fredag 2 december 2016

Styvhet hos laminat med olika fiberriktning

För några inlägg sedan  tog jag upp frågan om varför kolfibermaster är så styva. I mitt tycke onödigt styva. Möjligheten att böja masten mha tex häckstaget minskar ju styvare masten är. Jag uppskattar att max dragkraft i häckstaget på Piano är 1 ton, räknar med 20 kg dragkraft och 50 gånger utväxling. Drar enbart med handkraft, en biffigare person än jag hade enkelt kunnat dubbla kraften till 40 kg. Lite ovetenskapligt använder jag sorten kg för dragkraft, tänker hela tiden i hur många spannar vatten det handlar om. Att lyfta 2 st 10 liters spannar vatten kräver ganska stor kraft. Men efter att ha sett hur Figaro 2 masterna böjs och tagit reda på deras mastdimensioner, så inser jag att det är läge att förstärka hela backstagssystemet och mastinfästningen. Mer om det i ett senare inlägg. Först det här med styvheten hos ett laminat och varför enbart plus/minus 45 graders laminat är riktigt dåligt när det gäller styvhet hos ett dragbelastat laminat.

Thomas Wiberg skickade mig en bild på styvheten hos ett ensriktat laminat som belastas i olika riktningar. Så här ser det ut:

Figur 1, styvhet hos ensriktat laminat belastat i olika riktningar.
När laminatet belastas i samma riktningen som fibrerna blir styvheten förstås störst, i diagrammet angivet till 100%. Om man skär ut en ruta ur laminatet där fibrerna ligger snett så minskar styvheten. Faktiskt riktigt dramatiskt. Vid 10 grader fiberriktning minskning till ca 65%, vid 45 grader återstår 10% av styvheten. Belastning vinkelrätt mot fibrerna ger ca 8% styvhet. I det sista fallet belastas inte fibrerna alls, det är bara styvheten hos epoxy-matrisen som finns kvar. Inte riktigt sant eftersom kolfibrerna hindrar att den utskurna fyrkanten blir smalare och därför iallafall i liten utsträckning bidrar till styvheten. Kolfibrerna trycker ut fyrkanten, det finns risk att dom då bucklas ihop, laminatet blir skrynkligt, men det gäller enbart väldigt tunna laminat. Och segelduk med armeringstrådar.

Om laminatet är uppbyggt av fibrer i två vinkelräta riktningar så blir styvheten 108%, 100% bidrag från fibrerna som belastas i sin längsritning och 8% från fibrerna  som belastas tvärs. När vi vrider laminatet 45 grader så kommer båda fiberlagren att bilda vinkeln 45 grader med belastningsriktningen. Styvheten från vardera lagret blir 10% och den totala styvheten 20% av styvheten för ett lager. Skulle vi tillverka en mast med enbart plus/minus 45 grader laminat skulle det bli en väldigt lättböjlig mast. Styvheten skulle bli ca en tredjedel jämfört med en Al-mast med samma dimensioner.

För att förstå det här ännu bättre har jag tagit fram lite enkla fackverksmodeller.

Figur 2. Fackverks modell av plus/minus 45 graders laminat.
Den första fackverksmodellen visar fibrer i plus/minus 45 grader. Vi belastar laminatet vertikalt:

Figur 3. Fackverksmodellen enligt Fig. 2 belastad vertikalt. Bygg aldrig ett laminat som ska klara dragbelastning så här!
Fackverket dras ut som ett dragspel, det enda som hindrar fackverket att dras ihop på mitten är matrisen (epoxyn) som har betydligt mindre styvhet än fibertrådarna (fackverksstängerna). Om matrisen inte fanns skulle stängerna dras parallella.

Fig. 4. Inget bra alternativ!
Det behövs stänger tvärsöver i fackverket för att laminatet ska bli styvt.

Fig. 5. Ett riktigt styvt laminat, såhär ser ett högkvalitativt laminat ut.
Här är fackverket kompletterat med både vertikal och horisontell stång. Det motsvarar ett 0, plus/minus 45, 90 graders laminat som om man räknar på det har halva styvheten jämfört med ett ensriktat laminat med samma tjocklek.

Ett ensriktat laminat som "förstärks" med ett plus/minus 45 graders laminat ser ut så här:
Fig. 6. Dom sneda fibrerna gör ingen nytta.
Styvhetsbidraget från dom sneda fibrerna är försumbart. För att det ska vara någon vits med förstärkningen så måste den kompletteras med fibrer tvärs. Med lika mycket kolfibrer också i tvärsriktningen får vi precis det laminat som visas i Fig. 5. Styvhetsbidraget kan styras genom att använda mindre fibrer eller tom glasfiber (styvhet ca en femtedel av kolfiber) istället för kolfiber tvärs.

