Jag har själv letat och letat och då funnit mycket om kölar till 12:or från Americas Cup tiden. Det finns undersökningar om bulbgeometrier till svängkölar. Men inga genomarbetade undersökningar av bulbar till C/R med begränsat djupgående. (Hindrar inte att många uttalar sig tvärsäkert om hur det ska vara). Förutom tre examensarbeten från Chalmers alltså.
Mikko skickade mig en fil med en sammanfattningsrapport från Chalmers med dom tre handledarna som medförfattare (referens längst ner).
En intressant fråga för oss kappseglare är om resultaten från rapporten stämmer med hur våra vanligaste mätregler bedömer våra båtar. I både ORCi och DH bestraffas bulbar hårt. Stämmer det? (Svaret kommer senare).
Först en liten rekapitulering av Chalmersundersökningarna.
4 kölar är undersökta. Kölarnas effektivitet dvs lyftkraft och bromskraft är undersökta både mha datorsimuleringar av strömningsfältet och i vindtunnel. Därefter gjordes en VPP beräkning, dvs beräkning av fart för olika vindstyrkor och relativa vindriktningar. Fenkölen är effektivast när det gäller enbart strömningsegenskaper. För att alla fyra kölarna skulle ha (iallafall nästan) samma rätande moment gjordes VPP beräkningen med antagandet att de tre bulbkölarna var av gjutjärn och fenkölen av bly. Det var också nödvändigt att göra fenkölen 20% längre med bibehållet djup för att tyngden skulle räcka till samma rätande moment. Här kommer en bild med alla fyra kölarna så ni får lite överblick:
 |
| Fenköl upp t.v., integrerad köl upp t.h. L-köl ner t.v., T-köl ner t.h. |
Bulbkölarnas vikt var ca 2700 kg och fenkölens drygt 3100 kg.
Samma skrov, kallat YD-40 från Larssons/Eliassons bok Principles of Yacht Design, användes vid VPP beräkningen. Lars Larsson är medförfattare i sammanfattningsrapporten.
Fenkölens högre vikt och därmed totalt tyngre båt innebar att fenkölens relativt sett fina strömningsegenskaper åts upp. Mha VPP beräkningarna beräknades tider för en kryss-läns bana med banlängd 1 NM. Skillnaderna mellan de fyra kölarna är väldigt små. Den största skillnaden är 6 sek (T-köl är 6 sek snabbare än integrerad köl vid vindstyrka 4 m/s). En av orsakerna till att den integrerade kölen klarar sig så bra är att strömningsmotståndet vid rak anströmning reducerades efter optimeringen. Snabbare på länsen alltså.
Skillnaden mellan T-kölen och fenkölen är 1 sek vid 8 och 10 m/s, vid 4 och 6 m/s är dom lika! 1 sek av drygt 500 sek seglad tid på 1NM. 0,2%!
Mot bakgrund av den här undersökningen framstår DH-regelns bestraffning av bulbköl på ca 2% som tveksam. Finns lite exempel (här). DH-optimering innebär definitivt att man i första hand ska göra sig av med sin bulbköl, speciellt eftersom djupgåendet har så liten inverkan i DH. Ta bort bulben, skaffa lite djupare köl. Också i ORCi bestraffas bulb ganska mycket. När det gäller SRS litar jag på SRS's tekniska kommitte. Dom har säkert klart för sig hur det ska vara. Fast vi får leva med att aldrig veta hur dom räknar.
Alla frågor besvaras inte av rapporten. Jag hoppas marinteknik på Chalmers fortsätter sina undersökningar. Förhoppningsvis dyker det upp nya teknologer som vill göra sina examensarbeten inom det här området.
Sammanfattningsrapporten är riktigt bra. Tre examensarbeten a 60 sidor styck sammanfattade på 10 sidor. Men den saknar alla fina bilder på strömningsfält (dom finns i fulltextfilerna - länkarna hittar du i första inlägget om kölar).
Referens:
Ljungqvist et.al. Investigation of Keel Bulbs for Sailing Yachts. High Performance Yacht Design Conference Auckland 12 - 14 Mars 2012.
