wird

Wandeln Sie Knoten in Meter pro Sekunde mit der internationalen Definition des Knotens um: eine Seemeile von genau 1852 Metern in einer Stunde, sodass v gleich wind_speed_kn mal 1852 geteilt durch 3600 ist.

Eingabevertrag, Einheiten und Antwortfelder

Null Knoten ist gültig und liefert Kraft null; eine Fläche von null oder negativ wird abgelehnt. Druckpunkt- und Krängungsmoment-Schlüssel entfallen vollständig, wenn Sie keine Höhe gesendet haben — sie kommen nie als null zurück. Werte werden auf acht Dezimalstellen gerundet, damit Goldentests byte-stabil bleiben. Beispiel: zwanzig Knoten auf dreißig Quadratmetern bei den Vorgaben ergeben etwa 64.84 Pascal Staudruck und etwa 1945 Newton Kraft, etwas unter zweihundert Kilopond, die Größenordnung, die ein Kreuzer-Groß-und-Fock-Paar in frischer Brise spürt. Senden Sie per POST einen JSON-Körper mit zwei erforderlichen endlichen Zahlen: wind_speed_kn, die wahre Windgeschwindigkeit in Knoten von null bis zweihundert einschließlich, und sail_area_m2, die Segelfläche in Quadratmetern, streng größer als null und höchstens zwanzigtausend. Das optionale air_density_kg_m3 beträgt standardmäßig 1.225 und muss zwischen 0.5 und 2 liegen. Das optionale pressure_coefficient (Aliase cp, cd, coefficient) beträgt standardmäßig 1 und muss zwischen 0.01 und 3 liegen. Das optionale wind_angle_deg ist der Winkel zwischen Wind und Segelplane, von 0 (auf Kante, keine Kraft) bis 180, mit Vorgabe 90, damit ein erster Aufruf ohne Winkel den vollen raumschotsen Druck meldet. Das optionale center_of_effort_m ist die Höhe in Metern des Druckpunkts über dem Lateralschwerpunkt; wenn gesetzt, enthält die Antwort heeling_moment_nm. Jedes Zahlenfeld darf als JSON-Zahl oder als numerische Zeichenkette ankommen; fehlende Pflichtfelder, leere Zeichenketten, nichtendliche Werte und Zahlen außerhalb der genannten Bereiche scheitern mit invalid_input unter Nennung des Feldes und werden nicht berechnet. Bei Erfolg wiederholt der Körper die bereinigten Eingaben und meldet wind_speed_ms, dynamic_pressure_pa, wind_pressure_pa, wind_pressure_psf, projected_area_m2, force_n, force_kgf und force_lbf sowie eine Formelzeichenkette und eine einzeilige Zusammenfassung.

Wo eine API für Segelwindkraft ihren Nutzen hat

Kreuzerskipper und Segelschullehrer nutzen einen Rechner für den Winddruck auf das Segel, bevor sie über Reffen, Schotlasten oder darüber sprechen, wie hart eine Böe die Reling drückt, weil ein raumschotser Zwanzig-Knoten-Kurs auf dreißig Quadratmetern eine ganz andere Zahl ist als dasselbe Tuch hoch am Wind. Yachtkonstrukteure und Amateurwerften brauchen eine deterministische Kraft erster Ordnung und, wenn der Druckpunkt bekannt ist, ein Krängungsmoment, das sie mit einer einfachen Schätzung des aufrichtenden Hebelarms vergleichen können, ohne ein Geschwindigkeitsvorhersageprogramm zu öffnen. Rigger und Beschlagshäuser dimensionieren Blöcke, Schienen und Bedienleinen aus einer Last in Newton oder Kilopond statt aus einer Beaufort-Anekdote; dieselbe Fläche und ein konservatives Cp durch diesen Endpunkt zu schicken hält jene Angebote prüfbar. Flotten-Apps und Törnbücher, die bereits Vorhersage-Knoten und ein Segelinventar speichern, können eine kleine Parse-API aufrufen, statt in jeder Sprachbindung ein halb rho v zum Quadrat neu abzuleiten. Weil die Umsetzung reines Parse der Stufe A ist, kostet jeder erfolgreiche Aufruf den veröffentlichten $0.002 ohne Modell-Tokens und ohne ausgehendes Netz, und eine fehlgeschlagene Prüfung wird nicht berechnet. Halten Sie Anfragen klein, pinnen Sie force_n und wind_pressure_pa in Tests, und Sie erhalten reproduzierbare Rigg- und Krängungszahlen für Klassenräume, LMS-Plugins und Rand-Worker, ohne einen eigenen schiffbaulichen Stapel aufzustellen. Dieser Endpunkt sagt weder Bootsgeschwindigkeit noch Abdrift noch Kentern voraus: er wandelt nur den Wind und das Tuch, das Sie schon gewählt haben, in Druck und Kraft.

Was kostet der Rechner für den Winddruck auf das Segel?

Das Browser-Werkzeug ist kostenlos. API-Anfragen nutzen ein vorausbezahltes KIT-Guthaben zu $0.002 je erfolgreichem Aufruf; ungültige Eingaben werden nicht berechnet.

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