Om målet är att minska mastens styvhet så kan fibermängden minskas. Pianos mast mast har en CST-MR-142 profil med väggtjocklek 3 istället för den ordinarie tjockleken som är 3,3 mm. Profilens yttermått är därför 148 x 98 mm istället för 148,6 x 98,6 mm. Varför har man överhuvudtaget fibrer i sneda riktningar när man erhåller störst styvhet med enkelriktat laminat. Det svaret är enkelt: masten måste tåla belastningar tvärs maströret. Från beslag, från spridare, från spinnakerbom, däcksinfästning, bom osv. Det skulle bli en väldigt lättknäckt mast annars. Det är lätt att få precis dom fiberriktningar man vill när masten byggs i en form (som Ceilidh bl.a.) och sedan bakas under värme och tryck. Men vilka fiberriktningar väljer man vid tillverkning av lindade master? Mig veterligen lindar man inte dom masterna tvärs.

Nu har jag också en gammal synd att stå till svars för. När jag visade teknologerna finessen med enbart plus/minus 45 laminat. Men det var ingen synd, för det handlade om att förstärka en plywoodroder med målet att öka vridstyvheten. I det läget är enbart plus/minus 45 graders laminat det bästa sättet att öka styvheten. Enbart skjuvbelastning innebär drag/tryck i plus/minus 45 graders riktningarna och då ligger fibrerna precis rätt, se Fig. 2 ovan.

Hoppas ni står ut med en ex-högskolelektor i hållfasthetslära!

fredag 25 november 2016

Spinnakersättning, gipp och nedtagning i Figaro 2

Jag passar på att skaffa mig ideer om båthantering. Samtidigt som jag njuter av seglarfilmer och - förstås - Figaro 2.

Här kommer två videofilmer som dök upp i flödet.

Den första handlar om att först stagvända och sen falla av och sätta spinnaker, gippa och plocka ner. Den slutar där den börjar med en kryssande Figaro 2.

Den andra videon visar två Artemis Figaro 2 som gippar i lite mera vind.

Mina iakttagelser i första videon:

Stagvändning uppenbart utan autopilot. Det går ju bra det med, gissar att det blåser sådär 6 m/s när filmen börjar som ökar till 7/8 i slutscenerna.

Ingen stress alls, på ett riktigt race går det nog hetare till. Fock i förstagsfoil med fast införare. Gippar först och flyttar över spinnakerbommen sen. Jag körde samma trick när jag i betydligt hårdare vind länsade norrut i Kalmarsund under transportseglingen till S2S start i Oxelösund. Vågorna var mycket värre och autopiloten inte alls lika vass som den NKE som finns i Figaro 2 och jag behöll hela tiden spinnakerbommen på samma sida när jag gippade framåt tillbaka.

Först blev jag lite förvånad när fockskotet hängde över spinnakerbommen efter gippen. Men förstod det bättre när spinnakerbommen plockades ner, den ligger på däck från masten framåt och då ska förstås skoten ligga över. Lika enkelt att hissa focken som om den suttit med travare på förstaget. Vid upplovningen kopplar han iallafall in autopiloten. Drygt 10 minuter video i avslappnat lugnt tempo och i sen eftermiddagssol nånstans på atlantkusten. Tror jag!

Den andra videon är knappt 3 minuter. Gipparna görs på samma sätt, dvs först gippa storen. Och sen så småningom flytta över spinnakerbommen. Spinnakerns lovarthorn är utsläppt ordentligt från spinnakerbommen. Manövrarna görs på samma sätt i båda båtarna.

torsdag 24 november 2016

Figaro 2 igen

Ramlade över den här videon från 2014. Inledningsvis fina bilder på kryssande Figaro 2, inte särskilt vanligt att franska båtar hamnar på rörliga bilder när dom seglar den bogen. Kolla särskilt hur masterna är trimmade, jag skulle vilja säga ordentligt böjda, speciellt på båten som rundar som tvåa. När ledarbåten glider ur bilden åt höger händer tydligen något som kameran missar. Några bildsekvenser senare ser vi konsekvensen. Masten är bruten vid ungefär nedre spridaren.


Mastbrottet fångades av båten bakom. Masten lägger sig helt lugnt åt lä!