Kan vara svår att få tag på (utan att betala för Conference Proceedings $250 - ca SEK 1700). Prova på ditt bibliotek eller ring biblioteket på Chalmers.
Hej.
SvaraRaderaJag har ju en t-bulb på min RJ. Har inte gjort någon CFD på den även om jag har program för att göra det. Dock inte så avanserat så jag tycker att det skulle ge ett relevant resultat.
De jämförelser som gjorts med de olika kölarna tar, som jag föstått, inte hänsyn till att en t-bulb ger betydligt mer rätande moment än en fenköl. Det är den största anledningen till att jag valde att göra en t-bulb. Att exponera mer segelyta och framåttdrivande kraft är ju högst vesäntligt.
En annan fundering som jag kan ha helt fel i är påståendet att kölen inte kan få lyftkraft utan att skrovet har avdrift.
Varför svänger en båt när man vrider på rodret? Är det för att man får en sidkraft för att vattnet träffar läsidan eller för att man får lyft pga vattnet strömmar snabbare på lovartssidan?
I min värld så är det främst för att vattnet träffar lovartssidan.
Om en båt som kränger inte flyttar deplacementstyngdpunkten. De allra flesta moderna båtar med bred akter gör det förrutom tex corby 33,36. Vad som händer med en bredhäckad båt som får mer lyft(flyt)kraft i aktern när den lutar är ju att den går snett genom vattnet och kölen pekar då åt lä. En båt som behåller tyngdpunkten och samtidigt har en viss lovgirighet kommer i stället att ha en köl som pekar åt lovart. Som jag ser det så kommer då kölen att styra åt lovart på samma sätt som ett roder.
Vad jag egenligen vill säja är att skrovets utformning spelar mer roll än vad kölens och bulbens utformnig gör.
@Bosse, Jo - jämförelsen som jag refererar till i inlägget härovan är gjord för kölar med samma rätande moment. Bulbkölarna i järn, fenkölen i bly och dessutom med större projicerad yta. Alla 4 har samma djupgående. Med all den här kunskapen i bagaget hade jag gjort min köl annorlunda: smalare och djupare fena med en betydligt lättare bulb. Och minskad totalvikt ca 300 kg. Men jag har ju en båt kvar att experimentera med. Då borde jag kunna få upp SRS ganska ordentligt.
SvaraRaderaOm att svänga en båt. Långkölade båtar (rodret bakom kölen, också skärgårdskryssare räknas med här) svänger pga krafterna på skrovet. Mha rodret snedställer man båten lite, snedanströmningen på skrovet ger kraftverkan framför kölen. Det är samma kraftverkan som man utnyttjar för att svänga stora fartyg. För många år sen åkte jag kanalbåt i England. Dom är 21 m långa och 1,9 m breda. Och kursinstabila. Släpper man rodret girar båten direkt, just pga att det är krafterna på skrovet som svänger båten. Men segelbåtar med separat roder långt bak svänger huvudsakligen pga kraftverkan på roder och köl. Jag svänger min båt runt sin egen axel när jag kommer in till en brygga med nästan ingen fart alls tex. Lite fart måste jag ha förstås för att det ska bli kraft på roder och köl överhuvudtaget.
När du seglar måste du alltid ha avdrift på kryss. Avdrift betyder att kölen pekar åt lovart. Sen kan det upplevas olika i en båt med stor bredd fram jämfört med en akterbrev båt. Lovgirigheten bestäms av var segelkrafterna hamnar i förhållande till sidkrafterna på undervattenskroppen. Detta har inget med tyngdpunktens läge att göra.
Skrovets utformning har förstås betydelse. Min tes (ofta emotsagd i bloggvärlden) är att man ska försöka minimera sidkrafterna genom tex en flack botten. Och lämna över rollen att skapa sidkraft till köl och roder. Just för själva styrningen har utformning av köl och roder inte så stor betydelse. Däremot är det viktigt att dom inte bromsar i onödan om man ska segla fort.
Anders,
SvaraRaderaVarför vill du ha upp SRS. De flesta vill ju ha ner SRS.