1:10 in i videon härnedanför kommer närbild på vantskruven som är tom, rod-vantet gled helt enkelt ur. Inte heller Figaro 2 har förtöjningsknapar, det har inte franska havskappseglare!


tisdag 22 november 2016

Dan Ekströms båtar

Via den här bloggen har jag fått kontakt med några riktigt nördiga seglare. Nördiga i en mycket positiv bemärkelse. Som helt enkelt inte kan låta bli att kombinera sitt seglingsintresse med regelrätta projekt som innebär intensivt eget arbete. Hit hör Dan Ekström från Råå.
Dan Ekström, en augustidag ombord på Melker i Råå hamn
Dan köper intressanta båtar, behåller dom ett tag och säljer dom sen vidare. En del båtar seglar han nästan inte alls, andra blir mer ögonstenar. I slutet av sommaren var det fyra båtar som låg lite här och där vid bryggor hos RHSS, Råå Helsingborgs Segel Sällskap. En Fenix som familjeseglare, en IF som han bara inte kunde låta bli att köpa tidigare i år men som nu har vandrat vidare. En 707 som varit racebåten, också såld i augusti. Det var en ögonsten men han insåg att man kan inte hålla sig med två ögonstenar om det ska bli en riktigt vass kappseglingsbåt. Den fjärde båten och som ersatt 707 som ögonsten och numera den enda båt som finns kvar vid sidan av Fenixen är en Dominant 95 Melker inköpt från Malmö i början av augusti.
Melker efter att mycket av bröten inombords är avlägsnad!
707
Dan har mycket gott att säga om 707 och Dominant 95, båda ritade av bröderna Edwardsson. Melker är genom åren hans andra Dominant 95. Stadd under snabb omvandling till en ren kappseglingsbåt. Ibland är det svårt att hänga med i hans turer.

Han har rivit ut mycket. Tänk allt man monterar in i sin båt, allt sånt där som är absolut nödvändigt. Rostfri färskvattentank, några extra hyllor i styvluckorna, för säkerhets skull i riktigt tjock plywood, ett succesivt påbyggt pentry, innertak, kojgarnering osv. Toaletten med septitank åkte också ut, måste förstås in igen men inte lika tunga grejer. Plus allt bröte som fanns överallt. Säkert drygt 200 kg åkte ut, akterspegeln lyfts sakta upp ur vattnet.
Rak mast
Mycket mastböj
Ett nytt storsegel från Boding beställde han ganska omgående. Den gamla laminatfocken gick i flisor, en ny har kommit nu när det är november. Det blev sen upptagning för att hinna prova ordentligt.
Rimfrost
November, snudd på som septembe!
Dominant 95 har 7/8 rigg med ganska lång kaltopp och bara måttligt svepta spridare. Blir svårt att få till ordentlig förstagsspänning utan backstag. Fioler kan vara en lösning, men dom måste då vara lite framåtriktade för att styva upp masttoppen.
Ska bli kappseglingsfinish! Har han lovat!
Nu i slutet av november är hans båda kvarvarande båtar upptagna på land. Fenixen är vad den är. Melker ska få lite extra omvårdnad för att bli den vassa kappseglingsbåt han är ute efter. Hur torkar man ut ett drygt 30 år gammalt glasfiberskrov. Mitt råd är att värma inifrån och lägga på något som isolerar på utsidan. Det är som ett hus som ska tilläggsisoleras. Lägg isoleringen på utsidan så att all kondens hamnar i isoleringen. Innanför kondensskiktet blir det torrt och fint.

fredag 18 november 2016

Varför är kolfibermaster så (onödigt) styva?

Kolfibermasten till Piano är i mina ögon onödigt styv, det går inte att böja den så mycket som Henrik Edman vill. Mha av 1 tons dragkraft i häckstaget kan mastenböjen ökas 6 cm. Mastböjen mäts som största avståndet från en rät linje mellan skothornet och fallhornet in till masten. Mha undervanten kan jag i viss utsträckning styra var böjen ska hamna. Om max mastböj var 12 - 15 cm skulle Henrik kunna göra ett storsegel som täcker hela intervallet från lätt till hårdvind. Det första storseglet till Piano var i Pentex, dvs mylarfilm med armering i nån styv variant av polyeten (dyneema) trådar. Det tappade formen ganska fort och fick tjäna som racingsegel enbart första säsongen. Andra storseglet var gjort i Technora, fortfarande mylarfilm men nu med armering av svartfärgade kevlar trådar. Mylarfilmen är gråfärgad  och det ser inte lika elegant ut som ett vitt segel.