Dessutom är det väl inte officiellt hur mätetalen beräknas i SRS och då blir det hela spekulation.
Mvh Leif
Avdrift för mig är att båten kanar i sidled. Du menar att "Avdrift betyder att kölen pekar åt lovart". Kan inte riktigt ta in att det alltid är så.
SvaraRaderaTa en First30, om den kränger 20 grader så kommer kölen att peka åt lä pga att dpt (deplacementstyngdpunkten) flyttas långt bakåt (ökad bärighet i aktern).
En Corby som jag nämde ovan kommer dpt att flyttas framåt och kölen kommer att peka åt lovart. Då får den en anfallsvinkel som skapar lyft och vattentryck. En lovgirig båt förstärker detta samtidigt som även rodret får en anfallsvinkel när man styr emot och därigenom bidrar till lyft. En TP52 är ett exempel på båt som viker åt fel håll, besättningarna på dessa båtar sitter ihopträngda i aktern när de kryssar för att motverka att kölen snedvrids.
Minskade sidokrafter med flack botten köper jag, men under förutsättning att dpt inte flyttas akterut vid krängning.
Min RJ har jag tänkt att förlänga vattenlinjen på för att skapa högre skrovfart. Det är det ena. Jag vill även få fören mer bärig för att därigenom flytta fram dpt vid krängning. Detta tror jag kommer bidra till att båten kan gå högre och snabbare på kryssen. Jag vill skapa en anfallsvinkel på kölen.
Detta är min högst personliga uppfattning efter mycket funderande.
//Bosse
@Leif, Jag vill alltid ha en snabbare båt (än den jag har). Då får jag högre SRS och då får jag vara med i storbåtsseglingarna, tex MBBR.
SvaraRadera@Bosse, Om båten går i samma kurs som undervattenskroppen, sker anströmningen mot kölen från lovart (på en bredakterbåt). Då skulle krafterna på kölen vara riktade åt lä, dvs ingen nyttig verkan av kölen alls. Då skulle man ju kunna ta bort kölen. Kan du kryssa utan köl? Nej, det går inte, då kanar du bara i sidled. På alla båtar sker snedanströmningen mot kölen från lä och då måste skrovet dras snett genom vattnet, speciellt på bredakterbåtar blir det väldigt snett. På BLUR presenterades Q380 projektet (googla på BLUR och Q380), många förståsigpåare kritiserade båten för att den var för fyllig fram. Men jag tror det är vägen att gå.
Varför inte göra din båt rakstävad? Då får du riktigt lång seglande längd. Undvika konkava linjer i förskeppet, dom är bra i vågor men ger inte mycket skrovfart.
Jag tror vi menar samma sak.
SvaraRaderaJag har suttit massor av timmar och ritat (3-d modellering) på skrov och försökt att komma fram till hur ett skrov funkar när det kränger, vrider, sig.
Även en bred akterbåt har snedströmning från lä pga avdrift men anfallsvinkeln blir för liten för att generera max lyft.
Sett Q380 och där är ett typexempel på en båt som flyttar fram dpt vid krängning vilket är bra då man får en större anfallsvinkel på kölen som då genererar mer lyft.
Jag ska ha förlänga vattenlinjen med en rak stäv på RJ, inga konkava linjer utan kanske lite konvexa beroende på hur det turar.
Jämför en gammal IMOCA med en ny så ser man även där att skrovet är fylligare i fören, verkar ju funka bra.
//Bosse
Tror att pratet om att alla vill sänka sitt respittal är en myt som härstammar från IOR-tiden. Då var det bra att slöa ner en stor båt så den klarade gränsen för en 1/2-tonnare, 3/4-tonnare osv och ändå hade lång vattenlinje.
SvaraRaderaNu handlar det nog snarare om att folk vill få sitt verkliga respittal på sin båt istället för att segla på det generella talet som båttypen har i tabell - med de mått/vikter som kanske skiljer sig från min båt.
Att höja respittalet ser jag inte som något fel för det går hand i hand med farthöjande tillskott som jag inte hade tidigare!