När jag beställde maströret från CST i Australien angav jag en dimension som enligt mina beräkningar var "lagom" styv, den kunde nästan böjas som jag ville och om jag övervakade den stående riggen ordentligt så skulle den hålla för snudd på orkan. Jag fick ordentligt mothugg när det gäller val av dimension och jag accepterade deras förslag med ett snäpp grövre profil. 148 x 98 mm yttermått jämfört med mitt önskemål om 140 x 90 mm. Den grövre profilen har ca 20% högre styvhet. Egentligen löjligt liten skillnad, men masten hade uppfört sig mer som jag ville än den telefonstolpe jag nu har. Vissa val här i livet ångrar jag. Det här är ett exempel.

Det är klart att det är tryggt att ha en överstark mast när det brallar, i Australien med öppna kuster och Bass Straight inpå knutarna tänker dom sannolikt lite annorlunda än vi som seglar mest i skärgårdar. Jag beställde spinnakerbom samtidigt. Ville ha 50 mm rör, dom försökte övertala mig att välja 70 mm. Men jag stod på mig. Skaffade ytterligare en spinnakerbom i våras, ville ha en i reserv med tanke på den ganska vidlyftiga kappseglingsturne Piano skulle göra. En 60 mm bom från Ceilidh med 2,4 mm godstjocklek som visade sig vara lättare än CST bommen. CST var väl oroliga för mig och lindade på riktigt mycket extra kolfiber.

Halvtonnarmasterna från 70/80/90 talen var betydligt mjukare än dagens kolmaster till samma båtstorlek och samma rätande moment. Varför? En förklaring skulle kunna vara att dagens segelmaterial inte kräver så stor böjning hos masten för att klara anpassningen till olika vindstyrkor. Kan säkert vara så för segel i material som har nästan ingen töjning alls. När armeringen är kolfiber och seglen är tejpade, typ 3Di. Men för ett segel i Technora skulle större mastkrumstrim än 6 cm vara väldigt fördelaktigt.

Jag fick inspirationen till det här inlägget när jag kollade en video som Leino Svensson la upp på FB. En Figaro2 som är ute och drar i riktigt hårt väder. Ett försök att hissa spinnaker blev inte så lyckat och båten dras ner. Helikoptern filmar båten så att mastböjen syns tydligt.
1:20 in i videon!
Vad jag förstår så är det vanligt att busköra med Figaro 2. Och masterna håller. Det går ju att bygga kolfibermaster med samma egenskaper som Al-mast i böjning. Varför gör ingen det?

Bilden ovan har jag plockat ur videon som följer här. Tack Leino för tipset om en häftig film.

söndag 13 november 2016

Vad jag hittar på Blocket

Många båtar får man nästan gratis numera. Särskilt om dom fortfarande ligger kvar i vattnet i november och kylan och snön har kommit. Riktpriset på Maxi 77 på Blocket andra veckan i november är 20 tusen kronor. Finns hur många som helst så jag misstänker att flera av dom efter lite prisförhandling hamnar på nästan precis gratis.

Men det finns andra båtar också. Hur många som helst, annonserna ligger kvar två månader och när jag sökte igenom hela listan fanns det totalt 968 segelbåtar. I snitt drygt 15 per dag.
Corby 33 Inga. Bilden från Blocket!
Vad sägs om en Corby 33, Inga byggd 2007 för 550 tusen (här). Annonsen las ut den 29de oktober, ligger alltså kvar till den 29de december. Om du inte fått någon rejäl julklapp kan det här väl vara en tröst att ta till! Du kommer garanterat kryssa ifrån det mesta du möter på kappseglingsbanorna.

Dan Ekström från Råå har köpt sig en Dominant 95, han håller på för fullt med att konvertera båten till kappseglingsmode, uppgradering av segel och lätta båten så mycket som möjligt. Hans Dominant 95 är inte till salu, men det finns andra.
Dominant 95. Bild från Blocket.
Annonstexten är kort:

Trevlig båt. Hyfsade kojer. Bra kryss ställ (nästan nytt), bra utombordsmotor.

Kostar 41 tusen. Att båten saknar inombordsmotor ser jag som en fördel, det gör båten lätt från början. Vill du plocka in en motor är Saildrive 330 ett riktigt bra val. Väger 50 kg mot dieselmotorns 150 kg. Väg gärna båten innan du slår till (om du vill kappsegla med den) och kolla att den inte är alltför tungt byggd. Med dieselmotor väger S2S vinnaren Eländet (som är ett ganska tungt ex) 3,3 ton. Det finns mycket att plocka bort ur en drygt 30 år gammal båt. Förstås är det ett ordentligt pyssel att få båten i racingskick och slutnotan blir inte helt billig. Annonsen (här) las ut den 12 september och är nog borta när du läser detta. Säljs av Sven Högelin i Botkyrka, det kanske räcker som kontaktinformation.

Det finns fler Dominant 95 till salu. Du hittar en med betydligt längre annonstext (här). Annonsen las ut den 19de september och du har ca en vecka på dig innan den försvinner. Ligger i Vänersborg och är bara seglad i sötvatten. Låter betryggande.

En drömbåt från min barndom helt gratis, utan att ens pruta ett öre (här).
M22, ligger i Blekinge. Bild från Blocket.
Också den här annonstexten är kort:

Mälar 22:a nr 32 "Iris" skänkes.
Stålvagga, rigg ingår .
Kräver omfattande renovering.

Mitt intresse för den här typen av projekt har svalnat med åren.

Nu till en båt som för mig också hamnar under rubriken nostalgi. Dessutom hur billig som helst och fortfarande riktigt bra.
8½ Masthead. Bild från Blocket.
Visst är jag part i målet. Jag har ju ritat den. Johan Larsvall och jag tog fram 8 1/2 i slutet av 70-talet. Byggdes av Biscaya Marin i Gustavs utanför Borlänge. Jag mötte just den här båten vid Skaboholmen utanför Kyrkesund i Aug 2011, skrev om det på bloggen (här).

Kostar 20 tusen. Idag kan jag tycka att båten är lite underriggad (som den kappseglare jag är). Alla 8½or hade mastheadrigg, två har sedan dess höjt sina master med ca 1,8 meter. Mastprofilen finns fortfarande kvar i Skarvens sortiment, det är bara att köpa en bit och skarva på. Lägg skarven en bit under förstagsfästet. Båten har "nästan" ståhöjd, det funkar bra om du inte är alltför reslig. Annonsen las ut den 5te nov, så (om ingen annan snor den framför dina ögon) kan du avvakta till början av nästa år. Kostar som en Maxi 77, ett fynd kan jag tycka!

lördag 12 november 2016

En grönsångare landar på Talanta

Under seglingen med Talanta från Cascais i Portugal till Malta (med stopp på Mallorca) fick vi flera gånger sällskap av delfiner. Precis så som man hoppas träffa dom, hoppande vid sidan av båten, gärna runt fören eller under vattenytan rakt nedanför fören. Vi träffade dom ofta hela vägen till Malta, men tyvärr bara i korta ögonblick och jag lyckades inte fånga dom på bild. Men alla vet ju hur en delfin ser ut!

Andra natten ut från Cascais passerade vi Gibraltar sund. Becksvart och Göran reagerade över ett flaxande ljud. En liten flygfisk hade hittat in över Talantas öppna akter.
Tillfälligt besök
Mellan Sardinien och Sicilien gick vi för motor nästan hela vägen, vattenytan var inte precis platt men nästan. Vi träffade på flera sköldpaddor, på håll syntes dom som vadsomhelst som flöt. Och dök förstås när vi försökte komma nära. Inte precis storlek som havssköldpaddor, ungefär 3 - 4 dm.

En del flyttfåglar väljer den riktigt riskabla vägen tvärs över Medelhavet på sin väg mot Afrika. Har dom riktigt koll på navigationen så hittar dom Malta eller Lampedusa för mellanlandning och för att äta upp sig. En grönsångare väger ca 8 gram när dom landar på Malta, och flyger vidare när dom når matchvikten drygt 10 gram. Mitt emellan Sicilien och Malta landade just en grönsångare på Talanta, stannade kvar nån timme och drog sen vidare. Vi var lite vilsna och visste väl inte vad vi skulle bjuda på. Insektssvärmarna runt Talanta lyste med sin frånvaro. Den hängde lite på mantåget och flög vidare. Jag såg den försvinna bakåt flygande några decimeter över vattenytan. Kanske försökte landa på en sköldpadda? Innan du tittar på videon måste jag komma med en reservation: den kanske inte alls är grön! Färgblindhet kan innebära att jag ibland drar helt fel slutsatser. Skriv gärna en kommentar om du lyckas identifiera fågeln som nåt annat än grönsångare.